光学工程课程介绍

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一、硕士学位基础课 课程编号：020008 课程名称（中文）：高等物理光学 课程名称（英文）：Advanced Physical Optics $ D$ Q1 I* [ n2 G8 S授课内容：《高等物理光学》是光学工程专业研究生的学位基础课，是对基础光学内容的拓宽、深化和提高，主要讲述物理光学中的基本理论和处理方法，为学生学习后继专业课程、从事光学工程领域的科学研究和产品开发提供必需的理论基础。本课程的主要内容有：光场的表示及其傅立叶分析；干涉、衍射理论；傅立叶光学基础；部分相干光理论；晶体光学、电光磁光和声光效应、导波光学、统计光学选讲。通过本课程的学习，学生应学会用现代光学的基本概念和方法来讨论、分析和处理物理光学中的有关问题，为从事光学各领域的科学研究奠定扎实的理论基础，同时对现代光学各领域的新进展有所了解。 5 b% p& p9 |7 x1 @ . g+ w! f, D# v* l课程编号：020010 # [" Z1 b; |- p" K! b: e. g! D课程名称（中文）：数学物理方法 * m/ B4 T; o) k- e! q课程名称（英文）： / F( r+ o4 X9 _5 W+ b, M: g授课内容：见声学学科点基础课介绍 9 q* ?& r; \# i* b% a " W6 V4 Z4 F! [1 C7 M课程编号：020011 / A: p3 {/ L5 h/ _) L课程名称（中文）：数字图像处理 \9 f2 ?4 E- G# A- C) v, y课程名称（英文）： : |$ r# g( N; y9 B& I授课内容：见电子信息学科点基础课介绍 课程编号： : j/ m E z2 g6 O+ D* G5 o: z; E6 K课程名称（中文）：现代光学仪器 课程名称（英文）：Optical Instruments 授课内容：由光学测试技术和典型光学仪器介绍两部分组成。光学测试技术是用光学方法测量和检验光学量和非光学量的一门学科，目的是使学生掌握在光学量和非光学量的测试中所涉及的基本理论、主要测试原理、方法、仪器组成以及主要技术特点等。内容有：基本光学测量技术，介绍光学测量中的对准与调焦技术、焦距和顶焦距的测量、星点检验、分辨率测试技术和光学传递函数测试技术；准直技术与自准直技术，介绍激光束的准直和自准直技术、自准直测试技术及其应用；干涉测量（或偏振光分析法测量）等。第二部分介绍典型光学仪器的基本原理与技术基础。主要侧重于对实验室现有的光学仪器的介绍。 5 j3 h- U, s0 T- c6 i" j$ S 课程编号： ! V* A- U$ o" D9 h/ x4 I' q, H课程名称（中文）：光谱学导论 ; \5 |0 B7 e0 y$ K课程名称（英文）：Introduction to Spectroscopy 授课内容：光谱学研究光与物质之间的相互作用现象及作用机理。通过光谱学知识可以认识物质结构同光谱之间的相互关系。光谱学知识被广泛应用于物质结构研究和分析。其主要理论工具为量子力学。课程介绍光谱学的基本概念、原理、计算与应用。内容上包括原子光谱、分子光谱，振动光谱、转动光谱、电子光谱和散射光谱等。 课程编号：020015 1 Q/ _5 ^" K; r/ m% t课程名称（中文）：光电子学 ) ~2 y$ [) L, q! Q7 z3 J课程名称（英文）：Optoelectronics 9 O& d4 f7 N0 _: \# i1 n& c授课内容：光电子学是研究光-电相互转换机理及其应用的科学,是一门典型的交叉学科.《光电子学》的目的是使学生了解、掌握典型的光电器件的结构与原理，其基础为半导体物理。主要内容有：发光二极管原理主要包括pn结原理与化合物半导体材料；半导体激光器主要是异质结激光器；光伏效应主要是太阳能电池原理；光电探测器；光电显示原理等。 6 I/ i3 I3 ^4 T8 w' \ 二、硕士学位专业课 课程编号： 课程名称（中文）：激光技术 # S) M9 L9 N8 `; E Q9 V+ q* u+ ^课程名称（英文）：Laser Techniques # z7 _# X7 [* q, z# ` a/ c授课内容：主要介绍各种激光技术的基本原理与技术基础，是《激光原理》的后续课程，使学生对各种技术的主要激光物理过程有比较系统的了解，并且能运用这些理论分析激光的某些问题和为今后能解决一些实际应用技术问题打下基础。