第一篇：光電成像原理與技術教學大綱

《光電成像系統(tǒng)實踐》教學大綱

課程編號：OPT04042 英文名稱：Practice of Photo-electronic imaging System 學

分：3

學時：3周

先修課程：應用光學，光電成像原理與技術，精密機械基礎等

一、目的與任務

本環(huán)節(jié)為電子科學與技術專業(yè)（光電子方向）實踐教學必修環(huán)節(jié)，安排在第7學期進行。本教學實踐環(huán)節(jié)旨在通過對典型光電成像系統(tǒng)結構的認識和設計，進一步鞏固、加深學生對光電成像系統(tǒng)的構成、各技術環(huán)節(jié)的作用和工作原理的認識和理解，明確系統(tǒng)總體性能與各部分參數(shù)的關系，使學生掌握光電成像系統(tǒng)的總體設計的思路、步驟和關鍵環(huán)節(jié)部件選配方法等。通過本實踐教學環(huán)節(jié)，可達到提高學生動手能力和在實際工作中獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，增強學生對科學性、合理性、經(jīng)濟性、可行性、可靠性、可維護性等工程概念的理解，以及提高學生解決實際工程問題水平的目的。

本課程的內容亦軍亦民，與國防裝備密切相關，因此，本課程的學習可以培養(yǎng)學生的愛國主義精神和大國防意識。

二、教學內容及學時分配（3周）

課程設計題目分類：

設計1 直視微光成像（觀瞄）系統(tǒng)設計（關鍵部件選型應包括：物鏡系統(tǒng)、像管＋高壓電源、目鏡系統(tǒng)的選型等）；

設計

2電視型微光成像（如車載夜視儀、星光級電視瞄具）系統(tǒng)設計（關鍵部件選型應包括：物鏡系統(tǒng)、像管＋高壓電源、攝像系統(tǒng)、信號傳遞方式及顯示系統(tǒng)的選型等）；

設計

3主動照明微光／紅外成像（如車牌抓拍系統(tǒng)、闖紅燈違章記錄系統(tǒng)、車號識別系統(tǒng)、露天場景全天候監(jiān)視系統(tǒng)、水下成像系統(tǒng)）系統(tǒng)設計（關鍵部件選型應包括：光源、濾光鏡、物鏡系統(tǒng)、像管＋高壓電源、目鏡系統(tǒng)的選型等）；

設計

4醫(yī)用內窺鏡電視成像（如胃鏡系統(tǒng)、工業(yè)內窺鏡）系統(tǒng)設計（關鍵部件選型應包括：專用鏡頭、光源、傳光系統(tǒng)、支撐機構、信號傳遞方式、顯示方式與顯示系統(tǒng)等）；

設計5 高速工業(yè)在線視頻檢測成像（如鋼絲直徑在線檢測、路面瑕疵或不平整度檢測系統(tǒng)、軌道參數(shù)測量系統(tǒng)、印刷品質量檢測系統(tǒng)、電路板故障檢測系統(tǒng)）系統(tǒng)設計（關鍵部件選型應包括：光源、濾光鏡、物鏡系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、信號傳遞方式、信息記錄或顯示系統(tǒng)的選型及圖像處理方案等）；

設計6 特種光電成像系統(tǒng)設計（選擇光子計數(shù)探測系統(tǒng)、火星車立體視覺系統(tǒng)、紫外指紋搜索系統(tǒng)、門禁體溫自動探測系統(tǒng)、高爐爐膛測溫成像系統(tǒng)、艦載紅外警戒系統(tǒng)、多光譜成像系統(tǒng)或其他新用途、新型成像系統(tǒng)。關鍵部件選型根據(jù)具體要求進行）； 課程設計要求：

學生在以上設計選題中選做1個，根據(jù)具體設計要求的技術指標（觀察條件、目標及背景特性、工作條件等其他相關技術指標）完成系統(tǒng)的框架設計、總體技術參數(shù)分配、關鍵部件的選配等；通過網(wǎng)絡檢索、查詢相關設計手冊等手段，完成關鍵部件詳細參數(shù)的了解和市場調研，完成關鍵部件選型，參數(shù)驗算，并利用實驗室已有試驗條件，開展部分模擬性驗證實驗和計算機仿真；對諸如專業(yè)處理電路等非成熟產(chǎn)品，要求能夠給出功能框圖，數(shù)據(jù)輸入輸出格式及要求等；使用繪圖軟件畫出系統(tǒng)總體結構圖，撰寫設計論證報告、計算書、模擬實驗報告（或軟件仿真實驗報告），對設計結果進行初步的性能評估。課程設計內容及時間分配：

第一周集中講課：以教師對既往科研中開展過的某個光電成像系統(tǒng)設計過程為例，讓學生了解系統(tǒng)設計的基本思路，要求學生理解光電成像系統(tǒng)總體設計方法和設計原則、技巧及完整的設計過程。同時，介紹常用的結構設計方法與應用軟件、電子電路的設計方法和應用軟件。

