《激光原理与技术》复试大纲

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沈阳师范大学《激光原理》2020年考研专业课复试大纲

沈阳师范大学《激光原理》2020年考研专业课复试大纲

硕士研究生入学考试大纲
复试考试科目名称:激光原理
参考书目
1)《激光原理与应用》(第三版,2013年出版)陈家壁著电子工业出版社
2)《激光原理》(第六版,2010年出版)周炳琨、高以智等编国防工业出版社
3)《光学(重排本)》(第一版,2018年出版)赵凯华,钟锡华编著,北京大学出版社
一、考查目标及要求
通过激光原理与应用的学习,考生需要了解和掌握激光器的基本原理和基本技术,培养自己分析解决激光物理问题的能力,特别是对于激光的物理概念的深入理解,为今后从事光电子方向教学和科研打下扎实的理论基础。

二、考试内容及要求
第一章辐射理论概要与激光产生的条件
1.考查目的与要求
(1)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。

(2)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。

(3)掌握光谱线、线型、光谱线宽度的概念。

2.考查内容
第一节光的波粒二象性
第二节原子的能级和辐射跃迁
第三节光的受激辐射
第四节光谱线增宽。

《激光原理与技术》复试大纲

《激光原理与技术》复试大纲

《激光原理与技术》复试大纲一、考试内容和要求第一章激光的基础知识光的波粒二象性概念、光波模式基本概念,黑体辐射原理,受激辐射、受激吸收、自发辐射的过程,条件与特点、爱因斯坦关系式。

激光器的概念,激光振荡的增益条件和光学反馈条件激光光束的特点,常见激光的种类与特性。

第二章光学谐振腔与高斯光束光学谐振开腔的特点,腔损耗的几种描述,光腔稳定性判别原理和方法。

光学开腔衍射积分理论的基本思路、有关物理概念及物理结论一般稳定球面镜腔厄米-高斯模式参数的意义及参数求解非稳定腔的种类,共轭像点(本征模式)与损耗的计算,基横模高斯光束q参数、在线性光学系统中变换的ABCD定律、高阶高斯模式基横模高斯光束的聚焦、准直,高斯光束在稳定球面腔中的的自再现变换。

第三章光与物质的相互作用与激光器的工作特性均匀加宽与非均匀加宽、线型函数,线宽;速率方程,吸收截面、发射截面,均匀与非均匀加宽介质增益系数与增益饱和,饱和光强,烧孔效应激光器的单模振荡与多模振荡;激光器的阈值,脉冲激光器的张持震荡,线宽极限,频率牵引,激光器输出功率第四章激光的调制与偏转振幅调制、频率调制、相位调制、强度调制、脉冲调制的概念。

电光效应、电光相位延迟、体调制器、波导调制器等,强度电光调制器与电光相位调制器的结构与工作原理,电光偏转技术。

弹光效应、声光衍射原理,布喇格衍射及条件、声光调制器结构、工作原理与调制特性,声光扫描器工作原理与特性。

法拉第效应,磁光调制器与光学隔离器的原理与结构;半导体激光器的直接调制原理。

第五章调Q(Q开关)技术调Q的概念与原理,电光晶体调Q原理,单块双45º电光Q开关的结构与工作原理。

声光调Q原理,声光调Q器件的结构与设计。

可饱和吸收染料调Q原理及其应用光纤激光器调Q技术第六章超短脉冲—锁模技术多模激光器输出特性,锁模基本原理及方法。

主动锁模,振幅调制锁模、相位调制锁模,主动锁模激光器结构与设计。

被动锁模的原理及物理过程,碰撞锁模原理。

《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

《激光原理与技术》课程教学大纲课程名称:激光原理与技术英文名称:Principles and Technology of Lasers学分:3 总学时:48 理论学时:48 实验(上机)学时:0适用专业:光信息科学与技术专业一、课程的性质、目的本课程是光信息科学专业的重要基础课,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。

