光电子学是光子学与电子学相结合而形成的学科,主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量转换的一门科学,光子学是研究作为信息和能量载体的光子行为及其应用的科学。研究内容包括光子的量子特性及其在与物质(包括与分子、原子、电子以及与光子自身)的相互作用中出现的各类效应及其规律,即光子的产生、传输、控制以及探测规律等。相对于今天的电子时代而言,21世纪将是光子的时代。光子学已经形成一个新兴的独立学科,光子技术作为信息科学的支撑技术将与电子技术相互渗透、补充,并发挥越来越重要的作用。本课程是为“电子信息”全日制硕士专业学位研究生“光学工程”方向开设的一门非学位课程,通过本课程的学习,使学生了解光电子学与光子学的概念,熟悉光电子学与光子学的基础知识,掌握光电子学与光子学器件的特性以及实际应用。
光的波动性
• 均匀介质中光的波动性
• 折射率和色散,群速度和群折射率
• 斯涅耳折射定律和全反射(TIR)菲涅尔方程
光的波动性
• 波的叠加和干涉
• 多波干涉和光学谐振腔
• 衍射原理
介质波导与光纤
• 对称平面介质平板波导
• 阶跃折射率分布光纤
• 单模光纤中的色散
介质波导与光纤
• 色散位移光纤和色散补偿
• 渐变折射率光纤
• 光纤的制造
半导体学与发光二极管
• 半导体概念和能带概述
• 非本征半导体
• pn结原理
• 异质结
半导体学与发光二极管
• 发光二极管(LED):基本原理
• LED材料、结构、效率和光通量及基本特性
• 光纤通信应用的LED
受激辐射器件--光放大器和激光器
• 受激辐射、光子放大、激光器
• 掺铒光纤放大器
• 气体激光器:He-Ne激光器
• 脉冲激光器:调Q和锁模技术•
受激辐射器件--光放大器和激光器
• 激光二极管的基本特性
• 单频半导体激光器
• 垂直腔面发射激光器
• 半导体光放大器
光电探测器和图像传感器
• pn结光电二极管原理
• pin光电二极管
• 雪崩光电二极管
• 异质结光电二极管
光电探测器和图像传感器
• 肖特基结光电探测器
• 光电晶体管
• 光电导探测器和光电导增益
• 基本光电二极管电路
• 图像传感器
高精度光纤干涉传感测量技术
• 光纤测量结构设计
• 传感系统性能分析