光波技术基础
光波技术基础part3
t Ez ie z Et j 0 Ht
t H z ie z Ht jEt
2 t
k2 2
Ez 0
2 t
k2 2
Hz 0
2 t
k2 2
Et 0
2 t
k2 2
k E0 k H0 0 E、H、k相互正交
电磁场的能量密度和能流密度
时变电磁场中的一个重要现象： 电场能量密度随电场强度变化，磁场能量密度随磁场强度变化 空间各点的能量密度变化引起能量流动！
坡印亭(Poyting)矢量P=E×H
E H H E E H
对于TM模：Hz＝0，Ey=Hx=0, 仅有Ex, Ez 和Hy三个场分量,
表示为（Ex,0,Ez,0,Hy,0)
TE模
1、TE模的解
Ey是TE模电场仅有的分量 Ex, y, z Ey x, ye jz
代入波动方程,有
d 2Ey dx2
k02n
2 j
2
Ey
0, j 1,2,3
ε (r)：张量介电常数 (r)：张量磁导率
1
n E1H1B1D1
2
E2H2B2D2
波动方程－E,H诸量随时、空的变化关系 ：磁导率，真空磁导率0
只考虑线性的、各向同性的、透明媒质、非时变的：
ε：介电常数=真空介电常数*相 对介电常数
各向同性介质：D 0E P E B H 透明：无自由电荷、无磁性： f=0， Jf=0， μ＝ μ0
Er,t Ercost ReErexp jt Hr,t Hrcost ReHrexp jt
2019年北京邮电大学本科教材目录
袁建国 罗元
胡先志 胡佳 妮
李维民
曾军 王峰 陈 仑 王朝晖 焦斌 亮 徐朝鹏 赵东风 彭家 和 丁洪伟
张民
刘文林 李梅 李洪
王仕璠
2017.11 2011.04 2015.08 2015.08 2013.02 2012.09 2011.11 2008.11 2013.03
91
9787563534203 信息光学理论与应用习题详解
85
9787563544264 光网络管理与维护
86
9787563536269 光学系统设计教程
87
9787563532056 SDH光传输技术与设备
88
9787563527595 光波导理论简明教程
89
9787563518678 组网工程
90
9787563534197 信息光学理论与应用（第3版）
22.00
PPT
29.00
“十一五 高等教育本科国
PPT
35.00
PPT
39.00
PPT
34.00
32.00
32.00
PPT
36.00
PPT
38.00
PPT
39.00
PPT
65
9787563523047 通信线路工程
66
9787563524136 信息与通信系统仿真
PPT
18.00
18.00
22.00
43.00
“十一五”普通 高等教育本科国
PPT
16.00
49.00
18.00
“十一五”普通 高等教育本科国
42.00
79.00
28.00
PPT
38.00
第二章光学基础知识与光场传播规律
方法和步骤
电场 E是矢量，可将其分解为一对正交的电场分量，一个振动方向垂直
于入射面，称为‘s’分量，另外一个振动方向在或者说平行于入射面， 称为‘p’分量。
首先研究入射波仅含‘s’分量和仅含‘p’分量这两种特殊情况。当两种分量 同时存在时，则只要分别先计算由单个分量成分的折射、反射电场； 然后根据矢量叠加原理进行矢量相加即可得到结果。
n1 cost n1 cost
tan(i tan(i
t ) t )
sin 2i sin 2i
sin 22 sin 22
tp
Et0 p Ei 0 p
2n1 cosi n2 cosi n1 cost
2cosi sint sin(i t )cos(i
t )
11/40
《光电子技术》● 第二章 光学基础知识与光场传播规律
菲涅耳公式
再利用E、H 的数值关系及其正交性关系，得到：
rp
Er0 p Ei 0 p
n2 cosi n2 cosi
n1 cost n1 cost
p分量的反射系数
菲 涅
tp
Et0 p Ei 0 p
2n1 cosi n2 cosi n1 cost
p分量的透射系数
耳
公 式
rs
Er 0 s Ei 0s
n1 cosi n1 cosi
n2 cost n2 cost
sin(i sin(i
t ) t )
tani tani
tant tant
ts
Er 0 s Ei 0s
2n1 cosi n1 cosi n2 cost
2cosi sint sin(i t )
光波技术基础_第七讲
0 1 NL E 0 r NL E ~ ~ ~ n j 2k0 2 得：
1
~
n2
对于石英光纤， n2 310 m / W ，而α2相对较小，常被忽略 为研究方便，介电常数又常表示为：
非线性传输方程 非线性
当光场较强时，所有介质均对外场表现出一定的非线性。 微观——电子在强场作用下对简谐运动的偏离 宏观——介质在外场作用下的非线性极化
电极化强度矢量
P 0 1 E 2 : EE 3 EEE
极化强度 真空介电常数 极化率张量
2 2
NL L, T Leff A0, T Leff A02 U 0, T P 0, T Leff LNL
~
2 LNL 1 A0 1 P 非线性长度：是距离z的归一化量 其中: 0 度，在分析光纤非线性效应随距离变化时极为方便 P0--光强度脉冲峰值
色散对XPM的影响
只有不同的波长信道的脉冲在时间上有交叠时，相互之 间才存在XPM效应，由于色散的存在，具有不同中心 波长的两个脉冲传输速度不同，形成走离现象，因此色 散对XPM有影响。 脉冲宽度 走离长度： T T
Lw
0
11 12
2
2 (1 2 )
脉冲的中心 频率
~ U 0, T P 0, T
2
归一化光强度脉冲
P0
•有效长度：
P(0)
Leff 1 exp L
L L--实际传输距离 有效长度可由式
P0Leff Pz dz
L 0
大学物理(波动光学知识点总结)
大学物理(波动光学知识点总结)contents•波动光学基本概念与原理•干涉理论与应用目录•衍射理论与应用•偏振光理论与应用•现代光学技术发展动态简介波动光学基本概念与原理01光波是一种电磁波，具有横波性质，其振动方向与传播方向垂直。
描述光波的物理量包括振幅、频率、波长、波速等，其中波长和频率决定了光的颜色。
光波的传播遵循波动方程，可以通过解波动方程得到光波在不同介质中的传播规律。
光波性质及描述方法干涉现象是指两列或多列光波在空间某些区域相遇时，相互叠加产生加强或减弱的现象。
