物理电子学科培养方案

1、物理电子学科培养方案一、学科简介 物理电子学是近代物理学、电子学、光学、光电子学、量子电子学、超导电子学及相关技术与学科的交叉与融合，主要在电子工程和信息科学技术领域进行基础和应用研究，主要研究粒子物理，等离子体物理，光物理等物理前沿对电子工程和信息科学的概念和方法产生的影响，及由此而形成新的电子学的新领域和新的生长点。物理电子学同时也针对现代大型科学实验和新兴物理学科发展中提出的极端条件下，处理小时间尺度信号技术和有关信号采集和信息处理的基础研究和应用基础研究。激光的发明标志着电子学的工作频段延伸到了光学频段，产生了光电子学、导波光学与集成光学等新兴学科分支，并已成为电子信息科学发展新技术的

2、基础。近年来该学科发展特别迅速，促进了电子科学与技术其它二级学科以及信息与通信系统、光学工程等相关一级学科的拓展，形成了若干新的科学技术增长点，如光波与光子技术、信息显示技术与器件、高速光通信系统与网络等，成为二十一世纪信息科学与技术的重要基石之一。物理电子学的前沿学科有以下一些重要领域：量子通讯理论和实验研究。量子计算机是未来计算机的发展方向，在理论和实验上研究量子通讯技术是实现下一代计算机的基础，对量子计算机的研究有着非常重要的意义。 实时物理信息处理。物理前沿（例如粒子物理）实验的特点之一是信息量大，而有用的信息量同总信息量之比相差10到15个数量级，这已远远超出一般电子技术的极限。如何

3、根据物理的要求实时处理大量数据，从而得到有用的信息，是实验成功的关键。这一方向的研究成果，对大系统的集成、实时操作系统应用都有重要的意义 强噪声背景下的随机信息提取技术。在微观尺度上，来自传感器的信号往往低于噪声，同时又具有随机性。研究在强噪声背景下的随机信号和瞬态物理信息的提取是物理前沿学科提出的要求，也是雷达、声纳等领域的信号处理基础。 高速信号互连及其物理机制的研究。当数据传输率达到千兆位或更高时，信号在电缆、印刷板等载体上的传输涉及介质损耗、趋肤效应和电场分布等物理机制，只有引入物理学的研究方法，才能解决这些电子工程和信息技术中的问题。 辐照电子学。辐照造成半导体材料的损伤，导致其性能

4、降低甚至失效。研究辐照对器件性能和寿命的影响，选择耐辐照的材料和解决辐射场的测量，对应用于军事和空间的电子工程、核安全技术、和核医学都有重要的意义。本学科着眼于新型材料及器件的制备，集中研制与开拓电光、光电等分子材料和无机光电子材料及纳米级新型磁功能材料与器件。解决激光技术、显示技术及光电检测技术等现代前沿领域中的重要问题。二、培养方案（一）培养目标（要求书写300500字）（撰写原则参照学科介绍）本专业培养在物理电子学领域掌握坚实的数学、物理等基础理论和系统的专门知识，掌握相关的实验技术及计算机应用技术。掌握一门外语，具有独立从事科学研究、科技开发、能做出创造性成果的德智体全面发展的高级科技

5、人才。具体要求如下：1、 进一步学习马列主义和毛泽东思想以及科学发展观，逐步树立正确的人生观、价值观。坚持四项基本原则，热爱祖国、遵纪守法、品德良好，积极为社会主义现代化建设服务。2、物理电子学领域有坚实的基础理论和系统的专门知识，以及必要的实践技能。熟悉本学科的历史、现状和发展趋势。具有较高的专业英语翻译水平，能用外语熟练地阅读本专业文献和撰写论文，具有从事科研、教学或承担专门技术工作的能力。（二）研究方向本学科点主要研究方向有：1、新型激光器与技术：以光电子技术在信息科学、材料科学、生物医学、国防科技中的应用为背景，开展新型激光器件及相关技术的研究。主要包括新型半导体激光器、固体激光器、光

6、纤激光器等激光器件工艺及应用的研究，及相关激光技术和激光参数测试技术研究。2、新型光电子器件与技术：其主要研究新型高性能光电子材料或电光材料，并以其为基础研究新型光电器件或电光器件；其次研究液晶显示和有机电致发光显示为主的显示器件的制作工艺、参数测试及显示器件的应用。3、信息处理与控制技术：以信息获取、传输、处理与对抗等光电子信息技术与系统，在国防、工业、通信、交通、能源、农业和环保等领域的应用为背景，主要开展光学精确制导、光通信、光雷达、空间光学与自适应光学、激光与光纤传感等方面的系统与应用研究。4、电子器件与系统集成技术：研究现代电子器件、新型电路与系统、集成电路及其应用。研究方向特点是：

