激光原理与技术 教学大纲

《激光原理与技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称激光原理与技术LaserPrincipleandTechnology课程代码课程性质选修开课院部应用物理与材料学院课程负责人课程团队授课学期6学分/学时1.5/24课内学时24理论学时24实验学时实训（含上机）实习其他适用专业电子信息工程（半导体绿色光源、光电工程模块）专业大三授课语言中文对先修的要求基础物理（光的折射、衍射、干涉等原理）,高等数学（微积分的概念和计算），固体物理（晶体结构、固体能带理论）对后续的支撑由后续课程（光电显示技术，光电综合训练）提供课程思政设计介绍中国光学泰斗王大珩先生、中国大型高功率激光系统，学习老一辈科学家的先进事迹，激发学生的爱国热情和民族自豪感。创新创业教育设计在课程教学过程中通过激光加工在民用领域的应用介绍，引导学生设计、思考合适的创业项目，培养学生“双创”意识和能力。课程简介本课程是电子信息工程电子信息工程（半导体绿色光源、光电工程模块）专业的专业选修课。课程主要内容包括激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器等。在了解激光器的工作原理和激光特性的基础上，系统掌握激光的产生、放大和调制等技术的基本原理、结构、典型激光器的特点及应用。通过本课程学习，学生获得激光原理与技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，能够根据复杂光电工程的应用条件，选择激光器、放大器和调制技术等的类型和关键参数，为解决复杂光电工程问题提供解决方案。本课程教学以课堂讲授为主，讲授过程充分利用多媒体教学手段和网络视频资源，以视频形式向学生展示激光技术的主要应用，通过案例分析加强学生对激光技术及其应用的理解。

二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。指标点1.3：掌握光电类、材料类的原理和方法，能用于理解光电材料、器件与系统中复杂工程的专业问题。毕业要求1：掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识，可用于对光电产品中的复杂工程问题的理解。2目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。指标点3.2：能针对设计目标，考虑满足工艺、性能及应用等需要的因素，设计解决方案。毕业要求3：能够针对光电产品中的复杂工程问题，考虑满足工艺、性能及应用等需要的因素，同时考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境因素，设计解决方案。三、教学内容及进度安排序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标1绪论，激光原理和技术的发展过程、光的受激辐射原理、光的自激振荡与激光的产生过程。介绍中国光学泰斗王大珩先生。重点和难点：光的受激辐射原理、光的自激振荡与激光的产生过程。认知激光原理和技术的发展过程，理解光的受激辐射原理、光的自激振荡与激光的产生过程。理解中国老一辈科学家情寄祖国，无私奉献的精神。2讲授目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。2激光器的振荡阈值、激光器的振荡模式、激光器的输出功率与能量、驰豫振荡的基本概念和过程。重点和难点：激光器的振荡阈值、驰豫振荡的基本概念和过程。理解激光器的振荡阈值、振荡模式、输出功率与能量等基本概念。理解驰豫振荡的基本概念和过程。6讲授目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。3激光放大器的基本原理和主要分类、均匀激励连续激光放大器的增益特性、脉冲激光放大器的增益特性。案例分析：脉冲激光放大器在光通讯中的实际应用。重点和难点：均匀激励连续激光放大器的增益特性、脉冲激光放大器的增益特性。理解激光放大器的基本原理和主要分类，理解均匀激励连续激光放大器的增益特性、脉冲激光放大器的增益特性。分析各种放大器的特点，并将其应用于复杂光电系统中放大器种类和参数的选择。4讲授/案例分析（脉冲激光放大器在光通讯中的实际应用）目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。4激光器模式选择的原理和方法、Q调制的原理、工作方法和调制器的基本结构、锁模技术的原理、工作方法和调制器的基本结构。案例分析和课程思政：Q调制激光器应用于激光惯性约束核聚变，介绍我国大型高功率激光系统。重点和难点：Q调制的原理、工作方法和调制器的基本结构、锁模技术的原理、工作方法和调制器的基本结构。理解激光器模式选择的原理和方法、Q调制的原理、工作方法和调制器的基本结构、锁模技术的原理、工作方法和调制器的基本结构。分析各种激光调制技术的特点，并将其应用于复杂光电系统中调制类型和参数的选择。6讲授/案例分析（Q调制激光器应用于激光惯性约束核聚变），介绍我国大型高功率激光系统，了解大国重器，增强学生民族自豪感和荣誉感。目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。5固体激光器的基本原理和特点、气体激光器的基本原理和特点、光纤激光器和激光放大器的基本原理和特点。案例分析：激光打标激光器的选择依据。重点和难点：固体激光器的基本原理和特点、气体激光器的基本原理和特点、光纤激光器和激光放大器的基本原理和特点。理解固体激光器的基本原理和特点、气体激光器的基本原理和特点、光纤激光器和激光放大器的基本原理和特点。分析不同激光器的优缺点，并将其应用于复杂光电系统中激光器类型和参数的选择。4讲授/案例分析（激光打标激光器的选择依据）目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。6激光技术在光通讯、激光加工等领域的应用原理、发展现状。重点和难点：激光技术应用的原理和发展趋势。认知激光技术在光通讯、激光加工等领域的应用原理。分析激光技术未来的发展趋势和前景。2讲授目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。注：“学生学习预期成果”是描述学生在学完本课程后应具有的能力，可以用认知、理解、应用、分析、综合、判断等描述预期成果达到的程度。四、课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例(%)成绩比例(%)平时作业考试1目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。（支撑毕业要求指标点1.3）激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点、不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。101545702目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。（支撑毕业要求指标点3.2）根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择激光器、激光放大技术、激光调制技术的能力。5101530合计152560100注：各类考核评价的具体评分标准见《附录：各类考核评分标准表》（说明：1.评价依据主要有：平时表现、作业、案例分析、实验/实习/调研报告、上机、考试等，应根据该课程实际设置的考核方式填写，不够可以加列；2.各考核方式逐一填写评分标准表）五、教材及参考资料1．激光原理，周炳琨、高以智、陈倜嵘等编著，国防工业出版社，2010，第6版，ISBN：9787118059717六、教学条件多媒体教室大纲执笔人：李炳乾审核人(专业负责人/系主任)：制定时间：2018年6月9日