产生干涉的条件包括：两列光波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
常见的干涉现象有双缝干涉、薄膜干涉等，可以通过干涉条纹的形状和间距等信息来推断光源和介质的性质。
干涉现象及其条件衍射现象及其分类衍射现象是指光波在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。
衍射现象可以分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射两种类型，其中菲涅尔衍射适用于障碍物尺寸与波长相当或更小的情况，而夫琅禾费衍射适用于障碍物尺寸远大于波长的情况。
常见的衍射现象有单缝衍射、圆孔衍射等，可以通过衍射图案的形状和强度分布等信息来研究光波的传播规律和介质的性质。
偏振现象与双折射偏振现象是指光波在传播过程中，振动方向受到限制的现象。
根据振动方向的不同，光波可以分为横波和纵波两种类型，其中只有横波才能发生偏振现象。
双折射现象是指某些晶体在特定方向上对光波产生不同的折射率，使得入射光波被分解成两束振动方向相互垂直的偏振光的现象。
这种现象在光学器件如偏振片、偏振棱镜等中有重要应用。
通过研究偏振现象和双折射现象，可以深入了解光与物质相互作用的基本规律，以及开发新型光学器件和技术的可能性。
干涉理论与应用02杨氏双缝干涉实验原理及结果分析实验原理杨氏双缝干涉实验是基于光的波动性，通过双缝产生的相干光波在空间叠加形成明暗相间的干涉条纹。
结果分析实验结果表明，光波通过双缝后会在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹，条纹间距与光波长、双缝间距及屏幕到双缝的距离有关。
光波导技术基础
光波导技术基础光波导技术基础一、光波导的概念与分类光波导是一种利用光的全反射原理进行光信号传输的技术。
根据传输介质的不同，光波导可以分为光纤和光平板两种形式。
光纤波导是采用纤维材料进行传输，而光平板波导则利用具有高折射率的平板材料进行传输。
二、光波导技术的优点1. 大容量传输：光波导技术可以实现大容量的光信号传输，远远超过以往的传输方式。
这是因为光波导中的光信号可以在光纤或光平板中进行不断的全反射，几乎没有信号损失。
2. 抗干扰能力强：光波导传输的光信号在传输过程中不会受到外界电磁干扰的影响，从而保证了传输质量的稳定性。
3. 低衰减率：光波导技术中的光信号衰减率很低，可以减少信号在传输过程中的能量损耗，提高传输距离。
4. 高速传输：由于光波导中的光信号传输速度快，可达到光速的75%以上，因此光波导技术被广泛应用于高速通信领域。
三、光纤波导技术的基本原理光纤波导是利用纤维材料的全反射原理进行光信号传输的技术。
光纤是由内心区域（称为纤芯）和外层（称为包层）组成的。
光信号可以通过纤芯中的光波引导到目的地。
光纤波导的基本原理源于光的全反射现象。
当光从光纤的一端进入时，如果光线入射角度小于临界角，光会被光纤的纤芯全反射，然后沿着纤芯继续传输。
这种全反射的现象可以保证光信号不会损失，从而实现光信号在光纤中的传输。
四、光平板波导技术的基本原理光平板波导技术是利用具有高折射率的平板材料进行光信号传输的技术。
平板材料可以是晶体或者其他具有高折射率的材料，例如硅。
光平板波导的基本原理是将光信号引导在平板材料的表面上，形成一条被限制在平板内传播的光波。
当光信号被平板表面反射时，会发生总反射现象，并且沿着平板表面传播。
平板的结构和特殊设计可以控制光信号的传输路径和传输效果。
五、光波导技术的应用领域光波导技术在通信、光学传感、生物医学和光学计算等领域具有广泛的应用。
在通信领域，光波导技术被广泛应用于光纤通信和光纤传感领域。
光波导技术基础
光波导技术基础（实用版）目录1.光波导技术的基本概念2.光波导技术的理论基础3.光波导技术的应用领域4.光波导技术的发展趋势正文光波导技术基础光波导技术是一种利用光在介质中传播的特性，通过特定的光学结构实现光信号的传输和控制的技术。
光波导技术在现代通信、光学传感、光学显示等领域具有广泛的应用。
为了更好地了解光波导技术，我们需要从以下几个方面介绍其基础知识。
一、光波导技术的基本概念光波导是指一种能够约束和引导光波在特定方向传播的光学结构。
根据波导结构和传输模式的不同，光波导可分为多种类型，如单模光纤、多模光纤、平面光波导等。
光波导技术的核心是利用光在介质中的传播特性，实现光信号的高效传输和精确控制。
二、光波导技术的理论基础光波导技术的理论基础主要包括几何光学、波动光学和电磁场理论。
其中，几何光学主要研究光波在光学结构中的传播规律；波动光学则关注光的传播特性，如相位、幅度等；电磁场理论则从电磁场的角度分析光波导中的光信号传输。
通过这些理论，我们可以深入理解光波导的传输特性、模式耦合、双折射现象等基本概念。
三、光波导技术的应用领域光波导技术在多个领域发挥着重要作用，主要包括以下应用领域：1.光通信：光波导技术是光纤通信的核心技术，实现了光信号在光纤中的高效传输，极大地提高了通信速率和传输距离。
2.光传感：光波导技术在光学传感器中有着广泛应用，如光纤传感器、平面光波导传感器等，可实现对温度、压力、位移等物理量的高精度检测。
3.光学显示：光波导技术在光学显示领域也具有重要应用，如光波导显示器、光波导投影仪等，能够实现高清晰度、高亮度的显示效果。
4.其他领域：光波导技术还在光学成像、光能传输、生物医学等领域具有潜在应用。
四、光波导技术的发展趋势随着科技的不断发展，光波导技术在理论研究和应用领域都取得了显著进展。
未来，光波导技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.更高效的光波导传输技术：通过优化波导结构、提高材料性能等手段，进一步提高光波导的传输效率和带宽。
激光的原理及技术基础
激光技术的发展趋势
高效化
提高激光器的输出功率 和能量转换效率，以满
足各种应用需求。
微型化
减小激光器的体积和重 量，使其更加便携和易
于集成。
智能化
结合人工智能和机器学 习技术，实现激光器的
智能控制和优化。
多波段化
开发多波段激光器，以 满足不同应用领域的特
殊需求。
未来激光技术的应用前景
01
02
03
04
在激光中，受激辐射通过共振腔的作 用得到放大，使得某一特定波长的光 得到增强，最终形成激光。
