Medicinos fotonika, su kuo dirbti. Įsidarbinimo perspektyvos pagal profesiją

Dažniausi stojamieji egzaminai yra šie:

• rusų kalba
• Matematika (profilis) - profilinis dalykas, universiteto pasirinkimu
• Informatika ir informacinės bei ryšių technologijos (IKT) – universiteto pasirinkimu

Šiuolaikinė fotonika yra mokslas, be kurio būtų sunku įsivaizduoti supančią tikrovę. Jos ir optoinformatikos dėka žmogus naudoja daugybę pasiekimų: lazerines ir holografines sistemas, šviesos diodus, apšvietimo inžineriją, jutiklius, naujausią biomedicinos įrangą. Visus šiuos ir kitus aspektus studijuoja specialybė 12.03.03. Fotonika ir optoinformatika.

Mokslas nestovi vietoje: šioje srityje nuolat stebima plėtra, todėl kvalifikuotas specialistas visada yra aukso vertės. Beje, režisūra yra ginkluota geriausių žmonijos protų: kasmet jame vyksta tarptautiniai renginiai, kurie daug ką pasakys vien savo pavadinimu: Photonics Europe, Optoinformatics, Photonics West.

Priėmimo sąlygos

Pagrindinis kurso tikslas yra ne tik perteikti studentui tvirtą žinių bagažą, bet ir išmokyti jį analitinį mąstymą. Ši specialybė reiškia meilę tiksliesiems mokslams, kurią teks parodyti net stojant į Maskvos universitetus. Kokius dalykus moko būsimi studentai?

• profilio matematika;
• Rusų kalba;
• informatika ir IKT.

Ateities profesija

Baigęs bakalauro studijas savo gyvenimą turės sieti su fotonais. Jie naudojami įdomiame darbe, susijusiame su naujausiais pasiekimais ir esamų įrankių: medžiagų, technologijų, įrangos tobulinimu. Jų pagalba galite perduoti ir gauti, saugoti ir apdoroti informaciją. Tai gali būti tokios specifinės užduotys kaip optinio įrenginio miniatiūrizavimas ir jo integravimas. Specialistai dirba kurdami naujas medžiagas ir sistemas. Jie geba mąstyti plačiai ir, tiesą sakant, žengti planetos priekyje, siūlydami unikalius ateities produktus: dirbtinio intelekto sistemas, optinius kompiuterius.

Kur kreiptis

Norėdami įgyti tokią paklausią ir perspektyvią profesiją, galite kreiptis į šiuos universitetus:

Treniruočių laikotarpis

Baigę 11 klasių, galite įstoti į dieninį skyrių, kad baigtumėte mokymus per ketverius metus. Taip pat kryptį galima įvaldyti pasirenkant susirašinėjimo, mišrią ar vakarinę formą. Tada turi mokytis penkerius metus.

Į studijų kursą įtrauktos disciplinos

Būsimas bakalauras mokymosi procese susipažins su tokiais dalykais:

• fotonikos ir optoinformatikos pagrindai;
• optinė fizika ir medžiagų mokslas;
• kietojo kūno fizika;
• elektronika, elektrotechnika ir mikroprocesoriai bei jų pagrindu pagaminta įranga;
• nanotechnologijos ir medžiagos;
• bangų fotonika ir netiesinė optika;
• kompiuterinė ir inžinerinė grafika;
• taikomoji holografija;
• programavimas.

Įgyti Įgūdžiai

Jaunasis specialistas bus kompetentingas šiose srityse:

• nanotechnologijos ir medžiagos, fotonika ir optoinformatika: naujovių kūrimas;
• lazerių kūrimas, lazeris ir informacinių optinių sistemų konstravimas;
• kvantinės, optinės technologijos, dirbtinis intelektas ir įvairus darbas su tokiomis sąvokomis ir įrankiais;
• skaičiavimo, projektavimo, matavimo darbai ir bandymai optoinformatikos ir fotonikos srityje;
• eksperimentiniai tyrimai.

Įsidarbinimo perspektyvos pagal profesiją

Šios krypties absolventas galės tikėtis įsidarbinimo mokslinių tyrimų organizacijose, įmonėse, kurios užsiima lazerinių ir fotoninių prietaisų, šviesolaidinių gaminių gamyba, diegimu ar eksploatavimu. Visų pirma, buvę studentai yra paklausūs įmonėse, kurios užsiima komunikacijomis ir telekomunikacijomis. Tai yra didžiausios korporacijos - Vimpel-COM ir Megafon, Rostelecom ir MTS.

Kam šis specialistas dirba?

• tyrinėtojas;
• projektavimo inžinierius;
• programuotojas;
• technologas.

