光电子学 教学大纲

第 1 页/ 共 4 页 微纳光电子学

一、课程说明

课程编号：140510Z10

课程名称：微纳光电子学/ Micro- and Nano- Optoelectronics

课程类别：专业核心课程

学时/学分：48/3

先修课程：固体物理、信息光学、光电子技术

适用专业：光电信息科学与工程

教材、教学参考书：

1．原荣，邱琪编著.光子学与光电子学.北京: 机械工业出版社.2014年;

2. 傅竹西编著.固体光电子学.合肥: 中国科学技术大学出版社(第2版).2012年;

3. 周治平著.硅基光电子学.北京: 北京大学出版社.2012年;

4. 刘旭等编著.光电子学.杭州: 浙江大学出版社.2014年。

二、课程设置的目的意义

光子学、光电子学、和光电子技术是目前信息时代不可或缺的关键技术，产生了大量的光与电相结合的新型器件如手机、电脑、激光雷达、导航设备、光电探测器、太阳能电池等等，不一而足，为人们的生活和工作提供了极大的便利。光子与电子的结合与相互调制是今后信息技术发展的一个重要方向，特别是由于半导体技术和微纳制作技术的兴起，光电子器件朝功能更强、尺寸更小的方向发展。本课程重点讲述特征尺寸在微米或纳米级别的光与电相结合的新型光电子器件及其原理，结构、和应用等，使光电信息科学与工程等专业的学生能够了解和掌握有关微纳光电子学方面的最新进展和知识，为更好地适应以后相关的学习深造和研发工作打下坚实的专业基础。

三、课程的基本要求

知识：本课程从光学原理如光的传播、干涉、衍射、偏振、双折射、光电效应、电光效应、非线性效应等出发，重点讲述所涉及到的当前微纳光电子学领域基本的、主要的、常用的器件，如波导、半导体激光器、滤波器、调制器、探测器、CCD、探测器等的原理、结构、及应用等。

能力：要求学生学习这些器件的基本结构、工作原理、主要特性及应用等知识时，不仅需了解微纳光电子器件的基本知识，还要能够举一反三、触类旁通、和具备进一步深入学习、研究及设计微纳光电子器件的能力，并能将器件知识与实际应用相结合。

《光电子学基础》课程教学大纲（36学时）

（理论课程）

一 课程说明

（一）课程概况

课程中文名称：《光电子学基础 》

课程英文名称：Optoelectronics foundation

课程编码：3910252215

开课学院：理学院

适用专业/开课学期：物理学/第六学期

学分/周学时：2/2

《光电子学基础》为物理学专业本科生的基础选修课，是他们进一步学习光电子技术及光电子技术应用的基础理论课，也是物理学专业学生今后从事相关工作、生产、科研等的必修课程。物理学专业，只有学习该课程，才能深入探究与光电子产业相关的技术知识。而学生对技术的应用正式毕节学院转型发展的需要。

课程的预修课程有《光学》、《大学物理实验》、《原子物理学》、《电动力学》、《半导体物理学》等。

（二）课程目标

本课程的目的在于使学生掌握光电子学的基本概念和基础知识，了解光电子技术在各个领域的应用及新成果。通过该课程的学习，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理论知识，使他们成为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中高级工程技术人才。

