авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

«Направление подготовки магистров 210100 «Электроника и наноэлектроника» Магистерская программа «Квантовая электроника» ...»

-- [ Страница 4 ] --

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы по направлению подготовки магистров 200100 «Электроника и наноэлектроника» по программе «Квантовая электроника». Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Лазерные измерительные системы", "Квантовые источники излучения" и "Компьютерная обработка изображений".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплины "Лазерная интерферометрия" и выполнении магистерской диссертации по программе «Квантовая электроника».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

правила разработки технических заданий на проектирование технологических процессов производства материалов и изделий электронной техники (ПК -11).

Уметь:

использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

Владеть:

методикой профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ПК-5).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные сведения о Устный опрос 6 1 2 2 параметрах лазерах Лазеры в повседневной Защита лабораторной жизни 6 1 4 -- работы Лазеры в научных исследованиях Контрольная работа 16 1 8 4 Лазеры в медицине Устный опрос 8 1 6 -- Лазерная обработка Защита лабораторной металлов 6 1 4 -- работы Лазерный Устный опрос.

измерительный Выполнение 30 1 6 4 инструмент типового расчета.

Информационные Защита лабораторной 12 1 6 4 применения лазеров работы Презентация и защита типового Зачет 6 1 -- -- 4 расчета и лабораторных работ Экзамен Устный 18 -- -- -- -- Итого: 108 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр 1. Основные сведения о параметрах лазерах.

Основные сферы применения лазерной техники. Типы лазеров. Основные их характеристики.

2. Лазеры в повседневной жизни.

Как устроена и как работает лазерная указка. Принцип работы CD/DVD ROM. Скорость записи данных с помощью CD/DVD ROM. Принцип хранения информации на CD/DVD дисках. Работа лазерного принтера. Компьютерная оптическая мышь.

3. Лазеры в научных исследованиях.

Современные лазерные системы диагностики двухфазных потоков. Локальные и полевые методы диагностики потоков. Схема работы и область применения лазерного доплеровского анемометра и фазового доплеровского анемометра. Анемометрия изображения частиц. Спекл-интерферометрия. Лазерный интерференционный метод.

4. Лазеры в медицине.

Возможности применения лазеров в медицинской технике. Использование лазеров в хирургии. Лазерная диагностика. Лазерная терапия. Современные косметические приборы на основе лазеров. Лазер в офтальмологии. Лазерная стоматология. Плюсы и минусы применения лазерной техники в медицине.

5. Лазерная обработка металлов.

Существующие методы обработки различных материалов при помощи лазеров. Лазерная резка материалов. Установка лазерной резки. Лазерная проникающая сварка. Лазерная закалка. Гравировка. Маркировка. Характеристики лазеров, применяемых в лазерной обработке.

6. Лазерный измерительный инструмент.

Классификация лазерных инструментов. Лазерная рулетка и дальномер. Принцип работы лазерного дальномера. Лазерные построители плоскостей и направлений. Лазерный уровень. Лазеры в геодезии.

7. Информационные применения лазеров.

Возможности применения лазеров для передачи информации на расстояние. Передача и обработка информации. Дистанционный контроль измерений. Применение лазеров для сканирования штрих-кода.

4.3. Лабораторные работы 1 семестр № 1. Лазерная диагностика потока на примере лазерного доплеровского анемометра.

№ 2. Определение размеров пузырьков газа лазерным интерференционным методом.

№ 3. Оценка влияния характеристик поверхности на погрешность измерения скорости с помощью лазерного дальномера.

4.4. Расчетные задания 1 семестр 1. Расчет фототока в схеме лазерного доплеровского анемометра.

2. Расчет системы освещения в схеме лазерного спеклинтерферометра.

3. Моделирование картин лазерного интерференционного метода.

4. Моделирование работы лазерных дальномера и рулетки.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия: не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий, интерактивный разбор применения лазерной техники.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, типовому расчету, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, защита типового расчета.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Айхлер Ю. Лазеры. Исполнение, управление, применение : пер. с нем. / Ю. Айхлер, Г. И.

Айхлер. – М. : Техносфера, 2008. – 440 с.

2. Тарасов, Л.В. Физика лазера / Л. В. Тарасов. – 2-е изд., испр. и доп. – М. : Эдиториал УРСС, 2010. – 456 с.

б) дополнительная литература:

1. Ханин Я. И. Основы динамики лазеров / Я. И. Ханин. – М. : Наука, 1999. – 368 с.

