第一篇：第八章 半导体激光器教案
激光原理与技术
第八章
第八章 半导体激光器
学时数：4 教学目的：使同学了解并掌握半导体激光器中光增益的产生，半导体激光器的主要结构及其特点，半导体激光器的主要特性。
教学重点和难点：半导体激光器中载流子约束和光约束对激光的产生及性能的影响，以及各种结构的半导体激光器实现载流子约束和光约束的物理基础。影响激光器的阈值特性的主要因素和阈值电流的测量方法。
教学设计：在所选教材中有本章第一、第二节内容，第三节内容教材中没有，讲述时应更加详细，并且向学生提供相应的教学参考书。本章内容以老师讲述为主，在介绍各种光腔结构时，注意培养学生举一反三的能力，即老师对典型结构讲解分析之后，请同学在课堂上分析其他结构中光约束和载流子约束的机理。在激光器的特性中（第三节），应注意理论联系实际。
第一节 半导体中光增益
能带结构：价带，禁带，导带
直接带隙、间接带隙
平衡态时，电子位于价带
非平衡态时，部分电子有可能位于导带，电子由导带向价带跃迁时，产生光子辐射。
实现非平衡状态的方法：激励（大电流注入到特定的半导体结构中）
第二节 半导体激光器的典型结构
一、常用材料体系
1．短距离光通信和固体激光器泵浦源, GaAs和Ga1-xAlxAs:850nm 激光原理与技术
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2．长程光通信光源，InP和Ga1-xInxAs1-yPy：1300,1480, 1550nm 3．光存储 1）Ga1-xAlxAs/GaAs:780nm 2）In0.5(Ga1-xAlx)0.5P:630nm-680n；3）GaN和In1-xGaxAl1-yNy:350nm-530nm
二、典型结构
三、x方向的光约束和载流子约束
1）双异质结的折射率分布 激光原理与技术
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2）大光腔结构
3）分别约束异质结构
四、y方向的光约束和载流子约束
1)强折射率波导
2）弱折射率波导 激光原理与技术
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3）增益波导
第三节 半导体激光器的主要性能
半导体激光器有关特性参数可以分为以下几类：
(1)电学参数：阈值电流、最大工作电流、电压降、背光电流、串联电阻；(2)空间光学参数：近场、远场光强分布、发散角(3)光谱特性：线宽、中心波长、边模抑制比；(4)光学参数：输出光功率、消光比；
(5)动态特性：噪声、调制间畸变、上升和下降时间、啁啾。
一、半导体激光器的阈值特性
阈值是所有激光器的属性。标志着激光器的增益与损耗(包括内部损耗和输出损耗)的平衡点。半导体激光器是直接注入电流的电子一光子转换器件，因此阈值常用电流密度或电流来表示。1.器件结构的影响
异质结、双异质结、量子阱材料结构 2.材料的影响 激光原理与技术
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直接带隙、材料生长工艺 3.温度的影响
半导体的特性对温度是很灵敏的，温度的变化对半导体激光器的阈值产生明显的影响。温度升高，半导体激光器的阈值电流密度或阈值电流升高，增大的幅度随不同激光器的材料体系和器件结构而异。
TTtJth(T)Jth(Tt)exp()
T0
二、阈值电流的测定方法
1． 直线拟合法
半导体激光器功率一电流(P一I)曲线在阈值以上的直线部分延长与电流坐标轴相交点对应的电流值即定为Ith.该方法简单且常用，但不精确，只适合于对Ith粗略估计。2． 两段直线拟合法
将阈值前与后的两段直线分别延长并相交，其交点所对应的电流即为Ith,该方法的优点是较简单，考虑了自发发射对阂值的影响。这对一般只有电流表和光功率计的用户来说可能是最好的方法，但对那些阈值很低或阈值前的区域有非线性的情况，这种方法的精确性仍然是有限的。3． 一次微分法 激光原理与技术
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对半导体激光器的P一I曲线作一阶导数处理。取阈值以上从最小至最大值这段直线的平分点对应的电流为Ith。能较精确地测量阈值,当噪声严重时，测得的阈值不稳定。
4二次微分法
在阈值附近，P一I曲线有大的曲率，该方法是搜索出最大曲率的点所对应的电流为阈值。优点是能精确地跟踪阈值附近P一I曲线的弯曲部分，且不受P一I曲线形状的影响，能精确地确定Ith；其缺点是同样易受噪声的影响。
三、半导体激光器的效率
功率效率表征加于激光器上的电能(或电功率)转换为输出的激光能量(或光功率)的效率，定义为
光功率PexV 电功率IVI2rs 外微分量子效率定义为输出光子数随注入的电子数增加的比率，有
dP/hvdPeDdI/edIEg
基于在激光器阈值以上的P-I曲线几乎是直线；同时在Ith对应的输出功率严，Pth很小，可忽赂不计，也不去涉及光子数与电子数，而用一些可测量(激光器输 激光原理与技术
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出功率Pex：和注入电流I)来表示斜率效率ηS(＝dP／dI)dP/hvdPeDdI/edIEg
在实际测量中，ηS由下式得出
P2P1sI2I1
四、半导体激光器的空间模式
半导体激光器的模式分为空间模和纵模(轴模)。前者描述围绕输出光束轴线某处的光强分布，或者是空间几何位置上的光强(或光功率)的分布；后者则表示是一种频谱，它反映所发射的光束其功率在不同频率(或波长)分量上的分布。边发射半导体激光器具有非圆对称的波导结构，而且在垂直于异质结平面方向(称横向)和平行于结平面方向(称侧向)有不同的波导结构和光场限制情况。横向上都是异质结构成的折射率波导，而在侧向目前多是折射率波导，但也可采取增益波导，因此半导体激光器的空间模式又有横模与侧模之分。
由于有源层厚度很薄(约为0.15μm)，都能保证在单横模工作；而在侧向，其宽度相对较宽，因而视其宽度可能出现多侧模。如果在这两个方向都能以单模(或称基模)工作，则为理想的TEM00模，此时光强峰值在光束中心且呈“单瓣”。这种光束的光束发散角最小、亮度最高，能与光纤有效地耦合，也能通过简单的光学系统聚焦到较小的斑点，对激光器应用非常有利。
第二篇：半导体激光器发展现状与趋势(精)
材料与器件
半导体激光器发展现状与趋势 何兴仁
(重庆光电技术研究所 重庆 400060 摘要
半导体激光器占有整个激光器市场的最大份额,并广泛应用于各个领域。为了满足下世纪对更高性能光源的需要,它正朝向宽带宽、大功率、短波长以及中远红外波长发展。量子点激光器作为新一代高性能器件,正在大力开发当中。
关键词 半导体激光器,光通信,光存储 1 前 言