（三）学时分配

二 教学方法和手段

教学方法以课堂讲授为主要授课方式，主要是利用多媒体电子教案进行理论章（专题） 主要内容 理论学时 实验实践学时

1 绪论 2

2 光学基础知识 4

3 激光原理与技术 10

4 光波导技术基础 8

5 光调制技术 6

6 光电探测技术 4

7 光电显示技术 2 教学，教学中结合学生实际采取灵活的教学方法，加强基本理论的学习、掌握和应用，加强习题指导，培养学生动手能力和思维方法。

三 教学内容

第一章 绪论（2学时）

一、教学目标

通过本章学习，使学生掌握光电子技术的历史沿革、发展动态，重点掌握光电子技术各研究容及发展动态，对光电子技术的应用领域和本课程的总体结构有一个概括的了解。

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光电子学基础

一、课程说明

课程编号： 080907Z10

课程名称（中/英文）：光电子学基础／Fundamentals of Optoelectronics

课程类别：专业选修课

学时/学分：32／2

先修课程：大学物理，半导体物理

适用专业： 微电子制造工程

教材、教学参考书：

1. Bahaa E.A Saleh.《Fundamentals of Photonics》, Wiley-Interscience

Publication，2005年

2. 朱京平主编，《光电子学基础》，科学出版社，2004年

二、课程设置的目的意义

微电子制造技术与装备专业本科生的专业选修课。

本课程的目的在于使学生掌握光电子学的基本概念和基础知识，了解光电子技术的全貌及在各个领域的应用等。为今后从事微电子光电子制造、精密微光机械、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、掌握较为系统的光电子基础理论和实践能力的高级工程技术人才。

三、课程的基本要求

本课程将给予学生在光电子学领域的最基础的专业教育与训练，要求学生掌握半导体物理的概念、激光振荡和放大的理论、激光技术、波导和光纤的基本特性，以及典型光电器件和光电系统的作用特性。通过物理概念和工程应用实例的介绍，以及课后的实践，培养学生综合分析、解决问题和动手的能力，为将来从事光机电技术领域的科研、开发和应用工作奠定知识基础。

四、教学内容、重点难点及教学设计

章节 教学内容 总学时 学时分配

教学重点 教学

难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 讲课

(含研讨) 实践

第1章 光电子学简介 2 2 多媒体

第2章 光学基础 4 4 多媒体

第3章 光学谐振腔和高斯光束 4 4 高斯光束，聚焦与准直 光腔理论 多媒体

第4章 激光基本原理及振荡与辐射 6 6 激光产生的物理过爱因斯坦公式 多媒体 2

《光电子技术》课程教学大纲

课程代码：ABJD0511

课程中文名称:光电子技术

课程英文名称：PhotonicsTechno1ogy

课程性质：必修

课程学分数：2.5学分

课程学时数：40学时

授课对象：电子科学与技术专业

本课程的前导课程：大学物理、高等数学、半导体物理

一、课程简介

《光电子技术》是电子科学与技术专业设立的一门核心专业课。本课程旨在系统介绍光电子学基本概念、基本原理和基础理论，并阐明各种效应间的内在联系，分析几种常用光电器件的工作原理，以便学生掌握光电子学基本概念、基本原理与基础理论，对光电子技术的全貌有比较全面、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。

二、教学基本内容和要求

1、绪论

了解光电子学的历史沿革、发展动态、应用领域等，重点掌握光电子学研究内容及其发展动态

2、光学基础知识与光场传播规律

教学内容：光学基础知识（光的基本属性，反射、折射，偏振，干涉，衍射），光的电磁理论和波动光学的相关知识（麦克斯韦方程，波动方程，高斯光束）。

重点：光的基本属性，波动方程，高斯光束。

难点：波动方程，高斯光束。

教学要求：复习掌握光学基础知识（光的基本属性，反射、折射，偏振，干涉，衍射）；掌握光的电磁波理论；理解和掌握麦克斯韦方程、波动方程、高斯光束的概念与应用。

3、激光原理与技术

教学内容：激光原理（光与物质相互作用的经典和量子理论，激光产生的条件及激光的特点，激光器的基本结构及输出特性，激光器的种类）和激光技术（脉冲技术、选模技术、稳频技术等）。

重点：光与物质相互作用的基本理论;；激光产生的条件；调Q和锁模技术。

难点：光与物质相互作用的基本理论；激光产生的条件。

教学要求：掌握激光原理，包括光与物质相互作用的经典和量子理论，激光产生的条件及激光的特点，激光器的基本结构及输出特性，激光器的种类；掌握激光技术包括脉冲技术、选模技术、稳频技术等。