八、课程目标达成评价结果用于持续改进课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。针对课程目标达成评价中发现的问题与不足,重点是达成值相对较低的项,在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因,并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议,在授课计划中做好落实改进计划,并在授课过程中予以落实。九、参考书目及学习资料1、谭保华主编,《光电子技术基础》,ISBN9787121217821,电子工业出版社。2、朱京平主编,《光电子技术基础》(第二版),ISBN9787030226235,科学出版社。3、周自刚等编著,《光电子技术基础》,ISBN9787121246395,电子工业出版社。4、韩晓冰主编,《光电子技术基础》,ISBN9787560629551,西安电子科技大学出版社。制定人:贺文君审定人:穆继亮批准人:王红亮2023年5月1日13
13 八、课程目标达成评价结果用于持续改进 课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。 针对课程目标达成评价中发现的问题与不足,重点是达成值相对较低的项,在本次授课 总结中应由授课教师分析具体原因,并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和 建议,在授课计划中做好落实改进计划,并在授课过程中予以落实。 九、参考书目及学习资料 1、谭保华主编,《光电子技术基础》,ISBN 9787121217821,电子工业出版社。 2、朱京平主编,《光电子技术基础》(第二版),ISBN 9787030226235,科学出版社。 3、周自刚等编著,《光电子技术基础》,ISBN 9787121246395,电子工业出版社。 4、韩晓冰主编,《光电子技术基础》,ISBN 9787560629551,西安电子科技大学出版社。 制定人:贺文君 审定人:穆继亮 批准人:王红亮 2023 年 5 月 1 日
《激光原理与技术》课程教学大纲一、课程基本信息制定人:邢恩博教学基层组织审核人:穆继亮开课学院:仪器与电子学院开课学院审核人:王红亮课程名称(中文):激光原理与技术课程名称(英文):PrinciplesandTechnologyofLaser课程类别:专业教育课程课程性质:选修课程代码:Z2306020601适用层次:本科适用专业:电子科学与技术计划学分:2讲课学时:26计划学时(周数):32实验学时:6开课学期:6考核方式:考试先修课程:高等数学、大学物理、光电子技术基础、固体物理后续课程:毕业设计二、课程性质与教学目标1、课程性质与任务《激光原理与技术》是一门理论性很强的专业基础课,是本专业光电子技术及应用方向的重要基础课程。激光物理与激光技术基础已经成为现代科学研究、工业、农业、军事。尤其是光信息应用技术部门的重要内容,是新技术应用的重要基础。课程主要讲授激光器的基本原理和技术,培养学生分析解决激光物理问题的能力,特别强调物理概念的深入理解以及激光输出特性与激光器的参数之间的关系。通过该课程的学习,可以为学生们以后从事激光技术、光通讯以及信息处理、红外探测、生物医疗诊断、材料加工、环境检测等方面的相关工程研究打下基础。2、课程目标课程目标1:培养学生熟悉激光器的产生原理、分析理论,以及各种激光的工程应用。(支撑毕业要求指标点1-1)课程目标2:培养学生掌握各类型激光器应用分析与调试技术。(支撑毕业要求指标点1-2)。思政目标:激光技术是光电子领域的重要技术。通过了解国内外该领域技术的发展现状,14
14 《激光原理与技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 制定人:邢恩博 教学基层组织审核人:穆继亮 开课学院:仪器与电子学院 开课学院审核人:王红亮 课程名称(中文):激光原理与技术 课程名称(英文):Principles and Technology of Laser 课程类别:专业教育课程 课程性质:选修 课程代码:Z2306020601 适用层次:本科 适用专业:电子科学与技术 计划学分:2 计划学时(周数):32 讲课学时:26 实验学时:6 开课学期:6 考核方式:考试 先修课程:高等数学、大学物理、光电子技术基础、固体物理 后续课程:毕业设计 二、课程性质与教学目标 1、课程性质与任务 《激光原理与技术》是一门理论性很强的专业基础课,是本专业光电子技术及应用方向 的重要基础课程。激光物理与激光技术基础已经成为现代科学研究、工业、农业、军事。