附录：各类考核评分标准表平时表现评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。（支撑毕业要求指标点1.3）按时上课，无旷课记录。课堂上认真听讲，能主动回答问题，准确无误表达出激光原理和技术的基础知识。按时上课，无旷课记录。课堂上认真听讲，能正确回答问题，表达出激光原理和技术的基础知识。偶尔有迟到早退，无旷课记录。能理解老师的提问，回答问题基本正确，大概表达出激光原理和技术的基础知识。经常迟到，有无故旷课记录，课堂上不主动表现，课外也不主动请教老师问题，基本概念和知识模糊不清。10目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。（支撑毕业要求指标点3.2）按时上课，无旷课记录。课堂上认真听讲，能主动回答问题，可以根据需求，准确无误选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等。按时上课，无旷课记录。课堂上认真听讲，能正确回答问题，可以根据需求，选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等。偶尔有迟到早退，无旷课记录。能理解老师的提问，回答问题基本正确，基本正确选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等。经常迟到，有无故旷课记录，课堂上不主动表现，课外也不主动请教老师问题，基本概念和知识模糊不清。5注：评分标准的分数段划分可以根据课程需要自行设计。

作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。（支撑毕业要求指标点1.3）按时完成作业，作业书写认真、整洁，文字简练。对激光器、放大器、调制技术的基本概念、原理叙述条理清楚，内容准确无误，相关计算方法正确，计算结果准确无误。按时完成作业，作业书写认真。对激光器、放大器、调制技术的基本概念、原理叙述准确，相关计算方法正确，计算结果正确。能够完成作业。对激光器、放大器、调制技术的基本概念、原理叙述基本正确，无原则性错误，相关计算方法正确，计算结果基本正确。不能够按时完成作业，经常迟交或不交作业。对激光器、放大器、调制技术的基本概念、原理叙述不清楚，错误多。相关计算方法存在较多错误，计算结果不正确。15目标2：分析复杂光电工程问题的技术需求，根据不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域，选择合理的激光器、激光放大技术、激光调制技术。（支撑毕业要求指标点3.2）按时完成作业，作业书写认真、整洁，文字简练。可以根据需求，准确无误选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等，并准确提供选择的依据或正确的计算结果。按时完成作业，作业书写认真。可以根据需求，选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等，并提供选择的理论依据或计算结果。能够完成作业。可以根据需求，选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等，选择结果基本正确，选择的理论依据或计算结果叙述不够清晰准确。不能够按时完成作业，经常迟交或不交作业。不能根据需求，正确选择激光器、激光放大器、调制技术的种类、关键参数等。选择的理论依据或计算结果错误严重。10考试评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：理解激光的基本特性和原理、激光器振荡阈值和振荡模式、激光的放大特性、激光器特性的改善和控制、典型激光器特点等基本知识。掌握不同种类激光器、激光放大技术、激光调制技术的特点和应用领域。（支撑毕业要求指标点1.3）对各种类型激光器、激光放大技术、激光调制技术的原理、结构和特点理解准确。能在名词解释、概念题的表述与解释上准确无误。对各种类型激光器、激光放大技术、激光调制技术的原理、结构和特点理解正确。在名词解释、概念题的表述与解释上存在