《光电子学》课程教学大纲资料 - 老师教学 《光电子学》课程教学大纲 一、《光电子学》课程说明 〔一〕课程代码：08132 〔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理解光电子学的概念，熟悉光电子学的根底知识以及实际应用 〔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络，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明晰的理解，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、深化的光电子根底理论和理论才能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、光与物质的互相作用、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器件等几个局部 〔七〕学时数、学分数及学时数详细分配〔五号宋体加粗〕 学时数： 72学时 分数： 4 学分 学时数详细分配： 教 学 内 容 第一章 绪论 讲授 实验/理论 合 计 4 4 第二章 光学根底知识 第三章 光与物质互相作用 第四章 光——激光原理 第五章 光的电磁理论与波动光学 第六章 光波导理论 第七章 光调制 第八章 光的探测与显示 第九章 光无器件 合 计 〔八〕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 6 6 10 8 8 10 14 6 6 72 10 8 8 10 14 6 6 72 考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，到达学籍管理规定的旷课量取消考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、本课程的总体构造等有一个概括的理解 1.理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.理解光电子课程的总体构造 教学时数：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〔理解〕 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〔理解〕 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^p ，掌握光学根底知识，包括光的根本属性，理解有关光度学知识 1.掌握光的波粒二象性 2.理解光度学知识 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 光与物质互相作用 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互相作用的根本概念、根底理论深化掌握并能纯熟应用于后续章节的学习 1.掌握光与物质互相作用的概念 2.掌握和应用光与物质互相作用的根底理论 教学时数：10学时 教学内容 第一节 光与原子的互相作用 第二节 光的吸收与辐射 第三节 晶体光学 考核要求： 3.1光与原子的互相作用 3.1.1光与原子的互相作用的概念〔识记〕 3.1.2光与原子的互相作用的理论〔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——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形式、粒子数反转与光放大分析^p ；掌握激光的性质、各种类型的激光器及其典型特点与参数；理解详细激光器的构造、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.理解详细激光器的构造、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光学谐振腔的构造特点〔识记〕 4.2.2激光器的形式〔识记〕 4.2.3激光器的振荡特性〔领会〕 4.3阈值条件与激光器输出 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，波的形式场，并理解光的量子理论。
1. 掌握波动方程 2. 掌握电磁波特性 3. 掌握波的形式场 4.理解光的量子理论 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 5.1.1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波的形式场〔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^p ；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^p ；理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、平板波导与阶跃光纤中的场分布推导及其特性分析^p 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^p 6. 理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〕 6.2.3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^p 〔领会〕 6.2.4平面波导的线光学分析^p 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^p 〔领会〕 6.3.3光纤中导波的线光学分析^p 〔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、调制器构造与工作原理；重点掌握电光与声光调制有关内容；理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. 掌握几种典型光调制的物理根底、调制机理、调制器构造与工作原理 3. 掌握电光与声光调制有关内容 4. 理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几种晶体的构造特点〔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 7.4.1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构造与工作原理，主动与被动光显示器件构造及工作原理；理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构造与工作原理 3. 掌握主动与被动光显示器件构造及工作原理 4. 理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 光探测器根底 第二节 常见光电子探测器 第三节 光探测器与显示器将来 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构造〔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光探测器与显示器将来 8.3.1主动与被动光显示器件构造及工作原理〔领会〕 8.3.2探测与显示器件的开展趋势〔识记〕 第九章 光无器件 教学要点。