7、既体现了物理电子学、激光与光电子技术领域的前沿，又是国民经济中急需的科学技术内容，既有理论上的探索及创新，又强调解决国民经济中的工程技术及产业化的实际问题。研究方向突出针对电子信息产业、无线通信、光通信及工业检测等重大问题，带动学科的发展，并为国家输送高素质的电子科学技术人才。（三）主要相关学科 信息与通信系统工程，光学工程，计算机科学与技术，仪器科学与技术，材料科学与工程，以及电子科学与技术的其它二级学科。（四）学习年限及应修学分 学习年限为三年，学分合计 36学分。其中公共学位必修课7学分，专业学位必修课12学分，非学位必修课1学分，公共选修课4学分，专业选修课4学分，学术活动1学分，教学

8、实践和社会实践分别为2学分，毕业论文3学分。 （五）课程设置与教学计划表（见下表）课程类别课程名称总学时周学时学分开课学期考核公共学位必修课马克思主义理论课科学社会主义理论与实践3621考试自然辩证法概论5432考试综合英语(听力、口语、写作)12044考试专业学位必修课基础理论课数值分析6033考试近代固体物理与半导体物理6033考试真空物理6033考试专业方向课激光原理 （方向1）6033考试有机光电子学 （方向2）6033考试薄膜物理与微细技术 （方向3）6033考试现代电路与系统 （方向4）6033考试非学位必修课文献阅读（前沿指导、方法论指导）2011考查公共选修课 第二外语（日语、

9、英语）54 3 2 考查 计算机技术与应用5432考查专业选修课半导体光电子学 （方向1）4022考查激光器件与工艺 （方向1）4022考查显示器件与工艺 （方向2）4022考查新型光电子材料及器件 （方向2）4022考查光电探测技术 （方向3）4022考查光学信号处理 （方向3）4022考查数字音频与视频技术 （方向4）4022考查DSP应用技术 （方向4）4022考查公选课、跨专业选修课、实践补修课1.跟据个人需要在全校范围内选修一门课程2学分；2.相近专业选修一门课程2学分；3.实践补修一门1学分。实践活动与撰写学位论文参加学术活动第一至四学期进行，考查（提交学术活动记录），1学分。参加

10、教学实践第四学期进行教学实践（助课、讲课训练等），20学时，考查（提交书面鉴定），2学分。参加社会实践第五学期结合撰写毕业论文参加社会调研等活动，考查（提交社会调研报告），2学分。撰写学位论文第四学期进行学位论文开题；第五学期开始撰写毕业论文。要求观点鲜明、理论联系实际，有创新。第六学期进行学位论文申请、评阅和答辩。在学期间发表一篇至少第二作者（导师第一作者）省级公开发表的与本专业相关的论文，3学分。（六）课程简介、教材和文献阅读书目数值分析内容简介数值分析是数学科学与计算机技术结合的一门学科，它是计算数学的一个重要分支，本课程重点介绍计算机上常用的基本计算方法的构造和使用；同时对计算方法的工

11、作量、稳定性、收敛性、误差估计、适用范围及优缺点等也作适当的分析。其内容包括数值分析研究的对象与内容，误差的来源与误差的基本概念，解非线性方程的数值方法，消元法、矩阵分解方法、对称正定矩阵的Cholesky分解等线性方程组解法，解线性代数方程组的迭代法，插值方法、函数逼近，数值积分的基本方法如Newton-Cotes求积、复化求积、Romberg求积、Gauss求积等，用Euler方法、Runge-Kutta方法和线性多步法求常微分方程的数值解等。使用教材奚梅成、 数值分析方法、中国科学技术出版社、2003年 9月主要参考书目1 薛毅、数值分析、北京工业大学出版、2005年6月2 D Pras

12、ad、Introduction to Numerical Analysis、Second Edition 3 R.L. Burden and D. Faires|、Numerical analysis、 7th edition,、Thomson Learning。4 J. Stoer and R. Bulirsch、 An introduction to numerical analysis、Springer-Ver5 史万明等编著、数值分析、北京理工大学6 蔡大用 白峰杉、高等数值分析、 清华大学出版社、 1997年近代固体物理与半导体物理内容简介主要讲授固体物理学的基本理论和半导体晶体材料