半导体激光器又称为二极管激光器(LD,是目前应用最广泛的光电子器件之一。LD最早大批量应用起始于90年代初的音响CD演放器。此后,随着生长技术的进步、器件量产化能力的提高、性能的改善及成本的下降,LD陆续扩展到许多其它应用领域,包括CD2ROM驱动、激光打印、可擦除光存储驱动、条码扫描、文娱表演、光纤通信,以及航空和军事应用(如军训模拟装置、测距机、照明器、C3I等。由于LD 的开发始终与迅速增长的用户终端和消费市场,尤其是与计算机、通信技术和军事应用市场紧密结合,其技术和市场一直呈现高速增长趋势。LD的关键技术外延生长技术,由早的L PE发展到普遍采用的MB E和MOCVD,外延材料也因此由体材料演变到超晶格或量子阱之类的人构能带工程材料。LD的阈值电流、响应频率、输出功率、工作温度等主要性能参数大幅度改进,新型器件层出不穷。面向下世纪信息传输宽带化、信
收稿日期:1999202201息处理高速化、信息存储大容量化,以及武器装备高精度、小型化,LD借助于一系列先进技术将继续高速发展。技术与应用现状
按照波长和应用领域,LD可大致分为长波长和短波长。实用化短波长LD覆盖635~950nm范围,以G aAs为衬底外延制作而成,是目前市场上用量最大的器件。在InP衬底上制作的长波长LD,波长范围在950~1550nm,以光纤通信应用为主,其中980nm和1480nm大功率LD用作光纤放大器的泵浦光源[1,2]。
短波长LD对于不同的应用又可分成不同种类。780nm器件是最早的实用化LD,输出功率3mW,用普通的F2P结构,80年代中期用MOCVD实现大批量生产,当时近10家日、美公司生产这种器件。用MOCVD每次可加工30片3英寸的G aAs外延片,所以780nm波长LD已成为最廉价的激光产品。主要用于音响CD放机、CD2ROM 41 计算机驱动、CD2ROM电视游戏机、迷你放机(只读和激光盘放机等。低档桌上激光打印机用量也占相当数量。该器件的四大生产厂家全集中在日本:松下、索尼、罗本和夏普。目前780nm的LD每年用量已达到1亿支。
670nm以下的Al G a InP红光LD是90年代以来发展最快的半导体光源之一。它采用MOCVD和应变量子阱技术。1985年,日本N EC实现室温连续工作,1988年东芝最先推出670nm产品。90年代红光LD进入条码扫描、激光打印和塑料光纤通信等领域,年市场增长率达100%。到1996年止,全世界用于上述领域的红光LD已接近年用量500万支。这里特别值得一提的是635 nm~650nm的DVD放机用LD。1995年12月,索尼、菲力浦、Time Warner、东芝与松下、日立、三菱、胜利、先峰,以及后来参加的Thomson2CSF就通用型DVD的标准细节达成最后协议,这不仅掀起一场音像市场的革命,更为红光LD的生产开辟了巨大的潜在市场。预计2000年DVD放像机年产量将超过5000万台。从1996年底开始,三洋每月生产20万支DVD用LD,预计1997年每月提高产量到50万支。夏普、日电每月生产能力可增加到100万支,松下20万支。这些器件均是在G aAs衬底上通过应变层量子阱结构实现,功率3~5mW, I th15mA左右。1997年中期后,这些日本公司又陆续生产
30mW的可写入DVD用LD。这些足以说明应变层量子阱技术在600 nm波段LD生产中应用完全成熟。
800nm波段LD用途最广泛,其主要特点是大功率。功率提高也是LD实用化的突破口。早在70年代中期,G aAs大功率脉冲激光器就开始用于激光制导和军训。尤其是80年代初,超薄层工艺技术突破,量子阱结构使LD的单管输出功率突破1W(CW的瓶颈。1986年1W以上LD陆续上市。几瓦以上功率的器件有两种:500μm 宽的单条形多模器件和多条形多模阵列。4 W以上功率一般均采用多条形单片阵列。根据现有工艺条件,此功率级的标准产品为1 cm宽阵列条。由单个多条形阵列或若干阵列的组合,可实现更大的输出。对于要求峰值功率的应用,这些阵列条可工作在脉冲模式(QCW,提供100~300W QCW功率。需超过20W CW功率时,可把大功率阵列条以垂直方向堆积,由于这种方式散热困难,堆积组件通常都以Q CW工作。商品市场上的堆积组件脉冲功率高达5kW。个别军用组件功率更大。世界上800nm左右大功率LD研制生产水平最高的是美国的SDL和Optical Power公司。它们提供的大功率器件占世界市场的60%以上,其次是日本三菱和德国西门子公司。SDL能提供10W~30W CW产品系列,以及数千瓦的脉冲系列堆积组件。Optical Power公司的1 cm单片阵列条输出已超过20W的极限。它们通过改进外延工艺和热监控技术,使1 cm阵列条形LD功率增加一倍,在915nm 峰值波长上单片CW功率达40W,光纤耦合功率30W,脉冲功率155W(水冷条件下。
大功率半导体激光器的应用方式可分为两种:一种作为泵浦固体激光器的泵浦源,另一种是直接利用LD的辐射。808nm LD 泵浦的固体激光器已用于材料加工、光通信、光存储、图像记录等民用领域,以及制导、测距、照明、大气传输等军用领域。固体激光器的传统泵浦源以闪光灯为主,其主要缺点是体积大、寿命短、能耗高、效率低,这些不足正是LD的长处。LD功率低和光束质量差又是固体激光器的优势,所以用LD泵浦固体激光材料,可以优势互补、扬长避短,全面改进固体激光器性能,尤其
是电2光效率、体积和寿命,对军事部门非常有吸引力。美国Fibertek公司1991年向陆军交付一台战术用通信发射机,波长532 nm、功率015J/脉冲。1990年麦道公司已开始在F/A218战斗机上试验LD泵浦固体激光测距仪,1991年春投入批量生产。这种激光器已用于相干光雷达。785nm LD泵浦的Ho:YA G红外激光器还作为干扰机源干扰红外制导导弹,波长为2μm,室温输出40W平均功率。
LD泵浦的固体激光器应用市场年增长率达80%以上,1996年民用市场为3114台,1997年增长到4753台,产值分别达到5298万美元和877211万美元。军用市场的产量少于民品,但产值较高,因军用器件功率和可靠性等要求高于民品。
大功率LD输出更广泛地是直接应用。随着近几年来输出功率不断提高,它在两用市场中越来越活跃。在军用上,主要是成像雷达、激光测距(1500m左右、武器引爆、武器模拟和卫星之间的大气通信等。雷达主要是820~850nm波长LD及阵列,激光测距和武器引爆用800~900nm大功率脉冲激光器,武器模拟用904nm激光器,大气通信也采用820nm左右的窄光束大功率LD。在民用方面,材料加工和印刷以及医疗是增长最块的市场,年增长率在50%左右。所以说,800nm波长大功率LD是整个半导体激光市场上最耀眼的明星,是量子阱LD最早实用化的波长区。
