《光電子學》教學大綱

PAGEPAGE4《光電子學》課程簡介課程編號：08034037課程名稱：光電子學/Optoelectronics學分：2.5學時：40（實驗：0上機：0課外實踐：0）適用專業(yè)：光電信息科學與工程建議修讀學期：5開課單位：數(shù)理科學與工程學院光電工程系先修課程：大學物理、電磁場與電磁波、物理光學考核方式與成績評定標準：最終成績由平時成績（30%）、期末（70%）兩部分成績構(gòu)成。期末成績通過閉卷考試方式進行教材與主要參考書目：教材：光電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用（省級規(guī)劃教材）.黃仙山，吳建光，合肥工業(yè)大學出版社，2015年.參考書目：1．光電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）.朱京平，科學出版社,2013年.2．光電子器件.汪貴華，國防工業(yè)出版社，2009年.3．光電子學導(dǎo)論.閻吉祥，華中科技大學出版社，2009年.4．光電子技術(shù).姚建銓，于意仲，高等教育出版社，2006年.內(nèi)容概述：中文：光電子技術(shù)主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)，它與微電子共同組成信息技術(shù)的兩大支柱。光電子學作為光電信息科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學習它可以為學生今后從事激光技術(shù)、光纖技術(shù)、光通信技術(shù)、光信號探測技術(shù)、光信息存儲與處理技術(shù)、顯示技術(shù)及光計算等方面的研發(fā)工作打下基礎(chǔ)。本課程主要包括光學基礎(chǔ)知識、光輻射在介質(zhì)波導(dǎo)中的傳播、光的耦合與調(diào)制、光輻射的探測等主要幾個部分。英文：Optoelectronictechnology,oneofthetwopillarsofinformationtechnology,mainresearchtheinteractionandenergytransformationoflightandelectronicinmatter.OptoelectronicsistheprofessionalbasiccourseoftheOptoelectronicinformationscienceandengineering.Studyingthiscourseishelpfultolaythefoundationfortheworkinginthefieldoflasertechnology,opticalfibertechnology,opticalcommunication,opticalsignaldetection,opticalinformationstorageandprocessing,photoelectricdisplayandopticalcomputing.Thecoursecontainsbasicknowledgeofoptics,opticaltransmissioninmediumwaveguide,opticalcouplingandmodulationanddetectionofopticalradiation.《光電子學》教學大綱課程編號：08034037課程名稱：光電子學/Optoelectronics學分：2.5學時：40（實驗：0上機：0課外實踐：0）適用專業(yè)：光電信息科學與工程建議修讀學期：5開課單位：數(shù)理科學與工程學院光電工程系先修課程：大學物理、電磁場與電磁波、物理光學一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)光電子學是光電信息科學與工程專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是光電、儀器儀表類專業(yè)必修的主干核心課，通過該門課程的學習，使學生系統(tǒng)熟練地掌握光電子學基本概念、基本原理與基礎(chǔ)理論，以及基本的研究方法和實驗技能，為進一步學習光纖通信、光電檢測技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程奠定必要的基礎(chǔ)，為今后從事光通信、光信息處理、光電傳感等方面的研究開發(fā)工作提供必要的基礎(chǔ)知識。教學目標：要求學生掌握光電子學基本概念、基本原理和基本理論，掌握典型的光電系統(tǒng)中所包含的單元模塊的基本原理和理論：導(dǎo)波光學、光調(diào)制原理、光電耦合以及光電探測原理，能夠了解常用的、基于光電子學原理的器件和實際中的應(yīng)用，并具有一定的創(chuàng)新能力。