激光器的基本组成
激光器由工作物质、共振腔和泵浦源三部分组成。工作物质 是产生激光的物质，共振腔是维持和放大激光的装置，泵浦 源则提供能量使工作物质发生受激辐射。
通过调整共振腔的反射镜间距和角度，可以控制激光的波长 、模式和输出功率等参数。同时，通过改变泵浦源的功率， 可以调节激光的输出功率和模式。
激光武器
激光雷达侦查
利用高能激光束对目标进行打击，具有快速、 灵活、低成本等优点，可应用于反导、反卫 星等领域。
利用激光雷达对敌方目标进行高精度侦查和 定位，获取情报信息，为军事行动提供决策 支持。
04 激光的特性与优势
激光的特性
单色性
方向性
激光的波长范围非常窄，因此具有极高的 单色性。这使得激光在光谱分析、干涉测 量等领域具有广泛的应用。
02 激光技术基础
激光调制技术
直接调制
通过改变注入电流的大小来改变 激光的输出功率，适用于低频信 号的调制。
外部调制
使用一个外部装置来改变激光的 参数，如偏振态或相位，适用于 高速信号的调制。
激光放大技术
半导体激光放大器
光波技术基础
长，也可以把不同波长的入射光分开； 也可以把不同波长的入射光分开；
一、光的波动性及现象
4、光的衍射
♦ 光栅衍射 光栅衍射
反射光栅---刻痕处不易反射光 利用两刻痕间可反射光； 刻痕处不易反射光， ♦ 反射光栅 刻痕处不易反射光，利用两刻痕间可反射光； 两刻痕间a很窄，也会发生衍射现象； 两刻痕间 很窄，也会发生衍射现象； 很窄
2nd = (2k +1 )
λ 1
2
入射光
2 λλ2 500×700 1 d= = 2n(λ −λ2) 2×1.30×(700−500) 1
= 6.73×102(nm )
2nd =[2(k +1 +1 ) ]
λ2
反射光1 反射光1
反射光2 反射光2
d
n
一、光的波动性及现象
3、光的干涉 3) 光的干涉规律 ♦ 在日常生活中，常常看到水面上的油膜或肥皂泡在日光照 在日常生活中， 射下出现美丽的花纹，这些都是薄膜干涉现象。 薄膜干涉现象 射下出现美丽的花纹，这些都是薄膜干涉现象。 ♦ 薄膜干涉的应用： 薄膜干涉的应用： ♦ 通过控制薄膜的厚度，可以选择使透射或反射处于极大， 通过控制薄膜的厚度，可以选择使透射或反射处于极大， 增强表面上的反射或者透射，分别做成增反膜和增透膜 增反膜和增透膜。 增强表面上的反射或者透射，分别做成增反膜和增透膜。 ♦ 全反射膜、干涉仪等。 全反射膜、干涉仪等。
1.6 光波技术基础
一、光的波动性及现象： 光的波动性及现象： 光的直线传播、全反射； 光的直线传播、全反射； 光的反射、折射、干涉、衍射、偏振等； 光的反射、折射、干涉、衍射、偏振等； 光的量子性及现象： 二、光的量子性及现象： 光的吸收、色散和散射等； 光的吸收、色散和散射等； 三、光与物质的相互作用
光传输技术基础知识
7560
30240 120960 483840
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类 SDH设备可以分为4种：终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生器 (REG)和数字交叉连接设备(DXC)。
TM
TM
DXC
STM- N
DXC
STM- N
ADM
STM- n
STM- N STM- N STM- N
△
△
F1
D3 K2 D6 D9 D12
*
*
A U - P T R (管理单元指针)
M S O H
9 行
D4 D7 D10
S1
M1
E2
*
*
9 列
* 国内使用字节
△传输媒质指示字节
空格：国际使用字节
同步数字体系—段开销
一、段开销 1. A1、A2： 帧定位字节 （F6 28 H）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)； 4. D1~ D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据； 5. D4 ~ D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据； 6. E1、E2：公务联络字节； 7. F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道； 8. B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24)；
注：M＜N
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—分插复用器（ADM） 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上 结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口的器件 。
STM-N
w ADM
光电子技术基础_第二版_(朱京平_著)_科学出版社_课后答案
放大，为此，我们引入激活介质的增益系数 G (υ )
G (υ ) =
dI (υ ) I (υ ) dx
式中， dI (υ ) 是传播距离 dx 时的光强的增量。这说明：介质的增益系数在数值上等于光束强 度在传播单位长度的距离时，光强增加的百分数。由于 dI (υ ) > 0 ，因而 G (υ ) > 0 ，所以 G (υ ) 可以表示光在激活介质当中的放大特性。 3.计算与推导 ⑴λ＝0.5μm 时，什么温度下自发辐射率与受激辐射率相等？T=300K 时，什么波长下
= −µ0
∇(∇ E ) − ∇ 2 E ＝ − µ 0
课
∂ 2 (ε 0 E + P) ∂J ∂E ＝ − µ0 − µ 0σ − µ0 s 2 ∂t ∂t ∂t
后
答
∂J ∂2 D ∂E − µ 0σ − µ0 s 2 ∂t ∂t ∂t
案
网
在电介质中，一般有 M = 0 ,从而 µ = µ 0 ， B = µ 0 H ，于是上式可化为
课
后
答
成熟特别是量子阱激光器的问世以及 CCD 的问世。
案
20 世纪 70 年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的
网
20 世纪 60 年代，光电子技术领域最典型的成就是各种激光器的相继问世。
ww
w.
