第一篇：激光原理與技術(shù)課程教學(xué)大綱[大全]

《激光原理與技術(shù)》課程教學(xué)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(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)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(qiáng)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(biāo)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(diǎn)。3 理解黑體輻射的概念和規(guī)律，掌握光和物質(zhì)相互作用時(shí)三種基本過程的特點(diǎn)、規(guī)律、發(fā)生幾率，以及三者之間的關(guān)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(guān)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(zhì)中受激放大的過程和規(guī)律，掌握介質(zhì)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(xué)諧振腔在激光器中的作用和激光閾值條件。

教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)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(biāo)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(zhì)的作用

三、自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收之間的關(guān)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(zhì)中光的受激輻射放大

二、光學(xué)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(lǐng)會）

1.2 光速、頻率和波長的關(guān)系（領(lǐng)會）1.3 單色平面波（領(lǐng)會）1.4 光強(qiáng)（識記）1.5 光子（領(lǐng)會）

2、原子的能級和輻射躍遷

2.1 原子能級和簡并度（領(lǐng)會）

2.2 原子狀態(tài)的標(biāo)記（領(lǐng)會）

2.3 輻射躍遷的選擇定則（領(lǐng)會）2.4 玻爾茲曼分布（領(lǐng)會、應(yīng)用）2.5 輻射躍遷和非輻射躍遷（領(lǐng)會、識記）

3、光的受激輻射

3.1 黑體熱輻射（領(lǐng)會）

3.2 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收（領(lǐng)會、識記、應(yīng)用）3.3 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收之間的關(guān)系（領(lǐng)會）3.4 自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率（領(lǐng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用）4.5 均勻增寬和非均勻增寬的概念（領(lǐng)會）4.6 綜合增寬（領(lǐng)會）

5、激光形成的條件

5.1 光束在介質(zhì)中的傳播規(guī)律（領(lǐng)會）

5.2 產(chǎn)生受激光放大的條件、增益介質(zhì)和增益系數(shù)（識記、應(yīng)用）5.3 光學(xué)諧振腔的作用、閾值條件（領(lǐng)會、識記）

第二章 激光器的工作原理

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)生： 理解光學(xué)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(xué)會穩(wěn)定圖的應(yīng)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(dǎo)和粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的條件。掌握激光器在小信號工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布情況和在均勻增寬型介質(zhì)中的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布。理解粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的飽和效應(yīng)。掌握均勻增寬型介質(zhì)中的增益系數(shù)和增益飽和。掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布規(guī)律，掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中小信號時(shí)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(yīng)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(nèi)穩(wěn)定光強(qiáng)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(yùn)功率閾值等）。了解激光介質(zhì)能級選取的注意事項(xiàng)。教學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)

第一節(jié) 光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)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(yīng)用

第二節(jié) 速率方程組與粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 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(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布

四、小信號工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布

五、均勻增寬型介質(zhì)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布

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

一、均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)

二、均勻增寬介質(zhì)的增益飽和 第四節(jié) 非均勻增寬介質(zhì)的增益飽和

一、介質(zhì)在小信號時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布值

二、非均勻增寬型介質(zhì)在小信號時(shí)的增益系數(shù)

三、非均勻增寬型介質(zhì)穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布

四、非均勻增寬型介質(zhì)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(nèi)形成穩(wěn)定光強(qiáng)的過程

三、閾值條件

四、對介質(zhì)能級選取的討論

考核要求：

1、光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

1.1 共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件（應(yīng)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(yīng)用（應(yīng)用）

2、速率方程組與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

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

2.3 穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布（識記）2.4 飽和效應(yīng)（領(lǐng)會、識記）

3、均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和

3.1 均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和（領(lǐng)會、識記）

4、非均勻增寬介質(zhì)的增益飽和 4.1 粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布（識記）4.2 非均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)（識記）4.3 穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和（領(lǐng)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(qiáng)的形成過程（領(lǐng)會、識記）5.3 閾值條件（領(lǐng)會、識記、應(yīng)用）5.4 對介質(zhì)能級選?。I(lǐng)會）