主要内容有：调制技术，重点介绍电光与声光调制的基本原理和技术基础；、调Q、锁模、放大等技术，主要介绍提高激光脉冲的功率和能量的基本理论和实现方法；选模、稳频技术，主要介绍激光器实现单模输出和稳定振荡频率的实现方法及其原理；倍频与参量振荡技术，在了解非线性光学的基本物理概念的基础上，着重讨论这种技术的基本原理和技术基础；光传输与光探测技术，着重介绍大气和光纤传输的理论及其典型的探测方法。授课时，老师将根据课时和学生所修前继后续课程的情况对以上内容作相应的取舍和侧重。 7 ~" D# w: k& h3 D; d 课程编号： 课程名称（中文）：量子光学基础 ! d( |0 W9 r8 w+ c: g课程名称（英文）：Quantum Optics 授课内容：量子光学是研究光场的量子统计特性以及采用全量子理论来研究光与物质相互作用的光学分支。量子光学处于光学发展的前沿，它发展了许多重要的概念及理论和实验的方法，而且具有巨大的现实和潜在应用价值，它在新兴的量子信息科学中也起着重要作用。《量子光学基础》是光学工程专业研究生的一门专业课，目的是在量子理论层面上加深和提高学生对光物理学的认识和理解，使学生掌握量子光学的基本概念和基本理论处理方法，为实际应用打下良好基础。对于以量子光学和量子信息为研究方向的学生，则要求通过本课程的学习，顺利进入前沿课题的研究。本课程的主要内容有：1. 光场的量子化及其特性，包括电磁场的量子化、电磁场的量子相干性、光子的聚束与反聚束效应、相干态、压缩态等；2. 光与原子的相干相互作用，包括电子波场的二次量子化、偶极近似、旋波近似、Jaynes-Cummings模型等；3. 光与原子相互作用的热库理论，包括主方程、F-P方程、朗之万方程等；4. 量子光学专题选讲。其中的前三部分介绍量子光学的基本概念和全量子理论中的各种基本方法，这些标准方法可用来有效地处理各种前沿研究课题。 # Y' f2 l% Y) q4 n9 C$ E 0 ?* \ @$ A5 L% R0 b; }+ i4 i课程编号：020108 课程名称（中文）：非线性光学 课程名称（英文）：Nonlinear Optics 授课内容：采用半经典理论体系讨论非线性光学现象，详尽地讲解非线性光学的理论基础，讨论非线性光学重要的几个分支内容。具体内容包括：非线性光学极化率的经典描述；非线性光学极化率的量子力学描述；光波在非线性介质中传播的基本方程；二阶非线性光学效应；三阶非线性光学效应；瞬态相干光学效应；光学相位共轭技术；光折变非线性光学；超短光脉冲非线性光学。 # l! X$ E, C/ }2 O 课程编号：020109 课程名称（中文）：光度学与色度学 % {5 ]7 s$ _8 O3 S课程名称（英文）：Photometry & Chromatics 9 Z" W1 F2 c T9 c# T授课内容：光度学和色度学是一门涉及物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等交叉研究领域的学科，是光学测量、颜色测量、颜色匹配、光学信息处理、图像处理和图像显示等方面重要理论基础。在遥感、光源、环境科学、工业设计、图像显示技术等许多方面有着重要的应用。本课程的主要内容有：光辐射学、光度测量基础、颜色视觉、标准准色度学系统、光源与物体的颜色、色度测量与计算方法等。 : N$ T0 p5 [( z1 _) @ & ~( o) o/ j7 u a+ w3 E课程编号：020111 0 o8 z! C7 k* k2 V# U0 l# x! }课程名称（中文）：检测和传感技术 * O; E& H( ^5 q) V* ^; P课程名称（英文）：Technology of Measuring Sensors 授课内容：在学生掌握了《传感器技术》基本概念的基础后，主要介绍敏感元件基本原理、传感器的信号放大和处理电路技术、微弱信号的处理以及传感器的新发展和共性技术。 课程编号：020031 : F7 K! U! ?8 P; @课程名称（中文）：海洋光学 课程名称（英文）：Marine Optics 授课内容：见物理海洋学(海洋信息技术)学科点基础课介绍 % I3 p- ?