征，是一门新兴的综合性交叉学科。
kh da w. co m
1
第二章 光学基础知识与光场传播规律
⒈填空题 ⑴光的基本属性是光具有波粒二象性，光粒子性的典型现象有光的吸收、发射以及光电效 应等。光波动性的典型体现有光的干涉、衍射、偏振等。 ⑵两束光相干的条件是频率相同、振幅方向相同、相位差恒定，最典型的干涉装置有杨氏 双缝干涉、迈克耳孙干涉仪。两束光相长干涉的条件是 δ = mλ (m = 0, ±1, ±2,LL) δ 为光程差。 ⑶ 两 列 同 频 平 面 简 谐 波 振 幅 分 别 为 E01 、 E02 ， 位 相 差 为 φ ， 则 其 干 涉 光 强 为
清华电子工程排课表(本)
电子信息科学与技术导引(1) Introduction of Electronic Information Science and Technology(1) 黄翊东等
通信网络设计实例研究 Case Study on the Design of the Communication Networks 宋健
通信网原理 Fundamentals of Communication Networks 牛志升
通信与网络 Communications and Networks 陈巍 周世东
光纤应用技术 Optical Fiber Technology and Applications 杨四刚
光子集成前沿 Frontier of Photonic Integration 罗毅
国防信息系统概论 Introduction to Defense Information System 陆明泉等
物理电子学基础实验 physical electronics foundation laboratory 马晓红 韩彦军
刘仿
现代分析技术 Modern Analytical Techniques for Material Science 王健
现代通信原理 Principles of Modern Communications 潘长勇,周世东,
网络技术基础 Fundamentals of Network technology 王钺
网络技术前沿 Selected Topics in Information Network 王剑
大学物理波动光学
大学物理波动光学摘要：波动光学是大学物理课程中重要的组成部分，主要研究光的波动性质及其在介质中的传播规律。
本文主要介绍了波动光学的基本概念、波动方程、干涉现象、衍射现象、偏振现象以及光学仪器等，旨在为读者提供系统的波动光学知识，为进一步学习和研究打下基础。
一、引言波动光学是研究光波在传播过程中所表现出的波动性质的科学。
光波是一种电磁波，具有波动性、粒子性和量子性。
波动光学主要关注光的波动性质，研究光波在介质中的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。
波动光学在科学技术、工程应用、日常生活等领域具有广泛的应用，如光纤通信、激光技术、光学仪器等。
二、波动方程波动方程是描述波动现象的基本方程。
光波在真空中的传播速度为c，介质中的传播速度为v。
波动方程可以表示为：∇^2E(1/c^2)∂^2E/∂t^2=0其中，E表示电场强度，∇^2表示拉普拉斯算子，t表示时间。
该方程描述了光波在空间和时间上的传播规律。
三、干涉现象1.极化干涉：当两束相干光波在空间某点相遇时，它们的电场矢量方向相同，相互加强，形成明条纹；当电场矢量方向相反，相互抵消，形成暗条纹。
2.非极化干涉：当两束相干光波在空间某点相遇时，它们的电场矢量方向垂直，相互叠加，形成干涉条纹。
四、衍射现象衍射现象是光波传播过程中遇到障碍物或通过狭缝时产生的现象。
衍射现象的本质是光波的传播方向发生改变，使得光波在空间中形成干涉图样。
衍射现象可以分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种：1.菲涅耳衍射：当光波通过狭缝或障碍物时，光波在衍射角较小的情况下发生的衍射现象。
菲涅耳衍射的衍射图样与狭缝或障碍物的形状、大小以及光波的波长有关。
2.夫琅禾费衍射：当光波通过狭缝或障碍物时，光波在衍射角较大的情况下发生的衍射现象。
夫琅禾费衍射的衍射图样与狭缝或障碍物的形状、大小以及光波的波长有关。
五、偏振现象偏振现象是光波在传播过程中，电场矢量在空间某一方向上振动的现象。
偏振光具有方向性，其电场矢量只在一个特定方向上振动。
十三五普通高等学习教育本科国家级规划教材选题课程
附件3：“十三五”一般高等教育本科国家级规划教材选题课程指南公共基础类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称10101大学生心理健康教程10105大学生职业生涯规划10102大学生体育与健康10106大学生入学指南10103大学生就业指导与创业教育10104大学生安全教育经济学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称20101政治经济学20111公共经济学20102经济史20112家产组织理论20103经济思想史20113博弈论与经济20104比较制度经济学20114数理经济学20105中国经济理论与实践20115应用数目经济学20106西方经济学20116公司财务学20107转型经济学20117钱币经济学20108法经济学20118国际金融20109国际经济学20119商业银行管理20110国际贸易法学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称30101中国法制史30113合同法学30102宪法30114证券法30103民法30115商法30104刑事诉讼法30116公司法30105民事诉讼法30117税法原理30106国际私法30118会计法30107人权法30119国际税法学30108房地产法30120劳动法学30109环境与资源保护法学30121法理学30110金融法30122知识产权法30111保险法30123物权法30112凭证法学社会学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称30304中国社会思想史30310社区概论30305中国社会学史30311社会工作管理30306社会检查研究方法30312社会意理学30307社会统计学30314社会学30308经济社会学30315社会学原著导读30309发展社会学政治学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称30404政治心理学30415政治监察学30409国际政治经济学30416军事理论30410外交学30417西方政治思想史30412中国公共政策30418中国政治思想史30414政治管理学教育技术学选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称40101教育技术导论40111学前教育学40102教课方案40112学前教育科研方法40103教育学原理40113学前小孩语言教育40104学与教的理论40114学前小孩发展心理学40105教育学40115学前比较教育40106教育技术研究方法40116学前小孩科学教育40107教师职业道德40117学前小孩行为察看40108新编教育法40118学前小孩游戏活动设计与指导40109教育流传学40119少儿园教育评论40110心理学中国语言文学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