SNOV PREDMETA OPTIČNE KOMUNIKACIJE V LETNEM SEMESTRU 2016/2017
--------------------------------------------------------------


23.2.2017 predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-----------------------------------------------
1. Količina informacije I in merska enota zanjo (bit).
2. Naloga: zveza z dimnimi signali, količina informacije, merske enote?
3. Shannon-ov izrek o količini informacije iz razmerja signal/šum.
4. Zmogljivost zveze C=dI/dt pri omejeni pasovni širini B=1/2T.
5. Zgled: zmogljivost analognega telefonskega modema.
6. Moč šuma iz spektralne gostote šuma (motenj, popačenja) No.
7. Toplotni šum kbT in zrnati šum hf, graf poteka s frekvenco.
8. Zgled: nadomestna temperatura zrnatega šuma vidne svetlobe.
9. Zmogljivost kot funkcija moči signala, omejitev popačenja C/B<10bit.
10. Limita zmogljivosti C za neskončno pasovno širino B>neskončno.
11. Domet brezvrvične zveze zaradi razširjanja valovanja.
12. Domet vrvične zveze zaradi eksponentnih izgub v vodu.
13. Pasovna širina brezvrvične zveze, radijsko okno ozračja.
14. Množenje pasovne širine B in zmogljivosti C z več rodovi/vrvicami.
15. Zgled: dve polarizaciji v Fraunhoferju, tisoč paric v kablu.
16. Primerjava dometa analognega telefona po premotani parici/prostozračnem vodu.
17. Zgled izgub, višjih rodov in pasovne širine koaksialnega kabla.
18. Rodovi TE11, TM01 in TE01 v krožnem valovodu s krivuljami izgub.
19. Poskusi TE01 Bell Labs z bakreno cevjo dolžine ene milje na cca 50GHz.
20. Frekvence in pasovne širine svetlobnih zvez, vodene in razširjanje.
21. Vodenje laserskega žarka z zaporedjem zbiralnih leč.
22. Vodenje laserskega žarka z zvezno lečo iz pretakajočega plina.
23. Stekleno vlakno s sredico z višjim lomnim količnikom 1000dB/km.
24. Prelomnica 1970 vlakno Corning 20dB/km.
25. Čiste surovine Si in SiO2 znižajo izgube vlakna na 0.2dB/km.
26. Teorija in praksa vlaken iz fluoridnih stekel in halidov težkih kovin.
27. Krivulja slabjenja vlakna, IR in UV rezonance, Rayleigh, vodni vrh.
28. I okno 850nm: GaAlAs LED in laser, Si detektor 1980, 8Mbps.
29. II okno 1300nm: InGaAsP LED in laser, Ge detektor 1990, 622Mbps.
30. III okno 1550nm: InGaAsP laser, InGaAs detektor, Er3+ ojačevalnik 2000.
31. Zmogljivost preproste zveze: 50km z 10Gbit/s ON/OFF modulacijo.
32. Analogna tehnika: valovnodolžinski multipleks v prekooceanskem kablu.
33. Sodobna tehnika, komplicirane modulacije QAM16 in polarizacijski mux.


2.3.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
------------------------------------------------
1. Ponovitev: Maxwell-ove enačbe v diferencialni in harmonski obliki.
2. Vrtinčenje in izvornost z vektorjem Nabla v xyz.
3. Širok žarek je ravninski val, brez izvorov J=0, ro=0.
4. Predpostavim rešitev v obliki E=Eo.exp(-jk.r).exp(jwt).
5. Poenostavitev Nabla za prostorsko odvisnost exp(-jk.r).
6. Pravokotnost med E in k iz izvornosti 3.ME divD=ro=0.
7. Velikost vektorja k (valovno število) iz 1.ME in 2.ME.
8. Razmerje med E in H, valovna impedanca prostora (snovi) Z.
9. Poynitingov vektor S, smer, izračun moči žarka.
10. Hitrost svetlobe v praznem prostoru, definicija metra.
11. Permeabilnost praznega prostora, definicija ampera.
12. Valovna impedanca praznega prostora Zo=377ohm.
13. Definicija lomnega količnika snovi n.
14. Zgledi lomnih količnikov n različnih snovi.
15. Povezava med valovno dolžino in valovnim številom, težave z n!
16. Poenostavitve lomnega količnika in impedance za neferomagnetik.
17. Definicija koordinatnega sistema na meji dveh dielektrikov.
18. Odbojni zakon na meji dveh dielektrikov, enak Beta.
19. Lomni zakon iz pogoja za enako medsebojno fazo, enak Beta.
20. Ponovitev: definicja odbojnosti za električno polje.
21. Zgled TE odboja/loma na meji dveh dielektrikov.
22. Prestopni pogoji, Ey in Hz OK, Hx linearno odvisna.
23. Upoštevanje odbojnega in lomnega zakona, vse s Theta-vpadni.
24. Izpeljava TE odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov.
25. Zgled TM odboja/loma na meji dveh dielektrikov.
26. Prestopni pogoji, Hy in Ez OK, Ex linearno odvisna.
27. Izpeljava TM odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov.
28. Fresnel-ova izraza za TE in TM odbojnosti, primerjava.
30. Izračun odbojnosti za mejo zrak/steklo za različne kote.
31. Brewster-jev pojav, izračun Brewster-jevega kota, zgledi uporabe.
32. Delitev moči vpadnega žarka na odbiti in lomljeni, različni preseki.
33. Moč odbitega žarka iz odbojnosti, moč lomljenega žarka iz razlike. 
34. Odboj in prepust moči za pravokotni vpad valovanja, zgled steklo.
35. Zgled: vzvratno ogledalo avta, kovinsko zrcalo in odboj.


