光电成像原理与技术教学大纲

第一篇：光电成像原理与技术教学大纲

《光电成像系统实践》教学大纲

课程编号：OPT04042 英文名称：Practice of Photo-electronic imaging System 学

分：3

学时：3周

先修课程：应用光学，光电成像原理与技术，精密机械基础等

一、目的与任务

本环节为电子科学与技术专业（光电子方向）实践教学必修环节，安排在第7学期进行。本教学实践环节旨在通过对典型光电成像系统结构的认识和设计，进一步巩固、加深学生对光电成像系统的构成、各技术环节的作用和工作原理的认识和理解，明确系统总体性能与各部分参数的关系，使学生掌握光电成像系统的总体设计的思路、步骤和关键环节部件选配方法等。通过本实践教学环节，可达到提高学生动手能力和在实际工作中独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强学生对科学性、合理性、经济性、可行性、可靠性、可维护性等工程概念的理解，以及提高学生解决实际工程问题水平的目的。

本课程的内容亦军亦民，与国防装备密切相关，因此，本课程的学习可以培养学生的爱国主义精神和大国防意识。

二、教学内容及学时分配（3周）

课程设计题目分类：

设计1 直视微光成像（观瞄）系统设计（关键部件选型应包括：物镜系统、像管＋高压电源、目镜系统的选型等）；

设计

2电视型微光成像（如车载夜视仪、星光级电视瞄具）系统设计（关键部件选型应包括：物镜系统、像管＋高压电源、摄像系统、信号传递方式及显示系统的选型等）；

设计

3主动照明微光／红外成像（如车牌抓拍系统、闯红灯违章记录系统、车号识别系统、露天场景全天候监视系统、水下成像系统）系统设计（关键部件选型应包括：光源、滤光镜、物镜系统、像管＋高压电源、目镜系统的选型等）；

设计

4医用内窥镜电视成像（如胃镜系统、工业内窥镜）系统设计（关键部件选型应包括：专用镜头、光源、传光系统、支撑机构、信号传递方式、显示方式与显示系统等）；

设计5 高速工业在线视频检测成像（如钢丝直径在线检测、路面瑕疵或不平整度检测系统、轨道参数测量系统、印刷品质量检测系统、电路板故障检测系统）系统设计（关键部件选型应包括：光源、滤光镜、物镜系统、摄像系统、信号传递方式、信息记录或显示系统的选型及图像处理方案等）；

设计6 特种光电成像系统设计（选择光子计数探测系统、火星车立体视觉系统、紫外指纹搜索系统、门禁体温自动探测系统、高炉炉膛测温成像系统、舰载红外警戒系统、多光谱成像系统或其他新用途、新型成像系统。关键部件选型根据具体要求进行）； 课程设计要求：

学生在以上设计选题中选做1个，根据具体设计要求的技术指标（观察条件、目标及背景特性、工作条件等其他相关技术指标）完成系统的框架设计、总体技术参数分配、关键部件的选配等；通过网络检索、查询相关设计手册等手段，完成关键部件详细参数的了解和市场调研，完成关键部件选型，参数验算，并利用实验室已有试验条件，开展部分模拟性验证实验和计算机仿真；对诸如专业处理电路等非成熟产品，要求能够给出功能框图，数据输入输出格式及要求等；使用绘图软件画出系统总体结构图，撰写设计论证报告、计算书、模拟实验报告（或软件仿真实验报告），对设计结果进行初步的性能评估。课程设计内容及时间分配：

第一周集中讲课：以教师对既往科研中开展过的某个光电成像系统设计过程为例，让学生了解系统设计的基本思路，要求学生理解光电成像系统总体设计方法和设计原则、技巧及完整的设计过程。同时，介绍常用的结构设计方法与应用软件、电子电路的设计方法和应用软件。

演示与操作实验：通过实验室内对实物解剖、展示，让学生亲自观察、使用和分析实验室现有的夜视仪、电视摄像系统（黑白／彩色）、显示器（黑白／彩色），视频发射接收器等光电成像系统及关键部件，了解实际光电成像系统的共性和特性。

安排课程设计题目并根据提出具体要求：学生自愿选题，每个题目可以有最多5名成员组成小组共同完成，在教师的指导下明确组内各成员的分工，进而指导其完成总体技术指标的确定，确定系统总体方案。要求学生在本周末提交设计论证报告（初稿），完成成像器件性能指标的确定和选型及总体技术指标计算书。

