集成光学课程简介
《集成光学课程简介》课件
THANKS
感谢观看
新型光子材料的探索与应用
新型光子材料的探索和应用为集成光学的发展提供了更多可能性, 如拓扑光子学、非线性光子学等领域的发展。
集成光学面临的挑战与机遇
技术瓶颈
目前的光子集成芯片还存在一些 技术瓶颈,如高损耗、低稳定性 等问题,需要进一步研究和突破
。
市场需求
随着5G、物联网等技术的普及, 市场对光子集成芯片的需求越来越 大,为集成光学的发展提供了广阔 的市场前景。
光波导具有低损耗、低成本、 高集成度等优点,是集成光学 中的核心元件。
光波导的传输模式分为单模和 多模,单模光波导具有更高的 传输质量和更远的传输距离。
光波导器件
光波导器件是利用光波导原理制 成的各种光子器件,如光调制器
、光开关、光滤波器等。
光波导器件具有小型化、集成化 、高性能等优点,广泛应用于光 通信、光传感、光计算等领域。
04
集成光学的前沿研究
光子晶体
总结词
光子晶体是一种具有周期性折射率变 化的介质,能够控制光的传播行为。
详细描述
光子晶体具有类似于电子能带结构的 特性,能够实现对特定频率光子的禁 带特性,从而实现光子局域、光子带 隙和光子操控等功能。
光子集成电路
总结词
光子集成电路是一种集成了多个光子器件的集成光路,可以实现光信号的产生、调制、传输和检测等功能。
详细描述
光子集成电路具有低损耗、高集成度、高速传输等优点,是实现光通信、光计算和光传感等应用的关键技术之一 。
光量子计算与量子通信
总结词
光量子计算和量子通信是基于量子力学原理的信息处理和通信方式,具有高度安全性和 并行性。
《集成光学第一章》课件
利用集成光学器件实现高灵敏度、高 分辨率的光学传感,用于环境监测、 生物医疗等领域。
2023
PART 02
集成光学的基本原理
REPORTING
光的波动理论
01
02
03
光的波动理论
描述光在介质中的传播行 为,包括光速、波长、频 率等物理量。
光的干涉
当两束或多束相干光波相 遇时,它们会相互叠加产 生明暗相间的干涉现象。
光的衍射
光波在传播过程中遇到障 碍物时,会绕过障碍物边 缘产生衍射现象。
光的干涉和衍射
光的干涉
01
当两束或多束相干光波相遇时,它们会相互叠加产生明暗相间
的干涉现象。
光的衍射
02
光波在传播过程中遇到障碍物时,会绕过障碍物边缘产生衍射
现象。
干涉和衍射的应用
03
在光学仪器、通信等领域有广泛的应用,如干涉仪、衍射光栅
2023
PART 05
集成光学的发展前景
REPORTING
新材料的应用
硅基材料
硅基材料在集成光学领域具有广泛的应用,其具有高折射 率、低损耗、易于加工等特点,可用于制造高性能的光波 导器件。
聚合物材料
聚合物材料具有柔韧性好、成本低等优点,适合大规模集 成和柔性光子器件的制造。
氮化硅材料
氮化硅材料具有高热导率、化学稳定性好等特点,可用于 制造高温、高稳定性的光波导器件。
息技术的重要发展方向。
光通信技术
光通信技术是以光波为信息载体,利用集成光学技术实现高速、 大容量的信息传输和处理,是未来通信领域的重要发展方向。
2023
REPORTING
THANKS
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总结词
《集成光学课程简介》课件
发展历程
集成光学的历史可以追溯到20世纪60年代,当时还只是一个小众领域的研究 方向。经过几十年的发展,现在集成光学已经广泛应用于光纤通信、传感、 医疗等领域,成为了光学技术的重要分支。
基本原理
波导结构
集成光学器件的基本组成部分 是波导结构,它通过控制介质 折射率的变化,将光束导引在 芯片中进行传输。
总结和展望
通过学习本课程,我们了解到了集成光学领域的基础知识、应用以及未来发展方向。在未来,集成光学 有望在电子信息以及医疗等诸多领域发挥重要作用,成为推动技术进步和社会发展的重要力量。