演示與操作實驗：通過實驗室內對實物解剖、展示，讓學生親自觀察、使用和分析實驗室現(xiàn)有的夜視儀、電視攝像系統(tǒng)（黑白／彩色）、顯示器（黑白／彩色），視頻發(fā)射接收器等光電成像系統(tǒng)及關鍵部件，了解實際光電成像系統(tǒng)的共性和特性。

安排課程設計題目并根據(jù)提出具體要求：學生自愿選題，每個題目可以有最多5名成員組成小組共同完成，在教師的指導下明確組內各成員的分工，進而指導其完成總體技術指標的確定，確定系統(tǒng)總體方案。要求學生在本周末提交設計論證報告（初稿），完成成像器件性能指標的確定和選型及總體技術指標計算書。

第二周 指導學生通過查詢相關設計手冊、網(wǎng)絡檢索完成對其他關鍵部件詳細參數(shù)的了解和市場調研，完成部件選配，參數(shù)驗算；并結合細化的設計過程，對上周指定的設計論證報告中提到的相關技術指標進行必要的修正。利用實驗室已有試驗條件，設計并搭建局部性能的模擬性驗證實驗系統(tǒng)，或編制小規(guī)模的計算機仿真程序（如模擬成像系統(tǒng)的圖像探測、采集、存儲、傳輸?shù)墓δ堋Ⅱ炞C相關照明條件與濾光系統(tǒng)對成像系統(tǒng)的影響、編制圖像預處理及特征提取等特定需要的功能軟件以驗證圖像處理算法選擇的科學性、可行性等），對諸如專業(yè)處理電路等非成熟產(chǎn)品，要求能夠給出功能框圖，數(shù)據(jù)輸入輸出格式及要求等；學習并使用繪圖軟件畫出系統(tǒng)總體結構圖。本周末對各組設計工作的階段性進展進行考核。

第三周 開展部分模擬性驗證實驗和計算機仿真；根據(jù)小組內各成員的設計結果和問題，結合所設計系統(tǒng)的工作條件，開展工程化的論證和修正。按照小組分工，結合每個人的工作內容，有重點地撰寫設計論證報告，并對設計結果進行初步的性能評估分析。以小組為單位，以答辯的形式，進行設計工作總結與考核。

三、考核與成績評定

成績評定根據(jù)創(chuàng)新性情況、設計論證報告、系統(tǒng)參數(shù)計算書、系統(tǒng)指標完成情況及設計是否達到要求并綜合紀律、出勤情況給出。成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等。具體標準如下：

1.2.3.4.5.所設計的系統(tǒng)應滿足應用的基本分辨力、靈敏度、動態(tài)范圍等基本要求； 各關鍵部件在性能指標，結構及操作性等方面應滿足適配性要求； 所設計系統(tǒng)中的部件成本應有一定的經(jīng)濟合理性；

對關注到環(huán)境適應性、可操作性，可維護性和可靠性的設計在評分時予以傾斜；

提交的設計論證報告時，需將所有選用關鍵部件的調研情況、局部功能模擬驗證實驗報告及相關功能性軟件程序仿真結果作為附件一起提交。

四、大綱說明

1.本大綱是根據(jù)我校電子科學與技術（光電子）、光電信息科學與工程、光電信息工程專業(yè)培養(yǎng)計劃及其知識結構要求，并適當考慮專業(yè)特色而制定的。

2.在保證基本教學要求的前提下，教師可以根據(jù)實際情況，對內容進行適當?shù)恼{整和刪節(jié)。3.本大綱適合光電類相關專業(yè)。

五、教科書、參考書

教科書：

自編講義 典型光電成像系統(tǒng)綜合設計――待編

參考書：

白廷柱，金偉其編著．光電成像原理與技術[M]．北京：北京理工大學出版社，2006.1

編寫教師： 曹峰梅

責任教授：

教學院長：

《Practice of Photoelectric Imaging System》

Course Code: OPT04042 Course Name: Practice of Photoelectric Imaging System Class Hour: 3 weeks Credit: 3 Course Description:

The objective of this course is to familiarize students with basic photo-electronic imaging devices, system architecture and its application, train the students’ ability of designing the integrated system, analyzing the relationship between the system’s whole performance with the parameters of basic models or devices.Through the course, students should learn how to calculate the parameters of the key elements, select the proper devices, practice the design method and design procedure of the photo-electronic system.The main contents of the course include analyzing several typical photoelectric systems as examples, introducing the frequently-used architectural or electronic design method and software, showing the students the night vision system and devices, color/mono CCD and other typical imaging devices.After introduction and practicing mounting the typical system, students should design the specific system and practice some basic parts.Students should work in groups and have clear division for a specific photoelectric imaging system.Then, from the system design, they need to implement part of the system to verify their design method and submit the design report.

