个人介绍
激光原理与技术

主讲教师:李志莉、潘新建

教师团队:共2

  • 李志莉
  • 潘新建
学校: 电子科技大学中山学院
开课院系: 电子信息学院
专业大类: 光电信息科学与工程
开课专业: 光电系 / 实验班(单独32学时,3学分)
课程负责人: 李志莉、潘新建
课程英文名称: Laser principle and technology
课程编号: 10121540/10121530
学分: 4
课时: 64
课程介绍
《激光原理及技术》是光电信息科学与工程专业的一门专业核心课程。激光在光纤通信、光存储、激光切割、激光雷达等方面都起着至关重要的作用,本课程的目的在于介绍激光的发展与基本原理理论知识,掌握激光器的开发和应用技术,为今后从事光电子方向和相关专业的教学和科研打下扎实的理论基础。实验课程是在理论课程授课的基础上选择部分激光原理和技术的实验内容,通过动手实践进一步加强对激光原理的理解,掌握激光器的使用技术。
课程主要内容,激光产生的基本原理,光学谐振腔的损耗,共轴球面腔的稳定性,激光模式特征和高斯光束,增益饱和及模式竞争,速率方程和激光振荡特性等。
考核方式:1.考勤+作业20%;2.课内实验:30%;3.期末考试:50%
辅导答疑安排:答疑时间:周四5-6节,地点:实验楼A505,方式:钉钉群或者学习通,微信,办公室面谈。


教师团队

李志莉

职称:讲师

单位:电子科技大学中山学院

部门:电子信息学院

职位:专任教师

潘新建

职称:副教授

单位:电子科技大学中山学院(联盟)

部门:电子信息学院

教学总结

一、教学情况

在教学过程中注重学生对基本概念、基础理论和工程应用背景的掌握;运用多种教学方法和手段,培养学生独立严谨的思考能力和主动探究性学习的能力,提高学生的综合专业素质。

二、学习通在课程教学中的应用

在教学中,运用学习通布置作业、批改作业、考勤、课堂互动、课堂调查等。有一种感觉,通过学习通,能提高学生课堂参与程度,活跃课堂气氛。

三、改进措施

1、继续深化基本知识点的教学,让学生打好光电信息科学与工程专业学习基础;2、继续加强学习通在教学中的应用,深入熟悉学习通的使用方法,提升学生在课堂和课后的参与度等等。



教学大纲与教案



教学计划

第一章绪论(6学时)

1.1 激光光源及其特点

1.2 激光器的发明历史

1.3 光的本质和光学理论的层次

1.4 光学波段

1.5 光的相干性和相干光场

第二章激光产生的基本原理(9学时)     

2.1 能级和玻尔兹曼分布

2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收

2.3 光放大及其必要条件

2.4 损耗和增益的定量描述

2.5 光的自激振荡

2.6 激光器的构成和振荡条件

第三章光学谐振腔的损耗(3学时)

3.1 开放式光学谐振腔

3.2 腔损耗类型和平均单程损耗因子

3.3 无源腔腔内光子寿命、无源腔线宽和品质因素(Q值)

第四章共轴球面腔的稳定性(6学时)      

4.1 共轴球面腔的稳定性问题

4.2 近轴光线的传播矩阵

4.3 共轴球面腔的稳定性条件

4.4 共轴球面腔的稳定性分类

第五章激光模式特征和高斯光束(6学时)

5.1 激光模式的纵向特征(纵模)

5.2 激光模式的横向特征(横模)

5.3 高斯光束性质和特征参数

第六章增益饱和及模式竞争(3学时)(仅光电班)

6.1 谱线加宽机制和类型

6.2 增益饱和及相关效应

第七章 速率方程和激光振荡特性(3学时)(仅光电班)

7.1 速率方程的建立

7.2 受激吸收和受激发射截面

7.3  激光振荡特性

第八章 典型激光技术(10学时)(仅光电班)

8.1 激光技术概述

8.2 激光选模技术

8.3 激光锁模技术

8.4 激光调Q原理

8.5 典型调Q技术

总复习与习题课(2学时)

教学内容:重点概念的复习以及课堂提问,习题方式讲解与主要问题答疑。

教学重点:重点概念,习题讲解。


                                                 

 

序号

 
 

实验项目名称

 
 

实验学时

 
 

实验类型

 
 

开出要求

 
 

1

 
 

基模激光光束参数测量

 
 

4

 
 

设计

 
 

必做

 
 

2

 
 

半导体激光器激光特性测量

 
 

4

 
 

验证

 
 

必做

 
 

3

 
 

LD泵浦固体激光器调试与参数测量

 
 

4

 
 

设计

 
 

必做

 
 

4

 
 

可饱和吸收晶体被动调Q 实验

 
 

4

 
 

综合

 
 

必做

 


考核方式

考核方式:1.考勤+作业20%;2.课内实验:30%;3.期末考试:50%

辅导答疑安排:答疑时间:周四5-6节,地点:实验楼A505,方式:钉钉群或者学习通,微信,办公室面谈。




参考教材

建议教材:

  周炳坤,《激光原理》(第七版),国防工业出版社, 2016

参考教材:

1.蓝信钜,《激光技术》(第三版),科学出版社,2009

2. 陈家璧主编,《激光原理及应用》,电子工业出版社,(2004)

3.(美)W.克希耐尔著,孙文等译,《固体激光工程》,科学出版社,(2003

4.钱梅珍等著,《激光物理》,第二版,电子工业出版社,(2001

5.(日)中井贞雄著,熊缨译,《激光工程》,科学出版社,(2002

6.安毓英、刘继芳、曹长庆,《激光原理与技术》 编著, 科学出版社,(2010)

7.M. Sargent III, M.O. Scully, W.E. Lamb, Addison, 《Laser Physics》 - Wesley, NY,(1987)


课程特色

线上线下教学资源整合,构建翻转课堂引导自主学习。

1.课前线上自主学习电子课本知识点及在线资料

课前设计主要针对课程中知识内容进行背景前期了解,便于引入知识点在课程体系整体中结构。在线课程中,找到相对应这一方面的电子书籍,可以是教材,也可以是有趣的科普读物。目标是使学生初步对激光应用和发展前景进行前期了解,以便于对于激光概念和特点学习产生兴趣。

2.课上学习课程知识点并翻转课堂方式进行分组团队交互讨论

课堂设计主要包括知识点的讲解以及学生交互讨论环节。学生按照预先分组组成团队,给团队命名,通过答题加分,团队竞争等方式增加团队合作能力和集体荣誉感。投放讨论题以及开放性话题,请学生回答或者评论这个说法,同时老师有针对性的加以点评,以达到对知识点的融会贯通,举一反三的效果。 

3.课后复习以及小测试

课后主要进行课堂内容和复习以及习题练习,进一步巩固课堂知识点的内容掌握。首先在超星课堂推送本节课知识点的汇总,梳理课程主要内容,帮助学生构建知识脉络。其次在超星课堂上推送测试题,测试学生对本节课知识点的掌握程度,明确问题方向。

图 :线上多元化教学资源

课程资源

电子教材:超星课程资料中的文档以及超星电子图书。



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 激光光源及其特点
视频
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2023-02-10 82.00MB
 
图书
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视频
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图书
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视频
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1.2 激光器的发明历史
图书
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图书
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视频
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视频
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作业
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1.3 光的本质和光学理论的层次
图书
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图书
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视频
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1.4 光学波段
图书
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视频
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1.5 光的相干性和相干光场
图书
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图书
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视频
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2.1 能级和玻尔兹曼分布
图书
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图书
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图书
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视频
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视频
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2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收
图书
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视频
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视频
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2.3 光放大及其必要条件
图书
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作业
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2.4 损耗和增益的定量描述
视频
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视频
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2.5 光的自激振荡
图书
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图书
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视频
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2.6 激光器的构成和振荡条件
视频
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3.1 开放式光学谐振腔
图书
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视频
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视频
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3.2 腔损耗类型和平均单程损耗因子
图书
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视频
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3.3 无源腔腔内光子寿命、无源腔线宽和品质因素
视频
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作业
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4.1 共轴球面腔的稳定性问题
图书
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图书
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视频
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4.2 近轴光线的传播矩阵
视频
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4.3 共轴球面腔的稳定性条件
视频
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4.4 共轴球面腔的稳定性分类
视频
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视频
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5.1 激光模式的纵向特征
图书
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图书
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视频
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视频
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5.2 激光模式的横向特征
视频
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视频
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5.3 高斯光束性质和特征参数
图书
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2022-03-28 172.00Byte
 
图书
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视频
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文档
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作业
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6.1 谱线加宽机制和类型
图书
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2022-03-28 348.00Byte
 
图书
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视频
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视频
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视频
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文档
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6.2 增益饱和及相关效应
视频
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作业
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7.1 速率方程的建立
图书
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图书
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视频
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视频
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7.2 受激吸收和受激发射截面
视频
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7.3 激光振荡特性
视频
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作业
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8.1 激光技术概述
图书
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文档
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8.2 激光选模技术
图书
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8.3 激光调制技术
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视频
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作业
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8.4 激光放大技术
图书
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文档
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8.5 激光调Q技术
图书
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8.5.1 典型调Q技术
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8.6 激光锁模技术
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作业
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附件
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8.7 激光非线性效应
图书
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视频
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附件
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8.8 典型激光器介绍
文档
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2022-02-24 10.80MB
9.1 习题解答
视频
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2023-05-06 35.94MB
 
文档
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2023-05-06 1.09MB
9.2 章节总结
文档
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2023-05-06 5.39MB
10.1 激光高斯光束实验讲解
文档
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2023-05-07 903.79KB
10.2 激光高斯光束参数测量
文档
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2022-04-19 888.93KB
11.1 半导体激光器激光特性实验讲解
文档
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2023-05-15 979.02KB
11.2 半导体激光器激光IV特性测量
文档
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2023-05-15 189.63KB
12.1 LD泵浦固体激光器调试实验讲解
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2023-05-07 1.49MB
12.2 半导体端面泵浦固体激光器调试实验
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2023-05-07 560.30KB
13.1 可饱和吸收晶体被动调Q 实验讲解
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2023-05-07 683.98KB
13.2 调Q脉冲脉宽测量实验
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2023-05-07 560.50KB
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