光电与信息工程学院，简称“光电学院”，英文为“college of Photonic and Electronic Engineering”，缩写为“P&EE”，网站为。
学院的历史渊源可以追溯到1907年福建优级师范学堂理化科。1953年9月，由华南女子文理学院、福建协和大学等教学研究机构中的相应专业合并组成了福建师范学院物理学系。1972年更名为福建师范大学物理学系。1984年设置激光研究所，2000年设置电子信息工程系。2002年在整合和优化原物理学系、电子信息工程系和激光研究所以及原校实验中心部分资源的基础上，由福建师范大学批准设置“物理与光电信息科技学院（简称“物光学院”）”建制。经过9年发展，物光学院在学科建设、学位点、重点实验室等创新平台方面均取得重大突破。福建师范大学为实现新百年的重大学科调整和战略布局，进一步加强特色工科建设，2011年秋决定在原物光学院的基础上筹建“光电与信息工程学院”，并于2012年3月6日进行了授牌仪式，2012年3月31日正式发文设置，2012年5月7日任命了首届党政班子。
光电学院有着师生教学相长、学术氛围浓厚的优秀传统，是一所师资力量雄厚、学科特色鲜明、科研实力强大、办学质量显著、设施日臻完备的充满生机与活力的信息类工科学院。现有在职教工96人，其中专任教师86人，含：正高职称教师12人（博导8人），副高职称教师29人；博士29人，在职攻读博士学位11人。拥有医学光电信息技术教育部创新团队，国家级专家1人、全国优秀科技工作者1人、国务院特殊津贴获得者4人、全国优秀教师2人、全国三八红旗手1人，教育部新世纪优秀人才资助计划入选者4人；省级优秀教师1人、省青年科技奖获得者6人（其中运盛青年科技奖获得者5人）、省级杰出青年基金获得者2人、省级新世纪优秀人才资助计划入选者2人、省级三八红旗手2人、省级巾帼建功标兵1人；校级教学名师1人、校级首届百名优秀青年骨干教师5人。学院现另聘有海外讲座教授4人，国内985大学讲座教授1人，还聘请了25位院士、专家、教授（含海外学者）任客座教授、兼职教授。
学院现设有电子科学与工程系、网络与通信工程系、光科学与技术系、光电工程与仪器系、工程基础教学部、激光与光电技术研究所、光电智能系统工程研究中心、继续教育事业发展部、对外合作事业部等教学科研和社会服务机构。学院现有光学工程福建省重点学科（入选省级国家重点学科培育计划）以及信号与信息处理福建师范大学重点学科。拥有“福建省光子技术重点实验室”、“医学光电科学与技术教育部重点实验室”，拥有省级电工电子实验教学示范中心、信息技术实验教学中心以及设施齐全的各专业教学实验室、光电信息领域龙头企业联合共建的联合实验室、工程技术中心及实习基地等。2006年获批光学工程博士学位授权一级学科授权点；2011年新获批物理学博士学位授权一级学科点（光学），获批生物医学工程一级学科硕士点。2000年获批光学工程硕士学位授权一级学科点。2006年获批物理学硕士学位授权一级学科点（含光学1986、无线电物理2006）；获批物理电子学、通信与信息系统、计算机应用技术等二级学科硕士学位授权点等。另有科学与技术教育硕士、工程硕士（光学工程领域）等专业硕士点。拥有电子信息工程、光信息科学与技术、网络工程、信息工程等4个本科专业。目前，在学博士生13人，硕士生128人、本科生866人。
学院科学研究与学术交流工作硕果累累。多个稳定而有特色并在国内外有一定知名度的科研方向正在显示其优势和实力，学院承担“973”和“863”等重大项目子课题、国家自然科学基金项目、省部级重点课题。2002年以来，学院获得福建省科学技术奖一、二和三等奖共12项，其中“人体组织光学性质研究及其在激光医学的应用”和“基于非线性光谱成像新技术的医学无损诊断基础研究”分别获得福建科学技术奖一等奖。学院与国内外同行保持着紧密联系和友好合作，众多教师分别赴美国、加拿大、德国、英国、新加坡、香港地区和台湾地区的大学和研究机构开展学术合作研究；学院不定期邀请两院院士、国内外知名专家来院讲学和交流。
学院大力加强本科教学建设、改革和管理，注重通识教育和专才教育的相融与互补，完善能力本位的结构化课程体系，积极实践大众化背景下加强质量建设的教育思想。各专业以及工程基础课教学师资结构合理，理工融合，优势互补，主讲教师素质好，人才培养质量高，毕业生就业率名列前茅。光电信息技术与工程类专业人才培养模式创新实验区被评为省级人才培养模式创新实验区。学生的科技创新活动形成传统，在国家级及省级“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、创业计划大赛、大学生电子设计竞赛、大学生光电设计竞赛中连年获奖。2006年以来，共计获得省级三等奖以上奖项和校长嘉奖100多项。
展望未来，光电学院将在学校党政的正确领导下，坚持以科学发展观统领各项工作，秉承着“知明行笃，立诚致广”校训精神，保持着“重教、勤学、求实、创新”的优良校风，认真实施“十二五”和中长期发展规划，以人为本，求真务实，与时俱进，锐意进取，满怀豪情，再铸辉煌，为建设成为具有特色和影响力的、开放式的、富有活力的、和谐发展的教学与科研并重的创新型工科学院而努力奋斗，为国家和海峡西岸经济区的建设和社会进步谱写出新的篇章！
院长：李晖，男，教授/博士生导师，毕业于北京大学物理学专业、福建师范大学光学专业和浙江大学光学工程专业，并获学士、硕士和博士学位。曾任美国Texas A&M 大学光学成像实验室博士后研究员。现任福建师范大学光电与信息工程学院院长，福建省重点学科“光学工程”学科带头人，福建师范大学光学工程一级学科博士点负责人；中国光学学会理事、生物医学光学专业委员会副主任委员、光学教育专业委员会副主任委员，福建省光学学会理事长。主要从事生物医学光学及成像、医学数字图象识别和物理过程的计算机模拟等研究工作，已完成教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金等多项国家和省部级的研究课题。在国内外刊物上发表论文90余篇，其中半数以上被SCI、EI收录，曾获国务院特殊津贴、福建省科学技术奖一等奖（排名2）、福建省青年科技奖、运盛青年科技奖、全国优秀教师等奖励和表彰。
书记：刘舒平，男，中共党员，思政副教授，毕业于福建师范大学物理系物理学专业，2007年获福建师范大学经济学硕士学位。现任福建师范大学光电与信息工程学院党委书记，校纪委委员。毕业留校先后担任教务处师资科科长，福建省高校师资培训中心办公室主任，生物工程学院党总支副书记，美术学院党总支副书记，生命科学学院党委书记，海外教育学院（留学预科学院）党委书记等职。2012年5月起任现职。曾获优秀共产党员称号、校“三育人”先进个人称号、福建师范大学热心支持工会工作的党政领导荣誉称号。现为国家级普通话水平测试专家，福建省诗歌朗诵协会理事。
副院长：李步洪，博士/教授/博士生导师，现任光电与信息工程学院副院长，兼任《激光生物学报》编委，福建省光学学会副理事长和秘书长。2005-2007年以国家公派访问学者身份在多伦多大学医学院开展合作研究。现主持3项国家自然科学基金项目，其中重点合作项目1项；2009年入选教育部新世纪优秀人才计划，2011年荣获福建省杰出青年科学基金项目。已在国内外学术期刊发表论文近80篇，其中被SCI和EI收录50篇次，获得发明专利5项。主持的1项研究成果获福建省科学技术奖二等奖，还荣获福建省青年科技奖，福建运盛青年科技奖和福建省五四青年奖章。
副院长：陈建新，教授、博士生导师。2002年，在哈尔滨工业大学获得物理电子学博士学位；2002～2004年在北京大学物理学院光学专业做博士后研究；2008年以交换科学家身份在加拿大不列颠哥伦比亚癌症研究中心访问；2010年受聘美国耶鲁大学医学院客座教授。现为教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人、物理学一级学科博士点带头人、生物医学工程一级学科硕士点带头人、福建师范大学光电与信息工程学院副院长、医学光电科学与技术教育部重点实验室副主任、福建省光子技术重点实验室主任、中国光学学会理事、中国光学学会生物医学光子学专业委员会常委委员、入选教育部新世纪优秀人才支持计划、享受国务院政府特殊津贴。长期从事激光与物质相互作用及其应用研究，主持国家自然科学基金项目、国际合作交流项目、教育部新世纪优秀人才支持计划等15项；发表论文125篇，被SCI收录63篇次，EI收录89篇次；授权国家发明专利2项；参与3本专业著作编写工作，主讲课程《激光原理与技术》入选省级精品课程；研究成果发表在国际重要学术刊物《Gastrointestinal Endoscopy》、《Optics Express》、《British Journal of Dermatology》、《Tissue Engineering: Part C.》和《Applied Physics Letters》上。2007年获福建省科学技术奖三等奖；2008年获福建运盛青年科技奖和福建青年科技奖；2010年获福建省科学技术奖一等奖。2006年被授予福建省“三八红旗手”荣誉称号；2010年获第七届“福建青年五四奖章”；2012年被授予“全国三八红旗手”和“全国妇女创先争优先进个人”荣誉称号。
副院长：吴怡，女，教授，硕士生导师。毕业于东南大学无线电技术专业、福州大学通信与信息系统专业。 2010－2011年在香港中文大学信息工程学系从事访问学者研究工作。现任福建师范大学光电与信息工程学院副院长；福建省电子学会理事。为 福建师范大学教学名师。主要从事无线通信技术理论与应用的研究工作，入选教育部新世纪优秀人才支持计划。在国内外刊物上发表论文50余篇，获国家发明专利2项。先后获得福建省青年科技奖、福建省科学技术奖二等奖和福建省运盛青年科技奖。
副书记：朱瑞荣，男，1965年9月生，莆田市人；中共党员，思政讲师，现为光电与信息工程学院党委副书记。1989年7月毕业于福建师范大学物理学专业，获理学学士，留校在物理系担任政治辅导员，1992年秋起任系团委书记，长期兼任学生党支部书记，担任过校团委常委、系党总支委员。2000年10月，任学校水电中心主任；2003年7月任后勤集团办公室主任，2004年8月聘为后勤集团总经理助理兼运输中心主任，2004年9月后勤服务集团首届一次职代会选为集团工会主席；2005年11月起任物理与光电信息科技学院副书记，2012年5月任现职。1993年教师节评为92学年度校思政工作先进个人，1998年2月被省教委、团省委授予学校共青团工作先进个人；2007年评为学校“教书育人、管理育人、服务育人”之管理育人先进个人；2011年6月授予福建师大“优秀共产党员”荣誉称号；2011年12月评为福建省2012年大中专学生暑期社会实践先进工作者。
21世纪是光和电并存发展的时代。作为信息和能量载体的光电子技术，在激光、光通信、光显示、光存储等方面，已经形成了新兴的光电子产业，对各国的经济建设、社会变革，国家安全以至整个社会发展起着关键作用。我省的光电子产业自2000年以来已初具规模，成为主要产业之一.
21世纪光信息科学与技术专业的发展应适应“光子时代”发展的需求。
作为光子产生、控制的激光理论及其相关应用技术；作为光子传输的波导理论技术；作为光子探测和分析的光子检测理论与技术。
新型光电子器件的研制，将遇到很多物理问题和技术挑战，这就需要光信息科学与技术专业培养的人才能够进行理论基础研究，在理论基础上进行新器件、新结构、新工艺和新材料的研究与开发。
光计算和信息处理理论与技术，作为光子存储信息的光存储理论与技术，光子显示理论与技术，利用光子加工与物质相互作用的光子加工与光子生物技术。
光信息科学与其他学科结合诞生新的学科和产业增长点也是21世纪的重要发展方向。例如：将光电子和微电子结合起来构成了集成光电子学；光子学和计算机结合出现光子计算技术；量子光子学与通信技术的结合出现量子光通信。因此，要求光信息科学与技术专业培养的学生能适应这种跨学科、多学科结合发展的需求。
本专业由光电信息科技系承担教学.系主任:邱怡申教授.副主任:张先增副教授,实验室责任人:何友武老师.除公共的大学物理实验和电子技术实验室外, 现有专业实验室约200余万元的仪器设备,正在投入110万元建设光机加工实训基地,近几年的专业建设经费30余万元/年,校外实习基地8个.
现有专任教师20人, 其中教授7人，高工/副教授6人，80%以上的教师具有博士或硕士学位，其中10位具有博士学位，占专任教师数的50%. 有5位教师在国外有1年以上从事科研的经历，1位国家级有突出贡献专家，1人获得全国优秀教师称号，1人获得全国教育先进工作者，2人获得教育部新世纪优秀人才支持计划，3人获得国务院特殊津贴，1位被选为中国光学会光学教育委员会副理事长,教师中大多具有科研经历，专业结构合理，主干教师许多来自重点院校的理工科专业，其中包括光学、光学工程、物理电子学、精密仪器、计算机应用等专业。教师中老、中、青比例合理，其中具有二十年以上教龄的教师有6位，具有十年以上工程研发经历的教师有3位。承担基础课、专业基础课、专业课、实验课、毕业实习和设计（论文）等六个环节的教学, 近5年55岁以下教授、副教授每学年为本科生上课率达100%。（教师信息见附表1）
光电与信息工程学院的光学已有30多年发展的基础,研究生培养历史近30年,光信息科学与技术专业成立9年来，得到了部省重点实验室、省重点学科和博士硕士学位点的有效支撑，是福建省内最早从事光电信息技术与工程研究与教学的唯一具备本科—硕士—博士完整的人才培养体系的本科专业教学组织。以本专业为主体并包括院内电信和网工等专业所形成的光电信息技术与工程类专业人才培养模式创新实验区于2008年入选省级人才培养模式创新实验区， 2010本专业获批省级特色专业，2012年获得省级专业综合改革试点项目。在人才培养方案的制定上，我们所遵循的指导思想是，重视基础，发挥原有理科的优势；以光学科研和工程方面的科研辐射教学；现代光电子学与传统光学并重;光、机、电、算结合；加强实践环节，如设计性实验，光学、机械和电子实训,学生课外科技,结合企业需求的毕业设计等。使培养出来的学生，基础较好的能继续攻读研究生，直接就业的学生也能对所从事实际工作的能力有充分的自信。值得一提的是，近几年学生参与课外科技活动的热情增加，自2010年以来，本专业的学生获得全国大学生光电竞赛二等奖1项，三等奖3项；福建省大学生光电竞赛一等奖3项，二等奖2项；福建省大学生工程实践竞赛二等奖1项，三等奖1项。
1. 培养目标
本专业培养德智体美全面发展，具有良好的科学文化素质和创新能力，掌握光信息科学与技术领域内宽厚理论基础和实验能力，具备本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力，能在光通信、激光技术、光电检测、光电显示、光学加工、以及相关的电子信息、计算机等信息技术领域、特别是光机电算一体化产业从事科学研究、产品研发、生产技术、销售或管理的高级人才。
二、规格要求
1. 综合素质基本要求
（1）政治思想和德育
热爱祖国，拥护共产党的领导，具有敬业精神和职业道德。
（2）科学素质
崇尚和热爱科学，具有一定的创新意识和开拓精神。
（3）身心素质
良好的身体素质和心理素质,乐观的人生态度。
2. 专业素质基本要求
（1）具有较好的数学和物理基础；
（2）系统地掌握本专业领域的技术基础理论和实验能力；
（3）具有一定的光电信息系统设计能力和工程实践能力；
（4）较好的人文社会科学基础，并熟练掌握英语；
（5）能利用网络、数据库或其它检索工具获取信息资源的基本方法;熟悉国家产业政策及国内外有关知识产权的法律法规。
本世纪是光和电并存发展的时代。我省的光电子产业自2000年以来已初具规模，作为地方院校，我们的培养方案是，面向海峡西岸的经济建设，培养适应光电技术类产业发展所需的人才。在实践中探索一条产学研紧密结合的办学之路，创办我省的特色专业。因此，在人才培养方案的制定上，我们所遵循的指导思想是，重视基础，发挥原有理科的优势；理工结合，传统光学与现代光电子学并重；加强实践环节，设计性实验单独设课，科研成果辐射实验教学，结合企业需求的毕业设计。这样培养出来的学生，确保了基础好的能继续攻读研究生，直接就业的学生也能对所从事实际工作的能力有充分的自信。这些工作已取得初步效果，在以03级---08级6届毕业生做为考查对象，多数学生达到了本专业的培养目标，毕业的学生多数被授予工学学位，10-30%继续攻读研究生, 学生一次就业率约95%。据反映,一些毕业生在企业的表现使我省的许多光电子企业认可我校的培养实力。10届毕业生录取率20%，其中一半被重点大学录取。11届毕业生录取率约30%，2/3被重点大学录取。
| 知识 门类 | 知识 领域 | 科学研究与工程技术型 | 备注 | |||
| 学分 | 核心课程 | 选修课程 | | |||
| 通识 教育 | 人文 社会 科学 | 17-20 | 马克思主义哲学、毛泽东思想、政治经济学、邓小平理论与"三个代表"、思想品德、法律基础 | 形势与政策、文化素质教育选修，健康教育、法制安全教育、 | | |
| 自然 科学 | 30-32 | 微积分、线性代数、数理方法、普通物理、物理实验 | 概率与数理统计 | | ||
| 外语 | 16 | 大学英语 | | | ||
| 信息 技术 | 13 | 计算机基础、高级语言程序设计、模拟电子电路、数字电子电路、电子技术实验、虚拟仪器及应用 | 计算机网络技术、单片机技术 | | ||
| 体育 | 4 | 体育基础 | | | ||
| 专业 教育 | 理论 物理 | 13 | 经典力学、电动力学、统计物理、量子力学、固体物理导论 | 近代物理实验 | | |
| 专业 基础 | 19-22 | 信息光学、激光原理与技术、应用光学实验、光电信息实验 | 通信原理、信号与系统 | | ||
| 专业 | 18-20 | 光电子技术、光纤通信原理与系统、光学设计CAD、光机原理、工程制图,半导体光电子学导论 | 数字图象处理、摄影技术、光学检测、工程制图CAD | | ||
| 实践 教育 | 2 | 社会实践、公益劳动 | 社会实践和公益能力培养 | | ||
| 1 | 电子实习 | 电子工艺操作能力培养 | ||||
| 1 | 设计实验 | 实验能力培养 | ||||
| | 机械工艺生产实习 | 选修 | ||||
| 4 | 毕业实习 | 实践能力培养 | ||||
| 6-12 | 毕业论文/设计 | 专业综合和科学研究能力培养 | | |||
| 1-2 | 科技创新活动 | 科技能力培养 | ||||
第一部分：课程的性质、目标及教学要求
本课程为光信息科学与技术专业本科生必修的基础课程,力学是物理学基础，物理学的许多基本概念以及思想方法都起源于力学，本课程将用现代物理学的高度阐述经典力学的基本概念和规律，特别将从问题的提出到问题的归纳，自然地将现代物理学前沿问题引入教学实践；通过知识的传授提高科学素质和能力，使学生1）了解力学所研究的内容；2）掌握力学的基本原理和基本概念，熟悉处理力学问题的方法；为后续的专业知识的学习打下扎实的基础；3）实现学习方法从中学向大学的转变，学会自主学习，对物质世界建立正确清晰的物理思想和物理图像，从而掌握物理科学的认识观和方法论。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
选用国内物理学界公认的精品教材、曾获国家级教学成果一等奖的《新概念物理——力学》作为指定教材；通过向国内最高水准看齐，实现了精品课程所应具备的高起点和有梯度的教学；
参考书：
1、费曼物理学讲义，第一卷；
2、力学 漆安慎；北京师范大学
3、力学 杨维紘，中国科技大学
第三部分：教学内容纲要及要求
绪论 物理学 （1学时）
了解物理学研究对象，物理学与其它学科的关系，物理学与技术，物理学的学习方法和科学态度。
附录A～C 微积分初步 向量（3学时）
了解一元微积分的基本原理和简单的运算；理解向量的概念，掌握向量的基本概念及其运算规则，理解复数的概念、运算法则，了解欧拉公式。
第一章 质点运动学（6学时）
§1 引言
§2 时间和空间的计量
§3 物质世界的层次和数量级
§4 直线运动
§5 曲线运动