第二篇：材料制備原理與技術-教學大綱

《材料制備原理與技術》教學大綱

《材料制備原理與技術》是研究無機非金屬材料的合成與制備、組成與結構、性能、使用效能之間的關系與規(guī)律的科學。本課程由陶瓷工藝原理、晶體生長技術和氣相沉積技術三部分組成。

第一部分

陶瓷工藝原理

第一章

晶體結構以及晶體結構缺陷

化學鍵的種類，和電負性的關系；14種布拉菲點陣，晶向指數(shù)，晶面指數(shù)，密堆方式，四面體間隙和八面體間隙，基本AB結構，鈣鈦礦結構，硅酸鹽晶體結構類型。

點缺陷的種類和表示方法，Schottky缺陷，F(xiàn)renkel缺陷，定比化合物，非定比化合物，布氏矢量，位錯的種類，晶界。

第二章

熔融態(tài)和玻璃態(tài)

掌握熔體的結構與性質，特別是性質部分。

玻璃性質，玻璃結構，并了解其內在規(guī)律性。重點為玻璃結構，特別是玻璃結構學說，玻璃通性及晶體性質的區(qū)別。

晶體、非晶體和玻璃，玻璃轉變溫度，晶子模型，不規(guī)則網(wǎng)絡模型，網(wǎng)絡形成體，網(wǎng)絡改變體，網(wǎng)絡中間體。

第三章

相平衡（相圖）

熱力學基本定律，自由能、成份和相平衡，單元相圖，二元相圖基本類型，三元相圖的杠桿定律、成份三角形、連線法則、切線法則等基本規(guī)則和原理。

要求會應用、分析、計算相圖。第四章

擴散

擴散定律和簡單解，離子型晶體的主要擴散機理，擴散系數(shù)，擴散系數(shù)和溫度的關系。要求掌握擴散方程，擴散機理和擴散系數(shù)，無機固體材料中的擴散，了解影響擴散的因素如溫度，雜質等等，固體中擴散，影響擴散的因素。

第五章

固相反應

固相反應分類，固相反應熱力學，楊德爾方程，金斯特林格方程，溫度、顆粒度、礦化劑、壓力對固相反應的影響。

綜合掌握固相反應的類型及反應原理，固相反應的動力學方程，影響的固相反應因素。第六章

燒結

燒結的定義，燒結過程的推動力，固相燒結傳質機理，燒結應力模型，晶粒生長與二次 再結晶，影響燒結的因素，常見燒結方法。

掌握液相、固相燒結原理，影響燒結的因素。重點為液、固相燒結機理、模型，影響燒結的因素。

第二部分

晶體生長技術

第一講：導論及晶體生長熱力學 第二講：晶體生長動力學

晶體生長界面微觀結構，晶體生長界面原子的沉積方式，晶體生長速率，晶體的平衡形貌，實際晶體生長形態(tài)的影響因素。

第三講：熔體生長

籽晶提拉法（Czochralski法），坩堝下降法（Bridgman法），泡生法，焰熔法，區(qū)域熔融法（區(qū)熔法）。

第四講：溶液生長

溶液的性質，溶液生長驅動力，生長速度，溶液生長方法，溶劑的選擇，對流效應。第五講：氣相生長

氣相生長概念與原理，氣相生長的主要方法，控制參數(shù)，氣相生長的界面原子過程。第六講：II-VI族化合物單晶生長原理與技術

第三部分 氣相沉積技術

第一講：蒸發(fā)技術

物質的熱蒸發(fā)，蒸發(fā)源（電阻蒸發(fā)源，電子束蒸發(fā)源，電弧加熱蒸發(fā)源，激光加熱蒸發(fā)源），分子束外延技術（MBE）。

第二講：濺射技術

輝光放電與等離子體，濺射現(xiàn)象，濺射方法（直流濺射，射頻濺射，反應濺射，磁控濺射）。

第三講：離子鍍

氣體放電等離子體離子鍍，空心陰極放電離子鍍（HCD，Hollow Cathode Deposition）。第四講：化學氣相沉積（CVD）

CVD的一般原理，CVD基本技術（開管氣流法，封管法），低壓CVD，等離子體增強CVD（PCVD），CVD的發(fā)展。

主要參考書目

第一部分

陶瓷工藝原理

1、樊先平，無機非金屬材料科學基礎，浙江大學出版社

2、周玉，陶瓷材料學（第一版），哈爾濱工業(yè)大學出版社

3、周玉，陶瓷材料學（第二版），科學出版社

4、陸佩文，無機材料科學基礎（硅酸鹽物理化學）重排本，武漢理工大學出版社

5、陸佩文，硅酸鹽物理化學，東南大學出版社

6、葉瑞倫，無機材料物理化學，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1984。

7、浙江大學，武漢建材學院，上?；W院，華南工學院，硅酸鹽物理化學，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1980

8、南京化工學院，陶瓷物理化學，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1981

第二部分

晶體生長技術

1、閔乃本，晶體生長的物理基礎，上海：上海科學技術出版社，1982

2、張克從，晶體生長科學與技術，北京：科學出版社，1997

3、朱世富，材料制備科學與技術，北京：高等教育出版社，2006

第三部分

氣相沉積技術

1、楊樹人，外延生長技術，北京：國防工業(yè)出版社，1992

第三篇：《免疫學技術與方法原理》教學大綱.