在980~1550nm长波长区,980nm、1017nm以及1480nm波长以光放大器泵浦光源为目的,特点是大功率和单模输出单元器件。其中1480nm In G aAsP/InP长波长大功率LD最早实用化,用于1550nm波长光放大,80年代中后期用F2P结构,90年代开始以量子阱为主,已形成30mW、50 mW、70mW和100mW系列产品,研制水平可达到500mW以上单模。980nm In2 G aAs/G aAs大功率LD用于1155μm掺铒光纤放大器,吸收效率更高,噪声更低,因而比1480nm泵浦源更受欢迎。目前这两种放大器用泵浦源都很成熟,在无中继长途大容量数字光通信和孤子波传输系统广泛应用。1017nm波长In G aAlAs/G aAs大功率LD是113μm波长掺钋光放大器用泵浦源,是近几年内发展起来的,已有批量产品,单模输出功率在100mW以上。由于113μm 光纤系统在中短距离和中容量的巨大市场,该器件市场潜力很大。
113μm和1155μm In G aAsP LD分别是石英玻璃光纤零色散和最低损耗区的光源。经三个技术阶段的发展,113~1155μm波长LD生产技术已成熟。L PE生长的F2P结构113μm LD在80年代中期以前,用于陆地和部分越洋长途干线;1986年DFB结构113μm LD上市,F2P结构器件价格下跌,从上千美元降到数百美元。80年代末期,长途系统应用1155μm DFB LD,F2P LD用于中短系统。同时量子阱结构与DFB结合起来,开发出215Gb/s的产品,工艺技术以MOCVD为主。90年代以来,应变层量子阱技术作为研制器件技术广泛应用,L PE除作为部分生产技术保留外,已完全退出长波长LD研制舞台。长波长LD由于价格远高于短波长LD,其产值在整个LD市场超过50%。其市场主要受发达国家和发展中国家光纤通信设施的促动。这些LD的生产厂家主要分布在日本、北美、欧洲,厂商包括日本的富士通、日立、N EC,北美的朗讯技术和北方电信光电子公司,欧洲的阿尔卡特尔、爱立信和一批小供货商。215Gb/s的1155μmDFB LD广泛应用于更新长途网络,利用4支这种1155μmDFB LD波分复用(WDM的10Gb/s 系统正在逐步建立。在系统的局间段、中央
交换局之间光纤线路用622Mb/s或215 Gb/s LD,在中央局和用户之间主要用113μm F2P LD,传输速率为155Mb/s左右。半导体激光器发展趋势
为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量,以及军用装备小型高精度化等需要,半导体激光器正趋向以下几个发展方面,并取得一系列重大进展。
311高速宽带LD 高速宽带LD主要是113μm和1155μm波长LD,用于高速数字光纤通信和微波模拟光信息传输、分配与处理。潜在市场是未来的信息高速公路和军事装备。高速宽带LD从80年代中期长波长光源商品化后便大量开发,主要通过改进管芯制作和
封装技术。最早的高速LD用SI衬底窄有源区BH结构。美国GTE用L PE和V PE两次外延生长的113μm ln G aAsP LD,本征谐振频率超过22GHz,3dB带宽24GHz;Lasertron、罗克韦尔国际公司均用类似结构获20GHz以上带宽[3]。这种结构因谐振腔小,输出功率受限制。80年代末起,普遍采用DFB技术。90年代以来,又将量子阱引入到有源区中[4]。目前高速BH LD和MQW+DFB LD都已达到商品化,用于10 Gb/s高速数字光纤系统和Ku波段微波模拟光传输。
近几年来,更普遍地将应变层量子阱技术用于高速宽带LD[5]。据理论研究证明: LD的调制带宽特性主要由它的弛豫振荡频率f r和阻尼速率α决定,f r可表示成
f r= 1 2πv 2 g Γαd G d N S = 1 2π v gгα hυV actαm d G
dN P 式中v g是谐振腔的群速度,α是总的腔损
耗,Γ是光限制因子,d G/d N是微分增益,S是腔内的光子密度,hυ为光子能量, V act为有源区体积,P是发射光功率。对于大的f r,可通过应变层量子阱来提高d G/ d N,减小有源层体积V act,并增加量子阱层数减少αm等来实现。有人预测,压应变In x G a1-x As/InP MQW LD的本征3dB带宽可达到90GHz,而且应变量子阱可使LD 的特征温度、阈值电流、输出功率等主要参数全面改善。如西门子报道的0198μm压应变ln G aAs/G aAs4阱LD,本征带宽达到63 GHz,3dB带宽达到30GHz;贝尔实验室和朗讯技术公司开发的应变补偿ln G aAs2 G aAsP2In G aP MQW LD,内量子效率80%, 3dB带宽25GHz,低至0115ns的K因子证明了59GHz的最大3dB带宽。德国固体物理应用所等研制的In G aAs2G aAs MQW LD以20Gb/s实现无制冷130℃高温工作。312大功率LD 半导体激光器大功率化趋势仍将集中在800nm波段,其次是2μm左右。在800nm 波段,光泵浦源又是重点[6]。其发展趋势:一是侧面发射1cm阵列条堆积组件。其基本结构是先把若干1cm阵列条横向拼装成为光子组合块(L SA,然后将许多“L SA”纵向堆积成堆(stack,随即把几个“stack”集合成集合块(manifold,最后把许多“manifold”组合成大阵列。美国的SDL将50个100W的L SA构成manifold,通过2×2manifold获得20000W峰值功率;用44个100W的L SA构成4×4mani2 fold获得了70400W峰值总功率。
二是开发表面激射的二维阵列。这种结构从技术上讲本身就具备一次性形成单片式超大功率LD的潜力,其次是便于以后集合成超大功率LD组件。目前正在开发的表面大功率LD阵列结构有DBR二次折射光栅、曲形谐振腔和45°角内腔微反射镜。休斯公
司danbury光电系统用二次折射光栅G aAlAs DBR结构,以3×4元阵列获得20 W CW输出,这种光源可用于100km左右的远程激光雷达;麻省理工学院林肯实验室利用谐振腔朝上弯曲的曲形腔面发射结构获40W CW输出;法国汤姆逊公司采用这种方式获得了单片1000W准连续工作(QCW;SDL积极开发45°内腔微反射镜面阵,以4×12元获得132W CW输出功率。313短波长LD 对于光信息存储而言,波长越短越有利于聚焦成小光斑,从而增加信息存储密度和容量;许多信息系统终端的感光体的感光度也与光源的波长成反比;在显示方面,绿色是基色之一,所以蓝2绿光已成为全色显示的关键。在600nm以上LD商品化之后,蓝2绿光LD就成了短波长化的主要目标。1991年,美国3M公司的Cheng等人解决了ZnSe材料的p型和n型掺杂技术,以量子阱结构首次报道490nm蓝光激射,使多年徘徊不前的Ⅱ-Ⅴ族材料研究向实用化器件迈出了历史性一步。此后器件研究活跃起来,日本的索尼、松下、日亚,美国的3 M、IBM,欧洲的菲力浦等,以及许多大学都在开发这种器件。1993年[7,8],日本索尼公司523nm ZnSe蓝2绿LD室温下CW工作;1997年室温下CW工作时间超过100小时。同时用于蓝2绿LD的材料还有G aN,日亚的In G aN LD也已实现了室温下CW工作。最近又超过300小时的CW工作时间。两种材料均存在晶体生长中缺陷引起可靠性问题,哪种材料的LD最先进入商品市场目前还难说。但可以肯定蓝2绿光LD在下世纪将成为重点商品化器件。