第二周 指导学生通过查询相关设计手册、网络检索完成对其他关键部件详细参数的了解和市场调研，完成部件选配，参数验算；并结合细化的设计过程，对上周指定的设计论证报告中提到的相关技术指标进行必要的修正。利用实验室已有试验条件，设计并搭建局部性能的模拟性验证实验系统，或编制小规模的计算机仿真程序（如模拟成像系统的图像探测、采集、存储、传输的功能、验证相关照明条件与滤光系统对成像系统的影响、编制图像预处理及特征提取等特定需要的功能软件以验证图像处理算法选择的科学性、可行性等），对诸如专业处理电路等非成熟产品，要求能够给出功能框图，数据输入输出格式及要求等；学习并使用绘图软件画出系统总体结构图。本周末对各组设计工作的阶段性进展进行考核。

第三周 开展部分模拟性验证实验和计算机仿真；根据小组内各成员的设计结果和问题，结合所设计系统的工作条件，开展工程化的论证和修正。按照小组分工，结合每个人的工作内容，有重点地撰写设计论证报告，并对设计结果进行初步的性能评估分析。以小组为单位，以答辩的形式，进行设计工作总结与考核。

三、考核与成绩评定

成绩评定根据创新性情况、设计论证报告、系统参数计算书、系统指标完成情况及设计是否达到要求并综合纪律、出勤情况给出。成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格五等。具体标准如下：

1.2.3.4.5.所设计的系统应满足应用的基本分辨力、灵敏度、动态范围等基本要求； 各关键部件在性能指标，结构及操作性等方面应满足适配性要求； 所设计系统中的部件成本应有一定的经济合理性；

对关注到环境适应性、可操作性，可维护性和可靠性的设计在评分时予以倾斜；

提交的设计论证报告时，需将所有选用关键部件的调研情况、局部功能模拟验证实验报告及相关功能性软件程序仿真结果作为附件一起提交。

四、大纲说明

1.本大纲是根据我校电子科学与技术（光电子）、光电信息科学与工程、光电信息工程专业培养计划及其知识结构要求，并适当考虑专业特色而制定的。

2.在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，对内容进行适当的调整和删节。3.本大纲适合光电类相关专业。

五、教科书、参考书

教科书：

自编讲义 典型光电成像系统综合设计――待编

参考书：

白廷柱，金伟其编著．光电成像原理与技术[M]．北京：北京理工大学出版社，2006.1

编写教师： 曹峰梅

责任教授：

教学院长：

《Practice of Photoelectric Imaging System》

Course Code: OPT04042 Course Name: Practice of Photoelectric Imaging System Class Hour: 3 weeks Credit: 3 Course Description:

The objective of this course is to familiarize students with basic photo-electronic imaging devices, system architecture and its application, train the students’ ability of designing the integrated system, analyzing the relationship between the system’s whole performance with the parameters of basic models or devices.Through the course, students should learn how to calculate the parameters of the key elements, select the proper devices, practice the design method and design procedure of the photo-electronic system.The main contents of the course include analyzing several typical photoelectric systems as examples, introducing the frequently-used architectural or electronic design method and software, showing the students the night vision system and devices, color/mono CCD and other typical imaging devices.After introduction and practicing mounting the typical system, students should design the specific system and practice some basic parts.Students should work in groups and have clear division for a specific photoelectric imaging system.Then, from the system design, they need to implement part of the system to verify their design method and submit the design report.

第二篇：材料制备原理与技术-教学大纲

《材料制备原理与技术》教学大纲

《材料制备原理与技术》是研究无机非金属材料的合成与制备、组成与结构、性能、使用效能之间的关系与规律的科学。本课程由陶瓷工艺原理、晶体生长技术和气相沉积技术三部分组成。

