Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет Информационных Технологий, Механики и Оптики
Образование \ Дисциплины подготовки бакалавровУниверситет ИТМО
Введение в фотонику и оптоинформатику
авторы курса:
Андреева Ольга Владимировна
кандидат физико-математических наук
доцент кафедры ФиОИ
соруководитель лаборатории прикладной голографии 
Козлов Сергей Аркадьевич
Заведующий кафедрой  доктор физико-математических наук,
профессор, лауреат премии Ленинского комсомола по науке
и технике, руководитель Российской научной школы
«Фемтосекундная оптика и фемтотехнологии».


Андреева Ольга Владимировна

Козлов Сергей Аркадьевич
 
Дисциплина «Введение в фотонику и оптоинформатику» относится к циклу профессиональных дисциплин. Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются: знание основных видов деятельности кафедры ФиОИ и возможности участия в них студентов; основ библиографии и информационного поиска необходимой информации; особенностей работы научных семинаров и конференций; умения формулировать задачи поиска информации; соотносить содержание теоретических дисциплин с практической деятельностью; осуществлять информационный поиск необходимого материала; участвовать в работе научных семинаров и конференций; ориентироваться в планировании работы студента на кафедре ФиОИ; владение практикой участия в научных семинарах и конференциях; выполнения поиска необходимой информации; организации общения с коллегами по учебе и работе. Содержание дисциплины является логическим продолжением профориентационной работы с абитуриентами и служит основой для освоения дисциплин профессионального цикла и учебно-научной и практической работы студентов.

Информатика
авторы курса
Звягин Виктор Фомич  
Яньшина Наталия Андреевна 
Студент должен работать на ПК в среде Windows и быть знаком с интегрированной средой разработки программ, офисом в части вычислений и оформления документов, с программой для рисования графиков. По математическому описанию задачи должен уметь разработать алгоритм и написать несложную программу на Фортране. Должен получить навыки в отладке программ и проверке их работоспособности в интегрированной среде проектирования, разработки и исполнения программ.
Цель дисциплины - дать базовую подготовку в области программного обеспечения студентам, чья профессиональная деятельность будет связана с созданием программных комплексов и эксплуатацией интегрированных пакетов программ в различных областях науки, техники и экономики. В рамках данной дисциплины студенты должны освоить методы проектирования, разработки и отладки программного продукта с использованием интегрированной среды разработки на языке высокого уровня. Кроме того, дисциплина должна содействовать фундаментализации образования и развитию системного мышления студентов.
Студент должен работать на ПК в среде Windows и быть знаком с интегрированной средой разработки программ, офисом в части вычислений и оформления документов, с программой для рисования графиков. По математическому описанию задачи должен уметь разработать алгоритм и написать несложную программу на Фортране. Должен получить навыки в отладке программ и проверке их работоспособности в интегрированной среде проектирования, разработки и исполнения программ.

Физические основы оптоинформатики
автор курса
Андреева Ольга Владимировна
кандидат физико-математических наук
доцент кафедры ФиОИ
соруководитель лаборатории прикладной голографии
 
Дисциплина "Физические основы оптоинформатики" относится к циклу математических и естественнонаучных дисциплин. Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются: знание особенности применения элементов фотоники в системах оптической передачи информации и оптической обработки сигналов, умения использовать современные информационные технологии в научно-исследовательской деятельности в области фотоники и оптоинформатики, владение использования современных методов моделирования материалов, процессов и систем.
Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплины "Физика" и служит основой для освоения дисциплины "Прикладная голография".

Основы математического моделирования
автор курса 
Чивилихин Сергей Анатольевич
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры ФиОИ,
руководитель лаборатории квантовой информатики
 
 
 
Дисциплина «Основы математического моделирования» относится к математическому и естественно-научному циклу дисциплин. Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются: знание основных принципов математического анализа и фундаментальных понятий физики, умения составлять и решать дифференциальные уравнения, анализировать полученные результаты, владение методами математического анализа и теории дифференциальных уравнений. Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплин математика, физика и служит основой для освоения дисциплин Оптическая физика, Основы фотоники.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации.