314量子线和量子点激光器
量子线激光器和量子点激光器的概念是1982年由东京大学尖端技术研究中心的荒川泰彦等人提出来的[9]。在通常的量子阱中,电子在层厚度方向量子化,电子能够沿着薄膜的平面内自由运动,电子的自由度变成2,其态密度呈台阶函数曲线。与此相比,在量子线和量子点中,电子的自由度分别变成1和0。尤其是在量子点结构中,电子已不能自由运动了。随着自由度趋向于0,电子的态密度分布形状将越尖锐。它引起的结果是电子能级分布与增益谱集中,因此对相同的载流子浓度,自由度减少,增益峰值就变高,而使阈值电流明显下降。据理论预测,量子点LD的阈值电流可低于1μA。
另一方面,由于态密度尖锐化,伴随温度上升由费米函数引起的增益扩张得以抑制,这等于抑制了阈值电流的温度依赖性,提高了特征温度系数T0。量子限制效应还使LD的调制带宽和光谱线宽等动态特性大幅度改善。因微分增益g由于量子效应而增大(g的平方根与弛豫振荡频率f r成正比,线宽增强因子α由于量子效应而下降。
量子线和量子点激光器80年代完成理论研究,90年代进入广泛工艺实施阶段。国外有大量公司、研究所和院校在进行该领域的研究。为了实现室温下量子线或量子点LD CW工作,线尺寸必须减少到20nm以下,而且尺寸误差必须十分小。这对微细加工技术提出了严峻的挑战。
目前的试制技术大致分成两类:微细加工与晶体生长法。前者可以是电子束、聚焦离子束、X射线光刻和掩模;后者有横向生长、倾斜衬底台阶气相生长、激光辅助原子束外延(AL E生长等。微细加工技术使用最广的是先在衬底刻蚀出沟槽(Ⅴ形,然后进行选择性生长线结构。贝尔通信研究所(Bellcore最早采用,获80nm量子线和013mA阈值电流,东工大、韩国大学、中科院等均用这种技术获得60~80nm宽量子线。晶体生长法,最近几年来自组织法使用最广。它是1993年,日本N TT公司的
第 12 卷第 4 期 光电子技术与信息 1999 年 8 月 天明二郎等人用 MOV PE 在 GaAs 衬底上生 长 In GaAs/ Al GaAs 量子阱过程中 , 偶然发 现的纳米尺寸自组织现象。在(311 B 衬 底上 , 生长 In GaAs 薄膜后 , 在高温下中断 几分钟 , 便在内部自动形成 100 nm 以下尺 寸的应变量子点。它比人工法形成的低维化 结构显示出更优良的晶格质量与界面结构 , 而且尺寸在 20 ～ 100 nm 范围可控制 , 是目 前最有前途的量子点形成技术。N T T、富 士通公司、密执安大学、柏林大学等都用这 种技术研制了量子点激光器 , 尺寸最小在 20 nm 以下 , N T T 还获得室温振荡成功。目前量子线和量子点激光器仍处于基础 研究阶段 , 还有许多技术问题 , 但它必将成 为下世纪新一代高性能 LD。大功率中红外(3 ～ 5 μm LD 是目前 急需的
半导体光源 , 它在红外对抗、红外照 明、激光雷达、大气窗口自由空间通信、大 气监视和化学光谱学等方面有广泛应用前 景。近几年来 , 中红外 LD 在工作温度和输 出功率提高方面取得了明显进展 , 主要采用 一般量子阱和新开发的量子阱结构。在普通 的 QW 结构中(I 型 , 电子和空穴被限制 在相同的层内。因 Ga InAsSb 和 Al GaAsSb 能够形成 I 型能带对准 , 以有效地限制载流 子并 提 供 良 好 的 光 波 导 2 μm 波 长 , 由 Ga InAsSb 有源层和 Al GaAsSb 限制层构成 的 LD 自 80 年代以来获得广泛开发 , 在 2 μ m CW 工作高达 400 K , 在 217 μm CW 工 作到 234 K , 在 315 μm 到 175 K , 在 319 μ m 到 128 K。由 1 μm LD 阵列泵浦的 4 μm 激光器在 92 K 产生 2 W 的峰值功率和 240 mW 的平均功率。Ⅱ 型结构的激射作用是 1986 年由前苏 联 科 学 家 首 次 报 道 的 , 90 年 代 引 入 Ga InSb/ InAs 超晶格。在 Ⅱ 型结构中 , 电子 和空穴被限制在不同的外延层内 , 光学跃迁 315 中红外 LD 选取不受 Sb 化合物限制 , 波长可更长。通 过调节不同材料组分和 QW 厚度 , 在 5 ～ 8 μm 工作的级联激光器已实现高达 320 K 脉 冲工作和 140 K CW 工作 , 脉冲功率在 300 K 达到 200 mW/ 面。LD 和高性能 LD 的开发 , 下世纪半导体 LD 通过隧道发生。这种结构的 LD 在 218 和 413 μm 波长之间脉冲工作达 160 K , 最好 性能是 312 μm 获 255 K 的最大脉冲工作温 度。Ⅲ 型结构一般是在 QW 中使用内子带 [ 10 ] 跃迁 , 又叫做量子级联(QC 激光器。对于 Ⅰ型和 Ⅱ型结构 , 在 GaSb 或 InAs 衬 底上生长含 Sb 合金 , 因为它们的禁带能级 适合用于中红外激射 , 而内子带激光器的激 射波长由能带偏移和量子阱厚度决定 , 材料 除上述三种技术外 , 利用现在十分成熟 的近红外 LD 作泵浦源 , 不失为获得中红外 大功率的有效途径。1994 年 , 林肯实验室 用 0194 μm LD 作泵浦源 , 先后通过泵浦 Ga InAsSb/ Al GaAsSb 和 InAsSb/ AlAsSb DH 结构 , 在 3～4 μm 波长和 95 K 温度下获得 1 ms 脉冲 1 W 以上峰值功率;通过优化结 构、改进封装降低热阻在 3195 μm、92 K 取得了 2 W 峰值功率和 240 mW平均功率;用 Ⅰ QW 和 Ⅱ 型 型结构 , 在 3 ～ 4 μm 也获 得了 1 W/ 面以上峰值功率。
4结束语
半导体激光器在红光和 115 μm 波段范 围以内的技术已十分成熟 , 大量的商品器件 将涉足更广泛的两用领域 , 保持持续高速的 市场增长。19 在军、民两用的广大市场上受到欢迎。截止 1997 年底 , 全世界的
LD 销量已超过 211 亿 支 , 产值超过 20 亿美元 , 占世界整个激光 市场 的 2/ 3 强。随 着 新 型 波 长(短、长
第 12 卷第 4 期 光电子技术与信息 1999 年 8 月 参考文献 1
何兴仁 1 国外激光 , 1993 ,(4 : 1(2 : 123(3 : 306 2 Steele R1 L aser Focus Worl d , 1997 , 33(2 : 84 5 Goutain E et al.Elect ron L ett , 1996 , 32(10 : 896 6 He X et al.Elect ron L ett , 1997 , 33(14 : 1221 7 Nakamura S et al.J Japan A ppl Phys , pt 2 , 1997 , 36 : 1059 8 Taniguchi S et al.Elect ron L ett , 1996 , 32(6 : 552 9