第一部分

陶瓷工艺原理

第一章

晶体结构以及晶体结构缺陷

化学键的种类，和电负性的关系；14种布拉菲点阵，晶向指数，晶面指数，密堆方式，四面体间隙和八面体间隙，基本AB结构，钙钛矿结构，硅酸盐晶体结构类型。

点缺陷的种类和表示方法，Schottky缺陷，Frenkel缺陷，定比化合物，非定比化合物，布氏矢量，位错的种类，晶界。

第二章

熔融态和玻璃态

掌握熔体的结构与性质，特别是性质部分。

玻璃性质，玻璃结构，并了解其内在规律性。重点为玻璃结构，特别是玻璃结构学说，玻璃通性及晶体性质的区别。

晶体、非晶体和玻璃，玻璃转变温度，晶子模型，不规则网络模型，网络形成体，网络改变体，网络中间体。

第三章

相平衡（相图）

热力学基本定律，自由能、成份和相平衡，单元相图，二元相图基本类型，三元相图的杠杆定律、成份三角形、连线法则、切线法则等基本规则和原理。

要求会应用、分析、计算相图。第四章

扩散

扩散定律和简单解，离子型晶体的主要扩散机理，扩散系数，扩散系数和温度的关系。要求掌握扩散方程，扩散机理和扩散系数，无机固体材料中的扩散，了解影响扩散的因素如温度，杂质等等，固体中扩散，影响扩散的因素。

第五章

固相反应

固相反应分类，固相反应热力学，杨德尔方程，金斯特林格方程，温度、颗粒度、矿化剂、压力对固相反应的影响。

综合掌握固相反应的类型及反应原理，固相反应的动力学方程，影响的固相反应因素。第六章

烧结

烧结的定义，烧结过程的推动力，固相烧结传质机理，烧结应力模型，晶粒生长与二次 再结晶，影响烧结的因素，常见烧结方法。

掌握液相、固相烧结原理，影响烧结的因素。重点为液、固相烧结机理、模型，影响烧结的因素。

第二部分

晶体生长技术

第一讲：导论及晶体生长热力学 第二讲：晶体生长动力学

晶体生长界面微观结构，晶体生长界面原子的沉积方式，晶体生长速率，晶体的平衡形貌，实际晶体生长形态的影响因素。

第三讲：熔体生长

籽晶提拉法（Czochralski法），坩埚下降法（Bridgman法），泡生法，焰熔法，区域熔融法（区熔法）。

第四讲：溶液生长

溶液的性质，溶液生长驱动力，生长速度，溶液生长方法，溶剂的选择，对流效应。第五讲：气相生长

气相生长概念与原理，气相生长的主要方法，控制参数，气相生长的界面原子过程。第六讲：II-VI族化合物单晶生长原理与技术

第三部分 气相沉积技术

第一讲：蒸发技术

物质的热蒸发，蒸发源（电阻蒸发源，电子束蒸发源，电弧加热蒸发源，激光加热蒸发源），分子束外延技术（MBE）。

第二讲：溅射技术

辉光放电与等离子体，溅射现象，溅射方法（直流溅射，射频溅射，反应溅射，磁控溅射）。

第三讲：离子镀

气体放电等离子体离子镀，空心阴极放电离子镀（HCD，Hollow Cathode Deposition）。第四讲：化学气相沉积（CVD）

CVD的一般原理，CVD基本技术（开管气流法，封管法），低压CVD，等离子体增强CVD（PCVD），CVD的发展。

主要参考书目

第一部分

陶瓷工艺原理

1、樊先平，无机非金属材料科学基础，浙江大学出版社

2、周玉，陶瓷材料学（第一版），哈尔滨工业大学出版社

3、周玉，陶瓷材料学（第二版），科学出版社

4、陆佩文，无机材料科学基础（硅酸盐物理化学）重排本，武汉理工大学出版社

5、陆佩文，硅酸盐物理化学，东南大学出版社

6、叶瑞伦，无机材料物理化学，北京：中国建筑工业出版社，1984。

7、浙江大学，武汉建材学院，上海化工学院，华南工学院，硅酸盐物理化学，北京：中国建筑工业出版社，1980

8、南京化工学院，陶瓷物理化学，北京：中国建筑工业出版社，1981

第二部分

晶体生长技术

1、闵乃本，晶体生长的物理基础，上海：上海科学技术出版社，1982

2、张克从，晶体生长科学与技术，北京：科学出版社，1997

3、朱世富，材料制备科学与技术，北京：高等教育出版社，2006

第三部分

气相沉积技术

1、杨树人，外延生长技术，北京：国防工业出版社，1992

第三篇：《免疫学技术与方法原理》教学大纲.