第三章 激光器的輸出特性

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)生： 理解自再現(xiàn)模概念，掌握自再現(xiàn)模的特點(diǎn)。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(diǎn)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(nèi)外的光場分布。掌握高斯光束的振幅和強(qiáng)度分布、相位分布、遠(yuǎn)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(jià)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(zhì)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(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí) 第一節(jié) 光學(xué)諧振腔的衍射理論

一、菲涅耳－基爾霍夫衍射公式

二、光學(xué)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(nèi)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(nèi)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(qiáng)度分布

二、高斯光束的相位分布

三、高斯光束的遠(yuǎn)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(jià)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(zhì)激光器的輸出功率

二、非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率

考核要求：

1、光學(xué)諧振腔的衍射理論

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

2、對稱共焦腔內(nèi)外的光場分布

2.1 鏡面上自再現(xiàn)模場的特征（領(lǐng)會、識記）2.2 行波場和腔內(nèi)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(qiáng)度分布（領(lǐng)會、識記、應(yīng)用）3.2 相位分布（領(lǐng)會）

3.3 遠(yuǎn)場發(fā)散角（領(lǐng)會、識記、應(yīng)用）3.4 高亮度（領(lǐng)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(jià)共焦腔（領(lǐng)會）4.2 穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性（領(lǐng)會）

5、激光器的輸出功率

5.1 均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率（領(lǐng)會）

5.2非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率、蘭姆凹陷（領(lǐng)會）

6、激光器的線寬極限（領(lǐng)會）

第四章 激光的基本技術(shù)

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)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(shí)的變換規(guī)律，掌握高斯光束的聚焦、準(zhǔn)直、擴(kuò)束等技術(shù)的原理和方法。理解激光調(diào)制的概念，了解電光強(qiáng)度調(diào)制和電光相位調(diào)制。5 了解實(shí)現(xiàn)激光偏轉(zhuǎn)的幾種主要途徑。理解激光諧振腔的品質(zhì)因素Q的含義，掌握調(diào)Q的原理，了解幾種常見調(diào)Q的方法。理解激光鎖模技術(shù)的含義，掌握鎖模的原理，了解鎖模的2種常見途徑。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí) 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(shí)的變換

二、高斯光束的聚焦

三、高斯光束的準(zhǔn)直

四、激光的擴(kuò)束 第四節(jié) 激光調(diào)制技術(shù)

一、激光調(diào)制的基本概念

二、電光強(qiáng)度調(diào)制

三、電光相位調(diào)制 第五節(jié) 激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)

一、機(jī)械偏轉(zhuǎn)

二、電光偏轉(zhuǎn)

三、聲光偏轉(zhuǎn) 第六節(jié) 激光調(diào)Q技術(shù)

一、激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q

二、調(diào)Q原理

三、電光調(diào)Q

四、聲光調(diào)Q

五、染料調(diào)Q 第七節(jié) 激光鎖模技術(shù)

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(lǐng)會）1.2 非均勻增寬型譜線的多縱模振蕩（領(lǐng)會）1.3 單縱模的選?。I(lǐng)會、識記）1.4 單橫模的選取（領(lǐng)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(shí)的變換（領(lǐng)會、應(yīng)用）3.2 高斯光束的聚焦（領(lǐng)會、應(yīng)用）3.3 高斯光束的準(zhǔn)直（領(lǐng)會、應(yīng)用）3.4 激光的擴(kuò)束（領(lǐng)會、應(yīng)用）

4、激光調(diào)制技術(shù)

4.1 調(diào)制的基本概念（領(lǐng)會）

4.2 電光強(qiáng)度調(diào)制和電光相位調(diào)制（了解）

5、激光偏轉(zhuǎn)技術(shù) 5.1 機(jī)械偏轉(zhuǎn)（了解）5.2 電光偏轉(zhuǎn)（了解）5.3 聲光偏轉(zhuǎn)（了解）