§6 相对运动
理解质点模型，参考系和坐标系，了解时间和长度的计量，了解物质世界的层次和数量级及空间尺度和时标；了解亚里士多德和伽利略的运动观，理解平均速度和瞬时速度，平均加速度和瞬时加速度；理解位移、速度和加速度的矢量表示，掌握抛体运动和匀速圆周运动的计算，理解给定轨道运动的描述，掌握相对运动的概念。
第二章 动量守恒 质点动力学（9学时）
§1 惯性
§2 质量 动量 力
§3 单位制和量纲
§4 Neton三定律及应用
§5 伽利略相对性原理和非惯性系（惯性起源不要求）
理解惯性定律和惯性系的关系，理解惯性质量、动量和力的定义，理解力的叠加原理熟练掌握动量守恒定律和守恒条件，熟练掌握牛顿第二定律和第三定律及其应用，理解单位制与量纲，理解伽利略相对性原理和非惯性系，熟悉伽利略变换，理解惯性力和惯性离心力，掌握加速平动参考系的力学处理方法，了解科里奥利力，了解牛顿绝对时空观的困难和惯性的起源。
第三章 机械能守恒（8学时）
§1 功和能
§2 机械能守恒定律
§3 一维势能曲线的运用
§4 质心系与两体碰撞
§5 对称性 因果关系 守恒律
理解势能、动能和的概念，理解功和功率的概念；理解保守力和非保守力，熟悉质点系的动能定理，熟练掌握机械能守恒定律及其适用条件，了解保守力与时间反演不变性；了解一维势能曲线及其应用；理解动量中心系和质心的概念，掌握质心运动定理及其应用，掌握克尼希定理，理解资用能，掌握二体碰撞的规律；了解对称性、因果律和守恒律。
第四章 角动量守恒 刚体力学（12学时）
§1 角动量守恒
§2 刚体运动学
§3 刚体定轴转动
§4 刚体平面平行运动
§5 刚体平衡
§6 回转运动（岁差和章动不要求）
理解角动量的概念，理解力矩、质点组的角动量定理和角动量守恒定律；理解质心系的角动量定理，了解角动量守恒定律与空间各向同性；理解刚体的平动和转动，理解角位移和角速度概念；掌握刚体定轴转动中的角动量与角速度的关系、转动惯量，熟悉转动惯量的平行轴定理和正交轴定理，熟练掌握定轴转动的动力学，掌握运动学规律和刚体的功和能，理解复摆的概念；理解刚体的平面平行运动，转动瞬心的概念，理解刚体的动能；理解不受力矩的刚体的回转运动，了解陀螺的章动。
第六章 振动和波（11学时）
§1 线性振动. 复数
§2 振动的合成与分解
§3 非线性振动（不要求）
§4 简谐波
§5 连续介质波（不要求）
§6 多普勒效应
深入理解简谐振动的概念及其描述，了解简正模，了解阻尼振动，熟悉受迫振动的特性和共振概念；熟悉一维和二维同频率振动的合成，了解不同频率振动的合成和同步锁模，深刻理解一维简谐波的概念和描述，理解一维弹性波的求解，波的相速和群速，驻波的特征，了解波阻抗；了解弹性波的波动方程和波速的公式；深刻理解多普勒效应，了解超波速运动。
第七章 万有引力（5学时）
§1 开普勒定律
§2 万有引力定律
§3 引力场
§4 引力势
§5 开普勒运动（运动守恒量、有效势能曲线的利用不要求）
§6 潮汐（简介）
理解开普勒定律三定律的意义，理解牛顿发现万有引力定律的思想方法，了解引力理论的成就和意义，理解引力效应和物体大小的关系，理解球体的引力势，第二宇宙速度，了解宇宙膨胀动力学；了解潮汐。
第八章 相对论（5学时）
了解牛顿力学的困难，理解爱因斯坦的二个基本原理，了解相对论的时空观，理解相对论的动力学方程和质能关系。
第四部分：教学方案说明
本课程总计划学时60，以课堂教学为主，其中第二、三和四章节各安排一次习题课，适当辅以多媒体教学，集科学性、系统性、启发性与趣味性于一体，进行高效和大信息量的讲授，适当地为物理学前沿打开窗口，激发学生学习物理的兴趣。
第五部分：课程作业与考核评价说明
1、习题是力学课必不可少的环节，每次课（2-3节）后的作业量约为4-7题；
2、考核方式以闭卷考试为主，结合平时成绩（作业和老师对学生的了解）
成绩评定法：平时占20%，半期考占20%，期考占60% 。
3、试卷结构：
（1）单项选择题（30%）
考查学生对基本概念的掌握程度。
（2）解答题（70%）
考查学生对基本原理的理解，物理思维方法和简单应用。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《电磁学》课程是光信息科学与技术本科专业学生必修的基础课程。是普通物理系列中最重要的基础课之一，是经典物理的重要组成部分，也是近代物理和许多技术学科不可缺少的基础。
《电磁学》课程目标是：通过本课程的教学，应使学生全面地认识电磁运动的基本现象，系统地掌握电磁运动的基本概念和基本规律，了解电磁学发展史上某些重大的发展和发明过程中的物理思想和实验方法，具备一定的独立思考、分析和解决电磁学问题的能力，为学习后继课程打好基础。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用高等教育出版社出版的、由赵凯华 陈熙谋主编的《新概念物理教程 电磁学》作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
《电磁学》第二版 赵凯华 陈熙谋,高等教育出版社,1985年
《电磁学》第二版 贾起民 郑永令等，高等教育出版社
E.M.珀塞尔，电磁学（伯克利物理学教程），第二卷
R.P.费曼，费曼物理学讲义，第二卷
陈秉乾、舒幼生、等， 电磁学专题研究，高等教育出版社，2002年
陈秉乾、王稼军，大学物理通用教程《电磁学》，北大出版社，2003年
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 静电场(12学时)
要求和说
本章包含电荷的相互作用、电荷激发电场的规律、静电场的性质、导体上的电荷在外场中重新分布以及导体上重新分布的电荷对电场的作用、电容与电容器等内容。通过本章教学使学生牢固掌握电场强度和电势概念以及电荷守恒定律、库仑定律、高斯定理和环路定理，掌握电场强度和电势的基本计算方法，理解点电荷模型概念和静电场各种定律和定理的适用条件，了解静电场强度与电势间的微分关系。明确电荷是物质的一种属性，阐明电场强度与电势的区别与联系，透彻分析高斯定理的物理意义，并指出利用高斯定理求场强的特定条件。掌握导体在静电平衡时基本特点以及静电平衡的基本条件，掌握电容器的电容和弧立导体电容的概念，并掌握电容的计算方法，深刻理解电容器具有贮存电荷和电能的本能。了解静电计和静电感应起电机的基本原理。
本章是整个《电磁学》的开始篇，学好这部分内容对整个电磁学的学习具有重要的意义。应启发同学多研究、多练习、多总结，以使学生掌握研究场的基本方法。
介绍库仑定律
电场定义、场强叠加原理及其应用
介绍高斯定理及其应用
环路定理
关于求电势的例题
介绍静电平衡条件及空腔导体，静电平衡等
静电场中的导体（1）的延续，主要介绍静电屏蔽、电容电容器
静电场的唯一性定理的说明
第二章 恒磁场(12学时)
要求和说明
本章主要包括电流激发磁场和磁场对电流及运动电荷的作用两部分内容。本章重点是2、3、5、6节，通过本章的学习使学生牢固掌握磁感应强度概念的物理意义，掌握毕-萨定律、安培定律以及高斯定理、安培环路定理、洛仑兹力公式，并掌握利用这些定律和定理求解稳恒磁场的基本方法。
2、本章研究问题的方法与第一章类似，故在教学中应加强它们的比较。
2.1 恒磁场 奥斯特实验（磁的基本现象和基本规律）
介绍奥斯特实验及其之后的电流产生磁场的一系列研究成果
由毕奥—萨筏尔定律引入磁感应强度定义，叠加原理以及已知电流分布求磁场的方法
推导安培环路定理
由毕奥－萨筏尔定律证明磁高斯定理，引出磁矢势的概念，并给出了一种求磁矢势的方法
介绍安培力和洛仑兹力，列举带电粒子在磁场中的应用。
第三章 电磁感应 电磁场相对论变换(7学时)
要求和说明
本章介绍电磁感应现象、规律及其应用。本章重点是1、2、5节，通过本章学习使学生牢固掌握法拉第电磁感应定律和感应电动势的计算方法，理解自感和互感的物理意义和磁场的能量属性，了解涡流热效应和趋肤效应的基本特点。
3.1法拉第定律
电磁感应现象、法拉第定律
动生电动势与感生电动势
介绍自感电动势与互感电动势
第四章 电磁介质(12学时)
要求和说明
牢固掌握 
、 
、 
的联系和区别，掌握有介质存在时用高斯定理计算 的方法，理解束缚电荷的概念及其与 矢量的关系，了解介质极化的微观机制。
牢固掌握有磁介质时的安培环路定理，并运用该定理计算某些特殊情况下磁介质中的磁场分布，掌握分子电流模型概念以及 
和
的区别与联系， 了解电磁场边界条件，了解电磁场能量，了解顺磁性，抗磁性和铁磁性的微观磁化机制及其宏观磁化特性。
电介质极化、极化的描述
有电介质存在时静电场的高斯定理和环路定理
介绍磁化、磁化的描绘
有磁介质存在时磁场的高斯定理和安培环路定理
顺磁质、抗磁质和铁磁质及其微观机制
介绍不同介质交界面上（导体、电介质、磁介质）的场量的边值关系、磁路定理
电场、磁场的能量和能量密度
第五章 电 路(14学时)
要求和说明
牢固掌握电流密度矢量和电动势概念以及欧姆定律，焦耳──楞次定律和基尔霍夫方程组，掌握应用这些定律和方程组求解一般电路的方法，了解稳恒电场与静电场概念的异同。
掌握交流电路当中各类元件的电压、电流及它们之间的位相关系，会用串、并联电路的矢量图解法进行有关计算，掌握复数解法，了解电压复有效值、电流复有效值及复阻抗的概念，并能进行有关计算，了解串联谐振的特点
介绍电路中的恒定电流及恒定电场
简单电路与复杂电路，串并联，基尔霍夫定律，暂态过程和暂态电路
交流电，简谐交流电，特征量，交流电路中的元件
简单电路的矢量图解法
复数形式的欧姆定律，复数形式的基尔霍夫定律
理论上给出电磁场的能量和动量
交流电功率、功率因数
串联谐振与并联谐振电路
平衡电桥、非平衡电桥
变压器、三相电简介
介绍如何处理非简谐交流电信号加在线性电路上的问题的方法
第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制(6学时)
要求和说明
掌握位移电流的概念，理解麦克斯韦方程组的基本思想，了解电磁波在自由空间中传播的一些普遍特性，了解偶极辐射的一般规律，理解电磁场能量密度和坡印亭矢量，了解电磁场与电路的关系。掌握国际单位制，了解有关单位制的基本知识。
介绍Maxwell关于电磁理论的建立过程和主要观点
电磁场实验规律的推广，提出位移电流，建立Maxwell场方程（积分形式和微分形式）介绍电磁场的边界条件
以表的形式概括电磁场规律
介绍电磁波的性质、赫兹实验，引入能量密度和能流密度（简单讲法）
6.5偶极辐射
6.7 电路与电磁场的关系
第四部分：教学方案简要说明
《电磁学》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周4个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程以课堂教学为主。在课程的教学过程中，运用启发式、讨论式、多媒体等教学方法，通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力和自学能力，并注意培养学生具有灵活运用所学知识去综合分析问题和解决问题的能力。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程总评成绩由期末考试和平时学习成果两部分构成，采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的80%，平时成绩占总评成绩的20%
1、考试成绩含：期中考试20％，期末考试60％；
2、平时成绩含作业、课堂小练习等
3、总分计算：（期中考*20%+期末考*60%）+平时*20%
考试内容的层次及说明
依照目的和要求，我们把电磁学考试内容划分为四个层次：知识记忆、知识理解、知识应用和综合分析。说明如下：
１、知识记忆：指对有关现象和学科历史、概念和名词术语、物理量及其单位、实验和规律、公式和图线等各种单一知识的简单的机械回忆和识别；
２、知识理解：初步领会各种单一知识的主要特征，能对重要的物理概念、模型、定理、定律的建立过程、物理意义、适用范围、成立的条件作出解释和说明。能对同一物理概念、规律等的不同表达形式（文字、数学解析式、图线等）进行简单的直接转换。能根据对基本概念、定律、定理、公式的理解进行一些简单的推断，并会对典型问题作出定性的解释和定量计算等；
３、知识应用：指在领会的基础上能够用所学的基本原理和概念处理新的问题。这里所说的新问题是指类似于教学过程出现的、但又带有新的成分的问题，这些问题单靠记忆课堂上解答过的问题或简单地套用公式是无法解决的；
４、综合分析：指在应用的基础上，能将几个知识点多次应用于分析、判断与讨论之中，解决包含多个知识点、转几个弯子的具体问题或指对复杂的具体物理问题进行分类和解释，并从中找出解决问题的一般规律。
三、题型及分数比例
选择题 30%
简答题 30％
计算题 40%
试题难易及分数比例
较易 30%
中等难度 50%
较难 20%
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
本课程为物理类专业本科生必修的基础课程，总授课时数为64学时,周学时4，学分4分，开课学期第三学期。
光学是物理学中最古老的一门基础学科，又是当前科学领域中最活跃的前沿阵地之一。学好光学，是物理类专业学生尤其是光信息专业的学生进一步学习原子物理学、量子力学、相对论、电动力学、现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程必要的前提条件，又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。
课程内容：简要介绍光学的研究内容及其发展史、深入学习几何光学及光学仪器的基本原理、光的干涉、衍射及偏振、光的吸收、散射和色散、光的量子性以及现代光学基础。
课程目标：要求学生了解光学发展的基本阶段和光学所研究的内容以及光学前沿研究领域的概况，掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。掌握处理光学现象及问题的手段和方法，从而学习科学研究的方法，培养科学研究的素质，加深对辩证唯物主义的理解。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
1、指定教材
| 教 材 | 《书名》 | 作 者 | 出版社 | 出版日期 |
| | 光 学 | 赵凯华、钟锡华 | 北京大学出版社 | 1999 |
2、参考书目及参考文献
| | 《书名》 | 作 者 | 出版社 | 出版日期 |
| 参考书 | 光学教程 | 姚启钧 | 高等教育出版社 | 1999 |
| | 光 学 | 孙雁华、张家琨 | 杭州大学出版社 | 1991 |
| | 《光学》 | E.赫克特 A.赞斯 著 | 人民教育出版社 | 1979 |
| | 《光学》 | 母国光 战元龄 著 | 人民教育出版社 | 1978 |
| | 《光学》（上、下） | J.P.马蒂尼 | 科学出版社 | 1987 |
| | 《光学基础》（上、下） | F.A.JENKINS | 高等教育出版社 | 1990 |
| | 《光学原理》（上、下） | M.玻恩 | 科学出版社 | 1981 |
| | 《光学教程》 | 郭永康 | 四川大学出版社 | 2000 |
| | 《普通物理习题解》（光学部分） | 天津市物理学会 | | |
| | 《光学教程》 学习指导 | 宜桂金 | 中国计量出版社 | 1989 |
| | 光学:理论和习题 | E.赫克特 | 北京师范大学出版社 | 1983 |
| | 光学(1,2) | R.W.狄区本 | 高等教育出版社 | 1986 |
| | 光学解题指导 | 马特维耶夫等 | 北京大学出版社 | 1991 |
| | 光学难点指导 | 马国璞 | 青海人民出版社 | 1984 |
| | 光学习题集 | 西武欣（苏） | 高等教育出版社 | 1985 |
大学物理 应用光学 光学技术 激光技术 应用激光 中国激光
光学学报 现代物理知识 自然杂志等
网上查阅资料
第三部分：课程教学内容纲要
绪 论
掌握光学的研究内容以及光学的研究方法；
从五个时期来了解光学的发展史，并从中进一步体会光学的研究方法。
几何光学
了解光线、实象、虚象和虚物的概念；
2、深刻理解费马原理和惠更斯原理，掌握从费马原理和惠更斯原理导出反射和折射定律；
3、掌握单球面和薄透镜的物象公式和任意光线的作图成象法，了解三种放大率的定义和计算；
4、了解一般理想光具组的作图和计算求象法；
5、着重掌握光学仪器的放大本领的概念；
6、掌握望远镜和显微镜的放大本领和分辨本领的表达式；
7、了解光阑及有效光阑的概念和确定方法，了解数值孔径和相对孔径的意义；
8、了解光度学中的光通量、亮度和照度及色度学的基本概念。
波动光学基本原理
了解定态光波和复振幅描述及波前的概念；
掌握光波的迭加和光的干涉，着重掌握光的相干条件，着重掌握两个点源的干涉场；
了解光的衍射现象，深刻理解惠更斯—菲涅耳原理，并了解菲涅耳积分表达式；
了解菲涅耳圆孔衍射和环状波带片的特点；
掌握夫琅和费单缝衍射的现象和光强公式，了解夫琅和费圆孔衍射的现象；
掌握光学仪器的分辨本领的概念；
理解自然光、平面偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念并了解其检定方法；
深刻理解并掌握布儒斯特定律和马吕斯定律；
了解菲涅耳公式及光在电介质表面的反射与折射的现象；
干涉装置 光场的时空相干性
1、掌握各种分波前干涉装置及其干涉场；了解光源宽度对干涉场反衬度的影响；
2、着重掌握等倾干涉和等厚干涉的基本概念以及应用；
3、掌握迈克耳孙干涉仪和法布里——珀罗干涉仪的原理及其应用，掌握多光束干涉的 特点；
4、了解时间相干性和空间相干性。
衍射光栅
着重阐明光栅方程的导出及意义；
了解光栅在光谱仪中的应用及色分辨本领。
全息照相
了解全息照相的过程与特点；
了解全息照相的原理及应用。
掌握平面偏振光干涉的强度分布公式
光在晶体中的传播
掌握惠更斯作图法，并能够说明光在晶体中传播的规律；
了解各偏振光的获得和检验；了解晶体光学器件的构造及其功用；
掌握线偏振光干涉及其应用；
了解旋光现象。
光的吸收、散射和色散
1、了解光的吸收、散射和色散的经典的解释；
2、了解群速度和相速度的概念；一、二种经典的和近代的测量光速的方法；
3、了解一些光的吸收、散射和色散的现象
光的量子性
1、了解黑体的概念及黑体辐射；
2、掌握光的量子性及其实验证据—光电效应和康普顿效应
三、教学方案
1、教学特点与学习方式
教学方式与特点：
（1）采用讲授、讨论和研究相结合的方法进行教学；
（2）应用多媒体课件进行教学；
（3）尽量多地应用演示实验进行辅助教学；
（4）本课程有对应的同步实验教学《光学实验》；
（5）有条件时组织学生到光学仪器厂进行教学参观。
学习方式：理论与实践相结合，接受课堂讲授知识与课后参观调研相结合，独立思考完成作业与互相讨论相结合。
2、教学进度安排
| 章 节 | 标 题 | 课 时 数 | ||
| 理论 | 习题课 | 总课时 | ||
| 绪 论 | 光学的研究内容及光学发展史 | 2 | 0 | 2 |
| 第一章 | 几何光学 | 10 | 2 | 12 |
| 第二章 | 波动光学基本原理 | 14 | 2 | 16 |
| 第三章 | 干涉装置、光场的时空相干性 | 10 | 2 | 12 |
| 第四章 | 衍射光栅 | 8 | 2 | 10 |
| 第五章 | 傅里叶光学 | 2 | 2 | 2 |
| 第五章 | 全息照像 | 2 | 0 | 2 |
| 第六章 | 光在晶体中的传播 | 4 | 0 | 4 |
| 第七章 | 光的吸收、散射和色散 | 2 | 0 | 2 |
| 第八章 | 光的量子性 | 2 | 0 | 2 |
| 合 计 | | 56 | 8 | 64 |
第四部分：课程作业与考核评价的说明
1、平时作业，一周两次习题作业，两次思考题，占最后成绩的10%
2、每一章1～2次课堂练习及讨论，占最后成绩的10%