《免疫学技术与方法原理》教学大纲

主讲教师 张双民 齐浩

一、本课程目的和要求

《免疫学技术与方法原理》是为我院所有专业学生开设的选修课.免疫学技术是当今生命科学实验研究和临床及预防医学领域的重要手段,尤其在医学基础研究和临床医学实践中应用极为广泛。通过对该课程的学习,目的是使学生了解和掌握主要免疫学技术的方法和原理,扩大学生知识面,开阔他们的视野。

本课程应安排在应是在细胞生物学、微生物学、生物化学、免疫学等课程之后,适于对大四开设。本课程总学时为36学时。

二、本课程的主要教学内容

绪 论(2学时)

一、免疫学与免疫学技术的发展史

二、免疫学技术的广泛应用

三、免疫学技术的发展现状

四、免疫学技术的发展趋势

第一章 抗原抗体反应基本原理(2学时)

第一节 抗原抗体结合的一般原则

1.抗原 2.抗体 3.抗原抗体结合的一般原则 4.参与反应的抗原抗体比例

第二节 抗原抗体结合反应的机理 第三节 影响抗原抗体结合反应的因素

1.电解质 2.温度 3.pH 第四节 抗原抗体结合反应主要应用

1.补体检测 2.免疫球蛋白检测 3.免疫复合物检测

4.细胞因子检测

第二章 抗体的制备与分离纯化技术(4学时)第一节 抗体的制备技术

1.原理 2.动物的选择 3.抗原的处理 4.动物的免疫

第二节 多克隆抗体的制备 1.颗粒抗原 2.可溶性抗原 3.半抗原 第三节 抗体的分离纯化技术

一、原则

二、方法: 1.盐析法 2.凝胶柱层析 3.离子交换层析 4.免疫吸附亲和层析

第三章 抗原的制备与分离纯化技术(2学时)

第一节 抗原的概念和结构: 1.抗原与抗原决定簇(表位)2.抗原-抗体结合的结构基础 第二节 抗原类型及抗原性

1.就其化学本质而言 2.就其反应性而言

第三节 抗原分离纯化技术

第四章 免疫标记技术(7学时)

第一节 放射免疫技术: 1.原理 2.基本试剂和技术方法 3.技术进展

第二节 酶免疫技术: 1.原理 2.酶标抗体的制备 3.酶免疫技分析中的放大作用

4.酶免疫技分析的应用及发展趋势

第三节 免疫荧光技术: 1原理 2.标记方法 3.应用

第四节 化学发光免疫分析:1.原理 2.方法类型 3.应用及展望

第五章 时间分辨免疫荧光分析(3学时)

第一节 时间分辨免疫荧光分析: 1.原理 2.类型

第二节 双标记时间分辨免疫荧光分析: 1.原理 2.应用 第三节 酶放大时间分辨免疫荧光分析: 1.原理 2.应用

第六章 分子免疫及免疫遗传学的技术与方法(8学时)

第一节 DNA的分离与纯化 1.注意事项 2.几种常用方法

第二节 核酸分子探针标记技术: 1.切口平移法 2.随机引物法 3.DNA末端标记法 第三节 核酸分子杂交技术: 1.原理和类型 2.操作步骤 3.注意事项 第四节 cDNA文库的构建及抗体筛选法: 1.cDNA文库及其构建

2.cDNA表达文库的抗体筛选法

第五节 HLA基因配型分型技术

一、HLA基因及其配型分

二、HLA-II类基因配型方法: 1.PCR-SSCP法 2.PCR-DCP法 3.PCR-F法

三、HLA-II类基因分型方法: 1.PCR-SSO法 2.PCR-RFLP法 3.PCR-SSP法

第七章 免疫印迹技术(4学时)第一节 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)第二节 转移电泳 第三节 免疫学检测

第八章 免疫电镜技术(4学时)

