4 ECTS credits
110 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4017565DNR voor alle studenten in het 1e semester met een inleidend master niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Inschrijvingsvereisten
Alvorens studenten Industriële Wetenschappen een inschrijving kunnen nemen voor 'Fotonica' moeten zij geslaagd zijn voor 'Trillingen en golven', 'Moderne fysica' en 'Wiskunde voor signalen en systemen'.
Onderwijstaal
Nederlands
Onder samenwerkingsakkoord
Onder interuniversitair akkoord mbt. opleiding
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderwijsteam
Hugo Thienpont
Francis Berghmans (titularis)
Gunther ROELKENS
Roeland BAETS
Onderdelen en contacturen
Inhoud

Deze cursus biedt [1] een introductie tot het vakgebied van de fotonica door eerst te kijken naar de geschiedenis, de toepassingen en de economische en maatschappelijke rol van de fotonica-technologie. In deze leer je over [2] de interactie van licht met materie (dat wil zeggen de emissie van licht door atomen, absorptie van licht door materie, dispersie, verstrooiing en interferentie van licht, en meer algemeen lichtvoortplanting doorheen dielectrica en metalen), [3] de voortplanting van licht (dwz reflectie, breking, totale interne reflectie, verdwijnende golven, gefrustreerde totale interne reflectie, Fermat's principe), [4] geometrische optica (dwz lenzen & lens fabricatie ), [5] lasers (dwz Einsteins theorie over licht-materie interactie, essentiële elementen van een laser, de kenmerken van laserlicht, lasertypes en parameters) en [6] fotovoltaïsche cellen of hoe elektriciteit kan opgewekt worden door middel van zonlicht.

Studiemateriaal
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Fotonica, H. Thienpont
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Powerpoint presentaties, H. Thienpont
Handboek (Aanbevolen) : Optics, E. Hecht, 5de, Addison Wesley, 9781292096933, 2016
Bijkomende info
De cursus bestaat alleen uit hoorcolleges (HOC) in een blend online / interactief formaat. De cursus bouwt - voor het grootste deel - op materiaal zoals besproken in het boek "Optics" van Eugene Hecht. Een digitale kopie van de gedetailleerde cursusnota's met - voor het grootste deel - uittreksels uit bovengenoemd boek, samen met opnames van HOC-sessies, wordt via het CANVAS-platform ter beschikking gesteld van de studenten. Dit moet worden aangevuld met aanvullende informatie die wordt verstrekt in de powerpoint-slides die tijdens de hoorcolleges worden gebruikt. Alle collegeslides worden ook via het CANVAS-platform aan de studenten ter beschikking gesteld. Studenten kunnen ervoor kiezen om het boek "Optics" van Eugene Hecht bij een boekhandel te kopen. Ze worden aangemoedigd om dit boek te raadplegen, dat beschikbaar is in de bibliotheek van de Vrije Universiteit Brussel.In uitzonderlijke omstandigheden en indien sanitaire beperkingen moeten worden opgelegd zodat niet alle studenten de colleges op de campus kunnen bijwonen, zullen de colleges beschikbaar worden gesteld als vooraf opgenomen sessies via het CANVAS-platform. Studenten kunnen deze te allen tijde raadplegen. Via CANVAS krijgen studenten duidelijke instructies over welke stof ze in een bepaalde week moeten studeren. Een wekelijkse interactieve sessie met vragen en antwoorden wordt vervolgens online georganiseerd met behulp van de BigBlueButton-functie op het CANVAS-platform.
Leerresultaten

Algemene competenties

Met deze cursus leren we studenten de basisconcepten van optica en fotonica.

Het hoofddoel is om studenten de nodige basiskennis bij te brengen die ze nodig hebben om de aanvullende hoofdvakken uit het fotonica programma te volgen: microfotonica, optische communicatiesystemen, design of refractive and diffractive optical imaging systems en lasers.

De studenten moeten kennis van en een grondig inzicht in de beginselen van optica en fotonica kunnen aantonen, die aan de basis liggen van fotonische toepassingen en systemen, zoals verstrooiing, reflectie en breking, absorptie, doorrgang van licht doorheen materialen en optische vezels, opwekking van licht in lasers, detectie van licht met fotodiodes, enz.

Met deze cursus beogen we volgende leerresultaten:

  • de student kan geavanceerde kennis op het gebied van fotonica beheersen en toepassen om complexere problemen op te lossen;
  • de student kan complexe fotonische componenten en systemen specificeren, ontwerpen en testen;
  • de student begrijpt en kan de eigenschappen van de belangrijkste optische materialen toepassen;
  • de student kent de belangrijkste toepassingsgebieden van fotonische materialen, componenten en systemen;
  • de student begrijpt ook niet-optische aspecten van fotonische systemen, in het bijzonder elektronische, mechanische en thermische aspecten;
  • de student is in staat de meest geschikte modellen, methoden en technieken te selecteren en toe te passen gegeven een bepaald fotonisch probleem;
  • de student kan praten over het vakgebied fotonica, ook in het Engels;
  • de student kan de historische evolutie van fotonica en haar maatschappelijke relevantie interpreteren;
  • de student kan ethisch, professioneel en sociaal handelen;
  • de student heeft voldoende kennis en inzicht verworven om de resultaten van complexe berekeningen te beheersen of schattingen te maken;
  • de student heeft aandacht voor duurzaamheid;
  • de student toont assertiviteit, heeft een drive voor innovatie en gevoel voor het creëren van meerwaarde.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • mondeling examen met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: Het examen bestaat uit een hoofdvraag en 2 bijvragen: De hoofdvraag polst naar het inzicht van de student in één hoofdthema van de gedoceerde stof, terwijl de 2 bijvragen nagaan of de student een goed overzicht heeft van de nieuw ingevoerde begrippen en of hij/zij die goed kan plaatsen in het geheel van de fotonische toepassingen.

Aanvullende info mbt evaluatie

De reguliere evaluatievorm is een mondeling examen met voorbereiding op papier. Het mondeling examen bestaat eerst uit het beantwoorden van één hoofdvraag die door de student geloten wordt uit een reeks steekkaarten. Deze hoofdvraag moet in detail beantwoord worden en telt mee voor 13 van de 20 punten. Nadien volgt een bijvraag uit een ander deel van de cursus. Deze vraag mag op meer bondige manier beantwoord worden en telt mee voor 7 van de twintig punten. Het totaal van de twee vragen levert een uiteindelijke score op, op een totaal van 20 punten.

De student moet, naast aantonen dat zij/hij de leerstof en de fysische principes begrijpt, dat zij/hij inzicht heeft in de behandelde materie, en dat zij/hij op gestructureerde wijze een antwoord kan geven ook:

• eenheden kennen
• ordes van grootte kennen
• belangrijke figuren en grafieken kunnen weergeven en bespreken
• wiskundige afleidingen kennen
• correcte definities van de gebruikte concepten kennen
In uitzonderlijke omstandigheden en als sanitaire beperkingen moeten worden opgelegd, zal het examen worden georganiseerd in een mondeling online formaat met behulp van een vooraf gedefinieerde webconferentietool, met kleine aanpassingen aan het examenproces in termen van de vereiste uitgebreidheid van de toegestane duur voor de antwoord op de hoofdvraag en de wijze waarop deze hoofdvraag zal worden geformuleerd. Nauwkeurige instructies zullen in dit geval worden verstrekt via het CANVAS-platform.
Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Bachelor in de fysica en de sterrenkunde: Standaard traject
Master in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject
Educatieve master in de wetenschappen en technologie: ingenieurswetenschappen (120 ECTS, Etterbeek)