6、激光調(diào)Q技術(shù)

6.1 品質(zhì)因數(shù)Q的概念（領(lǐng)會）6.2 調(diào)Q原理（領(lǐng)會、識記）

6.3 電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q、染料調(diào)Q（領(lǐng)會）

7、激光鎖模技術(shù) 7.1 鎖模原理（領(lǐng)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(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)生： 了解固體激光器的基本結(jié)構(gòu)，掌握紅寶石激光器、YAG:Nd激光器的特點(diǎn)和機(jī)理，了解固體激光器的泵浦系統(tǒng)和輸出特性，了解半導(dǎo)體激光器泵浦的固體激光器、可調(diào)諧固體激光器和高功率激光器的優(yōu)缺點(diǎn)及原理。了解氦氖激光器的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，了解二氧化碳激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機(jī)理和輸出特性，了解氬離子激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機(jī)理和工作特性。3 了解染料激光器的特點(diǎn)、激發(fā)機(jī)理、調(diào)諧原理和泵浦系統(tǒng)。了解半導(dǎo)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(jié)的雙簡并能帶結(jié)構(gòu)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)條件，掌握半導(dǎo)體激光器的工作原理及閾值條件，了解同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的特性。了解準(zhǔn)分子激光器、自由電子激光器和化學(xué)激光器的特點(diǎn)、基本原理和輸出特性。

教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí) 第一節(jié) 固體激光器

一、固體激光器的基本結(jié)構(gòu)與工作物質(zhì)

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(jī)理

二、染料激光器的泵浦

三、染料激光器的調(diào)諧 第四節(jié) 半導(dǎo)體激光器

一、半導(dǎo)體的能帶和產(chǎn)生受激輻射的條件

二、PN結(jié)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

三、半導(dǎo)體激光器的工作原理和閾值條件

四、同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器 第五節(jié) 其他激光器

一、準(zhǔn)分子激光器

二、自由電子激光器

三、化學(xué)激光器

考核要求：

1、固體激光器

1.1 固體激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作物質(zhì)（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(jié)構(gòu)和原理（了解、識記）2.2 二氧化碳激光器結(jié)構(gòu)和原理（了解）2.3 氬離子激光器結(jié)構(gòu)和原理(了解)

3、染料激光器（了解）

4、半導(dǎo)體激光器

4.1 半導(dǎo)體能帶（了解）4.2 PN結(jié)與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（領(lǐng)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(yīng)用

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)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(shù)。2 了解激光衍射測量原理、方法及應(yīng)用。了解激光測距的特點(diǎn)、基本原理，了解激光相位測距原理。了解激光準(zhǔn)直儀的原理和結(jié)構(gòu)，了解激光多自由度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理。5 了解激光多普勒測速的原理和應(yīng)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(jì)量的原理和應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)

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(zhǔn)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(nèi)容僅要求了解，不作考試要求。

第七章 激光加工技術(shù)

教學(xué)要點(diǎn)：

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

教學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)

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

考核要求：

本章內(nèi)容僅要求了解，不作考試要求。

第八章 激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)生： 了解生物體的光學(xué)特性，了解激光對生物體的作用和激光在生物體應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。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(lǐng)域中的應(yīng)用，了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的應(yīng)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(shè)備（光源、光纖）。了解醫(yī)用激光新技術(shù)和光動力學(xué)治療的前景。教學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)

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(yīng)用 第三節(jié) 激光在生物體檢測及診斷中的應(yīng)用 第四節(jié) 醫(yī)用激光設(shè)備 第五節(jié) 激光應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的未來

考核要求：

本章內(nèi)容僅要求了解，不作考試要求。

第九章 激光在信息技術(shù)中的應(yīng)用

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)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(diǎn)、分類和應(yīng)用，了解光放大器的原理、種類等。了解激光全息術(shù)的基本原理和分類，了解激光全息三維顯示的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用及展望。了解激光存儲的基本原理、分類及特點(diǎn)，了解激光體全息光存儲的特點(diǎn)、原理及應(yīng)用，了解激光存儲的最新進(jìn)展。4 了解激光在掃描器和打印機(jī)中的應(yīng)用 教學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)

