《光电子学》课程教学大纲

1、?光电子学?课程教学大纲一、?光电子学?课程说明一课程代码：08131012二课程英文名称：Optoelectronics三开课对象：应用物理学专业本科生四课程性质：光电子学为应用物理学专业本科生的专业选修课程,其预修课程有普通物理、电动力学、固体物理等.本课程的目的在于使学生了解光电子学的概念,熟悉光电子学的基础知识以及实际应用.五教学目的：课程系统介绍了光电子学的根本概念、根本原理和根底理论,并说明各种效应间的内在联系,以便学生掌握光电子学根本概念、根本原理与根底理论,并对光电子技术的全貌有清楚的了解,为进一步学习激光原理、微波与导波光学、光纤技术、光纤通信等课程奠立必要的根底,为今后从事

2、光通信、光信息处理、光传感等方面的研究开发工作提供必要的根底知识,培养出适应本世纪科技开展方向、掌握较为系统、深入的光电子根底理论和实践水平的高级工程技术人才.六教学内容：本课程主要包括光学根底知识、光与物质的相互作用、激光原理、光的电磁理论和波动光学、光波导理论、光调制、光的探测和显示和光无源器件等几个局部.七学时数、学分数及学时数具体分配五号宋体加粗学时数：72学时分数：4学分学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计第一章绪论44第二章光学根底知识66第三章光与物质相互作用1010第四章光源一一激光原理88第五章光的电磁理论与波动光学88第六章光波导理论1010第七章光调制1414第八章

3、光的探测与显示66第九章光无源器件66合计7272(A)教学方式以课堂讲授为主要授课方式(九)考核方式和成绩记载说明考核方式为测试.严格考核学生出勤情况,到达学籍治理规定的旷课量取消测试资格.综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定,平时成绩占40%,期末成绩占60%.二、讲授大纲与各章的根本要求第一章绪论教学要点：通过本章学习,使学生掌握光电子学的历史沿革、开展动态,重点掌握光电子学各研究内容及其开展动态,对光电子学应用领域、本课程的总体结构等有一个概括的了解.1 .了解光电子学的开展史.2 .明确光电子学的研究内容及其开展动态.3 .明确光电子学的应用领域.4 .了解光电子课程的总体结构.教学时

4、数：4学时教学内容：第一节光电子学及其开展历史第二节光电子学研究内容及相关开展动态第三节光电子学的应用领域第四节光电子学课程体系考核要求：1.1 光电子学及其开展历史1.1.1 光电子学的开展史了解1.2 光电子学研究内容及相关开展动态1.2.1 光电子学研究内容及相关开展动态明确1.3 光电子学的应用领域1.3.1 光电子学的应用领域明确1.4 光电子学课程体系1.4.1 光电子学课程体系了解第二章光学根底知识教学要点：要求学生对学习本课程应具备的根本光学根底知识融会贯穿.重点掌握表达光的粒子性与波动性的各种物理现象及相关概念与理论分析,掌握光学根底知识,包括光的根本属性,了解有关光度学知识

5、.1 .掌握光的波粒二象性.2 .了解光度学知识.教学时数：6学时教学内容：第一节光的根本属性第二节光的粒子性第三节光的波动性第四节光度学知识考核要求：2.1 光的根本属性2.1.1 光的本性识记2.1.2 光的根本属性识记2.2 光的粒子性2.2.1 光的粒子性表达识记2.3 光的波动性2.3.1 光波动的表达识记2.4 光度学知识2.4.1 光的能量及量度单位识记2.4.2 光强、光通量和照度的单位识记第三章光与物质相互作用教学要点：本章为全书的理论核心之一,要求对全章内容特别是光与物质相互作用的根本概念、根底理论深入掌握并能熟练应用于后续章节的学习.1 .掌握光与物质相互作用的概念.2

6、.掌握和应用光与物质相互作用的根底理论.教学时数：10学时教学内容第一节光与原子的相互作用第二节光的吸收与辐射第三节晶体光学考核要求：3.1 光与原子的相互作用3.1.1 光与原子的相互作用的概念识记3.1.2 光与原子的相互作用的理论应用3.2 光的吸收与辐射3.2.1 光的吸收领会3.2.2 光的自发辐射识记3.2.3 光的受激辐射识记3.3 晶体光学3.3.1 晶体的各向同性及各向异性识记6.3.2光在晶体中传播的特点识记第四章光源一一激光原理教学要点：本章要求重点掌握激光器工作的根本原理,包括激光产生的根本物理机理、光学谐振腔与激光器模式、粒子数反转与光放大分析；掌握激光的性质、各种类

7、型的激光器及其典型特点与参数；了解具体激光器的结构、工作条件、开展方向等.1 .掌握激光器工作的根本原理.2 .掌握激光的性质.3 .了解具体激光器的结构、工作条件、开展方向.4 .掌握激光的性质、各种类型的激光器及其典型特点与参数.教学时数：8学时教学内容：第一节粒子数反转与光放大第二节光学谐振腔第三节阈值条件与激光器输出第四节激光特性第五节激光器件考核要求：4.1 粒子数反转与光放大4.1.1 激光产生的条件识记4.1.2 粒子数反转的定义识记4.1.3 光放大的原理应用4.2 光学谐振腔4.2.1 光学谐振腔的结构特点识记激光器的模式识记4.2.3激光器的振荡特性领会4.3 阈值条件与激

8、光器输出4.3.1 激光产生的阈值条件识记4.3.2 激光器的输出特性识记4.4 激光特性4.4.1 激光的特性识记4.4.2 高斯光束及其光学变换应用4.5 激光器件4.5.1 常见的激光器件识记4.5.2 常见激光器件的工作特点领会第五章光的电磁理论与波动光学教学要点：要求掌握从麦克斯韦方程出发导出波动方程,在特定条件下导出波动光学的有关知识,掌握电磁波特性,波的模式场,并了解光的量子理论.1 .掌握波动方程.2 .掌握电磁波特性.3 .掌握波的模式场.4 .了解光的量子理论.教学时数：8学时教学内容：第一节光的电磁理论第二节波动光学第三节光的量子理论初步考核要求：5.1 光的电磁理论5.