Программирование на языках выского уровня
автор курса
Штумпф Святослав Алексеевич
кандидат физико-математических наук
доцент кафедры ФиОИ



Дисциплина «Программирование на языках высокого уровня» относится к профессионально-ориентированным дисциплинам цикла подготовки специалистов по оптоинформатике и обеспечивает содержательную взаимосвязь современных высокотехнологичных прикладных дисциплин с общепрофессиональными и специальными дисциплинами физического профиля подготовки в области оптики и фотоники.
Материал дисциплины основывается на знаниях обучающихся информатики и математики в объеме курсов «информатика» и «высшая математика» технического вуза.
Преподавание дисциплины ведется с применением следующих видов образовательных технологий:
1.    Информационные технологии – использование электронных образовательных и информационных ресурсов при подготовке к лекциям и лабораторным занятиям, а также информационных материалов, поставляемых в составе интегрированной среды разработки, задействованной в рабочем процессе.
2.    Работа в команде – совместная деятельность студентов в группе при выполнении лабораторных работ с функциональным разделением ответственности за элементы рабочего процесса.
3.    Case-study  - анализ реальных проблемных ситуаций, имевших место в соответствующей области профессиональной деятельности, и поиск вариантов лучших решений, разбор практических примеров неочевидных проблем при применении изучаемых технологий.
4.    Контекстное обучение – мотивация студентов к усвоению знаний путем выявления связей между конкретным знанием и его применением. При этом знания, умения, навыки даются не как предмет для запоминания, а в качестве средства решения профессиональных задач.
5.    Междисциплинарное обучение – использование знаний из разных областей, их группировка и концентрация в контексте решаемой задачи; использование знаний из области фотоники и оптоинформатики при выполнении лабораторных работ.
6.    Опережающая самостоятельная работа – изучение студентами нового материала до его изучения в ходе аудиторных занятий, в частности – при использовании в лабораторных работах элементов материала, лекционное представление которого еще не проводилось.

Технологии программирования
автор курса 
Чивилихин Сергей Анатольевич
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры ФиОИ,
руководитель лаборатории квантовой информатики
 
 
 
Дисциплина «Технологии программирования» относится к профессиональному циклу дисциплин. 
Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются: знание линейной алгебры и математического анализа, умения находить собственные числа и собственные вектора матриц, дифференцировать и интегрировать элементарные функции, находить норму вектора и матрицы, владение методами математического анализа и методами аналитического рашения систем линейных алгебраических уравнений.
Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплин математика, специальные разделы математической физики и служит основой для освоения дисциплин моделирование оптических материалов и процессов, методы компьютерной фотоники.
Целью освоения дисциплины является достижение следующих результатов образования (РО): знания: на уровне представлений: принципы построения вычислительных алгоритмов, явные и неявные методы вычислений, априорные и апостериорные оценки погрешностей расчета; на уровне воспроизведения: численные алгоритмы аппроксимации и интерполяции, квадратурные формулы; на уровне понимания: доказательства сходимости итерационных методов, вывод погрешности квадратурных формул; умения: теоретические: доказывать сходимость итерационных методов, оценивать норму матрицы системы линейных алгебраических уравнений и степень обусловленности систем уравнений; практические: выбирать метод решения уравнения и системы уравнений, квадратурные формулы, методы интерполяции и аппроксимации;навыки: применять прямые и итерационные методы решения уравнений и систем уравнений, методы аппроксимации и интерполяции, квадратурные формулы. 
 