荒川泰彦等.光学 , 1996 , 25(8 : 442～472 10 Sirtori C et al.A ppl Phys L ett , 1996 , 68 : 1745 3 Atlas D A et al.I EEE Photo Techn L ett , 1993 , 15 4 Lingren S et al.I EEE Photo Techn L ett , 1994 , 19 The Status of Development in Diode Lasers and Its Trends He Xi n gren(Chongqi ng O ptoelect ronic Research Instit ute Chongqi ng 400060 Abstract
Diode lasers represent t he largest share of t he worldwide laser market , and are used widely in many fields.In order to meet to request for higher performance diode lasers next cent ury , far inf rared wavelengt h.As new a generation device quant um dot lasers are being researched and developed wit h an effort.Key words diode lasers , optical communication , optical memory it ’s develop ment are t rending towards wide bandwidt h , high power , short wavelengt h and mid2(上接第 13 页 ing for high density data storage and various aspect s associated wit h t his recording technology , mechanisms.Finally , develop ment s of recording medium is discussed.20 crystals;Second , application of two2 p hoton absorption to t hree2 dimension density optical data namely , fiber probe fabrication and characterization , and apert ure2medium separation cont rol Key words holograp hic data storage , two2p hoton absorption , optical near2 field recording
This article int roduces recent advances in high2density optical data storage.First , we will discuss t hree2 dimension holograp hic memory systems , including multiplexed recording met hods such as multi2wavelengt h , multi2 angle , nondest ructive readout met hod , error correction in vol2 ume holograp hic memory systems and lifetimes of t hermally2fixed holograms in p hotoref ractive storage is described.Following t his , we will review recent advances in optical near2field record2
Recent Advances in High2Density Optical Data Storage W ang W ei w ei M i ng Hai(Department of Physics , University of Science and Technologyof China Hefei
230026 Abstract
第三篇：教案
第9课 诗歌与小说
教 案
课标要求
知道诗经、楚辞、汉赋、唐诗、宋词、元曲、明清小说等文学成就，了解中国古代不同时期的文学特色。
教学目标
知识与能力：了解《诗经》反映的社会状况及楚辞、汉赋的形成特点；了解唐朝诗歌繁荣的条件、著名诗人和作品；了解宋词与元散曲发展的社会条件和名家名篇；让学生知道明清小说的文学成就，了解中国古代小说的发展脉络及其流变原因。
过程与方法：结合《硕鼠》、《关雎》等研究《诗经》的特点；结合宋词、元散曲名篇的内容和背景研究宋元文人情怀。
情感态度与价值观：感悟《诗经》中对美的憧憬和追求，认识屈原的爱国主义：感悟唐诗反映的唐朝历史的兴衰与沧桑；体会宋元文人在作品中表达出的忧国忧民的情愫；激发学生阅读中国古典小说的兴趣，增强他们对中国古典文学的热爱之情。
教学重点
明清小说繁荣的背景、文学成就及其特色。教学难点
明清小说繁荣的背景以及通过明清小说认识其反映的社会现实。课时：本节教材用二课时。板书设计：
第9课 诗歌与小说
一、《诗经》、楚辞与汉赋 1．《诗经》：305篇，从西周初期到春秋中期，风、雅、颂，赋、比、兴 2．楚辞：屈原，楚国方言，特点 3．“风骚”——源头
4．汉赋：产生背景，带韵的散文，特点
二、唐诗、宋词与元曲
1．唐诗：背景；三大诗人：李白、杜甫、白居易 2．宋词：豪放派：苏辛；婉约派：柳永、李清照 3．元曲：含义
三、明清小说 教学过程
导入新课：请同学们阅读引言：诗歌是人类心灵的窗口，时代精神的火花在这里凝结、积淀，人们的思想、情感在这里郁积、释放。让我们一起走进诗歌的海洋，体验古人的喜怒哀乐，感悟不同时代风情的多姿多彩！明清小说则将日常生活和普通市民都纳入创作视野，不仅真实地反映了当时社会的全景，还蕴涵着作者对现实的敏锐洞察和犀利批判。
一、《诗经》、楚辞与汉赋 我们先来看《诗经》，请同学们阅读本目教材的前两个自然段，了解一下关于《诗经》的基本情况，然后我们来通过提问来检验同学们的阅读理解能力。
板书：1．《诗经》