3、期末考试(闭卷)，占最后成绩的80%。考卷一般包括三个大题：选择题、简答题、画图与计算题，考试内容涵盖了除第五章傅立叶光学以外的大部分内容，重点考察第一章几何光学、第二章波动光学基本原理、第三章干涉装置和光场的时空相干性、第四章衍射光栅以及第六章光在晶体中的传播。以考察学生是否掌握了光学的基本原理、基本概念和基本规律，是否掌握了处理光学现象及问题的手段和方法，能否熟练地进行几何光学、光的干涉、光的衍射、光的偏振的理论分析和计算。
第一部分：课程的性质、目标及教学要求
二十世纪初开始的物理学基础理论体系的重大变革—量子物理学的诞生是自然科学的一个革命性飞跃。以相对论，量子理论为先导，形成高能物理学，核物理学，低温物理学，凝聚态物理学，激光物理学等学科，促成了核裂变，核聚变，激光器，半导体等重大科技成果的出现和信息技术的，形成诸多影响人类社会生产力的高新产业。它改变了物理学乃至自然科学的面貌，掀开了人类自然观和科学观的新的一页。量子物理学是现代物理学的基础，是光信息科学与技术本科专业学生的基础物理课程，也是学生第一次学习现代微观物理学。通过本课程的学习，使学生0）认识物质热运动的特点、规律和研究方法。能正确运用热学知识，分析、讨论和解决有关热学问题1）了解量子物理学的历史及其在各研究领域的应用；2）初步掌握量子物理学的基本原理和基本概念；初步熟悉利用量子力学处理近代物理问题的方法；为后续的量子力学、固体物理和激光原理等课程的学习打下基础；3）掌握研究性学习方法，培养科学研究的素质，对物质微观世界建立正确清晰的物理观念，从而掌握物理学的思想方法。教学中应注重物理思想的阐述，从特殊到一般地引入微观世界的一些概念，将物理学前沿问题引入教学实践。
选用了国内物理学界公认的精品教材《新概念物理——量子物理》作为指定教材；通过向国内最高水准看齐，实现高起点和有梯度的教学；3）借鉴电子教案，集科学性、系统性、启发性与趣味性于一体，进行高效和大信息量的讲授，充分展现现代量子物理学的成就，以改进课堂教学；4）注意选拔优秀生参与科研活动，激发其学习与探索物理的兴趣。
经本课程的学习，希望学生能逐步培养严谨扎实的学习习惯，学习建立物理模型的能力、定性分析和数量级估算的能力。开阔思路，激发探索和创新思维，培养科学精神。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
选用国内物理学界公认的精品教材、曾获国家级教学成果一等奖的《新概念物理——量子物理》作为指定教材；通过向国内最高水准看齐，实现高起点和有梯度的教学。
参考书：
1、费曼物理学讲义，第三卷；
2伯克利物理学教程——量子物理学
3.物理。热学，钟锡华，北京大学出版社。
第三部分：教学内容纲要及要求
热学部分
第一章 导论、温度和状态方程（2学时）
1、热学研究的对象和方法。
2、热力学系统，平衡态。
3、物态方程，理想气体状态方程的应用。
4、温度和温标，各种温标的建立和应用。
5、理想气体的微观模型，理想气体的压强公式，温度的微观解释。
6、分子力，范德瓦耳斯气体状态方程。
了解宏观与微观两种描述方法；理解热力学系统的平衡态，物态方程，温度，热力学第零定律，温标，物质的微观模型，理想气体的微观描述的初级理论，分子间作用力势能和真实气体等概念；掌握理想气体物态方程的应用及温标的建立。
第二章 分子动理论（5学时）
1、概率论基本知识。
2、气体分子的速率分布律、速度分布律、速度分量分布律及其应用。
3、玻尔兹曼分布律，重力场中微粒按高度的分布，能量按自由度均分定理。
理解分子动理论和统计物理学、概率论的基本知识；掌握麦克斯韦速率分布、速度分布、速度分量的分布，气体分子碰壁数，外力场中粒子分布，能量均分定理；会应用速率分布、动能分布等。
热力学第一定律（5学时）
1、热力学过程的不可逆性。
2、功和热量，热力学第一定律，热容量，焓。
3、热力学第一定律对理想气体的应用。
4、循环过程和卡诺循环等。
理解可逆与不可逆过程，功和热量，热力学第一定律，热容和焓，热机，焦耳－汤姆孙效应和制冷机。掌握热力学第一定律对理想气体的应用，会求各种循环过程的效率或致冷系数。
第四章 热力学第二定律与熵（4学时）
1、热力学第二定律的表述与实质。
2、卡诺定理及其应用。
3、熵，熵增加原理，热力学第二定律的统计意义。
4、熵与热力学几率，熵的拓展与应用。
掌握第二定律的表述及其实质，克劳修斯等式，掌握在各种热力学过程中熵和熵差的计算；理解温－熵图，熵增加原理和熵的微观意义，了解熵的拓展与应用，如熵增加与能量的贬值、熵与信息、生命过程中的“负熵”、耗散过程等。
近代物理学部分
附录A 线性代数，付里叶变换初步（4学时）
§1 矢量空间
§2 线性变换
§3 本征值问题
§4付里叶变换
理解n维矢量及其线性相关性，理解维数、基和坐标，复矢量空间的狄拉克符号；理解线性变换及其矩阵表示，么正变换的特性；理解算符及其矩阵表示，掌握特征值与特征矢量，厄米算符的性质；理解二次型的性质，理解二次曲面的法线与矢径的关系，掌握化二次型为标准形式的本征值方法；理解复数形式的付里叶级数和付里叶变换的概念。
第一章 实验基础与基本原理（20学时）
§1 热辐射与Plank量子假说
§2 光的粒子性和电子的波动性
§3 电子干涉实验 概率幅及其叠加
§4 Heisenberg不确定度关系 动力学变量算符
§5 轨道角动量
§6 Schrodinger方程
§7 态矢与态矢空间
§8 电子自旋
§9 光子的角动量
§10 光子的发射与吸收
§11 量子力学基本原理小结
理解热辐射的规律性，经典理论在解释黑体辐射的困难，Plank公式和能量子假说；理解爱因斯坦的光子假设，爱因斯坦关系式；理解晶体的布拉格衍射公式，康普顿散射和康普顿波长的意义；理解德布罗意波的提出，熟悉粒子的波长与动量的关系，理解波粒两重性，量子态的描述和波函数（概率幅）的统计解释；理解Heisenberg不确定度关系，能利用该关系式解释微观世界中的多数问题；理解动力学变量算符表示的必要性，动量和角动量的的算符表示及其对易关系，理解共同本征态的概念，基本对易关系式及其与Heisenberg不确定度关系式的联系；算符的本征值问题，动力学变量与测量值的关系；理解Schrodinger方程的意义和定态的概念；了解态矢和态矢空间，狄拉克符号表示；理解电子自旋提出的背景，自旋算符的本征方程，泡利矩阵；了解光子的角动量和光子自旋，光子的宇称；理解光的发射和吸收的爱因斯坦理论，光子简并度。
第二章 双态系统（4学时）
§1 等价系统
§2 量子共振
§3 氨分子微波激射
§4 拉莫尔旋进与磁共振
（§5 氢原子基态的超精细分裂整节不要求）
理解双态系统的Schrodinger方程的矩阵形式，对角哈密顿算符的意义；理解量子共振的概念，了解双态系统跃迁的拉比解和短时近似解的意义；理解氨分子微波激射器的原理；理解自旋磁矩的拉莫尔旋进与磁共振现象，核磁共振原理及其应用。
第三章 一维系统（4学时）
§1 散射态
§2 束缚态
第四章 原子 分子（14学时）
§1 前量子论时代的原子
§2 类氢离子（隆格-楞次矢量与简并性不要求）
§3 原子的壳层结构与周期表
§4 能级的精细结构（氢原子能级精细结构、兰姆移位）
§5 原子光谱
§6 原子的磁矩与Zeaman效应
§10 分子光谱
（§7~9共价键、轨函杂化与分子的立体构型不做要求）
熟悉氢原子线状光谱，了解原子结构经典理论的困难，了解玻尔的量子化条件，玻尔理论两个正确结论及其局限性，理解玻尔半径和里德伯常数的意义；理解类氢离子能级公式及简并度，理解类氢离子波函数和概率的径向和角向分布规律；理解原子的壳层结构与周期表，波函数向原子实的渗透导致能级与轨道量子数有关，电子填充的能量最低度原则和泡利不相容原理，自旋对电子态的影响；理解碱金属原子能级的精细结构及其起因，了解氢原子能级的精细结构和兰姆移位，精细结构常数的物理意义；多电子原子能级的精细结构，理解LS耦合的条件，共同本征态的选取，熟悉LS耦合求原子的谱项，泡利原理对同科电子谱项的限制，了解洪德定则及其定性解释；了解jj耦合的条件和耦合方式；熟悉原子光谱的选择定则，单电子和双电子光谱，了解X射线的标识谱和韧致辐射的产生机制；理解原子的磁矩与Zeaman效应，了解Zeaman效应的偏振特性；了解分子光谱的起因和各种层次谱线的波段。
第四部分：教学方案说明
本课程总计划学时64，学分4。以课堂教学为主，适当辅以多媒体教学，集科学性、系统性、启发性与趣味性于一体，进行高效和大信息量的讲授，适当地为物理学前沿打开窗口，激发学生学习物理的兴趣。
第五部分：课程作业与考核评价说明
1、习题是力必不可少的环节，每次课（3节）后的作业量约为2-6题；
2、考核方式以闭卷考试为主，结合平时成绩（作业和老师对学生的了解）
成绩评定法：平时占20%，半期考占20%，期考占60% 。
3、试卷结构：
1）选择题（20%）
2）简答题（20%）
考查学生对量子物理产生的背景和基本概念的掌握程度。
2）解答题（60%）
考查学生对基本原理的理解，物理思维方法和简单应用。
第六部分：教学方案简要说明
各章学时安排见前一部分。因课时较少，只能精讲重点和难点，部分内容要由学生自学掌握。教学全部用PPT教案，并配合部分动画，使教学容量大、生动，学生容易理解和掌握。
第七部分：课程作业与考核评价的说明
每次课后，均会布置几道习题为书面作业。期末考为闭卷考试。平时作业完成情况占本门课成绩的20%，期末考试占80%。
期末考试的题型有：选择题8题（24分）、填空题6题（24分）、计算题4题（52分）。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《电动力学》课程，是物理类各专业的一门重要基础理论课，是一门专业必修课程。
《电动力学》的研究对象是电磁场的基本属性、它的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。电动力学在电磁学基础上，将电磁学中，静电场、稳恒磁场以及法拉第电磁感应定律等实验定律，通过分析比较，大胆提出位移电流概念，认为电现象和磁现象不是独立的，而是统一的整体，变化磁场可以激化电场，同样，变化电场也可以激化磁场，在这样一种伟大的思想基础上创造性地建立了反映电磁场普遍规律地麦克斯韦方程组，由此从理论上预言电磁场的存在，为今天高速发展的无线电电子技术、近代光学等高等技术发展奠定了理论基础。
由于经典力学的时空观和电磁现象的实验事实以及电动力学规律发生矛盾，导致新时空观的建立。狭义相对论就是基于这个基础上由爱因斯坦1905年建立起来的新的时空理论。《电动力学》只有在新时空观的基础上才发展成为完整的，适用于任何惯性参考系的理论。相对论是现代物理学的重要基础理论之一，它是20世纪物理学最伟大的发明之一，它对物理学发展有着深远的影响，系统的阐述狭义相对论的基础理论是本课程的重要内容之一。
学习《电动力学》课程的重要目的是：（1）掌握电磁场的基本规律和爱因斯坦狭义相对论的基本理论，加深对电磁场性质和时空概念的理解。（2）学习本课程领域内提出问题、分析问题和处理问题的方法，掌握理论物理的基本方法概念，提高分析问题能力和解决问题能力，为今后解决问题打下坚实基础。
本课程主要包括：电磁现象的普遍规律、静电场、静磁场、电磁场的传播、电磁波的辐射、狭义相对论。
《电动力学》的教学要求：本课程涉及知识面广，难度大，课程紧。因此课程内容应将重点放在大胆尝试用不同方法来解决理论物理问题，从中才能发现问题和提出问题。在教学进程中注意贯彻少而精和密切联系物理实际问题的原则，着重培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。通过加强课外练习来加深对教学内容的理解，进一步培养学生运用数学方法分析和研究理论物理问题的能力。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用福建教育出版社2005年2月再版的、由李洪才教授主编的《电动力学》一书，作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、郭硕鸿主编：《电动力学》，高等教育出版社，1997年版。
2、林璇英、张之翔著：《电动力学题解》，科学出版社，1999年版。
3、J．D．Jackson主编：《经典电动力学》，高等教育出版社，2004年版。
4、虞福春、郑春开编著：《电动力学》，北京大学出版社，1992年版
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 数学准备
§1.1矢量代数
§1.2场论
1、标量场的梯度和方向导数
2、
标符对矢量场的作用
3、积分变换公式
4、关于散度和旋度的几个重要定理
5、重要的运算公式
§1.3球坐标与柱坐标
1、球坐标
2、柱坐标
说明：为了学习电动力学知识，针对师范院校学生没有学过矢量运算、数学基础差，特补充此部分，以此使学生能够：1）掌握
算符的运算，包括梯度、散度和旋度；2）灵活运用积分变换公式、高斯定理和斯托克斯定理。
第二章 电磁现象的普遍规律
§2.1电荷和电场
1、电场
2、高斯定理与电场散度
3、静电场的旋度
§2.2电流及其连续性方程
1、连续性方程
2、欧姆定律
§2.3安培定律和磁场
1、毕奥－萨伐尔定律
2、稳恒电流磁场的环量和旋度
3、磁场的散度
§2.4麦克斯韦方程组
1、法拉第电磁感应定律
2、位移电流
3、麦克斯韦方程组
4、洛伦兹力
§2.5介质的电磁理论
1、束缚电荷
2、电极化矢量
3、束缚电荷密度和电极化矢量的关系
4、介质中电场的方程
5、介质的磁化电流
6、计划电流密度
7、介质的磁化性质
8、介质中的麦氏方程
§2.6电磁场边值关系
1、法向分量
2、切向分量
§2.7电磁场能量守恒定律和玻印亭矢量
1、电磁场能量守恒定律
2、
与
的表示式
3、电磁能量的传输
习题课
说明：重点讲解①场的概念，近距作用和超距作用；②如何由法拉第电磁感应定律变化磁场产生涡旋电场提出问题，引入位移电流得到完整电磁场理论麦克斯韦方程组；③介质的电磁理论不仅介绍线性关系，还要介绍非线性关系的特点，以使学生对当代非线性科学有所了解。
第三章 静电场和稳恒电流磁场
§3.1静电场
1、静电场的场方程
2、积分方法求电场
§3.2静电场及其微分方程
1、静电场的标势及其微分方程
2、基本解
3、边值关系
4、静电场中导体的特性
5、唯一性定理
6、静电场能量
§3.3拉普拉斯方程 分离变量法
1、拉普拉斯方程
2、球坐标拉氏方程的通解
§3.4电像法
1、点电荷密度的
函数表示
2、电像法
§3.5稳恒电流的电流与磁场
1、稳恒电流的电磁场方程
2、积分法求磁场
3、矢势
4、矢势的微分方程基本解
5、稳恒电流磁场的能量
§3.6 电多极矩和磁多极矩
1、电势的多极展开
2、电多极矩
3、小区域电荷体系在外电场中的能量
4、矢势的多极展开
5、小区域电流分布与外磁场的相互作用能
习题课
说明：①重点介绍静电场的基本方程，研究其保守场的特征，掌握其势与场的解法，分离变量法着重介绍球坐标中的拉氏解；②介绍稳恒电流情况的特性，其电场与静电场相同，而磁场有的不同，用类比法研究其磁场的解。
第四章 电磁波的传播
§4.1平面电磁波
1、真空中电磁场的波动方程
2、定态波动方程
3、平面电磁波
4、平面电磁波的能量和能流
§4.2 电磁波在介质分界面上的反射和折射
1、反射定律和折射定律
2、振幅关系，菲涅耳公式
3、全反射
§4.3导体存在时电磁波的传播
1、导体内的自由电荷分布
2、单色波在导体内的传播
3、穿透深度和趋肤效应
4、导体表面的反射
§4.4 波导管
1、理想导体边界条件
2、波导管
3、TE10波的电磁场和管壁电流
4、截止频率
习题课
说明：①重点由麦氏方程组推导电磁场波动方程和亥姆霍兹方程，认识电磁场波动性，因此可用麦氏方程组来解决光学问题；②波导问题只讲矩形波导，让同学自己分析用分离变量法解波导管中亥姆霍兹方程的特点。
第五章 电磁波的辐射
§5.1 达朗伯方程和它的推迟势解
1、电磁场的矢势和标势
2、达朗伯方程和洛伦兹条件
3、规范变换和规范不变性
4、达朗伯方程的解――推迟势
§5.2电偶极辐射
1、计算辐射场的几个公式
2、矢势的展开
3、电偶极辐射
4、辐射能流，角分布，辐射功率
§5.3电磁波的衍射
1、衍射问题和基尔霍夫公式
2、小孔衍射
3、夫琅和费衍射
§5.4电磁场的动量
1、电磁场的动量守恒定律
2、电磁场的动量密度和动量流密度
3、动量密度
，能流密度
以及能量密度
之间的关系
习题课
说明：①让学生自己尝试若用推导电磁场波动方法对有源的麦氏方程会得到什么结果，提出引入势的想法，选择不同的规范势的方程有什么不同，各有什么优缺点；②利用偶极辐射来分析如何研究物理问题，如何做近似分析，能流密度有哪些特点；③电磁场既有能量也有动量，是物质的一种，有能量、动量守恒定律，让同学自己分析动量密度、能流密度以及能量密度这些重要物理量的关系。
第六章 狭义相对论基础
§6.1相对论的实验基础 相对论的基本原理
1、伽利略相对性原理和伽利略变换
2、狭义相对论的实验基础
3、相对论的基本原理
§6.2洛伦兹变换相对论的时空理论
1、间隔不变性
2、洛伦兹变换
3、相对论的时空结构
4、运动尺度的缩短
5、运动时钟的延缓
6、速度变换公式
§6.3相对论理论的四维形式
1、洛伦兹变换的四维形式
2、物理量按洛伦兹变换性质分类
3、多普勒效应与光行差公式
4、物理规律的协变性
说明：①让学生将伽利略变换代入麦氏方程组或者达朗伯方程，看出方程的不协变性，提出问题；②从迈克尔逊－莫雷实验提出的问题，新的时空观在矛盾中产生。③洛伦兹变换及其四维形式的重要性，物理量按洛伦兹变换分类，由此得出多普勒效应及光行差公式等；④用四维观念改造力学，产生相对伦力学，得到质能关系等重要关系。
第四部分：教学方案简要说明
《电动力学》课程是专业基础必修课，安排一个学期，课时计划是每周4学时，共计64学时。本课程教学主要采用课堂讲授与研究性教学相结合，把科学研究的有关思想方法直接或者间接地引入课堂教学过程。本课程采用多媒体教学与黑板教学相结合的方式进行，使于学生更深刻认识、理解和应用电动力学理论。本课程每章节都有习题，课堂教学安排适当课时进行交流和答疑。
第五部分：课程作业与考核评价说明
本课程重视平时的复习和作业，每一章都有作业，由学生自我练习，适时做些讨论。期中要进行半期考，以发现教学中的问题和学生对知识掌握情况。
本课程期末考试以闭卷考试方法进行。闭卷考试题目类型：（1）判断题或简答题 （2）证明题（3）计算题（4）综合应用题。本课程总评成绩由期末考试和平时学习成果两部分，采用百分制，期末成绩占总评成绩地80％，平时成绩占总评成绩地20％。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《量子力学》课程目标是使学生掌握量子力学基本原理和基本计算方法，并运用这些基本知识处理具体物理问题的能力，为今后进一步进修专业课程或从事科研工作和教学工作打下坚实基础。
通过本课程的学习 ，学生应认识到描述微观粒子的运动状态及其规律与经典力学有很大的差异。这些基本概念上的差异对自学者来说是一个难点，但又是一个必须突破的重点。要求学生正确理解量子力学的基本概念和基本原理，并掌握运用这些基本知识处理具体物理问题的能力。为了更好地掌握课程内容，学习者要适当做课后练习。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用科学出版社出版的、由曾谨言教授主编的《量子力学教程》普通高等教育“十五”国家级规划教材，作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、关洪编：《量子力学基础》，高等教育出版社，1999年版。
2、张永德编：《量子力学教程》，科学出版社，2003年版。
第三部分：课程教学内容纲要
一、微观粒子的波粒二象性(绪论)
[教学内容]：
1、光的波粒二象性的实验事实及其解释。
2、原子结构的玻尔理论和索末菲的量子化条件。
3、德布罗意关于微观粒子的波粒二象性的假设。
4、德布罗意波的实验验证：戴维孙-革末实验。
