光電子學(xué)-教學(xué)大綱規(guī)范.doc

光電子學(xué)課程教學(xué)大綱一、光電子學(xué)課程說明（一）課程代碼：08131012（二）課程英文名稱：Optoelectronics（三）開課對象：應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科生（四）課程性質(zhì)：光電子學(xué)為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)選修課程，其預(yù)修課程有普通物理、電動力學(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)知識以及實際應(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，并對光電子技術(shù)的全貌有清晰的了解，為進一步學(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發(fā)工作提供必要的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)出適應(yīng)本世紀科技發(fā)展方向、掌握較為系統(tǒng)、深入的光電子基礎(chǔ)理論和實踐能力的高級工程技術(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、光與物質(zhì)的相互作用、激光原理、光的電磁理論和波動光學(xué)、光波導(dǎo)理論、光調(diào)制、光的探測和顯示和光無源器件等幾個部分。（七）學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù)及學(xué)時數(shù)具體分配（五號宋體加粗）學(xué)時數(shù)： 72學(xué)時分數(shù)： 4 學(xué)分學(xué)時數(shù)具體分配：教 學(xué) 內(nèi) 容講授實驗/實踐合 計第一章 緒論44第二章 光學(xué)基礎(chǔ)知識66第三章 光與物質(zhì)相互作用1010第四章 光源激光原理88第五章 光的電磁理論與波動光學(xué)88第六章 光波導(dǎo)理論1010第七章 光調(diào)制1414第八章 光的探測與顯示66第九章 光無源器件66合 計7272（八）教學(xué)方式以課堂講授為主要授課方式（九）考核方式和成績記載說明考核方式為考試。嚴格考核學(xué)生出勤情況，達到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格。綜合成績根據(jù)平時成績和期末成績評定，平時成績占40% ，期末成績占60% 。二、講授大綱與各章的基本要求第一章 緒論教學(xué)要點：通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握光電子學(xué)的歷史沿革、發(fā)展動態(tài)，重點掌握光電子學(xué)各研究內(nèi)容及其發(fā)展動態(tài)，對光電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域、本課程的總體結(jié)構(gòu)等有一個概括的了解。1.了解光電子學(xué)的發(fā)展史。2.明確光電子學(xué)的研究內(nèi)容及其發(fā)展動態(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)時數(shù)：4學(xué)時教學(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)研究內(nèi)容及相關(guān)發(fā)展動態(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)研究內(nèi)容及相關(guān)發(fā)展動態(tài) 1.2.1光電子學(xué)研究內(nèi)容及相關(guān)發(fā)展動態(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)知識教學(xué)要點：要求學(xué)生對學(xué)習(xí)本課程應(yīng)具備的基本光學(xué)基礎(chǔ)知識融會貫通。重點掌握體現(xiàn)光的粒子性與波動性的各種物理現(xiàn)象及相關(guān)概念與理論分析，掌握光學(xué)基礎(chǔ)知識，包括光的基本屬性，了解有關(guān)光度學(xué)知識。1.掌握光的波粒二象性。2.了解光度學(xué)知識。教學(xué)時數(shù)：6學(xué)時教學(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) 光的波動性第四節(jié) 光度學(xué)知識考核要求：2.1光的基本屬性 2.1.1光的本性（識記） 2.1.2光的基本屬性（識記）2.2光的粒子性 2.2.1光的粒子性體現(xiàn)（識記）2.3光的波動性 2.3.1光波動的體現(xiàn)（識記）2.4光度學(xué)知識 2.4.1光的能量及量度單位（識記） 2.4.2光強、光通量和照度的單位（識記）第三章 光與物質(zhì)相互作用教學(xué)要點：本章為全書的理論核心之一，要求對全章內(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)時數(shù)：10學(xué)時教學(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：3.1光與原子的相互作用 3.1.1光與原子的相互作用的概念（識記） 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） 3.2.2光的自發(fā)輻射（識記）3.2.3光的受激輻射（識記） 3.3晶體光學(xué) 3.3.1晶體的各向同性及各向異性（識記） 6.3.2光在晶體中傳播的特點（識記）第四章 光源激光原理教學(xué)要點：本章要求重點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)、各種類型的激光器及其典型特點與參數(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)、各種類型的激光器及其典型特點與參數(shù)。教學(xué)時數(shù)：8學(xué)時教學(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：4.1粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光放大 4.1.1激光產(chǎn)生的條件（識記）4.1.2粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的定義（識記）4.1.3光放大的原理（應(yīng)用） 4.2光學(xué)諧振腔 4.2.1光學(xué)諧振腔的結(jié)構(gòu)特點（識記） 4.2.2激光器的模式（識記） 4.2.3激光器的振蕩特性（領(lǐng)會） 4.3閾值條件與激光器輸出 4.3.1激光產(chǎn)生的閾值條件（識記）4.3.2激光器的輸出特性（識記） 4.4激光特性 4.4.1激光的特性（識記） 4.4.2高斯光束及其光學(xué)變換（應(yīng)用） 4.5激光器件 4.5.1常見的激光器件（識記） 4.5.2常見激光器件的工作特點（領(lǐng)會）第五章 光的電磁理論與波動光學(xué)教學(xué)要點：要求掌握從麥克斯韋方程出發(fā)導(dǎo)出波動方程，在特定條件下導(dǎo)出波動光學(xué)的有關(guān)知識，掌握電磁波特性，波的模式場，并了解光的量子理論。