《集成光学课程简介》 PPT课件
本课程旨在介绍集成光学的基本原理、器件分类、应用以及未来展望。欢迎 大家一同探索这个迅猛发展的领域。
概述
随着信息技术的发展,集成光学已经走到了人们的视野里。集成光学通过将光学器件集成在同一芯片上, 使得光的传输更加高效、稳定。今天,我们就来一窥这一重要技术的发展历程及基本原理。
干涉效应
利用干涉效应可以实现光的调 制和解调,是集成光学器件实 现信号处理的基本原理。
光子晶体
光子晶体是新型的光学材料, 它的光子带隙结构可以实现对 于不同波长光的筛选和传输, 因而成为了制备光滤波器的重 要方法。
器件分类介绍
光开关
光开关是一种能够在线路中实现光学信号转 换的集成器件,从而实现光的调控、切换等 功能。
光开关网络
2
长的光信号合并在一起进行传输,提 高通讯网络的传输能力。
通过光开关器件的调控,可以实现拓
扑结构的改变,从而更好地满足不同
网络应用的需求。
3
光纤传输
光集成技术实现了大规模的光分路器 以及复杂的光学网络,为光纤通信的 发展提供了重要的支撑。
《集成光学第一章》课件
集成光学技术是将多种光学器件集成在一起,实现复杂光学功能的技术。本 课程介绍集成光学的基础理论、器件设计及封装技术,并展望未来的发展方 向。
一、概述
定义
集成光学技术将多种光学器件集成在一起,实现复杂光学功能。
优势
集成光学器件具有体积小、功耗低、集成度高等优势。
应用领域
单模光纤器件
介绍基于单模光纤的光学器件设计和应用。
四、光学波导器件的模拟和设计
光波导的传输特性
分析光波导的传输特性并 进行模拟和设计。
三层胶片波导模拟和 设计实验
介绍三层胶片波导的模拟 和设计实验。
带光纤连接的平面波 导模拟和设计实验
讲解带光纤连接平面波导 的模拟和设计实验。
五、射频和微波集成光学器件
集成光学技术广泛应用于通信、传感、医疗等领域。
二、基础理论
光的传播和衍射
介绍光在介质中的传播规 律以及衍射现象。
光的干涉和衍射
解释干涉和衍射现象对光 的操控。
光学中的波导
介绍光在波导结构中的传 输和限制。
三、光波导器件
波导耦合器件
讲解波导之间的耦合以及其在光学器件中的应用。
光栅耦合器件
探讨通过光栅实现波导之间耦合的器件。
光电调制器
讲解光电调制器在射频和微波集成光学中的 应用。
光放大器
探讨光放大器在射频和微波集成光学中的应 的原理和在集成光学器件中 的应用。
激光器
介绍激光器的原理和在射频和微波集成光学 中的应用。
六、集成光学器件封装和测试
封装技术
讲解集成光学器件的封装技术和封装过程。
测试技术
介绍集成光学器件的测试方法和测试技术。
集成光学教学设计
集成光学教学设计背景介绍集成光学是一种新型的光学技术,具有高速传输、大带宽、低插入损耗等优点,在通信、计算机网络、数据处理等领域得到了广泛应用。
因此,集成光学教学也越来越重要。
本文将重点探讨如何进行集成光学教学设计,以帮助教师更好地开展课程教学。
设计目标集成光学教学设计的主要目标是培养学生的集成光学专业知识和实践技能,同时让学生了解集成光学的应用场景和未来发展趋势。
具体而言,集成光学教学设计应该满足以下要求:知识目标•理解集成光学的基本原理和特点;•掌握集成光学芯片的光学布局和制作工艺;•熟悉集成光学器件的性能参数和测试方法。
技能目标•掌握集成光学器件的设计和模拟方法;•熟练掌握集成光学器件的制作和测试技术;•能够利用集成光学技术设计和搭建光学通信系统。
价值目标•增强学生的实际操作能力和创新思维;•提高学生的团队合作和沟通能力;•培养学生的集成光学应用意识和实践能力。
设计内容集成光学教学设计的内容应该紧密围绕知识目标、技能目标和价值目标展开,同时考虑到课程的实际情况和学生的个体差异。
以下是一些可能的设计内容:理论教学•集成光学的基本概念和相关知识点;•集成光学器件的设计原理和布局要点;•集成光学器件的制作工艺和测试方法。