9.3.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Ponovitev: Fresnel-ovi izrazi za odbojnost, TE=HP, TM=VP.
2. Ponovitev: potek velikosti odbojnosti pri vstopu v gostejšo snov.
3. Zapis odbojnosti pri pravokotnem vpadu Theta=0, predznaki?
4. Seštevanje odbojev pri prehodu žarka čez dve meji.
5. Zgled: redko-gosto-redko, prozoren radom debeline lambda2/2.
6. Zgled: redko-srednje-gosto, antirefleksni sloj iz MgF2.
7. Frekvenčna selektivnost in vpadni kot za radom in AR sloj.
8. Potek odbojnosti TE=HP in TM=VP pri odboju od kovine n2>neskončno.
9. Primerjava odboja od kovine in odboja od tal za VP, HP in krožno polarizacijo.
10. Razlika v predznaku GamaTM pri položnem oziroma pravokotnem vpadu.
11. Smer lomljenega žarka pri prehodu v redkejšo snov n2<n1, sin(thetaL)=?
12. Potek odbojnosti pri vstopu v redkejšo snov, Brewster<PI/4.
13. Kompleksna odbojnost med ThetaMejni in PI/2.
14. Elektromagnetni zapis žarkov in valovni vektorji pri odboju.
15. Eksponentno usihajoče polje pri popolnem odboju.
16. Smeri žarkov in valovne fronte pri popolnem odboju.
17. Potrebna debelina obloge za preprečevanje tuneliranja.
18. Različne izvedbe dielektričnih valovodov.
19. Definicija relativne razlike lomnih količnikov DELTA.
20. Definicija numerične aperture dielektričnega valovoda.
21. Sklopni izkoristek neusmerjenega vira za dano NA.
22. Povezava med numerično aperturo in relativno razliko DELTA.
23. Zgled: razširitev impulza zaradi razširjanja po več poteh.
24. Omejitev zmogljivosti zaradi razširjanja po več poteh.
25. *** 1. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


16.3.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Ponovitev: izvedbe dielektričnih valovodov, omejitve.
2. Ponovitev: relativna razlika lomnih količnikov in numerična apertura.
3. Ponovitev: sklopni izkoristek vira in razširitev večpotja.
4. Izvedba, delovanje in lastnosti gradientnega vlakna.
5. Poimenovanje gradientnih vlaken G.651 50/125 in H 62.5/125.
6. Določanje smeri žarka, Huygens in Heisenberg.
7. Pogoj za prečno fazno rezonanco v planarnem valovodu.
8. Nastavek disperzijske enačbe za planarni valovod.
9. Pojav rodov v valovodu, iz enega nastane več diskretnih impulzov!
10. Izračun poti žarka preko dveh odbojev do iste fronte.
11. Ponovitev: fazni zasuk pri popolnem odboju.
12. Definicija normirane frekvence v planarnem valovodu.
14. Ugotavljanje mejnih frekvenc posameznih rodov valovanja.
15. Transcendentna disperzijska enačba za kote žarkov.
16. Skica kotov theta(V), podvojene rešitve za rodove TE in TM.
17. Zgled: število rodov v stekleni ploščici d=1mm, HeNe vidni laser.
18. Zgled: debelina ploščice za en sam par rodov TEo in TMo.
19. Slike polja rodov za različne indekse rodov m=0,1,2,3,4.
20. Slike polja rodu m=3 za različne frekvence.
21. Spodnja frekvenčna meja rodu m=3, ko polje zbeži v oblogo.
22. Položaj vozlov in smeri valov za različne frekvence za m=3.
23. 3D risba 1D planarnega valovoda, neskončna širina w v smeri y.
24. 2D valovodi v 3D: planarni in vlakno.
25. Definicija normirane frekvence v optičnem vlaknu krožnega prereza.
26. Nastavek EM valovne enačbe v optičnem vlaknu okroglega prereza.
27. Rešitev za vzdolžne komponente, izračun prečnih, prestopni pogoji.
28. Cikcakajoči rodovi TEnm, TMnm in vijačni rodovi HEnm, EHnm.
29. Diagram za theta(V) različnih rodov v krožnem valovodu.
30. Šibkolomno vlakno Eprečni,Hprečni>>Evzdolžni,Hvzdolžni.
31. Oblika elektromagnetnega polja za osnovni rod HE11.
32. Osnovni rod HE11 ima dve polarizaciji, dvakrat izrojeno.
33. Zgled: praktične izmere in NA enorodovnega vlakna G.652.
34. Izračun mejne valovne dolžine za vlakno G.652 1.8<V<2.405.