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(shù) 第四節(jié) 激光掃描和激光打印機(jī)

考核要求：

本章內(nèi)容僅要求了解，不作考試要求。

第十章 激光在科學(xué)技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用

教學(xué)要點(diǎn)：

通過本章的教學(xué)使學(xué)生： 1 了解激光在受控核聚變中的應(yīng)用。2 了解激光冷卻技術(shù)。了解激光操縱微粒的方法和原理。4 了解激光誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的原理。5 了解激光在光譜技術(shù)中的應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí) 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(dǎo)化學(xué)過程 第五節(jié) 激光光譜學(xué)

考核要求：

本章內(nèi)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(yīng)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(xué)出版社，2003

4、《激光技術(shù)》，藍(lán)信鉅，科學(xué)出版社，2000

5、《激光工程》，（日）中井貞雄著，熊纓譯，科學(xué)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

第二篇：激光原理與技術(shù)課程教學(xué)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,

第三篇：《32位微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《32位微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱

一、課程名稱：32位微機(jī)原理與接口技術(shù)

Principle of 32-bit Microcomputer and Interface Technology

二、課程編碼：

三、學(xué)時(shí)與學(xué)分：32/2

四、先修課程：電子技術(shù)基礎(chǔ)，16位微機(jī)原理與接口技術(shù)

五、課程教學(xué)目標(biāo)

1．幫助學(xué)生獲得32位微型計(jì)算機(jī)組成及接口的基本知識，了解計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展前沿，掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用與計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)研究的一般方法；

2.培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析問題與解決問題的意識，提高學(xué)生在本專業(yè)領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。

3.使學(xué)生能更深入地認(rèn)識計(jì)算機(jī)，提高學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)相關(guān)知識的能力。

六、適用學(xué)科專業(yè)

非計(jì)算機(jī)類的理工科專業(yè)

七、基本教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排 ●微型計(jì)算機(jī)概述（2學(xué)時(shí)）微處理器的發(fā)展歷程 微型計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu) 微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) ●32位微處理器（3學(xué)時(shí)）32位微處理器的功能結(jié)構(gòu) 32位微處理器的內(nèi)部寄存器 32位微處理器的外部引腳及功能 32位微處理器的工作方式

●存儲器空間管理與保護(hù)（4學(xué)時(shí)）描述符和頁表項(xiàng)

存儲器空間的分段管理 存儲器空間的分頁管理 多任務(wù)和保護(hù)

●微型計(jì)算機(jī)的存儲器系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）32位存儲器的組成與多字節(jié)訪問 存儲器系統(tǒng)的多級結(jié)構(gòu) 高速緩沖存儲器 虛擬存儲器

●32位微處理器指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）32位微處理器指令系統(tǒng)與尋址方式 32位匯編語言程序設(shè)計(jì) 高級語言程序的機(jī)器級表示 ●總線操作與時(shí)序（3學(xué)時(shí)）

32位微處理器的基本總線操作時(shí)序 ISA系統(tǒng)總線 PCI系統(tǒng)總線

●中斷系統(tǒng)（3學(xué)時(shí)）

中斷向量和中斷描述符表

32位微處理器的中斷類型與中斷處理過程 外部中斷處理與中斷控制器 軟件中斷與CPU內(nèi)部異常處理

●32位微處理器輸入/輸出接口（3學(xué)時(shí)）32位微處理器的輸入/輸出端口 輸入/輸出端口地址譯碼技術(shù) 32位微處理器典型接口芯片 ●32位微型計(jì)算機(jī)組成（2學(xué)時(shí)）微型計(jì)算機(jī)的一般架構(gòu) 微型計(jì)算機(jī)的主板及其發(fā)展 典型的32位微型計(jì)算機(jī)組成 ●基本人機(jī)交互接口（2學(xué)時(shí)）鍵盤 鼠標(biāo)