《诗经》又被称为“诗三百”，你知道为什么吗？因为《诗经》共包括305篇诗歌。板书：1．《诗经》：305篇
这305篇诗歌从出现的年代来看，是从西周初期到春秋中期大约500年。板书：1．《诗经》：305篇，从西周初期到春秋中期
《诗经》中的风、雅、颂指的是什么？赋、比、兴指的是什么？ 板书：1．《诗经》：305篇，从西周初期到春秋中期，风、雅、颂，赋、比、兴
风、雅、颂是按诗歌的来源分成三个部分。风是周朝时各诸侯国的民歌，统称“国风”；雅是西周的宫廷乐曲歌词；颂是为宗庙祭祀配以舞曲的歌词。其中风的部分最具意义及历史影响，请看教材是如何评价的？风的内容丰富，有的揭露讽刺统治者的剥削和压迫，有的颂扬劳动人民的反抗精神和对美好生活的向往，真实而深刻地反映了当时的社会生活。
赋、比、兴是《诗经》的艺术手法，请看教材P37《赋、比、兴》的文字阅读框。同学们学过《诗经》中的哪些篇目？
教材的小字部分摘录了《诗经》中的《硕鼠》、《关雎》中的一些诗句，请同学们阅读欣赏。
下面我们来看楚辞，楚辞的名称是怎么来的？ 板书：2．楚辞
楚辞是战国时期屈原等人吸收南方民歌精华，采用楚国方言，创造出的一种新体诗歌。板书：2．楚辞：屈原，楚国方言
屈原：本是楚国的大夫，热爱祖国，后因小人诬陷离间而被流放，他把满腔悲愤化为诗歌，“长太息以掩涕兮，哀民生之多艰”。楚国都城郢被秦攻陷后，屈原百感交集，以极其沉痛的心情写下《哀郢》：“鸟飞返故乡兮，狐死必首丘。信非吾罪而弃逐兮，何日夜而忘之!”抒发了自己忧国忧民的情感。《离骚》是我国古代最长的一首抒情诗。
教材中哪些语句可以作为楚辞的特点？ 板书：2．楚辞：屈原，楚国方言，特点
特点：自由灵活的句式，瑰丽华美、想像奇特。至此，教材上将中国古代诗歌两大源头都介绍给了大家。也就是：“骚体”（楚辞）与“风”（《诗经》）合称“风骚”，成为中国古代诗歌的两大源头。
板书：3．“风骚”——源头
请同学们看教材P37最后一个小字自然段。板书：4．汉赋
司马相如是汉赋名家，汉赋这种文学体裁的产生与时代密切相关。板书：4．汉赋：产生背景
请看教材：汉朝政治统一，经济发展。与其相适应的汉赋被称为带韵的散文。板书：4．汉赋：产生背景，带韵的散文 其特点是：专重铺陈排比、文采华丽。
板书：4．汉赋：产生背景，带韵的散文，特点
二、唐诗、宋词与元曲
汉赋的产生与时代密切相关，唐诗、宋词、元曲这样的时代文学也与其时代有着紧密的联系。我们先来看唐诗。
板书：1．唐诗：背景
请同学们阅读本目第一自然段，唐诗产生的时代背景可以归纳为几点。一是繁荣、开放和文化多元的大唐帝国的诞生给中国文学带来了新生命。二是科举取士制度的确立使得许多来自中下层的文人有机会施展抱负，他们把丰富的生活体验、自信乐观和昂扬进取的精神融人诗歌。三是汉代以来五言诗、七言诗的发展，也为唐诗在格律形式等艺术创作方面提供了借鉴，韵律更加工整、回还有致。
唐诗的繁荣从一个数字上可以得到印证，据记载，唐朝流传下来的有两千多位诗人创作的近五万首诗歌。教材上主要介绍了唐朝的三大诗人：李白、杜甫、白居易的诗歌成就。
板书：1．唐诗：背景；三大诗人：李白、杜甫、白居易 李白，人称“诗仙”，有人这样概括他：傲世独立，洒脱不羁，风驰电掣，雄浑壮阔。李白生活在盛唐时期，所以其诗风体现了盛唐张扬个性、蓬勃向上的时代精神。教材上对他的诗歌成就给予了极高的评价：在他充满浪漫主义奇特想象的诗篇中，蕴涵着深刻的现实意义和对人世的深挚关爱。同学们都知道他的哪些作品呢？
将进酒
君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。
君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。人生得意须尽欢，莫使金樽空对月，天生我才必有用，千金散尽还复来，„„
五花马，千金裘，呼儿将出换美酒，与尔同销万古愁。
杜甫有两个称呼：“诗圣”、“诗史”。“诗圣”指的是他成熟的写作技巧，凝重的诗风。“诗史”指的是他的诗作内容就是一幅历史的风情图。
杜甫曾经经历过八年的安史之乱（755——763），其作品中的苦涩与艰辛更显其对国与家的热爱。教材的小字摘录了杜甫的《春望》，请同学们阅读。
同学们还知道杜甫的哪些作品呢？
茅屋为秋风所破歌
„„
安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜，风雨不动安如山？
呜呼！
何时眼前突兀见此屋，吾庐独破受冻死亦足。
白居易，生活在中唐时期，主张“文章合为时而著，歌诗合为事而作”，倡导诗歌沿着“补察时政、泄导人情”的现实主义方向发展，在艺术上追求浅显平易的诗风。代表作有《卖炭翁》、《杜陵叟》、《琵琶行》、《长恨歌》。
卖 炭 翁 白居易 卖炭翁，伐薪烧炭南山中。满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑。卖炭得钱何所营？ 身上衣裳口中食。可怜身上衣正单，心忧炭贱愿天寒。
唐诗之后的时代文学就是宋词。板书：2．宋词
宋词又被为“长短句”，与诗相比，其优点是：便于更加灵活地表达情感，并可配乐演唱，按特定的乐调曲谱“填词”。
宋词主要有豪放派和婉约派两种风格，豪放派的风格豪放激愤，气势雄伟，内容以记事、说理为主，表达内心感慨；婉约派风格委婉含蓄，细腻感人，内容以咏叹个人身世、写景抒情为主。这里需要特别指出的是，两种风格并不截然分开，许多词人的作品往往兼具豪放和婉约两种风格。
教材上分别列举的代表人物是：豪放派的“苏辛”，即苏轼、辛弃疾；婉约派的柳永，小字还介绍了婉约派的另一位代表人物李清照。
板书：2．宋词：豪放派：苏辛；婉约派：柳永、李清照
北宋词人苏轼：词风意境开阔，雄浑壮观，代表作品是《念奴娇·赤壁怀古》、《水调歌头·明月几时有》。请看教材P39《念奴娇·赤壁怀古》节选。
水调歌头·明月几时有
明月几时有？把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年？我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。起舞弄清影，何似在人间。
转朱阁，低绮户，照无眠。不应有恨，何事长向别时圆？人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。但愿人长久，千里共婵娟。南宋词人辛弃疾：词风慷慨激昂、沉郁悲凉，有《稼轩长短句》等作品传世。
醉里挑灯看剑，梦回吹角连营。八百里分麾下炙，五十弦翻塞外声，沙场秋点兵。马作的卢飞快，弓如霹雳弦惊。了却君王天下事，赢得生前身后名。可怜白发生！
——《破阵子·为陈同甫赋壮语以寄之》
楚天千里清秋，水随天去秋无际。遥岑远目，献愁供恨，玉簪螺髻。落日楼头，断鸿声里，江南游子。把吴钩看了，阑干拍遍，无人会、登临意。
休说鲈鱼堪脍kuài，尽西风、季鹰归来？求田问舍，怕应羞见，刘郎才气。可惜流年，忧愁风雨，树犹如此！倩何人，唤取红巾翠袖，揾wèn英雄泪？
——《水龙吟·登建康赏心亭》
