-光电子领域电子科学与技术学科前沿课程
电子科学与技术专业介绍
随着物联网、大数据等新兴技术的快速发展，电子科学与技术专业将迎来更多的发展机遇。未来，学校会进一步完善实验设施，引入更多前沿科研项目，拓宽学生的就业渠道，助力学生未来的发展。
六、专业要求
学习电子科学与技术专业的学生需要具备较强的逻辑思维能力、数理基础和动手能力，同时还需要具有创新精神和团队协作能力。这些能力对于学生未来的学挑战和机遇的专业，学生们在学习期间需要不断提升自己的综合素质，抓住机遇，做好准备，以更好地走向社会，为信息化进程做出贡献。
电子科学与技术专业介绍
一、专业概述
电子科学与技术专业是现代信息技术领域中的重要学科之一，涉及电子工程、通信工程、计算机科学等多个方面。学生主要学习电路设计、数字信号处理、通信原理、嵌入式系统等相关知识，培养学生掌握电子技术和通信技术的基本理论和应用技能。
二、课程设置
该专业的课程设置主要包括电子电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理、通信原理、嵌入式系统原理与应用、光纤通信原理与技术等。在学习过程中，学生既接触到理论知识，也进行实践操作，培养了解决实际问题的能力。
三、专业特色
电子科学与技术专业的特色在于注重理论与实践相结合。学生在校期间可以参与各种实验课程和实训项目，例如电子设计大赛、通信工程实习等。学校还会邀请相关领域的专家学者进行讲座，使学生接触到前沿的科学技术知识。
四、就业方向
主要就业方向包括电子通信、科研院所、电子设备制造企业、互联网公司等。毕业生可以从事电子电路设计、通信网络规划、数字信号处理、系统集成等工作。随着信息技术的不断发展，电子科学与技术专业的就业前景越发广阔。
电子信息科学与技术专业
电子信息科学与技术专业
电子信息科学与技术专业
电子信息科学与技术专业是以电子技术为基础，融合了
计算机科学、通信技术、控制技术等多个学科的交叉学科。
随着信息技术的迅猛发展，该专业已经成为当今高科技领域中非常重要和前沿的学科之一，该专业的毕业生在各个领域都可以发挥重要作用。
该专业涉及的知识面非常广泛，包括电路原理、数字电
子技术、信号与系统、计算机原理、数字信号处理、嵌入式系统、通信原理、射频技术、光学通信、控制理论等多个方面。
其核心内容包括模拟电路、数字电路、通信原理、计算机应用、自动化控制和电子系统设计等。
电子信息科学与技术专业的本科教育主要培养具有广泛
的理论基础、深厚的专业知识、强烈的创新能力和实践能力的高素质、复合型人才。
因此，该专业的学生需要具备扎实的基础知识和较高的数理功底，在学习过程中需要注重科学的、系统的、创新的思考方式和方法。
电子信息科学与技术专业的毕业生常常从事科研、开发、生产、管理等方面的工作，在电子技术、通信技术、计算机科学、控制工程、自动化等领域发挥着越来越重要的作用。
他们可以在电子集成电路、宽带通信、光电子技术、多媒体技术、机器人工程、车辆电子、医疗电子、安防监控、新能源等领域得到广阔的发展机会。
总而言之，电子信息科学与技术专业是一门很重要的交
叉学科，具有广阔的应用前景和发展空间。
该专业的毕业生需要全面发展，具有稳定的电子技术基础和系列计算机软、硬件设计开发的能力，同时能够灵活运用先进科技和手段，为世界的崭新未来做出贡献。
高考专业详解-电子科学与技术专业介绍
电子科学与技术一、专业简介1.专业初识电子科学与技术是现代电子科学技术和信息技术发展的基础与前沿专业。
它是以近代物理学与数学为基础，研究电磁波的产生、运动及在不同介质中相互作用的规律，以及在此基础上发明和发展各种信息电子材料、元器件、集成电路乃至集成电子系统的专业。
2.学业导航本专业学生主要学习数学、物理、物理电子、光电子、微电子学领域的基本理论和基本知识，受到相关的信息电子实验技术、计算机技术等方面的基本训练，掌握各种电子材料、工艺、器件及系统的设计、研究与开发的基本能力。
主干学科：电子科学与技术。
主要课程：电子线路、计算机语言、微型计算机原理、电动力学、量子力学、理论物理、固体物理、半导体物理、物理电子与电子学以及微电子学等方面的专业课程。
3．发展前景电子科学与技术是信息科学与技术的基础。
信息科学是21世纪三大科学研究领域之一，其诞生和发展始终与科技前沿和先进生产力密切相关。