[重难点说明]：
1、重点：掌握德布罗意波波长的计算方法
2、说明：
（1）了解光的波粒二象性的主要实验事实(黑体辐射、光电效应、康普顿效应等)了解原子结构的玻尔量子理论的两条基本假设和索末菲的量子化条件；
（2）掌握德布罗意关于微观粒子的波粒二象性的假设和实验验证(戴维孙-革末电子实验)。
二、波函数与薛定谔方程 (第一.二章) (难、重点)
[教学内容]：
1、波函数的统计假设和量子态的表示形式；
2、态叠加原理的内容及其物理意义；
3、薛定谔方程和定态薛定谔方程的一般形式；定态波函数的表达形式；
4、粒子流密度的概念及粒子数守恒的物理内容；
5、一维薛定谔方程求解的基本步骤和方法；
6、几个典型的一维定态问题：
（1）一维无限深势阱；
（2）一维谐振子；
（3）一维有限深方势阱。
[重难点说明]：
1、难点：波函数的统计解释，态叠加原理，薛定谔方程的求解。
2、重点：
（1）基本概念：态，态(波)函数，态叠加原理，几率波，薛定谔方程，几率密度，几率流密度，几率守恒，定态，束缚态，谐振子，势阱，势垒。
（2）【量子力学的基本假设(原理)之一】：微观体系（粒子）的状态用波函数完全描述。
（3）波函数的统计解释，波函数的标准条件，波函数的特性等。
（4）态叠加原理【基本原理之二】以及任何波函数按不同动量的平面波展开的方法及其物理意义。
（5）薛定谔方程【基本原理之三】在量子力学中的地位；薛定谔方程和定态薛定谔方程的关系；波函数和定态波函数的关系。
（6）几个典型的一维定态问题：
a、掌握一维无限深势阱的求解方法及其物理讨论；
b、掌握一维谐振子的能谱及其定态波函数的一般特点。
3、说明：
（1）理解量子力学与经典力学在关于描写微观粒子运动状态及其运动规律时的不同观念；
（2）掌握波函数的标准化条件：有限性、连续性、单值性。
（3）理解态叠加原理以及任何波函数
按不同动量的平面波展开的方法及其物理意义。
（4）了解薛定谔方程的建立过程以及它在量子力学中的地位；薛定谔方程和定态薛定谔方程的关系；波函数和定态波函数的关系。
（5）对于求解一维薛定谔方程，应掌握边界条件的确定和处理方法。
（6）关于一维定态问题要求如下：
a、掌握一维无限深势阱的求解方法及其物理讨论；
三、力学量用算符表达 (第三.四章) (难、重点)
[教掌内容]：
1、动量算符的表示形式及其与坐标算符间的对易关系；
2、角动量算符的表示形式及其有关的对易关系；
3、动量算符本征函数的两种归一化：箱归一化和归d函数；
4、角动量算符
和
的共同本征函数及所对应的本征值；
5、量子力学中的力学量与厄米算符相对应；厄米算符的本征函数组成正交完备集；
6、在什么情况下力学量具有确定值；力学量可能值、平均值的计算方法，两个力学量同时具有确定值的条件；
7、掌握全同粒子的不可区分性原理，玻色子和费米子概念 ；
8、泡利不相容原理；
9、不确定关系及其应用
[重难点说明]：
1、难点：力学量的算符表示和力学量平均值的计算。
2、重点：
（1）【基本原理之四】:在量子力学中,力学量
用算符
表示。
（2）力学量算符的构成方式，力学量平均值公式，本征方程，厄密算符的定义及本征值、本征函数的性质等。
（3）全同性原理【基本原理之五】：在全同粒子组成的体系中，两全同粒子相互代换不引起物理状态的改变。
（4）几个力学量的算符表示、本征值、本征函数和简并度、量子数等。
a、动量算符；b、角动量z分量算符；
c、角动量平方算符；d、氢原子和类氢原子的哈密顿算符。
（5）两个表示力学量的算符之间的关系
a、对易：
，则
和
有组成完全系的共同本征态。
b、不对易：
，算符
和
之间有测不准关系
3、说明：
（1）掌握算符的本征值和本征方程的基本概念；厄米算符的本征值必为实数；坐标算符和动量算符以及量子力学中一切可观察的力学量所对应的算符均为厄米算符。
（2）掌握有关动量算符和角动量算符的本征值和本征函数，它们的归一性和正交性的表达形式，以及与这些算符有关的算符运算的对易关系式。
（3）掌握力学量平均值的计算方法，将体系的状态波函数y(x)按算符
的本征函数展开是这些方法中常用的方法之一，应掌握这一方法计算力学量的可能值、概率和平均值，理解在什么状态下力学量F具有确定值以及在什么条件下，两个力学量F和G同时具有确定值。
（4）掌握如何根据体系的哈密顿算符来判断该体系中可能存在的守恒量如：能量、动量、角动量、宇称等。
（5）根据量子力学的全同性原理，多体全同粒子波函数有对称和反对称之分，应掌握玻色子体系多体波函数取交换对称形式，费米子体系取交换反对称形式，以及费米子服从泡利不相容原理。
四、中心力场和正常塞曼效应 (第五.六章)(难、重点)
[教学内容]：
1、中心力场中运动粒子的定态薛定谔方程及其求解的基本步骤和定态波函数的表达形式；
2、电子在库仑场中运动的定态薛定谔方程及其求解；束缚态的能级及其简并度；并由此讨论氢原子的能级；电子在核外的概率分布；电离能等；
3、掌握正常塞曼效应及其解释；Landau能级；
[重难点说明]：
1、难、重点
（1）三维中心力场下求解薛定谔方程的基本步骤和方法，特别是分离变量法。
（2）正常塞曼效应及其解释；
2、说明
（1）电子在库仑场中的运动提供了三维中心力场下薛定谔方程求解的范例，应由此了解一般三维中心力场下求解薛定谔方程的基本步骤和方法，特别是分离变量法。
（2）掌握正常塞曼效应及其解释；了解Landau能级的物理机制；
五、态和力学量的表象 (第七章) (难点)
[教学内容]：
1、矩阵的运算；
2、态的矩阵表示；
3、算符的矩阵表示；
4、量子力学公式的矩阵表示及求解本征值、本征矢的矩阵方法；
5、表象变换;
[重难点说明]：
1、难点：表象的概念及态和力学量算符在不同表象中的表示及其变换。
2、重点：
（1)矩阵的概念和运算；
（2)量子力学公式的矩阵形式及求解本征值、本征矢的矩阵方法
（3）表象变换。
3、说明：
（1）理解力学量所对应的算符在具体的表象下可以用矩阵来表示；厄米算符与厄米矩阵相对应；力学量算符在自身表象下为一对角矩阵；
（2）应掌握量子力学公式的矩阵形式及求解本征值、本征矢的矩阵方法
六、自旋和角动量耦合 (第八.九章) (重点)
[教学内容]：
1、了解电子自旋的实验事实，掌握自旋算符的对易关系和自旋算符的矩阵形式；
2、掌握自旋相联系的测量值、几率、平均值等的计算以及本征值方程和本征函数的求解方法 ；
3、掌握两自旋体系的波函数；
4、掌握全同粒子体系的波函数和泡利不相容原理；
5、理解在自旋与轨道相互作用可以忽略时，体系波函数可写为空间部和自旋部分乘积形式，掌握两电子体系状态波函数的表达方式；
[重难点说明]：
1、重点:
（1）自旋算符的对易关系和自旋算符的矩阵形式(泡利矩阵)；
（2）与自旋相联系的测量值、概率、平均值等的计算以及本征方程和本征函数的求解方法。
2、说明：
（1）了解斯特恩-格拉赫实验,电子自旋回转磁比率与轨道回转磁比率；
（2）掌握自旋算符的对易关系和自旋算符的矩 阵形式(泡利矩阵)。与自旋相联系的测量值、概率、平均值等的计算以及本征值方程和本征函数的求解方法；
（3）掌握全同粒子体系的波函数和泡利不相容原理；
（4）理解在自旋与轨道相互作用可以忽略时，体系波函数可写为空间部和自旋部分乘积形式，掌握两电子体系状态波函数的表达方式；
七、微扰理论 (第十、十一章) (重点)
[教学内容]：
1、非简并定态微扰理论；
2、简并情况下的定态微扰理论；
3、了解含时微扰几率的计算；
[重难点说明]：
1、重点：定态微扰公式(简并和非简并)及其应用。
2、说明：
（1）了解定态微扰论的适用范围和条件；
（2）对于非简并的定态微扰论要求掌握波函数一级修正和能级一级、二级修正的计算；
（3）对于简并的微扰论，应能掌握零级波函数的确定和一级能量修正的计算；
（4）了解氢原子一级斯塔克效应及其解释；
（5）了解含时微扰几率的计算；
第四部分：教学方案简要说明
《量子力学》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周4个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。根据教学内容和教学对象的不同，采用灵活多样的教学方法，以教师讲授为主，讨论和自学为辅的教学方法。课程教学强调理解与应用，使学生掌握量子力学基本原理和基本计算方法，并运用这些基本知识处理具体物理问题的能力，为今后进一步进修专业课程或从事科研工作和教学工作打下坚实基础。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程重视平时的复习与作业，每一章都有作业，但大部分由学生自己去思考和练习。部分由教师统一布置作业。
本课程的期末考试方式可以有两种：闭卷考试。
闭卷考试题目类型：（1）判断题；（2）填空题；（3）证明题；（4）计算题
本课程考试设计主要在于考查学习者掌握量子力学基本原理和基本计算方法的程度；在考题份量上采取80%的测试基本内容的题和20%的有相当难度的题相结合。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《光学实验》是高校物理专业普通物理实验课程体系中的一门专业必修课。本课程的主要目的是：使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统训练的同时，掌握光学的基本规律、实验技术和光学量的测量方法，学会使用常用光学实验仪器，提高实验误差的分析讨论水平。进一步培养科学素质、实验能力及创新精神，为后续实验课程及今后走向社会的工作打下好基础。
通过《光学实验》，学生应达到以下基本要求：
掌握光学实验中基本光学量的测量方法；
掌握常用光学实验仪器和测量仪器的结构原理、性能和调整、使用方法；
掌握基本光路的调节方法，培养光路调节的技能；
加深对许多重要光学概念的认识和理解，进一步认识光的本质；
熟悉各种常用光源的发光机理、光谱分析、使用条件等，善于合理选择光源‘
进一步提高实验误差的分析讨论水平，提高分析、处理数据的能力；
7、进一步培养良好的实验习惯和严谨的科学作风，事实求是的科学态度，提高实验素质、创新能力。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用高等教育出版社，杨述武主编的《普通物理实验》（三、光学部分），第三版（2000年5月）作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书及光学实验多媒体辅助教学课件：
1、吴泳化、霍剑青等主编，《大学物理实验》一、二、三册，高等教育出版社，2001年第1版。
2、吕斯骅、段家祗主编，《基础物理实验》，北京大学出版社，2002年第1版。
3、张兆奎等主编，《大学物理实验》，高等教育出版社，2001年第2版。
4、卢宇、赖恒等主编，《光学实验》网络课程，福建师大网站。
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 绪论
1、光学实验基本知识
（1）光学实验的内容和特点
（2）光学实验观测方法及基本光路的调节
（3）光学实验常用仪器的结构与调节
（4）光学实验注意事项
（5）常用光源介绍
2、光学实验的误差分析与数据处理
3、课程安排与要求
第二章 实验
实验一、薄透镜焦距的测定
1、目的：掌握测量会聚透镜和发散透镜的方法。
2、内容：
A、用成像公式测物距、像距，求凸透镜焦距；
B、用自准直法测凸透镜焦距；
C、用二次成像，测凸透镜焦距；
D、与凸透镜配合，由成像公式测凹透镜焦距。
3、主要仪器：光具座及配件 物屏 像屏 凸透镜 凹透镜
实验二、分光计的调节与使用
目的：了解分光计结构，学会使用和调节分光计，掌握测棱镜角的方法。
2、内容：
A、调节分光计；
B、测棱镜顶角。
3、主要仪器：分光计 棱镜 钠光灯
实验三、棱镜玻璃折射率的测定
1、目的：掌握最小偏向角法测定棱镜的折射率。进一步熟练分光计调整和使用。
内容：
A、熟练分光计的调整；
B、用最小偏向角法测三棱镜折射率。
主要仪器：分光计 三角棱镜 钠光灯
实验四、平行光管的调节和使用
1、目的：了解平行光管的结构原理，掌握平行光管的调节和使用。
2、内容：
A、调整平行光管；
B、测量透镜焦距；
C、测量透镜的最小分辨率。
3、主要仪器：550型平行光管 移测显微镜 透镜
实验五、牛顿环测透镜曲率半径
目的：掌握用牛顿环测透镜曲率半径的方法。
2、内容
A、观察牛顿环并解释现象；
B、测定平凸透镜曲率半径。
3、主要仪器：牛顿环仪 钠光灯 读数显微镜 透明玻片及支架
实验六、迈克尔逊干涉仪的调节和使用
目的：了解迈克尔逊干涉仪原理，掌握其调节方法，测定钠光波长。
2、内容：
A、调整迈克尔逊干涉仪并观察各种干涉条纹；
B、测定钠光波长。
3、主要仪器：迈克尔逊干涉仪 钠光灯 透镜
实验七、用双棱镜干涉法测波长
1、目的：掌握用双棱镜获得双光束干涉条纹的方法，进一步理解产生干涉现象的必要条件。
内容：
A、观察双棱镜产生干涉现象，进一步理解产生干涉的条件；
B、学会用双棱镜测定光波的波长。
主要仪器：光具座 钠光灯 双棱镜 测微目镜 凸透镜 可调单缝 透镜架等
实验八、显微镜、望远镜及其使用
1、目的：熟悉望远镜、显微镜的结构及其放大原理，掌握望远镜、显微镜放大率的方法。
2、内容：
A、望远镜放大率的测定；
B、显微镜测微小长度；
C、显微镜放大率的测定。
3、主要仪器：望远镜 标尺 生物显微镜 测微目镜 待测狭缝（光栅）
实验九、透射光栅测光波波长
1、目的：了解光栅分光作用的基本原理，学会用透射光栅测定光波波长、光栅常数及角色散。
内容：
A、已知波长测光栅常数；
B、已知光栅常数测波长；
C、测定汞灯双基线的角色散的分辨本领。
3、主要仪器：分光计 汞灯 全息光栅 凸透镜
实验十、光具组基点的测定
1、目的：了解共轴球面系统的基点、基面的特性；了解测节器的构造及工作原理；学会测定光具组的节点和焦点。
2、内容：
测量由二薄透镜组成的光具组的节点和焦点。
3、主要仪器：测节器 光具座 透镜 屏 平行光管 测微显微镜
实验十一、用掠入射法测定透明介质的折射率
1、目的：掌握用掠入射法测定液体的折射率，了解阿贝折射计的工作原理及使用。
2、内容
A、用掠入射法测定液体的折射率；
B、用阿贝折射计测定透明介质的折射率。
3、主要仪器：分光计 正三棱镜 直角三棱镜 钠光灯 阿贝折射计 待测液体
实验十二、单色仪的定标和滤光片光谱透射率的测定
1、目的：
A、了解棱镜单色仪的结构原理，掌握单色仪的定标方法；
B、掌握用单色仪测定滤光片光谱透射率的方法。
2．内容
A、以汞灯的主要谱线为基准，对单色仪进行定标；
*B、用单色仪测定滤光片的光谱透射率。
3、主要仪器：单色仪 汞灯 透镜 读数显微镜 溴钨灯 直流稳压电源 滤光片 毛玻璃 硅光电池 灵敏电流计
实验十三、单丝衍射
1、目的：加深对单丝衍射的理解，掌握测量单丝线径的方法。
2、内容
A、观察单丝衍射的分布情况；
B、测量单丝线径。
3、主要仪器：He-Ne激光器 单丝（细铜丝、头发） 米尺 夹具
实验十四、用迈克尔逊干涉仪测钠光双线波长差及白光干涉测透明薄片厚度
1、目的：测D双线波长差，测薄膜厚度，测白光相干长度。
2、内容
A、测钠光双线波长差；
B、调出白光干涉，测透明薄片的厚度。
3、主要仪器：迈克尔逊干涉仪 钠光灯 白炽灯
*实验十五、偏振现象的观察和分析
1、目的：观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解，掌握产生和检验偏振光的原理和方法。
2、内容
A、偏振片主截面的确定；
B、验证马吕斯定律；
C、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验。
3、主要仪器：测节器 光具座 透镜 屏 平行光管 测微显微镜
*实验十六、用平行光管测凹透镜的焦距
1、目的：掌握虚像、显微镜无法直接测量的物及像的测量方法。学会用平行光管法测凹透镜的焦距。
2、内容：
A、测出分光计上平行光管的狭缝宽度；
B、用分光计上平行光管测出凹透镜的焦距。
3、主要仪器：分光计上的平行光管 凸透镜 凹透镜 移测显微镜 钠灯 光屏
*实验十七、单缝衍射光强分布的测量
1、目的了解夫琅和费单缝衍射的光强分布，加深对光衍射的现象和理论的理解；验证夫琅和费单缝衍射的宽度和缝宽的关系；学会使用硅光电池测量相对光强。
2、内容：测定单缝衍射光强分布；从衍射光强分布图求单缝的缝宽。
3、主要仪器：光学平台，He-Ne激光器，可调狭缝，CCD光强分布仪，电子示波器。
*实验十八、折射率n与波长关系的研究
1、目的：测定玻璃色散曲线。
2、内容：用最小偏向角法测定不同波长下棱镜折射率，作n-
曲线。
3、主要仪器：汞灯，钠灯，He-Ne激光器，分光计，棱镜。
*实验十九、测量空气折射率
1、目的：学习组装迈克尔逊干涉仪；掌握测量气体折射率的原理及方法。
2、内容：测量空气折射率
3、主要仪器：光学平台，He-Ne激光器，平面反射镜，分光镜，扩束镜，气室，气压表头，打气筒，白屏。
*实验二十、光纤包层外径测量
1、目的：了解CCD的工作原理，学会用CCD光强仪测空间光强分布；掌握用CCD光强仪测线径的方法。
2、内容：用CCD光强仪测光纤包层外径。
3、主要仪器：CCD光强仪，He-Ne激光器，米尺，移测显微镜，电子示波器。
第四部分：教学方案简要说明
《光学实验》课程的教学，安排在二年级上学期。课时计划是每周一个实验（3学时），包括绪论、考试共计45学时。教师可根据本学期的实际周数适当调整部分教学内容。本课程教学以学生的自主实验学习为主，可以采用多媒体技术手段辅助教学，特别强调光学实验基本知识，基本实验方法，测量数据处理，实验误差分析的掌握，以及实验操作技能的培养，目的是培养学生的实验能力和创新能力。
《光学实验》采用阶段化分流培养教学方式，学生必须独立（单人组）完成6--9个必做实验的学习，并通过必做实验过关考试后，才能参加5—7个选做实验学习，少数优秀的学生（约1/10）才能参加1—2个设计性实验学习，参加设计性实验的学生在选定实验题目后，应根据实验要求写出设计报告，并与实验指导教师进行讨论、修改，然后独立完成实验。设计性实验的题目可从教师开列的设计实验题目中选择，也可根据学生的兴趣由学生自行选择。未通过期中过关考试的学生只能参加部分选做实验的学习，还要重修部分必做实验，写出必做实验的总结报告。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程重视实验操作表现及实验报告，要求学生独立完成所有必做实验、选做实验及设计性实验报告（12—14个）。实验教师必须批改所有实验报告，并以5分制打分。
本课程为考试科目，采用分阶段考核方式。
1、期中进行过关考核。考核内容为分为三部分（1）.以实验知识、实验方法为主的卷面笔试。a..试卷试题结构：选择题、简答题、计算题、实验设计等题。b.考试内容：各项实验中要点和难点，包括测量原理及公式、光路图、各实验中的测量方法，仪器的使用方法。（2）. 实验报告成绩。（3）. 实验操作表现及学习态度等。只有三部分都及格才能通过过关考核。
2、期末进行实验操作考试。
本课程在期末根据过关考核成绩、选做实验考核、设计性实验报告、操作考试成绩来综合评定本课程的总成绩。过关考核成绩约占60%，选做实验考核约占20%，操作考试约占20%。只有参加设计性实验学习的学生才有可能获得优秀成绩。
未通过期中过关考试的学生要参加期末必做实验考试及操作考试，通过后才能获得及格或中的成绩，仍未通过的学生必须重修本课程。
第一部分：课程的性质、目标及教学要求
《应用光学实验》是高校光信息专业实验课程体系中的一门基础课。通过本课程的学习使学生在光学实验的系统知识、系统方法、系统技能等方面受到较高级的训练，学会各种光学量的测量方法，掌握光学专业常用光学实验仪器的原理和使用，加深对光学系统知识的认识和理解，培养良好的实验素质和创新精神，为创造性实验和研究工作打下坚实的基础。
《应用光学实验》课程要求学生完成7个必做实验和1个综合性实验，并通过必做实验过关考试及期末综合考核。每周开放实验室1-2次。教学重点是各种光学量的测量方法，常用光学仪器的原理及使用，光路的调节方法。