因此,掌握激光原理与激光技术是为从事现代科学研究,开拓新的光信息科学内容打下基础。

二、教学基本要求通过教学过程的实施使学生基本掌握激光形成原理,掌握激光器件的各部件的工作原理,掌握主要的激光技术的基本原理和实施方法。

了解各种激光器件和技术的新进展,培养学生利用专业知识分析问题和解决实际问题的能力,教给学生自己不断获取新知识的方法。

三、课程教学基本内容1.Introductory concepts(本章要求掌握)51.1. Spontaneous and Stimulated Emission, Absorption1.2. The Laser Idea1.3. Pumping Schemes1.4. Properties of Laser Beams1.5. Laser Types2.Interaction of radiation with atoms and ions(本章前三节要求掌握)42.3. Spontaneous Emission2.4. Absorption and Stimulated Emission2.5. Line-Broadening Mechanisms2.6. Nonradiative Decay and Energy Transfer3.Energy levels, radiative, and nonradiative transitions in molecules and semiconductors (本章要求理解)63.1. Molecules3.2. Bulk Semiconductors3.3. Semiconductor Quantum Wells3.4. Quantum Wires and Quantum Dots4.Ray and wave propagation through optical media(本章要求熟练掌握)64.2. Matrix Formulation of Geometric Optics4.5. Fabry-Perot Interferometer4.7. Gaussian Beams5.Passive optical resonators(本章前四节要求掌握)65.2. Eigenmodes and Eigenvalues5.3. Photon Lifetime and Cavity Q5.4. Stability Condition5.5. Stable Resonators5.6. Unstable Resonators7. Continuous wave laser behavior(本章第8节要求掌握其他理解)67.2. Rate Equations7.6. Laser Tuning7.7. Reasons for Multimode Oscillation7.8. Single-Mode Selection7.9. Frequency Pulling and Limit to Monochromaticity7.10. Laser Frequency Fluctuations and Frequency Stabilization8.Transient laser behavior(本章第4、5、6节要求掌握)68.2. Relaxation Oscillations8.4. Q-Switching8.5. Gain Switching8.6. Mode Locking9.Solid-state, dye and semiconductor lasers(本章要求了解)39.2. Solid-State Lasers9.3. Dye Lasers9.4. Semiconductor Lasers10.Gas, chemical, free-electron, and X-ray lasers(本章要求了解)310.2.Gas Lasers11.Applications of Lasers(附加内容,要求了解)3四、课程考核方式本课程为考试课。

《激光原理与技术》复试大纲

《激光原理与技术》复试大纲

《激光原理与技术》复试大纲《激光原理与技术》复试大纲一、考试内容和要求第一章激光的基础知识光的波粒二象性概念、光波模式基本概念,黑体辐射原理,受激辐射、受激吸收、自发辐射的过程,条件与特点、爱因斯坦关系式。

激光器的概念,激光振荡的增益条件和光学反馈条件激光光束的特点,常见激光的种类与特性。

第二章光学谐振腔与高斯光束光学谐振开腔的特点,腔损耗的几种描述,光腔稳定性判别原理和方法。

光学开腔衍射积分理论的基本思路、有关物理概念及物理结论一般稳定球面镜腔厄米-高斯模式参数的意义及参数求解非稳定腔的种类,共轭像点(本征模式)与损耗的计算,基横模高斯光束q参数、在线性光学系统中变换的ABCD定律、高阶高斯模式基横模高斯光束的聚焦、准直,高斯光束在稳定球面腔中的的自再现变换。

第三章光与物质的相互作用与激光器的工作特性均匀加宽与非均匀加宽、线型函数,线宽;速率方程,吸收截面、发射截面,均匀与非均匀加宽介质增益系数与增益饱和,饱和光强,烧孔效应激光器的单模振荡与多模振荡;激光器的阈值,脉冲激光器的张持震荡,线宽极限,频率牵引,激光器输出功率第四章激光的调制与偏转振幅调制、频率调制、相位调制、强度调制、脉冲调制的概念。

