光电子教学大纲.doc

光电子技术教学大纲课程编码： 课程英文名称: Optoelectronics Technology学 时 数：60学时 学 分：3.5学分适用专业：电子科学技术专业教学大纲说明 一、课程的性质、教学目的与任务课程性质：光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。光电子技术课程是电子科学与技术专业学生的必修专业课程，它的开设为培养合格的专业技术人才提供了必备的理论和实践基础，本门课程不仅是本专业学生在校学习的重要环节，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术都将发生深远的影响。教学目的：该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，内容可以分为四大主要部分：(1) 激光原理基础及典型激光器；(2) 光的耦合与调制技术；(3) 光电探测器及其应用；(4) 光电子集成器件及光电子器件在光通信中的应用。主要介绍了光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。教学任务：通过本课程的学习，使学生熟悉光电子技术的基础知识以及实际应用，为今后从事光电子技术方面的研究和开发工作打下一定的基础。并通过实验教学环节使学生加深光电子技术课程的理论知识的掌握，通过一定的实验，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，获得相应技术、实验方法和技能锻炼。 二、课程教学的基本要求本课程以课堂讲授为主，课下自学为辅。对自学的内容布置讨论及思考题，提高学生独立思考及解决问题的能力。适当增加flash动画、视频材料，同时安排一些课外科技学术报告，使学生了解到本学科的最新前沿进展。通过本课程的学习，应使学生掌握光电子技术的基本原理、基本概念，了解光电子技术的应用实例，了解光电子领域的新成果和新进展，对光电子技术有比较全面、系统的认识和理解。并通过一些实验加深和巩固学生对所学专业课的理解和认识，扩展知识面，进行动手能力的训练，学会一些实用的技术和实验技能。 三、本课程与相关课程的关系本课程的先修课为高等数学、普通物理、电动力学、电子线路等。 四、 新大纲的改革说明本大纲与光电子技术实验教学大纲配套使用，是为适应时代发展需要为电子科学技术专业本科生开设的专业课而编写的大纲，大纲中明确了教学目标，在教学中可适当调整内容和学时分配。教学大纲 一、理论教学各章节主要、重点及难点第一章 光电子技术概况主要内容：概括介绍光电子技术的概念、发展，光电子器件的分类、光电子技术成果及在生产实践中的具体应用。本章重点：光电子器件的分类、光电子技术成果本章难点：光电子技术在生产实践中的应用。 教学目标：主要了解光电子器件的分类、光电子技术应用概况。第二章 光波传输基本理论主要内容：主要介绍光波传输的电磁理论，包括干涉、衍射、偏振、表示、薄膜传输等。本章重点：电磁波电矢量的表示、菲涅尔公式，薄膜传输，高斯光束。本章难点：光波薄膜传播理论。 教学目标：旨在掌握光电技术课程学习中所需要的一些光学基本知识，系统总结有关光的本性与波动光学有关的内容，掌握光波在真空和各种介质中的传输理论。第三章 激光原理与激光技术主要内容：激光产生的条件、激光器的工作原理、激光器的输出特性、激光的基本技术、典型激光器介绍等。其中激光技术主要包括：激光谐振腔、选模及稳频技术、调Q技术、锁模技术。 本章重点：激光器原理与激光工作模式 本章难点：调Q技术、锁模技术的原理教学目标：掌握激光器所存在的各种损耗和起因，掌握激光谐振腔内稳定光强的形成过程，了解激光器选模的目的和意义，理解均匀增宽型谱线的纵模竞争，掌握单纵模选取的方法，掌握激光单横模的选取方法。理解激光谐振腔的品质因素Q的含义，掌握调Q的原理，了解几种常见调Q的方法。第四章 光波导技术主要内容：光波导的电磁理论，包括平板介质波导几何分析与物理分析，光纤光学等本章重点：平板介质波导几何分析，光纤光学本章难点：光波在光波导的传输模式。 教学目标：学会光波在光波导中的传输理论，掌握光辐射的电磁理论，以及其在各种介质中的传播规律与分析方法。第五章 光波的调制 主要内容：学习光电子技术中信号的加载技术以及与此有关的晶体光学知识。主要包括电光调制、声光调制、磁光调制等。 本章重点：电光调制、磁光调制、磁光调制的晶体光学知识 本章难点：电光、声光、磁光调制的物理效应。教学目标：了解电光调制，声光调制，磁光调制基本概念；掌握电光调制的基本过程。掌握光束调制原理，包括电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的原理、实现方法和特点及应用，熟练掌握光束扫描的原理，包括机械扫描、声光扫描、电光扫描的原理和实现方法和器件结构，了解空间调制器的原理、特点和应用。第六章 光辐射探测 主要内容：光辐射探测器的理论基础，光热探测器、光电导探测器、光伏探测器等。 本章重点：光热探测器、光电探测器、电荷耦合器件的物理效应。 本章难点：光电导探测、光伏探测、CCD、光电倍增管的工作模式。教学目标：掌握半导体型光电探测器件的基本原理（光电池、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、光电三极管等），了解光电倍增管等的结构与原理。熟练掌握光电探测器的物理效应，掌握常用光电探测器的基本特性，了解光电探测器的性能参数。第七章 显示技术 主要内容：讲授阴极射线管、液晶显示、等离子体显示、电致发光显示及其它显示技术等内容。 本章重点：液晶显示及等离子体显示的基本原理和典型结构。 本章难点：液晶的光电特性教学目标：熟练掌握液晶显示及等离子体显示的基本原理和典型结构； 掌握阴极射线管的基本原理和典型结构；了解电致发光显示及其它显示技术。第八章 光无源器件主要内容：连接器、波分复用器 、耦合器、衰减器、隔离器 等。 本章重点：液晶光衰减器、磁光隔离器 本章难点：液晶光衰减器、磁光隔离器教学目标：了解光无源器件在光电子技术领域中的技术应用。第九章 光存储技术 主要内容：存储器概述、光盘存储器的工作原理、CD、VCD、DVD、可擦写光盘、光盘存储技术的发展 本章重点: CD、VCD、DVD、可擦写光盘、光盘存储器的工作原理 本章难点：光盘存储原理教学目标：了解光盘存储器的工作原理，了解光盘存储技术的发展。二、教学时数分配表序号教学内容课时分配1第一章 光电子技术概况2学时2第二章 光波传输基本理论 10学时3第三章 激光原理与激光技术 10学时4第四章 光波导技术 8学时5第五章 光波的调制8学时6第六章 光辐射探测 8学时7第七章 光电显示 6学时8第八章 光无源器件 4学时9第九章 光存储技术 4学时合计60学时三、成绩考核考核方式：考试成绩评定：考试卷面成绩、平时成绩、实验成绩一起计入学生本门课的期末总成绩，占比为8:1:1四、使用教材及主要参考书教材：光电子技术基础 朱京平编著，科学出版社，2003年9月出版主要参考书: 1光电子技术 姚建铨，于