《光電子器件設(shè)計》課程教學(xué)大綱（本科）

1、光電子器件設(shè)計Design of Optoelectronic Devices課程編號：03460024學(xué)分：2學(xué)時：2周先修課程：光波導(dǎo)技術(shù)、光纖通信、光電子綜合實驗、光通信器件設(shè)計適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程教材：無一、課程性質(zhì)與課程目標（-）課程性質(zhì)光電子器件設(shè)計是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的必修課程，本課程旨在提高學(xué)生的專業(yè) 基礎(chǔ)應(yīng)用與光電子器件設(shè)計水平。學(xué)生通過運用光學(xué)仿真軟件模擬光在各種波導(dǎo)中的傳播，了解器 件的性能與傳輸特性，并由此掌握波導(dǎo)設(shè)計的基本方法和技巧。學(xué)生應(yīng)掌握光波導(dǎo)軟件的分析設(shè)計 方法和操作步驟，了解常用光學(xué)設(shè)計方法和分析軟件，能夠使用光學(xué)仿真軟件模擬有關(guān)器件，能夠

2、分析設(shè)計方案的可行性，能夠分析制作誤差等實際因素對器件傳輸性能的影響等，從而為學(xué)生使用 專業(yè)軟件指導(dǎo)實際生產(chǎn)與科研奠定良好基礎(chǔ)。（二）課程目標課程目標I：能夠運用專業(yè)軟件和專業(yè)知識，對光波導(dǎo)器件進行設(shè)計，并具有一定的創(chuàng)新意 識；課程目標2：能夠運用專業(yè)軟件分析光波導(dǎo)器件的傳輸性能，并獲得符合實際要求的可行方 案和預(yù)期性能指標；課程目標3：能夠?qū)υO(shè)計結(jié)果的實際可行性進行分析，并為實際制備提供指導(dǎo)意見：課程目標4：能夠?qū)⒂嘘P(guān)設(shè)計整理成報告，并清楚反映出設(shè)計思想和結(jié)果。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求3、畢業(yè)要求5和畢業(yè)要求10：.畢業(yè)要求3-1.能夠?qū)?fù)

3、雜光電信息工程問題進行分析和提煉，設(shè)計解決方案，并對解決方案 的可行性進行初步分析與論證，支撐度要求Lo.畢業(yè)要求3-2.能夠設(shè)計滿足特定需求的光電信息系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠體 現(xiàn)創(chuàng)新意識，支撐度要求L。.畢業(yè)要求5-2.能夠初步運用現(xiàn)代信息技術(shù)工具對光電信息科學(xué)與工程問題進行預(yù)測與模擬， 并了解其局限性，支撐度要求L。.畢業(yè)要求10-1.掌握技術(shù)文件寫作方法，理解和撰寫效果良好的報告和設(shè)計文件，支撐度要 求L。目標畢業(yè)要求指嬴課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求5-2畢業(yè)要求10-1V二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章概述（一）教學(xué)內(nèi)容（1）本

4、課程設(shè)計的目的、任務(wù)、內(nèi)容（2）光電子器件設(shè)計的一般步驟（3）課程設(shè)計的注意事項（二）知識、能力與素質(zhì)等方面的基本要求明確光電子器件設(shè)計課程設(shè)計的目的、任務(wù)、內(nèi)容，設(shè)計的一般步驟和要求，掌握光電子器件 的基礎(chǔ)知識和基本設(shè)計方法，能夠結(jié)合實際應(yīng)用，設(shè)計出滿足要求的器件，并給出相應(yīng)的性能指標 數(shù)據(jù)。第二章器件設(shè)計與性能分析（一）教學(xué)內(nèi)容（1）確定設(shè)計方案與器件結(jié)構(gòu)，初始結(jié)構(gòu)參數(shù)；（2）繪制器件及設(shè)置參數(shù)；（3）設(shè)置分析指標，進行相應(yīng)的計算與分析；（4）根據(jù)模擬結(jié)果，分析現(xiàn)象及原因，優(yōu)化器件參數(shù)或重新設(shè)計器件結(jié)構(gòu)；（5）總結(jié)有關(guān)結(jié)果，根據(jù)工藝、制備等特點，分析設(shè)計方案合理性。（二）知識、能力與素質(zhì)等