/ M7 O8 z+ t + ]/ B) C" k9 a& t! ~) t! z) X! O三、硕士专业选修课 课程编号：020210 1 E, t# S! P6 m课程名称（中文）：光全息原理与技术 / ], G4 H/ [2 m* H" h3 d课程名称（英文）：Principle & Technique of Holography @- k9 R' u( g: _- S+ |* n授课内容：光全息学是现代光学的一个重要分支，自上世纪60年代激光出现以后发展很快，在科学技术的许多方面有着重要的应用，特别是在军事、医学、现代测试技术、商业、艺术、防伪等方面已显示出其特殊的优势。本课程以物理光学为数理基础，讲述光全息的物理过程，全息学的基本原理、各类全息图的特点和制作方法。其主要内容包括：全息原理、平面全息图的理论、体积全息图的理论、各类全息图的制作方法、现代全息图技术（数字全息、合成全息、彩色全息）全息光学元件等。本课程采用理论与实践相结合的教学方法，在理论讲述的基础上配以大量的试验，通过本课程的学习，学生既能够掌握光全息学的基本理论也能够学会制作各类全息图的实际操作技术。 课程编号：020211 - e, _& ^0 Q4 \* {课程名称（中文）：仪器仪表自动化 4 d" F, a5 `' h课程名称（英文）：Automatization of Instruments : S) k2 g2 I; b( K, h授课内容：随着微电子技术的迅速发展，功能高度集成、适合各种用途的单片机不断涌现，他们具有体积小、价格低、功能强、可靠性高以及使用方便灵活的特点，这一技术的应用几乎是无处不在，这一技术不仅对搞自动化控制的科研工作者非常有用，作为研究其他学科的科研工作者掌握了这种工具，也会如鱼得水、如虎添翼。本课程是针对在大学学习期间对MCS51单片机有一定的基础的同学们开设的，所讲授的内容选自实验室承接的科学院、省、市科委、国家安全局等部门的研究课题以及根据市场需求而自行选题研发的项目，对具有代表性的、对同学今后从事科研工作以及在公司从事具体的产品开发具有实际意义的课题逐一做详细、细致的讲述。使同学通过这一课程的学习，对如何进行科研工作和高科技产品的开发的能力有较大的提高，并能在今后所从事的相关科研工作或新产品开发上独当一面。 课程编号：020212 课程名称（中文）：红外技术 课程名称（英文）：Infrared Technology 8 O4 U) q$ h6 e- E- ^0 X授课内容：红外技术是现代光电子技术领域的重要组成部分，这门科学是由光学、精密机械、电子学和计算机科学相结合的新兴科技领域，在国民经济和国防建设中占有十分重要的地位。本课程是讲述红外辐射的产生、传输、转换、探测以及这种技术在军事装备的具体应用，诸如：红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等。另外由于红外技术的独特功能，在老百姓的实际生活中也得到广泛应用，课程也尽量对这些应用例如家庭安防中的红外报警，日常生活中用到的红外测温、红外测湿、红外成像、红外防伪，生产和测量上用到的红外加热、红外遥感做较详细的介绍。随着红外技术的推广和应用，将有越来越多的科技人员涉足这一新兴领域，因此希望这一课程对爱好和希望从事这一工作的同学有所作用。 课程编号： ( | G0 T8 i& @* h/ W& F4 d课程名称（中文）：量子信息导论 课程名称（英文）：Introduction to Quantum Information 授课内容：量子信息是量子物理学与信息科学的交叉科学，是新近兴起的热门研究领域。量子信息以量子态作为信息的载体，量子态的演化遵从量子力学规律。量子信息包括量子通信和量子计算，以最终产生功能强大的量子计算机、实现大容量及完全保密的量子通信为研究目标。《量子信息导论》是为光学工程专业研究生开设的一门选修课。本课程的主要内容有：1. 量子信息的理论基础，包括量子信息的基本概念，量子态的演化，量子测量，量子纠缠等；2. 量子通信，包括量子隐形传态，密集编码，量子密码通信等；3. 量子计算，包括量子线路，量子算法，物理实现等；4.量子信息论，包括Von Neumann熵，量子数据压缩，可提取信息，信道容量，量子纠错，纠缠操纵等。 修完本课程后，学生应能掌握量子信息的基本概念和方法，了解量子信息的概貌和现状，从而比较顺利地进入量子信息的课题研究。 : I! I5 d( p( |% U0 |5 W' x+ B" t8 Q 2 @* Z6 f: q5 }8 }4 A课程编号：020214 课程名称（中文）：光孤子通信 7 p+ [, A2 E {: f) ?' t课程名称（英文）：Optical Soliton Communication 8 V1 p9 t X6 Z( x授课内容：主要讲授光纤孤子产生和传输的基本概念和原理。包括光传输方程、群速度色散、自相位调制、调制不稳定性和光孤子、偏振效应、交叉相位调制、受激散射和光参量过程等内容。 课程编号：020215 课程名称（中文）：激光光谱学 3 z7 _3 v% e4 f0 r2 ~8 ]课程名称（英文）：Laser Spectroscopy 4 V9 _1 X; ]) M0 M授课内容：主要介绍激光光谱学的基本概念、基本原理与技术基础，是在学生掌握了光谱学的基本概念，了解了激光原理与技术、光电检测与光谱分析仪器的基本原理的基础上，面向激光光谱技术方向研究生开设的选修课程。用原版教材双语教学。主要内容有：Introduction to laser spectroscopy, Doppler-limited absorption and fluorescence spectroscopy with lasers, Laser Raman spectroscopy, High-resolution sub-Doppler laser spectroscopy, Time-resolved laser spectroscopy, Applications of laser spectroscopy. 课程编号： 课程名称（中文）：激光生物医学导论 - d% j0 _ {+ a6 N9 j; E6 Z$ V, I课程名称（英文）：Introduction to Laser Biomedical Science . L z: S9 b$ Q授课内容：激光生物医学是激光技术与生物学、医学相结合的边缘学科，是利用激光技术研究、诊断、治疗疾病的新兴学科。本课程主要介绍激光生物医学基础和激光在基础生物医学研究中的应用。主要授课内容包括：1、组织光学：生物组织体中光的分布及光辐射与组织的相互作用，生物组织的主要光学特性参数，模拟生物组织光学特性的模型，当前组织光学的主要研究内容。2、激光生物相互作用的机理：激光与生物体的相互作用及其机理，是激光在临床应用的理论基础，激光与集体的相互作用；激光的生物效应包括热效应、压强效应、光化效应、电磁效应和刺激效应。3、激光在诊断中的应用:激光荧光光谱法，激光拉曼光谱法，激光光声光谱法，激光多普勒技术等。 课程编号： 8 s: A% e. Y: O% {" p$ _5 ?课程名称（中文）：薄膜技术基础 课程名称（英文）：Fundamental Technology of Film 授课内容：第一章：薄膜生长过程; 第二章：薄膜制备技术; 第三章：薄膜机械特性; 第四章：薄膜光电特性。（见凝聚态学科点专业课介绍） 3 m' ^4 b1 B: E, P 课程编号： 课程名称（中文）：现代物理实验 课程名称（英文）：Modern Physics Experiments 9 w/ ^7 A0 p- _授课内容：第一章：讲授X光衍射仪；第二章：讲授电子显微镜；第三章：讲授喇曼激光光谱仪；第四章：讲授红外光谱吸收仪；第五章：讲授中子源；第六章：讲授离子源等。（见凝聚态学科点基础课介绍） 课程编号： ! F7 m" ]% H+ G( m% |课程名称（中文）：半导体物理学 " w. I: x1 b: q9 {8 N, [- p; X课程名称（英文）： Physics of Semiconductors ( W) `( V' K9 f9 l; B) a8 k1 S授课内容：第一章：讲授晶体结构；第二章：讲授晶格振动；第三章：讲授能带理论；第四章：讲授半导体的接触现象；第五章：讲授半导体的电输运特性；第六章：讲授半导体的光学特性；第七章：讲授超晶格物理基础。（见凝聚态学科点基础课介绍） 课程编号：020112 9 f" b" F9 S# s5 y5 H6 v课程名称（中文）：数字系统设计 1 v0 p- x8 L, |课程名称（英文）： 授课内容：（见信号与信息处理学科点专业课介绍）