Jauno specialisto atlygio startinis ženklas gana aukštas. Pradedantis elektronikos inžinierius šalies valiuta galės uždirbti nuo 25 tūkst. Įgiję patirties galite tikėtis 50 tūkst. Aukštą apmokėjimo lygį siūlo ne tik milžiniškos korporacijos, bet ir tyrimų organizacijos.

Magistro laipsnio privalumai

Norint gauti tinkamą atlyginimą ir parodyti savo talentus šioje perspektyvioje srityje, verta įsisavinti magistro programą. Tai apima gilesnį pasinėrimą į specialias disciplinas ir praktinės patirties ugdymą.

Mokymosi procese studentas užsiima testavimu, gamina prietaisus, analizuoja jų darbą ir kontroliuoja kokybę. Jis eksperimentuoja su objektais, kad pagerintų našumą. Būtinai išstudijuokite visus šiuolaikinius ne tik vidaus mokslo, bet ir pasaulinės patirties pokyčius. Taip pat mokymosi procese studentas dirba su dokumentacija, studijuoja patentų teisės ir intelektinės nuosavybės srities jurisprudenciją.

12.03.03 "Fotonika ir optoinformatika"

Edukacinė programa
"Fotonika ir optoinformatika"

Ugdymo trajektorija
„Fotonikos ir optoinformatikos femtotechnologijos“

Programa numato studentams įgyti pagrindinį išsilavinimą fizikos, matematikos ir informatikos srityse ir apima tokių pagrindinių mokymo krypties disciplinų kaip optinė fizika, optinių medžiagų mokslas, kietojo kūno fizika, fotonikos pagrindai, informatikos pagrindai studijas. Optoinformatika.
Programa skirta rengti bakalaurus, norinčius specializuotis fotonikos ir optoinformatikos femtotechnologijų srityje: sistemos ir įrenginiai greitam saugiam ryšiui, modernios lazerinės sistemos, femtomedicina, dirbtinio intelekto optinės sistemos. Švietimas pagal šią programą suteikia galimybę absolventams vykdyti mokslinę ir inžinerinę veiklą optinių ir kvantinių prietaisų bei informacijos perdavimo, apdorojimo ir įrašymo sistemų kūrimo ir eksploatavimo srityje; įvairios paskirties lazerių ir lazerinių sistemų kūrimas ir eksploatavimas; holografinių technologijų kūrimas ir taikymas; Fotonikos ir optoinformatikos sistemų programinės įrangos kūrimas; algoritmų ir programų, skirtų superkompiuteriuose skaičiuoti mokslines ir inovacines problemas, kūrimas.

PROGRAMOS TIKSLAS

Programos tikslas – rengti specialistus šiuolaikinėms inovacijų sritims, susijusioms su femtotechnologijų panaudojimu kuriant didelės spartos fotonikos sistemas ir įrenginius. Programos tikslai yra skirti įgyti fundamentalias žinias optinės ir kvantinės fizikos srityje, įskaitant itin trumpos trukmės intensyvaus tyrimo sąveikos su materija įvairiose būsenose fiziką, taip pat formuoti studentų gebėjimus taikyti. šios žinios fotonikos ir optoinformatikos femtotechnologijų kūrimui ir diegimui.

PROGRAMOS AKTUALUMAS IR REIKŠMĖ

Programos aktualumą, be kita ko, lėmė platus femtosekundinės spinduliuotės pritaikymas biologijoje, medicinoje, biofotonikoje, kuriant naujus socialiai reikšmingų ligų diagnostikos ir gydymo metodus. Pagal šią programą bakalaurai ruošiami tokioms inovatyvioms šiuolaikinės fotonikos ir optoinformatikos sritims kaip greitojo ryšio sistemų ir įrenginių, dirbtinio intelekto optinių sistemų, sparčiųjų optinių procesorių, naujų medžiagų ir įvairios paskirties aukštųjų technologijų kūrimas; labai efektyvių atmosferinių ir povandeninių lidarų kūrimas. Studijuodami pagal šią programą bakalaurai įgyja kompetencijų, leidžiančių absolventams profesinėje veikloje panaudoti unikalias šiuolaikinių fotonikos ir optoinformatikos femtotechnologijų galimybes.