毫无疑问，在信息时代和知识经济时代，电子科学与技术专业的地位显著，前景广阔。
二、人才塑造1.考生潜质对电子知识很感兴趣，能阅读家用电器的电路图。
对计算机程序设计感兴趣。
观察过电动机的结构，对家电维修感兴趣。
动手能力比较强，会使用万用表，能绘制照明电路图，致力于研究理论物理等等。
2.学成之后本专业培养具备物理电子、光电子与微电子学领域内宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在该领域内从事各种电子材料、元器件、集成电路乃至集成电子系统和光电子系统的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发等方面工作的专门人才。
3.职场纵横本专业毕业生可在电子科学与技术领域从事各种电子材料与元器件、集成电路、集成电子系统和光电子系统的设计和制造工作。
光信息科学与技术专业 主修课程
光信息科学与技术专业主修课程一、前言光信息科学与技术专业是一个新兴的学科领域，它涉及光学、光电子学、信息技术等多个学科的知识，培养学生具备光学和信息技术方面的专业能力。
光信息科学与技术专业主修课程旨在为学生提供全面系统的光学和信息技术知识，培养学生具备创新能力和实践能力，为他们今后的科研和工程实践奠定坚实基础。
二、主修课程概述1. 光学基础课程光学基础课程是光信息科学与技术专业的重要基础，其中包括光学原理、光学设计、光学检测等内容。
学生通过学习这些课程，可以系统地掌握光学基本理论和方法，为后续学习和研究打下基础。
2. 光电子学课程光电子学是光信息科学与技术专业的核心课程，其中包括光电子器件、光通信、光信息处理等内容。
学生通过学习光电子学课程，可以了解光电子器件的原理和应用，掌握光通信和光信息处理的基本原理和技术。
3. 信息技术课程信息技术是现代科学技术的重要组成部分，光信息科学与技术专业的学生需要学习包括数字信号处理、通信原理、图像处理等在内的信息技术课程，以掌握信息技术的基本理论和方法。
4. 应用实践课程除了理论课程外，光信息科学与技术专业的学生还需要进行应用实践课程的学习，包括光学实验、光电子器件设计与制作实践等内容。
这些实践课程旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
5. 专业选修课程光信息科学与技术专业的学生还可以根据自己的兴趣和发展方向选择一些专业选修课程，例如激光技术、光纤传感等，以进一步拓宽知识面，提高自身的综合素质和竞争力。
三、教学特点1. 紧密结合产业需求光信息科学与技术专业的主修课程紧密结合产业需求，注重理论和实践相结合，培养学生具备解决实际问题的能力。
2. 注重培养创新能力主修课程注重培养学生的创新能力，课程设置涵盖了前沿技术和热点领域，鼓励学生进行科研实践和创新设计。
3. 多元化课程设置主修课程设置多元化，既涵盖了光学和光电子学的基础理论，也包括了信息技术和应用实践的内容，为学生提供了全方位的知识储备。
电子科学与技术(电子材料与元器件)
电子科学与技术（电子材料与元器件）Electronic Science & Technology (Electronic Materials & Devices)专业代码：080606 学制：4 年Speciality Code: 080606 Schooling Years：4 years培养目标：培养能够适应社会主义建设需要和德智体全面发展、具有坚实宽广理论基础以及良好素质的复合型高等工程技术人才。
目标1：（扎实的基础知识）培养学生具有电子科学与技术学科宽厚理论基础，精通电子材料及元器件制备技术及其应用电路技术。
所学知识旨在拓宽学生就业面，使毕业生具备专业工程技术人员应有的知识、技能和理解力以及继续深造攻读更高学位的知识和深度。
目标2：（解决问题能力）培养学生能够设计、实验、分析和解释数据，能够创造性地利用电子应用技术以及材料科学与工程基本原理识别、解决实践和工业需求遇到的问题。
目标3：（团队合作与领导能力）培养学生在团队中的沟通和合作能力，进而能够具备电子科学与技术领域的领导能力。
目标4：（工程系统认知能力）让学生认识到电子材料与元器件是实现电子工程系统的设计和装备的重要组成部分，并使之服务于社会、服务于世界。