第一节 基本原理和方法: 1.原理 2.免疫标记方法 3.标本处理 第二节 透射免疫电镜技术: 1.抗体不同标记方法 2.注意事项

第三节 扫描及冷冻蚀刻免疫电镜技术: 1.标记物2.标记方法3.标本处理

第四节 电镜水平原位杂交: 1.原位杂交主要原则 2.杂交结果显示 3.标本处理

第四篇：激光原理与技术课程教学大纲

二、讲授大纲与各章的基本要求

考核要求：

1、光的波粒二象性

周炳琨、高以智等（美）W.克希耐尔著，孙文等译Addison-Wesley,

第五篇：激光原理与技术课程教学大纲

《激光原理与技术》课程教学大纲

二、讲授大纲与各章的基本要求

第一章 辐射理论概要与激光产生的条件

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解光的波粒二象性，掌握光的偏振性、单色光的含义、平面光波的表示法、光强的定义和光子的含义。掌握原子能级和简并度的含义，理解原子状态标记的方法，理解辐射跃迁选择定则，掌握玻尔兹曼分布定律，掌握辐射跃迁也非辐射跃迁的定义和特点。3 理解黑体辐射的概念和规律，掌握光和物质相互作用时三种基本过程的特点、规律、发生几率，以及三者之间的关系。掌握自发辐射光功率和受激辐射光功率在普通光源和激光器中的大小关系。掌握光谱线、线型、光谱线宽度的概念，掌握自然增宽、碰撞增宽、多普勒增宽的原因、展宽线型、增宽大小及其影响因素，理解均匀增宽和非均匀增宽的概念和含义，理解综合增宽的含义。理解光在介质中受激放大的过程和规律，掌握介质中产生激光放大的条件，理解吸收系数和增益系数的概念，掌握光学谐振腔在激光器中的作用和激光阈值条件。

教学时数：10学时 教学内容：

第一节 光的波粒二象性

一、光波

二、光子

第二节 原子的能级和辐射跃迁

一、原子能级和简并度

二、原子状态的标记

三、玻尔兹曼分布

四、辐射跃迁和非辐射跃迁 第三节 光的受激辐射

一、黑体热辐射

二、光和物质的作用

三、自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系

四、自发辐射光功率与受激辐射光功率

第四节 光谱线增宽

一、光谱线、线型和光谱线宽度

二、自然增宽

三、碰撞增宽

四、多普勒增宽

五、均匀增宽和非均匀增宽线型

六、综合增宽 第五节 激光形成的条件

一、介质中光的受激辐射放大

二、光学谐振腔和阈值条件

考核要求：

1、光的波粒二象性

1.1 光波偏振性（领会）

1.2 光速、频率和波长的关系（领会）1.3 单色平面波（领会）1.4 光强（识记）1.5 光子（领会）

2、原子的能级和辐射跃迁

2.1 原子能级和简并度（领会）

2.2 原子状态的标记（领会）

2.3 辐射跃迁的选择定则（领会）2.4 玻尔兹曼分布（领会、应用）2.5 辐射跃迁和非辐射跃迁（领会、识记）

3、光的受激辐射

3.1 黑体热辐射（领会）

3.2 自发辐射、受激辐射、受激吸收（领会、识记、应用）3.3 自发辐射、受激辐射、受激吸收之间的关系（领会）3.4 自发辐射光功率与受激辐射光功率（领会）

4、光谱线增宽

4.1 光谱线的线型函数、宽度（识记）

4.2 自然增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.3 碰撞增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.4 多普勒增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.5 均匀增宽和非均匀增宽的概念（领会）4.6 综合增宽（领会）

5、激光形成的条件

5.1 光束在介质中的传播规律（领会）

5.2 产生受激光放大的条件、增益介质和增益系数（识记、应用）5.3 光学谐振腔的作用、阈值条件（领会、识记）

第二章 激光器的工作原理

教学要点：

通过本章的教学使学生： 理解光学谐振腔满足稳定性条件的重要性，掌握稳定性的条件，理解共轴球面腔稳定图和分类，学会稳定图的应用。理解三能级系统和四能级系统的激光工作方式，掌握速率方程组的建立、推导和粒子数密度反转分布的条件。掌握激光器在小信号工作时的粒子数密度反转分布情况和在均匀增宽型介质中的粒子数密度反转分布。理解粒子数密度反转分布的饱和效应。掌握均匀增宽型介质中的增益系数和增益饱和。掌握在非均匀增宽型介质中粒子数密度反转分布规律，掌握在非均匀增宽型介质中小信号时的增益系数和稳态情况下的增益饱和，掌握烧孔效应的原理。5 了解激光器所存在的各种损耗和起因，掌握激光谐振腔内稳定光强的形成过程，掌握激光器的能稳定出光的阈值条件（包括增益阈值，抽运功率阈值等）。了解激光介质能级选取的注意事项。教学时数：12学时

第一节 光学谐振腔结构与稳定性

一、共轴球面谐振腔的稳定性条件

二、共轴球面腔的稳定图及其分类

三、稳定图的应用

第二节 速率方程组与粒子数反转 一、三能级系统和四能级系统

二、速率方程组

三、稳态工作时的粒子数密度反转分布

四、小信号工作时的粒子数密度反转分布

五、均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布

六、均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 第三节 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和