尤 其是光信息应用技术部门的重要内容,是新技术应用的重要基础。课程主要讲授激光器的基 本原理和技术,培养学生分析解决激光物理问题的能力,特别强调物理概念的深入理解以及 激光输出特性与激光器的参数之间的关系。通过该课程的学习,可以为学生们以后从事激光 技术、光通讯以及信息处理、红外探测、生物医疗诊断、材料加工、环境检测等方面的相关 工程研究打下基础。 2、课程目标 课程目标 1:培养学生熟悉激光器的产生原理、分析理论,以及各种激光的工程应用。 (支撑毕业要求指标点 1-1) 课程目标 2:培养学生掌握各类型激光器应用分析与调试技术。(支撑毕业要求指标点 1-2)。 思政目标:激光技术是光电子领域的重要技术。通过了解国内外该领域技术的发展现状
激发学生的学习热情和开拓学生的创新思想激发学生重视技术进步与创新,为国民经济发展和国家进步贡献力量的意识。三、课程内容、思政融入点、学时分配及对毕业要求指标点的支摔1、本课程为选修课,要求先修高等数学、大学物理、光电子技术基础、固体物理等课程,在教学中应注重基础知识、基本概念和思维方法的传授,同时运用类比式和启发式教学,使学生熟悉激光器的产生原理、分析理论,以及各种激光的工程应用,具备分析、设计各种激光器件的基本能力和方法。2、利用课堂讲授和实物展示等手段,使学生掌握不同种类激光器的原理、实现方案、技术性能、关键技术以及在各个领域的应用,培养学生把理论知识运用到实际设计中去的技能。3、深度和广度说明:对激光的基本原理、开放式光腔与高斯光束、电磁场和物质的相互作用、激光器的振荡特性要深入讲解。对典型激光器和放大器做简单介绍。对新型半导体激光器原理了解即可,光的受激辐射原理与激光器速率方程是重点。4、偏差说明:为了鼓励教师引入个人授课风格或者适应技术发展的紧迫性,本课程允许教师授课内容做适当调整,最大正偏差为10%,不允许负偏差。正偏差通过压缩同等内容的学时数来完成。特殊情况,最大正偏差和置换偏差累计可达到20%,但在开课前要申请专业责任人批准。(正偏差指大纲知识点不变,新增知识点;负偏差是大纲知识点减少;置换偏差是指大纲中部分知识点被其它类似知识点替换)。15
15 激发学生的学习热情和开拓学生的创新思想激发学生重视技术进步与创新,为国民经济发展 和国家进步贡献力量的意识。 三、课程内容、思政融入点、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 1、本课程为选修课,要求先修高等数学、大学物理、光电子技术基础、固体物理等课 程,在教学中应注重基础知识、基本概念和思维方法的传授,同时运用类比式和启发式教学, 使学生熟悉激光器的产生原理、分析理论,以及各种激光的工程应用,具备分析、设计各种 激光器件的基本能力和方法。 2、利用课堂讲授和实物展示等手段,使学生掌握不同种类激光器的原理、实现方案、 技术性能、关键技术以及在各个领域的应用,培养学生把理论知识运用到实际设计中去的技 能。 3、深度和广度说明:对激光的基本原理、开放式光腔与高斯光束、电磁场和物质的相 互作用、激光器的振荡特性要深入讲解。对典型激光器和放大器做简单介绍。对新型半导体 激光器原理了解即可,光的受激辐射原理与激光器速率方程是重点。 4、偏差说明:为了鼓励教师引入个人授课风格或者适应技术发展的紧迫性,本课程允 许教师授课内容做适当调整,最大正偏差为 10%,不允许负偏差。正偏差通过压缩同等内 容的学时数来完成。特殊情况,最大正偏差和置换偏差累计可达到 20%,但在开课前要申 请专业责任人批准。(正偏差指大纲知识点不变,新增知识点;负偏差是大纲知识点减少; 置换偏差是指大纲中部分知识点被其它类似知识点替换)
表3.1课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节内容讲课实验小计支撑课程目标支排求指标点1绪论221第1章1-11,1、激光的发展史1.2、激光的广泛应用2激光的基本原理2.1、相干性的光子,理解激光模式、相格、光子相干性、光子简并度:2.2、光的受激辐射基本概念,包括黑体辐射,以及自发辐射跃迁、受激吸收跃迁和受激辐射跃迁(重点)第2章1-12.3、光的受激辐射放大概念、自激振荡条件:激光产生的基本原理、激光器的组成6612.4、激光的特性重点:光的受激辐射放大概念、自激振荡条件:激光产生的基本原理、激光器的组成难点:激光的特性3开放式光腔与高斯光束3.1、光腔理论的一般间题:级模的概念,光腔的损耗,无源振腔的Q值:其轴球面腔的稳定性条件3.2、方形镜、圆形共焦腔的自再现模,方形镜、圆形镜共焦腔的行波场特征:一般稳定球面腔的模式特征1-1第3章3.3、高斯光束的基本性质及特征参数,高斯光束Q参数的变换规律61、261-23.4、高斯光束的聚焦和准直:高斯光束的自再现变换与稳定球面腔的等价:光束衍射借率因子M2重点:光腔理论的一般间题:织模的概念,光腔的损耗,无源谐振腔的Q值:共轴球面腔的稳定性条件:高斯光束的基本性质及特征参数,高斯光束Q参数的变换规律难点:方形镜、形其焦腔的自再现模,方形镜、阅形镜共焦腔的行波场特征:16