9、1.1 光的电磁本性领会5.1.2 光的电磁理论应用5.2 波动光学5.2.1 光的波动方程领会5.2.2 电磁波的特性识记5.2.3 波的模式场领会5.3 光的量子理论初步5.3.1 光子的概念识记5.3.2 光子的能量识记5.3.3 光电效应领会第六章光波导理论教学要点：要求掌握平板波导与光纤中光传播的根本概念与根本理论.重点掌握导波形成原理、平板波导与阶跃光纤中的场分布推导及其特性分析；掌握导引波、消逝波与导波的根本概念,光纤色散与脉冲展宽的根本理论,平面波导和光纤中导波的线光学分析；了解光纤通信的有关根底知识.1 .掌握平板波导与光纤中光传播的根本概念与根本理论.2 .掌握导波形成原理

10、、平板波导与阶跃光纤中的场分布推导及其特性分析.3 .掌握导引波、消逝波与导波的根本概念.4 .掌握光纤色散与脉冲展宽的根本理论.5 .掌握平面波导和光纤中导波的线光学分析.6 .了解光纤通信的有关根底知识.教学时数：10学时教学内容：第一节光波导根底第二节平板光波导第三节光纤中光导波第四节光纤色散与孤子通信第五节光纤通信根底考核要求：6.1 光波导根底6.1.1 光波导的概念识记6.1.2 光波导的根本理论应用6.1.3 导引波、消逝波与导波的根本概念识记6.2 平板光波导6.2.1 平板波导的根本概念识记6.2.2 平板波导的根本理论应用6.2.3 平板波导中的光场分布推导及其特性分析领会

11、6.2.4 平面波导的线光学分析6.3 光纤中光导波6.3.1 光纤中光导波的性质识记6.3.2 阶跃光纤中的场分布推导及其特性分析领会6.3.3 光纤中导波的线光学分析领会6.4 光纤色散与孤子通信6.4.1 光纤色散与脉冲展宽的根本理论应用6.4.2 光孤子的定义识记6.4.3 光孤子的通信的特点领会6.5 光纤通信根底6.5.1 光纤通信的优点识记6.5.2 光纤通信的根底设施领会第七章光调制教学要点：要求掌握晶体的根本性质,几种典型光调制的物理根底、调制机理、调制器结构与工作原理；重点掌握电光与声光调制有关内容；了解各种调制器的开展现状与动态.1 .掌握晶体的根本性质.2 .掌握几种典

12、型光调制的物理根底、调制机理、调制器结构与工作原理.3 .掌握电光与声光调制有关内容.4 .了解各种调制器的开展现状与动态.教学时数：14学时教学内容：第一节晶体的根本特性第二节光在晶体中的传播第三节电光效应与电光调制第四节声光效应与声光调制第五节磁光效应与磁光调制第六节光折变效应与全光调制考核要求：7.1 晶体的根本特性7.1.1 几种晶体的结构特点领会7.1.2 晶体的根本特性识记7.2 光在晶体中的传播7.2.1 光在晶体中的传播特点识记7.2.2 光在晶体中传播的双折射领会7.3 电光效应与电光调制7.3.1 电光效应的定义领会7.3.2 电光调制领会7.4 声光效应与声光调制7.4.

13、1 声光效应的定义领会7.4.2 声光调制领会7.5 磁光效应与磁光调制7.5.1 磁光效应的定义领会7.5.2 磁光调制领会7.6 光折变效应与全光调制7.6.1 光折变效应的定义领会7.6.2 全光调制领会第八章光的探测与显示教学要点:要求掌握光电探测与光电显示的根本概念与根底知识；重点掌握几种常见光电探测器结构与工作原理,主动与被动光显示器件结构及工作原理；了解探测与显示器件的开展趋势.1.掌握光电探测与光电显示的根本概念与根底知识.2,掌握几种常见光电探测器结构与工作原理.3 .掌握主动与被动光显示器件结构及工作原理.4 ,了解探测与显示器件的开展趋势.教学时数：6学时教学内容：第一节

14、光探测器根底第二节常见光电子探测器第三节光探测器与显示器未来考核要求：8.1 光探测器根底8.1.1 光电探测与光电显示的根本概念识记8.1.2 光探测器的根本工作原理应用8.2 常见光电子探测器8.2.1 几种常见光电探测器结构领会8.2.2 几种常见光电探测器的工作原理应用8.2.3 几种常见光电探测器的工作特点领会8.3 光探测器与显示器未来8.3.1 主动与被动光显示器件结构及工作原理领会8.3.2 探测与显示器件的开展趋势识记第九章光无源器件教学要点：要求掌握光电子领域几种常见的无源器件的结构、工作原理和设计思想1,掌握几种常见的无源器件的结构.2,掌握几种常见的无源器件的工作原理.3,掌握几种常见的无源器件的设计思想.教学时数：6学时教学内容：第一节光连接器与光耦合器第二节光开关第三节光波分复用器第四节光学滤波器第五节光学隔离器考核要求：9.1 光连接器与光耦合器9.1.1 光连接器与光耦合器的概念识记9.1.2 光连接器与光耦合器的结构、工作原理及设计思想领会9.2 光开关9.2.1 光开关的概念及作用领会9.2.2 光开关的结构、工作原理及设计思想领会9.3 光波分复用器9.3.1 光波分复用器的定