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1、光电子学教程,编著作者:张季熊,光电子学:是以光与物质相互作用及其应用为研究对象的一门内容极其深广的学术分支。光电子技术:是以光电子学为基础,以光的产生、控制、传输、光信息处理、转化等有关的器件与系统为研究对象的新型综合性技术领域。内容包括:激光技术导波光电子技术(光子学,光无源器件)晶体光学与电光器件(电光、磁光、弹光、声光)半导体光电子器件物理与技术(LD,LED,EAM,PD)聚合物材料与器件涉及领域:电磁理论,半导体物理,量子力学,光电子学与光电子技术,傅立叶光学,激光与红外物理学,非线性光学,强光光学效应,电 光 效 应,磁 光 效 应,弹(声)光效应,半导体光电子学,光电转换效应,
2、发 光 效 应,非线性光学效应,导波光学,非线性光学效应,介质导波效应,光电子学,混频移频锁模调激光,Q,光载波源,复用传感调制偏转开关,光信号加载,反馈中继偏振隔离耦合波导,光信号传输,存储全息滤波共轭频谱卷积相关逻辑延迟放大补偿整形解调,光信号处理,探测显示,光信号接收,光电子技术,基础:各种技术共同的基本规律,2023/7/19,2,教材:,参考书籍:A.Yariv现代通信光电子学或光电子学导论或量子电子学马养武、王静环等光电子学陈天杰激光基础朱京平 光电子技术基础 2005 2009,2023/7/19,3,课程内容,第一部分:激光原理(6周)第一章 光与物质相互作用基础 第二章 介质
3、中的光增益 第三章 激光振荡与工作特性,第二部分:光纤波导(2周)(光纤传感器)第四章 光辐射在介质波导中的传播,第三部分:光电检测(2周)第五章 光辐射的探测 第七章 光电转换器件,2023/7/19,4,第四部分:激光器件(4周)第六章 发光器件,课程内容,第五部分:光波调制(2周)第八章 光波调制(前3节),课程特点:内容繁杂,知识点多,涉及面广。,2023/7/19,5,引 言,电子学:以电子作为信息的载体。光电子学:以光子作为信息的载体,研究光与物质(电子)相互作用的学科。激光:高相干度、高亮度、发散角小等优点。优点:载波频率高(光波频率)、传输速度快、光电子器件响应快、多通道并行处
4、理能力强、防电磁干扰及存储能力强。,2023/7/19,6,应用及产业,一、信息应用类,2023/7/19,7,应用及产业,二、能量应用类,2023/7/19,8,第一章 光与物质相互作用基础,1-1 光的波动理论与光子学说 光的显著特性:波粒二象性光波既有波动性也有粒子性。,2023/7/19,9,一、光的波动学说1.麦克斯韦方程组,2023/7/19,10,2023/7/19,11,2.介质的本构关系,2023/7/19,12,3.电磁场的波动方程,2023/7/19,13,2023/7/19,14,2023/7/19,15,2023/7/19,16,2023/7/19,17,4.边界条件
5、,2023/7/19,18,5.电磁波的有关性质,2023/7/19,19,(2)能量密度电磁场内单位体积中包含的电场和磁场的能量。,2023/7/19,20,(3)时谐变电磁场,2023/7/19,21,二.光子学说认为光是由一些以光速c传播的物质单元光子组成1.光子的物质性,2023/7/19,22,2.光子的状态描述(1)相体积:描述光子状态所能分辨的最小尺度。测不准原理,2023/7/19,23,(2)态密度,2023/7/19,24,2023/7/19,25,2023/7/19,26,2023/7/19,27,1-2 物质的微观结构与能量状态,2023/7/19,28,2023/7/19,29,2023/7/19,30,2023/7/19,31,2023/7/19,32,2023/7/19,33,钠原子的核外电子分布:,2023/7/19,34,2023/7/19,35,2023/7/19,36,2023/7/19,37,2023/7/19,38,2023/7/19,39,2023/7/19,40,部分原子的电子组态,41,2023/7/19,42,2023/7/19,43,2023/7/19,44,2023/7/19,45,2023/7/19,46,2023/7/19,47,2023/7/19,48,2023/7/19,49,