第二部分：教材和学习参考书
1. 应用光学实验, 2006.10, 刘丽娜、戴天贵等编
2. 大学物理实验（一、二、三册）, 高等教育出版社, 2001.6, 吴泳化、霍剑青等主编
3. 基础光学实验, 南开大学出版社, 1987.11, 李允中, 潘维济主编
4. 大学物理实验, 高等教育出版社, 2001.12, 张兆奎等 主编
5. 基础物理实验, 北京大学出版社, 2002.3, 吕斯骅、 段家祗主编
6. 《光学实验》网络课程（福建师大网站）, 福建师大物光学院, 2003.9, 卢宇、赖恒等主编
7. 普通物理实验（三、光学部分）, 高等教育出版社, 2000.05, 杨述武主编
第三部分：课程教学内容纲要
二、实验项目内容与学时分配
| 序号 | 实验项目 名 称 | 实 验 内 容 | 学 时 | 实验 要求 | 实验 类型 | 每组 人数 |
| 1 | 自组投影仪 | A．用自准直法测量透镜组合的焦距； B．测量自组投影仪的放大率。 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
| 2 | 单色仪与光谱测量 | A．了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法； B．掌握一种精确测量光谱的方法 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
| 3 | 洛埃镜干涉 | A．观察洛埃镜及双面镜并解释现象； B．测定光源波长。 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
| 4 | 杨氏双缝干涉 | A．观察空间相干的现象，进一步理解产生干涉的条件； B．学会用双缝测定光波的波长。 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
| 5 | 自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率 | A．掌握迈克尔逊干涉仪的结构原理； B．掌握用迈克尔逊干涉仪测定空气的折射率。 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
| 6 | 椭偏仪测量薄膜厚度和折射率 | A．掌握椭偏仪的结构原理； B．测量薄膜介质。 | 6 | 必做 | 验证 | 1 |
| 7 | 圆孔、单缝衍射及光的空间相干性 | A．掌握单缝、圆孔衍射的原理和光强分布测定仪的原理； B．观察单缝、圆孔衍射的现象； C．通过测量单缝衍射的光强分布来求激光的波长； D．通过测量圆孔衍射的光强分布来求圆孔的直径 E．验证光的空间相干性 | 6 | 必做 | 综合 | 1 |
| 8 | 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度 | A．观察旋光现象； B．测量旋光角与溶液浓度的关系。 | 4 | 必做 | 验证 | 1 |
第四部分：教学方案简要说明
本课程1个学期完成，学生两个人组成一个实验小组，共同完成实验。
第五部分：课程作业与考核评价简要说明
应用光学实验采用分阶段考核方式。所有学生都必须参加必做实验的过关考试，成绩及格者进入选做实验学习、所有的学生都要参加设计性实验学习。期末根据过关考试成绩、选做实验报告、设计性实验报告、操作考试来综合评定成绩。过关考试不及格者，应重修必做实验，选做部分选做实验，写出实验方法总结，参加期末必做实验考试及操作考试。仍未通过的学生必须重修本课程。只有参加设计性实验学习的学生才有可能获得优秀成绩。
实验理论考试成绩占40%；
实验技能考试成绩占30%；
实验报告及实验能力、态度占30%。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
信息光学课程，是光电信息科技本科专业的选修课程。光信息科学与技术是现代光学与信息科学相互交叉的学科，在许多技术领域中得到了广泛的应用，在信息技术中起着越来越重要的作用。在各种各样的信息技术中，光信息技术的地位越来越重要，作用也越来越突出。在信息的产生、采集、显示、传输、存储以及处理的各个环节中，光信息技术都扮演着重要的角色。
信息光学课程目标是让学生以系统的观点来认识光信息技术，使学生从一开始就对光信息科学与技术有个整体性的认识，从而有利于今后更进一步地学习。为了便于读者对整个光信息科学与技术的了解，本课程涉及范围较广，所搜集的资料较多，有些技术资料，可作为扩展视野的阅读材料。
信息光学课程是应用基础性学科，主要介绍光信息科学与技术的有关知识及其应用，而对于理论推导则简单提及甚至完全略去。本课程从介绍光信息科学的理论基础以及光信息技术基础开始，按照光信息的采集、显示、传输、存储、处理、识别来介绍一系列基本光信息技术，并进一步介绍光信息的其他应用技术，例如计量技术、全息技术、层析成像技术、条形码技术、红外技术以及高速激光印刷系统等。本课程最后简单介绍光信息科学与技术的新进展，开拓读者眼界，亦为同学展示了光信息科学今后的发展趋向。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用北京大学出版社1998年4月出版的、由宋菲君、S.Jutamulia编著的《近代光学信息处理》一书和钟锡华编著的《现代光学基础》一书，作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1.黄婉云编：《傅里叶光学教程》，北京师范大学出版社，1985年版
2.戎霭伦等著：《光信息存储的原理、工艺及系统设计》，国防工业出版社，1993年版
3.郑光昭编著：《光信息科学与技术应用》，电子工业出版社，2002年10月出版
第三部分：课程教学内容纲要
| 理论课40学时 | |
| 绪论 | 1学时 |
| 傅里叶光学及相因子分析法 | 16学时 |
| 光学全息术 | 4学时 |
| 相干光信息处理 | 6学时 |
| 非相干光信息处理 | 6学时 |
| 光学图象识别 | 4学时 |
| 液晶和空间光调制器 | 3学时 |
《现代光学基础》
第六章变换光学与相因子分析方法
本章主要讲授：衍射系统、波前变换；相位衍射元件——透镜和棱镜；波前相因子分析法；余弦光栅的衍射场；夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换；超精细结构的衍射——隐失波；阿贝成像原理与空间滤波实验；光学信息处理列举；泽尼克的相衬法；相位物可视化的其它光学方法；傅里叶变换&δ函数；准确获得物频谱的三种系统。重点：掌握以波前相因子分析方法来阐述的傅里叶变换光学。空间频谱概率和空间滤波技术，即以频谱被改变的眼光去评价成像系统的像质，用改变频谱的手段对图象实施信息处理。同时还需掌握数学上介绍的傅里叶变换和δ函数。难点：空间频谱概率和空间滤波技术，即以频谱被改变的眼光去评价成像系统的像质，用改变频谱的手段对图象实施信息处理。
这一章系统地论述了傅里叶变换光学。现代光学的重大进展之一，是引入“光学变换”概念，由此发展而形成了光学领域的一个新分支——傅里叶变换光学，也简称傅里叶光学。它导致了光学信息处理技术的兴起，即空间频谱概率和空间滤波技术，即以频谱被改变的眼光去评价成像系统的像质，用改变频谱的手段对图象实施信息处理。以波前相因子分析方法来阐述傅里叶变换光学。所谓波前相因子分析法，就是根据波前函数的相因子，来判断其波场的类型、分析其衍射场的主要特征。两类典型相因子函数——反映波场的波前相因子和反映元件作用的变换相因子。分析余弦光栅的衍射场，任意栅函数的傅里叶级数展开，推出夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换。介绍超精细结构的衍射——隐失波。阿贝成像原理，相干系统两步成像：第一步，入射光经物平面发生夫琅禾费衍射，在透镜后焦面出现一系列谱斑；第二步是干涉，这些谱斑作为新的次波源，发出球面波，相干叠加于像平面。阿贝成像原理运用了一种新的频谱语言来描述光信息，启发人们从改变频谱入手以改变输出信息，为空间滤波和光学信息处理技术开辟了途径。空间滤波器：能够改变光信息的空间频谱的器件。光学信息处理技术：4F图象处理系统、图像加减、图像微分、显色滤波、黑白胶卷显示彩色图像等。通过改变频谱的方法可实现相位物可视化。数学上介绍的傅里叶变换和δ函数。
第七章 光全息术
本章主要讲授： 全息术原理；各种全息图；全息应用简介。重点：掌握全息原理，从中看到崭新的全息术正是波的干涉术和衍射术的综合。同时了解波前相因子分析法在揭示全息图衍射场特征方面的有效功能。知道各种全息图。难点：全息术正是波的干涉术和衍射术的综合。
全息术能够再现实际景物的真三维图像，是一个无透镜两步成像技术。第一步，采用光波干涉而实现对物光波前的全息记录；第二步，通过光波衍射而实现物光波前的再现。全息图根据记录装置的光路和布局的不同，或由于对全息干版的处理工艺的不同而相区分。根据不同的分类方式，可有以下几种类别：同轴全息图与离轴全息图；薄全息图与体全息图；同侧记录全息图与反侧记录全息图；振幅型全息图与相位型全息图及其彩虹全息图；菲涅耳全息图与夫琅禾费全息图及其傅里叶全息图；连续激光全息图与脉冲激光全息图；等等。全息图能够再现实际景物的真三维图像，可应用于显示领域，如全息电影；也可应用于科学实验，将超常条件下测试对象的瞬间状态，通过全息记录而被保存下来，供人们从容地观测、分析和研究。
《近代光学信息处理》
第三章 非相干光学信息处理
本章主要讲授：杨氏干涉仪和空间相干性；非相干像的形成；MTF的测量；非相干空间滤波；迈克耳逊干涉仪和时间相干性；傅里叶变换光谱仪；投影显示的肖像素技术；计算层析技术。重点：掌握两个非相干图象的叠加产生的效果是它们的强度叠加，两个相干图象的叠加产生的效果是它们的振幅叠加，因此杨氏干涉仪可以用来研究光波的相干性；非相干成像系统的传递函数，与相干成像系统的传递函数的区别，以及调制函数的测量；非相干空间滤波；时间相干性的理解；投影显示的肖像素技术；计算层析技术；难点：成像系统的传递函数，空间相干性，时间相干性。
本章对比了非相干光与相干光的成像过程与空间滤波。非相干成像系统的光学传递函数为相干成像系统的光学传递函数的自相关，非相干系统的本性就是低频滤波。简要分析了光的相干性，并把傅里叶分析方法应用到傅里叶变换光谱仪以及计算层析技术中去。同时介绍了消除液晶显示技术中像素结构的方法。
第四章 光学图象识别
本章主要讲授：图象识别和光学相关器；相干识别器；Vander Lugt相关器；实时Vander Lugt相关器；Vander Lugt相关器的小型化；旋转不变Vander Lugt相关器；比例不变Vander Lugt相关器；联合变换相关器；实时联合变换相关器；联合变换相关器的应用；旋转不变联合变换相关器。重点：相关器可以用作图像识别器。但其缺点十分明显，只能识别具有明确定义的物体。各种相关器的原理及特点。难点：各种相关器的原理。
介绍非相干光相关器，Vander Lugt 相关器和联合傅里叶变换相关器。Vander Lugt 相关和联合相关都通过对两个函数傅里叶变换的谱进行傅里叶逆变换的方案实现的。非相干光相关器输出的反差太小，因而还不实用。Vander Lugt 相关器和联合傅里叶变换相关器相比，具有容易进行实时识别以及自适应的特点。如果输入中包含多个物体时，联合傅里叶变换相关器的性能迅速变差，然而当匹配空间滤波器制作成功后，输入中包含物体的个数对Vander Lugt 相关器的性能不产生影响。本章还介绍了光学相关识别器的许多应用。
第七章 空间光调制器
本章主要讲授：磁光空间光调制器（MOSLM）；液晶的扭曲效应及薄膜晶体管驱动液晶显示器（TET-LCD）；液晶显示器在非相干光信息处理中的应用－大屏幕投影电视；液晶光阀；线性电光效应和PROM器件；数字微反射镜器件（DMD）和数字光处理（DLP）。重点：空间光调制器的寻址方式；各种空间光调制器的结构和工作原理。难点：调制机理。
光学信息处理系统处理光波荷载的信息。这些信息用光波的某一参数的空间分布来表征，例如强度、相位、偏振。光学信息处理系统中，空间光调制器是系统和外界信息交换的界面或接口。空间光调制器，在信源信号的控制下，能对光波的某个产量进行调制，例如通过吸收调制振幅、通过折射率调制相位、通过偏振面的旋转调制偏振态等，从而将信源信号所荷载的信息写进入射光波之中。信源信号可能是光信号，也可能是电信号。电寻址空间光调制器主要有这几种：薄膜晶体管液晶显示器、磁光空间光调制器、数字微反射镜器件。光寻址空间光调制器主要有这几种：铁电液晶空间光调制器、液晶光阀及阴极射线管－液晶光阀、微通道板空间光调制器、Pockels光调制器。
本章介绍几种典型的空间光调制器。磁光空间光调制器是根据磁光效应即法拉第效应设计的；液晶的扭曲效应及薄膜晶体管驱动液晶显示器（TET-LCD）；液晶显示器在非相干光信息处理中的应用－大屏幕投影电视、液晶光阀。液晶结构介于液体、固体之间，为中间态或中间相。液晶具有双重性质，即具有液体的流动性，又具有晶体所特有的各向异性，其各向异性在外场下会发生显著变化。例如在振幅调制中，当外加电压达到半波电压时，调制器的透射状态从开态转成关态；线性电光效应和PROM器件的结构及工作原理；以上介绍的空间光调制器都是模拟式的，即调制器读出的光强分布随写入光强分布而变，或随寻址电信号的幅度而变。数字微反射镜器件（DMD）及相关技术开辟了一个新的模式。数字微反射镜器件（DMD）是利用微细加工和大规模集成电路技术、构思极为巧妙的电寻址空间光调制器。新的模式：各像素反射的光强积分值由数字信号控制，并通过色轮或其他分光系统实现输出光颜色的数字化处理，这一技术称为数字光处理（DLP），其原理和性能与模拟光信息处理有实质的差别。
第四部分：教学方案简要说明
《信息光学》课程的教学，安排在本科二级下学期。用一个学期的时间，课时计划是每周3时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学是课堂讲授为主，课堂讨论为辅，把科学研究的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。本课程可以采用多媒体技术手段辅助教学。课程教学强调理解与分析，也强调应用和技能。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程平时重视课堂表现。每一章将布置2~3次作业，以基本概念和原理的理解为主要内容。
本课程考试设计主要在于考查学习者理解与掌握光信息科学与技术基本原理和方法的程度。本课程总评成绩由期末考试和平时课堂表现两部分构成，采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的80%，平时成绩占总评成绩的20%。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《激光原理与技术》是为光信息科学与技术专业开设的专业基础课，在教学培养计划中被列为核心必修课程。激光原理是光学的一个重要分支，在现代信息科学特别是光电信息科学中占有重要地位，具有较强的理论性、前沿性和探讨性。激光的产生具有划时代的意义，无论在科学发展还是技术应用上都有广阔的应用前景。
《激光原理与技术》课程目标是：通过本课程的学习，使学生掌握激光产生和形成的基本原理，培养学生的理论思维能力，训练学生分析和解决实际问题的能力。学完本课程，使学生能较全面地掌握激光器的基本原理和理论，学会基本激光技术，既为光电器件、光电探测、光纤通信等后继课程打下基础，也为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下必要的专业理论基础。
《激光原理与技术》课程的对象是光信息科学与技术专业的大三学生，学习本课程之前，要先修高等数学、数理方法、大学物理、电磁理论、量子力学、统计物理学等一些基础课程，学习本课程之后，可以为本专业的后续课程：光电子检测技术、光通信技术和光信息综合实验等课程打下基础。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用浙江大学出版社2004年1月第八次印刷出版的、由陈钰清和王静环主编的（新世纪高等院校精品教材）《激光原理》一书，作为本课程的中文主教材，同时将选用一本合适的英文原版教材，实施双语教学。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、周炳琨等，《激光原理》 第四版，国防工业出版社，2000
2、沈柯，《激光原理教程》 北京工业出版社，1986
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 激光器基本原理
本章主要讲授光子的性质、光波模式、光子态、相格、光子相干性，光的受激辐射基本概念；光的受激辐射放大；光的自激振荡；激光的特性。重点：了解光波模式、光子态、相格对应同一概念，理解光的受激辐射概念。弄清光的自激振荡的建立过程，激光器的三个主要组成部分，记住常见激光器的输出波长及激光的主要特性。难点：光的相干性。
爱因斯坦在光量子理论的基础上，考虑了光和物质相互作用的模型(原子的两个能级)，引入了两个重要概念，同样得出了普朗克公式。原子受激辐射的光与外来的引起受激辐射的光有相同的频率、位相、偏振及传播方向。通过受激辐射，可以实现同态光子数放大从而得到光子简并度极高的相干光。激光器发光，正是利用受激辐射的上述特点。当光与物质相互作用时，自发辐射、受激辐射和受激吸收这三个过程是同时出现的，如何实现大量原子的受激辐射产生激光? 激光产生的三个前提条件：有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子(原子、分子或离子)有适合于产生受激辐射的能级结构；有外界激励源，使激光上下能级之间产生集居数反转；有激光谐振腔，使受激辐射的光能够在谐振腔内维持振荡。光的自激振荡：光在增益介质内传播放大，总存在各种各样的光损耗，当增益和损耗达到平衡时光强不再增加并达到一个稳定的极限值。只要激光放大器的长度足够大，就可能成为一个自激振荡器，实现稳定运转的激光振荡。实际的激光振荡器是将具有一定长度的光学放大器放置在由两块镀有高反射率的反射镜所构成的光学谐振腔内。
第二章 光学谐振腔
本章主要讲授光学谐振腔的构成和作用；光学谐振腔的模式；光学谐振腔的几何分析方法和衍射理论分析方法；平行平面腔模的迭代解法；稳定球面镜共焦腔；一般稳定球面腔及等价共焦腔；非稳定谐振腔。重点：学会写一些光学系统的传播矩阵；能判断一个腔是否稳定；掌握实现多纵模、单纵模振荡的方法；选择单模的方法如FP法、复合腔法、并能给出相应的模间距；弄清开腔模建立过程。难点：孔阑传输线概念。
一、光学谐振腔的构成
最简单的光学谐振腔是在激活介质两端恰当地放置两个镀有高反射率的反射镜构成。常用的基本概念：
光轴：光学谐振腔中间垂直与镜面的轴线
孔径：光学谐振腔中起着限制光束大小、形状的元件，大多数情况下，孔径是激活物质的两个端面，但一些激光器中会另外放置元件以限制光束为理想的形状。
二、光学谐振腔的种类
n 谐振腔的开放程度，闭腔、开腔、气体波导腔
n 开放式光学谐振腔(开腔)通常可以分为稳定腔、非稳定腔
n 反射镜形状，球面腔与非球面腔，端面反射腔与分布反馈腔
n 反射镜的多少，两镜腔与多镜腔，简单腔与复合腔
三、光学谐振腔的作用
提供光学正反馈作用 ：使得振荡光束在腔内行进一次时，除了由腔内损耗和通过反射镜输出激光束等因素引起的光束能量减少外，还能保证有足够能量的光束在腔内多次往返经受激活介质的受激辐射放大而维持继续振荡。影响谐振腔的光学反馈作用的两个因素：组成腔的两个反射镜面的反射率；反射镜的几何形状以及它们之间的组合方式。
产生对振荡光束的控制作用：有效地控制腔内实际振荡的模式数目，获得单色性好、方向性强的相干光，可以直接控制激光束的横向分布特性、光斑大小、谐振频率及光束发散角，可以控制腔内光束的损耗，在增益一定的情况下能控制激光束的输出功率。