1. 掌握波動方程。2. 掌握電磁波特性。3. 掌握波的模式場。4.了解光的量子理論。教學(xué)時數(shù)：8學(xué)時教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 光的電磁理論 第二節(jié) 波動光學(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） 5.1.2光的電磁理論（應(yīng)用）5.2波動光學(xué) 5.2.1光的波動方程（領(lǐng)會） 5.2.2電磁波的特性（識記） 5.2.3波的模式場（領(lǐng)會）5.3光的量子理論初步 5.3.1光子的概念（識記） 5.3.2光子的能量（識記） 5.3.3光電效應(yīng)（領(lǐng)會）第六章 光波導(dǎo)理論教學(xué)要點：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。重點掌握導(dǎo)波形成原理、平板波導(dǎo)與階躍光纖中的場分布推導(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。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。教學(xué)時數(shù)：10學(xué)時教學(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（識記）6.2平板光波導(dǎo) 6.2.1平板波導(dǎo)的基本概念（識記） 6.2.2平板波導(dǎo)的基本理論（應(yīng)用） 6.2.3平板波導(dǎo)中的光場分布推導(dǎo)及其特性分析（領(lǐng)會） 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)（識記） 6.3.2階躍光纖中的場分布推導(dǎo)及其特性分析（領(lǐng)會） 6.3.3光纖中導(dǎo)波的線光學(xué)分析（領(lǐng)會）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（識記） 6.4.3光孤子的通信的特點（領(lǐng)會）6.5光纖通信基礎(chǔ) 6.5.1光纖通信的優(yōu)點（識記） 6.5.2 光纖通信的基礎(chǔ)設(shè)施（領(lǐng)會）第七章 光調(diào)制教學(xué)要點：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)制機理、調(diào)制器結(jié)構(gòu)與工作原理；重點掌握電光與聲光調(diào)制有關(guān)內(nèi)容；了解各種調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀與動態(tài)。1. 掌握晶體的基本性質(zhì)。2. 掌握幾種典型光調(diào)制的物理基礎(chǔ)、調(diào)制機理、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)狀與動態(tài)。教學(xué)時數(shù)：14學(xué)時教學(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（領(lǐng)會） 7.1.2晶體的基本特性（識記）7.2光在晶體中的傳播 7.2.1光在晶體中的傳播特點（識記） 7.2.2光在晶體中傳播的雙折射（領(lǐng)會）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） 7.3.2電光調(diào)制（領(lǐng)會）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） 7.4.2聲光調(diào)制（領(lǐng)會）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） 7.5.2磁光調(diào)制（領(lǐng)會）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）7.6.2全光調(diào)制（領(lǐng)會）第八章 光的探測與顯示教學(xué)要點：要求掌握光電探測與光電顯示的基本概念與基礎(chǔ)知識；重點掌握幾種常見光電探測器結(jié)構(gòu)與工作原理，主動與被動光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理；了解探測與顯示器件的發(fā)展趨勢。1. 掌握光電探測與光電顯示的基本概念與基礎(chǔ)知識。2. 掌握幾種常見光電探測器結(jié)構(gòu)與工作原理。3. 掌握主動與被動光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理。4. 了解探測與顯示器件的發(fā)展趨勢。教學(xué)時數(shù)：6學(xué)時教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié) 光探測器基礎(chǔ)第二節(jié) 常見光電子探測器第三節(jié) 光探測器與顯示器未來考核要求：8.1光探測器基礎(chǔ) 8.1.1光電探測與光電顯示的基本概念（識記） 8.1.2光探測器的基本工作原理（應(yīng)用）8.2常見光電子探測器 8.2.1幾種常見光電探測器結(jié)構(gòu)（領(lǐng)會） 8.2.2幾種常見光電探測器的工作原理（應(yīng)用） 8.2.3幾種常見光電探測器的工作特點（領(lǐng)會）8.3光探測器與顯示器未來 8.3.1主動與被動光顯示器件結(jié)構(gòu)及工作原理（領(lǐng)會） 8.3.2探測與顯示器件的發(fā)展趨勢（識記）第九章 光無源器件教學(xué)要點： 要求掌握光電子領(lǐng)域幾種常見的無源器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計思想 1. 掌握幾種常見的無源器件的結(jié)構(gòu)。2. 掌握幾種常見的無源器件的工作原理。3. 掌握幾種常見的無源器件的設(shè)計思想。教學(xué)時數(shù)：6學(xué)時教學(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：9.1光連接器與光耦合器 9.1.1光連接器與光耦合器的概念（識記） 9.1.2光連接器與光耦合器的結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計思想（領(lǐng)會）9.2光開關(guān) 9.2.1光開關(guān)的概念及作用（領(lǐng)會） 9.2.2光開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計思想（領(lǐng)會）9.3光波分復(fù)用器 9.3.1光波分復(fù)用器的定義及用