电光效应、电光相位延迟、体调制器、波导调制器等,强度电光调制器与电光相位调制器的结构与工作原理,电光偏转技术。

弹光效应、声光衍射原理,布喇格衍射及条件、声光调制器结构、工作原理与调制特性,声光扫描器工作原理与特性。

法拉第效应,磁光调制器与光学隔离器的原理与结构;半导体激光器的直接调制原理。

第五章调Q(Q开关)技术调Q的概念与原理,电光晶体调Q原理,单块双45o电光Q开关的结构与工作原理。

声光调Q原理,声光调Q器件的结构与设计。

可饱和吸收染料调Q原理及其应用光纤激光器调Q技术第六章超短脉冲—锁模技术多模激光器输出特性,锁模基本原理及方法。

主动锁模,振幅调制锁模、相位调制锁模,主动锁模激光器结构与设计。

被动锁模的原理及物理过程,碰撞锁模原理。

激光原理总结提纲

激光原理总结提纲

自发辐射受激吸收受激辐射
自发辐射:高能级的原子自发地从(高能级E2)向低能级E1跃迁,同时放出能量为E=hv的光子的现象称为自发辐射。

受激吸收:处于低能级E1的原子受到外来光子的刺激作用,(完全吸收)外来光子的能量而跃迁到高能级E2的过程称。

均匀增宽增益饱和
法布里-珀罗标准具法
三反射镜法
(2)单横模的选取(小孔光阑法)
●假如由于某种原因(例如温度升高)使L 伸长,起激光频率由0ν偏至A ν,P ∆与ν∆的位相正好反。

缩短,引起激光频率由0ν偏至B ν,P ∆与ν∆,其结果都是使输出功率P 增加,而且此时外加电压为正弦(电压幅值较小的时候):01/22I I π≈
+
典型激光器能级特点:。

《激光原理与技术》课程教学大纲(本科)

《激光原理与技术》课程教学大纲(本科)

激光原理与技术(Principles of Lasers)课程编号:03410033学分:3.5学时:56(其中:讲课学时:56实验学时:上机学时:)先修课程:光学普通物理原子物理适用专业:光电信息科学与工程教材:激光原理;Orazio Svelto; Plenum Publishing Corporation (2010)一、课程的性质与目标(一)课程性质(需说明课程对人才培养方面的贡献)《激光原理与技术》为光电信息科学与工程专业的专业基础课,也可作为信息类专业和其它有关专业本科生、研究生的必修课或选修课。

通过本课程的学习,使学生掌握激光形成基础物理知识,掌握激光器件中各部件的工作原理,掌握基础激光技术的原理和实施方法。

了解主要激光器件和技术的进展。

教给学生自己不断获取新知识的方法,培养学生利用专业知识分析问题和解决实际问题的能力,为后续专业课程及实验实践环节奠定理论基础。

课程目标1:掌握激光器件相关的基础物理知识和专业知识。

能在工程实践中,基于激光器件的目标指标,给出激光器件的基本结构方案、关键结构参数及输入光电参数的设计依据,基本具备典型激光器的基础设计能力;课程目标2:掌握激光器件相关的主要数学模型和物理模型,并能将上述模型用于激光器件设计、研制过程中输出特性、各种物理现象的分析研究和实验验证,具有发现问题、分析问题和解决问题的能力;课程目标3:掌握激光器相关专业英语词汇和专业知识,并能够就激光器相关复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。

课程目标4:掌握典型激光器件的工作特性及发展现状,在此基础上,能够通过文献、媒体等资源跟踪激光器发展趋势和发展前沿。

(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求2、和毕业要求10:1.毕业要求1-3:具有光电信息科学与工程专业基础知识及其应用能力,并了解光电信息行业的前沿发展现状和趋势;2.毕业要求2-2:能够针对光电信息工程相关的复杂工程问题选择正确、可用的数学模型;3.毕业要求10-4:能够应用外语就光电信息科学与工程复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。

708激光原理与技术

708激光原理与技术

西安理工大学研究生招生入学考试《激光原理与技术》考试大纲科目代码:708科目名称:激光原理与技术第一部分课程目标与基本要求一、课程目标“激光原理与技术”是光电信息科学与工程专业的一门重要专业基础课,是教学计划中联系理论课程与应用课程的纽带,是学生从理论课程学习向专业课程学习过渡的桥梁。

通过学习本课程,使学生掌握激光原理与技术的基本知识,为今后研究与应用激光原理与技术奠定重要基础。

二、基本要求“激光原理与技术”课程以激光原理为主、激光技术为辅,讲授激光的基本原理、基本理论和常用激光技术和激光器等内容,要求学生具备原子物理学、电磁理论、量子力学、统计物理学、应用光学、物理光学、电子学和计算机技术等基础知识。