CRT和LCD顯示器接口 其他人機(jī)交互接口

● 高性能計(jì)算機(jī)新技術(shù)(2學(xué)時(shí))Pentium 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 指令執(zhí)行的并行技術(shù)

多處理器的分布式存儲器結(jié)構(gòu) 集群技術(shù)

八、教材及參考書

微型計(jì)算機(jī)（80486）原理及接口技術(shù)，朱德森主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年 注：此點(diǎn)要求寫詳細(xì)，便于學(xué)生購買。

九、考核方式

書面考試＋討論、作業(yè)＋實(shí)踐表現(xiàn)

第四篇：關(guān)于激光原理與技術(shù)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

關(guān)于激光原理與技術(shù)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

馬嘉賽

（中國礦業(yè)大學(xué)理學(xué)院

江蘇徐州 221116）

摘要：激光原理與技術(shù)課程教學(xué)中所用教學(xué)方法尤為重要，本文從實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用與激光原理與技術(shù)之間、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生學(xué)習(xí)思維方式之間的滲透及關(guān)聯(lián)，以及教學(xué)手段對學(xué)生的影響幾個(gè)方面來闡述如何在激光原理與技術(shù)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)性教學(xué)。

關(guān)鍵詞：漸入滲透式教學(xué)

激光原理與技術(shù)

我們的前輩們總結(jié)出許多良好的學(xué)習(xí)方法。一個(gè)是按部就班漸進(jìn)式學(xué)習(xí)的方法；另外一個(gè)是滲透式方法。按部就班地學(xué)習(xí)方法很簡單，就是由一而二，由二而三，在前面的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新的東西。而滲透式方法是指一開始處于不懂的狀態(tài)，但經(jīng)過了一個(gè)長期的接觸，經(jīng)過時(shí)間推移不知不覺逐漸就已懂了，并學(xué)到了許多東西。這兩種方法各有特色，對于我們的課程，可以采用這兩種方法的結(jié)合。我們通過學(xué)習(xí)的最終目的就是吸收消化更多知識，掌握更多原理、本質(zhì)及方法，將整個(gè)學(xué)習(xí)過程構(gòu)筑成一個(gè)整體。

激光原理與技術(shù)課程是一門傳統(tǒng)的大學(xué)物理類或光學(xué)工程類專業(yè)課程，也是不少信息類工科學(xué)科的必修科目之一。對這門物理/光學(xué)專業(yè)的必修課，隨著教育改革的不斷深化，拓寬學(xué)生的知識面與積極性也逐步變成教改工作的重要內(nèi)容之一。一方面，在課堂上要鞏固和深化學(xué)生所學(xué)到的激光理論的基礎(chǔ)知識，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供必要的理論基礎(chǔ)和依據(jù)；另一方面，在課堂之外的實(shí)際應(yīng)用中，要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用激光原理的知識來解決實(shí)際問題的能力，并在解決實(shí)際問題的過程中，凸顯創(chuàng)新能力。對于過去那種按部就班填鴨式的教學(xué)方式，已經(jīng)因?yàn)槠涿黠@弊端而必須淘汰。本文將從如下幾方面探討如何在激光原理與技術(shù)的教學(xué)中運(yùn)用良好的教學(xué)方法。