13、的各种电学、光学性质的物理机理和概念。主要内容包括：晶体结构和晶体的结合；晶格振动与固体的热学性质；晶体中的缺陷；着重讲授晶体中的电子状态和固体能带理论的基本内容；电导的简单理论；半导体中的电子状态和能级理论；含杂质和缺陷半导体的能级；半导体中平衡载流子的统计分布和非平衡载流子的产生复合及运动规律；半导体各种界面和表面问题以及金属半导体接触的特性；MIS结构特性；p-n结、异质结及其能带图和电流电压特性；并介绍半导体超晶格等现代固体、半导体物理的发展动态等。使用教材刘恩科等、半导体物理学（第6版）、西安交通大学出版社.、2003. 主要参考书目1 陈星弼、固体物理导论、国防工业出版社2 Don

14、ald A.Neamen（美）、赵毅强译、半导体物理与器件（第三版）、电子工业出版社、 2005年3 钱佑华、半导体物理、高等教育出版社、2003年4 夏建白、现代半导体物理、北京大学出版社、2001年 5 黄昆 谢希德、半导体物理学、科学出版社真空物理内容简介本门课程较为系统的介绍稀薄气体的物理参量、自由程和气体流动的流导等气体分子运动理论；固一气界表面的吸附和脱附物理现象，表面谱仪的工作原理、分类和俄歇现象；真空泵的工作原理、分类和工作参数、旋转机械泵、罗茨泵、蒸气扩散泵、涡轮分子泵等的具体分析、使用方法，抽气速率的测量。真空测量的原理；真空检漏的判断、漏率、允许漏率、检漏的基本原理、各种

15、检漏方法，真空系统和材料。通过对稀薄气体中气体分子的基本性质、固气界面的一些物理化学性质以及一些常用的真空获得、测量及检漏方法和设备的学习，使学生能较好地掌握真空技术的基本知识，进而能较熟练地运用各种真空设备及解决真空技术中的各种问题。使用教材金懋昌、真空技术、东南大学出版社、1995年 主要参考书目1 华中一、 电真空技术与设备、高等教育出版社、1964 ？2 王欲知、 真空技术、 四川人民出版社、1985年3 唐政清、 真空测量、 宇航出版社、 1992年 4 杨乃恒、 真空获得设备、 冶金工业出版社、 1987年 5 Nigel S. Harris、 Modren Vacuum Prac

16、tice England.、19896 A Chambers、Basic Vacuum Technology、York Uni. U.S.A、1998激光原理内容简介激光是一种高亮度的相干光束，具有一系列与普通光殊异的特性。激光问世以来发展非常迅速，现今激光技术已发展成为相当广阔的学科并具有相当广阔的应用领域。激光原理课程主要讲授激光器的一般原理、激光的基本性质以及激光技术及其应用。具体教学内容包括：辐射的基本概念和性质；激光器的一般原理、激光的基本特性以及激光过程的经典的、半经典的和量子的基本理论；常用的激光技术 - 调Q、锁模、参量变换等的一般原理和基本理论；超短激光脉冲的传播规律和孤立波

17、的性质、激光器的不稳定性及其成因和混沌态等问题；与激光技术密切相关的非线性光学效应等使用教材周炳琨等编著、激光原理第四版、国防工业出版社、2003年主要参考书目1 沈柯、激光原理教程、北京工业学院出版社、1986年2 Orazio Svelto、Principles of lasers、New York：Plenum Press、19893 Jeff Hecht,、Understanding lasers:an entry-level guide、New York:IEEE press、19944 Koichi Shimoda 、Introduction to laser physics、Ne

18、w York:Springer-Verlag press、19865 Kenichi Iga、Fundamentals of laser optics New York：Plenum Press、19946 F.T.Arecchi and E.O.Schulz-Dubois、Laser handbook、New York：Amsterdam Press、19727 Gabriel Laufer、Introduction to optics and lasers in engineering、New York：Cambridge University Press、19968 John.C.Mil

19、ler、Laser ablation:principles and applications、 New York:Springer-Verlag press、1994有机光电子学内容简介光致发光与电致发光的基本知识；电致发光的器件结构与器件物理；有机发光的主要辅助材料；小分子电致发光；高分子材料的电致发光；磷光材料的电致发光稀土配合物的电致发光。使用教材黄春辉 李富有 黄维 、有机电致发光材料与器件导论、复旦大学出版社、2005年9月主要参考书目1 樊美公 等著、光化学基本原理与光子学材料科学、科学出版社、2001年2月2 李文连、有机发光材料、器件及其平板显示-一种新型光电子技术、科学出版社

