光学工程学科介绍-光电信息与计算机工程学院-上海理工大学
第11讲ppt-上海理工大学—光电信息与计算机工程学院
t c
4. 体积为V的腔内存储的能量为：W N (t)Vhν0
5. 每振荡周期损耗的能量为：P W N (t)Vh a总c
cν0
6. 品质因子与谐振腔的单程总损耗的关系为
Q 2 W 2
P a总
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4.6.2 调Q原理
回顾一下激光器的工作过程: 产生激光的过程中阈值并不改变 公式(4-71)表明，谐振腔的损耗越大，Q值越小；损耗越小，Q值越高。 调Q技术的基本思想: 当激光上能级积累的反转粒子数不多时，人为 地控制激光器阈值，使其很高，抑制激光振荡的产生。在这种情况下， 由于光束的激励，激光上能级将不断地积累粒子数。当反转粒子数达 到最大数量时，突然降低激光器的阈值 。此时亚稳态上的粒子的能量 很快转换为光子能力，光子像雪崩一样以极高的速率增长，输出峰值 功率高、宽度窄的激光巨脉冲。 调Q方法: 控制不同类型的损耗，就形成了不同的调Q技术
Q 2 W 2 P a总
a总 ar aa ad as at
控制反射损耗 ------电光调Q技术 控制吸收损耗 ------可饱和吸收染料调Q技术 控制衍射损耗 ------声光调Q技术
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4.6.3 电光调Q
电光调Q装置如图4-27，激光腔中插入起偏振片及作为Q开关的 KD*P晶体。
E(t) Eq (t) q
由于自由运转多模激光器的各个振荡模式的振幅和相位是彼此独
立的、随机的，所以总光场是各个模式光场的非相干选加。输出
总光强是各个振荡模式光强之和，即
I Iq
q
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4.7.1 锁模原理
核心思想：锁模技术让谐振腔中存在的纵模同步振荡，让各模的频率 间隔保持相等并使各模的初位相保持为常数，激光器输出在时间上有 规则的等间隔的短脉冲序列。
第13讲ppt-上海理工大学—光电信息与计算机工程学院-模板
上式中的正是用s1和s2的差额s＝ s1－ s2的光波测量距离d时所得
到的相位尾数之差。通常把频率s1和s2称为间接测尺频率，而把差频频
率s＝ s1－ s2称为相当测尺频率
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集中的间接测尺举例
•
间接测尺频率 相当测尺频率 测尺长度 精度
• s • 1 • 2 • 3 • 4
15MHz
0.9 s 0.99 s 0.999 s 0.9999 s
15MHz 1.5MHz 150KHz 15KHz 1.5KHz
10m 100m 1Km 10Km 100Km
1cm 10cm 1m 10m 100m
集中的间接测尺的测尺频率都集中在较为窄小的频率范围内，可以使 放大器和调制器有相近的增益和相位稳定性，而且各频率对应的振荡 石英晶体也可以统一
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相位差的测量
15k0Hz
在测相精度为千分之一的情况下，
➢ 测距精度为
1 100L0sb
1cm
➢ 测距量程为 Lsl 100m0
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集中的间接测尺测距原理
假定用两个调制频率为s1和s2的光波分别测量同一距离d
dL（ s1 N1 21） dLs（ 2 N2 22）
由上两式可得 令：
d L L s s 2 1 L L s2 s 1[N ( 1 N 2 ) ( 21 22 )]
5
脉冲测距
激光脉冲测距仪的简化结构如下图所示
图6-18 激光脉冲测距仪的简化结构 6
测距仪对光脉冲的要求
光脉冲应具有足够的强度 光脉冲的方向性要好 光脉冲的单色性要好 光脉冲的宽度要窄 用于激光测距的激光器：红宝石激光器、钕玻璃激光器、 二氧化碳激光器、半导体激光器
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2023年光电信息科学与工程专业介绍
2023年光电信息科学与工程专业介绍光电信息科学与工程是一门涵盖了光学、电子学、信息学等多个学科内容的综合性学科，主要研究光电子、光学与信息工程等方面的理论、技术、应用及其在现代通信、信息处理、生物医学、军事等领域的应用。
一、专业课程设置光电信息科学与工程专业课程设置既有光学、光学制造和物理光学、光电子器件、图像传感器、激光技术、电子电路等光电信息类课程，又有计算机、数学、通信原理、数字信号处理、通信网络等与信息学有关的专业课程。
优化后的课程体系更加注重对学生的实际用途的考虑，增强实践教学，比如光电子器件及系统实验、数字信号处理实验、自然图像处理实验，以及激光、光电、电子及通信领域的综合设计等。
二、专业方向及研究领域（1）光电信息领域：主要研究光电器件、光通信、图像处理与识别、显示技术、LED 等方面的科学、技术及实践应用。
