Поступление 2020
0
личный кабинет

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Тип: программа индустриальной магистратуры

Программа магистратуры ориентирована на подготовку специалистов, нацеленных вести инженерно-конструкторские работы для передовой индустрии.

Международная образовательная программа СОП Государственная аккредитация

16.04.01 Техническая физика

Специализации:
Язык обучения:

Проектно-конструкторский / Projecting and designing section

Английский

Проектно-конструкторский

Русский

Производственно-технологический

Русский

Научно-исследовательский

Русский

Языки обучения: ENG АнглийскийRUS Русский
Форма обучения: Очная, 2 года
Стоимость контрактного обучения в 2020 году: 298 000 руб. в год
  • 298 тыс. руб в год для граждан Российской федерации
  • 318 тыс. руб в год для иностранных граждан
Контактное лицо Макаренко Александр Александрович
Руководитель программы:
Мешковский Игорь Касьянович
Учебные корпуса: Биржевая линия, д.16Кронверкский пр., д. 49Новоизмайловский пр.,34 корп.3

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

Международная магистратура по световодной фотонике и программируемой электронике Университета ИТМО готовит специалистов в области волоконной оптики, электроники, программирования и компьютерного моделирования.  Студенты и выпускники занимаются исследовательской и проектной деятельностью в области наноматериалов и световодной фотоники.

Обучение в магистратуре подразумевает выбор одной из трех специализаций: 

  1. Проектно-конструкторская специализация направлена на подготовку инженеров, компетентных в разработке и создании новых систем оптической связи и высокоточных сенсорных систем, реализуемых на базе волоконной оптики и программируемых логических интегральных схем.
  2. Производственно-конструкторская специализация подразумевает приобретение студентами опыта разработки систем управления и контроля прецизионных волоконно-оптических систем с использованием технологий искусственного интеллекта, методов машинного обучения и цифровой обработки сигналов.
  3. Научно-исследовательская специализация  готовит специалистов в области современной фотоники, компетентных в вопросах, связанных с волоконной оптикой и рассеянием света, преобразованиями акустооптических сигналов и применением нанотехнологических решений.

Контакты:

Даниил Смирнов: dsmirnov@itmo.ru, +7 (911) 198 98 97

Александр Макаренко: a_makarenko@mail.ru, +7 (911) 920 37 89

АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ

Стремительное развитие современных технологий сложно представить без достижений в области лазерной фотоники и оптоэлектроники. Фотоника охватывает широкий спектр задач, связанных с оптическими, электрооптическими и оптоэлектронными устройствами — от передачи информации через оптические волокна до создания новых сенсоров. 

Сегодня практически все системы управления и связи строятся на базе программируемых цифровых приборов, основанных на микроконтроллерах, сигнальных процессорах и программируемых логических интегральных схемах. Симбиоз фотоники и электроники позволяет расширить возможности современных приборов, создавать технологии передачи терабитных потоков информации, проводить прецизионные измерения в удаленных и труднодоступных местах планеты. 

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ

Программа направлена на подготовку кадров для исследований и модификации материалов в области наноматериалов и световодной фотоники. 

ДИСЦИПЛИНЫ

Цифровая обработка сигналов

В ходе курса обучающиеся занимаются изучением основ теории дискретных сигналов и систем; освоением методов спектрального анализа и фильтрации дискретных сигналов и систем. Обучающиеся овладевают методами расчетов реакции линейных дискретных систем, проведения аналитического исследования дискретных сигналов; проведения синтеза структур цифровых нерекурсивных и рекурсивных фильтров, а также методами моделирования цифровых сигналов и систем современными техническими и программными средствами анализа и синтеза дискретных и цифровых сигналов, цепей и устройств.

Программируемая электроника на программируемых логических интегральных схемах

Курс ориентирован на получение главным образом практических навыков работы с программируемыми логическими интегральными схемами – ПЛИС. В рамках обучения даются теоретические основы цифровой схемотехники с привязкой к архитектурным возможностям современных микросхем программируемой логики. Практические занятия проходят с использованием современных отладочных плат с набором периферийных блоков, таких как светодиоды, переключатели, АЦП, датчики температуры и т.д. В конце курса студенты изучают основы временного анализа и микроархитектуру процессорных систем.