23.3.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Ponovitev: izmere in rodovi v dielektričnih valovodih, k1>beta>k2.
2. Potek fazne konstante Beta v 1D svetlovodu in v vlaknu krožnega prereza.
3. Razlaga polja osnovnega rodu HE11 v vlaknu, prečna in vzdolžna slika.
4. Razlaga tuneliranja na krivinah s pahljačastimi frontami.
5. Praktična meja vodenja valovanja V>1.8, razlaga poskusa na vajah.
6. Težave proizvodnje in spajanja vlaken: mnogorodovno G.651 50/125.
7. Lastnosti vlaken, izdelanih s talilnimi posodami, plastična vlakna.
8. Izbira lastnosti enorodovnega vlakna G.652: NA in izmere.
9. Kemične surovine za izdelavo svetlobnih vlaken in pripadajoče kemijske reakcije.
10. Dvostopenjski postopek: izdelava preforma in vleka vlakna.
11. Čiste tehnologije izdelave preforma: MCVD, OCVD in VAD.
12. Podrobnosti tehnologije MCVD, nanašanje in kolaps.
13. Vlečenje vlakna iz preforma in primarna zaščita.
14. Sekundarna tesna zaščita, izgube mikrokrivin.
15. Sekundarna ohlapna zaščita za majhne izgube.
16. Kabliranje vlaken, strelovodni in podmorski kabli.
17. Trakovi vlaken (ribbon) in kabli za vpihovanje.
18. Hitrost vlečenja in višina stolpa.
19. Tehnologija rod-in-tube (palica v cevi) za znižanje stroškov.
20. Izrojenost osnovnega rodu HE11 ali LP01, eliptičnost in ekscentričnost.
21. Sukanje preforma med vlečenjem za zmanjševanje koeficienta PMD.
22. Polarizacijska rodovna razpršitev PMD, razvoj vlakna G.652.
23. Močno dvolomno PANDA vlakno.
24. Odstranjevanje zaščite in rezanje svetlobnih vlaken.
25. Varjenje steklenih svetlobnih vlaken in zaščita zvara.
26. Vlakenski konektorji z lečami, golim vlaknom in ferulami.
27. Konektorji s ferulami: FC, ST, SC in drugi premeri.
28. Brušenje ferule: ravno, krivinsko, kotno in barvne oznake.
29. Spajanje različnih vrst konektorjev, pogoj enako brušene ferule.
30. Čiščenje konektorjev s ferulami.


30.3.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Ponovitev: surovine za izdelavo steklenih optičnih vlaken.
2. Mehanizem dielektričnih izgub s sukanjem dipolov.
3. Potek lomnega količnika snovi, realni in imaginarni del.
4. Zgledi: radio, vidno, rentgen, IR in UV rezonance stekla.
5. Slabljenje kremenovega stekla zaradi IR in UV rezonanc.
6. Rayleigh-ovo sipanje svetlobe v ozračju in v steklu.
7. Krivulja slabljenja optičnega vlakna, komunikacijska okna.
8. Fazna hitrost v steklu od IR in UV rezonanc, definicija vf.
9. Definicija skupinske hitrosti, vg jezdim na ovojnici.
10. Izračun 1/vg, odvod dbeta/domega, potek skupinske hitrosti.
11. Skupinska zakasnitev tg kot funkcija valovne dolžine
12. Primerjava med mnogorodovno, barvno in polarizacijsko razpršitvijo.
13. Definicija koeficienta barvne razpršitve D (ps/nm.km).
14. Velikostni razredi tg in deltatg za SiO2 kot funkcija lambda.
15. Krivulja barvne razpršitve enorodovnega vlakna G.652, steklo in valovod.
16. Razlike zakasnitev pri spektralno širokem viru svetlobe.
17. Zgledi dometov za različne FP laserje 1.3um in 1.55um.
18. Zmogljivost zveze z DFB laserjem in zunanjim modulatorjem.
19. Seštevanje barvne razpršitve v prekooceanski zvezi z optičnimi ojačevalniki.
20. Izvedba, lastnosti in pomanjkljivosti DSF vlaken G.653.
21. Izvedba in lastnosti W vlakna G.654 (Dispersion Flattened Fiber).
22. Lastnosti vlaken G.655 in G.656 +NZDSF in -NZDSF.
23. Kompenzacija disperzije z DCF vlaknom z velikim -D.
24. Zgled: izračun dolžine kompenzacijskega vlakna.
25. Obračanje spektra sredi dveh enakih poti, težave optičnega mešalnika.
26. Kompenzacija z uklonsko mrežico, težava valovitosti odziva.
27. *** 2. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