目标5：（专业的社会影响评价能力）培养学生正确看待电子材料和电子器件的选择、设计和应用对人们日常生活、工商业的经济结构以及人类健康所产生的潜在影响。
目标6：（全球意识能力）培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识，有竞争力地、负责任地行使自己的职责。
目标7：（终身学习能力）培养能够适应社会主义建设需要和德智体全面发展、具有坚实宽广理论基础以及良好素质的复合型高等工程技术人才。
电子科学与技术毕业生能够胜任工业企业部门从事电子材料及元器件及其在电子信息工程、自动化、智能系统中应用的设计、制造、研究、开发与质量管理，也可到科学研究部门、高等学校从事研究与教学工作。
具备在迅速变化的高科技社会中终身学习的能力。
电子科学与技术专业介绍ppt课件
电子信息与计算机工程系
最好就业
电子科学与技术专业情况
没有微电子技术的划时代发展，就没有现代 电子技术的辉煌成就。
在计算机、通信、自动控制、机电一体化等领 域都无法脱离开依靠微电子技术制造的产品。
半导体材料学 Si、Ge、GaAs、GaN、InP等等。 半导体器件学 电子器件、光电子器件、光子器件、传感器件、微 机械器件等 集成电路设计学（集成电路与系统设计） 模拟、数字、混合 半导体器件及集成电路的制造学 涉及工艺问题
电子信息与计算机工程系
微电子学与固体电子学大体上包含如下内容
二、培养目标及要求
1.培养目标
掌握电子科学与技术方面的基本理论、基础知识、基本 技能与方法； 掌握集成电子器件、数字集成片上系统的设计方法与技 术、集成电路测试与封装技术，获得科学研究的初步训练， 具有较强的本专业领域实践能力、计算机辅助设计能力、 集成电子设备开发设计能力； 具有独立获取更新本专业新知识、分析解决本专业技术 问题、应用所学进行创新的能力，为毕业后的继续教育及 进一步发展打下扎实的基础。
2.主要课程：
主要理论课程：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、 高频电子技术、C语言程序设计、电路原理图与电路板设计、 大规模集成电路工艺学、大规模集成电路设计、集成电路版 图设计、硬件描述语言与SOC设计方法、单片机原理与应用、 FPGA数字系统设计、DSP技术及应用。 主要实践课程：课程实验、课程设计、生产实习、毕业实 习和毕业设计，其中课程设计包括电路仿真综合课程设计、 数模混合课程设计、单片机课程设计、大规模集成电路课程
光子学和光电子学的应用与前沿研究
光子学和光电子学的应用与前沿研究光电子学与光子学是现代光学研究的两个重要领域。
光子学是研究光的本质和现象，光电子学则是将光与电子相结合，利用光的性质来操控电子。
两个领域的发展极大地促进了信息通信、光存储、生物医药等领域的进步。
本文将从光子学和光电子学的基础理论入手，探讨它们在实际应用和前沿研究方面的发展。
一、光子学的基础理论和应用光子学是研究光的本质和现象的学科，主要包括电磁波的形成、传播、相互作用和控制等。
在光通信、光存储、太阳能等领域，光子学都有广泛应用。
在光通信领域，光子学开发了高速光通信与光纤通信等技术，极大地提高了信息传输速度和距离。
随着信息技术的快速发展，人们对带宽的需求也越来越高，因此光子学在信息传输方面的应用必将会更加普及。
在光存储领域，光子学的应用也非常广泛。
比如，其中的一种重要技术就是基于受控熔融的有机材料制成的光盘技术，可用于制作CD、DVD等。
这些碟片的优点包括便携性、易存储、可靠性高等。
而且，有机材料如草酸钇等还可用于实现光存储的三维映像效果。
在太阳能领域，光子学的应用也非常广泛，其中最为显著的就是利用太阳能光伏电池发电，这是光电子学领域最早成功的应用之一。
太阳能电池是把太阳能转化成电能的设备，其原理是将光子转化成电子，而这正是光子学的基础。
二、光电子学的基础理论和应用光电子学是研究利用光的性质来操纵电子的学科，主要涉及光电子材料、光电子器件、极端紫外和软X射线光源等领域。
在摄像、非接触式测距和感应、激光加工等领域，光电子学都有广泛应用。
在无人驾驶和智能技术领域，光电子学有着广泛应用。
无人驾驶需要运用到摄像技术，从而实现对周围环境和行驶路线的准确判断。