第二部分课程内容与考核目标第一章激光的基本原理1、相干性的光子描述2、光的受激辐射基本概念3、光的受激辐射放大4、光的自激振荡5、激光的特性第二章开放式光腔与高斯光束1、光腔理论的一般问题2、共轴球面腔的稳定性条件3、开腔模式物理概念和衍射理论分析方法4、平行平面腔的迭代解法5、方形镜共焦腔的自再现模6、方形镜共焦腔的行波场7、圆形镜共焦腔8、高斯光束的基本特性及特征参数9、高斯光束q参数的变换规律10、高斯光束的聚焦和准直第三章电磁场和物质的共振相互作用1、光和物质相互作用的经典理论简介2、谱线加宽和线型函数3、典型激光器速率方程4、均匀加宽工作物质的增益系数5、非均匀加宽工作物质的增益系数第四章激光振荡特性1、激光器的振荡阈值2、激光器的振荡模式3、输出功率与能量4、驰豫振荡5、单模激光器的线宽极限6、频率牵引效应第五章激光器特性的控制与改善1、模式选择1、频率稳定2、Q调制3、注入锁定第六章典型激光器1、固体激光器2、气体激光器3、光纤激光器第三部分有关说明及要求1、了解考试目标的能力层次表述本课程对各考核知识点的能力要求一般分为三个层次,并用相关词语描述如下:较低要求——了解;一般要求——理解、熟悉、会;较高要求——掌握、应用。

天津工业大学《激光原理》2020年考研专业课复试大纲

天津工业大学《激光原理》2020年考研专业课复试大纲

考试科目:激光原理
一、考试的总体要求
激光原理考试大纲适用于招收光学、光电子与激光类硕士研究生。

其指导思想是有利于选拔具有扎实的激光基础理论知识的高素质人才。

要求考生能够系统地掌握激光的基本概念和原理,激光与物质相互作用的基本理论,激光器基本结构,了解相关激光技术和典型激光器特点,能够利用理论知识分析激光器中的典型现象,以及具备运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。

二、考试范围
(一)激光的基本知识
(1)光波模式及光子的基本特性;
(2)理解自发辐射、受激辐射、受激吸收三个过程;三个爱因斯坦系数及其关系、跃迁几率的含义;
(3)掌握粒子数反转分布的概念;
(4)激光器三个基本组成部分;
(5)激光的特性及其重要参数计算;
(6)三能级和四能级激光器系统的工作原理。

(二)光学谐振腔的基本知识
(1)横模概念及图样识别,基横模的特点;
(2)纵模概念及相关计算,如相邻纵模频率间隔,本征纵模线宽等;。

华科光电激光原理与技术复习大纲 ppt课件

华科光电激光原理与技术复习大纲  ppt课件

横向尺寸a1、a2无关。
22
Chap02-开放式光腔---非稳定腔
2、非稳腔的能量损耗率 3、非稳腔的单端输出 掌握虚共焦腔的基本计算!
23
Chap03-电磁场和物质的共振相互作用
均匀加宽和非均匀加宽区别及线性函数。 三能级结构\四能级结构能级示意图+速率方程。 均匀加宽增益饱和现象与非均匀加宽增益饱和现象的区别。 激光器振荡的阈值条件? 模式竞争、兰姆凹陷等概念?
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8
第四章
• 自然加宽、碰撞加宽的产生机理以及均匀 加宽的特性;
• 均匀加宽的线型函数;(相关公式) • 多普勒加宽的产生机理以及非均匀加宽特
性; • 三能级、四能级系统速率方程;(相关公
式)
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9
第五章
• 增益饱和的物理概念以及其在稳定的激光 输出中所起到的作用;
• 阈值条件、小信号增益系数及小信号粒子 反转数的物理概念;小信号粒子反转数的 表达式;(相关公式)
电光效应
一、沿z轴方向加电压 V / /z轴,Ex Ey 0, Ez 0
变形后的折射率椭球方程为:
无交叉项,主轴方向不变


1 no2

13 Ez

x2 y2


1 ne2
33 Ez

z2

1
二、沿x轴方向加电压 V / / x轴,Ey Ez 0, Ex 0
• 圆形镜共焦腔自再现模式的拉盖尔高斯分 布特征;
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7
第三章
• 一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性; • 求解一般稳定球面腔对应的对称共焦腔;(相关公
式会推导或记忆) • 非稳腔的轴上共轭像点、几何自再现波形; • 共焦非稳腔的特点、设计方法; • 非稳腔的几何放大率和能量损耗率;(相关公式)

激光原理大纲

激光原理大纲

复试大致重点主要有:0 )· 基础的爱因斯坦关系、模式谱密度和光子态密度的等价性、光子简并度之类的,会论述;会诠释并赞美激光的单色性、方向性、相干性、高亮度。

1 )· 谐振腔模型,稳定腔非稳腔的几何光学解(传输矩阵)、波动光学解,把那个自再现原理和复曲率半径q彻底搞清楚,有可能出证明题,我们那年考的是非稳腔的q参数,用ABCD矩阵解自再现方程;肯定会出的题是让你画方形镜、圆形镜TEM03、TEM22光斑这类;像束腰半径、发散角、M2之类的肯定要知道。