6.4.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
------------------------------------------------
1. Ponovitev: izmere enorodovnih steklenih vlaken G.652.
2. Površina jedra vlakna in efektivna površina.
3. Izračun gostote moči v jedru enorodovnega vlakna, primejave.
4. Izračun električnega polja v jedru enorodovnega vlakna, prebojna trdnost?
5. Pragovi preboja zraka, zažiga konektorjev, uničenja vlakna.
6. Nelinearni pojavi v steklu, razlaga elektrostrikcije v dielektriku.
7. Posledice elektrostrikcije: nelinearni n, Brillouin-ovo in Raman-ovo sipanje.
8. Frekvenčni spekter in prag Brillouin-ovega laserja, protiukrepi.
9. Frekvenčni spekter in prag Raman-ovega laserja, max. moč signala v vlaknu.
10. Porazdeljeni sprejemni predojačevalnik na Raman-ovo sipanje.
11. Nelinearni lomni količnik stekla, velikostni razredi, Kerr in Pockels.
12. Lastna fazna modulacija pri konstantni moči v vlaknu.
13. Definicija efektivne dolžine vlakna s slabljenjem.
14. Lastna fazna modulacija z upoštevanjem slabljenja v vlaknu.
15. Solitonski prenos, izničenje barve razpršitve z nelinearnostjo, samo opisno.
16. Izračun trenutne moči dvotonskega signala, zanemaritev členov 2w.
17. Izračun lastne fazne modulacije dvotonskega signala, utripanje z deltaomega.
18. Učinek dvotonske lastne fazne modulacije, opletanje faze prenesenih signalov.
19. Spekter signalov z opletajočo fazo, intermodulacijski produkti.
20. Izrazi intermodulacijsko popačenje IMD3 in štirivalovno mešanje FWM.
21. Prekooceanska zveza z valovnodolžinskim multipleksom, velikostni razredi.
22. Izračun moči intermodulacijskih produktov, merske enote, definicija Pip3.
23. Logaritemski graf moči intermodulacijskih produktov, presečna točka.
24. Zgled: izračun moči presečne točke Pip3 vlakna G.653 DSF.
25. Učinek porazdeljene nelinearniosti v optični zvezi, kazalčna vsota.
26. Definicija in razlaga fazne neusklajenosti DeltaBeta mešalnih produktov.
27. Izračun fazne neusklajenosti iz koeficienta barvne razpršitve.
28. Izračun efektivne dolžine v prisotnosti fazne neusklajenosti.
29. Upoštevanje, da je DeltaBeta prevladujoči člen.
30. Zgled: efektivna dolžina in presečna točka vlaknen G.652.


13.4.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Sestavljanje zveze: izvor, različna vlakna, detektor, repi, vrvice, kabel.
2. Spoj neenakih mnogorod. vlaken: jedro in NA?
3. Recipročnost pri sklopu neenakih mnogorodovnih vlaken.
4. Spoj različnih enorodovnih vlaken, primeri.
5. Spoj enorodovnega in mnogorodovnega vlakna, rodovi?
6. Izkoriščanje starih mnogorodovnih z enorodovno opremo.
7. Meritve mnogorodovnih vlaken z mešalnikom rodov.
8. Sklopni izkoristek nekohernetnega vira na mnogorodovno vlakno.
9. Sklopni izkoristek nekoherentnega vira na enorodovno vlakno.
10. Sklopni izkoristek kohernetnega vira na enorodovno vlakno.
11. Sklopni izkoristek fotodiode (detektorja) na optično vlakno.
12. Zahteve: razcepniki v zvezdastem omrežju PON, kretnice in smerni
sklopniki za dvosmerni prenos, smerni sklopnik za meritve OTDR.
13. Meritev optične zveze z OTDR, odboji konektorjev, Rayleigh, slabljenje.
14. Delovanje analognih telefonskih vilic (transformatorja).
15. Delovanje polprepustnega zrcala v optiki, najstarejši zgled iz fizike.
16. Definicija smernega sklopnika, sosmerni in protismerni sklop.
17. Delovanje kratkega (radijskega) sklopnika, koaks z dvema žilama.
18. Delovanje dolgega (optičnega) sklopnika z enorodovnimi vlakni.
19. Osnova sosmernega sklopa: različni fazni hitrosti sodega/lihega rodu.
20. Potek deltaBeta s frekvenco, mejne frekvence sodi/lihi.
21. E polje prepusta in sosmernega sklopa, kvadratura.
22. Moč prepusta in sosmernega sklopa, utripna dolžina.
23. Izračun utripne dolžine LAMBDA iz deltaBeta.
24. Brezizgubna frekvenčna kretnica iz različnih deltabeta v sklopniku.
25. Uporaba sosmernega sklopnika v dvosmernem prenosu, izgube deljenja!
26. Uporaba sosmernega sklopnika kot delilnik, razcepnik v omrežju PON.
27. Delovanje smernega sklopnika z mnogorodovnimi vlakni.
28. Lastnosti monogorodovnih sklopnikov, porazdelitev moči med rodovi?
29. Izdelava vlakenskih smernih sklopnikov s taljenjem dveh vlaken.