一、均匀增宽介质的增益系数

二、均匀增宽介质的增益饱和 第四节 非均匀增宽介质的增益饱和

一、介质在小信号时的粒子数密度反转分布值

二、非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数

三、非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布

四、非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 第五节 激光器的损耗与阈值条件

一、激光器的损耗

二、激光谐振腔内形成稳定光强的过程

三、阈值条件

四、对介质能级选取的讨论

考核要求：

1、光学谐振腔结构与稳定性

1.1 共轴球面谐振腔的稳定性条件（应用）1.2 共轴球面腔的稳定图及分类（识记）1.3 稳定图的应用（应用）

2、速率方程组与粒子数反转

2.1 三能级系统和四能级系统（领会）2.2 速率方程组的建立（领会）

2.3 稳态工作时的粒子数密度反转分布（识记）2.4 饱和效应（领会、识记）

3、均匀增宽介质的增益系数和增益饱和

3.1 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和（领会、识记）

4、非均匀增宽介质的增益饱和 4.1 粒子数密度反转分布（识记）4.2 非均匀增宽介质的增益系数（识记）4.3 稳态情况下的增益饱和（领会、识记）

5、激光器的损耗与阈值条件 5.1 激光器的损耗（识记）

5.2 稳定光强的形成过程（领会、识记）5.3 阈值条件（领会、识记、应用）5.4 对介质能级选取（领会）

第三章 激光器的输出特性

教学要点：

通过本章的教学使学生： 理解自再现模概念，掌握自再现模的特点。掌握自再现模积分方程解的物理意义，理解激光谐振腔的谐振条件，理解激光纵模的特点和含义，掌握纵模频率和频率间隔公式，会分析纵模可能存在的数量。理解方形镜面共焦腔自再现模积分方程的解析解，掌握镜面上自再现模场的特征（振幅分布、相位分布、衍射损耗等）了解共焦腔中的行波场和腔内外的光场分布。掌握高斯光束的振幅和强度分布、相位分布、远场发散角以及高斯光束的高亮度。理解稳定球面腔的等价共焦腔的含义，了解稳定球面腔的光束传播特性。5 掌握均匀增宽型和非均匀增宽型介质激光器的输出功率以及影响因素。理解兰姆凹陷的形成原因。6 掌握影响激光器线宽的因素。教学时数：12学时 第一节 光学谐振腔的衍射理论

一、菲涅耳－基尔霍夫衍射公式

二、光学谐振腔的自再现模积分方程

三、激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 第二节 对称共焦腔内外的光场分布

一、共焦腔镜面上的场分布

二、共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 第三节 高斯光束的传播特性

一、高斯光束的振幅和强度分布

二、高斯光束的相位分布

三、高斯光束的远场发散角

四、高斯光束的高亮度 第四节 稳定球面腔的光束传播特性

一、稳定球面腔的等价共焦腔

二、稳定球面腔的光束传播特性 第五节 激光器的输出功率

一、均匀增宽型介质激光器的输出功率

二、非均匀增宽型介质激光器的输出功率

考核要求：

1、光学谐振腔的衍射理论

1.1 菲涅耳－基尔霍夫衍射公式（领会）1.2 自再现模（领会、识记）1.3 激光纵模（领会、识记）

2、对称共焦腔内外的光场分布

2.1 镜面上自再现模场的特征（领会、识记）2.2 行波场和腔内外光场分布（了解）

3、高斯光束的传播特性

3.1 高斯光束的强度分布（领会、识记、应用）3.2 相位分布（领会）

3.3 远场发散角（领会、识记、应用）3.4 高亮度（领会）

4、稳定球面腔的光束传播特性

4.1 稳定球面腔的等价共焦腔（领会）4.2 稳定球面腔的光束传播特性（领会）

5、激光器的输出功率

5.1 均匀增宽型介质激光器的输出功率（领会）

5.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率、兰姆凹陷（领会）

6、激光器的线宽极限（领会）

第四章 激光的基本技术

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解激光器选模的目的和意义，理解均匀增宽型谱线的纵模竞争，掌握单纵模选取的方法，掌握激光单横模的选取方法。了解激光器频率稳定的衡量方法，掌握影响激光器频率稳定的因素，了解常见的几种稳频的方法。了解高斯光束透过透镜时的变换规律，掌握高斯光束的聚焦、准直、扩束等技术的原理和方法。理解激光调制的概念，了解电光强度调制和电光相位调制。5 了解实现激光偏转的几种主要途径。理解激光谐振腔的品质因素Q的含义，掌握调Q的原理，了解几种常见调Q的方法。理解激光锁模技术的含义，掌握锁模的原理，了解锁模的2种常见途径。教学时数：10学时 第一节 激光器输出的选模