UŽIMTUMAS IR PROFESIJOS PAklausa

Absolventai yra paklausūs šiose srityse: lazerių ir lazerinių sistemų, įskaitant turinčias femtosekundžių šaltinius, kūrimas ir eksploatavimas; optinių metodų ir femtotechnologijų panaudojimas tiriant ir plėtojant įvairios paskirties fotonikos sistemas; didelės spartos fotonikos sistemų ir prietaisų kūrimas; holografinių technologijų kūrimas ir taikymas; Fotonikos ir optoinformatikos sistemų programinės įrangos kūrimas; algoritmų ir programų, skirtų superkompiuteriuose skaičiuoti mokslines ir inovacines problemas, kūrimas. Absolventai gali vykdyti profesinę mokslininkų, tyrimų inžinierių, projektuotojų, komunikacijos inžinierių ir kitų šios srities specialistų veiklą. Absolventai dirba pirmaujančiuose Rusijos ir užsienio tyrimų centruose, laboratorijose, tokiose įmonėse kaip: OJSC Rostelecom, LLC Korning, LLC NPP Laser Technologies, LLC LASER Center, Vicon-Standa, LLC Amethyst Laser , UAB „Kometa“, UAB „LOMO“, UAB „GOI im. S.I. Vavilovas ir kt.

PAGRINDINĖS DISCIPLINOS

• Fotonikos ir optoinformatikos įvadas
• Kietojo kūno fizika
• Fiziniai optoinformatikos pagrindai
• Bangolaidinė fotonika
• Taikomoji holografija
• Dirbtinio intelekto technologijos
• Netiesinė optika
• Prietaisų ir sistemų projektavimo pagrindai
• Šiuolaikinės optoinformatikos problemos
• Šiuolaikinės fotonikos problemos
• Nanomedžiagos ir nanotechnologijos
• Java programavimas
• Teoriniai ir praktiniai programavimo algoritmų pagrindai
• Optinės technologijos medicinoje

Fotonikos ir optoinformatikos fakultetas (FFIOI) yra Fotonikos megafakulteto struktūros dalis. Fakulteto dekanas - Sergejus Kozlovas, Rusijos Federacijos nusipelnęs mokslininkas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius, Lenino komjaunimo premijos laureatas mokslo ir technologijų srityje, Rusijos mokslinės mokyklos „Femtosekundinė optika ir femtotechnologijos“ vadovas.

Fakulteto misija

Atvirasgalimybes darniai ugdytis konkurencingai asmenybei ir rengti elitinį personalą, gebantį sėkmingai veikti greitai besikeičiančiame pasaulyje ir užtikrinti pažangią pramonės plėtrą „Fotonikos ir optoinformatikos“ kryptimi.

Fotonikos ir optoinformatikos fakultete rengiami to paties pavadinimo edukacinės krypties „Fotonika ir optoinformatika“ bakalaurai ir magistrai.

Fotonika – mokslo ir technologijų sritis, susijusi su šviesos spinduliuotės (arba fotonų srauto) panaudojimu optiniuose elementuose, įrenginiuose ir sistemose, kuriose generuojami, stiprinami, moduliuojami, skleidžiami ir aptinkami optiniai signalai.

Optoinformatika yra neseniai atskirta ir dominuojanti fotonikos sritis, kurioje kuriamos optinės informacijos perdavimo, priėmimo, apdorojimo, saugojimo ir atvaizdavimo technologijos.

Pagrindinės fakulteto mokslinio ir edukacinio dėmesio sritys

• Kvantinės technologijos:
  • kvantinės komunikacijos
  • kvantinis skaičiavimas
  • kvantiniai kartotuvai
• Daugiafunkcinės medžiagos;
• Hibridinės nanomedžiagos;
• Femtotechnologijos, įskaitant terahercines technologijas, ir jomis pagrįstos biotechnologijos.

Vykdydamas edukacinę kryptį „Fotonika ir optoinformatika“, fakultete rengiami specialistai vienai inovatyviausių šiuolaikinio mokslo ir technologijų sričių, kuri vystosi lazerių technologijų, kvantinių technologijų, nanotechnologijų ir naujų optinių medžiagų pagrindu. Šioje srityje yra kuriami ir sukurti:

• optinės technologijos, skirtos didelės spartos informacijos įrašymui ir saugojimui perduoti,
• optiniai ir kvantiniai procesoriai,
• dirbtinio intelekto sistemos,
• naujos kartos informacijos ir telekomunikacijų sistemos,
• energiją taupančios technologijos,
• perspektyvios fotonikos medžiagos ir technologijos.

Studijuodami bakalaurai ir magistrai įgyja gilių žinių ir praktinių įgūdžių šiose srityse:

• optinė fizika,
• nanomastelio objektų fizika,
• optinė ir kvantinė informatika,
• optinių medžiagų mokslas,
• fotonikos sistemos ir technologijos,
• informacijos teorija ir informacinės sistemos,
• kompiuterinių sistemų architektūra,
• programavimo technologija,
• pažangios fotonikos medžiagos,
• novatoriškas valdymas aukštųjų technologijų srityje.

