光电子技术课程教学大纲.doc

《 光电子技术 》课程教学大纲 （Photoelectron Technology） 课程编号： 163990190 学 分： 3.5 学 时： 56 （其中：讲课学时：56 实验学时：0 上机学时：0 ） 先修课程： 基础光学、信号与系统、激光原理及技术等 后续课程： 光通信原理、光电传感技术、微电子技术等 适用专业： 光信息科学与技术、应用物理学、通信工程、电子信息工程等 开课部门： 理学院 课程教学目的和课程性质 光电子技术是光信息科学与技术等专业方向的专业必修课，该课程归属于电子科学与技术类知识体系。通过本课程的学习使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面和系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，以光源激光化、传输波导化、手段电子化、处理光学化为特征，光电信息技术最为活跃的高新技术之一。使学生掌握辐射度学与光度学、光辐射的传播、光束的调制和扫描、光电探测及成像技术、光电显示技术等的基本概念及基本技术。 二、课程的主要内容及基本要求 第单元 光辐射、发光源与光传播基本定律 （10学时） [知 识 点] 主要讲授光辐射的基本定律、激光原理和典型激光器的结构和原理等内容。 [重 点] 基尔霍夫辐射定律、普朗克定律、瑞利-琼斯公式、维恩公式。 [难 点] 基尔霍夫辐射定律[基本要求] 1、识 记：电磁波谱、光辐射、辐射量、光度量、基尔霍夫辐射定律、激光、高斯光束、激光器等。 2、领 会：普朗克公式、斯忒藩-波耳兹曼定律、强相干光的产生等。 3、简单应用：可见光、紫外光和红外光的辐射范围，辐射通量、辐射强度的计算、光子的能量与质量的计算等。 4、综合应用：不规则形状的辐射亮度、光子的简并度、腔模的计算等。 [实践与练习] 掌握照度计的原理和测试方法，收集一些典型激光器在不同条件下的使用方法。做好课后练习题1、6、11、12、15等计算题。 [考核要求] 1、点源、面源等发射到圆盘、方形面上的辐射功率； 2、典型激光器能级跃迁粒子数计算； 3、规则面腔的参数计算。 第单元 光辐射的传播 （12学时） [知 识 点] 主要讲授激光在大气、电光晶体、声光晶体、磁光介质、光纤、非线性介质、水等中的传播规律与处理方法。 [重 点] 激光光波在电光晶体、声光晶体和磁光介质的传播特性。 [难 点] 电光效应、声光效应、非线性效应[基本要求] 1、识 记：大气衰减、大气窗口、电光效应、纵向电光、半波电压、相位光栅、拉曼纳斯衍射、布拉格衍射、法拉第旋光效应、弱导条件、阶跃光纤、渐变光纤、子午光线。 2、领 会：大气湍流、光纤传输的损耗和色散、非线性电极化率、光混频和倍频技术、前向散射、后向散射。 3、简单应用：大气衰减因子、半波电压涉及参数、光纤弱导条件的应用等。 4、综合应用：电光晶体的纵向调制、拉曼纳斯衍射、布拉格衍射在不同条件下的衍射强度。 [实践与练习] 做好课后练习题1、3、4、7、10等计算题和证明题。 [考核要求] 1、大气窗口内衰减因素的分析； 2、电光晶体纵向和横向的应用； 3、拉曼纳斯衍射在一级衍射下的光强大小的计算； 4、布拉格衍射在一些常规参量变化下的布拉格衍射角大小的计算。 第单元 光束的调制和扫描 （12学时） [知 识 点] 主要讲授激光的内外调制，在电光晶体、声光晶体、磁光介质中的强度调制，激光的直接调制，光束的机械、电光和声光扫描。 [重 点] 激光光束在电光晶体、声光晶体和磁光介质的强度调制。 [难 点] 脉冲（编码）调制、声束与光束的匹配、光波导调制[基本要求] 1、识 记：内调制、外调制、振幅调制、角度调制、强度调制、脉冲调制、抽样、编码、电光晶体透过率、线性电光调制判据、横向电光调制、渡越时间、电声换能器、布拉格衍射效率、调制带宽、声光匹配、直接调制、模拟调制、电光扫描、声光扫描。 2、领 会：电光调制器的电学性能，电光波导调制器，声光波导调制器，半导体光源的脉冲编码数字调制，泡克尔读出光调制器的工作原理，液晶空间光调制器的工作原理。 3、简单应用：纵向电光调制器的强度调制计算。 4、综合应用：声光调制器的布拉格衍射效率。 [实践与练习] 与《光电子技术实验》做好电光、声光调制的实验。做好课后练习题1、3、5、7等计算题。 [考核要求] 1、电光调制器的纵向调制强度的计算； 2、电光晶体连接后半波电压的计算； 3、声光调制器对一些常见激光进行调制后的衍射效率计算； 4、声光扫描器的布拉格衍射、衍射效率、可分辨点的计算和证明。 第单元 光辐射的探测技术 （8学时）