Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н.Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
спецкурса
"Физические основы волоконной оптики"
для направления подготовки 511500 - Радиофизика
(цикл специальных дисциплин)
и для специальностей
071500 - Радиофизика и электроника
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки радиофизиков и магистров радиофизики, а также специалистов по радиофизическим специальностям "Радиофизика и электроника", "Фундаментальная радиофизика и физическая электроника". Курс "Физические основы волоконной оптики " читается в 7 семестрах и является одним из специальных курсов для студентов и магистров, специализирующихся по квантовой радиофизике и оптике. Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в электродинамики, прикладной электродинамики, акустики, физики волновых явлений и квантовой механики.
    Цель курса - сформировать у студентов современное представление об основных принципах канализирующих оптических систем (включаю системы интегральной оптики и оптические волноводы полупроводниковых лазеров), методах расчета и существенных параметрах оптоволоконных систем, методах их расчета и анализа, и подготовить слушателей к практическому применению таких систем как в системах связи, так и в измерительных системах.

В процессе изучения курса студенты должны освоить:

• основы классической оптических представлений об отражении света на плоских границах раздела и волнах в плоских оптических канализирующих системах;
• типы волн в плоских оптических волноводах и методах их расчета;
• распространение волн в одномодовых, многомодовых и анизотропных оптических волокнах;
• особенности волноведущих систем полупроводниковых лазеров;
• параметры оптических волокон, влияющие на качество оптоволоконной связи;
• представления об активных оптических волокнах;
• особенности использования оптических волокон в измерительных системах;

2. Содержание курса.

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ АНИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ.

Электро- и магнито-оптические эффекты. Поляризации волн и потоки энергии.

III. ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА НА ПЛОСКИХ ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА.

Закон Снеллиуса, полное внутреннее отражение, нарушенное полное внутреннее отражение и угол Брюстера.

IV. КАНАЛИЗИРУЕМЫЕ ВОЛНЫ В ПЛОСКОСЛОИСТЫХ СРЕДАХ.

ТЕ и ТМ волны, симметричные и несимметричные волноведущие системы, системы с "вытекающими" волнами.

V. ВОЛНЫ В ОДНОРОДНОМ, ГРАДИЕНТНОМ И ДВУХСЛОЙНОМ ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ.

Одномодовые и многомодовые волокна. Анизотропные волокна.

VI. ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ: СЖАТИЯ, СКРУТКИ, ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОЛЯМИ; ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ВОЛОКОННЫХ СЕНСОРАХ.

VII. УСТРОЙСТВА ИНТЕГРАЛЬНОЙ И ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ: МОДУЛЯТОРЫ, ДЕЛИТЕЛИ КАНАЛОВ, ВЫВОДНЫЕ СЕКЦИИ И ДР.

VIII. МОДУЛИРОВАННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ: БРЕГОВСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ЗЕРКАЛА.

IX. АКТИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

3. Распределение часов курса по темам и видам работ.

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Лабораторные работы: оптический канал связи, волоконный гироскоп.

Итоговый контроль: зачет в конце 8-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

1. Адамс М. Введение в теорию оптических волноводов М. "Мир", 1984г.
2. Калитеевский Н.И. Волновая оптика М. "Высшая школа", 1978г., 383стр.
3. Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики Л. "Энергоиздат", 1990г., 256стр.
4. Гауер Дж. Оптические системы связи М., 1989г.

Составитель программы:
доцент М.А.Новиков