《免疫學技術與方法原理》教學大綱

主講教師 張雙民 齊浩

一、本課程目的和要求

《免疫學技術與方法原理》是為我院所有專業(yè)學生開設的選修課.免疫學技術是當今生命科學實驗研究和臨床及預防醫(yī)學領域的重要手段,尤其在醫(yī)學基礎研究和臨床醫(yī)學實踐中應用極為廣泛。通過對該課程的學習,目的是使學生了解和掌握主要免疫學技術的方法和原理,擴大學生知識面,開闊他們的視野。

本課程應安排在應是在細胞生物學、微生物學、生物化學、免疫學等課程之后,適于對大四開設。本課程總學時為36學時。

二、本課程的主要教學內容

緒 論(2學時)

一、免疫學與免疫學技術的發(fā)展史

二、免疫學技術的廣泛應用

三、免疫學技術的發(fā)展現(xiàn)狀

四、免疫學技術的發(fā)展趨勢

第一章 抗原抗體反應基本原理(2學時)

第一節(jié) 抗原抗體結合的一般原則

1.抗原 2.抗體 3.抗原抗體結合的一般原則 4.參與反應的抗原抗體比例

第二節(jié) 抗原抗體結合反應的機理 第三節(jié) 影響抗原抗體結合反應的因素

1.電解質 2.溫度 3.pH 第四節(jié) 抗原抗體結合反應主要應用

1.補體檢測 2.免疫球蛋白檢測 3.免疫復合物檢測

4.細胞因子檢測

第二章 抗體的制備與分離純化技術(4學時)第一節(jié) 抗體的制備技術

1.原理 2.動物的選擇 3.抗原的處理 4.動物的免疫

第二節(jié) 多克隆抗體的制備 1.顆?？乖?2.可溶性抗原 3.半抗原 第三節(jié) 抗體的分離純化技術

一、原則

二、方法: 1.鹽析法 2.凝膠柱層析 3.離子交換層析 4.免疫吸附親和層析

第三章 抗原的制備與分離純化技術(2學時)

第一節(jié) 抗原的概念和結構: 1.抗原與抗原決定簇(表位)2.抗原-抗體結合的結構基礎 第二節(jié) 抗原類型及抗原性

1.就其化學本質而言 2.就其反應性而言

第三節(jié) 抗原分離純化技術

第四章 免疫標記技術(7學時)

第一節(jié) 放射免疫技術: 1.原理 2.基本試劑和技術方法 3.技術進展

第二節(jié) 酶免疫技術: 1.原理 2.酶標抗體的制備 3.酶免疫技分析中的放大作用

4.酶免疫技分析的應用及發(fā)展趨勢

第三節(jié) 免疫熒光技術: 1原理 2.標記方法 3.應用

第四節(jié) 化學發(fā)光免疫分析:1.原理 2.方法類型 3.應用及展望

第五章 時間分辨免疫熒光分析(3學時)

第一節(jié) 時間分辨免疫熒光分析: 1.原理 2.類型

第二節(jié) 雙標記時間分辨免疫熒光分析: 1.原理 2.應用 第三節(jié) 酶放大時間分辨免疫熒光分析: 1.原理 2.應用

第六章 分子免疫及免疫遺傳學的技術與方法(8學時)

第一節(jié) DNA的分離與純化 1.注意事項 2.幾種常用方法

第二節(jié) 核酸分子探針標記技術: 1.切口平移法 2.隨機引物法 3.DNA末端標記法 第三節(jié) 核酸分子雜交技術: 1.原理和類型 2.操作步驟 3.注意事項 第四節(jié) cDNA文庫的構建及抗體篩選法: 1.cDNA文庫及其構建

2.cDNA表達文庫的抗體篩選法

第五節(jié) HLA基因配型分型技術

一、HLA基因及其配型分

二、HLA-II類基因配型方法: 1.PCR-SSCP法 2.PCR-DCP法 3.PCR-F法

三、HLA-II類基因分型方法: 1.PCR-SSO法 2.PCR-RFLP法 3.PCR-SSP法

第七章 免疫印跡技術(4學時)第一節(jié) SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)第二節(jié) 轉移電泳 第三節(jié) 免疫學檢測

第八章 免疫電鏡技術(4學時)