Моделирование оптических материалов и процессов
автор курса
Смирнов Максим Александрович
кандидат физико-математических наук,
доцент кафедры ФиОИ
 



Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются: знание основных принципов математического анализа и фундаментальных понятий физики, умения составлять и решать дифференциальные уравнения, анализировать полученные результаты, владение методами математического анализа и теории дифференциальных уравнений.
Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплин математика, физика и служит основой для освоения дисциплин Оптическая физика, Основы фотоники. 
Цель дисциплины: 
Получение студентами необходимых знаний и навыков для решения задач физики, фотоники и оптоинформатики методами математического моделирования 
Учебные задачи дисциплины
  • Изучить теоретические основы численных методов для решения задач физики, фотоники и оптоинформатики методами математического моделирования
  • Выработать навыки применения и программной реализации изученных методов математического моделирования
  • Выработать навыки научной трактовки и анализа полученных результатов математического моделирования
В процессе освоения данной дисциплины студент приобретает (развивает) следующие компетенции: 
1. Готовность к освоению обще-профессиональных и специальных дисциплин по направлению подготовки бакалавров Фотоника и оптоинформатика. 
2. Способность к выбору и практическому использованию алгоритмов быстрого преобразования Фурье, численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных. 
3. Способность к организации и планированию своей деятельности, развивающаяся в процессе освоения дисциплины - посещения лекций, своевременного выполнения комплекса лабораторных работ, тестов и контрольных работ.

Нелинейная оптика
автор курса
Козлов Сергей Аркадьевич
Заведующий кафедрой  доктор физико-математических наук,
профессор, лауреат премии Ленинского комсомола по науке
и технике, руководитель Российской научной школы
«Фемтосекундная оптика и фемтотехнологии».
 

Цель: Сформировать у студентов знания основ классической нелинейной оптики, умения пользоваться характерными методами этого раздела оптики, навыки решения ее типовых задач и понимание возможностей применения этих 
знаний, умений и навыков при разработке и создании новых систем фотоники и оптоинформатики. 
Задачи: приобретение студентами знаний теоретических основ нелинейной оптики, в том числе о таких ее классических явлениях как самомодуляция и самофокусировка света, генерация гармоник излучения и вынужденное комбинационное рассеяние, а также их применений в устройствах управления оптическим излучением и в оптоинформатике и фотонике; выработка у студента навыков решения типичных задач классической нелинейной оптики и применения ее характерных методов.
В результате изучения курса студенты должны: знать: теоретические основы классической нелинейной оптики, применения ее явлений в устройствах фотоники и оптоинформатики,уметь: применять характерные теоретические методы классической нелинейной оптики в решениях задач самовоздействия и взаимодействия световых волн в нелинейных средах.

Основы оптоинформатики
 
автор курса
Беспалов Виктор Георгиевич
доктор физико-математических наук
профессор кафедры ФиОИ
заместитель заведующего кафедры по научной работе
соруководитель НОЦ «Фемтосекундная оптика и фемтотехнологии»
 
 

Дисциплина относится к циклу общепрофессиональных дисциплин, обеспечивающих физико-техническую подготовку. Для изучения данной дисциплины бакалавр должен иметь базовую подготовку по следующим курсам: цикл ЕН - математика, информатика, физика, оптическая физика, физика твёрдого тела, цикл ОПД - архитектура вычислительных систем, теория информации и информационных систем, оптическое материаловедение, основы фотоники.
Лекции; лабораторные работы; письменные ответы на вопросы к отчету по лабораторным работам; консультации преподавателей; самостоятельная работа студентов, в которую входит освоение теоретического материала, оформление лабораторных работ, подготовка и написание реферата по дисциплине, подготовка к текущему и итоговому контролю.
Целью данной дисциплины является формирование таких компетенций, при приобретении которых бакалавр при дальнейшем обучении и в будущей профессиональной деятельности не имел бы проблем в области оптических информационных технологий, как за счет приобретенных знаний, так и за счет своего непрерывного самообразования. 
Достижение цели возможно путем решения 4 взаимосвязанных задач, предполагающие формирование у бакалавра: 
знаний, умений и навыков, достаточных при рассмотрении физических принципов, процессов и методов, использующихся в приборах и устройствах оптики, фотоники, в оптических информационных технологиях; 
инновационного мышления, способствующего профессиональной мобильности и позволяющего инициировать, генерировать новые идеи и выводить полученные результаты на рынок; 
положительной мотивации на обучение; постановки и реализации процесса постоянного самообразования; 
логического мышления в области оптики, фотоники, оптических информационных технологий.