实验教学•集成光学器件的制作和测试实验;•集成光学光学器件的性能参数测试实验;•集成光学器件在光通信系统中的应用实验。
综合设计•集成光学器件的设计和模拟;•集成光学器件的制作和测试;•集成光学器件在光通信系统中的应用设计。
设计方法设计一门集成光学教学课程需要科学的教学方法。
以下是一些可能的教学方法:课堂讲授课堂讲授是集成光学教学的基础,教师可以通过讲解理论知识、案例分析、实验演示等形式,让学生了解集成光学的基本原理和应用领域,培养学生的批判性思维和创新能力。
实验实践实验实践是集成光学教学的重要组成部分,通过实验让学生亲身体验集成光学的制作和测试过程,加深学生对集成光学器件的理解和认识。
集成光学1
集成光学的主要研究对象
• 集成光路(OIC或PIC):通常利用光波导将发 光元件、透镜、光调制、光耦合以及光接收等器 件连接在一起,集成在衬底上,构成具有一定独 立功能的微型光学体系。 • 如果同时与电子器件(如场效应晶体管、电阻、 电容等)集成,则构成混合光电子集成体系( opto-electronic integrated circuit, OEIC)。
华南师范大学
集成光学
8
主讲人:刘柳
第一章 绪论
主讲人:刘柳 liuliuliu@
华南师范大学 集成光学 9 主讲人:刘柳
第一章 绪论
• 为什么叫光子学(Photonics)的历史发展
• 集成光学的优点
• 本门课主要讲述的内容概述
华南师范大学
华南师范大学 集成光学 21 主讲人:刘柳
第一章 绪论
• 为什么叫光子学(Photonics)? • 什么是集成光学?
• 集成光学的历史发展
• 集成光学的优点
• 本门课主要讲述的内容概述
华南师范大学
集成光学
22
主讲人:刘柳
什么是集成光学?
• 集成光学是研究媒质薄膜中的光学现象以 及光学元器件集成化的一门学科。它要解 决的实质问题,是获得具有不同功能、不 同集成度的集成光路,以实现光学信息处 理系统的集成化和微小化。
华南师范大学 集成光学 14 主讲人:刘柳
电子技术的发展
近二十多年发展的相对论电子学,使得利用自 由电子产生的受激辐射——自由电子激光器更 臻完善,进一步证实早已为人们所接受的光波 也是电磁波的科学结论。 从微波波段拓展到光频波段受激辐射的产生与 放大的研究过程中,逐步发展出量子电子学这 一新兴的交叉学科,标志着电学与光学的相互 渗透、相互融合进入到一个新的阶段,并为光 子学的建立奠定基础。
《集成光学第一章》课件
通过优化光波导的结构和材料,可以有效地抑制 反射,提高光的传输效率。
弯曲和扭曲
光波导可以被塑造成各种形状,以适应不同的应 用场景,例如在医疗、军事和科研领域。
光波导的应用
医疗领域
fabs技术可以将光波导植入人体内部,用于 治疗各种疾病,如心脏病、肿瘤等。
军事领域
光波导在军事领域有广泛的应用,例如在导弹制导 、夜视和红外探测等方面。
光信号处理的应用实例
光信号处理在通信领域的应用非常广泛,它可以实现高速、大容量的数据传输和信号处理。例如,利用光干涉技术可以实现 光纤通信中的波长分复用和相干接收;利用光衍射技术可以实现自由空间光通信中的多路复用和超分辨成像;利用光偏振技 术可以实现高速光纤陀螺中的偏振态检测和调制。
光信号处理在生物医学领域也有广泛的应用,它可以实现对生物分子和细胞的检测和分析。例如,利用光干涉技术可以实现 生物传感器中的表面等离子体共振成像;利用光衍射技术可以实现细胞分类和计数;利用光偏振技术可以实现生物分子取向 和构象的检测和分析。
集成光学在能源领域的应用
随着可再生能源的发展,集成光学在能源领域的 应用也将得到拓展,如太阳能光热转换、光子能 量收集等。
集成光学面临的挑战与机遇
技术挑战
集成光学技术需要高精度、高稳定性 的制造和加工技术,同时还需要解决 光子器件之间的耦合问题。