2 )均匀、非均匀加宽的机制;非均匀的给你两束已知方向、频率的单色光光让你画烧孔;空间烧孔、模式竞争的论述必考,问你消除空间烧孔的原理(气体分子跑得快,固体用行波,环形腔加隔离器);综合加宽不用看。

3 )搞清几个阈值的概念;会画三、四能级的跃迁示意图、默写那堆速率方程组;了解纵模间隔,已知阈值反转粒子数求多少频率能起振;画图解释有源腔中频率牵引的机理。

4 )极可能考调Q的详细过程、方式;锁模的原理、方式(主动、被动、同步、自锁模)、效果;出单纵模、单横模光的方法;稳频方法,解释兰姆凹陷。

激光器类型上,了解一下CO2、He-Ne、Ar+ 、固体中的Ti:Sapphire的特点就行了。

LD不用看太细,半导体异质结、量子阱之类的知道有这么档子就行了。

染料和光纤的不考。

关键还是捋清概念,问一答十。

课后题不做都行。

(当年我不仅把每章课后题做光了,还搞来20多套卷子做,清华的、华科的、中科院的、南京理工、长春理工的、中国海洋的……坑爹啊,谁知考的这么简单。

) 补充一下:像烧孔、空间烧孔、模式竞争、多纵模振荡、发射截面、兰姆凹陷等等这么重要的概念还需要我强调吗?第一章:为什么强调爱因斯坦关系?注意:电子学频段中,从LC回路到同轴线到闭腔,都是利用金属中的自由电子变速运动来辐射电磁波的,也就是说,自由电子震荡激发的电磁波造成大量电子同步运动,辐射的相干电磁波本身就是同相位的,根本就没遇到不同步的问题;而光子学频段的辐射是来自原子核外的束缚态电子跃迁(自由电子激光器、同步辐射什么的例外),这种辐射是自发的,很难得到原子间的同步振荡。

2009年硕士激光原理考试复习大纲

2009年硕士激光原理考试复习大纲

2009年硕士《激光原理》考试复习大纲一、课程名称:激光原理与技术Laser Principle and Technology二、课程编码:三、学分与学时:64/4四、先修课程:量子力学、几何光学、物理光学五、课程教学目标:《激光原理与技术》课程是光电子专业本科生的专业基础课,其教学目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能。

初步具备应用所学到的基本理论和方法分析和解决本专业的一般性问题。

六、适用学科专业:高等院校光电子技术、光通讯、光电器件应用物理等本科专业。

七、基本教学内容与学时安排:第一章绪论(4学时)一、激光的诞生及发展二、激光产生的机理三、激光的特性四、激光器实例第二章光线矩阵及高斯光束(10学时)一、光线的传播1.光线矩阵2.双周期性透镜波导3.相同周期性透镜波导4.光线在反射镜之间的传播5.光线在类透镜介质之间的传播二、光束在均匀介质中传输1.均匀介质中的基本高斯光束2.ABCD法则3.高斯光束在透镜波导中的传输4.均匀介质中的高阶高斯光束三、高斯光束的变换1.高斯光束通过薄透镜的传输2.高斯光束的聚焦、准直和匹配3.高斯光束的自再现变换与稳定球面腔第三章激光谐振腔(10学时)一、光学谐振腔的稳定性条件1.光学谐振腔的稳定性2.光学谐振腔的构成与分类3.光学谐振腔的作用二、光学谐振腔的模式1.光学谐振腔中光波模的谐振频率2.光学谐振腔内的多纵模振荡和单纵模的选取3.纵模的频率漂移4.光学谐振腔的损耗三、平行平面腔的迭代法1.开腔衍射理论的分析方法2.平行平面腔的迭代法四、稳定球面腔1.对称共焦腔的模式2.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性3.一般稳定球面腔的模式4.非稳定球面腔5.模式选择技术第四章光场与物质的相互作用(8学时)一、光场与物质相互作用的理论1.光场与物质相互作用的理论体系2.电介质的极化3.原子自发辐射的经典模型4.经典结果的量子力学修正二、谱线加宽与线型函数1.光谱线的频率分布2.爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正3.原子与有谱线线宽辐射场的相互作用三、均匀加宽和非均匀加宽四、激光器的速率方程理论1.三能级速率方程组2.四能级速率方程组3.有关速率方程的几个问题第五章连续和脉冲激光器的运行特性(8学时)一、小信号增益系数1.增益系数正比于反转粒子数2.增益系数与入射光场频率的关系二、均匀加宽时的增益饱和1.增益饱和现象及其物理机制2.均匀加宽条件下反转粒子数的饱和3.均匀加宽条件下的大信号增益三、均匀加宽时的增益饱和1.非均匀加宽条件下反转粒子数的饱和2.非均匀加宽条件下的大信号增益四、连续激光器的稳态工作特性1.激光器的阈值条件2.稳态工作时的腔内光强3.连续激光的输出功率和最佳透过率4.兰姆凹陷与稳频技术八、教材及参考书:1.激光原理国防工业出版社2000年版周炳琨等编2.激光原理浙江大学出版社1992年版陈钰清,王静环编著3.激光技术华中理工大学出版社 1995年蓝信钜主编ser and Electro-Optics Fundamentals and Engineering,Christopher C. Davis, Cambridge University Press 1996。

