光电子学(一)

光电子与微电子共同构成21世纪信息技术两大支柱。课程通用性强,兼顾完整性与新颖性,力图脉络清晰、深入浅出、系统…

西安交通大学

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光电子学(一)
  • 分类: 电子物理
  • 平台: 中国大学MOOC
  • 语言: 中文

光电子与微电子共同构成21世纪信息技术两大支柱。课程通用性强,兼顾完整性与新颖性,力图脉络清晰、深入浅出、系统全面地介绍光电子有关双基知识与物理思路。课程以国内最受欢迎的国家级规划教材为蓝本,且信息量更大,更深入浅出、形象生动,自测、演示性实验、总结回顾等环节更利于知识巩固与增强。

课程概述

课程以信息光电子系统中信息传递与处理的环节为主线,系统介绍光电子学双基知识及各种效应间的内在联系。具体内容主要包括:1)光电子学概览——绪论,2)所需光学基础知识汇总——光及其传输特性,3)光电子系统的源——激光,4)光电子信息传输通道——光纤与光波导,5)光电子信号加载与控制——光调制,6)光电信号的接收与探测——光探测,7)光信号的展现——光显示,8)构成光信息网络的必要部件——无源器件,9)光信号的存储——光盘与光存储这9部分有关基本概念、基础理论、基本原理与应用基础,并有演示实验和自测题等配合,力图使学生掌握光电子技术全貌。

本学期将学习的光电子学(一)包括前面4部分内容。

授课大纲

1. 绪论
1.1 光电子学的概念
1.2 光电子学发展简史
1.3 信息光电子系统与器件
1.4 光电子技术应用

2.光学基础知识与光场传播规律
2.1 光学基础知识
2.1.1 光学发展简史
2.1.2 几何光学的典型现象及规律
2.1.3 光的波动特性及典型现象
2.1.4 光的量子性及典型现象
2.1.5 光的本性总结
2.2 光的电磁理论与麦克斯韦方程
2.2.1 光的电磁理论
2.2.2 麦克斯韦方程
2.3.电介质
2.4.波动方程
2.5.光波的表示与传播特性
2.6.高斯光束

3. 激光原理与技术
3.1 相干光源、非相干光源与激光
3.1.1 光源的分类
3.1.2 非相干光源
3.1.3 相干光源与激光
3.2 光与物质相互作用理论
3.2.1 光与物质相互作用的经典理论分析
3.2.2 光辐射量子理论基础
3.2.3 爱因斯坦关系
3.2.4 光谱线展宽
3.3 光产生的条件
3.3.1 激光产生的必要条件
3.3.2 激光产生的充分条件
3.4 光器的基本结构及输出
3.4.1 激光器的结构
3.4.2 激光器的输出
3.5 激光的特点
3.6 激光器的种类
3.6.1 气体激光器
3.6.2 液体激光器
3.6.3 固体激光器
3.6.4 半导体激光器

4.光波导技术基础
4.1 光波导技术的发展历程
4.2 平面介质光波导中光的传播及光波导概念
4.2.1 光在介质界面的传播特性
4.2.2 光密媒质中的波场——导波
4.2.3 光疏媒质中的波场——消逝波
4.3 平面介质光波导中光导波分析
4.3.1 几何光学分析
4.3.2 物理光学分析
4.4 光纤
4.4.1 光纤的基础知识
4.4.2 阶跃光纤中光导波的几何光学分析
4.4.3 阶跃光纤中光导波的物理光学分析

参考资料

朱京平,《光电子技术基础(第二版)》,科学出版社,2009.1
A.Yariv著,陈鹤鸣等译 《现代通信光电子学(第五版)》,电子工业出版社,2004.9

证书要求

设置“合格证书”(60<=分数<85)和”优秀证书”(分数>=85)两档证书。
平时成绩占40%,其中课堂讨论占10%,作业占20%,期中作业占10%;期末考试占60%。

预备知识

《大学物理》

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