2. Ринкевичюс Б.С. Лазерная диагностика потоков. М.: Изд-во МЭИ, 1990.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.astronet.ru/, http://www.laser-reserv.ru/pub/ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., ст. преподаватель Михалев А.С.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ»

Цикл: профессиональный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплины по выбору № № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М2.10. Часов (всего) по учебному плану: 2 семестр - Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр - Лекции 0 час 2 семестр - Практические занятия 36 час 2 семестр - Лабораторные работы 18 час 2 семестр - Расчетные задания Не предусмотрены 2 семестр - Объем самостоятельной работы по 54 час 2 семестр - учебному плану (всего) Экзамены Не предусмотрены 2 семестр - Курсовые проекты (работы) Не предусмотрены 2 семестр - Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ лазерной техники, изучение основных принципов работы и характеристик полупроводниковых лазеров.

По завершению освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими профессиональными и общекультурными компетенциями:

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1);

способностью демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (ПК-2);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработке оптико электронных приборов (ПК-3, ПК-9);

использовать информацию о новых физических процессах и новых видах оптико электронных приборов (ПК-5, ПК-6);

способностью развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью самостоятельного обучения новым методам исследования (ОК-2);

способностью свободно пользоваться русским и иностранными языками, как средством делового общения (ОК-3);

способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с ролью полупроводниковых лазеров в современной науке и технике;

познакомить с физическими явлениями в полупроводниковых лазерах;

научить принимать технические решения при конструировании оптико-электронных приборов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю « Квантовая электроника»

направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Оптика твёрдого тела", "Расчёт квантовых систем ", Материалы и элементы квантовой и оптической электроники, "Вычислительные методы в квантовой электронике".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин "Лазерная интерферометрия», «Физические основы нанотехнологий», а также при магистерской подготовке по профилю «Квантовая электроника» и при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по лазерам в квантовой электронике (ОК-1, ОК-12, ОК-13, ПК-6, ПК-18);

лазеры, применяемые в квантовой и оптической электронике, их классификацию (ПК 10);

источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по технологии и физике полупроводниковых лазеров (ОК-12, ПК-18).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-10);

использовать программы расчетов оптических и рабочих характеристик твердотельных и полупроводниковых лазеров (ОК 10, ПК-19);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (0К-10, ОК-12, ПК-6);

выбирать материалы для изготовления основных элементов оптико-электронных устройств в зависимости от условий работы (ПК-10);

анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов оптико-электронных устройств (ОК-5, ОК-10, ПК-14, ПК-17, ПК-18).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12, ОК-14, ПК-21);

терминологией в области оптики твердого тела (ОК-2, ОК-14);

навыками поиска информации об оптических свойствах твердых тел (ОК-10, ОК-13, ПК-6, ПК-18);

информацией о технических параметрах материалов и элементов схем для использования при конструировании оптико-электронных приборов (ПК-5, ПК-18);

навыками применения полученной информации при проектировании элементов оптико-электронных устройств (ПК-6, ПК-11, ПК-12).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную раздел Форма промежуточной п/ успеваемости работу студентов и аттестации п (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Особенности лазерного эффекта в полупро водниках. Достоинства и недостатки полупро водниковых лазеров. Устный опрос 4 10 0 2 Спектральный диапа зон и интервал значений мощности излучения.

Лазеры с накачкой электронным пучком и оптической накачкой.

Инжекционные лазеры Тест по лабораторной 10 10 0 2 4 работе (лазерные диоды ЛД).

Преимущества каждого типа лазеров.

Вынужденное излучение в полупро водниках. Коэффи Тест: вынужденное циенты Эйнштейна. 6 10 0 2 излучение.

Первое лазерное усло вие (Бернара и Дюрафура) Связь спонтанного излучения с коэффициентом поглощения. Связь между скоростями Самостоятельная спонтанного и работа.

вынужденного Расчёт скорости 6 10 0 2 излучения.

вынужденного излучения Зависимость погло щения от плотности состояний и концен трации примеси.

Оптический матричный 6 10 0 2 элемент для межзонных переходов. Спектры поглощения и усиления.

Распространение электромагнитных волн в среде с конечной проводимостью. Тест по лабораторной 10 10 0 2 4 Оптические работе характеристики вещества.

Условие генерации (второе лазерное условие) в полупро Контрольная работа водниковых лазерах.

по теме «Условия Амплитудное условие генерации в 6 10 0 2 генерации. Фазовое полупроводниковых условие генерации.

лазерах»

Расстояние между продольными модами.

Распространение волн в симметричном трехслойном плоском волноводе. ТЕ-моды, Тест: основные типы ТМ-моды и ТЕМ и характеристики 6 10 0 2 моды. Решения для волноводов четных мод и решения для нечетных мод.

Условия отсечки высших мод Способы оптического Контрольная работа 4 10 0 2 ограничения.

Электронное ограничение.