Волоконная и интегральная оптика

Изучаются физические принципы волноводного распространения света в планарных и цилиндрических диэлектрических средах. Рассматривается принципиальное отличие волноводного режима от распространения света в неограниченных средах. Изучаются принципы работы волоконных и интегрально-оптических элементов, пассивных и активных, таких как электрооптические и акустооптические модуляторы, мультиплексоры и демультиплексоры, резонаторы. Объясняются преимущества использования волоконной и интегральной оптики.

Сети связи и системы коммутации

В курсе рассматриваются следующие теоретические вопросы: модель сетевого взаимодействия открытых систем (OSI), технологии локальных сетей уровней, глобальные сети передачи данных (протоколы маршрутизации, сеть Internet) и др. Так же проводятся практические занятия с применением программных пакетов и современного сетевого оборудования. После прохождения курса у слушателей должно сформироваться понимание принципов работы сети Internet, появиться базовые навыки настройки сетевого оборудования домашнего и корпоративного уровня.

Волоконно-оптические информационно-измерительные системы

Изучаются принципы работы информационно-измерительных систем на основе волоконно-оптических датчиков (сенсоров). Рассматриваются датчики различных типов, таких как амплитудные (датчики интенсивности или мощности), частотные, поляризационные и фазовые. Особое внимание уделено фазовым датчикам интерференционного типа, их использование в акустике, распределенным измерениям температуры и давления, волоконно-оптическая гироскопия. Рассматриваются вопросы, связанные с преимуществами волоконно-оптических систем и их применения в различных областях промышленности и в быту.

Фотоника

Объясняются физические принципы волноводного распространения света в планарных и цилиндрических диэлектрических средах. Рассматривается принципиальное отличие волноводного режима от распространения света в неограниченных средах. Рассматриваются эффекты в работе оптических волноводных структур, преимущества использования этих структур и перспективы их использования.

Системы автоматизированного проектирования электронных схем

В рамках курса студент получает представление о современных методах проектирования электронных устройств с применением специализированного ПО. Курс разделён на две части и базируется на изучении двух программных инструментов: LTSpice – освоение основных методов математического моделирования электронных схем и изучение симулятора SPICE (затрагиваются также основы IBIS моделирования); Altium Designer – работа с редактором принципиальных схем и печатных плат, а также рядом инструментов для формирования документации. Курс является логичным дополнением к курсу электроники и схемотехники.

Практическая электроника

Курс посвящен практической стороне проектирования электронных схем и устройств, а также их отладке, настройке, поиску и устранению неисправностей. В курсе рассматриваются: процесс проектирования электронных устройств, принципы и особенности организации работ, современная элементная база, виды и применение измерительного и испытательного оборудования, вопросы сборки и монтажа электронных устройств, вопросы электромагнитной совместимости приборов и устройств, а также основы анализа и поиска неисправностей.

Специальные вопросы электроники

Курс раскрывает особенности проектирования современных электронных устройств, включающих приемники и источники оптического излучения. В рамках курса последовательно формируется понимание от принципов работы ключевых элементов до устройства в целом. Цикл практических и лабораторных работ затрагивает весь путь от поэтапного моделирования, создания электрической схемы оптического трансивера из дискретных электронных компонентов на отладочной макетной плате, его отладку, настройку и тестирование в составе оптической линии связи.

Специальные вопросы программирования

Курс «Специальные вопросы программирования» направлен на приобретение студентами практических навыков программирование на языках С/C++. В рамках курса рассматриваются следующие вопросы: компиляторы и компиляция, организация памяти программ, особенности языка C, оптимизация программ по производительности и объему памяти, методы “безопасного” кодирования, применение С в микроконтроллерах, концепции ООП в C++, взаимодействие с внешними устройствами, визуализация данных и т.д.

Теория электрической связи

Курс посвящен описанию принципов построения современных сетей связи и фундаментальных физических эффектов, заложенных в их основу. Студенты прослушают курс лекций, который позволит им ориентироваться в таких темах как: классификация сигналов, функциональные схемы связи, принципы аналоговой и цифровой модуляции, преобразования Гильберта и Фурье, теорема Котельникова и т.д. Кроме лекций, курс предусматривает проведение практических занятий, в ходе которых студенты научатся математическому моделированию в среде Matlab и закрепят материал лекций на практике.