16 表 3.1 课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 章节 内 容 讲课 实验 小计 支撑课程目标 支撑求指标点 第 1 章 1 绪论 1.1、激光的发展史 1.2、激光的广泛应用 2 2 1 1-1 第 2 章 2 激光的基本原理 2.1、相干性的光子,理解激光模式、相格、光子相干性、光子简并度; 2.2、光的受激辐射基本概念,包括黑体辐射,以及自发辐射跃迁、受激吸收跃迁和 受激辐射跃迁(重点) 2.3、光的受激辐射放大概念、自激振荡条件;激光产生的基本原理、激光器的组成 2.4、激光的特性 重点:光的受激辐射放大概念、自激振荡条件;激光产生的基本原理、激光器的组 成 难点:激光的特性 6 6 1 1-1 第 3 章 3 开放式光腔与高斯光束 3.1、光腔理论的一般问题;纵模的概念,光腔的损耗,无源谐振腔的 Q 值;共轴球 面腔的稳定性条件 3.2、方形镜、圆形共焦腔的自再现模,方形镜、圆形镜共焦腔的行波场特征;一般 稳定球面腔的模式特征 3.3、高斯光束的基本性质及特征参数,高斯光束 Q 参数的变换规律 3.4、高斯光束的聚焦和准直;高斯光束的自再现变换与稳定球面腔的等价;光束衍 射倍率因子 M2 重点:光腔理论的一般问题;纵模的概念,光腔的损耗,无源谐振腔的 Q 值;共轴 球面腔的稳定性条件;高斯光束的基本性质及特征参数,高斯光束 Q 参数的变换规律 难点:方形镜、圆形共焦腔的自再现模,方形镜、圆形镜共焦腔的行波场特征;一 6 6 1、2 1-1 1-2
般稳定球面腔的模式特征4光场与物质的相互作用4.1、光和物质相互作用的经典理论:谱线加宽和线型函数:均匀加宽、非均勾加宽产生的物理机制(重点)4.2、受激辐射概率;1-1第4章881、21-24.3、典型激光器速率方程4.4、均匀/非均匀/综合加宽工作物质的增益系数,烧孔效应,兰姆凹陷的形成重点:典型光器速率方程难点:均匀/非均匀/综合加宽工作物质的增益系数,烧孔效应,兰姆凹陷的形成5激光的基本技术与各类典型激光器5.1、激光器的模式选择、稳频、Q调制、锁模第5章5.2、各类典型激光器简介,能够了解固体、气体、光纤、半导体激光的主要特性与441、 21-2应用。重点:激光器的模式选择、稳频、Q调制、锁模6激光器的L-V-P特性与光谱特性测试分析6.1掌握半导体激光器的基本原理,享握测量LD的1-V-P曲线,学习分析半导体激331. 21-2实验一光器的阀值条件和斜率效率。6.2通过实验熟悉半导体激光器的光谱特性,掌握激光输出前后光谱的变化以及中心波长随电流的变化。7激光暑的发散角与激光偏损态测试分析7.1掌握半导体激光器的发散角特性测量,掌握通过光谱仪与旋转转台测量分析半3321-2实验二导体激光器的发散角。7.2掌握半导体激光器的激光偏握态,掌握激光偏振片与功率计的使用方法,拿握半导体激光器的激光偏振态的分析。合计26632 17
17 般稳定球面腔的模式特征 第 4 章 4 光场与物质的相互作用 4.1、光和物质相互作用的经典理论;谱线加宽和线型函数;均匀加宽、非均匀加宽 产生的物理机制(重点) 4.2、受激辐射概率; 4.3、典型激光器速率方程 4.4、均匀/非均匀/综合加宽工作物质的增益系数,烧孔效应,兰姆凹陷的形成 重点:典型激光器速率方程 难点:均匀/非均匀/综合加宽工作物质的增益系数,烧孔效应,兰姆凹陷的形成 8 8 1、2 1-1 1-2 第 5 章 5 激光的基本技术与各类典型激光器 5.1、激光器的模式选择、稳频、Q 调制、锁模 5.2、各类典型激光器简介,能够了解固体、气体、光纤、半导体激光的主要特性与 应用。 重点:激光器的模式选择、稳频、Q 调制、锁模 4 4 1、2 1-2 实验一 6 激光器的 L-V-P 特性与光谱特性测试分析 6.1 掌握半导体激光器的基本原理,掌握测量 LD 的 I-V-P 曲线,学习分析半导体激 光器的阈值条件和斜率效率。 6.2 通过实验熟悉半导体激光器的光谱特性,掌握激光输出前后光谱的变化以及中 心波长随电流的变化。 3 3 1、2 1-2 实验二 7 激光器的发散角与激光偏振态测试分析 7.1 掌握半导体激光器的发散角特性测量,掌握通过光谱仪与旋转转台测量分析半 导体激光器的发散角。 7.2 掌握半导体激光器的激光偏振态,掌握激光偏振片与功率计的使用方法,掌握 半导体激光器的激光偏振态的分析。 3 3 2 1-2 合 计 26 6 32