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#41083 / #2

Seit SoSe 2024

Deutsch, Englisch

Photonic Integrated Circuits - Design and Applications

6

Zimmermann, Lars

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Hochfrequenz und Halbleiter-Systemtechnologien

34321700 FG Silizium-Photonik

Keine Angabe

Kontakt


HFT 4

Zimmermann, Lars

l.zimmermann@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Photonic Integrated Circuits - Design and Applications (Vorlesung): Durch das Absolvieren dieser Lehrveranstaltung erwerben die Studierenden ein Verständnis für die theoretischen und praktischen Grundlagen der Technik der photonisch integrierten Schaltkreise (photonic integrated circuits, PIC). Die Studierenden werden in die Lage versetzt, wissenschaftliche Veröffentlichungen auf dem Gebiet photonischen und optoelektronischen Integration zu interpretieren, zu vergleichen und zu bewerten. Numerical Design for Photonic Integrated Circuits (Übung): Durch das Absolvieren dieser Lehrveranstaltung erwerben die Studierenden praktische Grundkenntnisse für die Entwicklung photonisch integrierter Schaltungen (photonic integrated circuits, PIC). Die Studierenden werden in die Lage versetzt, einfache Elemente der integrierten Optik in einer kommerziellen Software zu implementieren, numerische Simulationen durchzuführen, die Ergebnisse zu interpretieren und für praktische Entwürfe nutzbar zu machen.

Lehrinhalte

Die theoretischen Grundlagen werden in einer Vorlesungsreihe vermittelt. Die Vorlesungen behandeln folgende Gegenstände: - Einführung in die Siliziumphotonik / Introduction to silicon photonics - Siliziumphotonik - Technologieübersicht / Silicon photonics - technology overview - Wellenführung in siliziumphotonischen Wellenleitern / Wave propagation in silicon photonic waveguides - Modenentwicklung und -orthogonalität / Mode expansion and orthogonality - Theorie der gekoppelten Moden / Coupled-mode theory - Ausgewählte passive Bauelemente / Selected passive devices - Modulatoren und Photodetektoren I / Modulators and photodetectors I - Modulatoren und Photodetektoren II / Modulators and photodetectors II - Optische Verstärker und Laser / Optical amplifiers and lasers - Test und Verpackungstechnologie / Test and packaging - Optische Kommunikationstechnik / Optical communications - Optische Metrologie / Optical metrology - Bio- und Neurophotonik / Biophotonics and neurophotonics - Integrierte Quantumoptik und optische Signalverarbeitung / Integrated quantum optics and optical computing Eine Einführung in die Arbeit mit dem numerischen Entwurfspaket (FimmWave) wird in Computer-Tutorien vermittelt. Im Anschluss bearbeiten die Studierenden eine Entwurfsaufgabe selbsständig mittels der vorher eingeführten Software. Dabei wird eigenständig die Entwurfsgeometrie und der für die Optimierung notwendige Parameterraum definiert. Die numerische Analyse in Einzelparametern wird durchgeführt und bewertet. Die Erkenntnisse werden in einem Basismodell zusammengefasst. Das Basismodell wird im Anschluss numerisch feinoptimiert. Die Entwurfsprozedur ist eingebettet in ein virtuelles Projekt. Das Projekt stellt sich das Ziel, die Entwurfsoptimierung in einem an einen wissenschaftilchen Konferenzbeitrag angelehnten Artikel vorzustellen. -Tutorial 1: Einführung numerische Software 1. -Tutorial 2: Einführung numerische Software 2. -Tutorial 3: Definition der Optimierungsaufgabe und Einführung in die Zielstellungen des virtuellen Design-Projekts (Struktur eines typischen Konferenzbeitrags). Eigenständige numerische Optimierung des Bauelements. -Tutorial 4/5: Präsentation der Simulationsergebnisse. Selbstständiges Verfassen eines 3-seitigen Konferenzbeitrags zur Vorstellung der Optimierungsergebnisse. -Tutorial 6: Diskussion der Bewertung der Artikel.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Photonic Integrated Circuits - Design and ApplicationsUESoSede2
Photonic Integrated Circuits - Design and ApplicationsVLSoSeen2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Photonic Integrated Circuits - Design and Applications (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Photonic Integrated Circuits - Design and Applications (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die theoretischen Grundlagen werden in einer Vorlesungsreihe vermittelt. Die praktischen Grundlagen werden in einer Serie von Tutorien am Computer vermittelt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Kenntnisse der Vorlesung "Angewandte Feldtheorie" sind wünschenswert.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch, Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Mündliche Prüfung50mündlich30 Minuten
Schriftliche Arbeit50schriftlichDrei Seiten in Form eines Konferenzbeitrags.

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Vorlesung wird durch eine dreißigminütige mündliche Prüfung bewertet. Die Übung wird durch die Anfertigung einer schriftlichen Arbeit bewertet.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 10.

Anmeldeformalitäten

Einschreibung in ISIS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Computer Engineering (M. Sc.)16SoSe 2024SoSe 2025
Elektrotechnik (M. Sc.)16SoSe 2024SoSe 2025
Medientechnik (M. Sc.)14SoSe 2024SoSe 2025

Sonstiges

Zuordnung: Computer Engineering (M. Sc.) Elektrotechnik (M. Sc.) Medieninformatik (M. Sc.)