高等激光物理学

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1、研究生课程教学大纲高等激光物理学一、课程编码：1800013课内学时：48学分：3二、适用学科专业：凝聚态物理、光学、光学工程和物理电子学三、先修课程：“固体物理”、“激光原理”、“激光技术”和“发光学”四、教学目标高等激光物理学是光学、凝聚态物理、物理电子学、电子科学与技术和光学工程等专业博士和硕士研究生的专业基础课。它的前修课程是固体物理学、半导体物理学、激光原理和激光技术等课程。本课程的教学目标是通过本课程的学习，要让学生掌握光与物质相互作用的有关物理现象、物理概念及处理该领域问题的方法，领会激光光束的概念、谐振腔理论、速率方程理论；发光

2、的定义及分类，发光的基本物理过程及现象，半导体的发光，分立中心的发光，特殊结构物质的发光，发光材料及其制备和表征，视觉与颜色，以及发光分析等。大大提升学生对发光材料及其物理、激光与物质相互作用机制的认识，为进一步学习相关的专业课及科研工作打下坚实的理论基础。五、教学方式讲授与讨论相结合六、主要内容及学时分配第1章激光光束（6学时）1.1电磁场理论基础1.2几何光学基础1.3基横模高斯光束及其在自由空间中的传输1.4基横模高斯光束变换的ABCD定律1.5高阶厄米-高斯光束光束质量因子第2章谐振腔理论（6学时）2.1谐振腔本征模式的概念2.2谐振腔

3、的特征2.3光学谐振腔的衍射理论2.4本征模式的几何光学理论稳定腔2.5非稳定腔与临界腔的几何光这学理论第3章场与物质相互作用的速率方程理论（6学时）3.1受激辐射受激吸收自发辐射3.2谱线加宽机制和线型函数3.3速率方程3.4连续工作状态下的增益系数及增益饱和3.5激光器的工作特性第4章半导体中辐射场与物质的相互作用（6学时）研究生课程教学大纲4.1晶体结构和能带4.2半导体内的跃迁4.3光子密度与能量分布函数4.4跃迁速率与爱因斯坦关系4.5自发发射、受激发射与受激吸收间的关系4.6半导体中的载流子复合第5章发光的定义与分类（3学时）5.1

4、发光的定义5.2发光的分类5.2.1光致发光5.2.2电致发光5.2.3阴极射线发光5.2.4X射线及高能粒子发光5.2.5化学发光及生物发光第6章发光的基本物理过程及现象（3学时）6.1光的吸收、反射及折射6.2Einstein关系和Einstein自发辐射系数6.3谱线的宽度和线型6.4电子-声子耦合6.5能量传递第7章半导体的发光（6学时）7.1能带模型、直接带与间接带7.2杂质与缺陷7.3直接跃迁与间接跃迁7.4发光中心及陷阱7.5复合发光及其衰减规律7.6激子发光7.7施主-受主对发光7.8等电子中心发光7.9高激发密度下的发光7.1

5、0p-n结发光7.11单注入与双注入式发光第8章分立发光中心（3学时）8.1稀土离子的能级和跃迁8.2过渡金属离子的能级结构8.3分立中心的发光过程8.4上转换发光8.5量子裁剪第9章特殊结构物质的发光（3学时）9.1半导体超晶格和量子阱的发光9.2半导体量子线和量子点的发光9.3多孔硅的发光研究生课程教学大纲9.4非晶态半导体的发光第10章发光材料（6学时）10.1基质10.2发光中心10.3原材料的制备和提纯10.4发光材料粉体的制备10.5溶液法制备发光材料10.6纳米发光材料的制备10.7发光材料的优化和新发光材料的探索*第11章视觉与

6、颜色（3学时）11.1视觉11.2颜色与CIE表色系统11.3色温、相关色温和光色11.4显色指数*第12章发光分析（3学时）12.1荧光分析法的原理及应用12.2稀土元素发光分析12.3化学（生物）发光原理及其应用*这些内容可根据学生的研究方向和兴趣适当调整及讲授。七、考核与成绩评定考试与考查相结合。采取百分制：期末总分=期末考试成绩×70%+平时成绩×30%八、参考书及学生必读参考资料①卢亚雄，余学才，张晓霞，《激光物理》，北京：北京邮电大学出版社（2005.9）②徐叙瑢，苏勉曾，《发光学与发光材料》，北京：化学工业出版社（2004.4）③

7、李福利,《高等激光物理学》，北京：高等教育出版社（2006.7）④《激光原理》，周炳琨，高以智，北京：国防工业出版社（2000）九、大纲撰写人：杨盛谊