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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
Insegnamento
BIOPHOTONICS - BIOFOTONICA
INP7080688, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
IN2371, ordinamento 2017/18, A.A. 2018/19
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Curriculum PHOTONICS [003PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese BIOPHOTONICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2018-IN2371-003PD-2018-INP7080688-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile DOMENICO DE CEGLIA ING-INF/02

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP7080688 BIOPHOTONICS - BIOFOTONICA DOMENICO DE CEGLIA IN2371
INP7080688 BIOPHOTONICS - BIOFOTONICA DOMENICO DE CEGLIA IN2371
INP7080688 BIOPHOTONICS - BIOFOTONICA DOMENICO DE CEGLIA IN2371

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria delle telecomunicazioni ING-INF/02 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019

Syllabus
Prerequisiti: Il corso prevede conoscenze di base di fisica e di analisi matematica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: L'obiettivo formativo del corso punta all'acquisizione delle seguenti abilita' e conoscenze:

1. Imparare il linguaggio della biofotonica
2. Conoscere le proprieta' fondamentali della luce
3. Conoscere le interazioni tra luce e materiali biologici
4. Apprendere le principali tecniche ottiche e fotoniche per la diagnosi e la terapia
5. Conoscere i vantaggi e i limiti delle techniche ottiche di imaging, detection e sensing utilizzate in biologia e medicina
6. Apprendere gli strumenti per la simulazione numerica delle interazioni tra luce e tessuti biologici
7. Saper leggere un testo scientifico multidisciplinare, riguardante un argomento di ricerca nel campo della biofotonica, ed essere in grado di presentarne i punti fondamentali
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze acquisite si basa su due modalita' alternative, a scelta dello studente:
- Modalita' 1: questa modalita' di verifica prevede una prova scritta intermedia (che copre principalmente i contenuti della prima meta' del corso) e una prova scritta finale (che copre principalmente i contenuti della seconda meta' del corso)
- Modalita' 2: prova orale

Saranno inoltre valuati i seguenti contributi volontari:
1. la preparazione di un report sulle attivita' di laboratorio (MATLAB/CST)
2. lo studio di un testo scientifico di biofotonica, da concordare con il docente, e una breve presentazione orale basata sul testo analizzato
Criteri di valutazione: 1. Valutazione del livello di conoscenza degli aspetti teorici e pratici riguardanti le principali tecniche ottiche e fotoniche di sensoristica, imaging e detection
2. Valutazione delle conoscenze acquisite sugli aspetti fondamentali della luce e delle interazioni luce-materia
3. Valutazione delle capacita' di analisi nello studio di contenuti complessi e multidisciplinari, e di sintesi nella presentazioni di tali contenuti
Contenuti: Poprieta' della luce e della materia
- Equazioni di Maxwell
- Onde piane e polarizzazione
- Riflessione e rifrazione
- Relazioni costitutive
- Modelli dispersivi di Lorentz e Drude

Coerenza, interferenza e diffrazione
- Interferometro di Michelson e Fabry-Perot
- Principi di tecniche di spettroscopia
- Optical coherence tomography

Assorbimento e scattering
- Livelli energetici atomici e molecolari
- Fenomeni di assorbimento lineare e non lineare
- Scattering Mie e Rayleigh
- Scattering Raman
- Fluorescenza
- Cenni di ottica non lineare

Interazioni luce-tessuti
- Fotocoagulazione
- Fotoablazione
- Principi di terapia fotodinamica

Dispositivi
- Fibre ottiche per la biofotonica
- Biosensori
- Principi di ottica geometrica e microsopia

Sorgenti
- Quantita' radiometriche
- LED e laser
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali alla lavagna, con ausilio di slides per la presentazione di grafici e argomenti piu' complessi
Laboratorio numerico con uso di Matlab e CST
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense e slides del corso
Testi di riferimento:
  • Keiser, Gerd, Biophotonics: concepts to applications. Singapore: Springer, 2016. Cerca nel catalogo
  • Prasad, Paras N., Introduction to Biophotonics. --: --, --. Cerca nel catalogo
  • Tsia, Kevin K., Understanding biophotonics: fundamentals, advances, and applications. Singapore: Pan Stanford, 2015. Cerca nel catalogo
  • Fowles, Grant R., Introduction to modern optics. New York: Dover, 1989. Cerca nel catalogo
  • Ulaby, Fawwaz T.; Selleri, Stefano, Fondamenti di campi elettromagnetici: teoria e applicazioni. Milano: McGraw-Hill, [2006], --. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Problem based learning
  • Questioning

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere Industria, innovazione e infrastrutture