20、、2002年10月现代电路与系统内容简介在本科电路理论的基础上，进一步补充与扩大硕士研究生现代电路理论知识，如网络的拓扑分析、网络的平行分析、新型的有源滤波器、非线性电路中的分岔与混沌、模拟电路的故障诊断等。主要内容：网络拓扑分析：K树拓扑法；信号流图法。大规模网络的并行分析：线性网络的平行分析；非线性网络的平行分析。新型的有源滤波器：仿真电感与频变负电阻；无源滤波器的有源实现；水态空间滤波器；开关电容滤波器。非线性动态电路中的混沌：非线性电路中的分岔现象；非线性电路中的拟周期现象；非线性电路中的混沌现象。模拟电路中的故障诊断：故障诊断的基本概念；故障诊断字典法；单故障诊断与K故障诊断；子网络

21、诊断。人工神经网络：Hopfield人工神经网络的电路模型；人工神经网络A/D转换器；利用多层神经网络求解方程。使用教材邱关源、现代电路理论、 高等教育出版社、 2001年主要参考书目1 (美)D.A.卡拉汉等著、方孝慈等译.现代电路分析导论 1979年2迁井重男(日) 佐川雅彦(日)合著、黄如星译、 现代电路分析法 1983.年3卡拉汉(D.A.Calahan) (美)等著、现代电路分析导论 人民教育出版社、19794 胡健栋等编著、现代电路时域分析、 北京邮电学院出版社、1989年5 杜普选 高岩 闻跃、现代电路分析、 清华大学出版社.、2004年薄膜物理与微细技术内容简介随着电子工业和信

22、息科学的发展，薄膜材料的研究显得越来越重要，通过本课程要求学生掌握真空镀膜过程中薄膜形成的机理及影响薄膜性质的因素。在了解一般热蒸发和溅射镀膜的基础上介绍薄膜技术的最新发展。教学内容包括以下八个方面：1、原子（分子）之间的相互作用及在表面的吸附、脱附过程；2、薄膜形成的机理；（热蒸发镀膜及溅射镀膜的特点、相互比较）；3、特殊镀膜技术及其新发展；4、CVD及CAT-CVD；5、真空技术在真空镀膜中的作用；6、光在介质中的传播及光学薄膜的设计；7、薄膜的电学性质及其测试；8、透明导电薄膜的光学性质和电学性质。使用教材L.埃克托瓦，王广阳等译，薄膜物理学，科学出版社，1986主要参考书目1 K. N

23、. Tu et al、 Thin Film Science for Electrical Engineers and Material Scientists R. A. Powell et al、 PVD for Microelectronics2 陈国平、薄膜物理与技术3 林永昌等编著、光学薄膜原理、国防工业出版社半导体光电子学内容简介本课程系统地介绍了光电子学的基本内容，对固体中的光学参数、色散理论，半导体中的光吸收及辐射发射进行了系统的论述，是半导体激光器、半导体集成光学学习的基础，也是进一步学习有关半导体光电子学方面的电光、磁光、声光、非线性光学以及光电效应和应用的基础理论课。使用教材

24、石家纬、半导体光电子学、吉林大学出版社 主要参考书目1 S.O.Kasap、光电子学与光子学的原理及应用、 电子工业出版社2 崔炳哲 樊友民、光电子学、科学出版社3 阎吉祥、光电子学基础、北京理工大学出版社4 王雨三、光电子学原理与应用、哈尔滨工业大学出版社5 傅竹西、固体光电子学、中国科学技术大学出版社激光器件与工艺内容简介介绍各类激光器件与技术的基本原理、装置结构和工作特性。主要内容包括有氦氖激光器、激光调制和调Q激光器、超短脉冲激光器、选膜和放大器件、激光变频和可调激光器、其它激光器等。通过本课程学习使学生了解国内外最新的激光器件与激光技术。使用教材刘敬海 徐荣甫、激光器件与技术、北京理

25、工大学出版社主要参考书目1 徐荣甫 刘敬海、激光器件与技术教程、北京工业学院出版社、1986年 2 蓝信钜等著、激光器件与技术II、华中理工大学出版社、 1991年3 马养武 陈钰清、激光器件、 浙江大学出版社、 1994年 4 李适民等编著、激光器件原理与设计、 国防工业出版社、1998年 5 李适民 黄维玲等编著、激光器件原理与设计、 国防工业出版社、 2005年 显示器件与工艺内容简介介绍电视图像的平板显示技术及其在各个领域中的应用。对7种已为市场认可的平板显示技术作了全方位的比较。介绍了与图像显示有关的人眼生理学、光度学、色度学和电视传输的基本原理。对液晶显示(LCD)、等离子体显示板