Гетеропереходы.

Построение Тест по 10 10 0 2 4 энергетических гетеропереходам диаграмм гетеропереходов.

Гетеропереходы при внешнем смещении.

Самостоятельная Расчет контактной работа: расчёт разности потенциалов и энергетической 6 10 0 2 ширины области диаграммы пространственного гетероперехода заряда.

Технология изготовления полупроводниковых гетеролазеров Изготовление лазеров Контрольная работа 4 10 0 2 полосковой геометрии Многослойная структура ДГС лазера Пороговый ток лазеров полосковой геометрии.

Растекание тока и боковая диффузия Устный опрос 4 10 0 2 носителей.

Спектры излучения.

Диаграмма направленности Тест по лабораторной 8 10 0 2 4 излучения. работе Поляризация излучения Лазеры на Самостоятельная гетероструктурах с работа: расчёт квантовыми ямами и энергетических 4 10 0 2 сверхрешетками уровней в квантовых ямах Деградация полупроводниковых лазеров.

Современные мощные Контрольное полупроводниковые 4 10 0 2 тестирование лазеры. Перспективы развития полупроводниковых лазеров.

Зачет по Тестирование по лабораторному лабораторным 6 10 0 2 практикуму работам Итоговый зачёт Устный зачет 18 Итого: 108 0 36 18 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Не предусмотрены 4.2.2. Семинары 1. Лазерный эффект в полупроводниках.

История развития полупроводниковых лазеров. Применение полупроводниковых лазеров. Особенности лазерного эффекта в полупроводниках. Особенности полупроводниковых лазеров. Спектральный диапазон и интервал значений мощности излучения. Вынужденное излучение в полупроводниках. Коэффициенты Эйнштейна.

Связь между спонтанным и вынужденным излучением. Скорости Краткий исторический обзор развития полупроводниковых лазеров. Особенности лазерного эффекта в полупроводниках. Особенности полупроводниковых лазеров. Достоинства и недостатки полупроводниковых лазеров. Спектральный диапазон и интервал значений мощности излучения. Применение полупроводниковых лазеров 2. Классификация полупроводниковых лазеров по способам возбуждения Лазеры с накачкой электронным пучком и оптической накачкой. Инжекционные лазеры (лазерные диоды ЛД). Преимущества каждого типа лазеров.

3-4. Вынужденное излучение в полупроводниках Излучательные переходы в полупроводниках. Вероятность излучательного перехода. Золотое правило Ферми.

Создание инверсии населенностей в полупроводниковых лазерах. Соотношения Эйнштейна. Необходимое условие вынужденного излучения в полупроводниках (Бернара и Дюрафура) – первое лазерное условие.

Вынужденное и спонтанное излучение в полупроводниках. Скорость вынужденного излучения. Связь спонтанного излучения с коэффициентом поглощения. Связь между скоростями спонтанного и вынужденного излучения.

5. Поглощение и усиление света Зависимость поглощения от плотности состояний и концентрации примеси.

Оптический матричный элемент для межзонных переходов. Спектры поглощения и усиления.

6-8. Резонаторы и волноводы. Второе лазерное условие Распространение электромагнитных волн в среде с конечной проводимостью Оптические характеристики вещества.

Условие генерации (второе лазерное условие) для полупроводниковых лазеров.

Амплитудное условие генерации. Фазовое условие генерации. Расстояние между продольными модами.

Распространение волн в симметричном трехслойном плоском волноводе. ТЕ-моды, ТМ моды и ТЕМ - моды. Решения для четных мод и решения для нечетных мод. Условия отсечки высших мод.

9. Способы оптического ограничения Многослойные структуры. Боковое оптическое ограничение. Лазеры с распределенной обратной связью.

10-11. Электронное ограничение.

Ограничение для носителей заряда. Гетеропереходы. Энергетические диаграммы гетеропереходов. Контактная разность потенциалов. Гетеропереходы при смещении.

Анизотипные и изотипные гетероструктуры. Двусторонние гетероструктуры 12-13. Конструкция инжекционных лазеров. Рабочие характеристики Технология изготовления полупроводниковых гетеролазеров Изготовление лазеров полосковой геометрии Многослойная структура ДГС лазера. Пороговый ток лазеров полосковой геометрии.

Растекание тока и боковая диффузия носителей. Вольт-амперные и ватт-амперные характеристики. Расчёт внутренней квантовой эффективности.

14. Характеристики излучения Излучательные свойства лазеров с широким контактом и полосковых лазеров. Угловая расходимость. Картина дальнего поля. Спектры излучения в зависимости от плотности тока накачки. Модовый состав излучения. Деградация полупроводниковых лазеров 15. Квантоворазмерные лазеры Лазеры на гетероструктурах с квантовыми ямами и сверхрешетками.

