前言(2学时)
光波应用技术发展历史;光波传送信息特点;光电探测技术特点,研究内容,重要性与应用。介绍本课程内容、学习方法及参考书。
第一章:信息的光传输(6学时)
1本章教学内容:(1)光波的调制(6学时),光调制形式:光时域(幅度、频率、相位)调制、空域调制(光扫描);光调制原理与方式:内调制(半导体激光调制)、外调制(线性电光调制、声光体调制与波导调制);(2)信息光传输(自学内容),光纤传输:光纤结构、光纤特性(模式、损耗、色散、光场分布),大气中光传输:大气衰减(吸收、散射)、能见度、随机特性。
2本章教学要求:通过本章的学习,使学生理解信息通过光载波进行传输的特点有助于对光信息的检测。本章重点介绍信息的各种光调制原理与方法,结合必要的理论公式进行原理阐述。结合工程案例及应用例子以深化对原理方法的理解。
3本章教学重点:电光、声光调制技术原理。
4本章教学难点:晶体电光系数的理解
第二章:光电探测(8学时)
1本章教学内容:(1)光电探测的物理基础(2学时),光子探测(光电发射、光导探测、光伏探测)、热探测原理,(2)光电探测器参数(1学时),光电探测器的特性参数:响应度(探测率)、光谱响应、响应频率(速率),暗电流等,红外探测器特性参数(温度灵敏度、分辨率),(3)光电探测器类型(5学时),光电探测器噪声类型(光电管、光电倍增管、PIN、APD、CCD等)、特点以及噪声的抑制,光电探测器的偏置与信号放大。
2.本章教学要求:通过本章的学习,使学生掌握各种探测器原理,了解基本结构类型与性能参数;掌握探测器噪声产生原因、特点与抑制方法,使学生学会对探测器选用和光接收机设计中正确考虑抑制噪声方法。特别强调现阶段光频不可探测与光波参数都以光强形式进行探测的概念。
3本章教学重点:掌握光电探测器仅能对光强探测的物理本质,掌握光电探测器类型,了解光电探测器的特性参数。
4本章教学难点:噪声特点与噪声的抑制。
第三章:光波参数的检测(8学时)
1本章教学内容:(1)光学相位的干涉检测(6学时),光干涉条件与特点;迈克尔逊、M-Z、F-P、Sagnac等干涉原理、特点与应用,应用举例:波面检测、位移检测、水听器、波长解调器、光纤陀螺、振动检测等,(2)光偏振干涉检测(2学时),偏振光干涉原理与特点,应用举例:光纤电流传感器。
2本章教学要求:通过本章的学习,使学生掌握光干涉探测是光波技术特点,了解其应用。本章将重点结合应用介绍光学相位的干涉检测和光偏振干涉检测。结合工程案例及应用例子以深化对原理方法的理解。
3本章教学重点:掌握光干涉条件与特点,迈克尔逊、M-Z、F-P、Sagnac与偏振干涉等干涉方法,了解其应用。
4本章教学难点:光干涉条件与光场叠加现象的理解。
第四章:微弱光信号检测(6学时)
1本章教学内容:(1)光外差探测技术(2学时),光外差探测原理、实现条件,优点,应用技术,(2)相关探测技术(3学时),自相关、互相关及锁相技术原理与实现方法,(3)光子探测技术(1学时),光子探测技术原理与方法。
2本章教学要求:通过本章的学习,使学生深刻理解微弱光的相对概念,掌握光外差探测原理、实现条件、优点与应用技术;掌握相关探测原理、特点与实现方法。了解光子探测技术。结合工程案例及应用例子以深化对原理方法的理解。
3本章教学重点:掌握光外差探测、实现条件与所具优点;掌握相关探测技术,了解锁相技术与光子探测技术。
4本章教学难点:光外差探测条件。