The course is taught in English.

L'ottica coerente, che sfrutta le peculiarità della luce laser, sta alla base di realizzazioni tecnologiche quali le reti di comunicazione in fibra ottica (banda larga), i sensori ottici di deformazione, inquinamento o quelli impiegati in indagini biologiche. Questo insegnamento fornisce conoscenze approfondite in tale settore. In particolare, vengono presentati i metodi impiegati per lo studio della propagazione di campi ottici sia in spazio libero, sia in guide d'onda dielettriche. Vengono quindi descritti una serie di componenti, fondamentali nelle applicazioni delle tecnologie ottiche, illustrandone il funzionamento e indicando i metodi di progetto.
Inoltre, viene affrontato uno degli aspetti fondamentali della compatibilità elettromagnetica (EMC) per il progetto di circuiti elettronici ad alta velocità, quello della integrità di segnale in strutture per il trasporto contemporaneo di molti segnali; la corretta e quantitativa conoscenza di questi fenomeni è di grande rilevanza in una moltitudine di ambiti progettuali, trattati in altri insegnamenti.

Conoscenza e comprensione dei concetti relativi alla propagazione ottica in spazio libero, nelle strutture stratificate, nei dielettrici anisotropi e nelle guide dielettriche.
Capacità di applicare i metodi di analisi al progetto di componenti appartenenti agli ambiti sopraelencati.
Conoscenza di aspetti della compatibilità elettromagnetica relativi all'integrità di segnale.
Capacità di valutare gli effetti dell'interferenza nel progetto di strutture di trasporto multiplo dell'informazione.

1 Teoria elettromagnetica di base
2 Teoria delle linee di trasmissione
3 Onde piane
4 Caratteristiche generali della propagazione guidata.

Ottica in spazio libero (ottica geometrica, fasci gaussiani, lenti e specchi, componenti ottici diffrattivi) 15 ore 10 h
Scattering da dielettrici stratificati (trattamenti antiriflesso, strutture periodiche e specchi di Bragg, risonatori ottici, interferometri di Fabry Perot e Mach-Zehnder) 25 ore 20 h
Ottica dei cristalli e interazione con campi esterni (onde piane nei cristalli, effetto elettroottico, acustoottico, cristalli liquidi) 10 ore 10 h
Compatibiltà elettromagentica per elettronica ad alta velocità. Integrità di segnale, linee di trasmissione di segnale multiple, diafonia. 20 h
Ottica guidata (guide ottiche planari, fibre ottiche, teoria dell'accoppiamento modale, accoppiatori direzionali) 30 ore 20 h


Free-space optics (geometrical optics, gaussian beams, lenses and mirrors, diffractive optical components) hours 10 h
Scattering from stratified dielectrics (antireflection coatings, periodic structures and Bragg reflectors, optical resonators, Fabry-Perot and Mach-Zehnder interferometers) 20 h
Crystal optics and interaction with external fields (plane waves in crystals, electro-optic and acusto-optic effects, liquid crystals) 10 h
Electromagnetic compatibility in high-speed electronics. Signal integrity, multi-track transmission lines, cross-talk. 20 h
Guided-wave optics (planar waveguides, optical fibers, coupled mode theory, directional couplers) 20 h

Le esercitazioni sono integrate con le lezioni. Sono anche previste una/due esercitazioni di laboratorio ed una visita ad un laboratorio di ricerca.

Dispense fornite dal docente. Per approfondimenti sono consigliati B. Saleh, M. Teich,``Elements of Photonics'', Wiley 1991
e K.Iizuka, ``Engineering optics'', Springer 1987

Esame orale sugli argomenti presentati, comprendente anche la discussione dei progetti assegnati durante lo svolgimento delle lezioni.