四、光学谐振腔的模式(波型)
1、纵模-纵向的稳定场分布，激光器中出现的纵模数有两个因素决定，工作原子自发辐射的荧光线宽越大，可能出现的纵模数越多；激光器腔长越大，相邻纵模的频率间隔越小，同样的荧光谱线线宽内可以容纳的纵模数越多。
2、横模-横向X-Y面内的稳定场分布。横模(自再现模): 在腔反射镜面上经过一次往返传播后能“自再现”的稳定场分布。
3、激光模式的测量方法。横模的测量方法：在光路中放置一个光屏；拍照；小孔或刀口扫描方法获得激光束的强度分布，确定激光横模的分布形状。纵模的测量方法：法卜里－珀洛F-P扫描干涉仪测量，实验中利用球面扫描干涉仪
五、平行平面腔Fox-Li数值迭代法
平行平面腔的优点是：光束方向性好，模体积大，容易获得单模模 振荡，缺点是：谐振腔调整精度要求高，衍射损耗和几何损耗都比较大，其稳定性介于稳定腔与非稳定腔之间.不适用于小增益器件，在中等以上功率的激光器中仍普遍应用。
谐振腔的迭代解法的思路：
（1）假设在某一镜面上存在一个初始场分布 ，将它代入迭代公式，计算在腔内经第一次渡越而在第二个镜面上生成的场（2）利用(1)所得到的代入迭代公式，计算在腔内经第二次渡越而在第一个镜上生成的场；(3)如此反复运算多次后，观察是否形成稳态场分布。
对称矩形(方形镜)平行平面镜腔是指谐振腔镜面是平行的，并且在垂直与光轴方向上的尺度有限。条形镜平行平面腔是指镜面在某一方向上的尺度有限，而另一方向上的尺度是无限的。分析对称矩形、条形镜平行平面腔、圆形镜平行平面腔、平行平面腔的迭代解法。
六、共焦腔与平行平面腔之不同
镜面上基模场的分布：平行平面腔基模分布在整个镜面上，呈偶对称性分布，镜面中心处振幅最大，向镜边缘振幅逐渐降低；共焦腔基模在镜面上的分布在厄米-高斯近似下，与镜的横向几何尺寸无关，仅由腔长决定；一般共焦腔模集中在镜面中心附近；2 相位分布平行平面腔的反射镜不是等相面；而共焦腔的反射镜为等相面3 单程损耗平行平面腔衍射损耗远高于共焦腔的衍射损耗4 单程相移与谐振频率平行平面腔中横模阶次m、n的变化引起的频率改变远远小于纵模阶次q的改变对谐振频率的改变；在共焦腔中， m、n的变化或q的改变对谐振频率的影响具有相同的数量级。
七、圆形镜对称共焦腔镜面模的振幅和相位分布
基模在镜面上的振幅分布是高斯型的，整个镜面上没有节线在镜面中心处（r=0） 处，振幅最大。基模在镜面上的光斑半径(当基模振幅下降到中心值的1/e处与镜面中心的距离)：对于高阶模，在沿辐角方向有节线，数目为p；沿半径方向有节圆，节圆数为l；p、l增加，模的光斑半径增大，并且光斑半径随着l的增大比随着 p增大来的更快；高阶模的光斑半径：振幅降低至最外面的极大值的1/e处的点与镜面中心的距离；圆形共焦镜面本身也是等相位面。
八、一般稳定球面镜腔
一般球面镜腔：由两个曲率半径不同的球面镜按照任意间距组成的腔。
一般稳定球面镜腔的模式理论：可以从光腔的衍射积分方程出发严格建立，以共焦腔的模式理论为基础，等价共焦腔的方法。
一般稳定球面腔与共焦腔的等价性：根据共焦腔模式理论，任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价；而任何一个稳定球面镜腔唯一地等价于一个共焦腔。一般稳定球面腔与共焦腔的等价性:指它们具有相同的行波场。
九、非稳定谐振腔
非稳定腔的优点：1.大的可控模体积，通过扩大反射镜的尺寸，扩大模的横向尺寸；2.可控的衍射耦合输出，输出耦合率与腔的几何参数g有关；3.容易鉴别和控制横模；4.易于得到单端输出和准直的平行光束。非稳定腔的缺点：1.输出光束截面呈环状；2.光束强度分布是不均匀的，显示出某种衍射环。
十、选模技术
激光的优点在于它具有良好的单色性、方向性和相干性。理想的激光器输出光束应该只有一个模式，但是对于实际的激光器，如果不采取模式选择，它们的工作状态往往是多模的。含有高阶模式横模的激光束光强分布不均匀，光束发散角大。含有多纵模及多横模的激光器单色性及相干性差。在激光准直、激光加工、非线性光学、激光远程测距等领域都需要基横模激光束。在精密干涉测量，光通讯及大面积全息照相等应用中更要求激光是单横模和单纵模光束。因此，设计和改进激光器的谐振腔以获得单模输出是一个重要课题。
横模的选择：在稳定腔中，基模的衍射损耗最小，随着横模阶次的增高，衍射损耗将迅速增加。谐振腔中不同的横模具有不同的衍射损耗是横模选择的物理基础。为了提高模式的鉴别能力，应该尽量增大高阶模式和基模的衍射损耗比，同时，还应该尽量增大衍射损耗在总损耗中占有的比例；衍射损耗的大小及模鉴别能力的值与谐振腔的腔型及菲涅耳系数有关。
纵模的选择：一般的谐振腔中，不同的纵模具有相同的损耗，因而进行模式鉴别和选择时应可以利用不同纵模的不同增益。同时，也可以引入人为的损耗差。腔内插入F-P标准具法：调整F-P标准具的参数，使得在增益线宽 范围内，只有一个透射峰，同时在一个透射峰谱线宽度范围内只有一个模式起振，则可以实现单纵模工作 。即选模条件为：1.选择合适的标准具光学长度，使标准具的自由光谱范围与激光器的增益线宽相当。使在增益线宽内，避免存在两个或多个标准具的透过峰。2.选择合适的标准具界面反射率，使得被选纵模的相邻纵模由于透过率低，损耗大而被抑制。
第三章 高斯光束
本章主要讲授高斯光束的基本性质及特征参数；高斯光束q参数的变换规律；高斯光束的自再现变换；高斯光束的匹配和准直。重点：了解高斯光束是一种曲率中心不断变化的球面波；给出光学系统及q参量，能求出q（E）；掌握高斯光束聚焦准直的技术；已知一球面腔能求出其中能够存在的特定高斯光束；掌握将一个稳定腔产生的高斯模与另一个稳定腔的高斯模匹配的方法。难点：高斯光束的自再现变换与稳定球面腔的关系。
对于任意的非稳定腔，我们可以通过研究与其对应的共焦腔的特征模来研究它的模的性质。由于共焦腔的行波场是高斯光束，因此，高斯光束的性质对于稳定腔的行波场具有代表意义，因此我们来单独讨论高斯光束的主要性质。
高斯光束的基本性质：
1、高斯光束在其轴线附近可看作是一种非均匀高斯球面波。
2、在其传播过程中曲率中心不断改变。
3.其振幅在横截面内为一高斯光束。
4.强度集中在轴线及其附近5.等相位面保持球面。
高斯光束的匹配：若使一个稳定腔所产生的高斯光束与另一个稳定腔产生的高斯相匹配，需在合适的位置放置一个焦距适当的透镜，使两束高斯光束互为物象共轭光束。该透镜称为模匹配透镜。
高斯光束的准直－单透镜准直和高斯光束的准直－望远镜准直：若先用一个短焦距的透镜将高斯光束聚焦，以便获得一个极小的腰斑，然后再用一个长焦距透镜来改善其方向性，就可以得到很好的准直效果。
第四章 光场和物质相互作用
本章主要讲授光场和物质相互作用的经典理论简介；谱线加宽和线型函数；激光器速率方程理论。重点：掌握经典理论、半经典理论、全量子理论及速率方程的适用对象：能求解谐振子受迫振动的二阶微分方程，各种加宽机制、均匀加宽、非均匀加宽的区别，固体激光器的均匀加宽的主要机制；能求出加宽宽度。难点：三能级和四能级的速率方程的灵活运用。
光频电磁场与激光工作物质的相互作用是形成激光的物理基础1.经典理论：将构成物质的原子系统和电磁场均做经典处理。光场服从麦克斯韦运动规律，原子服从经典力学运动规律的电偶极振子，该理论成功地解释了物质对光的吸收和色散作用，定性地说明了物质的自发辐射及其谱线宽，对解释光和物质相互作用中的某些物理现象有一定帮助，并对解释光和物质的非共振相互作用也 起一定作用。2.半经典理论：用麦克斯韦方程组描述光频电磁场，应用量子力学理论描述物质原子。1964年，兰姆应用该理论建立了激光器理论，很好地揭示激光器中大部分的物理现象，如：强度特性、增益饱和效应、多模耦合与竞争效应，激光振荡的频率牵引与推斥效应等。其缺点是数学处理过于复杂。3.量子理论：应用量子电动力学的处理方法，对物质原子系统和光频电磁场都作量子化处理，将两者作为统一的物理体系加以研究。需严格地确定激光的相干性和噪声以及线宽极限。4.速率方程理论：量子理论的简化形式。出发点是研究光子（量子化的辐射场）与物质原子的相互作用。它不涉及光与物质相互作用的力学过程，而是基于爱因斯坦的维象理论，建立起原子在各能级上的集居数密度在与光场相互作用过程中的变换速率方程，以及光场的光子数变化速率方程，用速率方程讨论激光器的特性。理论形式简单，可以给出激光的强度特性，并粗略地解释模式竞争、线宽极限等物理现象，但无法揭示光的色散以及由此引起的频率牵引等现象。我们将重点介绍经典理论和速率方程理论。
一、光场与物质相互作用的经典模型
1、单电子被与位移成正比的弹性恢复力束缚在平衡位置附件作一维振动
2、原子中的电子与原子核构成了一电偶极子。在外场作用下，发生共振线性极化
3、忽略磁场对电子振子的影响。假定光电场的振动方向与振子振动方向相同的单色平面线偏振光。
4、被极化了的物质对入射光场产生反作用，它可以使光场的振幅、频率和相位等发生变化。在光场与物质相互作用的共振线性极化经典模型下，得到：物质的吸收谱线为洛仑兹线型，为原子自发辐射的谱线宽度。介质的折射率在原子辐射的固有频率附近随入射光波的频率发生反常的急剧变化，称为反常色散现象。对于实际的介质，光场与介质原子的相互作用以及极化作用的情况要复杂得多，需要对极化强度和运动方程进行修正。基质材料的非共振线性极化强度需要考虑在电感应强度的公式中。
二、光谱线加宽
谱线加宽：自发辐射分布在中心频率附近一个很小范围内，这种现象称为谱线加宽。
线型函数一般关于中心频率对称，且在中心频率处有最大值。一般定义线型函数的半极值点所对于的频率全宽度为光谱线宽度。光谱线的加宽机制和类型：均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个发光粒子都是等同的。由于均匀加宽对每个原子的辐射的影响是相同的，因此在均匀加宽的影响下，每个原子都具有相同的辐射特性，即每个原子都以整个线型函数的形式辐射光子 。如：自然加宽、 寿命加宽、压力加宽、热声子加宽。非均匀加宽：由于某种物理因素的影响，使得发光原子有不同的表观中心频率，使总的辐射谱线加宽。如：多普勒加宽、晶格缺陷加宽。均匀加宽和非均匀加宽的本质差别：1.从谱线加宽角度看：对均匀加宽，每个粒子的自发辐射具有完全相同的线型函数、线宽、中心频率。对非均匀加宽，介质中的发光粒子可以分类，可探测到不同的中心频率。
2.对均匀加宽，整个介质的线型和线宽与单个粒子相同，对非均匀加宽，某个离子的线型和线宽不等于整个介质的谱线加宽和线宽。3.对均匀加宽，不能把介质线型函数上的某一特定频率与介质中某类离子建立联系和对应关系。对非均匀加宽，某类发光粒子仅对光谱线范围内某一特定频率有贡献，对其他频率无贡献。4.当某一频率的准单色光与介质相互作用，对均匀加宽，入射光场与所有的粒子发生完全相同的共振相互作用，所有粒子具有相同的受激跃迁几率和极化强度。对非均匀加宽，只有表观中心频率与入射光场频率相应的某类粒子凡是相互作用，不同粒子的极化情况也不同。
三、气体、固体和液体激光介质的谱线加宽
气体介质中的均匀加宽机制主要是：自然加宽、寿命加宽、碰撞加宽。固体和液体激光介质的谱线加宽特点：高温下，低离子浓度掺杂的晶体激光介质主要呈现由热声子加宽所决定的强均匀加宽特性，其线型函数近似由洛仑兹函数表示。低温下，高浓度掺杂的晶体激光介质主要呈现由晶体随机无规则局部缺陷所决定的非均匀加宽特性，其线型函数可由高斯函数表示，其线宽一般较窄。离子掺杂玻璃基质的光谱加宽出现出强非均匀加宽特性，其线宽通常较宽。液体介质的谱线加宽通常呈现强均匀加宽特性。
四、光场与物质相互作用的速率方程描述
速率方程理论：量子理论的简化形式。出发点是研究光子（量子化的辐射场）与物质原子的相互作用。它不涉及光与物质相互作用的力学过程，而是基于爱因斯坦的维象理论，建立起原子在各能级上的集居数密度在与光场相互作用过程中的变换速率方程，以及光场的光子数变化速率方程，用速率方程讨论激光器的特性。理论形式简单，可以给出激光的强度特性，并粗略地解释模式竞争、线宽极限等物理现象，但无法揭示光的色散以及由此引起的频率牵引等现象。讨论三能级和四能级介质模型与单模光场相互作用的速率方程。
第五章 激光器的培益与工作特性
本章主要讲授激光泵浦和集居数密度反转；激活介质的稳态增益放大；激光器振荡原理。重点：熟悉均匀加宽饱和的特点；熟悉非均匀加宽饱和的特点；理解均匀加宽与非均匀加宽激光的模振荡过程；能够计算腔内光强和输出功率；最佳透过率；兰姆凹陷产生的机理；会计算激光的极限线宽；频率牵引产生的机制并计算牵移量。难点：非均匀加宽激光器的频率烧孔效应。
稳态激光泵浦与集居数反转－－－－四能级激光系统泵浦分析：将四能级激光系统的速率方程的进一步简化。微分方程组变成代数方程组，理想的四能级激光系统的原子集居数密度反转，随泵浦几率增大近似呈线性关系增大，激光器的泵浦效率仅依赖于泵浦脉宽与激光上能级平均寿命之比。
瞬态激光泵浦特性－－－三能级激光系统分析。
激活介质的稳态增益放大————受激跃迁截面：介质原子给定跃迁的受激发射截面与吸收截面间的关系，受激发射截面与受激发射几率和光强间的关系。增益系数：如果工作物质对于跃迁频率为ν的能级间形成了布局数反转，则若有频率为ν，光强为I0的准单色光入射，则由于受激辐射，在传播过程中光强将不断增加。
四能级激活介质的稳态增益：对均匀加宽的四能级系统，受激跃迁的发射截面与介质给定跃迁的谱线线型函数有关，对应跃迁中心频率具有最大值，相应的饱和光强取最小值。随着介质中光强的增大，原子集居数密度减小，即所谓的原子集居数反转饱和效应。均匀加宽四能级系统激活介质的稳态增益特性：1.稳态增益系数正比于集居数密度反转和受激发射截面。2.激活介质的增益系数与入射光场的光强和频率有关系。激活介质小信号增益曲线的形状完全取决于相应跃迁谱线的线型函数.3. 增益饱和程度与入射光的频率有关。4. 工作物质在强光(饱和信号)的照射下，同时还有一频率的小信号光(探测信号)入射时，工作物质对这一小信号光的增益情况。在均匀加宽谱线的情况下，由于每个粒子对谱线不同的频率处都有贡献，所以当某一频率的受激辐射消耗了激发态的粒子时，也就减少了对其它频率信号的增益起作用的粒子数，其结果是增益曲线在整个谱线上均匀的下降。
第六章 激光过程动力学
本章主要讲授激光振荡的建立；激光尖峰和驰豫振荡；激光器调Q原理和锁模技术；激光器半经典理论概述。重点：计算三、四能级激光的阀值泵浦能量及功率，输出能量及功率；能阐述尖峰脉冲产生机理：清楚理解调Q原理，调Q的几种重要技术，能计算Q脉冲宽度，脉冲峰值功率；了解锁模原理、锁模条件、锁模脉冲宽度及脉冲周期、了解主、被动锁模技术。难点：理解锁模技术。
脉冲激光器的尖峰振荡效应: 驰豫振荡, 一般固体激光器输出的并不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度很小的短脉冲序列，即所谓“尖锋”序列。激励越强，脉冲之间的时间间隔越小。上述现象称为驰豫振荡或尖锋振荡。缺点：1 增大输入能量时，尖峰脉冲数目增加，不能有效地提高峰值功率水平2 激光输出的时间特性很差。为得到高峰值功率和较窄的单个脉冲，采用调Q技术
激光器调Q技术原理：在泵浦开始激励时，使光腔具有高损耗值，使高能级上的粒子积累到较高的水平，即：使反 转粒子数密度达到一定的值；在适当的时刻，使腔的损耗突 然降低，阈值随之突然下降， 此时反转粒子数密度大大超过阈值，受激辐射迅速增加；在极短的时间内，输出强的激光巨脉冲输出。
调Q技术关键：动态损耗：Q 开关处于关闭状态时，谐振腔应具有最大的损耗，以保证Q 开关打开之前没有激光产生；插入损耗：Q 开关处于打开状态时，由开关本身引起的损耗应最小，一般会引入反射及散射损耗；开关时间，Q 开关应有优异的开、关转换性能，快的开关时间， 将产生窄而且高功率峰值的脉冲；慢的开关时间会使所存储的能量在开关完全打开之间迅速衰竭；同步性能， Q 开关应能够精确地控制，以与外界信号保持同步。
实现Q开关的方法：机械调Q技术、转镜调Q技术、电光调Q技术、声光调Q技术、染料调Q技术。
锁模技术的基本原理：经过特殊的调制技术，使各振荡模式的频率间隔保持一定， 并具有确定的相位关系，则激光器将输出一列时间间隔一定的超短脉冲，这种技术称为锁模技术。
实现锁模的方法：主动锁模（振幅调制锁模和位相调制锁模）、被动锁模、同步泵浦锁模、注入锁模、对撞锁模。
第四部分：教学方案简要说明
《激光原理与技术》课程的教学，安排在大三的下学期。课程总学时：48，其中理论课38学时，实验课10学时，学分：3.0。因本课程理论性强，数学推导多，故将注重概念和原理深入浅出的讲解，并理清知识间的联系。同时，在课前或课后布置一些对理解概念和原理有帮助的实质性的问题作为作业，适当增加例题的讲解。因课程公式繁琐和冗长的数学推导，将采用电子教案，以便在保证知识点讲授完整，扩大学生知识面的同时，可有较为充裕的时间用于阐述概念和原理的物理意义，有助于学生对知识点的把握和理解。实验课程部分学生必须做的5个实验全部是综合性实验。同时，在教学中进行双语教学的尝试。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程的每一章将布置两次作业，以基本概念和原理的理解为主要内容。本课程的期末考试方式为开卷考试。
本课程总评成绩由期末考试和平时作业成绩两部分构成，采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%，平时成绩占总评成绩的30%。
3、邹英华等，激光物理学，北京大学出版社，1991。
4、伍长征等，激光物理学，复旦大学出版社，1989。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
光纤通信已成为现代通信的支柱，“信息高速公路”的骨干，电信网的光纤化已是大势所趋，光纤通信在当今世界上得到了广泛的应用，光纤通信作为一种新技术、新发展，正在不断推动人类社会的文明进步和发展。
本课程是为物理与光电信息学院光信息科学与技术专业本科生设立的专业必修课程，同时也是电子与信息技术相关专业的一门专业课，旨在介绍光纤通信的基本原理和系统，使学生对光纤、光纤传输及光纤通信系统中所涉及的基本原理以及光纤通信系统中各部分的基本概念有一个基本的认识，对光纤通信这一在当今信息领域内高速发展并起着关键作用的技术有一较好的了解，为今后的工作和深造打下一个良好的基础。
具有大学物理、高等数学和电磁场理论均可修读本课程。
课程内容与基本要求：通过本课程的学习，要求学生掌握光导纤维的基本传输原理和主要特性；掌握半导体激光器、半导体光探测器的基本工作原理和主要特性；掌握光端机的基本组成和原理；掌握光纤通信系统和光纤通信网的构成及工作原理；了解现代新的光纤通信技术。
教学要求：
1、 掌握光纤通信系统的基本组成；
2、 掌握光纤和光缆的结构和类型，光纤的传输原理和特性，光纤特性的测量；
3、 掌握光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质；
4、 掌握光端机的组成和特性；数字光纤通信系统(PDH和SDH)；
5、 了解模拟光纤通信系统，包括副载波复用光纤通信系统；光纤通信的若干新技术，如光纤放大器、光波分复用技术、光交换技术、光孤子通信、相干光纤通信、光时分复用技术等；
6、 了解光纤通信网络，包括单波长的SDH传送网，多波长的WDM全光网和光接入网。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
拟选用教材：刘增基，《光纤通信》，西安电子科技大学出版社，2002年再版。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、光纤通信原理与系统(第3版) ，张明德，孙小菡著，东南大学出版社，2003年9月出版
2、顾畹仪，《光纤通信系统》，北京邮电大学出版社，1999年
3、黄章勇，《光纤通信用光电子器件和组件》，北京邮电大学出版社，2001年
4、谭杨林主编，《光纤通信系统》，湖南大学出版社，2000年
5、杨祥林, 《光纤通信系统》，国防工业出版社.2000.