Основные характеристики 16. Перспективы развития полупроводниковых лазеров Полупроводниковые лазеры на квантовых проволоках и квантовых точках.

Лазерные линейки. Новые материалы для лазеров в фиолетовой области спектра.

Основные причины деградации полупроводниковых лазеров.

4.2.3. Лабораторные работы Лабораторная работа № Изучение диаграммы направленности излучения лазерного диода Лабораторная работа № Исследование вольт-амперной и ватт-амперной характеристик лазерного диода Лабораторная работа № Изучение поляризационных характеристик лазерного диода Лабораторная работа № Изучение спектров излучения лазерного диодов 4.2.4. Расчетные задания Не предусмотрены 4.2.5. Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия Не предусмотрены Практические занятия проводятся в традиционной форме с использованием компьютерных презентаций.

Самостоятельная работа включает выполнение домашних заданий;

подготовку к тестам и контрольным работам;

расчёт, оформление лабораторных работ и подготовку к их защите;

подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Коваль О.И. Полупроводниковые лазеры. М. МЭИ. 2004.

2. Пихтин А.С. Оптическая и квантовая электроника. – М.: Высшая школа. 2001. 573с.

Коваль О.И., Близнюк В.В., Корецкая И.В., Мансурова Н.Г. ЭОР УМК.М.: МЭИ. 2008.

3.

б) дополнительная литература:

1.. Кейси Х., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах/ Пер. с англ. под ред. Елисеева П.Г.

Т.1 и 2. М.: Мир. 1981. 293 с.

2. Близнюк В.В., Коваль О.И, Мансурова Н.Г., Ряховский А.П., Тинаев А.А.

Пространственно-энергетические характеристики лазеров на основе квантово размерной структуры InGaAs/GaAs/AlGaAs //Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах. Материалы докладов международного научно методического семинара (Москва 28-30 ноября 2007 г.) М.: МНТОРЭС им. А.С.

Попова, МЭИ, 2007. С.180-184.

3. Евтихиев Н.Н., Евтихиева О.А., Компанц и др. Информационная оптика. Учебное пособие. Под ред. Н.Н. Евтихиева.-М.: Издательство МЭИ. 2000. 612 с.

4. Елисеев П.Г..Полупроводниковые лазеры - от гомопереходов до квантовых точек.

Квантовая электроника. Т.32. № 12. 2002.

5. Булаев П.В., Мармалюк А.А., Падалица А.А.и др. Мощные полупроводниковые лазеры на основе квантоворазмерных напряженных структур в системе InGaAs/(Al)GaAs с малой расходимостью излучения. Квантовая электроника. Т. 32.

№12. 2002.

6. Слипченко С.О. и др.О селекции мод в поперечных волноводах полупроводниковых лазеров на основе асимметричных гетероструктур. ФТП, 2009, т.43, в.1, с.119-123.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Интернет-ресурсы: www.newlibrary.ru. www.ioffe.ru;

.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 Электроника и наноэлектроника ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.ф-м.н., доцент Коваль О.И.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ПОГЛОЩЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКАМИ" Цикл: профессиональный Часть цикла: Вариативный/по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М.2.10. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – 3;

Лекции 0 час 2 семестр Практические занятия 36 час 2 семестр Лабораторные работы 18 час 2семестр Расчетные задания, рефераты не предусмотрено 2 семестр Объем самостоятельной работы по 54 час учебному плану (всего) Экзамены Не предусмотрено Курсовые проекты (работы) Не предусмотрено Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ поглощения оптического излучения полупроводниками. Формирование и закрепление навыков проектирования термоэлектрических приемников лазерного излучения с полупроводниковыми измерительными преобразователями, а так же расчета задач теплопроводности и теплообмена различными методами.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК -7);

способностью проектировать устройства, приборы и системы электронной техники с учетом заданных требований (ПК -9);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК -19);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основами проектирования термоэлектрических приемников лазерного излучения с полупроводниковыми измерительными преобразователями;

дать информацию о различных методах расчета задач теплопроводности и теплообмена для проектирования приемников лазерного излучения;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем проектировании термоэлектрических приемников лазерного излучения с полупроводниковыми измерительными преобразователями.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла M.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Методы математической физики".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

физические принципы поглощения оптического излучения полупроводниками (ОК-1, ПК - 3).

Уметь:

выбирать пути решения для задач теплопроводности и теплообмена в термоэлектрических приемниках лазерного излучения (ПК-9, ОК-2);

проводить расчет задач теплопроводности и теплообмена в термоэлектрических приемниках лазерного излучения (ПК-1).