而激光雷达技术也是无人驾驶设计中的重要组成部分，设计师可以利用低功耗的光电子技术来实现对车辆周围环境的精准测量和判断，有利于提高车辆运行的安全性和稳定性。
在医学影像诊断方面，光电子学也有着广泛应用。
光声成像技术是光电子学应用于医学影像诊断最为重要的技术之一。
电子科学与技术专业介绍
作为光子探测和分析的光子检测技术；光计 算和信息处理技术；作为光子存储信息的光 存储技术；光子显示技术；利用光子加工与 物质相互作用的光子加工与光子生物技术。 由以上技术形成的光电子行业的五大类产业 格局：光电子材料与元件产业、光信息（资 讯）产业、传统光学（光学器材）产业、光 通信产业、激光器与激光应用（能量、医疗） 产业。
美国将光电子技术的应用领域分为民用和军 用两大类：民用包括计算、通信、娱乐、教 育、电子商务、公共卫生和交通运输；军用 包括部队指挥和控制系统、照相、雷达、飞 行传感器和光制导武器。光电子技术行业的 主要产品包括：激光器、光盘、成像传感器、 光纤以及关键部位使用光电子元器件的所有 仪器和系统。
在北美（美国和加拿大）有大约15万人从事 光电子方面的工作，光电子技术产业创造的 税收从1991年的40亿美元增长到2003年的超 过200亿美元。(2)国内概况中国光电子技术 产业的现状分为大陆和台湾地区。近20多年 来，随着中国大陆的改革开放，使中国内地 的激光、光电子科学事业的发展立足创新、 面向市场，取得了前所未有的进步。
到了“九五”计划期间，国家加大投资,才 拉开了新世纪中国内地加速发展微电子产业 的序幕。通过启动“909工程”，成功建成 25条芯片制造线。中国集成电路市场持续快 速增长。2003年中国集成电路产量为96.3亿 块，产值达到1470亿元，比2002年增长 22.5%。巨大的市场吸引国际知名集成电路 企业纷纷来华投资。
主干学科：电子科学与技术主要课程：电子 线路、计算机语言、微型计算机原理、电动 力学、量子力学、理论物理、固体物理、半 导体物理、物理电子与电子ห้องสมุดไป่ตู้以及微电子学 等方面的专业课程。主要实践性教学环节： 包括电子工艺实习、电子线路实验、计算机 语言和算法实践、课程设计、生产实习、毕 业设计等。一般安排20周。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
损耗低高 输不出能巨振脉荡冲
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调制电压
输
全
出 镜
聚光腔 YAG 晶体棒
偏振片
电光 晶体
反 镜
……
脉冲氙灯 激光电源
调Ｑ模块
加压式调Ｑ示意图
超短脉冲产生条件（一）--锁模技术
纵模间隔的角频差为
锁模使各相邻模的初相位 差相同，即
N个纵模迭加后的总光场为
锁模光场的特性
(1) 锁模后激光的光强
腔内振荡的纵模数越多（腔长越长、荧光线宽越宽）， 则锁模脉冲的峰值功率越高。
电子科学与技术学科前沿课程 -光电子领域
司金海
光电子学
一、激光原理与技术 u 高斯光束和光学谐振腔 u 光与物质相互作用--光放大原理 u 激光振荡原理及辐射特性 u 实现脉冲激光振荡的调Q与锁模技术 u 若干典型激光器 u 飞秒激光及其应用
二、非线性光学 u 非线性光学材料 u 非线性光学波动方程 u 二阶非线性效应 u 三阶非线性效应
激光器的组成
1. 激光工作物质 2. 泵浦源 3. 谐振腔
100%
R
I0
工作物质
I’ l
激光器中谐振腔的作用
1、提供光学正反馈： 在腔内共振频率处建立高的场强，
维持自激振荡。
2、频率滤波： 有效地控制腔内实际振荡的模式数目，使大量光子集结在少数几个
状态中，提高光子简并度，获得单色性好的相干光。
3、控制激光束（高斯光束）的空间特性： 调节腔的几何参数可以直接控制激光束的横向分布特性、光斑尺寸、
谐振频率、光束发散角等。
增益介质 增益系数：
激光工作物质
阈值反转粒子数密度：
四能级系统激光的跃迁过程
受激辐射放大条件： N 0 （粒子数反转） 激光器产生激光振荡的条件：N Nt （增益大于损耗）
激光器（谐振腔+增益介质）
激光器输出激光的波长
实现单纵模运转的方法
方法之一：采用短的谐振腔，使
增加，
一、激光与飞秒激光技术 二、非线性光学与超快光子技术 三、光通信与传感技术
第一台激光器