辛弃疾词《菩萨蛮·书江西造口壁》 此词全文为：“郁孤台下清江水，中间多少行人泪。西北望长安，可怜无数山。青山遮不住，毕竟东流去。江晚正愁余，山深闻鹧鸪。”这首词回忆了金兵南下烧杀抢掠的罪行，表达了作者渴望祖国统一的爱国主义思想情感。
北宋柳永的词作体现市民情趣，委婉含蓄、回还往复，成为婉约派的代表。他在代表作《雨霖铃》中，把依依惜别的离情和肃杀冷落的秋景融合在一起，有很高的艺术感染力。
柳永和《雨霖铃》
柳永(约984—1053)，字耆卿，崇安(今福建崇安)人。政治上不得志，怀才不遇，放荡不羁，喜欢和民间艺人、歌女交往。他对词的发展也作出重大贡献，形式上由字数较少的小令发展为字数较多的慢词；语言上突破文人雅词，吸收了民间俚俗语言；表现手法上形成婉约风格。代表作如《雨霖铃》：“寒蝉凄切，对长亭晚，骤雨初歇。都门帐饮无绪，留恋处，兰舟催发。执手相看泪眼，竟无语凝噎。念去去、千里烟波，暮霭沉沉楚天阔。多情自古伤离别，更那堪、冷落清秋节!今宵酒醒何处?杨柳岸、晓风残月。此去经年，应是良辰好景虚设。便纵有千种风情，更与何人说?”词中，作者把依依惜别的离情和肃杀冷落的秋景融合在一起，有很高的艺术感染力。
李清照也是婉约派的一位代表人物，你知道她的哪些作品呢？
如梦令
昨夜雨疏风骤，浓睡不消残酒。试问卷帘人，却道海棠依旧。知否？知否？ 应是绿肥红瘦。
声声慢
寻寻觅觅，冷冷清清，凄凄惨惨戚戚。乍暖还寒时候，最难将息。三杯两盏淡酒，怎敌他、晚来风急。雁过也，正伤心，却是旧时相识。
满地黄花堆积，憔悴损，而今有谁堪摘？守着窗儿，独自怎生得黑？梧桐更兼细雨，到黄昏、点点滴滴。这次第，怎一个、愁字了得。
相比较唐诗、宋词而言，元曲可能对同学们来说有些陌生，请看教材是如何对元曲定义的？
板书：3．元曲：含义 元曲是在宋词、金元俚曲俗谣基础上经文人重新制作而形成的新诗体，虽然也有格律曲牌限制，但大量使用白话、方言、衬字，是与音乐、戏曲结合比较紧密的诗歌形式。
为什么教材中会说“汉族文人在元朝进取无望”？①元代推行民族分化政策，阶级矛盾尖锐。②科举取士制度被废除。
正因为汉族文人无法实现人生抱负，他们才会用可俗可雅的元曲来抒发愁闷的情怀或是表达人生的失意和理想的幻灭。请看教材上摘录的相关诗句。
同学们知道元曲名家有哪些？马致远、张养浩。
天净沙·秋思
马致远
枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。夕阳西下，断肠人在天涯。山坡羊（潼关怀古）
张养浩
峰峦如聚，波涛如怒，山河表里潼关路。望西都，意踟蹰，伤心秦汉经行处。宫阙万间都做了土。
兴，百姓苦。亡，百姓苦。
与唐诗、宋词、元曲齐名的时代文学是明清小说。
三、明清小说
在第8课《笔墨丹青》的“民间风情”一目中，提到了木刻版画，那时的木刻版画是出现在什么文学作品中的？明清小说。
是作为明清小说的插图而出现的，反映了世俗的审美情趣。明代书法的特点是什么？明代书法随着社会进一步平民化、世俗化，更加强调个性化的创造。
书法也好，绘画也罢，它们在明清时期的特点均体现了明清时期经济繁荣而导致的市民阶层队伍的扩大，因而文化上越来越体现出市民化的特征。而明清小说的繁荣就是应市民阶层的文化需求而出现的。请同学们阅读本目内容，然后我们通过一些关键词来明确本目知识。
明代“四大奇书”：罗贯中《三国演义》，施耐庵《水浒传》，吴承恩《西游记》，兰陵笑笑生《金瓶梅》。
“三言”：《警世通言》《喻世明言》《醒世恒言》。“二拍”：《初刻拍案惊奇》《续刻拍案惊奇》。“三言”“二拍”是晚明的短篇小说集。
反映现实的百科全书式巨著：曹雪芹《红楼梦》 “孤愤之书”：蒲松龄《聊斋志异》 长篇讽刺小说的开山之作：《儒林外史》
明清时期产生了这么多传世之作，我们来做一道探究题。教材P40“自我测评”2．概述明清小说的特色，指出这些特色与明清社会变迁的联系。
提示：①明清小说的特色：通过文学手段重树商人等这些原来受歧视的角色的形象，对现实提出深刻批判；②与明清历史的联系：其一，明清时期，社会上弥漫着拜金逐利的风气，传统的轻商观念开始淡化。这种风气深深浸染了小说的创作，“三言”、“二拍”等作品中，商人第一次作为被歌颂的对象进入文学世界；其二，明清社会繁荣的背后也蕴藏着深刻危机，政治黑暗、官场腐败，各种社会矛盾逐渐加深，一些文人对现实社会日益不满，写出了一批批判现实的力作。
小结：文学作品与书法、绘画一样都是中国文化的组成部分，“李杜文章在，光焰万丈长”。
作业：教材P40“自我测评”2．概述明清小说的特色，指出这些特色与明清社会变迁的联系。
提示：①明清小说的特色：通过文学手段重树商人等这些原来受歧视的角色的形象，对现实提出深刻批判；②与明清历史的联系：其一，明清时期，社会上弥漫着拜金逐利的风气，传统的轻商观念开始淡化。这种风气深深浸染了小说的创作，“三言”、“二拍”等作品中，商人第一次作为被歌颂的对象进入文学世界；其二，明清社会繁荣的背后也蕴藏着深刻危机，政治黑暗、官场腐败，各种社会矛盾逐渐加深，一些文人对现实社会日益不满，写出了一批批判现实的力作。
第四篇：there be教案
There be 句型教案
一、学科： 英语
二、课例名称： “There be”句型
三、课型：新授课
四、：年级： 六年级
五、教学设计
（一）、教学目标
1、知识目标
能理解并灵活掌握句型“There be”的一般疑问句、否定句及其肯定与否定回答。2）技能目标：
学会利用身边的人会或物用”There be”句型来询问叙述。
3）情感目标：培养学生与他人合作的精神以及用应做事情的基本技能，要求学生能够在小组中于他人交流。
（二）内容分析
1.本节课的目的实使学生学会使用句型”There be”和它的肯定句、疑问句及其肯定与否定回答。再结合所学过的单词，学会利用身边的人或物用”There be’句型来问答。把所学的知识运用到实际生活中去。2.教学重难点
教学重点：能理解并掌握句型”there be”
教学难点：理解并灵活使用”There be”句型的一般疑问句、否定句及其肯定与否定回答。
（四）教学方法
1，自然法：让学生根据自己对已学知识的熟练程度来参加活动。
2，合作学习法：让学生通过小组合作完成课文朗读，使学生学会使用句型”there be”
板书设计： “There be句型
* There is +可数名词单数或不可数名词 There are +可数名词复数
“There be”句型的否定句和一般疑问句口诀：”There be’ 句型有特点，主语放在be后边,变否定，很简单，be后要把not 添，变疑问，也不难，把be 提到there 前.肯定句中有some 否定、疑问把any的 用法