20.4.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Zahteve za svetlobne izvore, primerjava z električnimi.
2. Možnosti optičnih meritev, samo jakost frekvenčnega spektra.
3. Dodatno za svetlobne izvore, polarizacija in množica rodov.
4. Meritev svetlobne moči preko sproščene toplote, počasen opazovalec!
5. Preprost optični interferometer, različni dolžini poti.
6. Izračun električnega polja vsote in razlike v interferometru.
7. Pogoji za interferenco: skoraj ista frekvenca, isti rod, ista polarizacija.
8. Odziv interferometra na enofrekvenčni signal, merimo moč, počasen opazovalec!
9. Zgodovina meritev valovne dolžine, povezava s snovjo in frekvenco.
10. Praktični Michelsonov interferometer, razlaga prog zaradi neporavnanosti.
11. Odziv interferometra na signal dveh spektralnih črt, počasen opazovalec!
12. Zgled: interferometer in HeNe laser, ki preskakuje med rodovi.
13. Resnični viri svetlobe z zveznim spektrom pravokotne oblike končne širine.
14. Odziv interferometra na signal z zveznim spektrom, počasen opazovalec!
15. Definicija vzdolžne koherenčne dolžine signala d.
16. Povezava med frekvenčno širino deltaf in deltaomega ter d.
17. Odziv interferometra na signal z zveznim spektrom poljubne oblike.
18. Delovanja interferometerskega SA, kosinusna transformacija.
19. Pomanjkljivosti interferometerskega SA, odziv na počasno AM vira.
20. Frekvenčna in valovnodolžinska pasovna širina, povezave.
21. Interferenca točkastega vira skozi dve reži.
22. Prečna koherenca dveh nesinhroniziranih izvorov.
23. Definicija in razlaga prečne koherenčne dolžine.
24. Posplošitev na zvezne nekoherentne vire, samo opisno.
25. Koherentni vir, en sam prečni rod, neskončna prečna koherenca.
26. *** 3. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


27.4.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
- predavanja odpadla zaradi praznika Dan OF


4.5.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
------------------------------------------------
1. Toplotni izvori svetlobe, lastnosti žarnice z nitko.
2. Energijske ravni molekul (atomov) plinov, sevalni in nesevalni prehodi.
3. Lastnosti tlivk in obločnic, spekter, prečna koherenca in odziv modulacije.
4. Merska enota eV za energijo v optiki, velikostni razredi.
5. Delovanje svetleče diode, energijski pasovi v polprevodniku.
6. Verjetnost nastanka fotonov in fononov v siliciju in v GaAs.
7. Razlaga spektra svetleče diode in padca napetosti na svetleči diodi.
8. Zgledi padcev napetosti na svetlečih diodah različnih barv.
9. Konstrukcija LED, izboljšava izkoristka s heterostrukturo GaAs/GaAlAs.
10. Pomanjkljivosti LED: sklopni izkoristek in spekter.
11. Električni oscilatorji, ojačenje in povratna vez H(w).
12. Absorpcija, spontano in stimulirano sevanje v snovi.
13. Naravna toplotna naseljenost energijskih ravni.
14. Obratna naseljenost energijskih ravni je pogoj za ojačenje.
15. Energijske ravni plinskih zmesi He/Ne in Ar/Ar+.
16. Doseganje obratne naseljenosti in ojačanja v plinskih zmeseh.
17. Frekvenčna odvisnost ojačanja plinskih zmesi, Doppler-jev pomik.
18. Povratna vezava s Fabry-Perot-ovi rezonatorjem TEM00m.
19. Ojačanje, spekter in izvedba HeNe laserja.
20. Določanje polarizacije plinskega laserja z Brewster-jevim oknom.
21. Izgradnja polprevodniškega laserja in izmere.
22. Polprevodniški laser s FP rezonatorjem, odbojnost polprevodnik/zrak.
23. Vzdolžni in prečni rodovi, močnostni in telekomunikacijski laser.
24. Heterostruktura, MQW, ojačenje in polarizacijska odvisnost.
25. Modulacijska krivulja, pragovni tok Ith in spekter FP laserja
26. Frekvenčni spekter polprevodniškega laserja s FP rezonatorjem.
27. Toplotna odvisnost laserja in mehanizem odpovedi, zažig zrcal.
28. Vgradnja polprevodniškega laserja v ohišje z monitorsko fotodiodo.
29. Polprevodniški laser s pokončnim rezonatorjem VCSEL.