应用挑战
机遇
随着科技的不断进步和应用需求的增 加,集成光学将迎来更多的发展机遇 ,如光子集成电路的商业化应用、生 物医疗领域的光子技术等。
集成光学技术的应用需要与具体领域 的需求相结合,需要解决实际应用中 的问题,如可靠性、稳定性等。
未来集成光学的发展方向
探索新型的光子器件和材料
集成光学系统设计课程教学大纲
陈益新等编译,集成光学理论与技术,上海交通大学出版社,1999
1. 课程性质、目的和任务
本课程是信息工程各专业本科生必修的一门工程专业课。通过本课程的学习,使学生掌握集成光学设计的基本理论和方法,获得解决有关实际问题的能力。
大纲审定者:潘武
大纲批准者:张德民
大纲校对者:王艳
集成光学(Integrated Optics) 课程考试大纲
一、课程编号:020332
二、课程类型:工程科学
课程学时:64学时(其中理论教学16学时/1学分,实践教学48学时/3学分)
适用专业:光信息科学与技术专业
先修课程:光传输技术基础,光学原理,信息光学
三、概述
1. 考试目的:检验学生对集成光学基本理论及设计的掌握程度
2. 考试基本要求:根据集成光学课程大纲的要求进行考核。
3. 考试形式:堂上闭卷
四、考试内容及范围
考试内容为授课计划(基于教学大纲)中讲授的要求理解和掌握的内容,考试范围为教学大纲要求的范围。
五、考试对象
光信息科学与技术专业光信息方向所有学生以及其他方向选修本课程的学生。
集成光学课程教学大纲
课程英文名称:Integrated Optics
课程编号:020332
课程类型:工程科学
学时:64学时(其中理论教学16学时/1学分,实践教学48学时/3学分)
适应对象:光信息科学与技术专业
先修课程:光传输技术基础,光学原理,信息光学
使用教材:西原 浩,春名正光,栖原敏明 著,梁瑞林 译, 集成光路,科学出版社,2004
集成光学概论教案课件
• 《Introduction to optical waveguide analysis: Solving Maxwell’s equations and the Schrödinger Equation》, KENJI KAWANO and TSUTOMU KITOH, Wiley, 2001
• 按集成的类型划分:光子集成回路(PIC)和光电 子集成回路(OEIC)
• 按集成的技术途径划分:单片集成和混合集成 • 按研究内容划分:导波光学和集成光路
3.集成光学的定义
(1)集成光学是在光电子学和微电子学基础上, 采用集成方法研究和发展光学器件和混合光学 -电子学器件系统的一门新的学科。
(2)集成光学是研究介质薄膜中的光学现象, 以及光学元器件集成化的一门学科。
参考书目
• 《集成光学器件导论》,陈福深、杨拥军、孙豹 等,机械工业 出版社,2010年1月第1版
• 《光波导原理与器件》,宋贵才、全薇、蔡红星、雷建国 等, 清华大学出版社,2012年1月第1版
• 《高等光学仿真(MATLAB版):光波导·激光》,欧攀,北京 航空航天大学出版社,2011年7月第1版
集成光学概论 1.1 集成光学的概念 1.2 集成光学的特点 1.3 集成光学的发展和现状 1.4 研究集成光学的意义
§1.1 集成光学的概念
1. 集成电路(integrated circuit, IC)
1947年,贝尔研究所的肖克利(Shockley)、巴丁 (Bardeen)、布拉顿(Brattain)发明晶体管 1957年,得克萨斯仪器公司的基尔毕(Kirby)发明集成电路 2006年,被集成的晶体管个数达到两亿个;2010年,美 国英特尔集成了23亿个晶体管(当时的最高水平)。 “集成”成为了一种潜力难以估量的科学技术手段。
光电子物理基础 第六章 集成光学
面处连续
讨论 1. β > k0n2,三个区域内, Σ(x)为指数函数,