一、激光单纵模的选取

二、激光单横模的选取 第二节 激光器的稳频

一、影响频率稳定的因素

二、稳频方法概述

三、兰姆凹陷法稳频

四、饱和吸收法稳频 第三节 激光束的变换

一、高斯光束通过薄透镜时的变换

二、高斯光束的聚焦

三、高斯光束的准直

四、激光的扩束 第四节 激光调制技术

一、激光调制的基本概念

二、电光强度调制

三、电光相位调制 第五节 激光偏转技术

一、机械偏转

二、电光偏转

三、声光偏转 第六节 激光调Q技术

一、激光谐振腔的品质因数Q

二、调Q原理

三、电光调Q

四、声光调Q

五、染料调Q 第七节 激光锁模技术

一、锁模原理

二、主动锁模

三、被动锁模

考核要求：

1、激光器输出的选模

1.1 均匀增宽型谱线的纵模竞争（领会）1.2 非均匀增宽型谱线的多纵模振荡（领会）1.3 单纵模的选取（领会、识记）1.4 单横模的选取（领会、识记）

2、激光器的稳频

2.1 影响频率稳定的因素（识记）2.2 稳频方法（了解）

3、激光束的变换

3.1 高斯光束通过透镜时的变换（领会、应用）3.2 高斯光束的聚焦（领会、应用）3.3 高斯光束的准直（领会、应用）3.4 激光的扩束（领会、应用）

4、激光调制技术

4.1 调制的基本概念（领会）

4.2 电光强度调制和电光相位调制（了解）

5、激光偏转技术 5.1 机械偏转（了解）5.2 电光偏转（了解）5.3 声光偏转（了解）

6、激光调Q技术

6.1 品质因数Q的概念（领会）6.2 调Q原理（领会、识记）

6.3 电光调Q、声光调Q、染料调Q（领会）

7、激光锁模技术 7.1 锁模原理（领会）

7.2 主动锁模和被动锁模（了解）

第五章 典型激光器介绍

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解固体激光器的基本结构，掌握红宝石激光器、YAG:Nd激光器的特点和机理，了解固体激光器的泵浦系统和输出特性，了解半导体激光器泵浦的固体激光器、可调谐固体激光器和高功率激光器的优缺点及原理。了解氦氖激光器的结构和工作机理，了解二氧化碳激光器的结构、激发机理和输出特性，了解氩离子激光器的结构、激发机理和工作特性。3 了解染料激光器的特点、激发机理、调谐原理和泵浦系统。了解半导体激光器中的能带情况和产生受激辐射的条件，掌握PN结的双简并能带结构和粒子数反转条件，掌握半导体激光器的工作原理及阈值条件，了解同质结和异质结半导体激光器的特性。了解准分子激光器、自由电子激光器和化学激光器的特点、基本原理和输出特性。

教学时数：4学时 第一节 固体激光器

一、固体激光器的基本结构与工作物质

二、固体激光器的泵浦系统

三、固体激光器的输出特性

四、新型固体激光器 第二节 气体激光器

一、氦氖激光器 二、二氧化碳激光器

三、氩离子激光器 第三节 染料激光器

一、染料激光器的激发机理

二、染料激光器的泵浦

三、染料激光器的调谐 第四节 半导体激光器

一、半导体的能带和产生受激辐射的条件

二、PN结和粒子数反转

三、半导体激光器的工作原理和阈值条件

四、同质结和异质结半导体激光器 第五节 其他激光器

一、准分子激光器

二、自由电子激光器

三、化学激光器

考核要求：

1、固体激光器

1.1 固体激光器的基本结构和工作物质（了解）1.2 红宝石激光器、Nd:YAG激光器（了解、识记）1.3 泵浦系统、输出特性（了解）

2、气体激光器

2.1 氦氖激光器结构和原理（了解、识记）2.2 二氧化碳激光器结构和原理（了解）2.3 氩离子激光器结构和原理(了解)