Элементы теории автоматического управления

Содержание курса охватывает круг вопросов, связанных с применением элементов автоматического управления при создании сложных цифровых устройств. Теоретическая часть содержит информацию о системах автоматического управления, их классификации и ключевых сферах применения. Практическая часть курса посвящена реализации выбранного алгоритма автоматического управления в среде Matlab и на отладочной плате.

Программируемая электроника в волоконно-оптических приборах

В рамках курса представлена информация о внутренней структуре и принципах работы цифровых блоков обработки сигналов применительно к волоконно-оптическим датчикам и устройствам на их основе. В теоретическом разделе даются основы цифровой обработки сигналов (ЦОС) и применения программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) в качестве элемента реализации алгоритмов ЦОС в аппаратуре. Основное внимание в рамках курса уделяется практическим навыкам моделирования и внедрения систем ЦОС на аппаратном уровне с применением современного программного обеспечения.

Рамановское и Мандельштам-бриллюэновское рассеяния в оптических волокнах и их применение

В рамках курса будут изучены физические принципы, лежащие в основе явления рассеяния электромагнитных волн. Дается описание различных видов упругого и неупругого рассеяний. Приводится обзор различных волоконно-оптических устройств, принцип действия которых основан на использовании явления рассеяния. В результате освоения курса обучающийся овладевает навыками работы с оптическим волокном, оптическим спектроанализатором и источниками оптического излучения. Может применять полученные знания и навыки при разработке и сборки волоконно-оптических схем.

Применение нейронных сетей

Курс посвящён методам прикладного искусственного интеллекта (ИИ) и их использованию для решения различных задач классификации и регрессии. В рамках курса изучаются способы построения и применения нейронных сетей и роевых алгоритмов. Также отдельное внимание уделено реализации методов и элементов ИИ в системах реального времени, в частности, при использовании в качестве аппаратной платформы программируемых логических интегральных схем - ПЛИС.

Современное производство оптических волокон

В курсе рассмотрены основы материаловедения плавленого кварца высокой чистоты, в том числе парофазные методы формирования волоконно-оптических преформ: MCVD, VAD, OVPO, PCVD. Представлены основные методы и аппаратура для производства оптических волокон различной конструкции. Изложены основы методов вытягивания оптических волокон. Рассмотрены основные методы и материалы для покрытий оптических волокон, в том числе, металлизация и карбонизация. В конце курса представлены методы и приборы для прецизионного измерения основных параметров оптических волокон.

Современные системы пакетной коммутации

В курсе рассматриваются следующие теоретические вопросы: модель сетевого взаимодействия открытых систем (OSI), технологии локальных сетей уровней, глобальные сети передачи данных (протоколы маршрутизации, сеть Internet) и др. Так же проводятся практические занятия с применением программных пакетов и современного сетевого оборудования. После прохождения курса у слушателей должно сформироваться понимание принципов работы сети Internet. Полученные знания будут так же полезны при разработке современных датчиков и устройств, осуществляющих взаимодействие через сеть.

Нанотехнология фотонной записи брэгговских решёток в фоторефрактивные оптические волокна

В рамках курса будут изучены теоретические и технологические основы формирования брэгговских решеток в фоторефрактивных оптических волокнах. Будут рассмотрены методы записи волоконных решеток Брэгга и дан обзор широкому применению брэгговских решеток в интегральной и волоконной оптике. В результате освоения курса обучающийся овладевает навыками работы с оптическим волокном, оптическим спектроанализатором, эксимерным лазером и схемой записи волоконных брэгговских решеток. Может применять полученные знания для получения решетки Брэгга с требуемыми параметрами.

Основы конструирования

В ходе курса осваиваются принципы разработки моделей механизмов, деталей и сборок, функциональных и структурных схемы; методы проведения (на моделях) исследований механизма при воздействии различных нагрузок; способы разработки рабочих чертежей деталей и узлов для изготовления. Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с принципами работы, особенностями конструкции, областями применения механизмов в условиях современного производства и научного эксперимента.

Прецизионная механика

В ходе курса обучающийся научится разрабатывать функциональные и структурные схемы прецизионных механизмов и систем с установлением технических требований на отдельные блоки и элементы; проектировать и конструировать системы, блоки и узлы прецизионных механизмов с использованием средств компьютерного проектирования, проведением проектных расчетов и технико-экономическим обоснованием. Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с принципами работы, особенностями конструкции, областями применения прецизионных механизмов в условиях современного производства и научного эксперимента.