没意义。 2. k0n2>β>(k0n3,k0n1),区域1,3内Σ(x) 为指数
函数,2内为正弦函数。能量被限制在层2 内,称为束缚模或导模。 3. k0n3>β>k0n1,区域1内Σ(x)为指数函数,2, 3内为正弦函数。称为衬底辐射模。 4. (k0n3, k0n2 , k0n1) >β,三个区域内, Σ(x)为正 弦函数,称为波导辐射模。 结论:导模存在的条件:k0n2>β>(k0n3,k0n1)
半导体激光器的解理面反馈 同质结;异质结;双异质结 2.双异质结半导体激光器 3.生长台面型激光器 图6-8中6:p-GaAs
5:p-AlxGa1-xAs 4:p-GaAs
3:n- AlxGa1-xAs 2:外部波导 1:光约束层
4.分布反馈技术
布分拉 布格 反反 射射 光栅中2dsBin9B0 ,
2)集成DBR(分布布拉格反射式)激光器
2 23
2 arctan( p )
对TM波
212
2
arctan(
n22 n12
q)
2 23
2
arctan(
n22 n32
p)
其中p、q为消逝系数 p ( 2 k02n32 )1/2
q ( 2 k02n12 )1/ 2
反射波发生相位突变的物理意义
全反射时,光穿入约束层内一定厚度,导 致反射波与入射波相位的不连续
得到方程组 区域 1
区域2
区域 3
边界条件:Σ(x)和 在1-2,2-3界
2y (
x 2 2y (
x 2 2y (
集成光学第一章
Introduction•What is integrated optics?•Historical overview and development •Advantages of integrated optics•Comparison of optical fibers with other interconnectors •Comparison of optical integrated circuits (OIC)with electrical integrated circuits•Substrate materials for optical integrated circuits •Hybrid versus monolithic approach•III-V and II-VI ternary systems•integrated optics: 集成光学•optical integrated circuits: 集成光路•hybrid integration: 混合集成•monolithic integration: 单片集成•substrate material: 衬底材料•passive material: 无源材料•active material: 有源材料•ternary compound 三元化合物•energy bandgap 禁带宽度•transparency 透明•epitaxy 外延生长•doping 掺杂•mask 掩模•etching 蚀刻•heterojunction 异质结在本章中将学到:•了解集成光学是什么;•集成光学与现有电光技术有何区别,它的优点是什么;•集成光学的历史及现有成就;重点掌握集成光学的基本形式以及两类衬底材料What is integrated optics?•集成光学是研究媒质薄膜中的光学现象以及光学元器件集成化的一门学科。
它要解决的实质问题,是获得具有不同功能、不同集成度的集成光路,以实现光学信息处理系统的集成化和微小化。
(完整版)集成光学1
参考书
• 英文:
– 《An introduction to optical waveguides》, Wileyinterscience, M. J. Adams, 1981.
– 《Optical waveguide theory》, Allan W. Snyder, Springer, 1983.