第一節(jié) 基本原理和方法: 1.原理 2.免疫標記方法 3.標本處理 第二節(jié) 透射免疫電鏡技術: 1.抗體不同標記方法 2.注意事項

第三節(jié) 掃描及冷凍蝕刻免疫電鏡技術: 1.標記物2.標記方法3.標本處理

第四節(jié) 電鏡水平原位雜交: 1.原位雜交主要原則 2.雜交結果顯示 3.標本處理

第四篇：激光原理與技術課程教學大綱

二、講授大綱與各章的基本要求

考核要求：

1、光的波粒二象性

周炳琨、高以智等（美）W.克希耐爾著，孫文等譯Addison-Wesley,

第五篇：激光原理與技術課程教學大綱

《激光原理與技術》課程教學大綱

二、講授大綱與各章的基本要求

第一章 輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解光的波粒二象性，掌握光的偏振性、單色光的含義、平面光波的表示法、光強的定義和光子的含義。掌握原子能級和簡并度的含義，理解原子狀態(tài)標記的方法，理解輻射躍遷選擇定則，掌握玻爾茲曼分布定律，掌握輻射躍遷也非輻射躍遷的定義和特點。3 理解黑體輻射的概念和規(guī)律，掌握光和物質相互作用時三種基本過程的特點、規(guī)律、發(fā)生幾率，以及三者之間的關系。掌握自發(fā)輻射光功率和受激輻射光功率在普通光源和激光器中的大小關系。掌握光譜線、線型、光譜線寬度的概念，掌握自然增寬、碰撞增寬、多普勒增寬的原因、展寬線型、增寬大小及其影響因素，理解均勻增寬和非均勻增寬的概念和含義，理解綜合增寬的含義。理解光在介質中受激放大的過程和規(guī)律，掌握介質中產(chǎn)生激光放大的條件，理解吸收系數(shù)和增益系數(shù)的概念，掌握光學諧振腔在激光器中的作用和激光閾值條件。

教學時數(shù)：10學時 教學內容：

第一節(jié) 光的波粒二象性

一、光波

二、光子

第二節(jié) 原子的能級和輻射躍遷

一、原子能級和簡并度

二、原子狀態(tài)的標記

三、玻爾茲曼分布

四、輻射躍遷和非輻射躍遷 第三節(jié) 光的受激輻射

一、黑體熱輻射

二、光和物質的作用

三、自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收之間的關系

四、自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率

第四節(jié) 光譜線增寬

一、光譜線、線型和光譜線寬度

二、自然增寬

三、碰撞增寬

四、多普勒增寬

五、均勻增寬和非均勻增寬線型

六、綜合增寬 第五節(jié) 激光形成的條件

一、介質中光的受激輻射放大

二、光學諧振腔和閾值條件

考核要求：

1、光的波粒二象性

1.1 光波偏振性（領會）

1.2 光速、頻率和波長的關系（領會）1.3 單色平面波（領會）1.4 光強（識記）1.5 光子（領會）

2、原子的能級和輻射躍遷

2.1 原子能級和簡并度（領會）

2.2 原子狀態(tài)的標記（領會）

2.3 輻射躍遷的選擇定則（領會）2.4 玻爾茲曼分布（領會、應用）2.5 輻射躍遷和非輻射躍遷（領會、識記）

3、光的受激輻射

3.1 黑體熱輻射（領會）

3.2 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收（領會、識記、應用）3.3 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收之間的關系（領會）3.4 自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率（領會）

4、光譜線增寬

4.1 光譜線的線型函數(shù)、寬度（識記）

4.2 自然增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素（識記、應用）4.3 碰撞增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素（識記、應用）4.4 多普勒增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素（識記、應用）4.5 均勻增寬和非均勻增寬的概念（領會）4.6 綜合增寬（領會）

5、激光形成的條件

5.1 光束在介質中的傳播規(guī)律（領會）

5.2 產(chǎn)生受激光放大的條件、增益介質和增益系數(shù)（識記、應用）5.3 光學諧振腔的作用、閾值條件（領會、識記）

第二章 激光器的工作原理

教學要點：

通過本章的教學使學生： 理解光學諧振腔滿足穩(wěn)定性條件的重要性，掌握穩(wěn)定性的條件，理解共軸球面腔穩(wěn)定圖和分類，學會穩(wěn)定圖的應用。理解三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)的激光工作方式，掌握速率方程組的建立、推導和粒子數(shù)密度反轉分布的條件。掌握激光器在小信號工作時的粒子數(shù)密度反轉分布情況和在均勻增寬型介質中的粒子數(shù)密度反轉分布。理解粒子數(shù)密度反轉分布的飽和效應。掌握均勻增寬型介質中的增益系數(shù)和增益飽和。掌握在非均勻增寬型介質中粒子數(shù)密度反轉分布規(guī)律，掌握在非均勻增寬型介質中小信號時的增益系數(shù)和穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和，掌握燒孔效應的原理。5 了解激光器所存在的各種損耗和起因，掌握激光諧振腔內穩(wěn)定光強的形成過程，掌握激光器的能穩(wěn)定出光的閾值條件（包括增益閾值，抽運功率閾值等）。了解激光介質能級選取的注意事項。教學時數(shù)：12學時

第一節(jié) 光學諧振腔結構與穩(wěn)定性

一、共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件

二、共軸球面腔的穩(wěn)定圖及其分類

三、穩(wěn)定圖的應用

第二節(jié) 速率方程組與粒子數(shù)反轉 一、三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)

