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《激光原理》课程教学大纲

课程编码:5010205
    分:    4学分
时:     64学时
适用专业: 光信息科学与技术
一、课程的性质、目的与任务:
《激光原理》是光信息科学与技术专业的主干专业课,本课程向学生教授激光器的基本原理,培养学生分析解决激光物理问题的能力,特别强调物理概念的深入理解,为今后从事光信息技术科研及开发工作打下良好的专业基础。
二、先修课程:
量子力学、电动力学、热学与统计力学  光学原理  电子技术基础
 三、教学基本要求:
  了解激光的发现、量子电子学的诞生、激光科学的创立。光的模式及等价概念,光与物质相互作用过程的几种理论描述方法以及辐射量子理论的主要结论;激光物理的理论形式及适用范围。
   理解光的自发辐射、受激辐射和受激吸收的爱因斯坦理论,光谱线的形状和加宽机理,粒子数反转分布,增益特性和速率方程理论,激光器的工作过程,谐振腔的光场运动方程及高斯光束特性,等价共焦腔理论,调Q及锁模原理。
   掌握辐射半经典理论,激光阈值条件,连续激光器稳定状态的建立,模式竞争,根据激光工作物质的增益特性分析激光器的震荡条件、模式竞争效应、输出功率及激光放大器增益特性,具有均匀加宽和非均匀加宽谱线工作物质增益饱和行为的差别以及相应的激光器工作特性的差别,腔的稳定条件,腔的衍射理论对共焦腔解析解的结果——高斯光束的性质。
 四、教学内容:
  (一)辐射理论                                                     16学时
    1、光的模式、光子的量子状态                            3学时
    2、辐射的经典理论                                                4学时
    3、辐射的半经典理论                                             4学时
    4、辐射的量子理论                                                2学时
    5、光谱线形式及加宽                                             3学时
   (二)激光器基本原理                                           21学时
    1、粒子数反转分布                                                4学时
    2、工作物质增益特性及饱和效应                            4学时
    3、激光器的阈值条件                                             4学时
    4、连续运转激光器稳定状态的建立                         3学时
    5、激光器的速率方程理论                                       3学时
    6、激光器的频率特性                                             3学时
      (1)激光器的频宽
      (2)频率牵引效应
    (三)光学谐振腔                                                  14学时
    1、光学谐振腔的稳定条件                                       4学时
    2、光学谐振腔的衍射理论                                       6学时
    3、等价共焦腔                                                       4学时
     (四)激光理论简介                                               5学时
     1、激光理论的结构和分类                                       1学时
     2、拉姆自洽场方程                                                2学时
     3、宏观电极化强度与密度矩阵的关系                      2学时
    (五)调Q及锁模原理                                             8学时
    1、调Q原理                                                             4学时
    2、锁模原理                                                            4学时
   五、教学参考书
       1、沈柯编.激光原理教程.第一版.北京:北京理工大学出版社出版.1986年 
  2、周炳琨等编.激光原理.第一版,北京:国防工业出版社出版.1983年
  3、邹英华、孙陶亨编著.激光物理学.第一版.北京:北京大学出版社.1991年
       4、Orazio Svelto,Principles of lasers,New York:Plenum Press,1989
       5、Jeff Hecht, Understanding lasers:an entry-level guide,New York:IEEE press,1994

 

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