华南师范大学 集成光学
9
主讲人:刘柳
第一章 绪论
• 为什么叫光子学(Photonics)? • 什么是集成光学? • 集成光学的历史发展 • 集成光学的优点 • 本门课主要讲述的内容概述
华南师范大学 集成光学
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主讲人:刘柳
第一章 绪论
• 为什么叫光子学(Photonics)? • 什么是集成光学? • 集成光学的历史发展 • 集成光学的优点 • 本门课主要讲述的内容概述
华南师范大学 集成光学
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主讲人:刘柳
第二次结合
光与电第二次结合是1905年爱因斯坦将量子论用 于解释光电效应,并提出了光子的概念。他明确提出 当光作用于物质时,光是以“光子Photon”(光的能 量会集成一个个的“能包”)作为最小单位进行的。 光电探测器(光转电)和半导体激光器(电转光)分 别是光子——电子转换器和电子——光子转换器,它 们是光电相互依存和相互转化的典型例子。
华南师范大学 集成光学
3
主讲人:刘柳
课程目的
• 通过本课程的学习,掌握集成光学设计的基本理论 和方法;熟悉集成光学器件的基本工作原理和应用; 获得解决有关实际问题的能力。
• 通过本课程的学习为今后从事光通信、光信息处理、 光传感等方面的研究开发工作提供必要的基础知识, 培养出适应本世纪科技发展方向、掌握较为系统、 深入的集成光学基础理论和实践能力的高级工程技 术人才。
集成光学
大 信 息容量 的 模光 纤 通信 必须 用 集 成光 学元 器 件
,
因 为集 成光 学元 器
件 大多 是 单 模 的 件
。
,
同样
,
光 纤通讯 用 的 发报 机 中继 器
、
终 端机等
.
,
也 需要 用集成 光 学 元 器
、
在 信 息处理 方 面 光 卷积 器
目前 C
a s
、
集成 光 学元 器 件 也 已 进入实 用阶 段
DOI : 10. 16573 /j . cnki . 1672 -934x. 1988. 02. 020
集
成
光
学
集成 光 学 是 研 究 集成 光路理 论 和 应 用 的 一 门新 兴 学科 六 十年代 以 来
了 电子 学 的 革命
,
, ,
。
集 成 电 路逐渐 发展到超 大规 模集 成 电 路 阶段
,
近 二十 年来
,
各国 科 学家做 了大 量 的研 究 工作
,
,
其 中 以 美 日 的 科研 成果 最多
。
我 国 是
年 开始
,
由中科 院长 春物理研 究 所 首先 进 行集成 光 学研 究
我 国第 一届 集成 光 学学术 会议 是
: ,
国 际 上每 两年举 行 一 次集 成 开 的 目前 国内外对
。
光 学和光 纤 通讯 的 学术 会议 集 成光 学 的 研究 三 究
,
。
1 9 8 1年 召
、
,
主要 集 中在 以 下 方 面
,
一
、
光 波 导研 究
;
二
集成 光 学 的 元 器 件 研 究 ,
集成光学-01
-用集成光路代替集成电路 -用导光波的介质平面光波导和光 学纤维代替电线或者同轴电缆
集成光学的特点
• 集成光学系统与离散光学器件系 统的比较 • 集成光路与集成电路的系统的比较
• 离散光学器件系统
-非集成,组装和调整困难 -器件体积和重量大,构成的系统大约 是l平方米的数量级,光束的粗细大约为 1cm -稳定性差,光束的调准困难
集成光路与集成电路的比较
光纤与电传输线的比较
光纤与双绞线电缆损耗的比较
光纤与电传输线的比较
光纤与同轴电缆损耗的比较
光纤与电传输线的比较
• 光纤的优点
-带宽很宽,传输的信息量大 -传输损耗小 -电磁干扰小 -不存在电的短路或接地问题 -在易燃区安全 -保密性好,难于窃听 -尺寸小,重量轻 -价格低廉,原材料丰富
集成光学的发展和现状
• 发展
1962年开发出半导体同质结激光二极管 1963年提出双异质结构半导体激光二极管, 并对其工作原理作了深入研究 1967年出现的异质结外延生长技术,拉开 了半导体激光器实用化的序幕 1970年实现激光二极管的室温连续工作 1970年研制成功低损耗光纤
集成光学的发展和现状
• 国际 ※ 研究及交流活跃,起步较早 -1972年,美国光学协会主办集成光学 主题会议 • 国内 ※ 1970年开始研究,发展迅速
