《光電子學(xué)》課程教學(xué)大綱資料《光電子學(xué)》課程教學(xué)大綱一、《光電子學(xué)》課程說(shuō)明（一*）課程代碼：***-*****（二）課程英文名稱(chēng)：Optoelectronics（三）開(kāi)課對(duì)象：應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生（四）課程性質(zhì)：光電子學(xué)為應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)選修課程，其預(yù)修課程有普通物理、電動(dòng)力學(xué)、固體物理等。本課程的目的在于使學(xué)生了解光電子學(xué)的概念，熟悉光電子學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)以及實(shí)際應(yīng)用。（五）教學(xué)目的：課程系統(tǒng)介紹了光電子學(xué)的基本概念、基本原理和基礎(chǔ)理論，并闡明各種效應(yīng)間的內(nèi)在聯(lián)系，以便學(xué)生掌握光電子學(xué)基本概念、基本原理與基礎(chǔ)理論，并對(duì)光電子技術(shù)的全貌有清晰的了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)激光原理、微波與導(dǎo)波光學(xué)、光纖技術(shù)、光纖通信等課程奠立必要的基礎(chǔ)，為今后從事光通信、光信息處理、光傳感等方面的研究開(kāi)發(fā)工作提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)出適應(yīng)本世紀(jì)科技發(fā)展方向、掌握較為系統(tǒng)、深入的光電子基礎(chǔ)理論和實(shí)踐能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。（六）教學(xué)內(nèi)容：本課程主要包括光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、光與物質(zhì)的相互作用、激光原理、光的電磁理論和波動(dòng)光學(xué)、光波導(dǎo)理論、光調(diào)制、光的探測(cè)和顯示和光無(wú)源器件等幾個(gè)部分。（七）學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)及學(xué)時(shí)數(shù)具體分配（五號(hào)宋體加粗）學(xué)時(shí)數(shù)：72學(xué)時(shí)分?jǐn)?shù)：4學(xué)分學(xué)時(shí)數(shù)具體分配：教學(xué)內(nèi)容第一章緒論講授實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐合計(jì)44第二章光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第三章光與物質(zhì)相互作用第四章光源——激光原理第五章光的電磁理論與波動(dòng)光學(xué)第六章光波導(dǎo)理論第七章光調(diào)制第八章光的探測(cè)與顯示第九章光無(wú)源器件合計(jì)（八）教學(xué)方式以課堂講授為主要授課方式（九）考核方式和成績(jī)記載說(shuō)明66108810146672108810146672考核方式為考試。嚴(yán)格考核學(xué)生出勤情況，達(dá)到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格。綜合成績(jī)根據(jù)平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)?cè)u(píng)定，平時(shí)成績(jī)占40%，期末成績(jī)占60%。二、講授大綱與各章的基本要求第一章緒論教學(xué)要點(diǎn)：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握光電子學(xué)的歷史沿革、發(fā)展動(dòng)態(tài)，重點(diǎn)掌握光電子學(xué)各研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)光電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域、本課程的總體結(jié)構(gòu)等有一個(gè)概括的了解。.了解光電子學(xué)的發(fā)展史。.明確光電子學(xué)的研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展動(dòng)態(tài)。3.明確光電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域。4.了解光電子課程的總體結(jié)構(gòu)。