二、速率方程組

三、穩(wěn)態(tài)工作時的粒子數(shù)密度反轉分布

四、小信號工作時的粒子數(shù)密度反轉分布

五、均勻增寬型介質的粒子數(shù)密度反轉分布

六、均勻增寬型介質粒子數(shù)密度反轉分布的飽和效應 第三節(jié) 均勻增寬介質的增益系數(shù)和增益飽和

一、均勻增寬介質的增益系數(shù)

二、均勻增寬介質的增益飽和 第四節(jié) 非均勻增寬介質的增益飽和

一、介質在小信號時的粒子數(shù)密度反轉分布值

二、非均勻增寬型介質在小信號時的增益系數(shù)

三、非均勻增寬型介質穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)密度反轉分布

四、非均勻增寬型介質穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和 第五節(jié) 激光器的損耗與閾值條件

一、激光器的損耗

二、激光諧振腔內形成穩(wěn)定光強的過程

三、閾值條件

四、對介質能級選取的討論

考核要求：

1、光學諧振腔結構與穩(wěn)定性

1.1 共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件（應用）1.2 共軸球面腔的穩(wěn)定圖及分類（識記）1.3 穩(wěn)定圖的應用（應用）

2、速率方程組與粒子數(shù)反轉

2.1 三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)（領會）2.2 速率方程組的建立（領會）

2.3 穩(wěn)態(tài)工作時的粒子數(shù)密度反轉分布（識記）2.4 飽和效應（領會、識記）

3、均勻增寬介質的增益系數(shù)和增益飽和

3.1 均勻增寬介質的增益系數(shù)和增益飽和（領會、識記）

4、非均勻增寬介質的增益飽和 4.1 粒子數(shù)密度反轉分布（識記）4.2 非均勻增寬介質的增益系數(shù)（識記）4.3 穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和（領會、識記）

5、激光器的損耗與閾值條件 5.1 激光器的損耗（識記）

5.2 穩(wěn)定光強的形成過程（領會、識記）5.3 閾值條件（領會、識記、應用）5.4 對介質能級選?。I會）

第三章 激光器的輸出特性

教學要點：

通過本章的教學使學生： 理解自再現(xiàn)模概念，掌握自再現(xiàn)模的特點。掌握自再現(xiàn)模積分方程解的物理意義，理解激光諧振腔的諧振條件，理解激光縱模的特點和含義，掌握縱模頻率和頻率間隔公式，會分析縱?？赡艽嬖诘臄?shù)量。理解方形鏡面共焦腔自再現(xiàn)模積分方程的解析解，掌握鏡面上自再現(xiàn)模場的特征（振幅分布、相位分布、衍射損耗等）了解共焦腔中的行波場和腔內外的光場分布。掌握高斯光束的振幅和強度分布、相位分布、遠場發(fā)散角以及高斯光束的高亮度。理解穩(wěn)定球面腔的等價共焦腔的含義，了解穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性。5 掌握均勻增寬型和非均勻增寬型介質激光器的輸出功率以及影響因素。理解蘭姆凹陷的形成原因。6 掌握影響激光器線寬的因素。教學時數(shù)：12學時 第一節(jié) 光學諧振腔的衍射理論

一、菲涅耳－基爾霍夫衍射公式

二、光學諧振腔的自再現(xiàn)模積分方程

三、激光諧振腔的諧振頻率和激光縱模 第二節(jié) 對稱共焦腔內外的光場分布

一、共焦腔鏡面上的場分布

二、共焦腔中的行波場與腔內外的光場分布 第三節(jié) 高斯光束的傳播特性

一、高斯光束的振幅和強度分布

二、高斯光束的相位分布

三、高斯光束的遠場發(fā)散角

四、高斯光束的高亮度 第四節(jié) 穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性

一、穩(wěn)定球面腔的等價共焦腔

二、穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性 第五節(jié) 激光器的輸出功率

一、均勻增寬型介質激光器的輸出功率

二、非均勻增寬型介質激光器的輸出功率

考核要求：

1、光學諧振腔的衍射理論

1.1 菲涅耳－基爾霍夫衍射公式（領會）1.2 自再現(xiàn)模（領會、識記）1.3 激光縱模（領會、識記）

2、對稱共焦腔內外的光場分布

2.1 鏡面上自再現(xiàn)模場的特征（領會、識記）2.2 行波場和腔內外光場分布（了解）

3、高斯光束的傳播特性

3.1 高斯光束的強度分布（領會、識記、應用）3.2 相位分布（領會）

3.3 遠場發(fā)散角（領會、識記、應用）3.4 高亮度（領會）

4、穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性

4.1 穩(wěn)定球面腔的等價共焦腔（領會）4.2 穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性（領會）

