教学大纲表格(激光原理与技术2010.3丘志仁)

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1、附件：教学大纲的基本格式和内容（教学大纲封面）中山大学本科教学大纲学院（实体系）：理工学院课程名称：激光原理与技术二○○八年激光原理与技术教学大纲课程名称：（中文）激光原理与技术（英文）PrincipleandTechnologyofLaser课程类别：专业指选编号:学时：3主编姓名：丘志仁单位：理工学院职称：副教授主审姓名：单位：职称：授课对象:理工学院（本科）专业：物理学、逸仙班、光信息年级：2007编写日期：2010年3月一、课程目的与教学基本要求（明确基本要求的三个档次，即牢固掌握、一般掌握和一般了解）通过本课程的学习，牢固掌握激光产生的基本原理，包括激光

2、产生和放大、模式选择以及频率稳定等原理技术和典型的激光系统的工作原理;并掌握激光调Q和锁模技术。本课程的学习要求学生学习过固体物理，电动力学和部分原子物理基础知识。二、课程内容（含学时分配，学时分配要落实到“章”或“节”，并对各章节的重点、难点内容加以必要的说明）第一章那么辐射的基础知识及激光束的基本特性（3.5个学时）§1-1光辐射的一般规律（1.5个学时）1．辐射通量焦耳/秒=瓦（积分球）2．辐射通量密度N瓦/平方米3．辐射能量密度ρ(νORλ)单位体积内包含的辐射能量4．指定方向（与法线成Θ角的dΩ小锥体内）、面积A上的辐射通量：NAcosΘdΩ5．朗伯定律

3、：当N不依赖方向时，表面总辐射W=πNA6．普朗克定律7．单位面积的辐射通量密度8．斯特藩-波尔兹曼定律9．维恩位移定律----最大辐射强度波长1．普通光源特点2．光产生的方法和应用§1-2光与物质的相互作用-----辐射的能量的交换（1.5个学时）1．热平衡时粒子数的分布（布居数）2．辐射能量交换的三个基本过程3．热平衡状态下三个基本过程所占比率§1-3激光束的基本特性（0.5个学时）1．激光束的亮度2．激光束的单色性3．激光束的相干性（1）空间相干性（2）时间相干性（3）衡量相干性的参数第二章光学谐振腔（6.5个学时）§2-1闭合腔中的振荡模（1.5个学时）1

4、．敞开腔2．闭合腔3．模的特征4．模参数的描述（1）驻波条件（2）一个模的表述（3）模体积（4）模密度（5）振荡模总数（6）实际空间振荡模密度（7）例子§2-2开放式谐振腔的模间距及带宽（1.5个学时）1．敞开式反射镜谐振腔-----光频区采用2．纵模和横模3．敞开腔与闭合腔模数比较4．谐振腔的若干重要参数（1）谐振腔的时间常数（2）纵模间距（3）谐振腔产生的带宽（4）谐振腔品质因素Q§2-3谐振腔的稳定条件（0.5个学时）1．几种特殊腔稳定性分析（1）平行平面镜腔（2）半球面镜腔（3）共焦腔2．一般情况下谐振腔的稳定条件§2-4谐振腔的特性（3个学时）1．谐振腔

5、的Q值（品质因子）2．谐振腔的衍射损耗-----菲涅耳数N3．谐振腔的模式场图4．谐振腔参数计算------光斑直径、模体积、光束发散角（1）光斑面积与直径（2）光束发散角（3）模体积（4）一般情况,R1,R2,L,ω1,ω2,θ的关系（a）一般腔（b）共焦腔（c）平面-凹面腔5．谐振腔的模频谱和谱线加宽与宽度（1）谐振腔的模频谱(a)曲率半径腔(b)共焦腔(c)对于非共焦腔（2）谱线加宽与宽度(a)均匀加宽(b)非均匀加宽(3)获得单频的措施6．输出镜最佳透过率第一章激光放大器与振荡器（15个学时）§3-1受激跃迁产生的吸收与放大（1个学时）1．受激吸收产生的能

6、量密度减小2．受激发射产生的能量密度增大3．热平衡与非热平衡和激光放大与振荡器的先决条件（1）N1>N2（2）N1

7、学时）1．放大与增益(1)光放大倍数(2)增益系数2．峰值放大Go(1)自然谱线轮廓（洛仑兹轮廓，均匀加宽）(2)热运动增宽谱线轮廓（高斯轮廓，非均匀加宽）(3)影响Go的因素3．典型激光放大器及例子(a)气体激光放大器(b)固体激光放大器§3-4再生谐振放大器和振荡阈值条件（3个学时）1．光强度放大与单渡越放大的关系（1）单次渡越放大（a）单渡越相位增加（b）单渡越光强放大倍数（c）单渡越振幅放大（2）再生谐振放大器（a）总振幅放大（b）总光能量、总光功率或者光强度有限放大（c）总光能量放大最大与最小值2．各放大最大与最小值间的频率间距及带宽（1）各放大最大与最

8、小值间的频