（五）教学过程 Step1 Have a dictation Diagnose test 1)There---------some rice in the bowl.2)There-------some chairs in the room.3)There------an apple on the floor.4)There--------a teacher and some students in the classroom.5)There-------a pencil and two rules in the box.Step2 Teaching “There be” 句型
a)“There be”句型的一般疑问句和否定句的口诀 b)Give Ss there minutes to master.Eg:There is a book on the floor.(边一般疑问句、否定句及其肯定与否定回答)There is not/isn’t a book on the floor.Is there a book on the floor? Yes, There is/Not There isn’t.There are some chairs in the room（.同上）There are not/aren’t any chairs in the room.Are there any chairs in the room? Yes, there are./No,there aren’t.Step3 The different of “There be” and have/has
“There be” 表示在某处有某物或某人，表述某物或某人存在于某个地方，而have/has表示某人拥有某一样东西。Eg: I have a book.You have some pencils.He has a lot of pens.There is a book on the desk.There are some students in the classroom.*注： 而者有时也可以通用，表示“某物本身拥有。。” Eg: The classroom has forty-eight desks.=There are forty-eight desks in the classroom.Step4 Form test 1)There is a Chinatown in New York.(变否定句)------------------------------Chinatown in New York.2)-Are there any pens on the table?(作否定回答)--------，----------------。
3）There is some meat on the plate.（一般疑问句并做肯定回答）------------------------meat on the plate.---------,----------------.4)are there lots bicycles China in of(连词成句)----------------。
（六）Homework 背诵”There be “句型的一般疑问句和否定句的口诀，做活动用书第二模块。
第五篇：教案
教学目标：
1、通过量一量、比一比等活动,初步学会选择适当的测量标准,用不同的方式表示物体的长度或高度。
2、通过测量和比较等活动,积累测量经验,初步培养学生的估测能力、长度观念和数感。
3、能体会合作交流和成功的乐趣,数学与生活的联系,增强用所学的知识解决实际问题的意识。
教学重点:选择适当的测量标准,用不同的方式表示物体的长度或高度。教学难点:选择适当的测量标准,对各种物体的长度的感知。教学过程
回顾旧知、揭示课题：
1、比:你学习了哪些长度单位?(1cm 1m)你能比划一下1厘米、1米的长度吗?(抽生比划后都试一试。)50厘米呢?
2、估:你能估一估铅笔长度吗? 你是怎样估的?(学生演示“指宽”估量法)
3、导:怎样知道自己估计的对不对呢?(板书:量一量)。在测量长度时要用到哪些测量工具?(学生汇报后,教师借助课件1和实物展示:各种不同的尺子。)测量时要注意什么?(学生汇报:O刻度与物体一端对齐、尺子要拉直、放平。课件2)合作交流、探究新知 ： 说一说
我们可以用“手指的宽”作为测量标准去估量铅笔的长度,我们还能利用身体哪些部位的长度、身边哪些物体的长度作为测量标准去估量其他物体的长度呢? 学生汇报(若有难度,教师稍加提醒:肩宽、一庹长、一拃长等。)(板书:肩宽、一庹长、一拃长、黑板长、课桌高、、、、、)明确:像肩宽、一扎长等这种肢体长度,还有像课桌高、黑板长等物体的长度都可以作为测量标准去测量其他物体的长度。(板书:测量标准)
2、量一量
活动1:要想估量物体的长度,先要知道测量标准的长度,下面我们就来先估一估,再量一量我们的肩宽有多长?课件3 1)学生演示合作:量一量肩宽(教师做好分工,让学生学会合作)2)学生汇报。
活动2:你能像刚才一样,每组选择2个以上的测量标准,小组合作先估一估、再选用合适的尺子量一量其他测量标准的长度吗?小组长做好分工,把测量的数据填在表格中。课件3(1)提出要求:活动时要细声细语、轻拿轻放,在测量黑板时,为了避免拥挤,请各小组有序上台测量。
(2)学生小组合作动手实践,教师巡视指导。(3)学生分组汇报展示。
活动3:静下心,闭眼想肩宽有多长?课桌有多高?用手比一比。活动4:请你用“一拃长”作为测量标准,量一量课本有几拃?
3、比一比
活动5:你能利用“肢体长度”“物体的长度”作为测量标准去比一比其他物体的长度吗?(板书:比一比)下面我们就来试一试!(课件3出示:鳄鱼图)1)想-----闭上眼睛想一想:6米有多长? 2)比-----选用不同的测量标准比一比:6米有多长? 学生汇报演示:以“一庹长”作为标准,6个小朋友手拉手的长度大约是6米长。)3)多样化:鳄鱼有这么长,你还可以选用哪种测量标准去描述6米的长度?(若有难度,教师适时引导。)学生讨论后汇报:肩宽、课桌高等。课件4(教师都要加以肯定。)4)优化:鳄鱼这么长呀,相当于6个小朋友手拉手、20个孩子肩并肩站一排、10张桌子叠起来,你认为以什么的长度作为测量标准去描述6米的长度最合适呢?(两臂长、课桌高等)
4、小结: 像这样,量一量、比一比比较长的物体的长度时,可以选用比较长的测量标准,量一量、比一比比较短的物体的长度时,例如铅笔,就可以选用比较短的测量标准,实践运用 ：
1、课件6动物是人类的好朋友!你能选用合适的测量标准比一比他们的长度吗?请选择自己喜欢的一种动物比一比,在小组里交流一下看测量结果是怎样的? 学生小组内交流后汇报。(根据时间需要,适当选择1-2种动物.。)
2、我们经常课间在操场上锻炼身体,你能选用合适的工具和测量标准量一量、比一比操场跑道的长度吗?课件5(学生汇报,教师提示:卷尺、步长、)全课小结：
同学们,今天我们进行了一些有趣的测量活动,学会了用自己身边熟悉的事物的长度或高度来描述新鲜事物的长度或高度,说一说你有哪些收获,印象最深是什么?
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