5、方面的基本要求能夠綜合運用所學(xué)信息光學(xué)、光電子技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)理論和知識，對 具體光器件進行設(shè)計，確定器件結(jié)構(gòu)與參數(shù)，模擬獲得器件的主要性能指標，對器件的性能進行優(yōu) 化和制備誤差分析等，能夠從專業(yè)理論出發(fā)，對有關(guān)現(xiàn)象和結(jié)果做出解釋。第三部分資料準備和答辯（一）教學(xué)內(nèi)容根據(jù)任務(wù)書整理、準備資料，包括課程設(shè)計說明書1份、設(shè)計有關(guān)程序等；課程設(shè)計答辯。（二）知識、能力與素質(zhì)等方面的基本要求培養(yǎng)學(xué)生收集相關(guān)技術(shù)的研究背景和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及基礎(chǔ)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生歸納和總結(jié) 有關(guān)材料并對設(shè)計過程進行分析、歸納、總結(jié)及資料整理的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有嚴謹?shù)墓こ淘O(shè)計思 路、基本的工程設(shè)計能力；培養(yǎng)學(xué)生通

6、過口頭及書面方式表達自己的設(shè)計思想，并有效進行陳述發(fā) 言和溝通的能力。三、學(xué)時分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及時間分配（天數(shù)）主要教學(xué)方法支撐的課程目標課堂教學(xué)課程 實踐小 計第一章0.50.51講授、討論目標I第二章77討論、指導(dǎo)目標1、目標2、目標3第三部分22討論、指導(dǎo)目標4合計0.59.510注：1 .課程實踐學(xué)時按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項目、案例等教學(xué)方法）等。四、考核方式（一）考核資料要求本課程設(shè)計要求提交如下資料進行考核:（1）設(shè)計程序及計算結(jié)果電子版1套；（2）課程設(shè)計說明書1份；（3）課程設(shè)計任務(wù)

7、書1份。（二）答辯要求和成績組成答辯由指導(dǎo)教師組織，總成績由平時成績（占10%）、設(shè)計成績（占75%）、答辯成績（占15%） 三部分構(gòu)成，按百分制計算出總成績后再折算成五級分制記分：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。并按以下形式進行成績評定:考核形式考核要求考核權(quán) 重支撐的課 程目標備注平時成績滿分100分：出勤情況（按考勤記錄給分，占20%）, 對所承擔(dān)課程設(shè)計任務(wù)的工作計劃、工作進展情況及 獨立完成能力，對文獻資料的獲取及應(yīng)用能力，提出、 分析及解決問題的能力（按評分表給分，占80%）。10%目標1設(shè)計成績設(shè)計成績主要說明書為主要依據(jù)，程序作為輔助。（1）器件原理與背景介紹（占10%）：主要

8、考核對 技術(shù)背景和原理的掌握程度以及歸納、總結(jié)能力。（2）器件設(shè)計步驟（占40%）：結(jié)合程序及結(jié)果， 主要考核軟件操作的正確性。（3）器件設(shè)計數(shù)據(jù)與結(jié)果分析（占40%）：主要考 核器件結(jié)構(gòu)、參數(shù)的正確性，模擬結(jié)果的正確性，以 及設(shè)計結(jié)果是否達到任務(wù)書指標要求等內(nèi)容。（4）說明書撰寫（占10%）：主要考核說明書撰寫、 格式表達等，按課程設(shè)計說明書質(zhì)量進行考核。75%目標2、3、 4答辯成績通過口頭表達設(shè)計思想、并進行有效陳述發(fā)言的能 力、回答問題的正確性。15%目標4五、課程目標達成度評價課程目標達成度計算表如下：課程目標對應(yīng)考核形式實際評測結(jié)果（學(xué)生達到的平均水平）對應(yīng)總分達成度課程目標1平時

9、成績 設(shè)計成績平時成績平均分X 10%,器件 原理與背景介紹成績平均分X 10%X75%17.5達成度=實際 測評結(jié)果/對 應(yīng)總分課程目標2設(shè)計成績器件設(shè)計步驟成績平均分X 40%X75%30達成度=實際 測評結(jié)果/對 應(yīng)總分課程目標3設(shè)計成績器件設(shè)計數(shù)據(jù)與結(jié)果分析40% X75%30達成度=實際 測評結(jié)果/對 應(yīng)總分課程目標4設(shè)計成績 答辯成績說明書撰寫10X75%,答辯成績平均分x 15%22.5達成度=實際 測評結(jié)果/對 應(yīng)總分七、參考書目及學(xué)習(xí)資料1集成光電子學(xué)，唐天同、王兆宏、陳時編著，西安交通大學(xué)出版社，2005年9月第1版。2光纖技術(shù)，饒云江，科學(xué)出版社，2006第1版。3光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其傳輸特性研究，張曉娟，科學(xué)出版社，2016第1版。八、大綱說明（內(nèi)容可包括實驗內(nèi)容與基本要求、習(xí)題