11.5.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Ponovitev: lastnosti polprevodniškega FP laserja.
2. Pponovitev: prečni in vzdolžni rodovi, močnostni in komunikacijski laser.
3. Ponovitev: modulacijska krivulja, Tau=200ps, pragovni tok in spekter svetlobe.
4. Polarizacija in oblika snopa polprevodniškega laserja.
5. Spekter FP laserja, problem mnogih vzdolžnih rodov.
6. Zgled: izračun širine spektra, razdalje med rodovi in števila rodov FP laserja.
7. Izvedba DFB/DBR laserjev, prevajalna funkcija zrcal in FP rodovi.
8. Zahteve za fotolitografijo pri izdelavi DBR/DFB laserjev.
9. Relativna pasovna širina DFB laserja, primerjava z električnimi oscilatorji.
10. Neželjeni FM pri DFB laserju: segrevanje valovoda in gostota nosilcev.
11. Hitra AM (200ps stimulirano) in počasna FM 60GHz (toplotna) DFB laserja.
12. Modulacija DFB laserja, delovanje kot LED in kot FP pri malih močeh.
13. Zahteve za nastavljivo valovno dolžino v WDM, inventar rezervnih delov.
14. EC laserji z zunanjim rezonatorjem, vrtljivo uklonsko mrezico.
15. Lastnosti EC laserja, širina spektralne črte.
16. Vgradnja polprevodniškega DFB laserja v ohišje, leče in monitor.
17. Delovanje baterije termočlenov, Peltier-ova toplotna črpalka.
18. Temperaturna stabilizacija s toplotno črpalko in NTK.
19. Vpliv bremena na spekter oscilatorja, ločitev v elektroniki.
20. Zgledi koherenčnih dolžin za FP, DFB in EC laserje.
21. Nerecipročne snovi v optiki, tenzor permeabilnosti ferita v enosmernem B.
22. Faraday-evo sukanje ravnine polarizacije v YIG feritu.
23. Enopolarizacijski optični izolator z dvema polarizatorjema.
24. Vgradnja enopolarizacijskega izolatorja v ohišje DFB laserja.
25. Polarizacijsko neodvisni izolator z dvolomnima kristaloma.
26. Polprevodniški optični ojačevalnik SOA, inačici polarizacijsko odvisni da/ne.
27. Zgradba elektroabsorpcijskega modulatorja, odvisnost deltaW(U).
28. Odziv EAM, ugasno razmerje, pomik krivulje z lambda.
29. Različne vrsre EAM: polarizacijska odvisnost da/ne.
30. Različni svetlobni oddajniki: z neposredno modulacijo laserja,
z EAM in DFB na istem čipu ter z EAM in DFB ločenima z izolatorjem.
31. Povezava zunanjega modulatorja, kdaj PANDA vlakno?
32. Vprašanje študentov: optične prostozračne zveze?


18.5.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Širokopasovni svetlobni viri LED/FP, razmerje signal/šum, razmerje pasovnih širin.
2. Težave ozkopasovnih virov, interferometerski šum, zgled LED v žiroskopu.
3. Ponovitev DFB: hitra AM (200ps stimulirano) in počasna FM 60GHz (toplotna).
4. Tri vrste zvez: preprosta samo DFB, DFB+EAM na čipu, zunanji modulator.
5. Ponovitev EAM: pasovna širina >40GHz, odvisnost od lambda, nelinearnost.
6. Nelinearni lomni količnik, Kerr (elektrostirkcija) in Pockels (vgrajeni E).
7. Zgradba molekule LiNbO3, vgrajeni E preko položaja Li+, piezoelektričnost.
8. Izdelava valovoda v LiNbO3 z dopiranjem s Ti, slabljenje 10dB/m.
9. Pockels-ov pojav v LiNbO3 za TE (2.8E-11m/V) in TM (1E-11m/V).
10. Zgled: delta-n in delta-fi v praktičnem faznem modulatorju iz LiNbO3.
11. Mach-Zehnder-jev interferometer za amplitudno modulacijo.
12. Odziv elektrooptičnega MZM za polje E in moč P, kam gre izgubljena moč?
13. Definicija občutljivost modulatorja Upi z zgledi za TE(3-6V) in TM(8.5-17V).
14. Izbira delovne točke MZM za amplitudno in fazno modulacijo.
15. Elektrode na potujoči val B>40GHz, pasovna širina in Upi.
16. Povečanje spektralne učinkovitosti QPSK in QAM16.
17. Podvojevanje spektralne učinkovitsti z uporabo obeh polarizacij.
18. Uporaba večnivojskih modulacij QAM16 X 2 polarizaciji.
19. Zgled: sodobna 100Gbps terminalska oprema za prekoocenaski WDM kanal.
20. Osnove akustooptike, zgoščine in razredčine, uklonska mrežica.
21. Akustooptika: počasnejša, visoko ugasno razmerje in velike optične moči. 
22. Raman-Nath-ov uklon, smeri uklonjenih žarkov, RF spektralni analizator.
23. Bragg-ov odboj, izračun smeri žarkov, svetlobni preklopnik.
24. Akustooptika na LiNbO3, frekvenčno selektiven sklop rodov TE in TM.
25. *** 4. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