称50101文学概论50108古代汉语50103中国文学史50109语言学概论50104中国现代文学史50111美学50105外国文学史50114中文学科论文写作训练50106中国今世文学史50118大学语文50107现代汉语外国语言文学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称50201大学英语系列课程50206英语专业系列课程历史学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称60102世界史60107中国史学史60103世界史纲60108西方史学史60104中国近代史60109历史文件学60105中国现代史60110史学概论60106中华人民共和国史60111中国历史文选数学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称70101数学剖析70115控制论基础70102高等代数70116数值剖析70103分析几何70117失散数学70104代数与几何70118大学数学70105数学建模70119工科数学剖析70106实变函数与泛函剖析70120微积分70107常微分方程70121线性代数70108数学物理方程70122概率论与数理统计70109微分几何70123数学史70110抽象代数70124积分变换70111拓扑学70125数学实验70112复变函数70126数学物理方法70113数学教育概论70127科学计算方法70114信息论基础70128经济数学物理学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称70201大学物理70209计算物理基础70202大学物理实验70210热力学与统计物理70203近代物理70211电动力学70204力学70212量子力学70205热学70213一般物理实验70206电磁学70214近代物理实验70207光学70215固体物理学70208近代物理学化学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称70301无机化学70310有机剖析70302谱学基础70311化学工程基础70303大学化学70312有机化学70304综合化学实验70313绿色化学70305合成化学70314化学基础70306构造化学70315有机合成化学70307物理化学实验70316化学与健康70308物理化学70317化学与社会70309剖析化学70318化学与环境统计学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称71501运筹与优化71507统计计算与软件71502应用统计方法71508试验设计71503统计学71509应用回归剖析71504应用随机过程71510抽样检查71505金融时间序列剖析71511医学统计学71506应用多元统计剖析资料类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称80201资料科学研究与测试方法80217资料构造表征及应用80202资料物理性能80218聚合物合成原理及工艺学80203资料物理80219聚合反响工程80204资料化学80220高分子资料成型加工原理80205粉体工程80221高分子资料成型加工设施80206资料工艺与设施80222高分子资料80207无机非金属资料工学80223高分子资料设计与应用80208无机非金属资料实验80224功能高分子资料80209资料科学与工程导论80225聚合物基复合资料80210纳米资料导论80226生物医用高分子资料80211资料工程基础80227天然高分子资料80212功能资料80228高分子资料表征与测试80213粉体深加工技术80229高分子化学与物理实验80214高分子物理80230高分子资料与工程专业实验教程80215高分子化学80231聚合物共混改性原理80216资料科学与工程基础机械类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称80301机械工程概论80337资料成形基来源理80302机械制造实习80338产品系统设计80303机械制造概论80339人机界面设计80304机械制造实习系列实验80340工业设计史80305机械原理80341工业设计模型制作80306机械设计80342中国传统器物设计80307机械CAD技术80343展现设计80308机械创新设计80344产品包装设计80309机械工程控制基础80345家具与灯具设计80310数控技术80346产品设计表达80311机械工程测试技术80347过程流体机械80312液压与气压传动80348过程装备控制技术及应用80313机电传动控制80349工程资料80314交换性与丈量技术80350化工容器设计80315金工实习80351过程装备成套技术80316机械制造技术基础80352份体力学与工程80317机械基础实验80353化工设施机械基础80318机械工程实验80354过程原理与设施80319资料成型技术基础80355化工设施设计指导80320汽车理论80356过程装备与控制工程专业英语80321汽车设计80357过程输送机器80322机电一体化系统设计80358模具制造工艺80323机械制造装备设计80359模具CAD基础80324纳米资料与制备80360机械制图80325金属基复合资料80361建筑制图80326资料成形方法及质量控制80362画法几何及土木匠程制图80327非均衡凝结理论与技术80363画法几何及水利工程制图80328先进资料及特种液态成形80364工程制图80329资料成形设施及自动化80365计算机画图金属塑性成形工艺及模具设80366 图学基础教程80330计80331金属液态成形工艺80367图学应用教程80332资料连结设施及工艺80368建筑图学80333塑料成形工艺及模具设计80369化工制图80334资料成形CAD/CAM80370园林工程制图80335资料连结原理80371工程图学80336特种连结技术工业工程类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称80400工业工程仪器仪表类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称80401传感器原理与应用80411自动化仪表与系统80402测控电路80412虚构仪器设计80403工程光学80413测控总线与仪器通讯技术80404精美机械设计基础80414仪器靠谱性与质量工程80405测试理论与技术80415智能理论与智能仪器80406电子丈量技术80416自动测试技术80407仪器控制理论与应用80417数字图像收集与办理80408偏差理论与数据办理80418电磁兼容80409测控信号剖析与办理80419嵌入式系统技术80410测控仪器设计80420微纳检测技术能源动力类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称80501传热学80518动力工程计算机控制80502高等传热学80519能源经济学80503工程热力学80521发动机原理80504高等工程热力学80522制冷原理与装置80505热工基础80523流体机械现代设计80506能源概论80524优化设计与有限元剖析80507热工流体力学引论80525