26、(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示、电致发光显示(ELD)、场发射显示(FED)、真空荧光管显示(VFD)和发光二极管(LED)显示的原理、结构工艺、驱动电路和应用领域作了全面的介绍。使用教材应根裕 胡文波 邱勇、平板显示技术、 人民邮电出版社主要参考书目1 余理富、信息显示技术、 电子工业出版社2 崔炳哲、显示技术基础、 科学出版社3 谷-千束（日）、先进显示器技术、 科学出版社4 张兴义、电子显示技术、北京理工大学出版社5 李维是 郭强、液晶显示器件应用技术、北京邮电出版社新型光电子材料与器件内容简介光电技术属电子、化学、物理、材料等学科的交叉领域，借助分子工程理论，开展与光电子材

27、料、半导体材料相关的分子设计、分子结构与材料功能之间的相互关系、功能器件制备以及相关基础理论的研究与应用。光电子技术主要研究材料发光及光电转换原理、发光器件的制作、发光器件的应用。光电材料是指具有光电转换功能的材料，主要分为分为电致发光材料和光电转换材料。使用教材石顺祥 过巳吉、 光电子技术及其应用、 电子科技大学出版社、 1994年11月主要参考书目1 潘英俊、光电子技术、 重庆大学出版社 2 安毓英、光电子技术、电子工业出版社3 光电子学技术、 四机部南京锤山电子技术研究所？4 杨经国等、光电子技术、四川大学出版社、1990年12月 5 申铉国 张铁强、光电子学、兵器工业出版社、1994年

28、 8 月6 缪家鼎 徐文娟 牟同升、光电技术、1995年3月光电探测技术内容简介光电探测技术就是通过光电器件将光学信息变换成电学信息，然后用电子技术的方法进行电信息量的处理、监测、传递、存储、显示和控制等，它是将光学和电子技术相结合的一门新兴学科。光电探测技术主要包括三方面的内容：光学变换系统：包括光原、光学系统、变换物、光学变器以及支持它的机械装置，其任务是形成光学信号。光电变换系统：包括光电器件、变换电路以及后续放大器，其任务是将光学信息变换成电学信息。电学信息处理系统：包括A/D 和D/A变换、计算、反馈和控制电路及计算机接口电路等，最后完成光电探测任务。 光电探测技术 课程讲授的主要内

29、容是，光信息转换成电信息的基本原理；光电器件的原理与特性；典型光电系统的分析、研究和应用。使用教材安毓英 曾晓东编著、光电探测原理、西安电子科技大学出版社、2004年 主要参考书目1 钱浚霞 郑坚立、光电检测技术、 机械工业出版社、 1993年2 秦积荣、光电检测原理及应用、 国防工业出版社、 1989年3 光电检测技术. 罗先和等. 北京航空航天大学出版社 1995.6. 4 高稚允、高岳、光电检测技术、国防工业出版社、 1995年6月 5 雷玉堂、光电检测技术、中国计量出版社、 1997年5日 光学信号处理内容简介主要讲述光学信息处理的各个分支和相关领域的基本理论及重要应用，并介绍这一学科

30、的前沿领域的研究成果和近期发展动向。内容包括傅里叶光学基础、经典光学信息处理、非相干光学信息处理、光学特征识别傅进而叶变换及其光学实现、光学小波变换、空间光调制器、光学神经网络和光折变介质信息处理。使用教材菲君、近代光学信息处理、 北京大学出版社主要参考书目1 叶嘉雄 常大定 陈汝钧、光电系统与信号处理、科学出版社2杨振寰（美） 陈树源、光学信号处理. 计算和神经网络、新时代出版社 3 张以谟 葛宝臻 陈希明等编著、光学信息处理的应用数字音频与视频技术内容简介本课程的数字音频技术内容为介绍数字音频技术的基本理论，各种高效压缩编码与解码的研制成功，信号的记录、存储、重放与复制方式，联系实际应用，介绍当前典型的几种专业数字音频设备。本课程的数字视频部分将介绍图像和视频压缩的基础知识，分别介绍音视频设备和系统设计、生产标准，学习实际产品如DVD、数码照相机等产品的基本原理与系统分析使用教材1 Ken C. Pohlmann (美)、数字音频原理与应用、 电子工业出版社、 2002年2 A.Murat Tekalp、数字视频处理、