2019华中科技大学839激光原理考试大纲

2019华中科技大学839激光原理考试大纲

2019华中科技大学硕士研究生入学考试《激光原理》考试复习大纲一、课程名称:激光原理与技术Laser Principle and Technology二、课程编码:三、学分与学时:64/4四、先修课程:量子力学、几何光学、物理光学五、课程教学目标:《激光原理与技术》课程是光电子专业本科生的专业基础课,其教学目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能。

初步具备应用所学到的基本理论和方法分析和解决本专业的一般性问题。

六、适用学科专业:高等院校光电子技术、光通讯、光电器件应用物理等本科专业。

七、基本教学内容与学时安排:第一章绪论(4学时)一、激光的诞生及发展二、激光产生的机理三、激光的特性四、激光器实例第二章光线矩阵及高斯光束(10学时)一、光线的传播1.光线矩阵2.双周期性透镜波导3.相同周期性透镜波导4.光线在反射镜之间的传播二、光束在均匀介质中传输1.均匀介质中的基本高斯光束2.ABCD法则3.高斯光束在透镜波导中的传输4.均匀介质中的高阶高斯光束三、高斯光束的变换1.高斯光束通过薄透镜的传输2.高斯光束的聚焦、准直和匹配3.高斯光束的自再现变换与稳定球面腔第三章激光谐振腔(10学时)一、光学谐振腔的稳定性条件1.光学谐振腔的稳定性2.光学谐振腔的构成与分类3.光学谐振腔的作用二、光学谐振腔的模式1.光学谐振腔中光波模的谐振频率2.光学谐振腔内的多纵模振荡和单纵模的选取3.纵模的频率漂移三、平行平面腔的迭代法1.开腔衍射理论的分析方法四、平稳定球面腔1.对称共焦腔的模式2.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性3.一般稳定球面腔的模式4.非稳定球面腔第四章光场与物质的相互作用(8学时)一、光场与物质相互作用的理论1.光场与物质相互作用的理论体系2.电介质的极化3.原子自发辐射的经典模型二、谱线加宽与线型函数1.光谱线的频率分布2.爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正3.原子与有谱线线宽辐射场的相互作用三、均匀加宽和非均匀加宽四、激光器的速率方程理论1.三能级速率方程组2.四能级速率方程组第五章连续和脉冲激光器的运行特性(8学时)一、小信号增益系数1.增益系数正比于反转粒子数2.增益系数与入射光场频率的关系二、均匀加宽时的增益饱和1.增益饱和现象及其物理机制2.均匀加宽条件下反转粒子数的饱和3.均匀加宽条件下的大信号增益三、均匀加宽时的增益饱和1.非均匀加宽条件下反转粒子数的饱和2.非均匀加宽条件下的大信号增益四、连续激光器的稳态工作特性1.激光器的阈值条件2.稳态工作时的腔内光强3.连续激光的输出功率和最佳透过率。

激光原理与技术CDIO教学大纲

激光原理与技术CDIO教学大纲

激光原理与技术课程教学大纲一、课程代码与名称课程代码:计划上未给出中文名称:激光原理与技术英文名称:Laser Principles and Technology二、课程概述及相关课程关系《激光原理与技术》是为电子科学与技术专业、光信息科学与技术本科专业开设的核心必修专业方向课程(这里未管材料物理的选修课)。