Techninė įranga

Fakultete yra kelios dešimtys edukacinių ir tyrimų laboratorijų bei centrų. Tarp jų yra tokios autoritetingos mokslo pasaulio struktūros kaip:

Tarptautinis fotonikos ir optoinformatikos institutas, įskaitant:

• Tarptautinis optinės ir kvantinės informatikos tyrimų centras, biofotonika,
• Optinių medžiagų mokslo tyrimų centras.

Tarptautinis nanostruktūrų fizikos mokslo ir mokymo centras, įskaitant:

• Centras „Informacinės optinės technologijos“.

Siekdamas parengti darbo rinkoje paklausius specialistus, fakultetas aktyviai bendradarbiauja su firmomis ir įmonėmis – savo srities lyderėmis. Pagal studijų programas, kuriose yra visapusiška kursinių darbų ir mokslo bei technologinės praktikos sistema, fakulteto studentai nuo antro kurso turi galimybę dalyvauti projektuose fotonikos ir optoinformatikos srityse, vykdo Tarptautiniai tyrimų centrai pagal Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerijos valstybinius užsakymus, Rusijos ir tarptautines dotacijas bei sutartis.

Tarp fakulteto studentų ir magistrantūros studentų yra Rusijos Federacijos prezidento ir Rusijos Federacijos vyriausybės stipendininkai, Rusijos mokslų akademijos, Švietimo ministerijos ir Švietimo ministerijos geriausių mokslo darbų konkursų nugalėtojai. Rusijos Federacijos mokslas, didžiausios pasaulyje mokslo draugijos ir fondai (INTAS, SPIE, CRDF, OSA).

Programos vadovas -, Rusijos Federacijos nusipelnęs mokslo darbuotojas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius.

ĮĖJIMO TESTAI

• rusų kalba
• matematika
• fizika

Programos tikslas – rengti elitinį personalą, atitinkantį šiuolaikinius darbo rinkos reikalavimus pramonės ir su ja susijusių aukštųjų technologijų fizikos srityse. Mokymai apima pagrindinį išsilavinimą kartu su praktinių įgūdžių įgijimu šiuolaikinėse optinės ir kvantinės fizikos srityse, tokiose kaip kvantinės komunikacijos, informacijos ir informacinių sistemų teorija, nanostruktūrų fizika ir technologijos, lazerinės femtotechnologijos, fotonikos optinės medžiagos.

Siekdamas parengti darbo rinkoje paklausius specialistus, fakultetas aktyviai bendradarbiauja su firmomis ir įmonėmis – savo srities lyderėmis. Pagal mokymo programas, kuriose yra kursinių darbų ir mokslo bei technologinės praktikos nuo galo iki galo sistema, jau nuo antro kurso studentai turi galimybę dalyvauti esamuose fotonikos ir optoinformatikos srities projektuose, vykdomuose. Tarptautiniai tyrimų centrai pagal valstybinius RF Švietimo ir mokslo ministerijos užsakymus, Rusijos ir tarptautines dotacijas bei sutartis.

Svarbus pasaulinio lygio inžinierių ir mokslininkų rengimo komponentas yra fakulteto kartu su kitomis švietimo ir mokslo organizacijomis bei draugijomis organizuojamas ir organizuojamas tarptautines jaunimo mokyklas ir konferencijas, jaunimo mokslo asociacijų kūrimas ir plėtra, kaip Rusijos ir tarptautinių mokslo draugijų filialai.

Iki 3 kurso studentai turi galimybę pasirinkti savo ugdymosi trajektoriją, kuri atitiks studento pažintinius pomėgius ir leis pasirinkti dominančią specializaciją kaip dalį tiriamosios veiklos, kuri atliekama vadovaujant žymiems tarptautinių mokslo mokslininkų. ITMO universiteto katedros.

Programos specializacijos:

• Kvantinės komunikacijos ir femtotechnologijos
• Nanostruktūrų fizika
• Fotonikos medžiagos ir technologijos

Programos „Kvantinės komunikacijos ir femtotechnologijos“ specializacija:

Specialistų rengimas šiuolaikinėms inovacinės veiklos sritims, susijusioms su optinių ir kvantinių technologijų, skirtų itin dideliu greičiu perduoti informaciją ir itin tankiai įrašyti, kūrimu; fotonikos ir optoinformatikos femtotechnologijos, optinių ir kvantinių procesorių, dirbtinio intelekto sistemų ir kitų naujos kartos informacinių ir telekomunikacijų sistemų kūrimas. Programos tikslai yra skirti įgyti fundamentinių ir specializuotų žinių informatikos, optinės ir kvantinės fizikos srityse, taip pat ugdyti gebėjimus šias žinias pritaikyti mokslinėje ir praktinėje veikloje.

