Sumários
DSO 2021
14/09:
Apresentação.
16/09: Fotões e
eletrões: relações fundamentais, propriedades dos
fotões, propriedades dos eletrões, relações
de de Broglie, comportamento dos eletrões em sólidos.
21/09: Semicondutores: propriedades
elétricas e óticas.
23/09 Introdução ao
foto-detetores (Optoelectronics and Photonics,
S.O. Kasap)
28/09: Caraterística dos
foto-detetores (Photonics Essentials, T.
P. Pearsall).
30/09: Fotocondutividade,
condutividade e mobilidade, fotocondutores.
05/10: Feriado
09/10: Introdução aos
lasers: emissão espontânea, absorção e
emissão estimuladas, inversão de população,
ganho ótico, amplificador ótico, laser, elementos de um
laser, lasers de 3 níveis e lasers de 4 níveis,
propriedades e aplicações da radiação
lasers.
12/10: Introdução aos
guias de onda e fibras óticas, velocidade de fase e
índice de refração, velocidade de grupo e
índice de refração de grupo, fibras óticas,
tipos de fibra, atenuação em fibras, modos de
propagação, fibras monomodo, número V da fibra.
Slide 74 DSO_2021_Introduction_to_Waveguides.
14/10: Abertura
numérica, guias de onda planares, modos em guias de onda
planares, modos TE e modos TM, número V de guias planares, guias
de onde retangulares, método Marcatilli, guias de onda em
materiais semicondutores e materiais eletro-óticos. Slide
120 DSO_2021_Introduction_to_Waveguides.
19/10: Discussão das propriedades
básicas das fibras óticas relevantes para
aplicações em telecomunicações e em
sensores de fibra ótica. (FUNDAMENTALS OF PHOTONICS: Module 1.7
Optical Waveguides and Fibers - ver no moodle a pasta
Laboratório – Experiências) Na próxima aula
discutiremos o módulo 1.8, dedicado às
telecomunicações por fibra ótica.
21/10: Sistemas de
comunicações por fibra
ótica: vantagens das fibras óticas como canal de
transmissão;
constituintes básicos de sistemas de comunicação
por fibra ótica;
janelas de transmissão; perdas em fibras; tipos de fibra;
dispersão;
sinais analógicos vs sinais digitais; esquemas de
codificação digital;
larguras de banda; multiplexagem TDM e WDM;
26/10: Sistemas de comunicações por fibra ótica:
caraterísticas das fontes LEDs e lasers; tipos de empacotamento;
modulação direita versus modulação externa;
funcionamento do interferómetro Mach-Zehnder como modulador;
28/10: dia da investigação.
02/11: Sistemas de
comunicações por fibra
ótica: Fotodetetores; considerações acerca do
projeto de sistema de comunicação por fibra ótica;
"Power Budget" e "Bandwidth and Rise Time Budgets"; conetores e
junções ("splices"); tipos de acopladores (estrela e T)
transmissivos e refletivos; multiplexagem por divisão de
comprimentos de onda ("Wavelength Division Multiplexing");
amplificadores em fibra ("Erbium-Doped Fiber Amplifiers", EDFAs);
componentes baseados em fibras com redes de difração
(circuladores, filtros passa-banda e rejeita -banda); sistema DWDM ("Dense Wavelength Division
Multiplexing").
04/11: Moduladores óticos; necessidade de
modulação de sinais; figuras de mérito dos sistema
de modulação (eficiência de
modulação, profundidade de modulação,
largura de banda, consumo de potência); modulação
direita de fonte óticas LED e laser, vantagens e
limitações; modulação externa; moduladores
eletro-óticos e de eletro-absorção; efeito
Franz-Keldysh e efeito de Stark de confinamento quântico;
vantagens dos moduladores de eletro-absorção;
integração monolítica de moduladores de eletro-absorção com laser de díodo DFB
("Distributed FeedBack").
09/11: Princípio de funcionamento de díodos emissores de
luz.
11/11: Princípio de
funcionamento de díodos emissores de
luz.
16/11: Discussão da
implementação prática de poços
quânticos, fios e pontos quânticos. Efeito de túnel
e efeito de túnel ressonante.
18/11: Discussão de sistema de computação
alternativos. Computação quântica e
computação neuromórfica. Memristor, mosfet,
siílcio vs arsenieto de gálio.