Владеть:

приемами проектирования термоэлектрических приемников лазерного излучения с полупроводниковыми измерительными преобразователями (ПК-7, ПК-19).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Физические принципы поглощения Устный опрос 8 2 6 оптического излучения полупроводниками Принципы построения термоэлектрических приемников лазерного излучения с Контрольная работа 18 2 6 4 полупроводниковыми измерительными преобразователями Конечно-разностные Защита лабораторной методы решения задач 22 2 8 4 работы теплопроводности Конечно-разностный метод решения задач Защита лабораторной 22 2 8 4 конвективного работы теплообмена Численные методы решения задач Защита лабораторной 24 2 8 6 теплообмена работы излучением Презентация и Зачет защита 14 2 -- -- -- лабораторных работ Итого: 108 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 2 семестр Физические принципы поглощения оптического излучения полупроводниками.

1.

Зависимость поглощения от длины волны падающего излучения. Коэффициент отражения.

Преобразование оптической энергии в тепловую.

Принципы построения термоэлектрических приемников лазерного излучения с 2.

полупроводниковыми измерительными преобразователями.

Конечно-разностные методы решения задач теплопроводности. Явная и неявная 3.

схема. Построение разностных схем методом баланса. Метод прогонки. Решение нелинейных задач. Программная реализация численного решения многомерных задач с помощью локально-одномерной схемы.

Конечно-разностный метод решения задач конвективного теплообмена. Расчет 4.

стационарного двумерного температурного поля диска и прямоугольника.

Численные методы решения задач теплообмена излучением. Расчет теплообмена в 5.

системе серых тел с диффузным отражением в системе тел с зеркальным и диффузным отражением. Расчет разрешающих угловых коэффициентов.

4.3. Лабораторные работы 2 семестр № 1. Исследование характеристик полупроводников № 2. Решение задачи теплопроводности.

№ 3. Расчет теплообмена в системе серых тел с диффузным отражением.

№4. Исследование полупроводниковых термоприемников 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на зачете.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Силовая оптика / В. П. Вейко, и др. ;

Ред. В. И. Конов. – М. : Физматлит, 2008. – 312 с.

2. Патанкар С. В. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах : пер. с англ. / С. В. Патанкар. – М. : Изд-во МЭИ, 2003. – 312 с.

3. Журнал «Физика и техника полупроводников»

б) дополнительная литература:

1. Персов Б.З. Расчет и проектирование экспериментальных установок. Ин-т. компьют.

исслед., 2004 г.

2.Валуева Е. П. Численные решение автомодельных задач теплообмена: учебное пособие / Е.

П. Валуева, Моск. энерг. ин-т (ТУ). – М. : Изд. дом МЭИ, 2009. – 24 с.

3. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения. Под. ред.

А.Ф. Котюка, М., 1986.

4. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. М., “Высш. шк.”, 5. Самарский А.А. Введение в численные методы. М., 1987.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

MathCad11-Mathsoft, Inc.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций, а также лаборатории для проведения лабораторных занятий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.ф.-м.н., доцент Коваль О.И.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ»

Цикл: профессиональный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплины по выбору № Дисциплины по учебному плану: ИРЭ М.11. Часов (всего) по учебному плану: (2) семестр - Трудоемкость в зачетных единицах: (2) семестр - Лекции 18 час (2) семестр - Практические занятия 18 час (2) семестр - Учебным планом не Лабораторные работы предусмотрены Учебным планом не Расчетные задания предусмотрены Объем самостоятельной работы по 72 час (2) семестр - учебному плану (всего) Учебным планом не Экзамены предусмотрены Учебным планом не Курсовые проекты (работы) предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение физических основ нанотехнологий, ознакомление с основными методами создания наноматериалов и нанообъектов, ознакомление с их основными характеристиками и методами их исследований, а также перспективами их практического использования в лазерной физике, оптике, других областях науки и техники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7, ОК-8);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-1, ОК-2);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике нанотехнологий (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработке квантовых и нано приборов (ПК-3, ПК-9).

использовать информацию о новых физических процессах и новых видах квантовых нано приборов (ПК-5, ПК-6).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с ролью и значением наноматериалов и нанотехнологий в современной науке и технике.

дать информацию о физических явлениях, лежащих в основе создания наноматериалов и нанотехнологий, устройств для их исследования и систем для их практического использования.

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем конструировании и практическом использовании новых квантовых и нано приборов и устройств.


2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе « Квантовая электроника»

направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Химия", "Физические основы электроники", "Физические основы электроники", "Наноэлектроника", "Квантовые источники излучения", "Нанооптика", "Материалы и элементы квантовой и оптической электроники".