5、激光器的輸出功率

5.1 均勻增寬型介質激光器的輸出功率（領會）

5.2非均勻增寬型介質激光器的輸出功率、蘭姆凹陷（領會）

6、激光器的線寬極限（領會）

第四章 激光的基本技術

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解激光器選模的目的和意義，理解均勻增寬型譜線的縱模競爭，掌握單縱模選取的方法，掌握激光單橫模的選取方法。了解激光器頻率穩(wěn)定的衡量方法，掌握影響激光器頻率穩(wěn)定的因素，了解常見的幾種穩(wěn)頻的方法。了解高斯光束透過透鏡時的變換規(guī)律，掌握高斯光束的聚焦、準直、擴束等技術的原理和方法。理解激光調制的概念，了解電光強度調制和電光相位調制。5 了解實現(xiàn)激光偏轉的幾種主要途徑。理解激光諧振腔的品質因素Q的含義，掌握調Q的原理，了解幾種常見調Q的方法。理解激光鎖模技術的含義，掌握鎖模的原理，了解鎖模的2種常見途徑。教學時數(shù)：10學時 第一節(jié) 激光器輸出的選模

一、激光單縱模的選取

二、激光單橫模的選取 第二節(jié) 激光器的穩(wěn)頻

一、影響頻率穩(wěn)定的因素

二、穩(wěn)頻方法概述

三、蘭姆凹陷法穩(wěn)頻

四、飽和吸收法穩(wěn)頻 第三節(jié) 激光束的變換

一、高斯光束通過薄透鏡時的變換

二、高斯光束的聚焦

三、高斯光束的準直

四、激光的擴束 第四節(jié) 激光調制技術

一、激光調制的基本概念

二、電光強度調制

三、電光相位調制 第五節(jié) 激光偏轉技術

一、機械偏轉

二、電光偏轉

三、聲光偏轉 第六節(jié) 激光調Q技術

一、激光諧振腔的品質因數(shù)Q

二、調Q原理

三、電光調Q

四、聲光調Q

五、染料調Q 第七節(jié) 激光鎖模技術

一、鎖模原理

二、主動鎖模

三、被動鎖模

考核要求：

1、激光器輸出的選模

1.1 均勻增寬型譜線的縱模競爭（領會）1.2 非均勻增寬型譜線的多縱模振蕩（領會）1.3 單縱模的選取（領會、識記）1.4 單橫模的選?。I會、識記）

2、激光器的穩(wěn)頻

2.1 影響頻率穩(wěn)定的因素（識記）2.2 穩(wěn)頻方法（了解）

3、激光束的變換

3.1 高斯光束通過透鏡時的變換（領會、應用）3.2 高斯光束的聚焦（領會、應用）3.3 高斯光束的準直（領會、應用）3.4 激光的擴束（領會、應用）

4、激光調制技術

4.1 調制的基本概念（領會）

4.2 電光強度調制和電光相位調制（了解）

5、激光偏轉技術 5.1 機械偏轉（了解）5.2 電光偏轉（了解）5.3 聲光偏轉（了解）

6、激光調Q技術

6.1 品質因數(shù)Q的概念（領會）6.2 調Q原理（領會、識記）

6.3 電光調Q、聲光調Q、染料調Q（領會）

7、激光鎖模技術 7.1 鎖模原理（領會）

7.2 主動鎖模和被動鎖模（了解）

第五章 典型激光器介紹

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解固體激光器的基本結構，掌握紅寶石激光器、YAG:Nd激光器的特點和機理，了解固體激光器的泵浦系統(tǒng)和輸出特性，了解半導體激光器泵浦的固體激光器、可調諧固體激光器和高功率激光器的優(yōu)缺點及原理。了解氦氖激光器的結構和工作機理，了解二氧化碳激光器的結構、激發(fā)機理和輸出特性，了解氬離子激光器的結構、激發(fā)機理和工作特性。3 了解染料激光器的特點、激發(fā)機理、調諧原理和泵浦系統(tǒng)。了解半導體激光器中的能帶情況和產(chǎn)生受激輻射的條件，掌握PN結的雙簡并能帶結構和粒子數(shù)反轉條件，掌握半導體激光器的工作原理及閾值條件，了解同質結和異質結半導體激光器的特性。了解準分子激光器、自由電子激光器和化學激光器的特點、基本原理和輸出特性。

教學時數(shù)：4學時 第一節(jié) 固體激光器

一、固體激光器的基本結構與工作物質

二、固體激光器的泵浦系統(tǒng)

三、固體激光器的輸出特性

四、新型固體激光器 第二節(jié) 氣體激光器

一、氦氖激光器 二、二氧化碳激光器

三、氬離子激光器 第三節(jié) 染料激光器

一、染料激光器的激發(fā)機理

二、染料激光器的泵浦

三、染料激光器的調諧 第四節(jié) 半導體激光器

一、半導體的能帶和產(chǎn)生受激輻射的條件

二、PN結和粒子數(shù)反轉

三、半導體激光器的工作原理和閾值條件

四、同質結和異質結半導體激光器 第五節(jié) 其他激光器

一、準分子激光器

二、自由電子激光器

三、化學激光器

考核要求：

1、固體激光器

1.1 固體激光器的基本結構和工作物質（了解）1.2 紅寶石激光器、Nd:YAG激光器（了解、識記）1.3 泵浦系統(tǒng)、輸出特性（了解）

2、氣體激光器

2.1 氦氖激光器結構和原理（了解、識記）2.2 二氧化碳激光器結構和原理（了解）2.3 氬離子激光器結構和原理(了解)