1現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用及激光原理與技術(shù)課程之間的聯(lián)系 激光原理與技術(shù)這門課程研究的對象是激光產(chǎn)生的原理、激光的各種特性、激光器的構(gòu)建以及激光調(diào)制技術(shù)。在課程學(xué)習(xí)中，大量的物理公式的推導(dǎo)不可避免，但純粹的推導(dǎo)往往令人厭煩，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到痛苦不堪。因此在授課過程中，若插入現(xiàn)實(shí)生活中的例子以及科技前沿的內(nèi)容，就顯得趣味橫生，極大激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。譬如在講“激光器的應(yīng)用”一部分內(nèi)容時(shí)，將激光在現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，舉個(gè)例子，用于醫(yī)學(xué)的激光美容整形，立刻就凸顯出激光在生產(chǎn)生活中的重要作用。現(xiàn)代人的生活講求實(shí)效，一個(gè)專業(yè)或?qū)W科能有多大的作為，很大程度上取決于它在實(shí)際生產(chǎn)生活中帶來的功效。譬如在講“光線傳播的矩陣表示”時(shí)可以引入蝴蝶效應(yīng)來講解，既講明了一步步相互推遞的關(guān)聯(lián)依賴性，又提高了學(xué)生的興趣。另外，在講解激光產(chǎn)生的原理部分時(shí)，適當(dāng)插入一些激光產(chǎn)生的背景知識內(nèi)容，使學(xué)生對一些問題的來龍去脈有更清晰的了解，更能夠啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維。教學(xué)過程與學(xué)習(xí)方法的關(guān)聯(lián)

本門課程中既有廣泛深入的激光物理知識，又有大量的公式及其推導(dǎo)，所以是一門物理和數(shù)學(xué)高度結(jié)合的課程。激光物理概念的形成、物理規(guī)律的掌握離不開數(shù)學(xué)的方法與思維，而學(xué)生分析和解決物理問題能力的培養(yǎng)也離不開數(shù)學(xué)。因此，在教學(xué)過程中，要充分發(fā)揮數(shù)學(xué)邏輯思維和方法在分析、處理、解決物理問題中的作用；在學(xué)習(xí)方法上，引導(dǎo)學(xué)生自覺地、有針對性地將激光原理問題和數(shù)學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，既能從物理公式中深刻領(lǐng)悟物理問題的內(nèi)涵與實(shí)質(zhì)，又能運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解決這些問題。書本上的知識是抽象出激光問題的實(shí)質(zhì)來進(jìn)行教學(xué)，具有廣泛的普遍性，它研究的是客觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，所以其所有結(jié)論均必須受到物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此，在教學(xué)時(shí)，講授過程中必須遵循物理原理和條件的制約，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)能夠相互對接，這一點(diǎn)必須充分認(rèn)識到。在針對學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索過程中，要引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新價(jià)值成果，體驗(yàn)創(chuàng)新的過程和喜悅，形成積極的創(chuàng)新意識，開拓自我思路并正確理解物理世界。所以課堂教學(xué)不能純理論化，必須處理好“教與學(xué)”的關(guān)系，遵循“教”服務(wù)于“學(xué)”的原則，既要重視物理原理知識，又要將實(shí)際應(yīng)用結(jié)合。教學(xué)中要時(shí)刻把握以學(xué)生學(xué)會、學(xué)懂為第一要義，決不可本末倒置，出現(xiàn)教師壓倒一切，不遵循知識體系逐步構(gòu)建的現(xiàn)象，影響學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的平衡。所以《激光原理與技術(shù)》這門課，要想上好，除了扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識以外，還必須遵循“教與學(xué)”的相互滲透，惟有如此，才能讓學(xué)生充分學(xué)好本門課程。3課程內(nèi)容和思維方式的滲透

本門課程的思維方式是建立在激光理論概念及其原理基礎(chǔ)上的一系列理論方法。它的核心思想是源于對激光產(chǎn)生及其系統(tǒng)的分析，基本方法是建立在以激光諧振腔描述的振蕩過程、原理、定律或定理。在教授方法上，有演繹法、類推法、圖解法等。由于前后知識是相互關(guān)聯(lián)、相互滲透的，因此掌握方法與掌握專業(yè)知識同等重要，在講授知識時(shí)，要有意的把所運(yùn)用的方法介紹給學(xué)生，并注重對其物理直覺思維的培養(yǎng)。而直覺思維必須經(jīng)過一定的培養(yǎng)與訓(xùn)練，因?yàn)橹挥薪?jīng)過長期訓(xùn)練和多方面熏陶，才能在科學(xué)探索中憑借高度的直覺思維能力獲得巨大的發(fā)現(xiàn)。比如在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的導(dǎo)出公式時(shí)遇到的一些近似，為什么做這樣的近似而不是那樣的近似，就有直覺思維和經(jīng)驗(yàn)。我們在教學(xué)中努力培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的直覺思維，讓學(xué)生明白直覺思維在激光物理學(xué)發(fā)展過程中的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測，養(yǎng)成善于提出問題、敢于發(fā)表見解的好習(xí)慣，從而建立寬廣、扎實(shí)的知識基礎(chǔ)，形成合理的知識結(jié)構(gòu)。4教學(xué)手段的推廣