集成光学的发展和现状
• 当前研究热点
在很大程度上提高集成光学器件的可靠性和 稳定性 减小波导传输损耗、降低散射 减小器件尺寸,提高集成度 期待光路/光元件的集成化 提高光通信用多波长光源的性能、成本、可 靠性 突破目前的“光-电-光”交换的瓶颈 进一步改善开关/调制器的消光比
集 成
光
学
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- 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)。
4.了解无源材料波导制备方法及每种方法的优缺点, 掌握减少载流子浓度法和外延生长法制备波导的物 理基础;
ห้องสมุดไป่ตู้
5.掌握横向耦合器、棱镜耦合器和光栅耦合器、楔 形耦合器的基本原理,了解各种耦合器的优缺点 和使用范围;
6.掌握双沟道定向耦合器的基本结构和工作原理, 了解耦合模理论及制备沟道波导的一些技术;
《集成光学》课程简介
电子科学与技术学院 杜戈果
课程名称: 集成光学
英文名称: Integrated Optics 总学时: 54 其中:实验课0 学时(另有12 学
时的实验安排在《专业实验》课程内进行) 学 分: 3 先修课程: 电磁波与电磁场、半导体器件 教 材: 《Integrated Optics: Theory and
Technology》,Fifth Edition, R.G.Hunsperger, Springer Verlag, 2002 参考教材:《集成光学》,唐天同、王兆宏主编, 科学出版社,2005
学习本课程的意义:
集成光学的概念由美国科学家于1969年最先提出, 虽只有30多年的发展,其应用领域包括光纤通信、 光纤传感技术、光学信息处理、光计算机与光存 储、材料科学研究、光学仪器、光谱研究等。集 成光学是当今光学和光电子学领域的发展前沿之 一,是光学发展的必由之路和高级阶段。本课程 的学习为今后从事光通信、光信息处理、光传感 等方面的研究开发工作提供必要的基础知识,培 养出适应本世纪科技发展方向、掌握较为系统、 深入的集成光学基础理论和实践能力的高级工程 技术人才。
教学手段:
1. 课堂教学包括:课堂讲解、PPT幻灯片课 件、课堂提问、课堂小测验、笔记检查、课 后作业及讲评等;
2. 实践环节包括:实验(安排在《专业实验》 课程中)
3. 答疑:每周三下午2:30-5:30 ,科技楼517, 26558252,dugeguo@
考试与成绩评定方式:
课程特点:
本课程是一门理论与技术并重的课程。主 要阐述介质光波导的光传输原理、波导损 耗与制作技术、集成光无源器件和有源器 件的工作原理、集成光学器件的材料等。 本课程的重点,是要掌握光波导的光传输 原理和各种器件的工作原理。课程避开复 杂的数学推导,重点阐述物理概念及工程 计算。本课程采用双语教学,英文课件与 中英文讲解相结合。
教学目标:
使学生掌握光波导模式、波导损耗机理和 制作机理、集成光无源器件和有源器件的 工作原理。学生在完成本课程学习后,应 能够:
1. 掌握集成光路的基本形式以及两类衬底 材料,了解集成光学的概念、集成光学的 历史及现有成就;
2.了解介质平板波导中模式的波动理论,掌握光传 输的基本原理(形成各种模式的条件、消逝场的特 性);掌握对称波导与非对称波导的截止条件;掌 握射线光学的分析方法,能利用此方法分析条形波 导的结构;
7.掌握单波导电光调制器和双沟道波导电光调制器 的工作原理;了解波导调制器的优点、分类;
8.掌握集成光探测器的工作原理,了解探测器的分 类、结构。
课程内容:
Introduction Optical Waveguide Modes Theory of Optical Waveguides Losses in Optical Waveguides Waveguide Fabrication Technique Waveguide Input and Output Couplers Coupling between Waveguides Electric-Optic Modulators Integrated Optical Detectors
学期总成绩包括平时成绩和期末考试成 绩两部分组成。平时成绩包括平时记录 的出勤情况、课堂提问、以及课后作业 等占30%,期末成绩占70%。