课程介绍

激光是20世纪人类的重大科技发明之一，它对人类的社会生活产生了广泛而深远的影响，激光原理和它的各种应用技术已成为各行各业的技术人员都必须掌握的一门高新技术。《激光原理与技术》课程是应用物理学、光电信息科学与工程、电子科学与技术等本科专业的学科基础课程，其主要内容包括激光原理和激光技术两大部分，同时辅以相应的实验课程。通过本课程的学习，学生要全面了解激光器的基本原理和激光特性，掌握重要的激光技术，为今后从事光电子技术及在诸方面的应用打下基础。
   《激光原理与技术》课程主要内容包括辐射理论、光学谐振腔、高斯光束、激光器工作原理、激光技术、典型激光器等内容。具体包括：(1)激光产生的辐射理论：激光的基本特性、爱因斯坦辐射理论（自发辐射、受激吸收与受激辐射及爱因斯坦系数关系）、激光产生的条件、激光器的基本组成等；(2)光学谐振腔与激光模式理论：光学谐振腔的分类、激光模式理论、光学谐振腔的损耗与稳定条件、自再现模概念、光谐振腔模式的衍射分析方法、平行平面腔/对称共焦腔的自再现模积分方程、等价共焦腔的概念与一般球面腔的模式理论等；(3)高斯光束及传输与变换：高斯光束、高斯光束的基本特性、高斯光束的q参数、ABCD定律、高斯光束传输与变换规律、高斯光束的聚焦和准直等；（4）激光工作物质的增益特性：谱线加宽的机制、线型函数、速率方程理论、均匀加宽增益特性、非均匀加宽工作物质的增益特性等；（5）激光器的工作特性：激光振荡特性、阈值概念、激光器起振和维持稳定工作条件、模式特性和输出功率、弛豫振荡、线宽极限和频率牵引概念等；(6)典型激光与实用激光技术：包括激光模式选择技术、激光稳频技术、激光调Q技术、激光锁模技术和激光调制与偏转技术等。
    先修知识：微积分，大学物理电磁部分和光学基础部分。
    授课对象：电子科学与技术、光电信息科学与工程、应用物理学等专业二年级及以上本科生或研究生。

课程大纲

学习目标

经过该课程的学习与课外训练，使学生掌握激光器的基本原理及相关实用技术，包括：
    (1).掌握激光原理的基本知识、激光特性；
   (2).了解光谐振腔模式的波动理论，掌握共轴球面腔的稳定性条件；掌握对称共焦腔的基本特性，能利用等价共焦腔的概念分析一般稳定球面腔的模式特征；
   (3).掌握高斯光束的基本性质与传输规律，分析高斯光束的聚焦和准直；了解非稳腔的几何理论方法；
   (4).掌握谱线加宽的机制和线型函数，掌握速率方程理论的分析方法，掌握均匀加宽和非均匀加宽工作物质的增益系数的特性；
   (5).掌握激光振荡特性（阈值概念、激光器起振和维持稳定工作条件、模式特性和输出功率）；了解弛豫振荡、线宽极限和频率牵引概念。
   (6).掌握激光相关技术：包括激光模式选择技术、激光稳频技术、激光调Q技术、激光锁模技术和激光调制与偏转技术等基本概念与原理。

学习要求

根据本课程的特点，学生一定要以弄清基本概念，掌握基本物理过程和主要理论分析方法为重点与导轨，通过对知识的理解和消化来学习和掌握知识。因此， 建议在学习的过程中做到以下几点：
     (1)每周学习这门课程的时间应该至少保证6小学时以上，包括课前预习、课内做好笔记、课后复习（反复看）；
     (2)阅读老师推荐的相关资料、参考书以及思考题和练习题等；
     (3)跟进《激光原理与技术Matlab数值教学平台》相关实验内容进行理论推导、程序编写、仿真结果分析与讨论等，以促进对课程相关内容的理解与掌握。

考核标准

考核标准分为平时考核（40%）+期末考试成绩（60%）：
    (1)平时成绩（40%）：包括出勤（15%）+作业（15%）+课程项目（10%）;
    (2)期末成绩（60%）：闭卷考试。

教材教参

我们认为，教材可以是主要的课程资源，但不是唯一的课程资源。故我们在选定以陈鹤鳴教授编著的《激光原理及应用（第2版）》（电子工业出版社，2009年）作为该课程的教材。同时，辅以以下3本参考书籍：
A.陈家壁编著的《激光原理及应用 》（电子工业出版社，2008年）；
B.周炳琨编著的《激光原理（第6版）》（国防工业出版社，2007年）；
C.蓝信钜编著的《激光技术（第3版）》（科学出版社，2010年）。