（2）光电子学领域：主要研究激光、光谱学、表面电子学、光电探测器等技术。
（3）光学制造领域：主要研究精密光学元件的研发与制造，如激光光束整形技术、光学加工技术等。
（4）光学信息领域：主要研究光波导、光纤通信、空间光学、光量子计算与通信等方面的理论、技术及实践应用。
三、就业前景光电信息科学与工程专业是在信息技术高速发展的时代迎来的机遇，其发展历程和未来趋势与人们生产和生活的方方面面都息息相关。
众所周知，光电信息学科渗透于现代工业、信息、医疗等各个产业领域，未来也将在国防、航空航天、地球科学等领域得到广泛应用，人们对光电专业人才需求将会增加，未来就业前景的广阔性是毋庸置疑的。
未来就业普遍涉及到以下几个领域：第一、光电信息领域，包括了光电子器件、光通信、图像处理与识别、显示技术等科学、技术及实践应用；第二、光电子学领域，主要研究激光、光谱学、光电探测器等技术；第三、光学制造领域，主要研究精密光学元件的研发与制造，如激光光束整形技术、光学加工技术等；第四、光学信息领域，主要研究光波导、光纤通信、空间光学、光量子计算与通信等方面的理论、技术及实践应用。
上理工光学工程培养方案
上理工光学工程培养方案一、学科概况光学工程是一门综合性的工程学科，主要研究光学现象和光学器件，以及其在信息传输、能源利用、医学诊断、制造加工等领域的应用。
光学工程涉及光学系统设计、光学材料、光学检测技术等多个学科领域，是现代科学技术和工程技术领域的重要组成部分。
上理工光学工程专业旨在培养具有扎实的光学基础知识和工程实践能力的高级光学工程技术人才。
学生在学习期间将全面掌握光学工程的基本理论和实践技能，具备良好的实验能力和创新能力，能够在光学系统设计、光学材料开发、光学器件制造、光学检测技术等领域进行科学研究和工程实践。
二、培养目标本专业培养目标是培养德、智、体、美全面发展，具有创新意识和实践能力的高级光学工程技术人才。
培养学生具备光学工程的基本理论和实践技能，能够在光学系统设计、光学材料开发、光学器件制造、光学检测技术等领域进行科学研究和工程实践。
三、课程设置1. 光学基础：包括光学原理、光学几何光学、物理光学、光学干涉和衍射等基础知识。
2. 光学工程：包括光学系统设计、光学材料与光学器件、光学检测技术等工程知识。
3. 数学与物理：包括数学分析、线性代数、微积分、物理学等相关基础课程。
4. 工程实践：包括光学实验、光学工程实践、项目实践等课程，培养学生的实验能力和工程实践能力。
5. 专业选修课：包括光学通信、激光技术、光学薄膜技术、光学成像技术等相关专业课程。
6. 创新创业教育：包括创新思维训练、科技项目管理、科技创新创业等相关课程。
四、实践教学1. 实验教学：组织学生进行光学实验、光学器件制作和光学系统调试等实验活动，培养学生的实验能力和动手能力。
2. 实习教学：组织学生到光学工程相关企业或科研机构进行实习，了解光学工程的实际工作和行业发展趋势。
3. 项目教学：组织学生进行光学工程项目设计和实施，培养学生的工程实践能力和团队合作精神。
五、科研与创新1. 学术科研：鼓励学生积极参与科学研究项目，培养学生的科研能力和创新精神。
光学工程介绍
光学工程介绍一、引言光学工程，又称为光学或光子学工程，是一门跨学科的工程领域，涉及到物理学、光学、材料科学、机械工程等多个学科的知识。
它主要关注光的产生、传输、检测和操控的原理与应用，具有非常广泛的应用领域，包括通信、医疗、生物、环境监测、航天等多个领域。
光学工程是现代科学技术的重要分支，对于推动科学技术进步和经济发展具有重要意义。
二、光学工程的研究领域光学工程的研究领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1.光学系统设计：研究光学系统的基本原理、设计方法和优化技术，涉及光学镜头、显微镜、望远镜等光学仪器的设计。
2.光学制造与检测：研究光学元件的制造工艺、光学检测技术和质量控制方法，以确保光学元件的精度和质量。
3.激光技术：研究激光的产生、传输、控制和应用，包括激光器设计、光束质量分析、激光应用等。
4.光电检测与成像：研究光电传感器、图像传感器、光谱仪等光电检测器件的原理、设计和应用。
5.光学通信与网络：研究光信号的产生、传输、检测和处理，包括光通信系统设计、光网络技术等。
6.光学材料与器件：研究光学材料的性质、制备和性能优化，包括光学玻璃、晶体、陶瓷等。
7.生物医学光学：研究生物医学领域的光学原理、技术和应用，包括激光医学、光动力治疗、光谱分析等。
8.光计算与人工智能：研究光计算技术、光信息处理和人工智能等领域的应用，包括光子计算机、光子芯片等。
三、光学工程的应用光学工程的应用非常广泛，涉及到人们生活的方方面面。
以下是一些光学工程的具体应用：1.通信领域：光纤通信是光学工程的重要应用之一。
光纤具有传输容量大、传输距离远等优点，现在已经广泛应用于电话、互联网等通信领域。
2.医学领域：光学工程在医学领域的应用包括激光治疗、光谱分析、荧光成像等。
这些技术的应用提高了医学诊断和治疗的准确性和安全性。
3.工业领域：光学工程在工业领域的应用包括机器视觉检测、激光加工、光电传感器等。
这些技术的应用提高了工业生产的效率和精度。