6、Fiber-Optic Communication Systems, 3rd Edition, Govind P. Agrawal, Wiley-Interscience, June 2002
7、Nonliear Fiber Optics, 3rd Edition, Govind P. Agrawal, Academic Press, 2001
Applications of Nonlinear Fiber Optics, Govind P. Agrawal, Academic Press, 2001
8、李玲, 黄永清，《光纤通信基础》，国防工业出版社，1999年版
9、邓大鹏等编著，《光纤通信原理》，人民邮电出版社，2003年8月出版
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 概论
1 光纤通信发展的历史和现状
了解光纤通信的发展历史、现状和发展趋势。
2 光纤通信的优点和应用
了解光通信与电通信的异同以及通信的优势，光纤在各类数据传输系统中的应用。
3 光纤通信系统的基本组成光纤通信系统的结构组成与发展。
了解信号的发射与接收过程，了解基本光纤传输系统的三个组成部分，掌握各部分的左右，了解数字通信系统和模拟通信系统的优缺点。
第二章 光纤和光缆
掌握光纤及其工作特性:光纤的传光原理,光纤波导模式,光纤的损耗特性和色散特性,光纤的特性参数。
1、光纤结构和类型
掌握光纤的结构，了解光纤的分类。
2、光纤传输原理
阶跃光纤的射线理论分析和波动理论分析：相对折射率差；子午射线的导光分析；数值孔径NA；标量解的场方程和特征方程；传输常数β；标量模及其特性；导波传输条件；导模、辐射模和漏模及截止、远离截止的概念。
渐变光纤的射线理论分析及标量近似解法：子午射线的轨迹方程；子午射线的自聚焦——渐变光纤最佳折射率分布；传输常数β的解析表示式；单模条件和截止波长；模场半径；光纤的双折射效应。
3、光纤传输特性
光纤的色散特性：色散的概念及其表示方法；光纤的材料色散、波导色散和模式色散；色散对信号传输的影响；色散与带宽的关系；脉冲展宽；损耗和色散对传输性能的影响；偏振模色散。
光纤的损耗特性：光纤产生损耗的原因；实用光纤的损耗谱；光纤的三个低损窗口；ITU-T光纤特性标准。
4、光缆
光缆的结构和类型；光缆的机械特性和环境特性。
5、光纤特性测量方法
光纤损耗测量、带宽测量、色散测量、截止波长测量。
第三章 通信用光器件
1、光源和光发射机
半导体激光器的工作原理：受激辐射和粒子反转分布；PN结的能带和电子分布；激光振荡和光学谐振腔及光的放大作用；激光器的损耗和阈值条件。
半导体激光器的结构及其特性：发射波长和光谱特性；激光束的空间分布；转换效率和输出光功率特性；频率特性；温度特性。
分布反馈激光器和发光二极管（LED）的工作特性。
半导体光源一般性能和应用。
2、光检测器
半导体的光电效应；PIN和APD的结构及其工作原理；光电检测器的特性：响应度，量子效率，响应时间，暗电流，雪崩倍增因子；光电检测器噪声；光电二极管的一般性能和应用。
3、光无源器件
光纤连接器和接头；光耦合器的类型、基本结构和主要特性参数；光隔离器和光环形器；光调制器；光开关。
第四章 光端机
1、光发射机
光发射机的基本组成及调制特性；数字信号的调制电路及自动功率控制；激光器的温度特性和自动温度控制。
2、光接收机
数字光纤通信接收机的基本组成及各部分功能；光接收机的噪声分析；数字光接收机的误码率及灵敏度计算；自动增益控制和动态范围。
3、线路编码
数字光纤通信系统的常用线路码型；扰码、mBnB码、插入码的编码原理和编译码器；数字光纤通信系统中选择码型时应考虑的因素。
第五章 数字光纤通信系统
1、两种传输体制
准同步数字系列（PDH）的基本概念和准同步数字系统存在的问题；同步数字系列SDH 传输网的概念、特点、帧结构、复用原理、数字交叉连接设备以及SDH的应用。
2、系统的性能指标
ITU-T数字传输参考模型；光纤通信系统的主要性能指标：误码率（数字机）、抖动、信噪比（模拟机）；系统的可靠性表示方法及指标。
3、系统的设计
损耗、色散对中继距离的影响；中继距离与传输速率的关系。
第六章 模拟光纤通信系统
模拟光纤通信系统：光纤通信中的复用系统：波分复用，频分复用，时分复用，空分复用，副载波复用系统；
1、调制方式
模拟基带直接光强调制、模拟间接光强调制、频分复用光强调制的基本概念及各自特点。
2、模拟基带直接光强调制光纤传输系统
评价模拟信号直接光强调制系统传输质量的主要特性参数：信噪比（SNR）和信号失真；模拟信号直接光强调制系统对光发射机和光接收机的基本要求；模拟信号直接光强调制系统性能参数、光纤损耗对传输距离的限制、系统对光纤带宽的要求。
3、副载波复用光纤传输系统
评价副载波复用模拟光纤传输系统传输质量的主要特性参数：：载噪比（CNR）和信号失真；副载波复用模拟光纤传输系统对光发射机和光接收机的基本要求；光链路性能。
第七章 光纤通信新技术
1、光纤放大器
光纤放大器的种类；掺铒光纤放大器的工作原理；掺铒光纤放大器的构成和特性；掺铒光纤放大器的优点及其在光纤通信系统中的应用。
2、光波分复用技术
光波分复用（WDM）的原理；WDM系统的基本结结构；WDM技术的主要特点；光滤波器与光波分复用器；常见波长选择技术及其在WDM系统中的应用：光栅，布喇格光栅，光纤光栅，法布里－珀罗滤波器，多层介质膜滤波器，马赫－曾德尔干涉仪，阵列波导光栅，声光可调谐滤波器。
3、光交换技术
三种主要的光交换技术：空分光交换技术、时分光交换技术和波分光交换技术的基本原理。
4、光孤子通信
光纤的非线性效应和色散效应对脉冲展宽和传输速率的影响；光孤子形成的原理；光孤子通信系统的构成和性能。
5、相干光纤通信
相干检测原理；相干检测技术中的调制方式；相干光通信系统光接收机的性能评价参数；相干光通信系统的优点和关键技术。
6、光时分复用技术
光时分复用技术（OTDM）的基本概念和待解决的关键技术。
7、波长变换技术
WDM网络中使用波长变换的原因；波长变换的两种基本方法：光/电/光方法和全光方法。
第八章 光纤通信网络
1、通信网的发展趋势
了解通信网络的发展趋势：数字化、综合化、宽带化。
2、SDH传送网
S D H传送网的功能结构；S D H网的物理拓扑；自愈网
3、WDM光网络
光传送网的分层结构；光分插复用器；光交叉连接器；WDM光网络示例
4、光接入网
光接入网的基本概念；无源光网络结构；多址技术；ATM无源光网络；有源光网络；光纤同轴电缆混合网。
第四部分：教学方案简要说明
《光纤通信》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周3学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。教学环节包括课堂讲授、学生自学、试验、习题答疑、期末考试，主要采用课堂讲授，结合多媒体技术手段辅助教学。对于学生必备的基础理论部分，如光纤传输原理等，坚持严格把关，奠定坚实基础；对于与现代科技研究紧密相关的部分，教学时适当结合最新科技应用实例讲解，激发学生的学习积极性。教学中穿插介绍科研动态、名人录、新兴方向等等，鼓励学生在课程学习过程中进行科研技能积累，拉近学生与现代科技前沿的距离。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程重视平时的复习与作业，鼓励学生阅读学术杂志后写读书报告并安排课堂谈论发言。
课程采用考试与平时考查相结合的考核办法。其中考试为期末的课程考试，全面考查学生对光纤通信的基本概念、基本理论、基本技能、基本方法和基本应用掌握的程度。方式为闭卷考试，题目类型：（1）单项选择题；（2）填空题；（3）概念或词语解释 ；（4）回答问题；（5）计算与分析题。考试以百分制，60以上为及格，90以上为优秀。一般及格率控制在95％左右，优秀率控制在5％左右。平时考查部分包括课堂提问及回答、课堂讨论记录、平时作业成绩的综合评分。
课程总成绩＝考试成绩×70％＋平时成绩×30％。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《光电子检测技术》课程，是光信息科学与技术本科专业的必修课程。光电子学是光子学与电子学相结合形成的新学科，在此基础上形成一系列应用技术—光电子技术。光电子技术集先进性、实用性于一体，在信息技术、能量科学领域起着极其重要的作用。
《光电子检测技术》课程目标是通过课堂教学和实践环节使学生掌握光电子学的基本知识和实用技术，能够正确地选择和应用光电子器件，具有运用光电子技术解决实际问题的能力。使学生具备光信息科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉光学、电子学和计算机技术，了解光信息科学与技术的理论前沿、应用前景、最新发展动态及信息产业发展状况，能在应用光学、光电子学、光子学和光通信及相关领域中从事研究、教学、产品设计、生产技术或管理工作。
《光电子检测技术》课程是应用基础性学科，在内容上本课程较系统地介绍了光束的调制和扫描、光辐射的探测技术、光电成像系统、显示技术和光电信号处理方法，以及光电子学的应用及其发展。主要专业课程包括：高等数学、普通物理、激光原理与技术、光纤通信原理与技术、信息光学、固体光学性质、应用非线性光学、数字信号处理、微机原理及应用、计算机网络、光学测量等。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用电子工业出版社2002年5月出版的，由安毓英、刘继芳等主编的（高等学校电子信息科技专业教材）《光电子技术》一书，作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
缭家鼎等主编：《光电技术》，浙江大学出版社，1995年版
江月松主编：《光电技术与实验》，北京理工大学出版社，2000年版
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 光束的调制和扫描
本章主要学习光束的调制和扫描的基本原理，其中包括电光调制、声光调制、磁光调制、直接调制、光束扫描技术和空间光调制器。学生在学完本章后，应当能够：了解光束调制的基本原理，掌握光束调制的性质分类；了解电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的工作原理；掌握光束扫描技术。
一、光调制的原理及其分类
调制的目的是对所需处理的信号或被传输的信号做某些形式的变换，使之便于处理、传输和检测。调制是光电系统中的一个重要环节。目前用得较多的是电光调制、声光调制等调制方法。
调制的含义和方法。调制就是使载波的某一参量按欲传输信号规律变化的过程。不仅可以使光信号携带信息，从而具有与背景辐射不同的特征，便于抑制背景光的干扰，而且可以抑制系统中各环节的固有噪声和外部电磁场的干扰，因此采用调制的光电系统在信号的传输和探测过程中，具有更高的探测能力。传统的调制方法是用调制盘对光辐射（能量）进行调制。现代光辐射的调制是利用外（电、声、磁）场的微扰引起介质的非线性极化，从而改变了介质的光学性质，在外场下利用光和介质的相互作用实现对光辐射频率、相位等参数的调制。
二、扫描的分类及其基本原理
光束扫描技术是激光应用的基本技术之一。机械扫描技术是目前最成熟的一种扫描方法，即利用反射镜或棱镜等光学元件的旋转或振动实现光束扫描。电光扫描是利用电光效应来改变光束在空间的传播方向。声光扫描器的结构与布拉格声光调制器基本相同，但是扫描器是通过改变声波频率来改变衍射光的方向，使之发生偏转。
第二章 光辐射的探测技术
本章主要讨论有关光电探测方面的一些基础知识和基本理论。内容涉及有：光电探测器的物理效应、光电转换定律、性能参量、噪声、外接回路设计、使用特点等。通过这些知识的学习，建立起关于光电探测的基本物理观念。
一、光电探测器的物理效应
在光电子学技术领域，光电探测器有它特有的含义。凡是能把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量的器件，都叫做光电探测器。了解光辐射对光电探测器产生的物理效应是了解光探测器工作的基础。
光电探测器的物理效应通常分为两大类：光子效应和光热效应。每一大类又可分为若干细目。所谓光子效应，是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。光热效应与光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。
二、光电探测器的性能参数
光电探测器和其他器件一样，有一套根据实际需要而制定的特性参数，依据这套参数，人们就可以评价探测器性能的优劣，比较不同探测器之间的差异，从而达到根据需要合理选择和正确使用光电探测器的目的。显然，了解各种性能参数的物理意义是十分重要的。
表征光电探测器的基本性能参数有量子效率η，响应度R，灵敏度S，噪声等效功率NEP，探测度D，光谱响应和频率响应等。
三、光电探测器分类
光电探测器的分类可以按其工作时所利用的物理效应来划分，也可以根据探测器结构来分，还可以根据探测方式来分。
根据探测器结构形式，可将探测器分为单元探测器和多元探测器，其中的多元探测器已由线阵发展为面阵。
根据探测方式不同可分为直接探测和外差探测。
各种分类中，更多是根据光电探测工作时所依据的各种物理效应来对光电探测器进行分类。包括有光电导探测器，PN结光伏探测器，光热探测器等。典型的光电探测器有硅光电池、光电二极管等。
第三章 光电成像系统
光电成像器件是光电成像系统的核心，新型光电成像器件的不断涌现，推动了光电成像系统的迅速发展，本章主要介绍目前得到广泛应用的红外和微光光电成像系统。
一、固体摄像器件
固体摄像器件的功能是把光学图像转换为电信号，即把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息，转换为按时序串行输出的电信号，而视频信号能再现入射的光辐射图像。固体摄像器件主要有三大类：电荷耦合器件（Charge Coupled Device,即CCD）、互补金属氧化物半导体图像传感器（即CMOS）、电荷注入器件(Charge Injection Device,即CID)。
二、光电成像原理
景物反射外界的照明光经光电成像系统的光学系统在像面上形成与景物对应的图像，置于像面上的具有空间扫描功能的光电摄像器件将二维空间的图像转变成一维时序电信号，再经过放大和视频信号处理后送至显示器，在同步信号参与下显示出与景物对应的图像。
接收系统对景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可分为三种：光机扫描、电子束扫描及固体自扫描。光电成像系统的基本参数为：光学系统的通光口径和焦距、瞬时视场角、观察视场角、帧时和帧速、扫描效率和滞留时间。
三、红外成像光学系统
红外成像光学系统应满足一下几个方面的基本要求：物像共轭位置、成像放大率、一定的成像范围，以及在像平面上有一定的光能量和反映物体细节的能力（即分辨率）。掌握红外成像光学系统的基本原理和常用系统形式。
四、红外成像中的信号处理
红外成像系统为获取景物图像，首先将景物进行空间分辨，然后依次将这些单元空间的景物温度转换成相应的时序视频信号。红外成像中信号处理的基本任务是：形成与景物温度相应的视频信号。其过程包括：前置放大、直流恢复、多路转换、通频带选择、温度信号的线性化、中心温度与温度范围的选择，最后通过计算机处理方法来提高图像质量。
五、红外成像系统的综合特性
对红外成像系统来说，系统性能的综合量度是空间分辨率和温度分辨率。本节讨论用调制传递函数（MTF）描述空间分辨率，用噪声等效温差（NETD）、最小可分辨温差（MRTD）和最小可探测温差（MDTD）描述温度分辨率的理论和方法。
六、微光像增强器件
微光光电成像系统的核心部分是微光像增强器件，传统的微光像增强器件是电真空类型的微光像增强器（增像管），微光CCD摄像器件则是新一代微光像增强器件。微光像增强器件的基本参数包括光电参数、图像传递性能参数和噪声参数等。带电源的像管组件还有自动光亮度控制特性和最大输出光亮度性能。
第四章 显示技术
显示技术是多学科交叉的综合技术，主要有两种方式：阴极射线管、平板显示。阴极射线管是传统的信息显示器件，它显示质量优良，制作和驱动比较简单，有很好的性能价格比，因此半个世纪以来一直在显示领域占有统制地位。同时它也有一些缺点，例如电压高、体积庞大、笨重、不可靠等。在这种情况下平板显示技术应运而生，而且获得了迅速发展。这种显示器厚度较薄看上去就像一块平板。平板显示的种类较多，按显示媒质和工作原理分：有液晶显示（LCD）、等离子体显示（PDP）、电致发光显示（ELD）等。本章介绍几种主要的显示技术。
一、阴极射线管
阴极射线管主要有黑白显像管和彩色显像管。黑白显像管的基本结构包括电子抢、偏转系统、荧光屏和玻壳。其主要用途是在电视机中显示图像，以及在工业设备中用做监视器。彩色显像管利用三基色图像叠加原理实现图像的显示。
二、液晶显示
液晶显示器件是利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下对外照光进行调制而实现显示的。了解液晶的基本知识，例如液晶的特点及分类，液晶的光电特性等。
三、等离子体显示
等离子体显示板是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。了解气体放电的物理基础，单色等离子体显示和彩色等离子体显示的基本结构和工作原理。
四、电致发光显示
电致发光是将电能直接转换成光能的一种物理现象。电致发光按激发过程不同可分为两大类：注入电致发光和高场电致发光。
五、其他显示技术
其他显示技术还有投影显示、真空荧光显示、电致变色显示和电泳显示。
第五章 光电信号处理方法
光电信号作为信息的一种载体，具有信息容量大、易于控制、便于远距离传送、可高速处理等特点，在科学研究、人类生活、生产的各个领域都得到了广泛的应用。在光电探测系统中，探测器输出的电信号通常很微弱，一般仅为微伏数量级，它只有被充分放大和各种处理后才能记录下来，因此，信号放大与处理电路是光电探测系统中的重要组成部分。光电信号处理的主要目的是最大限度地抑制噪声，提取信号携带的有用信息。其信号处理电路从探测器接收到低电平信号，通过放大、限制带宽、分离信息，再送到终端的控制装置或显示器。本章介绍了光电信号处理的几个主要方法。
一、前置放大器
（一）放大器噪声的评价方法与分析
放大器由许多元器件组成，每一个元器件在工作时都是一个噪声源，为了简化噪声分析，提出了一个放大器噪声模型。评价时可以从等效输入噪声，噪声电压源和噪声电流源，噪声系数和噪声匹配入手来进行。分析工作条件和元器件参数对放大器噪声的影响，得出设计性能良好的放大器的途径。通过以场效应管为例，把噪声模型和晶体管电路理论结合起来分析。+
（二） 噪声的测量与低噪声前置放大器的设计
为了知道放大器的噪声性能，了解电路是否达到预期的性能要求，就要实际测量放大器输出的噪声；要确定放大器的模型参量，也要实际测量噪声的大小。实际上，噪声分布在整个系统上，但总的噪声效果会反映到输出端，信噪比是大家最关心的。等效输入噪声的测量基本方法有两种：正弦波法和噪声发生器法。
设计低噪声前置放大器时，主要应考虑耦合网络、反馈电路和偏置电路的噪声影响，并尽可能地实现光电探测器与前置放大器的噪声匹配。本小节简要地介绍有关的各种低噪声条件，然后着重讲述选用低噪声运算放大器作为低噪声前置放大器的方法。
二、光电信号探测系统的频率特性
在光电器件以各种耦合方式和电路器件组成检测电路时，其综合动态特性不仅与光电器件本身有关，而且主要取决于电路的形式和阻容参数，需要进行合理的设计才能充分发挥器件的固有性质，达到预期的动态要求。工程上描述检测通道频率响应的参数是通道的通频带Δf，它是检测电路上限和下限截止频率所包括的频率范围。Δf愈大，信号通过能力愈强。本节以器件等效电路为基础，讨论光电探测电子系统的带宽，介绍检测电路的频率特性。
三、光电信号的采样保持
光电系统的信号有连续的和脉冲的两种，均可采用模拟的或数字的处理方法。其中将连续信号变成数字信号，需要应用采样、保持方法；将脉冲信号变成连续信号，需要应用脉冲展宽方法，它的特殊情况就是脉冲峰值信号的保持。了解光电信号采样的基本原理和采样保持电路工作原理及主要特性。
四、微弱光电信号处理方法
在实际的光电信号探测中，常常遇到的情况是光辐射的信号非常微弱，或是背景噪声或干扰的影响很大。这样就使得通过光电探测器转换后得到的光电信号的信噪比很小，这时，仅有一个低噪声的前放是不够的，还要设法将淹没信号的噪声尽量地减小，以便从噪声中将信号提取出来，这就需要采取一些特殊的从噪声中提取、恢复和增强被测信号的技术措施。常用的弱光电信号处理可分为：锁相放大器、取样积分器和光子计数器。通过对不同处理器的分析，掌握它们的工作原理。
第四部分：教学方案简要说明
《光电子技术》课程的教学，安排在三年级。用一个学期的时间，课时计划是每周2学时到4个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学采用课堂讲授讨论与研究性教学相结合，通过采用多媒体教学（含网络教学）的形式给学生讲授课程内容，激发学生的学习主动性，活跃课题气氛，培养学生的学习热情和兴趣。把科学研究的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。课程教学强调理解与分析，也强调应用和技能。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程重视平时的基础理论教学与课堂表现。虽然每一章都有作业，但大部分由学生自己去思考和练习。自己认为达到目标即可。由教师统一布置的研究性或综合性作业1到2次。在课程进行的后半段，安排课程调研研究性作业一次。
本课程的期末考试方式为闭卷考试（但复杂公式不要求死记硬背）。
闭卷考试题目类型：（1）选择与填空 ；（2）回答问题；（3）计算题；（4）分析设计题。
本课程考试设计主要在于考查学习者理解与掌握光电子技术基本原理与理论的程度以及对光电子技术在现代科技产品中的应用程度的了解；考查学习者分析实例与评价现实问题的能力；考试设计基于教学内容，但又不局限于教学内容，不过，考卷中有75%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。
本课程总评成绩由期末考试和平时研究性学习成果两部分构成，采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%，平时成绩占总评成绩的30%。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《光电信息实验》是一门与光信息专业理论系列课平行开设的的独立课程。通过实验，可以学习和掌握光电信息的基本的实验技能、实验原理和实验方法，熟悉常用光学和电子器件的配置、调整、组合等实验技术，并能对结果进行综合分析和评价，提高用实验方法综合研究光学问题的能力。
实验教学是人才培养的重要环节，并且实验课程所具有的独特的教学内容、教学方式和教学目的是不能用理论思维能力来代替的。本课程要求分以下三个阶段。（1）预习。这是实验前的课前准备阶段。根据实验目的，学习实验指导书中的实验原理和书本有关内容，参考指导书中的实验方法，拟出实验方案，列出实验步骤，画好实验数据的记录表格。（2）实验。首先按照实验方案选取安装与调整仪器及部件，这是实验的关键。实验过程中必须认真观察现象，及时发现问题，解决问题。测试时还需记录原始数据，若有可疑之处须反复测试，发现其规律。（3）撰写实验报告，撰写实验报告也是一种实验能力和科学总结能力的培养。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程拟采用自编讲义。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、谈恒英编：《光信息综合实验》，浙江大学出版社，2003年版。
2、王仕璠编：《现代光学实验教程》。北京邮电大学出版社，2004年版。
第三部分：课程教学内容纲要
二、实验项目内容与学时分配
| 序号 | 实验项目名称 | 实 验 内 容 | 学时 | 实验要求 | 实验类型 | 每组人数 |
| 1 | PSD传感器实验 | 1.测量PSD传感器位移值与输出电压值并分析其关系； 2.学会利用PSD传感器测量微小位移。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 2 | 光纤位移传感器实验 | 1.测量光纤位移传感器输出电压与位移数据，计算灵敏度并分析误差； 2.作光纤位移传感器的位移特性曲线，学会利用光纤位移传感器测量微小位移。 | 3 | 选做 | 验证 | 2人 |
| 3 | 光敏电阻实验 | 1.了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。 | 3 | 选做 | 验证 | 2人 |
