Systemy terahercowe

stacjonarne

II stopnia

wybieralny

W 14/+, L 16/(zal.), Sem. 10+ razem: 40 godz., 3 pkt ECTS

Fizyka. Podstawy laserów, Generacja impulsów femtosekundowych. Optyka. Podstawy ogólne, soczewki. Detektory promieniowania elektromagnetycznego - podstawy ogólne. Teoria pola - podstawy ogólne.

płk dr hab. inż. Norbert Pałka, prof. WAT

Udział w wykładach / 14

2. Udział w laboratoriach / 16

3. Udział w ćwiczeniach / ---

4. Udział w seminariach / 10

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 11

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 10

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / ---

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 10

9. Realizacja projektu / ---

10. Udział w konsultacjach / 5

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 10

13. Udział w zaliczeniach / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 88 godz./ 3 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+4+10+13): 47 godz./ 2 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową 72 godz./ 1 ECTS

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z techniką terahercową oraz jej wybranymi zastosowaniami. Zostaną omówione źródła promieniowania THz (półprzewodnikowe, fotoniczne) oraz detektory promieniowania THz. Szczególna uwaga zostanie poświęcona przełącznikom fotoprzewodzącym i spektroskopii w dziedzinie czasu. Zostaną przybliżone zagadnienia pasywnego i aktywnego obrazowani osób.

Wykłady /metody dydaktyczne

1. Wprowadzenie do promieniowania THz. Właściwości, parametry, wady i zalety, tłumienie atmosfery /2.

2. Przełączniki fotoprzewodzące. Spektroskopia w dziedzinie czasu /4.

Antenka fotoprzewodząca jako nadajnik i odbiornik.

Kryształy elektrooptyczne jako nadajniki.

Próbkowanie elektrooptyczne – detekcja.

Układ TDS - cechy, parametry, budowa.

Spektroskopia transmisyjna, odbiciowa i ATR

3. Źródła promieniowania THz /2.

FEL – cechy, parametry, budowa.

Karcynotron – cechy, parametry, budowa.

Synchrotron – cechy, parametry, budowa.

QCL – cechy, parametry, budowa.

Lasery gazowe – cechy, parametry, budowa.

Diody Schottkiego – cechy, parametry, budowa.

4. Detektory promieniowania THz /2.

Bolometry – cechy, parametry, budowa.

Komórka Golay – cechy, parametry, budowa.

Detektor pirometryczny – cechy, parametry, budowa.

Diody Schottkiego – cechy, parametry, budowa.

MOS FET – cechy, parametry, budowa.

5. Obrazowanie transmisyjne i odbiciowe. Kamery terahercowe /2.

6. Optyka terahercowa. Zastosowania THz /2.

Laboratoria /metody dydaktyczne

1. Badania źródeł promieniowania THz /4.

Charakteryzacja diodowych źródeł promieniowania terahercowego

2. Badania detektorów promieniowania THz /4.

Charakteryzacja diodowych detektorów promieniowania terahercowego

3. Pomiary spektrometryczne metodą TDS /4.

Widma transmisyjne i ATR wybranych substancji

4. Obrazowanie THz /4.

Obrazowanie transmisyjne i odbiciowe prostych struktur wielowarstwowych.

Seminaria /metody dydaktyczne

1. Aplikacje w bezpieczeństwie – kamery i portale THz /2.

2. Skanowanie dla bezpieczeństwa /2.

3. Badania nieniszczące – NDE (Non-Destructive Examination) /2.

4. Telekomunikacja THz /2.

5. Zastosowania medyczne i biologiczne /2.

1. Susan L. Dexheimer, Terahertz spectroscopy. Principles and applications, Taylor & Francis Group, 2009.

2. Yun-Shik Lee, Principles and Terahertz Science and Technology, Springer, 2009

Wiedza:

W1 / Student zna i rozumie aplikacje techniczne promieniowania terahercowego, sposoby generacji i detekcji promieniowania terahercowego, zasady działania terahercowych skanerów do monitoringu obiektów infrastruktury krytycznej, w tym tzw. skanerów ciała oraz technik detekcji materiałów niebezpiecznych. Potrafi wskazać cechy, podstawowe parametry oraz wady i zalety każdego systemu. / K_W13

Umiejętności:

U1 / Student potrafi pozyskiwać informację z literatury oraz innych dobranych źródeł o nowościach i trendach rozwojowych urządzeń techniki terahercowej. / K_U01

U2 / Student potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć w zakresie systemów terahercowych. / K_U10

U3 / Student potrafi pracować indywidualnie i zespołowo w czasie realizacji zadań pomiarowych dla ćwiczeń laboratoryjnych. Potrafi kierować małym zespołem w celu realizacji zadania. / K_U18

Kompetencje:

K1 / Student dostrzega potrzebę ciągłego zdobywani wiedzy i kompetencji, wie jak inspirować proces uczenia się innych osób, jest gotów do zasięgania opinii ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiazywaniem problemów. / K_K01

K2 / Student rozumie i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych. / K_K02

Wykłady:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia przeprowadzanego w formie pisemnej lub ustnej, a warunkiem przystąpienia jest uprzednie zaliczenie seminariów oraz laboratoriów. Pytania obejmują zakres tematyki poszczególnych wykładów i mają charakter otwarty. W czasie egzaminu sprawdzany jest efekt W1. Efekt uznaje się za osiągnięty, jeśli student osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 51-60%.

Kryterium formułowania ocen jest następujące:

≤ 50% – ocena niedostateczna; (51-60%) – ocena dostateczna; (61–70%) – ocena dostateczna plus; (71-80%) – ocena dobra; (81-90%) – ocena dobra plus; (91-100%) – ocena bardzo dobra.

Seminaria:

Seminarium zaliczane jest na podstawie oceny prezentacji indywidualnych zadanych przez prowadzącego. Efekt U1 i U2 uznaje się za osiągnięty, jeśli student: uczęszczał na zajęcia i poprawnie wykonał prezentację. Efekt uznaje się za osiągnięty, jeśli student osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 51-60%.

Kryterium formułowania ocen jest następujące:

≤ 50% – ocena niedostateczna; (51-60%) – ocena dostateczna; (61–70%) – ocena dostateczna plus; (71-80%) – ocena dobra; (81-90%) – ocena dobra plus; (91-100%) – ocena bardzo dobra.

Laboratoria:

Warunkiem zaliczenia jest: zaliczenie ustne z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych oraz zaliczenie protokołów. Efekty U3 i K02-K03 uznaje się za osiągnięte, jeśli student: uczęszczał na wszystkich zajęciach i samodzielnie wykonał sprawozdanie.

Kryteria oceny:

2.0 – student nie zaliczył kolokwium wstępnego, uczestniczył nieregularnie w zajęciach, nie wykonał sprawozdania;

3.0 – student uczestniczył w zajęciach, w stopniu dostatecznym zaliczył sprawdzian wiedzy teoretycznej, uzyskał ocenę dostateczną ze sprawozdania;

3.5 – student uczestniczył w zajęciach, uzyskał ocenę średnią ze sprawdzianu wiedzy teoretycznej oraz ze sprawozdania zawartą w przedziale 3,5 – 3,74;

4.0 – jw. oraz uzyskał ocenę średnią ze sprawdzianu wiedzy teoretycznej oraz ze sprawozdania zawartą w przedziale 3,75 – 4,24;

4.5 – jw. oraz uzyskał ocenę średnią ze sprawdzianu wiedzy teoretycznej oraz ze sprawozdania zawartą w przedziale 4,25 – 4,49;

5.0 – jw. oraz uzyskał ocenę średnią ze sprawdzianu wiedzy teoretycznej oraz ze sprawozdania minimum 4,5.

nie przewiduje się