《光纤光学》课程教学大纲

PAGE1PAGE3光纤光学课程教学大纲（FiberOptics） 学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：光信息科学与技术一、课程的性质、目的和任务《光纤光学》是光信息科学与技术专业的一门重要专业课程，课程重点讲述光纤的基本理论与应用技术，通过本课程的学习，使学生了解和掌握光纤传输的基本原理，能够运用几何光学和波动光学方法分析光纤传输特性，培养学生掌握光纤通信、光器件以及其他光电技术所需要的基本技能，为将来的实际应用打下基础。二、课程教学的基本要求（一）要求学生了解光纤的发展史，光纤的分类。（二）懂得计算光纤系统与光纤器件的损耗（dB单位）。（三）掌握各类光纤无源器件（耦合器、波分复用器、偏振器、隔离器、环行器、光纤光栅）的工作原理。（四）掌握各种非线性效应（自相位调制、交叉相位调制、受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频效应）的概念。三、课程的教学内容、重点和难点第一章光纤的基本理论主要内容： 光纤的结构，光纤的分类；光纤光学的射线方程、波动理论；单模光纤中的场解；模式分析。重点：光纤中的射线方程和波动方程的建立。难点：光纤光学基本方程的建立和理解，使用波动方程求解模式分布。第二章光纤的特性主要内容：损耗的定义及计算；光纤的色散的定义；光波偏振的描述。重点：光纤损耗的计算；色散的定义；矩阵光学、邦加莱球法描述光纤中的偏振效应。难点：矩阵光学、邦加莱球法描述光纤中的偏振效应。第三章光纤的无源及有源器件主要内容：光纤耦合器、波分复用器、偏振器、隔离器、环行器、光纤光栅、光纤放大器、光纤激光器。光纤传感的原理。重点：光纤耦合器、隔离器、光纤光栅、光纤放大器的工作原理；难点：光纤激光器的工作原理，光纤传感原理。第四章光纤的非线性主要内容：光纤非线性的起源。自相位调制、交叉相位调制、受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频效应。孤子。重点：自相位调制、交叉相位调制、受激喇曼散射。难点：光纤非线性的起源。孤子。四、课程各教学环节要求本课程以课堂教学为主，课堂教学中研究光波导的方法、分析思路应简明扼要，富有启发性、基础性和典型性。由于光通信技术按新摩尔定律飞速发展，为了适应发展需求，应安排学生课外多上网浏览光通信元件、光通信器件、光通信模块、光通信系统相关网站，了解新技术新发展；此外还应安排适量的课后作业，进行一些必要的推导和计算以加强对理论和相关结论的理解。考核可采用书面闭卷考试或者开卷小论文形式。五、学时分配章节主要内容各教学环节学时分配作业题量备注讲授实验讨论习题课外其它小计一光纤的基本理论82104二光纤的特性663三光纤的无源及有源器件102125四光纤的非线性443合计2843215六、课程与其它课程的联系光纤光学是光信息科学与技术专业的一门专业课程，需要有《高等数学》、《波动光学》、《应用光学》、《大学物理》、《电磁场》等课程作为物理理论和计算推导的基础，而该课程可为后续课程《光纤通信原理》、《光信息专业基础实验》、《光电信息与技术实验》、《光电信息与技术课程设计》提供良好的光波导方面的知识和相关技能。七、教材与教学参考书（一）教材廖延彪.光纤光学.北京：清华大学出版社，2000。 （二）教学参考书[1]范崇澄.导波光学.北京：北京理工大学出版社，1992。[2]徐森禄.光波导及其应用.杭州：浙江大学出版社，2001。[3][美]GovindP.Agrawal著，贾东方等译.非线性光纤光学原理及应用.北京