教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光電子學(xué)及其發(fā)展歷史第二節(jié)光電子學(xué)研究?jī)?nèi)容及相關(guān)發(fā)展動(dòng)態(tài)第三節(jié)光電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域第四節(jié)光電子學(xué)課程體系考核要求：1.1光電子學(xué)及其發(fā)展歷史1.1.1光電子學(xué)的發(fā)展史（了解）1.2光電子學(xué)研究?jī)?nèi)容及相關(guān)發(fā)展動(dòng)態(tài)1.2.1光電子學(xué)研究?jī)?nèi)容及相關(guān)發(fā)展動(dòng)態(tài)（明確）1.3光電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域1.3.1光電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域（明確）1.4光電子學(xué)課程體系1.4.1光電子學(xué)課程體系（了解）第二章光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)要點(diǎn)：要求學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本課程應(yīng)具備的基本光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融會(huì)貫通。重點(diǎn)掌握體現(xiàn)光的粒子性與波動(dòng)性的各種物理現(xiàn)象及相關(guān)概念與理論分析，掌握光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，包括光的基本屬性，了解有關(guān)光度學(xué)知識(shí)。1.掌握光的波粒二象性。2.了解光度學(xué)知識(shí)。教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光的基本屬性第二節(jié)光的粒子性第三節(jié)光的波動(dòng)性第四節(jié)光度學(xué)知識(shí)考核要求：2.1光的基本屬性2.1.1光的本性（識(shí)記）2.1.2光的基本屬性（識(shí)記）2.2光的粒子性2.2,1光的粒子性體現(xiàn)（識(shí)記）2.3光的波動(dòng)性2.3.1光波動(dòng)的體現(xiàn)（識(shí)記）2.4光度學(xué)知識(shí)2.4.1光的能量及量度單位（識(shí)記）2.4.2光強(qiáng)、光通量和照度的單位（識(shí)記）第三章光與物質(zhì)相互作用教學(xué)要點(diǎn)：本章為全書(shū)的理論核心之一，要求對(duì)全章內(nèi)容特別是光與物質(zhì)相互作用的基本概念、基礎(chǔ)理論深入掌握并能熟練應(yīng)用于后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)。1,掌握光與物質(zhì)相互作用的概念。2,掌握和應(yīng)用光與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)理論。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)光與原子的相互作用第二節(jié)光的吸收與輻射第三節(jié)晶體光學(xué)考核要求：光與原子的相互作用光與原子的相互作用的概念（識(shí)記）3.1.2光與原子的相互作用的理論（應(yīng)用）3.2光的吸收與輻射3.2.1光的吸收（領(lǐng)會(huì)）3.2.2光的自發(fā)輻射（識(shí)記）3.2.3光的受激輻射（識(shí)記）3.3晶體光學(xué)3.3.1晶體的各向同性及各向異性（識(shí)記）6.3.2光在晶體中傳播的特點(diǎn)（識(shí)記）第四章光源——激光原理教學(xué)要點(diǎn)：本章要求重點(diǎn)掌握激光器工作的基本原理，包括激光產(chǎn)生的基本物理機(jī)理、光學(xué)諧振腔與激光器模式、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光放大分析；掌握激光的性質(zhì)、各種類(lèi)型的激光器及其典型特點(diǎn)與參數(shù)；了解具體激光器的結(jié)構(gòu)、工作條件、發(fā)展方向等。1,掌握激光器工作的基本原理。2.掌握激光的性質(zhì)。3.了解具體激光器的結(jié)構(gòu)、工作條件、發(fā)展方向。4,掌握激光的性質(zhì)、各種類(lèi)型的激光器及其典型特點(diǎn)與參數(shù)。