Прикладная голография
автор курса
Андреева Ольга Владимировна
кандидат физико-математических наук
доцент кафедры ФиОИ
соруководитель лаборатории прикладной голографии

 


Студенты должны владеть знаниями, полученными при изучении следующих дисциплин данного направления подготовки: математика, физика, оптическая физика, специальные разделы физики, основы фотоники, физика твердого тела, оптическое материаловедение.
Цель дисциплины: 
Получение студентами необходимых знаний и навыков в области практических приложений голографического метода записи, обработки, хранения и воспроизведения информации в оптическом диапазоне излучения.
Учебные задачи дисциплины: 
Изучить материалы, необходимые для понимания физической природы голографического метода записи, хранения, воспроизведения и отображения информации. 
Сформировать у студентов систему представлений и понятий о голографии как научно-техническом направлении, основанном на возможности записи и преобразования волновых полей. 
Выработать навыки применения теоретических знаний, полученных в разделах физической и волновой оптики, при рассмотрении практических приложений голографического метода. 
Освоить технологии основных процессов записи голограмм, классические методики измерения параметров голограмм, а также основные принципы создания голограммных оптических элементов.
Студенты должны владеть знаниями, полученными при изучении следующих дисциплин данного направления подготовки: математика, физика, оптическая физика, специальные разделы физики, основы фотоники, физика твердого тела, оптическое материаловедение.

Технологии искусственного интеллекта
автор курса
 
 



Технологии искусственного интеллекта - это профессионально-ориентированная специальная дисциплина, программа которой опирается на содержание ряда дисциплин естественно-научного цикла (математики, информатики), общепрофессиональных дисциплин (архитектуры вычислительных систем, теории информации и информационных систем) и специальных дисциплин (технологии программирования, программирования на языках высокого уровня) и, в свою очередь, используется в некоторых других специальных дисциплинах (методах компьютерной фотоники, компьютерной обработке и распознаванию изображений).
Цель дисциплины 
Цель курса заключается в освоении студентами основных теоретических концепций и современных практических технологий из области искусственного интеллекта в степени, достаточной для их самостоятельного использования в научно-исследовательской работе и при проектировании прикладных информационных систем, а также при изучении дисциплин в рамках направления Фотоника и оптоинформатика, при выполнении курсовых работ и выпускной квалификационной работы бакалавра. 
Учебные задачи дисциплины 
Задачи курса состоят в том, что в процессе изучения дисциплины студенты должны приобрести: 
теоретические знания по основам искусственного интеллекта; 
сведения о сфере практических приложений технологий искусственного интеллекта и о современных тенденциях в развитии этой области; 
навыки системного мышления при анализе сложных научных и технических задач; 
навыки самостоятельного применения полученных знаний при решении разнообразных практических задач.

Наноматериалы и нанотехнологии
автор курса
Андреева Ольга Владимировна
кандидат физико-математических наук
доцент кафедры ФиОИ
соруководитель лаборатории прикладной голографии

 

Студенты должны владеть знаниями, полученными при изучении следующих дисциплин данного направления подготовки: математика, физика, оптическая физика, специальные разделы физики, основы фотоники, физика твердого тела, оптическое материаловедение.
Цель дисциплины:
Получение студентами необходимых знаний и навыков в области создания наноматериалов и использования наноматериалов и нанотехнологий в различных областях современной научно-технической деятельности.
Учебные задачи дисциплины:
- Изучить материалы, необходимые для понимания физической природы дисперсных систем наноразмерных масштабов и принципиального отличия систем с наноразмерной архитектурой от сплошных сред.
- Сформировать у студентов систему представлений и понятий о возможностях и методах исследования наноразмерных структур и материалов.
- Дать представление о современной технике экспериментального исследования наноструктур и материалов.
- Выработать навыки применения теоретических знаний, полученных в разделах физической и волновой оптики, при рассмотрении практического использования нанматериалов и нанотехнологий.
- Ознакомить студентов с современным состоянием применения наносистем и материалов в различных областях современной научно-технической деятельности.

Design by Anton Alfimov         Powered by MagicTeam