Programos studentai įgyja esminių žinių optinės ir kvantinės fizikos srityje, įskaitant intensyvaus ultratrumpo trukmės tyrimo sąveikos su įvairiomis būsenomis materiją fiziką. Mokymų metu studentai dirba realiais Tarptautinio fotonikos ir optoinformatikos instituto laboratorijų projektais ir įgyja unikalios patirties, įgytas fundamentalias žinias pritaikyti praktikoje.

Pagrindiniai projektai yra šie:

• optinių ir kvantinių technologijų, skirtų didelės spartos informacijos perdavimui, apdorojimui ir įrašymui, kūrimas;
• optinių ir kvantinių ryšių sistemų kūrimas;
• dirbtinio intelekto sistemų, optinių ir kvantinių procesorių projektavimas;
• fotonikos ir optoinformatikos sistemų programinės įrangos kūrimas.
• lazerių ir lazerinių sistemų, įskaitant turinčias femtosekundžių šaltinius, kūrimas ir valdymas;
• optinių metodų ir femtotechnologijų panaudojimas tiriant ir plėtojant įvairios paskirties fotonikos sistemas;
• holografinių technologijų kūrimas ir taikymas.

Specializacija „Nanostruktūrų fizika“

Programa skirta studentams, norintiems studijuoti nanomastelinių objektų fiziką, ty kvantinių taškų, anglies nanostruktūrų (grafeno, fullerenų, nanovamzdelių, nanodeimantų), plazmoninių nanodalelių ir kt. sintezę, modifikavimą ir tyrimą. praktinė mokymo trajektorijų orientacija biomedicinos ar energiją taupančių technologijų srityje. Nanotechnologijos yra raktas į novatoriškus šiuolaikinių elektronikos, telekomunikacijų, kosmoso ir branduolinių technologijų, ekologijos, biologijos, medicinos ir energetikos problemų sprendimus.

Absolventai įgyja darbo įgūdžių, kad galėtų įsidarbinti mokslo institucijose, aukštųjų technologijų gamybos, medicinos ir farmacijos įmonėse, versle, susijusiame su inovatyvių produktų gamyba ir pardavimu. Unikali praktikos ir studijų užsienyje patirtis atveria puikias savirealizacijos galimybes.

Magistrantūros studijos, edukacinės programos:

Mokymų kryptis - 12.04.03 "Fotonika ir optoinformatika"

Programos vadovas -, Rusijos Federacijos nusipelnęs mokslininkas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius

Programos tikslas – rengti femtotechnologijomis paremtus pasaulinio lygio specialistus naujos kartos informacinių ir telekomunikacijų sistemų, taip pat lazerinės-optinės diagnostikos metodų apsaugos sistemose, medicinoje, biologijoje.

Programos studentai įgyja pagrindinių žinių tokiose specializuotose disciplinose kaip: „Optinės komunikacijos linijos ir kvantiniai ryšiai“, „Optinės informacijos įrašymo, saugojimo ir atvaizdavimo sistemos“, „Femtooptika ir femtotechnologijos“, Dirbtinio intelekto optinės ir kvantinės technologijos. Absolventai yra paklausūs šiose profesinės veiklos srityse:

• Informacijos perdavimo, apdorojimo ir įrašymo optinių ir kvantinių prietaisų ir sistemų kūrimas ir valdymas;
• įvairios paskirties lazerių ir lazerinių sistemų kūrimas ir eksploatavimas;
• Biomedicininių kompleksų kūrimas ir eksploatavimas naudojant lazerines sistemas, įskaitant su femtosekundiniais spinduliuotės šaltiniais;
• programinės įrangos kūrimas fotonikos ir optoinformatikos sistemoms kurti.

Programos vadovas- , fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius

Išsilavinimas pritaikytas fizikos ir inžinerijos bakalauro studijų absolventams ir siūlo giluminius mokymus naujose ir sparčiai besivystančiose nanotechnologijų ir nanofotonikos srityse, todėl lengva orientuotis ir būti paklausiam šiandieninėje aukštųjų technologijų darbo rinkoje.

Mokymus veda pirmaujantys įvairių tipų kvantinių nanostruktūrų sintezės, charakterizavimo ir praktinio pritaikymo optoelektronikoje, fotonikoje, biologijoje ir medicinoje ekspertai.

Visi studentai studijų metu yra įdarbinami dalyvauti komerciniuose mokslinių tyrimų projektuose, kurie vyksta tarptautiniame mokslo ir edukaciniame centre „Nanostruktūrų fizika“, įsikūrusiame ITMO universiteto Technoparke.