制冷空调系统的自动控制80508热流科学基础80526核工程原理80509热能与动力工程测试技术80527核反响堆工程80510能源与环境系统工程概论80528核反响堆物理数值计算方法80511流体输送及控制80529核反响堆热工剖析80512制冷与低温实验80530反响堆热工流体数值模拟80513制冷与低温测试技术80531核电子学80514低温制冷机80532核医学仪器与方法80515暖通空调80533辐射探测与防备80516能源与动力装置基础80534电离辐射防备和辐射安全80517能源与动力装置CAD技术80535伽玛能谱剖析技术电气信息类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称806101电工学806140SOC设计原理806102电路理论基础806141自动化学科概论806103电路剖析基础806142自动控制原理806104电磁场806143现代控制理论806105电磁场与电磁波806144过程控制806106模拟电子技术基础806145电力拖动与运动控制系统806107数字电子技术基础806146模式辨别806108低频电子线路806147微机系统与接口806109高频电子线路806148现代检测技术806110数字电路逻辑设计806149计算机控制系统806111集成电路设计基础806150人工智能及其应用806112信号与系统806151嵌入式系统806113信号剖析与办理806152虚构技术与应用806114电工学实验806153计算机测控技术806115电路实验806154系统辨别与建模806116电子技术基础实验806155计算机网络806117电子线路实验806156生物信息控制基础806118电磁场实验806157网络控制基础806119电路与模拟电子技术806158多体运动学及机器人控制806120通讯电子线路806159环境控制基础806121通讯原理806160电机学806122信息论基础806161电力电子技术806123通讯网理论基础806162微型计算机原理及应用806124软件工程806163电气工程概论806125微波电路806164电力系统剖析806126数字信号办理806165电力系统继电保护806127挪动通讯806166高电压技术806128光纤通讯806167电器理论基础及应用806129卫星通讯806168电气绝缘技术基础806130微波技术与实验806169计算机网络及通讯806131微机原理与接口技术806170电力拖动自动控制系统806132集成电路设计806171电气测试技术806133数字音视频原理806172电磁兼容技术806134光波技术基础806173数字控制技术806135多媒体通讯806174电机及拖动基础806136EDA技术与实验806175供电技术806137数字通讯806176微特电机原理及应用806138数字图像办理806177计算机仿真技术及CAD806139网络概论806178电力系统工程基础计算机类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称806201大学计算机基础806216信息办理基础806202Visual asic程序设计806217计算机绘谱设计806203计算机程序设计基础806218计算机音频编写806204C++程序设计806219计算机音序制作806205Java程序设计806220数字化录音基础806206计算机网络806221新媒体艺术概论806207数据库技术及应用806222平面计算机协助设计806208计算机软件技术基础806223三维计算机协助设计806209计算机硬件技术基础806224动画计算机协助设计806210单片机原理及应用806225展现艺术计算机协助设计806211计算机协助设计806226环境艺术计算机协助设计806212程序设计基础806227染织服饰计算机协助设计806213网页设计806228产品造型计算机协助设计806214多媒体技术应用806229商业插图计算机协助设计806215社会统计学剖析及应用基础化工与制药类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称81101现代化工导论81113精美有机合成化学与工艺学81102化工原理81114化工仪表及自动化81103化学反响工程81115工业催化81104化工热力学81116药物化学81105化工传达过程81117基础药理学81106分别过程81118工业药物剖析81107化工过程剖析与合成81119工业药剂学81108化工设计81120制药工艺学81109化工安全工程概论81121制药工程原理与设施81110化学过程工艺学81122制药工程专业实验81111化工基础实验81123制剂工程81112化学工程与工艺专业实验81124药物合成反响建筑学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称81301建筑历史与理论81303城市规划与设计81302建筑设计及其理论81304建筑技术科学力学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称81701理论力学81708工程力学实验81702资料力学81709实验力学81703构造力学81710计算力学81704工程力学81711机械与构造振动81705建筑力学81712弹性力学81706流体力学81713振动力学81707水力学81714机械系统计算动力学交通运输工程类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称82301道路与铁道工程82303交通运输规划与管理82302交通讯息工程及控制82304载运工具运用工程基础医学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100101病理生理学100114生物医学建模与仿真100102医学免疫学100115病理学100103医学行为学100116药理学100104性健康教育学100117微生物学100105临床心理学100118细胞的化学与生物学100106医学心理学100119整合人体生理学100107医学行为学100120医学信息与管理100108医学决议学100121病原生物学100109医学交流技术100122临床医学导论100110医学伦理学100123系统解剖学100111生理学100125人体断面解剖学100112组织胚胎学100126人体形态科学预防医学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100201流行病学100205现场流行病学100202现代流行病学方法100207营养与食品卫生学100203循征医学100208集体健康与预防100204医学社会科学研究方法临床医学与医学技术类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100301临床查验生物化学100336大病监测治疗护理学临床查验生物化学实验指100337 