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении дисциплин "Актуальные проблемы электроники и наноэлектроники», а так же при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по наноматериалам и нанотехнологиям (ОК-7, ПК-6);

основные технологии создания наноматериалов и их классификацию (ПК-10);

основные приборы и устройства для измерения пространственных, электромагнитных, оптических, нелинейных характеристик наноматериалов и их классификацию (ПК-10);

источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по основам нанотехнологий и основным свойствам наноматериалов (ПК-17).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

использовать физические основы для оценки возможности создания наноматериалов и контроля их физико-технических и оптических параметров (ПК-1);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые наноматериалы (ПК-6);

выбирать наноматериалы для разработки элементов квантовых устройств в зависимости от условий эксплуатации (ПК-10);

анализировать информацию о новых нанотехнологиях, появления новых наноматериалов для разработки квантовых устройств (ПК-17).

Владеть:

навыками дискуссии по тематике нанотехнологий (ОК-12);

терминологией в области наноматериалов и нанотехнологий (ОК-2);

навыками поиска информации об основных приборах и устройствах, используемых в нанотехнологиях (ПК-6);

информацией о технических параметрах устройств, используемых при работе с наноматериалами (ПК-17 );

навыками применения полученной информации при проектировании элементов и устройств, используемых для создания квантовых и оптико-электронных устройств на базе нанотехнологий (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную раздел № Форма промежуточной успеваемости работу студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Введение. Основные понятия и определения Устный опрос 12 2 2 2 наук о нанотехнологиях Особенности физических Устный опрос взаимодействий, 12 2 2 2 Контрольная работа происходящих на наномасштабах Методы исследования Устный опрос 14 2 2 2 наноматериалов Способы получения наноматериалов Устный опрос 12 2 2 2 методами «сверху – Контрольная работа вниз»

Способы получения наноматериалов Устный опрос 12 2 2 2 методами «снизу вверх»

Капиллярность и Устный опрос смачивание в 12 2 2 2 Контрольная работа наносистемах Физика устройств на Устный опрос 12 2 2 2 основе наноматериалов Физика устройств для оптоэлектроники и Устный опрос 16 2 4 4 наноэлектроники на Контрольная работа основе наноматериалов Презентация и Зачет 8 письменный зачет Итого: 108 18 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Введение. Основные понятия и определения науки о нанотехнологиях.

Основные понятия и определения науки о нанотехнологиях. История возникновения нанотехнологий и науки о наноматериалах. Примеры нанообъектов и наносистем, их особенности и практические приложения. Объекты и методы в нанотехнологиях.

Принципы и перспективы развития нанотехнологий.

2. Особенности физических взаимодействий, происходящих на наномасштабах.

Особенности физических взаимодействий, происходящих на наномасштабах. Роль объема и поверхности в физических свойствах наноматериалов. Механика нанообъектов. Механические колебания и резонансы в наноразмерных системах. Сила трения. Кулоновское взаимодействие. Оптика нанообъектов. Соотношение длины волны света и размеров наночастиц. Различия в распространении света в однородных и наноструктурированных средах.

3-4. Методы исследования наноматериалов Физические основы методов исследования наноматериалов. Физика взаимодействия электронных пучков с твердым телом. Электронная растровая и просвечивающая микроскопия. Физические принципы зондовой микроскопии. Конфокальная микроскопия. Оптическая спектроскопия. Флуоресцентная корреляционная спектроскопия. Дифракция электронов и рентгеновского излучения. Дифракционные методы исследования.

5. Способы получения наноматериалов методами «сверху – вниз».

Основные принципы формирования наноматериалов. Физические и химические методы. Классическая, микросферная, ионно-пучковая, АСМ – литография и наноиндентирование. Механоактивация и механосинтез наноматериалов.

6. Способы получения наноматериалов методами «снизу - вверх».

Процессы зародышеобразования в газовых и конденсированных средах. Гетерогенное зародышеобразование, эпитаксия и гетероэпитаксия. Спинодальный распад. Синтез наноматериалов в аморфных матрицах. Методы химической гомогенизации.

Классификация наночастиц и наноматериалов. Приемы получения и стабилизации наночастиц. Агрегация и дезагрегация наночастиц.

7. Капиллярность и смачивание в наносистемах.

Капиллярность и смачивание в наносистемах. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Капли на твёрдой и жидкой поверхности. Полное и неполное смачивание.

Поверхностные и капиллярные силы. Супергидрофобные поверхности. Проблемы течения, перемешивания и сепарации в малых каналах и устройствах для микро- и нанофлюидики. Цифровая микрофлюидика, электрокинетика, анизотропные и супергидрофобные текстуры.

8. Физика устройств на основе наноматериалов.