25.5.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
-------------------------------------------------
1. Frekvenčna meja nelinearnosti polprevodnikov f<1THz.
2. Lastnosti toplotnih sprejemnikov, neodvisni od lambda, meritve.
3. Odkritje selenskega fotoupora, hitrost odziva fotoupora.
4. Vakuumske in polprevodniške fotodiode, kvantni izkoristek.
5. Fotovoltaični in fotouporovni režim delovanja fotodiode.
6. Ponovitev: merska enota eV za energijo.
7. Izbira polprevodnika za diodo: Si, Ge, InGaAs.
8. Izvedba čipa polprevodniške fotodiode, heterostruktura.
9. Definicija odzivnosti I/P fotodiode, izračun in krivulja (lambda).
10. Velikostni razred I/P iz vseh fizikalnih konstant (1.24eV.um).
11. Zgradba sprejemnika, fotodioda in ojačevalnik, kapacitivnosti.
12. Občutljivost sprejemnika za en fotoelektron 0.5pF>>>0.32uV.
13. Zrnati šum elektronov, Poissonova porazdelitev, BER=1E-9>>>21 elektronov.
14. Ocena impedance fotodiode in toplotnega šuma sprejemnika>>>zrnati sqrt(Ne).
15. Zgled: izračun jakosti toplotnega šuma v sprejemniku.
16. Razmerje signal/šum, različen šum enic in ničel, definicija faktorja Q.
17. Pogostnost napak BER=0.5erfc(Q/sqrt(2)) pri optimalnem pragu odločanja.
18. Krivulja BER kot funkcija Q, uporabno med 6 (1E-9) in 7 (1E-12).
19. Občutljivost sprejemnika iz toplotnega šuma za povprečni <Nf>.
20. Zgled: 1.3um sprejemnik <Nf>=1000 C=1Gbit/s >>> Pmin=-38dBm.
21. Izračun števila fotonov enice, pripadajoči zrnati šum sigma=sqrt(Nf).
22. Zgled dometa 1.3um zveze točka-točka s PIN sprejemnikom+ +3dBm TX.
23. Rezerva PON, izgube cepljenja omrežja zahtevajo občutljiv sprejemik.
24. Konvektivni in prevodniški tok, zveza s toplotnim šumom.
25. Izvedba, delovanje in lastnosti fotopomnoževalke.
26. Fotodetektorji z ojačenjem: plinska fotodioda in APD.
27. Signal, šum in razmerje signal/šum v sprejemniku s plazovno diodo.
28. Optimalni M in Ub za Si, Ge in InGaAsP APD.
29. Lastnosti APD sprejemnika: 200fotonov/bit, +7dB glede na PIN.
30. Zgradba APD iz InGaAs-InP, množenje elektronov.


1.6.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
------------------------------------------------
1. Ponovitev: občutljivost sprejemnikov PIN in APD.
2. Nizkoimpedančni sprejemnik, zaključitev impedance, občutljivost.
3. Visokoimpedančni integracijski sprejemnik, težave prkatične izvedbe.
4. Transimpedančni sprejemnik, izbira povratne vezave.
5. Tehnična izvedba sprejemnikov, PIN-FET in APD-FET moduli.
6. Definicija transimpedance, prilagoditev pasovne širine.
7. Definicija električne in optične pasovne širine sprejemnika.
8. Električni in optični decibeli, kvadratični odziv sprejemnika.
9. Možnost heterodinskega sprejemnika, mešalni produkt.
10. Dobitek signala koherentnega sprejema 2Elo/Es.
11. Težave koherentnega sprejemnika: polarizacija, frekvenca, šum LO.
12. Balančni RX za dušenje šuma LO in neželjenih produktov mešanja.
13. Kvadraturni RX omogoča popravek frekvence v elektroniki.
14. Dvopolarizacijski RX celotne informacije v vlaknu.
15. Izkoriščane celotne zmogljivosti vlakna, MIMO 2x2, zgled 100Gbps 2xQAM16.
16. Lastnosti lantanidov: Nd3+, Pr3+, Er3+, Tm3+ in Yb3+.
17. Zgodovinski razvoj optičnih ojačevalnikov: Nd3+ 1964, Er3+ 1988.
18. Absorpcijski in sevalni pasovi valovnih dolžin Er3+ v steklu.
19. Izvedbe ojačevalnih vlaken (Ge, Al), kristalizacija, dolžine.
20. Preprosta izvedba Er3+ ojačevalnika z enosmernim črpanjem.
21. Izvedba Er3+ ojačevalnika z dvosmernim črpanjem in izravnalnim sitom.
22. Izbira črpalnih dolžin pri dvosmernem črpanju.
23. Šum spontanega sevanja ASE v laserskem ojačevalniku, faktor mu.
24. Zgled moči ASE v Er3+ ojačevalniku z G=40dB, SMF 4 rodovi VP/VP naprej/nazaj.
25. Izračun potrebne moči 980nm črpalke Er3+ ojačevalnika.
26. Samodejna regulacija ojačanja Er3+ ojačevalnika.
27. Definicija šumnega števila svetlobnega ojačevalnika.
28. Zgledi šumnih števil Er3+ 980nm in Er3+ 1480nm.
29. Primerjava Tau in F s polprevodniškim ojačevalnikom 1.55um.