Mokymai vykdomi kartu su Suomijos Aalto universiteto (Helsinkis) Mikro- ir nanomokslų katedra, kuri leidžia absolventams gauti du diplomus (Rusijos ir Europos pavyzdžius) iš pirmaujančių pasaulio universitetų.

UŽIMTUMAS

Režisūra: "Fotonika ir optoinformatika" (12.03.03)

Sankt Peterburgo valstybinis telekomunikacijų universitetas. prof. M.A.Bonch-Bruevich (SPbSUT) Daugiakanalių telekomunikacijų sistemų fakultete nuo 2012/2013 mokslo metų vyksta mokymai perspektyvia bakalaurų rengimo kryptimi „Fotonika ir optoinformatika“. Norint suprasti, kokia tai kryptis ir kas absolventai dirba ateityje, būtina suprasti šios krypties pavadinime esančių terminų reikšmę.

Kas yra "fotonika"?

Fotonika – mokslo ir technologijų sritis, susijusi su šviesos spinduliuotės (arba fotonų srauto) naudojimu optiniuose elementuose, įrenginiuose ir sistemose, kuriose generuojami, konvertuojami ir skleidžiami optiniai signalai. Visos perspektyvios informacinės technologijos šiandien yra pagrįstos fotonikos principais. Tai reiškia, kad fotonika turi platų taikymo sritį: nuo optinių signalų konvertavimo ir informacijos perdavimo optinėmis skaidulomis iki naujų jutiklių, registruojančių šviesos srautus pagal menkiausius aplinkos pokyčius, sukūrimo. Šios srities specialistai užsiima optinių telekomunikacijų sistemų, optinių holografinių laikmenų, optinių kompiuterių ir fotoninių kristalų kūrimu.

Kas yra „optoinformatika“?

Optoinformatika – fotonikos sritis, kurioje kuriamos naujos fotonais pagrįstos informacijos perdavimo, priėmimo, apdorojimo, saugojimo ir atvaizdavimo technologijos. Iš esmės šiuolaikinis internetas neįsivaizduojamas be optoinformatikos. Optoinformatikos tyrimo objektai yra medžiagos, prietaisai, metodai ir technologijos, skirtos informacijai apdoroti, rodyti ir saugoti, remiantis pagrindiniais medžiagų nešėjais – fotonais.

Fotonika ir optoinformatika SPbSUT

Fotonikos ir optoinformatikos studijos Sankt Peterburgo valstybiniame telekomunikacijų universitete. prof. M.A.Bonch-Bruevich atveria plačias perspektyvas ir galimybes studentams tiek mokymuose, tiek tolesniame darbe.

Fotonika ir optoinformatika nuolat tobulėja ir vis labiau skverbiasi į ryšių ir telekomunikacijų pramonę. Spartus šviesolaidinio ryšio sistemų diegimas reikalauja tobulinti puslaidininkinių lazerių, optinių stiprintuvų ir moduliatorių, spinduliuotės imtuvų ir perjungimo įrenginių gamybą, taip pat atsirasti optinių informacijos apdorojimo ir saugojimo priemonių, kokybiškai naujų fizikinių dydžių jutiklių. ir tikslumo matavimo metodai. Atsižvelgiant į tai, nuolat auga aukštųjų technologijų srities specialistų, ypač fotonikos ir optoinformatikos, šviesolaidinės ir integruotosios optikos, telekomunikacijų, optinių apsaugos sistemų, galinčių dalyvauti moksliniuose tyrimuose, poreikis. Šios srities studentai yra paklausūs aukštųjų technologijų lazerių technologijų, šviesolaidžių, fotoninių prietaisų, nanotechnologijų ir kvantinių kompiuterių pramonės šakose.

"Fotonika ir optoinformatika" krypties bakalaurai (03.03.12) yra baigti Sankt Peterburgo valstybinio technologijos universiteto Daugiakanalių telekomunikacijų sistemų fakulteto Ryšių linijų (LS) katedroje.

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija

Federalinė valstybinė biudžetinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga

„Permės nacionalinis tyrimų politechnikos universitetas“

A.I. Tsaplin

FOTONIKA IR OPTOINFORMATIKA

Įvadas į specialybę

Patvirtino Universiteto Redakcinė ir leidybos taryba

kaip mokymo priemonė

Permės nacionalinė tyrimų leidykla

politechnikos universitetas

UDC 536,7: 621,036 BBK 22,3

Recenzentai:

Technikos mokslų daktaras, profesorius, Taikomosios matematikos katedros vedėjas V.P. Pervadčiukas

(Permės nacionalinis tyrimų politechnikos universitetas); technikos mokslų kandidatas, vyr

gamybos ir projektavimo skyrius I.I. Kryukov (Permės tyrimų ir gamybos instrumentų gamybos įmonė)

Tsaplin, A.I.