1960-5-17，Ted Maiman 发明第一台激光器
第一台红宝石激光器的拆卸图 方向性好：发散角小（10-3rad）；空间立体角小（π×10-6 ） 单色性好：7.5 ×103 Hz, 是单色性最好的氪灯的10-5倍 相干性好：时间和空间相干性 亮度高：单一模式光子数（同频率、同位相、同方向、同偏振）
TR
大损耗
声光调制（AOM）
无损耗
周期性地调节超声波的功 率，调制激光的衍射损耗
调Q与锁模的区别
调Q：调制周期 TM>>TR，重复率1-10 kHz。脉冲宽度由Q 开关速度决定，产生高能量的ns脉冲。对光强的调制幅度 大（开---关）。
锁模：调制周期 TM=TR ， 重复率=1/TR~100MHz。脉冲宽 度小于调制信号的宽度，产生 ps, fs量级的高功率脉冲 。 对光强的调制幅度较小（高---低）。
2019/5/16
5
知识点---光纤通信与传感
通信的主要要素？
信息 调制 载波
传输媒介
解调 接收
2009年度诺贝尔物理学奖“光纤之父”？主要贡献？ 当前光纤通信三个低损耗“窗口”？ 光纤通信的优点？
光纤传感系统主要组成？ 光纤传感主要优点？ 光纤光栅（FBG）传感原理？
2019/5/16
6
光电子领域专题
在阈值增益宽度内只有一个纵模达到阈值，单纵模运转。 （短腔长法、色散腔法、标准具法）
当抽运功率低于阈值时，辐射功率分布在 p （
）个无规跃迁
模式中。当抽运功率增加到高于阈值时，辐射集中到一个模式中（假定
均匀加宽）。
激光器举例：氦-氖（He-Ne）激光器
激光介质：在激光管内填充1.0毫米汞高的He原子和0.1毫米汞高的Ne原子混 合气体。 输出波长：0.6328微米。 泵浦方式：通过在1.0毫米汞高的He和0.1毫米汞高的Ne的气体放电。
主要技术原理？ u 1999年诺贝尔化学奖相关的使用飞秒激光超快光谱技术首次
实验观测到分子光解离过程中原子（或自由基）的运动。
2019/5/16
4
知识点---非线性光学
u 1961年P.A. Franken首次观测到非线性光学效应：在石英 晶体上观测到二次谐波（简要描述其产生过程）；
u 提高二次谐波转换效率最重要的三个因素？ u 如何实现二次谐波位相匹配？位相匹配的物理实质？ u 几种典型的二阶和三阶非线性光学效应？ u 二阶和三阶非线性光学材料的主要区别？ u 飞秒超快光克尔门主要原理和用途？
(2) 锁模脉冲的宽度
超短脉冲产生条件（二）--增益介质光谱线宽
锁模脉冲的宽度 长脉冲 短脉冲
可见，锁模脉冲宽度近似与增益线宽成反比。
锁模的方式
（一）被动锁模----克尔透镜（钛宝石飞秒激光（Ti3+:Al2O3） ）
克尔透镜效应： 等效于一快速可饱和吸收体
（二）主动锁模-----声光调制（AOM）
4. 2000-2003 高次谐波软X射线技术又把人们引进到阿秒的领 域
脉冲激光产生的调Q与锁模技术
调Q 技术 锁模技术 调Q 技术:
脉冲宽度
ns ps 或 fs
峰值功率
MW GW TW
EOM
Vp 0
利用电光效应改变光束的偏振， 控制谐振腔的损耗。
备注
电光调Q 声光调制
激光器的调Q技术
λ4 波片使激光器处于关门状态，当在晶体上施加 λ4 电压后，电光晶体抵消 λ4 波片的作用，接通光路，产生短 脉冲激光输出。
光电子学
三、光调制技术 u 电光调制 u 声光调制
四、光在介质波导中的传输 u 光波导和光纤 u 光通信 u 光传感
五、光电测量与光电显示技术 u 光电二极管与光电倍增管 u 光电显示技术
知识点---激光
u 1960年Ted Maiman发明了第一台激光器：红宝石激光器。 u 激光器由那几部分组成？其主要作用？ u 四能级模型激光产生过程中的电子跃迁过程？ u 受激辐射放大条件？产生激光振荡条件？ u 超短脉冲产生的基本条件？ u 超短脉冲（飞秒）激光器的主要组成部分？ u 2018年诺贝尔物理学奖相关的“啁啾脉冲放大(CPA)技术”
激光上、下能级： 粒子数反转条件：
超短脉冲激光器
超短脉冲发展的四个阶段
1. 1960-1980 被动-主动锁模固体激光器的出现，产生皮秒级的 光脉冲
2. 1982-1990 对碰脉冲锁模的概念引进染料激光器，使皮秒脉 冲被压缩至飞秒量级
3. 1991-2000 克尔透镜自锁模和啁啾脉冲压缩新概念，又使脉 冲压缩至亚10飞秒范围