痛苦诊断护理学100302导100303分子诊断学100338麻醉设施资料学100304分子诊断学实验指导100339体外循环设施学100305临床查验病原学100340临床体外循环学100306临床查验病原学实验指导100341体外循环病理生理学100307临床查验免疫学100342麻醉学基础100308临床查验免疫学实验指导100343临床麻醉学100309临床查验血液学100344危大病医学100310临床查验血液学实验指导100345痛苦诊断学100311临床基础查验学100346医学影像图像办理100312临床基础查验学实验指导100347医学影像数学100313基本查验技术及仪器学100348影像信息学基本查验技术及仪器学实100349 影像解剖学100314验指导100315临床实验室管理学100350放射防备学100316诊断学100351影像专业英语100317放射诊断学100352影像物理实验100318妇产科学100353电子学实验100319精神病学100354影像设施学实验100320儿科学100355医学影像图像办理实验100321小儿外科学100356医学影像学100322小孩保健学100357影像核医学100323流行病学100358临床微生物学及查验100324医学思想与创新100359眼视光影像学100325临床流行病学100360环境视光学100326麻醉解剖学100361运动视光学100327麻醉生理学100362眼镜学100328麻醉药理学100363临床营养100329麻醉设施学100365介入放射学100330危大病医学100366临床医学导论100331临床麻醉学100367外科学100332痛苦诊断学100368核医学100333抢救医学100370临床药理学100335临床麻醉护理学口腔医学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100401口腔颌面外科学100406口腔修复学100402口腔正畸学100407牙周病学100403牙体牙髓学100408口腔粘膜病学100404口腔生物学100409口腔组织病理学100405口腔颌面影像学中医学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100501中医内科学100514中药学100502中医外科学100515方子学100503中医妇科学100516针灸学100504中医儿科学100517推拿学100505中医骨伤学100518实验中医学100510中医基础理论100519中药制剂学100511中医诊断学100520中药药理学法医学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100601法医学100610法医判定管理学100602法医病理学100611法医学典型事例剖析100603法医人证学100612法医学实验指导100604法医毒理学100613法医学理学实验指导100605法医毒物剖析100614法医人证学实验指导100606临床法医学100615法医毒物剖析实验指导100607法医精神病学100616医事法学100608法医人类学100617法医现场勘探100609刑事科学技术护理学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100701护理行为学100706西方社会伦理学100702医院社会工作100707西方社会意理学100703精神心理护理100708护理人际关系100704老年护理学100709社区护理学100705临终护理100710临床护理技术操作规程药学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称100801药剂学100809制药工程学100802药物剖析100810临床药物治疗学100803天然药物化学100811药学概论100804生物制药工艺学100812有机化合物光谱分析100805化学制药工艺学100813药理学100806生药学100814药物毒理学100807生物技术制药100815药事管理100808药物设计学工商管理类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称110201管理交流110229电子商务物流管理110202公司连锁经营与管理110230电子商务事例剖析110203研究与开发管理110231网络营销110204创业管理110232电子商务网站的规划设计与管理110205公司战略管理110233客户关系管理110206跨国经营战略110234电子商务项目策划110207职工关系管理110235电子政务110208职工安全与健康管理110236现代服务学概论110209网络营销110237物流学110210财务会计110238物流管理110211财务管理110239物流工程110212高级财务管理110240物流实验教程110213公司税务筹备110241物流系统论110214风险投资运作110242物流系统工程110215公司管理控制系统110243物流技术与装备110216旅行经济学110244供给链管理110217旅行资源开发及管理110245物流信息系统110218管理科学研究方法110246物流系统模拟与仿真110219公司伦理110247国际物流110220经济管理基础110248物流专业英语110221电子商务概论110249绿色物流110222电子商务经济学110250物流技术经济110223公司电子商务管理110251物流系统规划110224电子商务法例110252物流绩效管理110225电子商务技术基础110253制造业物流110226电子商务安全与管理110254第三方物流电子商务信息系统剖析与110227110255 物流事例设计110228网上支付与结算110256军事物流公共管理类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称110301管理学原理110311劳动经济学110302公共管理学110312社会保障学110303公共政策学110313社会保险学110304公共行政学110314土地经济学110305比较政府110315土地资源学110306政治学原理110316土地法学110307公共部门人力资源管理110317地籍管理110308管理信息系统110318土地利用规划学110309公共事业管理概论110319不动产估价110310公共组织财务管理哲学类选题课程代码课程名称选题课程代码课程名称120101马克思主义哲学120105逻辑学120102哲学概论120106形式与政策120103中国哲学史120107伦理学120104西方哲学史120108法律基础。
光电子技术基础 第4章 光波导技术基础
第4章光波导技术基础为使激光器发出的光直接或间接地为人类服务，需要将光源发出的光调制后传送到接收器，这当中最重要的是要有一种衰减尽可能小而且尽可能不失真地传输光的光路。
对于光电子技术来讲，用于发光的光源和将光转换成电的探测元件作为光电子系统的“发”端与“收”端，是不可缺少的重要器件，而用于各器件间光传输的介质光波导也是极其重要的，它将光限制在一定路径中向前传播，减小了光的耗散，便于光的调制、耦合等，为光学系统的固体化、小型化、集成化打下了基础，是光电子学向集成光电子学发展的主要基础知识，也是光纤通信的重要基础知识。
传统光学中常用空气作传输介质，用透镜、棱镜、光栅等光学元件构成光路来实现光的焦、传输、转折等。
但在长距离传输中，大气中的水分和气体等的吸收、水滴和粉尘等烟雾的散射等都很大，各种光学元件又存在菲涅耳反射等耗散，因而没有实用价值。
也有人曾试验过气体透镜：将圆管中充满清洁的空气，四周加热，调整气体流速以保持层流，用气体温差构成气体透镜，使通过的光向中心汇聚，不致耗散，但实现起来相当困难。