3、染料激光器（了解）

4、半導體激光器

4.1 半導體能帶（了解）4.2 PN結與粒子數(shù)反轉（領會）4.3 工作原理和閾值（了解）

5、其他激光器（了解）

第六章 激光在精密測量中的應用

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解激光干涉測長的基本原理、系統(tǒng)組成，了解激光外差干涉測長技術。2 了解激光衍射測量原理、方法及應用。了解激光測距的特點、基本原理，了解激光相位測距原理。了解激光準直儀的原理和結構，了解激光多自由度測量系統(tǒng)結構和原理。5 了解激光多普勒測速的原理和應用。6 了解激光測量角度和角加速度的原理。7 了解激光環(huán)境計量的原理和應用。教學時數(shù)：1學時

第一節(jié) 激光干涉測長 第二節(jié) 激光衍射測量 第三節(jié) 激光測距

第四節(jié) 激光準直及多自由度測量 第五節(jié) 激光多普勒測速

第六節(jié) 環(huán)形激光測量角度和角加速度

考核要求：

本章內容僅要求了解，不作考試要求。

第七章 激光加工技術

教學要點：

通過本章的教學使學生： 1 了解激光熱加工的原理。了解激光淬火技術的原理與應用，了解激光表面熔凝技術和熔覆技術。3 了解激光打孔和激光切割的原理與特點。了解激光焊接的特點，了解激光熱導焊和深熔焊的原理。了解激光快速成型技術的原理、優(yōu)點及應用，了解激光清洗技術和激光彎曲技術。

教學時數(shù)：1學時

第一節(jié) 激光熱加工原理 第二節(jié) 激光表面改性技術 第三節(jié) 激光去除材料技術 第四節(jié) 激光焊接 第五節(jié) 激光快速成型技術 第六節(jié) 其他激光加工技術

考核要求：

本章內容僅要求了解，不作考試要求。

第八章 激光在醫(yī)學中的應用

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解生物體的光學特性，了解激光對生物體的作用和激光在生物體應用的優(yōu)點。2 了解激光臨床治療的種類與現(xiàn)狀，了解激光在皮膚科及整形外科領域中的應用，了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的應用。了解利用激光的生物體光譜測量及診斷，了解激光斷層攝影、激光顯微鏡基本原理。了解醫(yī)用激光設備（光源、光纖）。了解醫(yī)用激光新技術和光動力學治療的前景。教學時數(shù)：1學時

第一節(jié) 激光與生物體的相互作用 第二節(jié) 激光在臨床治療中的應用 第三節(jié) 激光在生物體檢測及診斷中的應用 第四節(jié) 醫(yī)用激光設備 第五節(jié) 激光應用于醫(yī)學的未來

考核要求：

本章內容僅要求了解，不作考試要求。

第九章 激光在信息技術中的應用

教學要點：

通過本章的教學使學生： 了解光纖通信系統(tǒng)中的激光器需滿足的要求，了解光纖激光器的基本原理、特點、分類和應用，了解光放大器的原理、種類等。了解激光全息術的基本原理和分類，了解激光全息三維顯示的優(yōu)點、應用及展望。了解激光存儲的基本原理、分類及特點，了解激光體全息光存儲的特點、原理及應用，了解激光存儲的最新進展。4 了解激光在掃描器和打印機中的應用 教學時數(shù)：1學時

第一節(jié) 光纖通信系統(tǒng)中的激光器和光放大器 第二節(jié) 激光全息三維顯示 第三節(jié) 激光存儲技術 第四節(jié) 激光掃描和激光打印機

考核要求：

本章內容僅要求了解，不作考試要求。

第十章 激光在科學技術前沿問題中的應用

教學要點：

通過本章的教學使學生： 1 了解激光在受控核聚變中的應用。2 了解激光冷卻技術。了解激光操縱微粒的方法和原理。4 了解激光誘導化學反應的原理。5 了解激光在光譜技術中的應用。教學時數(shù)：1學時 第一節(jié) 激光核聚變 第二節(jié) 激光冷卻 第三節(jié) 激光操縱微粒 第四節(jié) 激光誘導化學過程 第五節(jié) 激光光譜學

考核要求：

本章內容僅要求了解，不作考試要求。

三、推薦教材和參考書目

1、《激光原理及應用》，陳家璧主編，電子工業(yè)出版社，2004

2、《激光原理》，周炳琨、高以智等編，第五版，國防工業(yè)出版社，2004

3、《固體激光工程》，（美）W.克希耐爾著，孫文等譯，科學出版社，2003

4、《激光技術》，藍信鉅，科學出版社，2000

5、《激光工程》，（日）中井貞雄著，熊纓譯，科學出版社，2002

6、《激光物理》，錢梅珍等著，第二版，電子工業(yè)出版社，2001

7、《Laser Physics》，M.Sargent III，M.O.Scully, W.E.Lamb, Addison-Wesley, NY, 1987