《光电子物理基础》课程教学大纲

《光电子物理基础》课程教学大纲

Basis of Photo-electronics Physics

课程编号：17042 适用专业：电子科学与技术 学时数： 学分数：4.0

执笔者：吕兴栋 编写日期：2006年2月

一、课程的性质和目的 1、课程的性质

《光电子物理基础》是高等院校电子科学与技术专业必修的一门重要的专业基础课程，是从事现光电子科学技术研究不可缺少的重要工具。它的任务是让学生具备本专业所需的光电子物理基础知识、基本理论和基本技能，并为学习后续课程和培养学生创新能力打下基础。 2、课程培养学生的基本知识

⑴了解和掌握物质中光的吸收和发射的相关基本概念、原理及其图谱分析方法； ⑵了解和掌握激光的产生、控制、传输、检测和集成光学基础理论知识； ⑶了解和掌握光辐射的检测方法；

⑷了解和掌握气体放电和等离子体的基本物理特性及诊断技术； ⑸了解和掌握激光光谱学相关基础知识以及激光动力学基础。

3、课程培养学生的基本技能

通过本课程的学习，使学生了解光电子物理相关的基本概念、基本定律，掌握激光的产生、控制、传输、检测和集成光学最主要的基础理论，以及气体放电、等离子体和激光动力学基础，并能将相关的基础理论知识运用于实际的科学研究与生产实践当中。 二、课程教学内容和深广度

1、物质中光的吸收和发射（重点）

了解气体与固体中光的吸收和发射过程；

熟练掌握和理解自发发射、受激发射和受激吸收的关系； 了解谱线的加宽机制

2、光的振荡（重点、难点）

熟练掌握和理解激光的速率方程和振荡的阈值条件； 了解和掌握光学谐振腔与激光模式；

了解均匀与非均匀加宽跃迁中的增益饱和与激光振荡

3、光束的控制

了解和掌握改变激励电流的内调制、改变激光谐振腔参量的内调制；（重点） 了解和掌握用电光晶体的外调制、用声光效应的外调制； 了解光束的偏转与光束的隔离； 了解光子与声子相互转化的光束控制

4、光纤传输的物理基础（重点）

熟练掌握和理解光纤的导波原理和光纤的传输特性； 了解和掌握光纤压缩光脉冲；

了解光纤孤子的非线性薛定语方程

5、光辐射的检测（重点）

了解和掌握光电检测的主要物理参数； 掌握和理解光电检测的物理机制；

了解光检测系统的极限

6、集成光学（重点、难点）

熟练掌握和理解集成光路的光传播理论； 熟练掌握和理解薄膜器件原理； 了解和掌握集成光路系统

7、气体放电和等离子体

了解气体中带电粒子的产生、运动及消失； 了解和掌握气体击穿理论；

了解和掌握辉光放电与弧光放电；

了解和掌握等离子体的基本物理特性及诊断技术 8、激光光谱学与激光动力学基础（重点、难点） 了解原子与分子的量子态；

了解和掌握激光动力学过程的基本概念；

熟练掌握和理解原子和离子气体激光动力学过程； 熟练掌握和理解分子气体激光器的动力学过程

三、学时分配

1、课程教学参考学时

《光电子物理基础》课程理论部分参考学时56学时 序号

教 学 内 容 教 学 时 数

总计 教学 习题

1

物质中光的吸收和发射 7 6 1 2

光的振荡 6 5 1

3

光束的控制 6 5

1 4

光纤传输的物理基础

7

6 1 5

光辐射的检测 6 5 1 6 集成光学 8 7 1 7

气体放电和等离子体 8 7 1 8

激光光谱学与激光动力学基础 8 7 1 9

总计 56 48

8

2、课程实验参考学时

《光电子物理基础》课程实验部分参考学时8学时 序号

实 验 内 容 学时

1

吸收光谱测试 2

2

激发与发射光谱测试 3 3

热释光谱测试 3 合计

8

四、课程考核

1、该课程为闭卷考试课程

2、该课程考核采用多元化评定方法。其中理论考试成绩占70%，实验成绩占15%，平时成绩占15%，平时成绩包括课堂问答、课堂测验、课外作业。

五、教与学的建议

1、课程教学的阶段安排

本课程是一门专业基础课，必须有一定的数学与物理基础，其前期课程包括高等数学、大学物理、固体物理等。建议在学习上述课程的基础上，才能继续该课程的学习。此外，本课程是《光电子材料与器件》、《光电信息材料》等课程的先修课，为后继课程奠定必要的光电子物理基础。

2、课程教学的方法和手段

《光电子物理基础》是一门理论性很强的课程，课程教学以课堂讲授为主，精讲多练。应注意培养学生理解与分析能力，根据教学内容采取实验与理论相互融合的办法，先讲解理论知识，然后结合实验加深对理论的理解。另外还可采取多媒体教学形式把一些比较抽象模型直观化，着重直观、形象地展开教学的内容，增强学生的感性认识，激发学生的学习积极性，提高课堂教学的效果。 3、学生学习的方法

学生要做到\"课前预习、课堂消化及课后复习\"，而且要多练习有关计算题，巩固所学知识。

4、教材及主要参考书 （1）教材

《光电子物理基础》 徐国昌 主编 东南大学出版社 （2）主要参考书

《激光物理学》 伍长征 主编 复旦大学出版社 《固体物理学》 方俊鑫 主编 上海科学技术出版社 《量子光学导论》 沈柯 主编 北京理工大学出版社