Проектный менеджмент

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных со знаниями основных законов и понятий стандарта PMBoK, основных положений системы менеджмента качества, законодательной базы РФ (ГЛ и НК), умениями планировать и управлять проектами, вести договорную деятельность, осуществлять нормоконтроль, координировать трудовые ресурсы, владение основными инструментами MS Project, навыками ведения нормативной и иной документации. Основной результат обучения заключается в том, что выпускник сможет вести активную проектную деятельность на профильном предприятии.

Акустооптические преобразователи и их применение

В рамках курса изучаются теоретические и технологические основы создания волоконно-оптических акустических преобразователей и волоконных акустооптических антенн. Рассмотрены основные интерферометрические схемы построения волоконно-оптических акустических сенсоров, представлены методы их мультиплексирования для создания протяженных массивов. Дан обзор применению волоконных акустооптических антенн для мониторинга состояния и охраны протяженных объектов, а также для проведения сейсмической разведки.

ПРЕПОДАВАТЕЛИ

Артем Сергеевич Алейник кандидат технических наук
Сергей Владимирович Варжель кандидат физико-математических наук
Сергей Александрович Волковский кандидат технических наук
Иван Геннадьевич Дейнека кандидат технических наук
Сергей Степанович Киселев кандидат технических наук
Андрей Владимирович Куликов доцент, кандидат технических наук
Александр Александрович Макаренко доцент, кандидат технических наук
Игорь Касьянович Мешковский профессор, доктор технических наук
Георгий Петрович Мирошниченко профессор, доктор физико-математических наук
Владлена Сергеевна Серебрякова доцент, кандидат физико-математических наук
Владимир Евгеньевич Стригалев доцент, кандидат физико-математических наук
Александр Валерьевич Шамрай доктор физико-математических наук
Илья Александрович Шарков кандидат технических наук

ТЕМЫ ВЫПУСКНЫХ РАБОТ

  • Исследование оптических параметров в компенсационном интерферометре в волоконно оптической гидроакустической антенне
  • Разработка, моделирование и исследование защитного покрытия с фильтрующими свойствами для волоконно-оптического гидрофона
  • Реализация нейронных сетей на программируемых логических интегральных схемах для улучшения характеристик измерительных систем
  • Оптимизация параметров согласующего элемента на основе оптического волокна типа PANDA c VCSEL
  • Анализ путей повышения помехоустойчивости схемы гомодинной демодуляции интерференционных сигналов
  • Разработка оптико-электронной системы измерения рельефа площади посадки беспилотного вертолета
  • Исследование методов построения и разработка лазерной линии связи между подвижными и наземными объектами

НАБОР КОМПЕТЕНЦИЙ

После завершения обучения выпускник магистратуры по световодной фотонике:

  • сможет применять физико-математические модели, методы искусственного интеллекта и машинного обучения для решения профессиональных задач;
  • сможет проводить теоретические и экспериментальные исследования по разработке, развитию и совершенствованию новых компонентов оптических телекоммуникационных систем и устройств, волоконно-оптических измерительных систем;
  • будет компетентен в исследовании, проектировании, разработке, адаптации и оптимизации волоконно-оптических информационно-измерительных систем и их отдельных функциональных узлов;
  • сможет разрабатывать и реализовывать эффективные алгоритмы и численные методы проектирования и изготовления элементов световодной фотоники, моделирования и обработки результатов измерений.

ТРУДОУСТРОЙСТВО И ВОСТРЕБОВАННОСТЬ ПРОФЕССИИ

У студентов есть возможность пройти практику и попасть на стажировку в ведущие международные научные центры:

  • Берлинский технический институт 
  • Йенский технический университет имени Фридриха Шиллера
  • Чешскую Академию наук (Институт физики)

Совместные лабораторные эксперименты и разработка проектов производится также в сотрудничестве с крупнейшими научными центрами России:

  • АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор»
  • «Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова»
  • Физико-технический институт имени А.Ф.Иоффе РАН

Многие магистранты еще до завершения обучения устраиваются на работу в ведущие технологические компании. Наши выпускники работают в таких компаниях, как  ООО Нева-Технолоджи, Технологический центр «Бажен», ООО «Научно-технический центр «Газпром Нефти», Центр цифровых инноваций ООО «Автоматика-сервис», НПП ЗАО «Новел-Ил» и многих других.

 

Обратная связь

* Имя
* E-mail
Ваше сообщение