该课程理论性、应用性、工程背景和实践性都很强,在光电子和光信息科学与技术领域占有重要地位。

本课程主要讲授激光产生和形成的基本原理以及控制和改善激光特性的典型激光技术。

内容上涉及激光特性描述、开放式光腔及其激光模式分析、光和物质共振相互作用、谱线加宽与线型函数、典型激光器的速率方程、激光的振荡特性、激光的放大特性、典型激光技术的原理和种类等。

通过本课程的学习,通过本课程的学习,使学生掌握激光产生和形成的基本原理以及控制和改善激光特性的典型激光技术,在培养学生的理论思维能力的同时,训练学生分析和解决实际问题的能力。

为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下必要的专业理论基础。

相关课程及项目关系:(从左到右为时间顺序、从上到下为开课时序)三、课程教学对象与教学目的适用专业:电子科学与技术、光信息信息科学与技术、材料物理学等本科专业。

教学目的:通过本课程的学习,使学生掌握激光与激光技术中的基本概念、基本原理和分析方法;掌握稳定式和非稳定式开放光腔与其输出激光模式的关系;掌握和理解工作物质加宽机制与激光振荡模式及输出特性的关系;掌握改善可控制激光输出特性的典型激光技术如放大、选模、稳频、调Q、锁模等的基本原理、方法和种类。

使学生了解激光原理与技术在工农业生产、科研、国防、医学等领域的广泛应用,初步树立激光器件设计的工程意识。

提高学生分析、解决光电领域中诸如管理与维护、开发与设计等问题的能力,培养学生思考问题的逻辑性、灵活性与广阔性,为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下坚实的专业理论基础。

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《激光原理与技术》复试大纲
一、考试内容和要求
第一章激光的基础知识
光的波粒二象性概念、光波模式基本概念,
黑体辐射原理,受激辐射、受激吸收、自发辐射的过程,条件与特点、爱因斯坦关系式。

激光器的概念,激光振荡的增益条件和光学反馈条件
激光光束的特点,常见激光的种类与特性。

第二章光学谐振腔与高斯光束
光学谐振开腔的特点,腔损耗的几种描述,光腔稳定性判别原理和方法。

光学开腔衍射积分理论的基本思路、有关物理概念及物理结论
一般稳定球面镜腔厄米-高斯模式参数的意义及参数求解
非稳定腔的种类,共轭像点(本征模式)与损耗的计算,
基横模高斯光束q参数、在线性光学系统中变换的ABCD定律、
高阶高斯模式
基横模高斯光束的聚焦、准直,高斯光束在稳定球面腔中的的自再现变换。

第三章光与物质的相互作用与激光器的工作特性
均匀加宽与非均匀加宽、线型函数,线宽;
速率方程,吸收截面、发射截面,
均匀与非均匀加宽介质增益系数与增益饱和,饱和光强,烧孔效应
激光器的单模振荡与多模振荡;
激光器的阈值,脉冲激光器的张持震荡,线宽极限,频率牵引,激光器输出功率
第四章激光的调制与偏转
振幅调制、频率调制、相位调制、强度调制、脉冲调制的概念。

电光效应、电光相位延迟、体调制器、波导调制器等,强度电光调制器与电光相位调制器的结构与工作原理,电光偏转技术。

弹光效应、声光衍射原理,布喇格衍射及条件、声光调制器结构、工作原理与调制特性,声光扫描器工作原理与特性。

法拉第效应,磁光调制器与光学隔离器的原理与结构;半导体激光器的直接调制原理。

第五章调Q(Q开关)技术
调Q的概念与原理,
电光晶体调Q原理,单块双45º电光Q开关的结构与工作原理。

声光调Q原理,声光调Q器件的结构与设计。

可饱和吸收染料调Q原理及其应用
光纤激光器调Q技术
第六章超短脉冲—锁模技术
多模激光器输出特性,锁模基本原理及方法。

主动锁模,振幅调制锁模、相位调制锁模,主动锁模激光器结构与设计。

被动锁模的原理及物理过程,碰撞锁模原理。

同步泵浦锁模原理、物理过程;光纤激光器锁模技术
二、参考资料
1.《激光原理》周炳琨高以智等编(第五版)国防工业出版社
2.《激光技术》,蓝信钜主编,科学出版社。

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