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École de technologie supérieure

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PLAN DE COURS

Automne 2023
SYS861 : Sujets spéciaux I : génie électrique (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Sujets d'intérêt majeur dans le domaine du génie électrique et familiarisation avec les derniers développements technologiques dans un ou plusieurs domaines de pointe.

Cours offert à la session d'automne 2023 :

Cours offert à la session d'hiver 2024 :



Objectifs du cours

Acquérir des connaissances de base à propos des principes de fonctionnement des composants optiques intégrés, incluant:

  • Les guides d’ondes,
  • Les filtres optiques,
  • Les commutateurs et les modulateurs,
  • Et les photodétecteurs.

 

Connaitre et être en mesure d’utiliser les principaux algorithmes de simulations optiques dont:

  • La résolution de modes avec la méthode des éléments finis (FEM)
  • La méthode de différence finie dans le temps (FDTD)
  • La méthode d’expansion des modes (EEM) 



Stratégies pédagogiques

L’emphase du cours sera sur la conception et la simulation de dispositifs optiques.

La partie magistrale des cours sera la plus concise possible. L’objectif est de vous expliquer les bases afin que vous puissiez utiliser les nombreuses ressources à votre disposition.

Vous devrez compléter 3 laboratoires de simulations basés sur des algorithmes différents en utilisant un logiciel de conception professionnel très populaire dans l’industrie.

Finalement, vous aurez à concevoir un filtre optique intégré pour isoler un canal dans un système de multiplexage en longueur d’onde et devrez présenter vos résultats en classe.

Les travaux se feront en équipe de deux.




Utilisation d’appareils électroniques

Logiciel Ansys Lumerical



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Vendredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Michaël Ménard Activité de cours Michael.Menard@etsmtl.ca A-3328



Cours

Confinement de la lumière dans les guides d’onde

  • Conditions pour guider la lumière
  • Calcule des modes d’un guide d’onde planaire
  • Méthode de l’indice effectif
  • Dispersion

Couplage avec et entre guides d’ondes

  • Couplage direct
  • Couplage assisté par réseau
  • Couplage évanescent
  • Couplage contra-directionnel
  • Coupleur par interférence modal

Filtres optiques intégrés

  • Interféromètre de Mach-Zehnder
  • Réseaux de Bragg
  • Cavité Fabry-Perot
  • Résonateur en anneau

Commutation et modulation

  • Effet thermo-optique
  • Effets électro-optiques

Photodétecteur

  • Intégration avec le Si



Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires de simulations 

  • FEM
  • EEM 
  • FDTD

Projet de conception



Évaluation
Élément d'évaluation Pourcentage
Quiz 20
Laboratoires de simulations (3) 40
Projet de conception 35
Présentation 5

 



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Toutes la documentation est disponible électroniquement sur le site de la bibliothèque.

  • K. Okamoto, Fundamentals of optical waveguides, 2e ed. Elsevier 2006
  • M. Jamal Deen, P. K. Basu, Silicon Photonics: Fundamentals and Devices, Wiley 2012
  • L. Chrostowski, M.E. Hochberg, Silicon Photonics Design, Cambridge University Press, 2015
  • G. T. Reed, A. P. Knights, Silicon Photonics: An Introduction, Wiley 2005
  • G. T. Reed, Silicon Photonics: The State of the Art, Wiley 2008
  • D. J. Lockwood, Lorenzo Pavesi, Silicon Photonics, Springer 2004



Ouvrages de références

Voir la documentation obligatoire.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/