Ts25 Fotonika ir optoinformatika. Įvadas į specialybę: vadovėlis. pašalpa / A.I. Tsaplin. - Permė: Permės leidykla. nat. tyrimai politechnikumas un-ta, 2012. - 399 p.

ISBN 978-5-398-00898-2

Apžvelgiama šiuolaikinio aukštojo techninio išsilavinimo sistema, rengimo universitete ypatumai, esminiai inžinerinės veiklos pagrindai.

Pateikiami fotonikos ir optoinformatikos gimimo istoriniai etapai, nustatomas fotonų, kaip informacijos nešėjų, vaidmuo.

Ir energijos dabartiniame etape. Teoriniai fizikos pagrindai, būtini supratimui kvantiniu lygmeniu, moksliniai

Ir fotonikos nanotechnologiniai pagrindai. Aptariami lazerių, optinių skaidulų veikimo principai, fotonų pagrindu veikiančių kompiuterių tolesnio tobulėjimo perspektyvos ir tendencijos.

Skirta universiteto studentams, studijuojantiems bakalauro mokymo kryptimi „Fotonika ir optoinformatika“, profilis „Skaidulinė optika“.

UDC 536,7: 621,036 BBK 22,3

PRATARMĖ

Išsivysčiusios šalys šiandien pereina iš „pramoninės“ žmonių visuomenės į „informacinę visuomenę“, kurios išskirtinis bruožas yra sudėtingų „protingų tinklų“ kūrimas ir nuolatinis tobulinimas – sistemos, skirtos greitam, efektyviam ir ekonomiškam efektyvus informacinių paslaugų teikimas masiniam vartotojui. Informacijos perdavimo apimties ir greičio didinimas didelio našumo išmaniuosiuose tinkluose reikalauja sukurti atitinkamas technines priemones, tarp kurių svarbų vaidmenį atlieka optika ir optiniai signalų perdavimo būdai.

Fotonika ir optoinformatika yra nauja, sparčiai besivystanti mokymo sritis Rusijoje, pagrįsta optika, matematika ir kompiuterinėmis technologijomis, tai informacijos ir energijos apdorojimas ir perdavimas naudojant elektromagnetinio lauko kvantus – fotonus. Šviesolaidžio sistemos su dideliu duomenų perdavimo greičiu, itin didelės talpos holografinės atminties įrenginiai, daugiaprocesoriai kompiuteriai su optiniu tarpprocesoriniu ryšiu, kuriuose šviesa valdo šviesą – tai dar ne visas fotonikos ir optoinformatikos objektų sąrašas. Lazerinės technologijos aktyviai naudojamos įvairių mokslo ir technologijų sričių – nuo ​​fizikos ir chemijos iki biologijos ir medicinos – problemų sprendimui. Lazerio spinduliuotės pagalba atliekamos įvairios technologinės operacijos, tyrimai, matavimai, diagnostika.

Spręsti dirbtinių medžiagų, kristalų, turinčių rekordiškai mažus optinius nuostolius perduodant informaciją ir energiją, gavimo problemas tapo įmanoma tobulėjant nanotechnologijoms. Nanotechnologijos yra pagrindinė XXI amžiaus pradžios sąvoka, naujo, trečiojo mokslo simbolis

techninė revoliucija. Šiuolaikiniu požiūriu nanotechnologijų tikslas – sukurti nanosistemas, nanomedžiagas, nanoprietaisus, galinčius turėti kokybinės įtakos civilizacijos raidai. Pirmoji sudėtinio žodžio nano dalis paprastai reiškia vieną milijardąją dalį (10–9). Nanotechnologijos – tai 1–100 nm ilgio produktų gamybos ir perdirbimo metodų rinkinys (mažiausiai

V vienas matmuo). Nanometrinis dydžio matavimų diapazonas atveria naujas materijos savybes ir metodus. Šiame diapazone kinta daugelis fizinių ir cheminių savybių, ir fizika, chemija ir biologija niekur taip glaudžiai nesusilieja. Prisiminkite, kad 1 nm = 10–9 m = 10–3 µm = 10 Å. Atomo dydis yra apie 0,1 nm, neorganinių molekulių ~1 nm, virusų - nuo 10 iki 500 nm; bakterijos ~1000 nm. Dešimtainiai kartotiniai ir daliniai priešdėliai ir daugikliai tarptautinėje vienetų sistemoje pateikti lentelėje.

