809光电子学基础

天津大学硕士研究生入学考试业务课考试大纲

课程编号：809 课程名称: 《光电子学基础》

专业：物理电子学，光电子技术

一、考试的总体要求

旨在考查考生是否具备光电子学专业的基本物理学基础和主要的应用技能。其中物理学基础的考试内容为《量子力学》和《物理光学》两门课程；应用技能方面包括《激光原理》和《激光技术》两门课程。主要考查考生对基本概念的理解是否正确，是否具备应用物理学原理去灵活解决具体问题的能力，能否简洁、准确表达解决问题的过程和结果。

二、考试的内容及比例

与物理学基础相关的考试内容涉及《量子力学》和《物理光学》两门课程；与光电子技术相关的考试内容涉及《激光原理》和《激光技术》两门课程。考试内容以大题为单元，共8道大题，任选5道大题做答，多选总分得零。每道大题30分。其中《量子力学》3道大题，《激光原理》2道大题，《激光技术》1道大题，《物理光学》2道大题。每门课程的详细考试大纲及参考书目请见附录。每道大题可以是若干小题的集合，或若干关联的小问题。主要考查考生对基本概念的理解是否正确，是否具有应用原理灵活解决具体问题的能力，能否能够简洁、准确表达解题过程和结果，这三方面的考查内容的比例大约为3：2：1。

三、考试的题型及比例

共8道大题，任选5道大题做答，多选总分得零。每道大题可以是若干小题的集合，或若干关联的小问题。题型包括基本概念考查题，分析论证推导题，数值估算题等。原则上概念考查题比例较大，约占60％，其余题型比例每年都有调整，并不严格固定。

四、考试形式及时间

考试形式为笔试，考试时间为3小时。

附录

《量子力学》部分

1. 非相对论量子力学基本原理与假设的全部内容。

2. 表象理论、微扰理论、散射理论及全同粒子理论中与光的发射、吸收和散射有关的内容，包括光谱的精细结构，泡利原理等。

3. 建议具有物理专业背景的考生选答本部分内容。

《激光原理》部分

1．激光的基本概念

光的受激辐射基本概念；激光的特性。

2．光学谐振腔及高斯光束的基本理论

(1)光腔理论的一般问题：光学谐振腔与模(纵模与横模)的基本概念；共轴球面腔的稳定性条

件；光腔的损耗。

(2)稳定球面腔：对称共焦腔的自再现模及其行波场及计算。

(3)高斯光束：高斯光束的基本性质；高斯光束q参数的变换规律(ABCD法则)；高斯光束的聚焦与准直；高斯光束的自再现变换与稳定球面腔；高斯光束模式的匹配。3．激光器的工作特性

(1)电磁场和物质相互作用：光谱线加宽和线型函数；自然加宽和碰撞加宽(均匀加宽)；多普勒加宽(非均匀加宽)；激光器的速率方程。

(2)连续激光器的增益与工作特性：增益系数与小信号增益；均匀加宽、非均匀加宽及综合加宽工作物质的增益饱和特性；连续激光器的工作特性；单模激光器的线宽极限；激光器的频率牵引。

4．题型及比例：

试卷以问答题和计算题为主，辅以填空题。问答题约占40％，计算题约占60％。

《激光技术》部分

调制的基本概念、基本原理（振幅调制、强度调制、相位调制、频率调制、脉冲调制）；实现调制的方法（电光调制、声光调制、直接调制）及其原理和结构。

调Q的基本概念和基本理论；

实现调Q的方法（电光调Q、声光调Q和被动式可饱和吸收调Q）及其原理和结构。

锁膜的基本概念和理论；

实现锁膜的方法：

(1) 主动锁膜（振幅调制锁膜、相位调制锁膜），主动锁膜激光器的结构及其设计要点。

(2) 被动锁膜的基本原理。

(3) 自锁膜的概念。

激光放大的基本概念；

脉冲放大器的理论，设计放大器应考虑的问题。

激光模式的基本概念；

横模选择原理和方法；

纵模选择原理和方法。

《物理光学》部分

1. 光波的基本性质及其数学描述；

2. 双光束干涉和多光束干涉：

①双光束干涉;

②光场的时间相干性和空间相干性;

③多光束干涉;

3. 光的衍射：

①标量衍射基本理论和菲涅尔衍射和夫朗和费衍射近似;

②各种开孔的夫朗和费衍射规律和应用;

④傅立叶光学在衍射中的应用.

4. 光在各向异性介质中的传播特性：

①晶体的光学各向异性;

②光波在晶体中传播的几何法描述；

③平面光波在各向异性媒质界面上的反射和折射;

④偏振器和补偿器的原理和应用;

⑤晶体的偏光干涉。