“光电子学”课程教学大纲.doc

附件：教学大纲格式及样本 西安交通大学 “光电子学”课程教学大纲 英文名称：Optoelectronics 课程编码：PHYS3038 学时：64 学分：4 适用对象：电子科学与技术本科生 先修课程：普通物理、电动力学、固体物理 使用教材及参考书： 朱京平主编，《光电子学基础》，科学出版社，2004年 彭江德主著，《光电子技术基础》，清华大学出版社，1988年 课程性质、目的和任务 本课程为物理电子学专业本科生的必修课程，课程系统介绍了光电子学的基本概念、基本原理和基础理论，并阐明各种效应间的内在联系，以便学生掌握光电子学基本概念、基本原理与基础理论，并对光电子技术的全貌有清晰的了解，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基础，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基础知识，培养出适应本世纪科技发展方向、掌握较为系统、深入的光电子基础理论和实践能力的高级工程技术人才。 教学基本要求 要求学生在学习先修课程的基础上，通过预习、听讲、作业、实验等训练，了解光电子技术全貌，建立起光电子学基本概念与分析解决有关问题的基本思路；掌握光电子学基本原理、基础知识与基本理论，特别是光与物质相互作用基本理论、激光原理、光波导理论、光调制基础等。 教学内容及要求 第一章： 绪论 本章的主要内容有：光电子学及其发展历史，光电子学研究内容及相关发展动态，光电子学的应用领域，光电子学课程体系 要求掌握光电子学的历史沿革、发展动态，重点掌握光电子学各研究内容及其发展动态，对光电子学应用领域、本课程的总体结构等有一个概括的了解。 第二章： 光学基础知识 本章的主要内容有：光的基本属性，光的粒子性，光的波动性，光度学知识 要求学生对学习本课程应具备的基本光学基础知识融会贯通。重点掌握体现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，掌握光学基础知识，包括光的基本属性，了解有关光度学知识。 第三章：光与物质相互作用 本章的主要研究各种体系中光与原子的相互作用理论。讨论了光的吸收与辐射，光谱线展宽以及晶体光学有关内容 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相互作用的基本概念、基础理论深入掌握并能熟练应用于后续章节的学习。 第四章：光源——激光原理 本章的主要内容有：粒子数反转与光放大，光学谐振腔，阈值条件与激光器输出，激光特性，激光器件，激光发展方向 本章要求重点掌握激光器工作的基本原理，包括激光产生的基本物理机理、光学谐振腔与激光器模式、粒子数反转与光放大分析；掌握激光的性质、各种类型的激光器及其典型特点与参数；了解具体激光器的结构、工作条件、发展方向等。 第五章：光的电磁理论与波动光学 本章的主要内容有：光的电磁理论，波动光学，光的量子理论初步。 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，波的模式场，并了解光的量子理论。 第六章：光波导理论 本章的主要内容有：光波导基础，平板光波导射线光学分析，平板光波导物理光学分析——平板波导中的场分布，光纤中光导波的射线光学分析，光纤中光导波的物理光学分析，光纤色散与孤子通信，光纤通信基础 要求掌握平板波导与光纤中光传播的基本概念与基本理论。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；掌握导引波、消逝波与导波的基本概念，光纤色散与脉冲展宽的基本理论，平面波导和光纤中导波的线光学分析；了解光纤通信的有关基础知识。 第七章：光调制 本章的主要内容有：，晶体的基本特性，光在晶体中的传播，电光效应，电光调制，声光效应，声光调制与声光偏转，磁光效应与磁光调制，光折变效应与全光调制， 要求掌握晶体的基本性质，几种典型光调制的物理基础、调制机理、调制器结构与工作原理；重点掌握电光与声光调制有关内容；了解各种调制器的发展现状与动态。 第八章：光的探测与显示 本章的主要内容有：光探测器基础，常见光电子探测器，光的显示，光探测器与显示器未来，要求掌握光电探测与光电显示的基本概念与基础知识；重点掌握几种常见光电探测器结构与工作原理，主动与被动光显示器件结构及工作原理；了解探测与显示器件的发展趋势。 第九章：光无源器件 本章的主要内容有：光连接器与光耦合器，光开关，光波分复用器，光学滤波器，光学隔离器。 要求掌握光电子领域几种常见的无源器件的结构、工作原理和设计思想 四、实验环节： 实验一：He-Ne 激光器与??斯光束的性质，学时2 实验二：光波导测试，学时2 实验三：光调制设计与实现，学时2 五、课内学时分配 章内容参考学时1绪论42光学基础知识43光与物质相互作用104光源——激光原理85光的电磁理论与波动光学86