Įvairios bangolaidžio konstrukcijos plačiai naudojamos įvairiose šiuolaikinių technologijų srityse. Šviesolaidinės technologijos jau šiandien lemia tokių svarbių valstybės veiklos sričių kaip ekonomika, švietimas ir saugumas išsivystymo lygį.

Optinių skaidulų gavimo technologinių procesų optimizavimas, medžiagų apdirbimas lazeriu, kartu su eksperimentiniais tyrimais, apima matematinio modeliavimo metodų naudojimą.

Kurso „Fotonika ir optoinformatika. Įvadas

V specialybė“ – supažindinti studentus su šiuolaikine aukštojo techninio mokslo sistema, pagrindiniais jos uždaviniais, švietimo organizaciniais ir metodiniais ypatumais universitete, studentų studijas reglamentuojančiais dokumentais, fundamentaliais, bendraisiais techniniais ir profesiniais pagrindais. pasirinktos specialybės, absolvento būsimo darbo specifiką, jo įsidarbinimo perspektyvas.

Vadovas susideda iš keturių dalių. Pirmoji dalis skirta fundamentaliesiems ir humanitariniams bakalauro ugdymo aspektams, be kurių neįmanoma suformuoti plataus išsilavinimo, sistemingai mąstančio, į daugiaaspektę kūrybinę veiklą orientuoto specialisto, gebančio maksimaliai efektyviai tęsti giluminį išsilavinimą pasirinktame. kryptis. Šis požiūris atitinka Rusijos Federacijos nacionalinę švietimo doktriną ir šiuolaikinio aukštojo mokslo makroekonominius pokyčius, susijusius su perėjimu prie žiniomis grįstos ekonomikos.

Antroje vadovo dalyje aptariami moksliniai fotonikos pagrindai su kvantinės fizikos, optikos elementais, aptariama ir papildyta studentų gauta informacija

vidurinės mokyklos fizikos ir chemijos sah ir leidžia suprasti šiuos pagrindus.

Trečioji dalis skirta moksliniams ir nanotechnologiniams fotonikos aspektams, jos plėtros būdams ir perspektyvoms. Parodyta, kad nanotechnologijos yra viena iš sparčiausiai besivystančių optinių medžiagų gavimo sričių. Savo ruožtu nanotechnologijų pažanga pasiekiama naudojant prietaisus ir sistemas, kuriose generuojami, stiprinami, moduliuojami, skleidžiami ir aptinkami optiniai signalai.

Ketvirtoje dalyje aptariami optoinformatikos – technikos mokslo, nagrinėjančio informacijos perdavimo, saugojimo ir apdorojimo problemas – pagrindai. Parodyta, kad šviesos banga ir korpuskulinė prigimtis šiuolaikiniuose kompiuteriuose sukelia daugybę fotono, kaip informacijos nešėjo, pranašumų prieš elektroną. Fotonikos termofizinių problemų pavyzdyje nagrinėjami skaičiavimo eksperimento pagrindai.

Vadovėlis skirtas Permės nacionalinio mokslinio tyrimo politechnikos universiteto „Fotonikos ir optoinformatikos“ krypties pirmo kurso studentams.

1 DALIS. AUKŠTOJO MOKSLO PAGRINDAI

1. AUKŠTOJO TECHNINIO IŠSIlavinimo Ypatybės

1.1. Šiuolaikinė aukštojo mokslo sistema ir jos tikslai

Šalies aukštojo mokslo sistemoje yra apie 1000 aukštųjų mokyklų, iš kurių daugiau nei 500 yra valstybinės. Pagal statusą universitetai skirstomi į klasikinius universitetus, techninius universitetus, akademijas ir institutus. Pagal profilį - į kelių profilių ir siauro profilio, pavyzdžiui, žemės ūkio, medicinos ir kt. Šalis nebūtų išlaikiusi galingos ir brangios švietimo sistemos, jei ši sistema neužtikrintų svarbiausių valstybės uždavinių, būtent:

– šalies saugumo gerinimas (plačiąja prasme);

– visų ūkio sričių specialistų rengimas;

– gyventojų intelektualinio lygio kėlimas. Visų pirma užtikrinamas bet kurios šalies saugumas

gyventojų išsilavinimo lygį. Taip buvo visais laikais; tai ypač svarbu spartėjančios mokslui imlių pramonės šakų, mokslui imlių įrangos ir ginklų rūšių plėtros kontekste. Didysis kinų mąstytojas Konfucijus maždaug prieš 2500 metų gyventojų švietimą pavadino vienu iš klestėjimo sąlygos teigia. JAV vyriausybė visada viską pagrindžia vystymo veikla ir tobulinti švietimo sistemąšalies saugumo interesus. IN naujausi vyriausybės dokumentai rusų