8.6.2017 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
------------------------------------------------
1. Kratka zgodovina Etherneta, Robert Metcalfe.
2. Thick Ethernet 10BASE5, komplicirano in drago omrežje, jabber limit.
3. Oznake Ethernet inačic.
4. Zasnova Ethernet okvirja.
5. Thin Ethernet 10BASE2, ceneno omrežje z BNC vtičnicami.
6. Računalniški duh uide iz steklenice, zmagovita pot TCP/IP in Etherneta.
7. TCP/IP Ethernet okvirji in omrežja.
8. Address Resolution Protocol (ARP).
9. Neoklopljena sukana parica (UTP), zvrsti UTP/STP vodnikov.
10. Vtikač in trafo vtičnica RJ45.
11. Linijska kodiranja Manchester, 4B5B in MLT3.
12. Delovanje 10BASE-T in 100BASE-TX.
13. OSI ravni, TCP/IP/Ethernet/UTP sklad protokolov.
14. Nadzor pretoka (Flow control), backpressure in pause frame.
15. Različice Media-Independent Interface (MII).
16. Reduced Media-Independent Interface (RMII).
17. 100BASE-TX 3R regenerator (Extender).
18. 100BASE-TX/100BASE-FX Media Converter.
19. Hub v središču zvezde UTP kablov za način delovanja half-duplex.
20. Aktivno Ethernet stikalo, uporaba v domačem usmerjevalniku.
21. Virtual Local Area Network (VLAN).
22. Zgodovina optičnega Etherneta.
23. Linijsko kodiranje v optičnem Ethernetu.
24. Različice 1Gbps Media Converter-jev.
25. Ethernet standardi 40Gbps in 100Gbps.
26. Uspehi in neuspehi Etherneta, kaj je to Ethernet danes?
27. *** 5. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


Seznam laboratorijskih vaj pri predmetu optične komunikacije 2016/2017 
----------------------------------------------------------------------
 
2. Merjenje lomnega količnika preko popolnega odboja.
3. Merjenje lomnega količnika iz Brewsterjevega kota. 
4. Pojavi v mnogorodovnem optičnem vlaknu.
6. Stično slabljenje med mnogorodovnima vlaknima.
7. Infrardeči slikovni pretvornik.
8. Smerni diagram sevanja polprevodniškega laserja.
9. Večslojno optično frekvenčno pasovno sito.
10. Pojavi v enorodovnem optičnem vlaknu.
11. Meritev slabljenja optičnega vlakna.
12. Optični reflektometer v časovnem prostoru (OTDR).
13. Optični reflektometer v frekvenčnem prostoru.
14. Frekvenčni pas mnogorodovnega gradientnega vlakna.
16. Merjenje mejne valovne dolžine enorodovnega optičnega vlakna.
17. Rezanje in spajanje optičnih vlaken.
18. Modulacijska krivulja polprevodniškega laserja.
19. Temperaturna odvisnost pragovnega toka laserja.
20. Meritve polarizacije svetlobe.
21. Napetostna odvisnost ojačenja fotopomnoževalke.
22. Frekvenčni odziv sprejemniškega PIN-FET modula.
23. Merjenje koherentne dolžine z interferometrom.
24. Rodovi nihanja Helij-Neonskega laserja.
25. Meritev jakostnega šuma polprevodniškega laserja.
26. LiNbO3 elektrooptični amplitudni modulator.
28. Meritev karakteristike EDFA.
29. Štirivalovno mešanje v vlaknu.
30. Akusto-optični pojavi.
32. Razmerje signal/šum plazovne fotodiode.
33. Merjenje pogostnosti napak v optični zvezi.
35. Fabry-Perotov optični spektralni analizator.
38. Opazovanje očesnega diagrama pri DWDM prenosu.
39. Vpliv barvne disperzije na prenosne lastnosti pri različnih
modulacijskih frekvencah.