教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光放大第二節(jié)光學(xué)諧振腔第三節(jié)閾值條件與激光器輸出第四節(jié)激光特性第五節(jié)激光器件考核要求：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光放大4.1.1激光產(chǎn)生的條件（識(shí)記）4,1.2粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的定義（識(shí)記）4.1.3光放大的原理（應(yīng)用）光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（識(shí)記）4.2.2激光器的模式（識(shí)記）激光器的振蕩特性（領(lǐng)會(huì)）4.3閾值條件與激光器輸出激光產(chǎn)生的閾值條件（識(shí)記）激光器的輸出特性（識(shí)記）激光特性激光的特性（識(shí)記）高斯光束及其光學(xué)變換（應(yīng)用）激光器件常見(jiàn)的激光器件（識(shí)記）4.5.2常見(jiàn)激光器件的工作特點(diǎn)（領(lǐng)會(huì)）第五章光的電磁理論與波動(dòng)光學(xué)教學(xué)要點(diǎn)：要求掌握從麥克斯韋方程出發(fā)導(dǎo)出波動(dòng)方程，在特定條件下導(dǎo)出波動(dòng)光學(xué)的有關(guān)知識(shí)，掌握電磁波特性，波的模式場(chǎng)，并了解光的量子理論。1,掌握波動(dòng)方程。2,掌握電磁波特性。3,掌握波的模式場(chǎng)。4.了解光的量子理論。教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光的電磁理論第二節(jié)波動(dòng)光學(xué)第三節(jié)光的量子理論初步考核要求：5.1光的電磁理論5.1.1光的電磁本性（領(lǐng)會(huì)）5.1.2光的電磁理論（應(yīng)用）5.2波動(dòng)光學(xué)光的波動(dòng)方程（領(lǐng)會(huì)）5.2.2電磁波的特性（識(shí)記）5.2.3波的模式場(chǎng)（領(lǐng)會(huì)）5.3光的量子理論初步5.3.1光子的概念（識(shí)記）5.3.2光子的能量（識(shí)記）5.3.3光電效應(yīng)（領(lǐng)會(huì)）第六章光波導(dǎo)理論教學(xué)要點(diǎn)：要求掌握平板波導(dǎo)與光纖中光傳播的基本概念與基本理論。重點(diǎn)掌握導(dǎo)波形成原理、平板波導(dǎo)與階躍光纖中的場(chǎng)分布推導(dǎo)及其特性分析；掌握導(dǎo)引波、消逝波與導(dǎo)波的基本概念，光纖色散與脈沖展寬的基本理論，平面波導(dǎo)和光纖中導(dǎo)波的線光學(xué)分析；了解光纖通信的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。1,掌握平板波導(dǎo)與光纖中光傳播的基本概念與基本理論。2,掌握導(dǎo)波形成原理、平板波導(dǎo)與階躍光纖中的場(chǎng)分布推導(dǎo)及其特性分析。3,掌握導(dǎo)引波、消逝波與導(dǎo)波的基本概念。4,掌握光纖色散與脈沖展寬的基本理論。5,掌握平面波導(dǎo)和光纖中導(dǎo)波的線光學(xué)分析。6,了解光纖通信的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光波導(dǎo)基礎(chǔ)第二節(jié)平板光波導(dǎo)第三節(jié)光纖中光導(dǎo)波第四節(jié)光纖色散與孤子通信第五節(jié)光纖通信基礎(chǔ)考核要求：6.1光波導(dǎo)基礎(chǔ)6.1.1光波導(dǎo)的概念（識(shí)記）6.1.2光波導(dǎo)的基本理論（應(yīng)用）6.2.3導(dǎo)引波、消逝波與導(dǎo)波的基本概念（識(shí)記）6.2平板光波導(dǎo)6.2.1平板波導(dǎo)的基本概念（識(shí)記）6.2.2平板波導(dǎo)的基本理論（應(yīng)用）6.2.3平板波導(dǎo)中的光場(chǎng)分布推導(dǎo)及其特性分析（領(lǐng)會(huì)）6.2.4平面波導(dǎo)的線光學(xué)分析6.3光纖中光導(dǎo)波6.3.1光纖中光導(dǎo)波的性質(zhì)（識(shí)記）6.3.2階躍光纖中的場(chǎng)分布推導(dǎo)及其特性分析（領(lǐng)會(huì)）6.3.3光纖中導(dǎo)波的線光學(xué)分析（領(lǐng)會(huì)）6.4光纖色散與孤子通信6.4.1光纖色散與脈沖展寬的基本理論（應(yīng)用）6.4.2光孤子的定義（識(shí)記）6.4.3光孤子的通信的特點(diǎn)（領(lǐng)會(huì)）6.5光纖通信基礎(chǔ)6.5.1光纖通信的優(yōu)點(diǎn)（識(shí)記）6.5.2光纖通信的基礎(chǔ)設(shè)施（領(lǐng)會(huì)）第七章光調(diào)制教學(xué)要點(diǎn)：要求掌握晶體的基本性質(zhì)，幾種典型光調(diào)制的物理基礎(chǔ)、調(diào)制機(jī)理、調(diào)制器結(jié)構(gòu)與工作原理；重點(diǎn)掌握電光與聲光調(diào)制有關(guān)內(nèi)容；了解各種調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)。.掌握晶體的基本性質(zhì)。.掌握幾種典型光調(diào)制的物理基礎(chǔ)、調(diào)制機(jī)理、調(diào)制器結(jié)構(gòu)與工作原理。3.掌握電光與聲光調(diào)制有關(guān)內(nèi)容。4.了解各種調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)。