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非线性光学原理及应用

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-10-23 00:46
tags:5682

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2020年10月23日发(作者:盛彤笙)


《非线性光学原理及应用》课程教学大纲

课程代码:090642004
课程英文名称:Nonlinear Optics

Principle and Application
课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0
适用专业:光学类各专业
大纲编写(修订)时间:2017.10
一、大纲使用说明
(一)课程的地位及教学目标
本课程是光信息科学与工程专业的 一门选修专业课,通过本课程的学习,可以使学生掌握非
线性光学的基本概念、基本理论和非线性光学效 应以及这些效应产生的原因和过程规律,掌握光
学测试技术的相关原理和方法,培养学生解决实际问题的 能力。
通过本课程的学习,学生将达到以下要求:
1.掌握和理解非线性光学的基本概念和基本理论。
2.掌握和了解非线性光学效应以及这些效应产生的原因和过程规律。
3.了解非线性光学效应的应用。
4.具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力。
5.有综合运用所学知识分析和解决问题的能力
(二)知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识:掌握非线性光学效应的一般知识,非线性光学效应产生的条件、物理机制等。
2.基本理论和方法:掌握和理解非线性光学的基本概念和基本理论。掌握和了解非线性光学< br>效应以及这些效应产生的原因和过程规律。了解非线性光学效应的应用。。
3.基本技能:掌握 产生和控制非线性光学效应的技能;具有抽象思维能力、逻辑推理能力、
空间想象能力和自学能力;有综 合运用所学知识分析和解决问题的能力等。
(三)实施说明
1.教学方法::课堂讲授中要 重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解;采用启发式教
学,培养学生思考问题、分析问题和解决问 题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,
培养学生的自学能力;增加讨论课,调动学生学习 的主观能动性;注意培养学生提高理解物理概
念、物理机制的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创 新能力。
2.教学手段:本课程属于技术基础课,在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒 体教学系
统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。
(四)对先修课的要求
本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程《物理光学》。
(五)对习题课、实践环节的要求
各章内容学习结束后,根据教材内容选择习题,布置 习题作业,根据习题的完成质量,随堂
讲解各章重点习题,期末总复习全面讲解。
(六)课程考核方式
1.考核方式:考查
2.考核目标:考核学生对非线性光学的物理概念、基本理论的掌握和理解。
3.成绩构成: 本课程的总成绩主要由两部分组成:平时成绩(包括作业情况、出勤情况等)
占20%,期末考试成绩占 80%。
(七)参考书目


《激光技术》,蓝信钜编,科学出版社,2000
《非线性光学》,李淳飞编,哈尔滨大学出版社,2005
二、中文摘要
本课程是光学类专 业学生的一门选修的专业的课程。课程通过对非线性光学的物理概念和理
论内容的讲授,使学生掌握非线 性光学的基本概念、基本理论和非线性光学效应以及这些效应产
生的原因和过程规律,掌握光学测试技术 的相关原理和方法,培养学生解决实际问题的能力
三、课程学时分配表
序号
1
章节名称
非线性光学效应概述
学时
4
2
2
10
5
5
10
2
2
1
1
1
1
2
8
2
2
4
32
讲课
4
2
2
10
5
5
10
2
2
1
1
1
1
2
8
2
2
4
32
实验



















上机



















1.1 非线性光学的学科定义
1.2 强光与物质相互作用的主要特性
2 非线性电极化效应理论基础
2.1 光学介质的非线性电极化效应
2.2 非线性介质内强光相互作用的耦合波方程
3







4
光学倍频、混频效应
倍频光的产生和转换效率
位相匹配方法
位相匹配角的计算
位相匹配条件的物理图像
方位角的选取
晶体长度的选取
现代倍频技术
受激散射效应
4.1 光散射现象概述
4.2 受激瑞利散射
4.3 受激喇曼散射效应
合计
四、教学内容及基本要求
第1部分 非线性光学效应概述
总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
第1.1部分 非线性光学的学科定义(讲课2学时)
具体内容:
1. 非线性光学的发展过程;
2. 线性光学的基本理论、基本规律;
3. 非线性光学的基本理论、基本规律及其产生的物理机制;
4. 非线性光学的学科定义;
重 点:
非线性光学的基本理论、基本规律及其产生的物理机制
第1.2部分 强光与物质相互作用的主要特性(讲课2学时)
具体内容:
1. 激光的特点;


2. 强光与物质相互作用的主要特性;
重 点:
强光与物质相互作用的主要特性
第2部分 非线性电极化效应理论基础
总学时(单位:学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0
第2.1部分 光学介质的非线性电极化效应(讲课5学时)
具体内容:
1. 线性极化。
2. 非线性极化。
3. 非线性电极化率。
4. 二次非线性效应。
重 点:
非线性极化和二次非线性效应。
难 点:
非线性电极化率。
第2.2部分 非线性介质内强光相互作用的耦合波方程(讲课5学时)
具体内容:
1. 非线性波动方程。
2. 耦合波方程。
3. 二次非线性效应中的三波耦合方程组。
4. 门莱-罗威(Manley-Rove)关系。
重 点:
二次非线性效应中的三波耦合方程组和门莱-罗威(Manley-Rove)关系。
难 点:
耦合波方程。
第3部分 光学倍频、混频效应
总学时(单位:学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0
第3.1部分 倍频光的产生和转换效率(讲课2学时)
具体内容:
1. 倍频光的产生。
2. 倍频光的转换效率。
第3.2部分 位相匹配方法(讲课2学时)
具体内容:
掌握位相匹配技术。
第3.3部分 位相匹配角的计算(讲课1学时)
具体内容:
掌握位相匹配角的计算方法。
第3.4部分 位相匹配条件的物理图像(讲课1学时)
具体内容:
理解位相匹配条件的物理图像。
重 点:
位相匹配条件的物理图像。
难 点:
位相匹配条件的物理图像。


第3.5部分 方位角的选取(讲课1学时)
具体内容:
方位角对倍频转换效率的影响和方位角的选取方法。
重 点:
方位角的选取方法。
难 点:
理解方位角对倍频转换效率的影响。
第3.6部分 晶体长度的选取(讲课1学时)
具体内容:
晶体长度的选取方法。
第3.7部分 现代倍频技术(讲课2学时)
具体内容:
现代倍频技术。
第4部分 受激散射效应
总学时(单位:学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
第4.1部分 光散射现象概述(讲课2学时)
具体内容:
1. 光的散射。
2. 光散射的物理机制。
3. 光散射现象的分类。
重 点:
光散射的物理机制。
难 点:
光散射的物理机制。
第4.2部分 受激瑞利散射(讲课2学时)
具体内容:
受激瑞利散射。
第4.3部分 受激喇曼散射效应(讲课2学时)
具体内容:
1. 喇曼散射的量子理论描述。
2. 受激喇曼散射几率。
3. 受激喇曼散射的增益。
4. 原子的电子跃迁受激喇曼散射。
5. 分子的振动跃迁受激喇曼散射。
6. 分子的转动跃迁受激喇曼散射。
7. 受激喇曼散射的混频效应。
8. 受激自旋反转喇曼散射效应。
9. 受激喇曼散射的应用。
重 点:
受激喇曼散射的增益。
难 点:
受激喇曼散射的混频效应和受激自旋反转喇曼散射效应。

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