| 4 | 彩色编码摄影及光学/数字彩色图像解码实验 | 1.通过彩色编码照相机，加深理解将彩色景物实时地编码记录在黑白编码片上； 2.掌握光学彩色图像解码技术； 3.掌握数字彩色图像解码技术。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 5 | 菲涅耳全息的记录与再现 | 1.通过拍摄漫反射物体的透射全息图，加深对全息照相基本原理的理解； 2.观察透射全息图的重现像，领会并总结全息照相的特点及其与普通照相的本质区别； | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 6 | 像面全息图的记录与再现 | 1.掌握像全息图的记录与重现原理； 2.制作一张像面全息图，在白光下观察其重现像； 3.比较像面全息图与透射全息图的不同之处。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 7 | 一步彩虹全息 | 1.掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法； 2.在像全息图制作基础之上，制作一张一步彩虹全息图，在白光下观察其重现的准单色像。 | 3 | 选做 | 验证 | 2人 |
| 8 | 晶体电光调制实验 | 1.掌握晶体电光调制的原理和实验方法； 2.学会利用实验装置测量晶体的半波电压，计算晶体的电光系数； 3.观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 9 | 晶体声光调制实验 | 1.了解声光相互作用原理； 2.观察布拉格衍射现象； 3.研究声光调制和声光偏转的特性。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 10 | 磁光调制实验 | 1.了解磁光效应，掌握光线偏振面旋转角度的测量方法； 2.通过仪器实验，验证费尔德常数公式； 3.对各种磁物质的费尔德常数进行测试。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 11 | 基于液晶光阀的光学信息处理 | 1．加深对液晶的电光效应的理解。 2．掌握利用LCD 液晶光阀的响应曲线进行图像反转的工作原理及方法。 3．了解液晶光阀的像素结构 4．理解液晶屏自身结构对频谱的影响 5．了解衍射理论 6．掌握光学傅立叶变换的性质及全息性质 7．加深对卷积定理等的理解 8．加深对全息成像原理的认识 | 8 | 必做 | 综合 | 2人 |
| 12 | 光的干涉和衍射实验 | 1.加深对光的干涉和衍射理论的认识。 2.掌握干涉条纹和衍射条纹的特点。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 13 | 计算全息光学实验 | 1.了解全息原理和计算全息的特性。 2.进行全息图的光学再现。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 14 | 全息图衍射效率的测量实验 | 1.了解全息图衍射效率的基本概念； 2.掌握全息图的衍射效率的测量方法。 | 3 | 必做 | 验证 | 2人 |
| 15 | 氦氖激光器的参数测量实验 | 1. 熟悉激光器腔体的结构，学会使用激光功率计测量功率； 2. 测量输出功率随入射角变化的关系，从而得到与等效透射率的关系； 3. 用极值法获得小信号增益系数 | 3 | 必做 | 验证 | 2 |
| 16 | 可调多谱线氦氖激光器实验 | 1. 熟悉He—Ne多谱线激光线器的工作原理及腔型结构的特点； 2. 测量各条激光谱线的波长； 3.测量各条谱线最大输出激光功率。 | 2 | 必做 | 验证 | 2 |
| 17 | 激光器偏振、纵模、纵模分裂和模竞争实验 | 1.正确连接各个实验仪器，使整套仪器系统能正常工作； 2.正确使用扫描干涉仪观察激光的纵模，并计算激光纵模间隔； 3.通过改变石英晶片晶轴与激光束的夹角，观察纵模分裂现象； 4.利用偏振片观察激光偏振态的特征； 5.通过在压电陶瓷上加以直流电压，改变扫描激光谐振腔的腔长，观察激光模竞争现象。 | 5 | 必做 | 综合 | 2 |
| 18 | 波分复用系统 性能测试综合实验 | 1、测试1310nm数字光发端机的输出光功率、消光比； 2、（选做）测量1310nm光收端机的灵敏度； 3、复习波分复用和解复用技术的原理，掌握多路数据信号和图像信号混合单根光纤通信传输技术。 | 2 | 必做 | 验证 | 2 |
| 19 | 普通耦合器的熔融拉锥制作 | 1、制作50％(50%的耦合器也叫3dB耦合器)的耦合器一个； 2、灌胶封装已制作的耦合器半成品。 | 4 | 必做 | 综合 | 2 |
| 20 | 掺铒光纤放大特性参数测量(EDFA)实验 | 1. 了解掺铒光纤放大器的工作原理及相关特性； 2. 掌握掺铒光纤放大器性能参数的测量方法； | 2 | 选做 | 验证 | 2 |
| 21 | 光电探测原理实验 | 1.光照度测试。 2.光电二极管光电特性测试 3.光电二极管伏安特性测试； 4.光电池光电特性测试 5.光电池伏安特性测试 | 2 | 必做 | 验证 | 2 |
| 22 | 光电倍增管特性参数的测试 | 1.暗电流的测量 2.阴极灵敏度的测量 3.阳极灵敏度的测量 4.光电倍增管放大倍数的测量 | 3 | 必做 | 验证 | 2 |
| 23 | CCD原理及应用实验 | 1.了解、比较光电倍增管与CCD等 探测器的原理、方法 2.CCD驱动实验 3.CCD特性测试实验 4.CCD输出信号的二值化处理实验 | 3 | 必做 | 验证 | 2 |
| 24 | LED测试与配光曲线 | 1. LED光色电测量 2. 配光曲线的模拟 | 3 | 必做 | 验证 | 2 |
第四部分：教学方案简要说明
《光电信息实验》课程的教学，安排在本科三年级。总学时数为80学时，每个实验为3学时，安排两个学期完成。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程重视实验操作和实验报告情况。实验过程中，须按要求完成实验步骤的操作，同时撰写实验报告。其内容应包括（1）实验题目和实验目的。（2）实验原理。包括实验的理论根据，必要的公式及必要的原理示意图。（3）实验装置。包括实验装置布置、测试仪器和测试物。（4）实验步骤。主要写出实验测试方法、调试过程和发现的现象。特别鼓励捕捉新的实验现象。（5）数据处理。包括实验数据分析、计算、列表。（6）结论和讨论、总结实验已达到的目的，讨论测量误差，并分析观察到的实验现象，得出科学的结论。（7）解答思考题。应从实验的观点来回答，不能单纯地从理论上回答。
本课程总评成绩由期末考试和平时实验操作和实验报告两部分构成，采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的50%，平时成绩占总评成绩的50%。
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《虚拟仪器技术》课程，是物理与光电信息科技学院光信息、信息工程专业的专业选修课程。
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，融合了测试技术、仪器原理、计算机接口技术以及图形化编程技术，在许多领域有取代传统仪器的趋势，成为当代仪器发展的一个重要方向。
《虚拟仪器技术》的课程目标是：通过本课程的学习使学生基本熟悉美国国家仪器公司的LabVIEW虚拟仪器的软件开发环境；初步掌握虚拟仪器设计的主要思想，图形化语言编程的原理和应用。培养学生自己动手设计开发仪器和组建自动测试系统，为今后进一步深化学习打下基础。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程采用清华大学出版社出版的，由黄松岭、吴静主编的《虚拟仪器设计基础教程》，作为本课程的主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1、LabVIEW程序设计与应用 杨乐平 李海涛 肖相生等编著 电子工业出版社。
2、计算机虚拟仪器图形编程LabVIEW实验教材，北京：中科泛华测控技术有限公司
第三部分：课程教学内容纲要
第一章 检测技术的基础知识与Labview概述（2学时）
1.主要内容：
检测技术基础和信号处理方法；虚拟仪器概述
2.基本要求：
了解检测系统组成及性能；
了解虚拟仪器的概念、发展历史和主要特点和编程环境；
第二章 LabVIEW基础（4学时）
1.主要内容：
LabVIEW程序的基本构成；LabVIEW的选板；LabVIEW的基本数据类型；
2.基本要求：
掌握LabVIEW基本构成、选板和基本数据类型。
第三章 VI创建、编辑和调试 （6学时）
1．主要内容：
创建一个VI；VI编辑技术； VI调试技术
2．基本要求：
掌握创建VI和调试VI程序方法。
第四章 程序结构（6学时）
1．主要内容：
While、For循环结构；条件结构；顺序结构；公式节点；事件结构
2．基本要求：
能够正确地理解和使用程序几种结构。
第五章 数组和图形（6学时）
1．主要内容：
数组的基本概念；创建控制器数组，指示器数组，二维数组，常数数组；波形图；
2．基本要求：
掌握一维和二维控制器数组和指示器数组的定义和使用方法；掌握图形显示控件的使用。
第六章 字符串和文件I/O（4学时）
1．主要内容：
文件概述，文件的打开和关闭，文件的读写
2．基本要求：
掌握LabVIEW中文件使用的相关概念，掌握有关文件操作，掌握对文件的简单输入/输出。
第七章 数据采集（4学时）
1．主要内容：
数据采集卡设置与测试；多通道的采样方式；数据采集VI
2．基本要求：
掌握数据采集卡连续与设置；掌握数据采集卡控制VI的编写。
第四部分：教学方案简要说明
《虚拟仪器技术》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周2个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学主要采用课堂讲授与实践教学相结合，尽力创造条件鼓励学生多利用业余时间多上机，通过上机练习使学生加深对理论知识的理解和巩固，提高实际动手能力。要求学生寻找有关的指导教程及技术资料，能够独立地进行简单的虚拟仪器程序的编写。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程通过三方面进行考核：平时成绩20%，上机练习：30%；期末作品设计：50%
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《电子系统设计》是一门综合性的以实践为主的课程，通过课程了解并掌握电子系统设计的方法，提高学生的综合素质，培养创新精神。要求学生掌握电子系统设计的全过程，掌握基于硬件平台的电子系统解决方案，并完成1~2个系统的设计。设计项目将结合学生所学的专业确定，欢迎学生将本专业中需解决的电子系统课题作为设计项目。先修课程为模拟与数字电路实验。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
本课程采用的教材是《电子系统设计与实践》杨刚、周群，电子工业出版社，2004
为了更好地理解和学习本课程内容，建议学生可以进一步阅读以下几本主要的参考书：
1、蔡声镇，吴允平主编.《电子技术基础实践》（技能篇）福州：福建科技出版社，2003
2、蔡声镇，吴允平主编.《电子技术基础实践》（实验篇）福州：福建科技出版社，2003
3、田良，王尧、黄正谨，陈建元、束海泉编著. 《综合电子设计与实践》南京：东南大学出版社，2002
4、何小艇主编. 《电子系统设计》杭州：浙江大学出版社，2000
5、全国大学生电子设计竞赛组委会编. 《第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选》（2001）北京：北京理工大学出版社，2003
6、全国大学生电子设计竞赛组委会编. 《全国大学生电子设计竞赛获奖作品精》（1994~1999）北京：北京理工大学出版社，2003
7、杨翠娥主编. 《高频电子线路实验与课程设计》哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001
8、王尧编. 《电子线路实验》南京：东南大学出版社，2002
9、蔡声镇，林佑国，吴允平等译.《发明者电子设计宝典》福州：福建科技出版社，2004
第三部分：课程教学内容纲要
本课程所涉及的内容非常广泛，教材中一些与先修课程相关的基本电路和单元电路知识作为学生设计参考资料，把重点放在：电子系统的方案设计，电子系统的构成和实现，EDA工具在电子系统设计中的应用三个方面。
第一章 电子系统设计导论（4学时）
一、内容主线
电子信息系统的基本构成→ 电子系统设计的基本原则→ 电子系统的设计方法→ 电子系统设计流程。
二、本章的重点和难点
本章的重点是如何根据实际需求确定电子系统的架构及其性能指标以及选择合适的设计方法。刚从基础课阶段进入技术基础课阶段学习的同学，比较强调理论的系统性和严密性，较小涉及电子电路的工程性特点，即只偏重对已有电路的数学分析，忽视了对电路功能、特点、元件作用和电路指标、用途等基本概念的掌握，而这些基本概念却是电路设计时首先要用到的。这些基本概念的欠缺，必然导致在电路设计时面对实际问题无从选择适宜的电路，并且在电路指标未达到要求时，也不知应该调整哪些器件。因此本章的重点也是难点，就是如何根据实际需求确定电子系统的架构及其性能指标，以及选择合适的设计方法，根据系统性能指标确定各子系统的电路方案。
三、讲课要点
1、系统与电子系统
2、电子系统的构成（关键在于系统结构的层次及其之间的关系）
3、电子系统设计的基本原则（必须考虑的相关问题：功能、指标、集成度、EMC、可靠、调试、操作、性价比）
4、电子系统的设计方法（自顶向下、自底向上、以自顶向下为主，结合使用自底向上）
5、常用电子系统设计流程（以模拟器件为核心、以标准数字IC为核心、以MCU为核心、）
四、知识扩展
以PLD、ASIC和SOC为核心的各种设计流程
第二章 传感器
作为设计参考资料。
第三章 放大器
作为设计参考资料。
第四章 滤波器
作为设计参考资料。
第五章 变换器
作为设计参考资料。
第六章 可编程逻辑器件
作为设计参考资料。
第七章 EDA设计软件 （6学时）
一、内容主线
MAX+PLUSⅡ软件的使用→ MAX+PLUSⅡ软件的开发流程→ MAX+PLUSⅡ软件中的原理图编辑软件设计→ MAX+PLUSⅡ软件中的硬件描述语言→ MAX+PLUSⅡ操作示例。
二、本章的重点和难点
本章的重点是MAX+PLUSⅡ软件的开发流程。设计过程中的综合、适配、时序仿真与功能仿真、编程下载、硬件测试等，需要对PLD的资源有较全面的理解，同时要求具有较扎实的数字电路基础和较高的逻辑思维能力，因此是本章的难点。
三、讲课要点
1、EDA技术及其发展
2、EDA技术实现目标
3、硬件描述语言VHDL
4、VHDL综合
5、EDA设计流程及其工具
6、实际操作FPGA/CPLD设计过程：包括设计输入（原理图），综合、适配、时序仿真与功能仿真、编程下载、硬件测试
7、MAX+plusII原理图输入设计方法
8、VHDL设计初步及相关语句说明
9、用不同的表达方式实现时序电路的VHDL描述
四、知识扩展
通过使用VHDL硬件描述语言设计电路，了解现代设计电路的新技术。
第八章 单片机应用技术（4学时）
本章注要介绍单片机系统扩展、接口技术和单片机应用系统的软硬件设计技巧，其他内容供设计时参考。
第九章 电子系统工艺 （6学时）
一、内容主线
电子元器件常识→ 印制电路板的设计（Protel 99）与制作→ 焊接工艺→ 装配与调试
二、本章的重点和难点
本章的重点是印制电路板的设计，难点印刷电路板的设计工艺和安装调试技巧。
三、讲课要点
1、电子元器件识别、测试和主要性能特点
2、Protel 99电路原理图的绘制
3、Protel 99印刷电路板的设计
4、印刷电路板的制作方法
5、焊接工艺及其注意事项
6、安装调试技巧
第十章 单元电路设计实例分析
作为设计参考资料。
第十一章 电子系统综合设计
设计内容及要求如下表所列
| 序号 | 实验项目 名 称 | 实 验 内 容 | 学时 | 实验 类别 | 实验 要求 | 实验 类型 | 每组 人数 |
| 1 | 交通灯自动控制器的设计 | 1、设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路 2、组装调试 3、 撰写设计报告 | 18 | 专业必修课 | 见教材P364 | 综合与系统 | 3 |
| 2 | 密码锁系统的设计 | 1、设计一个8位串行数字密码锁， 2、组装调试 3、撰写设计报告 | 18 | 专业必修课 | 见教材P369 | 综合与系统 | 3 |
| 3 | 数字频率计 | 1、设计仿真频率计的相应单元电路； 2、设计频率计的整机电路 3、组装调试 4、撰写设计报告 | 18 | 专业必修课 | 见教材P374 | 综合与系统 | 3 |
| 4 | 温度控制系统的设计 | 1、采用AD590设计的温度控制系统； 2、组装调试 3、撰写设计报告 | 18 | 专业必修课 | 见教材P398 | 综合与系统 | 3 |
| 5 | 自选电子系统设计 | 1、需求分析 2、方案论证 3、硬件设计 4、软件设计 5、组装调试 6、撰写设计报告 | 18 | 专业必修课 | 设计指标需经指导教师认可 | 综合与系统 | 3 |
第四部分：教学方案简要说明
《电子系统设计》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周3学时，总学时数：48，学分数：3。教师可根据不同专业、不同课时适当调整部分教学内容。课程采用授课和开放实验相结合的方法，贯穿了电子系统设计的完整的过程。实验每三人一组，既有分工又有合作，共同完成总体、硬件、软件的设计工作。在课程的最后安排设计讲评，每组学生介绍设计报告、答辩，由教师讲评，以培养学生的团队协作精神、创新精神和综合素质。在课程的最后安排设计讲评，学生介绍设计报告、答辩，由教师讲评。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
本课程的考核方式以撰写设计设计报告和答辩为主，参考所实现电子系统的制作工艺、复杂程度和技术指标。
总评成绩：按下表的规定进行
| 项 目 | 得 分 | 备 注 | |
| 设计报告 答 辩 | 项目的意义及难度等级 | 10 | |
| 方案论证的合理性 | 20 | ||
| 理论分析、计算的确性 | 10 | ||
| 文档结构及条理性 | 10 | ||
| 回答问题的正确性 | 10 | ||
| 制作调试 | 制作工艺 | 10 | |
| 技术指标 | 20 | ||
| 性能特点 | 10 | ||
| 合 计 | 100 | ||
第一部分：课程性质、课程目标与教学要求
《光学设计课程设计》是光信息科学与技术专业的限制性选修课，是一门重要的专业技术基础课之一，它即是一门理论学科又是一门应用学科。卓有成效地培养出合格的光学设计人材是光学工程专业学生教学工作中的重要任务。为了培养出复合型的实用人才，在坚实的理论知识基础上还必须要求学生具有一定的实际工作的技能，以便走上工作岗位后能很快的适应工作环境。所以为锻炼培养学生的实际操作能力，增强学生毕业后的工作适应性，在教学中必须高度重视实践教学环节。而课程设计正好能增强学生的光学设计水平，从而培养出既有理论又有实践水平的高级专门人才。
《光学设计课程设计》课程的理论基础相承于《光学设计》，其任务在于通过课程设计使学生能够更加全面和感性地理解和掌握几何光学的基本理论，熟练掌握序列光学设计优化软件ZEMAX和非序列光学仿真软件TRACEPRO的使用，从而具有设计工程技术上常见的光学系统的能力，为学生将来从事光学研究和工程技术工作打下良好的基础。
第二部分：关于教材与学习参考书的建议
采用自编的电子版《光学设计课程设计》，光学软件软件采用美国ZEMAX Development Corp.开发的ZEMAX-EE及美国Lambda Research Corp. 开发的TRACEPRO Expert。
参考书：
《Lens Design》Milton. Laikin
《TRACEPRO User Guide》Lambda Research Corp.
《ZEMAX MANUAL》ZEMAX Development Corp.
《TracePro学习秘籍》讯技光电科技有限公司
第三部分：课程教学内容纲要
1. 概论
1.1. 光学设计软件简介
1.2. 相关几何光学理论简述
1.3. 相关光度色度学理论简述
2. 典型光学系统容差分析
2.1. 相关公差类型及理论简述
2.2. MONTE-CARLO分析方法简介
2.3. 公差敏感度分析
2.4. 象差容限反向分析
3. TRACEPRO软件基本操作
3.1. 用户界面与菜单简介
3.2. 系统设置
3.3. 建立模型
3.4. 定义属性
3.5. 光线追迹
3.6. 分析功能
4. 投射灯具设计
4.1. 几种二次曲面简介
4.2. 光源设置
4.3. 观察面设置
4.4. 照度辉度分析选项设置
4.5. 照度辉度分析
5. 光导管设计
5.1. 面延伸法构建实体模型
5.2. 烛光分析选项设置
5.3. 烛光（光强度）分析
6. 积分球仿真
6.1. 增加表面属性至数据库
6.2. 查看光线资料
6.3. 显示光线路径
6.4. 重点采样功能
7. LED光源仿真
7.1. 实体模型的布尔运算
7.2. 极化烛光分析
8. 背光照明设计
8.1. 背光源技术简介
8.2. 利用Reptile功能建立Dot模型
8.3. 镜头输入的基本操作
9. 典型光学系统鬼像分析
9.1. 鬼像成因分析
9.2. 一次反射像与内部焦点
9.3. 二次反射像与偶次反射像
9.4. 利用ZEMAX进行鬼像分析
9.5. 利用TRACEPRO进行鬼像分析
10. LED路灯二次配光设计
10.1. 国家道路标准简介
10.2. LED光源主要几种形式
10.3. 二次配光设计要点
第四部分：教学方案简要说明
《光学设计课程设计》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周3学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。教学环节包括课堂讲授、学生自学、上机操作、项目练习，现场演示答疑、课程设计报告等，主要采用课堂讲授，结合多媒体技术手段辅助教学，教学时适当结合最新科技应用实例讲解，激发学生的学习积极性。教学中穿插介绍行业发展动向、企业需求方向等，鼓励学生在课程设计过程中对前沿技术的关注，进行科研技能积累，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。
第五部分：课程作业与考核评价的说明
通过完成每一单元的具体教学、上机操作、课后练习以及完成一些较大型的作业（包括工程实践中的一些实际课题）等环节，做到所学即所用。期末考评为限定性方向自主选题的课程设计报告。本课程总评成绩由课程设计报告和平时成绩两部分构成，采用百分制。课程设计报告占总评成绩的60％，平时成绩占总评成绩的40%。
光信息科学与技术专业（071203）在教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》的主干学科为“电子信息科学”（0712）；在教育部1997年颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中属于工学类一级学科“光学工程”（代码为0803）以及理学一级学科“物理学”（代码为0702）下设的二级学科“光学”（070207）。
光信息科学与技术专业是一个宽口径的专业，其教育历史应追朔到上世纪60年代的激光技术和光学仪器，据初步统计，到2009年底，国内举办光信息科学与技术专业的高校共有100余所(其中省内4所)。大致分为二类，一类是以物理学基础进行扩展，第二类以电子信息基础进行扩展。各学校的办学特点不尽相同，但主要培养目标基本围绕四个方面：光电子与光通信、激光技术与应用、光电检测与应用以及光信息显示与存储。例如,中国科技大学,上海交通大学和南开大学等校是在原物理系中的光学方向发展起来的,这类学校基本保留原物理学专业的普通物理和理论物理的大部分内容,加上现代光信息技术类课程作为专业课.而华中科技大学等校该专业的源头主要是电子类的光电方向,相对于前类而言,物理学课程较少,光电类的课程和实践性较强,工科特色较浓.
本专业开设的普通物理课程学分数与第一类相近,理论物理课程学分数相当于第一类院校约80%,比第二类多约30%.光电类课程与第一类相近.