隨著科技的發(fā)展，教學(xué)手段越來越多樣化。尤其是多媒體的運(yùn)用，可以帶來諸多 的好處。除了美觀、形象、方便等一般多媒體的優(yōu)點(diǎn)外，在課程中還可以實(shí)現(xiàn)全面可視化，比如一些激光方程可以利用解析解作圖來獲取。對于空間物理圖像，在有對稱性的情況下，可以降維處理，將三維空間畫成二維圖形。另外，教師對多種先進(jìn)手段的運(yùn)用，對學(xué)生也具有潛移默化的作用，可以激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣及創(chuàng)新精神，避免學(xué)生成為只會考試的工具?？傊?，對本門課程，用傳統(tǒng)的按部就班推理式教學(xué)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今的教學(xué)特點(diǎn)，一定要注意運(yùn)用新的教學(xué)的方式。

第五篇：激光原理與激光技術(shù)試卷（寫寫幫推薦）

激光原理與激光技術(shù)試卷

姓名__________專業(yè)方向__________成績__________

說明： 1本試卷為2013級研究生2013-2014學(xué)年使用；

2本試卷獨(dú)立完成，考生可參考書及筆記本，要求2014年1月10日前完成。

一、解釋下列名詞(15分)

腔壽命――

縱膜頻率間隔――

橫膜――

等價(jià)共焦腔――

高斯光束焦參數(shù)――

二、簡答題(25分)

1.簡述激光器的構(gòu)成及各部分的功能；

2.什么是單程功率損耗？單程功率損耗包括哪些方面？

3.諧振腔的本征縱膜頻率間隔與哪些因素有關(guān)，起振模式數(shù)指什么？

4.影響頻率穩(wěn)定的原因是因?yàn)槟男﹨?shù)發(fā)生變化？

5.高斯光束聚焦和準(zhǔn)直各有什么特點(diǎn)？與平行光束的聚焦和準(zhǔn)直有什么區(qū)別？

三、證明題(20分)

請用光學(xué)變換矩陣的方法證明雙凹共焦腔的穩(wěn)定性。

四、計(jì)算題

1.(15分)一氦氖激光器腔長L = 30 cm，腔內(nèi)氣體折射率 n ? 1，其非均勻加寬的線寬 ??D= 1.5×105 MHz，求：

(1)該激光器的縱膜頻率間隔；

(2)滿足域值條件的縱膜個(gè)數(shù)；

(3)為使?jié)M足域值條件的縱膜數(shù)限制為10，腔長應(yīng)限制在什么范圍？

2.(25分)一臺Nd:YAG激光器(波長 ? = 1.06? m)采用對稱共焦腔結(jié)構(gòu)，腔長L = 1.2m，求：

(1)求此激光器基膜高斯光束的腰斑半徑及鏡面上的基膜光斑半徑；

(2)求此激光器基膜高斯光束的遠(yuǎn)場發(fā)散角；

(3)求此腔產(chǎn)生的高斯光束焦參數(shù)；

(4)求腰處及與腰斑相距2米處的q參數(shù)；

(5)請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)與該共焦腔腔長相等的，平凹腔結(jié)構(gòu)的等價(jià)球面腔，并畫出該共焦腔與等價(jià)球面腔的結(jié)構(gòu)示意圖。