《光电子学》课程教学大纲.doc

《光电子学》课程教学大纲

课程编号课程性质：专业方向课

适合专业：电子科学与技术

先修课程：大学物理、光学、半导体物理学

开设学期：第四学期

考核方式：闭卷考试

总学时数：72

学分：4

（一）课程教学目标

该课程是光信息科学与技术、应用物理等专业的方向核心专业课，通过学习应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（光纤）化、手段电子化、处理光学化为特征，以光电子学为基础的光电信息技术是当前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、成像技术及光电显示技术等的基本概念及基本技术。

（二）课程的目的与任务

《光电子学是光电子科学与技术专业的核心方向专业课（专业方向课），本课程考察学生是否掌握光电子技术中的基本概念、基本方法、基本材料、基本技术和基本器件，是否具备一定的分析和解决光电工程技术问题的能力。其中重点了解学生是否掌握辐射度学与光度学、激光原理、光束的传播、光束的调制和扫描、光的探测技术、成像技术等的基本概念及基本技术。

（三）理论教学的基本要求

课程教学内容的基本要求分为掌握、理解、了解三个层次：

“了解”是指学生应能辩认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化倾向，包括必要的记忆；

“理解”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并能把某一事实或概念分解为若干部分，指出它们之间的内在联系或与其他事物的相互关系；

“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、定律、原理、方法等在正确理解的基础上结合事例加以运用，包括分析和综合。

（四）实践教学要求（包括但不限于以下内容）

无。

（五）教学学时分配数

章次

各章名称

总学时

学时分配

讲课

实验

上机

课外

小计

绪论

2

2

2

第一章

光辐射与激光原理

10

10

10

第二章

光束的传播

16

16

16

第三章

光束的调制与扫描技术

12

12

12

第四章

光的探测技术

20

20

20

第五章

光电成像技术

4

4

4

复习与习题辅导

0-8

0-8

0-8

总计

64-72

64-72

64-72

（六）大纲内容

第一章光辐射与激光原理

1教学内容

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。

2基本要求

（1）掌握光辐射的基本定律，包括基尔霍夫辐射定律、普朗克定律、瑞利-琼斯公式、维恩公式和斯忒潘-玻尔兹曼定律；

（2）掌握激光原理，以及常见激光器的结构与原理，包括固体激光器、气体激光器和半导体二极管激光器。

3重点、难点

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

第二章光束的传播

1教学内容

主要讲授光辐射在电磁理论，以及其在各种介质中的传播规律与分析方法。

2基本要求

（1）掌握光辐射的电磁理论；

（2）掌握光波在大气、电光晶体、声光晶体、磁光介质、光纤波导、非线性介质和水中的传播特性，以及相应的分析方法。

3重点、难点

重点：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

第三章光束的调制和扫描技术

1教学内容

主要讲授实现光束的调制、扫描的原理、方法和特性，以及空间调制器的原理和结构。

2基本要求

（1）掌握光束调制原理，包括电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的原理、实现方法和特点及应用；

（2）掌握光束扫描的原理，包括机械扫描、声光扫描、电光扫描的原理和实现方法和器件结构；

（3）了解空间调制器的原理、特点和应用。

3重点、难点

重点：电光调制、声光调制、直接调制、声光扫描、电光扫描、空间调制器

难点：LD的直接调制和声光扫描

第四章光的探测技术

1教学内容

主要讲授光电探测器的物理效应、光电探测器的性能参数及常用光电探测器等内容。

2基本要求

（1）掌握光电探测器的物理效应；

（2）掌握常用光电探测器的基本特性；

（3）了解光电探测器的性能参数。

3重点、难点

重点：光电探测器的物理效应。

难点：pn结光伏探测器的工作模式。

第五章光电成像系统

1教学内容

主要讲授固体摄像器件、光电成像系统的基本结构、红外成像光学系统、红外成像系统的综合特性评价及微光像增强器件等内容。

2基本要求

（1）掌握固体摄像器件的基本原理、光电成像系统的基本结构及红外成像系统的综合特性评价；

（2）了解固体摄像器件的特性参数、红外成像光学系统的基本原理；

（3）了解固体摄像器件的发展水平及微光像增强器件的基本原理。

3重点、难点

重点：固体摄像器件的基本原理、光