教學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)晶體的基本特性第二節(jié)光在晶體中的傳播第三節(jié)電光效應(yīng)與電光調(diào)制第四節(jié)聲光效應(yīng)與聲光調(diào)制第五節(jié)磁光效應(yīng)與磁光調(diào)制第六節(jié)光折變效應(yīng)與全光調(diào)制考核要求：7.1晶體的基本特性7.1.1幾種晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（領(lǐng)會(huì)）7.1.2晶體的基本特性（識(shí)記）7.2光在晶體中的傳播7.2.1光在晶體中的傳播特點(diǎn)（識(shí)記）7.2.2光在晶體中傳播的雙折射（領(lǐng)會(huì)）7.3電光效應(yīng)與電光調(diào)制7.3.1電光效應(yīng)的定義（領(lǐng)會(huì)）7.3.2電光調(diào)制（領(lǐng)會(huì)）7.4聲光效應(yīng)與聲光調(diào)制7.4.1聲光效應(yīng)的定義（領(lǐng)會(huì)）7.4.2聲光調(diào)制（領(lǐng)會(huì)）7.5磁光效應(yīng)與磁光調(diào)制7.5.1磁光效應(yīng)的定義（領(lǐng)會(huì)）7.5.2磁光調(diào)制（領(lǐng)會(huì)）7.6光折變效應(yīng)與全光調(diào)制7.6.1光折變效應(yīng)的定義（領(lǐng)會(huì)）7.6.2全光調(diào)制（領(lǐng)會(huì)）第八章光的探測(cè)與顯示教學(xué)要點(diǎn)：要求掌握光電探測(cè)與光電顯示的基本概念與基礎(chǔ)知識(shí)；重點(diǎn)掌握幾種常見(jiàn)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)與工作原理，主動(dòng)與被動(dòng)光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理；了解探測(cè)與顯示器件的發(fā)展趨勢(shì)。1,掌握光電探測(cè)與光電顯示的基本概念與基礎(chǔ)知識(shí)。2,掌握幾種常見(jiàn)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)與工作原理。3,掌握主動(dòng)與被動(dòng)光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理。4,了解探測(cè)與顯示器件的發(fā)展趨勢(shì)。教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光探測(cè)器基礎(chǔ)第二節(jié)常見(jiàn)光電子探測(cè)器第三節(jié)光探測(cè)器與顯示器未來(lái)考核要求：8.1光探測(cè)器基礎(chǔ)8.1.1光電探測(cè)與光電顯示的基本概念（識(shí)記）8.1.2光探測(cè)器的基本工作原理（應(yīng)用）8.2常見(jiàn)光電子探測(cè)器8.2.1幾種常見(jiàn)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)（領(lǐng)會(huì)）8.2.2幾種常見(jiàn)光電探測(cè)器的工作原理（應(yīng)用）8.2.3幾種常見(jiàn)光電探測(cè)器的工作特點(diǎn)（領(lǐng)會(huì)）8.3光探測(cè)器與顯示器未來(lái)8.3.1主動(dòng)與被動(dòng)光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理（領(lǐng)會(huì)）8.3.2探測(cè)與顯示器件的發(fā)展趨勢(shì)（識(shí)記）第九章光無(wú)源器件教學(xué)要點(diǎn)：要求掌握光電子領(lǐng)域幾種常見(jiàn)的無(wú)源器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計(jì)思想1,掌握幾種常見(jiàn)的無(wú)源器件的結(jié)構(gòu)。2,掌握幾種常見(jiàn)的無(wú)源器件的工作原理。3,掌握幾種常見(jiàn)的無(wú)源器件的設(shè)計(jì)思想。教學(xué)時(shí)數(shù):6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)光連接器與光耦合器第二節(jié)光開(kāi)關(guān)第三節(jié)光波分復(fù)用器第四節(jié)光學(xué)濾波器第五節(jié)光學(xué)隔離器考核要求：光連接器與光耦合器光連接器與光耦合器的概念（識(shí)記）光連接器與光耦合器的結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計(jì)思想（領(lǐng)會(huì)）光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)的概念及作用（領(lǐng)會(huì)）光開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計(jì)思想（領(lǐng)