3、染料激光器（了解）

4、半导体激光器

4.1 半导体能带（了解）4.2 PN结与粒子数反转（领会）4.3 工作原理和阈值（了解）

5、其他激光器（了解）

第六章 激光在精密测量中的应用

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解激光干涉测长的基本原理、系统组成，了解激光外差干涉测长技术。2 了解激光衍射测量原理、方法及应用。了解激光测距的特点、基本原理，了解激光相位测距原理。了解激光准直仪的原理和结构，了解激光多自由度测量系统结构和原理。5 了解激光多普勒测速的原理和应用。6 了解激光测量角度和角加速度的原理。7 了解激光环境计量的原理和应用。教学时数：1学时

第一节 激光干涉测长 第二节 激光衍射测量 第三节 激光测距

第四节 激光准直及多自由度测量 第五节 激光多普勒测速

第六节 环形激光测量角度和角加速度

考核要求：

本章内容仅要求了解，不作考试要求。

第七章 激光加工技术

教学要点：

通过本章的教学使学生： 1 了解激光热加工的原理。了解激光淬火技术的原理与应用，了解激光表面熔凝技术和熔覆技术。3 了解激光打孔和激光切割的原理与特点。了解激光焊接的特点，了解激光热导焊和深熔焊的原理。了解激光快速成型技术的原理、优点及应用，了解激光清洗技术和激光弯曲技术。

教学时数：1学时

第一节 激光热加工原理 第二节 激光表面改性技术 第三节 激光去除材料技术 第四节 激光焊接 第五节 激光快速成型技术 第六节 其他激光加工技术

考核要求：

本章内容仅要求了解，不作考试要求。

第八章 激光在医学中的应用

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解生物体的光学特性，了解激光对生物体的作用和激光在生物体应用的优点。2 了解激光临床治疗的种类与现状，了解激光在皮肤科及整形外科领域中的应用，了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的应用。了解利用激光的生物体光谱测量及诊断，了解激光断层摄影、激光显微镜基本原理。了解医用激光设备（光源、光纤）。了解医用激光新技术和光动力学治疗的前景。教学时数：1学时

第一节 激光与生物体的相互作用 第二节 激光在临床治疗中的应用 第三节 激光在生物体检测及诊断中的应用 第四节 医用激光设备 第五节 激光应用于医学的未来

考核要求：

本章内容仅要求了解，不作考试要求。

第九章 激光在信息技术中的应用

教学要点：

通过本章的教学使学生： 了解光纤通信系统中的激光器需满足的要求，了解光纤激光器的基本原理、特点、分类和应用，了解光放大器的原理、种类等。了解激光全息术的基本原理和分类，了解激光全息三维显示的优点、应用及展望。了解激光存储的基本原理、分类及特点，了解激光体全息光存储的特点、原理及应用，了解激光存储的最新进展。4 了解激光在扫描器和打印机中的应用 教学时数：1学时

第一节 光纤通信系统中的激光器和光放大器 第二节 激光全息三维显示 第三节 激光存储技术 第四节 激光扫描和激光打印机

考核要求：

本章内容仅要求了解，不作考试要求。

第十章 激光在科学技术前沿问题中的应用

教学要点：

通过本章的教学使学生： 1 了解激光在受控核聚变中的应用。2 了解激光冷却技术。了解激光操纵微粒的方法和原理。4 了解激光诱导化学反应的原理。5 了解激光在光谱技术中的应用。教学时数：1学时 第一节 激光核聚变 第二节 激光冷却 第三节 激光操纵微粒 第四节 激光诱导化学过程 第五节 激光光谱学

考核要求：

本章内容仅要求了解，不作考试要求。

三、推荐教材和参考书目

1、《激光原理及应用》，陈家璧主编，电子工业出版社，2004

2、《激光原理》，周炳琨、高以智等编，第五版，国防工业出版社，2004

3、《固体激光工程》，（美）W.克希耐尔著，孙文等译，科学出版社，2003

4、《激光技术》，蓝信钜，科学出版社，2000

5、《激光工程》，（日）中井贞雄著，熊缨译，科学出版社，2002

6、《激光物理》，钱梅珍等著，第二版，电子工业出版社，2001

7、《Laser Physics》，M.Sargent III，M.O.Scully, W.E.Lamb, Addison-Wesley, NY, 1987