Методы создания устройств на основе наноматериалов. Механические и электромеханические микро и наноустройства. Сенсорные элементы микро- и наносистемной техники. Датчики температуры, датчики угловых скоростей, магнитного поля. Интегральные микро- и нано-двигатели. Физические принципы работы основных элементов микро- и наноэлектроники. Закон Мура. Одноэлектронные приборы. Одноэлектронный транзистор. Одноэлектронные элементы цифровых схем.

9. Физика устройств для оптоэлектроники и наноэлектроники на основе наноматериалов.


Светодиоды и лазеры на двойных гетероструктурах. Фотоприемники на квантовых ямах. Лавинные фотодиоды на системе квантовых ям. Фотонные кристаллы.

Искусственные опалы. Волоконная оптика. Наносенсоры.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия проводятся в форме беседы и обсуждения сведений, полученных на лекциях, которые подкрепляются численными расчетами типовых задач по конкретной теме.

1. Основные понятия и определения наук о нанотехнологиях.

2. Особенности физических взаимодействий, происходящих на наномасштабах.

3. Методы исследования наноматериалов.

4. Методы исследования наноматериалов.

5. Способы получения наноматериалов методами «сверху – вниз».

6. Способы получения наноматериалов методами «снизу - вверх».

7. Капиллярность и смачивание в наносистемах.

8. Физика устройств на основе наноматериалов.

9. Физика устройств для опто- и наноэлектроники на основе наноматериалов.

4.3. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания: учебным планом не предусмотрены.

4.5 Курсовой проект (курсовая работа): учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с использованием компьютерных презентаций.

Практические занятия проводятся с использованием компьютерных презентаций.

Лабораторные работы: учебным планом не предусмотрены.

Самостоятельная работа включает выполнение домашних заданий;

подготовку к устным опросам и контрольным работам;

оформление отчетов и подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, контрольные работы, защита письменных рефератов по текущим темам.

Аттестация по дисциплине – оценки за практические занятия, зачет.

В приложение к диплому выносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Пул Ч., Оуэнс Ф.. Мир материалов и технологий. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2004, 327 стр.

2. Воронов В.К., Подоплелов А.В., Сагдеев Р.З.. Физика на переломе тысячелетий.

Физические основы нанотехнологий. Учебник – М.: Книжный дом «Либроком», 2011, 432 стр.

б) дополнительная литература:

1. Нанотехнологии. Азбука для всех. Под ред. Ю.Д.Третьякова, М.: Физматлит, 2008, 368 стр.

2. Борисенко В.Е., Воробьева А.И.. Наноэлектроника: Учебное пособие БГУИР, ч.2, Нанотехнология, Минск: БГУИР, 2003, 76 стр.

3. Балабанов В.И.. Нанотехнологии. Наука будущего. М.: Эксмо, 2009, 256 стр.

4. Гусев А.И.. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М: Физматлит, 2007, 416 стр.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Интернет-ресурсы: www.newlibrary.ru;

http://nanometer.ru;

http://nano.msu.ru 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и учебной лаборатории для демонстраций наноматериалов и наноустройств.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 Электроника и наноэлектроника по магистерской программе «Квантовая электроника»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.ф-м.н., доцент Зверев П.Г.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 200100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: Магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " РЕГИСТРАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ" Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативный № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М.2.11. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – 3;

Лекции 18 час 2 семестр Практические занятия 18 час 2 семестр Лабораторные работы не предусмотрено 2 семестр Расчетные задания, рефераты не предусмотрено 2 семестр Объем самостоятельной работы по 72 час учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрено Курсовые проекты (работы) не предусмотрено Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ использования цифровой фототехники, работа с различными видами современной цифровой фототехники. Формирование и закрепление навыков проведения цифровой фото- и видеосъемки. По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

готовностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6);

готовностью определять цели, осуществлять постановку задач проектирования электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения, подготавливать технические задания на выполнение проектных работ (ПК -8).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основами использования цифровой фото и видеотехники;

обучить работе с современной цифровой фото и видеотехникой.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы по направлению подготовки магистров 200100 «Электроника и наноэлектроника». Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники" и "Компьютерные технологии в научных исследованиях".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении НИИР и выполнении магистерской диссертации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основы цифровой фотографии, процесс цифровой фотосъемки, основные настройки цифровой фотокамеры.

Уметь:

подбирать цифровые фото и видеокамеры для конкретных задач;

пользоваться всеми функциями цифровых фотокамер;

настраивать цифровые камеры для любых условий съемки.