(對應(yīng)畢業(yè)要求：2、4、5、6、12)本課程的主要任務(wù)是：(1)要求學生了解典型光電系統(tǒng)的組成模塊及其光電子技術(shù)的應(yīng)用；(2、4、5)(2)要求學生掌握光在平面介質(zhì)光波導(dǎo)和圓柱型光波導(dǎo)中的傳輸理論和光波耦合的基本原理，了解光波導(dǎo)器件和光耦合器件的制作和應(yīng)用；(2、5、6、12)(3)要求學生掌握電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)和磁光效應(yīng)的基本原理，掌握利用以上物理效應(yīng)實現(xiàn)光調(diào)制的原理和過程，了解利用這些物理原理制作的其他光電器件；(2、5、6、12)(4)要求學生掌握光電效應(yīng)的基本原理，了解光熱效應(yīng)的原理，熟悉電光探測器件的典型參數(shù)，了解典型光電探測器件的光電特性；(2、5、6、12)二、教學內(nèi)容及學時分配本課程總學時數(shù)為40學時，其中理論教學為40學時；課程教學共有6章，具體內(nèi)容及學時安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學要求重點(☆)難點(Δ)學時安排實驗學時上機學時備注第一章緒論2第一節(jié)光電子技術(shù)的演變、發(fā)展和內(nèi)容C第二節(jié)光電子技術(shù)的應(yīng)用C第二章光與物質(zhì)相互作用基礎(chǔ)2第一節(jié)光學基礎(chǔ)知識A☆第二節(jié)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)B第三章光輻射在介質(zhì)波導(dǎo)中的傳播12第一節(jié)光在介質(zhì)界面上的反射與折射B第二節(jié)平面介質(zhì)光波導(dǎo)的射線分析法A☆Δ第三節(jié)平面介質(zhì)波導(dǎo)中的電磁理論BΔ第四節(jié)光纖－圓柱介質(zhì)光波導(dǎo)A☆第五節(jié)光的耦合和波導(dǎo)耦合器C第四章光調(diào)制技術(shù)16第一節(jié)晶體中光的傳播特性B第二節(jié)電光效應(yīng)A☆Δ第三節(jié)外電場作用下晶體中光的傳播A☆第四節(jié)電光調(diào)制A☆Δ第五節(jié)聲光調(diào)制A☆Δ第六節(jié)磁光調(diào)制B第五章光電探測基礎(chǔ)4第一節(jié)光電探測的物理效應(yīng)A☆第二節(jié)光電探測器的性能參數(shù)C第三節(jié)光電探測方式C第六章光電探測器件和應(yīng)用實例4第一節(jié)光敏電阻和光電池B第二節(jié)光敏電阻的應(yīng)用和電路B第三節(jié)光電二極管和光電三極管C第四節(jié)光電二極管應(yīng)用和電路B☆第五節(jié)電荷耦合器件和光電倍增管（教學基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實驗（上機）項目及學時分配四、教學方法與教學手段 1.本課程以課堂講授為主，課下自學為輔，對于理論性較強的教學內(nèi)容以板書教學為主，而應(yīng)用性較強的章節(jié)內(nèi)容主要以多媒體教學為主。 2.注重講述基本原理和基本理論，同時也注重理論和工程實際應(yīng)用相結(jié)合。3.對學習的內(nèi)容布置討論及思考題，提高學生獨立思考及解決問題的能力。適當增加flash動畫、視頻材料，使學生了解到本學科的最新前沿進展。4.教師擬定題目，學生以小組方式開展專題討論。教師為每個小組提供咨詢，檢查工作進度，幫助學生改善方案，從而使學生更好地解決報告中實際的問題。五、考核方式與成績評定標準課程考核采用百分制。課程考核成績采用平時成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時成績占課程考核成績的30%，平時成績考核采用考勤、作業(yè)、課堂提問和專題討論相結(jié)合的方式；期終成績考核采用閉卷考試方式，期終考試成績占課程考核成績的70%。六、教材與主要參考書目教材：光電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用（省級規(guī)劃教材）.黃仙山，吳建光，合肥工業(yè)大學出版社，2015年.參考書目：1．光電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）.朱京平，科學出版社,2013年.2．光電子器件.汪貴華，國防工業(yè)出版社，2009年.3．光電子學導(dǎo)論.閻吉祥，