Учебная программа. Дисциплины ОПД.Ф.11 «Квантовая и оптическая электроника»

Дисциплины ОПД.Ф.11 «Квантовая и оптическая электроника»

по специальности 090106 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»

Нижний Новгород

2012 г.

1. Область применения

Данная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента, преподается в 7-ом семестре.

2. Цели и задачи дисциплины

Программа предназначена для подготовки специалистов по специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем». Курс «Квантовая и оптическая электроника» является одним из завершающих курсов по теоретической физике и радиофизике в системе подготовки инженеров-физиков. Цель курса - сформировать у студента современное представление о фотонной структуре электромагнитного поля, об элементарных квантовых актах однофотонного и многофотонного взаимодействия поля с веществом и их конкретном проявлении при преобразовании, усилении и генерации когерентного электромагнитного излучения в квантовых генераторах оптического диапазонов длин волн и других устройствах современной оптоэлектроники. Большое внимание в курсе уделено сопутствующему математическому описанию указанных процессов и их использованию для расчета основных характеристик лазерных и оптоэлектронных систем.

Законы, модели и уравнения, рассмотренные в лекционном курсе, дополняются изучением современных лазерных генераторов в рамках практических занятий и общефизического лабораторного практикума.

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

· - квантовую теорию излучения и поглощения электромагнитных волн веществом;

· - основные элементарные квантовые процессы с участием фотонов;

· - квантовую теорию релаксации и основные механизмы уширения спектральных линий;

· - физические принципы функционирования и основные характеристики квантовых усилителей и генераторов, а также других элементов и устройств оптической и квантовой электроники;

· - основные типы нелинейных и параметрических процессов при взаимодействии поля со средой.

· - основы базовых элементов и устройств квантовой и оптической электроники, применяемых в современных информационных системах;

· - возможности оптических методов передачи и обработки информации

Студент также должен уметь:

· -находить аналитические решения задач квантовой теории излучения

· -делать численные оценки времен релаксации и вероятностей переходов для однофотонных процессов в зависимости от параметров спектральных линий для различных сред;

· -делать численные оценки инверсии населенностей и коэффициента усиления (поглощения) в двух-, трех- и четырехуровневых средах;

· -делать числовые оценки;

· -проводить аналитические расчеты и делать на их основе числовые оценки порога самовозбуждения, добротности различных резонаторов, мощности, частоты генерации для квантовых генераторов оптического диапазона длин волн

· использовать базовые элементы квантовой и оптической электроники и применять основные методы анализа квантовых и оптоэлектронных устройств для решения задач в системах передачи и обработки информации.

4.Объем дисциплины и виды учебной работы

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

5.2. Содержание разделов дисциплины