Владеть:

методикой подбора цифровых фотокамер.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основы цифровой Устный опрос 12 2 2 2 фотографии Применение Защита лабораторной фоточувствительных 16 2 3 3 работы приборов Процесс цветной Контрольная работа 18 2 3 3 цифровой фотосъемки Основные настройки Устный опрос 16 2 3 3 ЦФК Защита лабораторной Настройка резкости 12 2 2 2 работы Экспозиция Устный опрос 6 12 2 2 2 Защита лабораторной Объективы 16 2 3 3 работы Презентация и Зачет защита 6 2 -- -- -- лабораторных работ Итого: 108 18 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 2 семестр 1. Основы цифровой фотографии.

Основные понятия и определения. Механизм получения изображения. Глубина цвета. Размер изображения. Пропорции в цифровой фотографии. Светочувствительность. Качество изображения.

2. Применение фоточувствительных приборов.

Основные характеристики и параметры фоточувствительных приборов. Фоточувствительные приборы в простейших схемах автоматики и робототехники. Воспроизведение записей с компакт-дисков. Системы дистанционного управления. Оптопары и оптоэлектронные микросхемы. Фоточувствительные приборы в волоконно-оптических устройствах. Общие рекомендации по применению фоточувствительных приборов.

3. Процесс цветной цифровой фотосъемки.

Модель цвета RGB. Получение цвета. Разрешение изображения. Физическое и оптическое разрешение. Пиксели на экране компьютера и на бумаге. Отображение цвета. Форматы файлов цифровых изображений. Правила преобразования размеров изображений.

4. Основные настройки ЦФК.

Зависимость качества изображения от его размеров. Сжатие. Размер изображения и формат изображения. Скорость срабатывания затвора, яркость изображения и эффект движения.

Скорость срабатывания затвора и выдержка. Скорость срабатывания затвора и движущиеся объекты. Диафрагма и выдержка 5. Настройка резкости.

Правильная установка камеры. Как фиксировать камеру. Увеличение светочувствительности.

Расстояние до объекта и фокусное расстояние объектива. Фокусировка и глубина резкости.

Настройка фокуса. Настройка глубины резкости. Максимальная глубина резкости и гиперфокальное расстояние. Ручная фокусировка. Режим автофокусировки.

6. Экспозиция.

Экспонометрия. Особенности работы экспонометров. Автоматические установки экспозиции. Различные способы проведения экспокоррекции. Настройка яркости и контрастности. Яркость. Контрастность. Варианты освещения. Виды освещения. Свет различных естественных источников.

7. Объективы.

Принцип работы объектива. Основные характеристики объектива. Нормальные объективы.

Широкоугольные (короткофокусные) объективы. Длиннофокусные объективы и телеобъективы. Zoom-объективы или объективы с переменным фокусным расстоянием (ОПФ). Сравнительная характеристика объективов с постоянным и переменным фокусными расстояниями. Управление перспективой.

4.2.2. Практические занятия 2 семестр 1. Основы цифровой фотографии.

Определение светочувствительности. Влияние различных параметров на качество изображения.

2. Применение фоточувствительных приборов.

Расчет основных характеристик и параметров фоточувствительных приборов.

Применение фоточувствительных приборов.

3. Процесс цветной цифровой фотосъемки.

Определение разрешения изображения. Работа с форматами файлов цифровых изображений.

4. Основные настройки ЦФК.

Влияние сжатия изображения на его качества. Настройка размера и формата изображения.

5. Настройка резкости.

Настройка фокуса. Настройка глубины резкости. Максимальная глубина резкости и гиперфокальное расстояние. Фокусировка.

6. Экспозиция.

Установка экспозиции. Яркость и контрастность. Влияние света.

7. Объективы.

Принцип работы объектива. Выбор объектива по типу.

4.3. Расчетные задания Расчетные задания: учебным планом не предусмотрены.

4.4. Курсовые проекты и курсовые работы: учебным планом не предусмотрены.

.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия включают компьютерные презентации по темам занятий.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий, интерактивный разбор конкретных ситуации при рассмотрении принципов работы цифровых фотокамер.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за зачет.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Суворова Е.А. Проектирование цифровых систем на VHDL. Серия: Учебное пособие.

БХВ-Петербург, 2003 г.

2. Уэйкерли Д.Ф. Проектирование цифровых устройств: Т. 1. Серия: Б-ка современной электроники. Постмаркет, 2002 г.

3. Шаллоуей А. Шаблоны проектирования: Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию. Серия: Шаблоны проектирования. Вильямс, 2002 г б) дополнительная литература:

1. Персов Б.З. Расчет и проектирование экспериментальных установок. Ин-т. компьют.

исслед., 2004 г.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://megratec.ru, http://packages.qa.debian.org, http://kazus.ru.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., ст. преподаватель Михалев А.С.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.