最终人们发现介质光波导可以用来引导光按需要的路径传播，并且损耗可以做到很小，这正如电流被限制在线路布线、电线等中传输一样。
介质波导常用的有平面(薄膜)介质波导、条形介质波导和圆柱形介质波导。
当工作于光波波段时，这些介质波导常称为平面光波导、条形光波导与光纤。
光纤分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。
阶跃折射率光纤的原理由英国的Tyndall 于1854年提出，英国的Baird与美国的Hansell于1927年申请石英光纤应用专利。
向玻璃光纤输入光最早于1930年前后由德国人完成。
l958年，美国的Kapany设计了细束光纤，同年美国光学公司为减少光纤包层杂散光引入第二吸收鞘；1961年美国的Snitzer研制了光纤激光器。
1963年，日本的西迟等人申请了渐变折射率光纤专利，l968年日本玻璃板公司研制出产品。
l970年，美国Corning公司研制出20dB／km的低损耗光纤，从此之后，各公司为实现光通信的商用化，开展了大量光学元器件和传输通路的研制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光纤：新一代传输媒质
• 目前量产石英单模光纤的损耗已可降至 0.20dB/km(波长1.55μm)以下，实验室纪录更低 达0.151dB/km。
• 此外，石英基光纤的频带宽、色散低、抗拉强 度高、抗干扰性强、资源丰富等一系列特点使 之成为理想的新一代传输媒质。
• 新型光纤：掺铒光纤、色散补偿光纤、光子晶 体光纤…
集成光子学/集成光电子学
• 在很小的空间范围内，将具有多种功能 的导波光学器件、光电子器件和电子电 路集成在一起，以提高性能、降低成本
• 实现光信号的各种处理（开关、调制、 合波、分波、滤波、整形、交换等等）
光纤通信
• 70年代初的另一重要事件，是实现了半导体激 光器的室温连续运转。
•从近代科技发展史来看，一个重要事件是： 1880年贝尔继发明电话之后又发明了“光话”： 以日光为光源、大气为传输媒质，在200m内实 现了语音信号的传递。
贝尔电话系统
在这里，将弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上， 随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程 就是调制。
✓贝尔本人认为这是他一生中最重要发明，但由于可靠 的高强度光源和稳定的低损耗传输媒质均未解决而一 直未能实用
理论 • § 3-3光导纤维的场解 • § 3-4 光纤的模式理论 • § 3-5 单模光纤
• 第四章 导波光束的调制 • § 4-1 光波调制的一般概念 • § 4-2 晶体的电-光特性 • § 4-3 光波导的电-光调制 • § 4-4 定向耦合型调制器/开关 • 第五章 光波导中的传输损耗 • §5-1 损耗起因和损耗谱 • §5-2 本征吸收及瑞利散射损耗 • §5-3 杂质吸收 • §5-4 弯曲损耗 • §5-5 弯曲过渡损耗 • §5-6 连接损耗 • 第六章 信号沿线性光波导传输时的畸变 • §6-1 脉冲沿线性光波导传输时畸变的起
• 康宁玻璃公司1970年首先研制出衰耗 20dB/km的光纤。光纤通信正式开始！
低损耗的基本思想
• （1）用纯石英为主体材料并掺杂氧化物等以 形成所需的折射率分布
• （2）采用气相沉积技术作为基本工艺，直到 今天仍是各种制造光纤方法（如改进的化学气 象沉积法MCVD、外气相沉积法OVD、轴向气 相沉积法VAD、等离子体化学气象沉积法 PCVD等）的核心。
•
1966 年 ， 高 锟 (C.K.Kao) 和 霍 克 哈 姆
(C.A.Hockham) 发 表 了 关 于 传 输 介 质 新 概 念 的 论 文
《用于光频的光纤表面波导》, 指明通过“原材料的
提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤”
这一发展方向, 奠定了现代光通信——光纤通信的基
础。
Байду номын сангаас
1970年，光纤诞生！！
利用光进行通信的困难在于:
• 没有合适的光源，一般光源方向性和相 干性太差，类似于噪声，无法调制
• 没有合适的传输介质，由于光频极高， 透过障碍的能力很差。（必须通过低损 耗介质波导传输）
1960年梅曼发明了红宝石激光器
红宝石激光器[美国梅曼(Maiman)，1960]
激光器亮度高、谱线窄、方向性好，它的发 明和应用， 使沉睡了80年的光通信进入一个崭 新的阶段。
一、历史与现状
导波光学是研究波长范围大体为10-1～10μm的电 磁波在各种波导结构中传播特性的科学。
频率，Hz
101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015
ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
传输介质问题：
• 利用玻璃中的全反射原理传光早已为人熟知，并已 经用来在短距离（米级）内传光
• 园截面介质光波导中场分布模式的理论和实验研究 也由E.Snitzer等在1961年发表
• 但直到60年代中期，最好的光学玻璃的传输损耗仍 高达1000dB/km
• 意味着：
– 如果要在一公里长的光纤末端检测到一个波长为1μm的光子（其能 量为hv=6.625×10-34×3×1014~2×10-19J）,在其始端应输入的能 量为2×1081J,这将远远超过太阳系形成以来其全部辐射能量的总和
导波光学
听说过吗？躺在床上能和外教一对一练英语口语！适合职场中的你！ 免费体验史上最牛英语口语学习，太平洋英语
区域光纤与新型光通信系统国家重点实验室
教学大纲
主要内容（根据需要有所取舍）：
总学时：54 授课方式：讲课+自学
• 第一章 光导波理论的一般问题 • § 1-1 历史与现状 • § 1-2 导波光学的基本问题 • § 1-3光导波理论的基本研究方法 • 第二章 几何光学方法 • § 2-1射 线 方 程 • § 2-2一维限制光波导中的光线 • § 2-3二维限制光波导中的光线 • 第三章 波动光学方法 • § 3-1 基本方程 • § 3-2 平面及条型光波导场解与模式
频段 电力、电话 划分
传 输 介 质
无线电、电视
微波
AM无线电 FM无线电 卫星/微波 同轴电缆 双铰线
红外 可见光
光纤
光纤
107 106 105 104 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
自由空间波长，m
•利 用光传递信息的历史至少可以追溯到我国古 代的烽火台
• 由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对 光通信的研究曾一度走入了低潮。
光纤的诞生
• 在似乎毫无希望的局面下，高锟等在 1996年发表了一篇被后来的历史证明为 具有划时代意的论文③，提出利用带有 包层材料的石英玻璃光学纤维，其损耗 可能低于20dB/km，从而可以用作通信媒 质。
高锟（左）1998年在英国 接受IEE授予的奖章
因及描述方法 • §6-2光纤的色散及其对系统的影响 • §6-3 光纤非线性及其对系统的影响
参考资料
➢ 《光波导理论与技术》李玉权等 人民邮电出版社 ➢ 《导波光学》 范崇澄 北京理工大学出版社 ➢ 《非线性光纤光学》，G. P. Agrawal,天津大学出
版社，
第一章： 光导波理论的一般问题