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上海理工大学专业介绍：光学工程系学科
上海理工大学是我国最早从事光学工程高级人才培养的大学之一，光学工程学科源于1960年建立的“光学仪器”专业，1981年光学工程学科获硕士学位授予权，1998年获一级学科博士学位授予权，2001年被列为上海市教委重点学科，2005年被列为上海市重点学科，2007年被评为国家重点学科。
光学工程系学科介绍
上海理工大学是我国最早从事光学工程高级人才培养的大学之一，光学工程学科源于1960年建立的光学仪器专业，1981年光学工程学科获硕士学位授予权，1998年获一级学科博士学位授予权，2001年被列为上海市教委重点学科，2005年被列为上海市重点学科，2007年被评为国家重点学科（培育），同年设立光学工程博士后流动站。
建有教育部光学仪器与系统工程研究中心、机械工业光电精密测试技术重点实验室、上海市现代光学系统重点实验室、上海超精密光学加工与检测服务平台等国家和省部级科技平台，是中国仪器仪表学会理事长单位，国家光学仪器质量监督检验中心、全国光学和光子学标准化技术委员会挂靠单位。
同时还是中国光学学会工程光学专业委员会挂靠单位，中国仪器仪表学会光学仪器分会挂靠单位和中国仪器仪表行业协会光学仪器分会挂靠单位。
光学工程学科现有院士1人，长江学者2人，国家千人计划2人，教育部新世纪人才2人，上海市曙光学者4名，上海市科技启明星3人，教授20人（含博士生导师17人），具有博士学位的教师占90%。
近三年承接了国家973项目、863项目、国家科学仪器专项、国家自然科学基金重点及面上项目等国家级课题近二十项，纵向科研经费超过6000万元。
光电信息工程系重视产学研用结合，先后与美国。
0803光学工程一级学科简介
0803光学工程一级学科简介0803光学工程一级学科简介一级学科（中文）名称：光学工程（英文）名称：Optical Engine e ring一、学科概况光学工程是一门历史悠久而又与现代科学与时俱进的学科，它的发展表征着人类文明的进程，它的理论基础——光学，作为物理学的主干学科经历了漫长的发展道路，铸就了几何光学、波动光学、量子光学及非线性光学，揭示了光的产生和传播的规律以及光与物质相互作用的关系。
在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。
这些技术和产业至今仍然发挥着重要作用。
上世纪中叶，产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理理论和技术，特别是上世纪六十年代初第一台激光器的问世，实现了高亮度和高时空相干度的光源，使光子不仅成为了信息的相干载体而且成为了能量的有效载体。
随着激光技术和光电子技术的发展，光学工程已发展成为以光学为主，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。
它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像、生物光子学、微纳光子学、薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光制造技术、弱光与红外热成像技术、光电传感与测量、光纤光学、自适应光学、光电子材料与器件、太赫兹光子学、光电子仪器与技术、空间与光学遥感技术以及综合光学工程技术等。
这些分支不仅使光学工程产生了质的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光电子产业和光子产业，这些产业的主体集中在光信息获取、传输、处理、记录，存储、显示和传感等光电信息领域，具有数字化、集成化和微结构化等技术特征。
新世纪以来，传统的光学系统不断地向智能化和自动化发展，继续发挥重要作用。
现代光学大踏步地向光子学迈进，使光学进入光子学时代。
光学工程学科介绍
光电技术研究所学科简介一级学科中文名称：光学工程英文名称： Optical Engineering一、学科概况光学工程是一门历史悠久而又年轻的学科。
它的理论基础——光学，作为物理学的主干学科经历了漫长而曲折的发展道路，铸造了几何光学、波动光学、量子光学及非线性光学，揭示了光的产生和传播的规律与物质相互作用的关系。
随着激光技术和光电子技术的崛起，光学工程已经发展成为以光学为主，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。
它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录光学信息处理、光电显示、全息和三维成像、薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。
这些学科分支不仅使光学工程产生了质的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。
近年来，新的光学工程学科领域还在不断涌现，如自适应光学技术、微纳光学技术、微电子光学技术、生物医学光学技术等。
光电所从1981年开始招收培养光学工程学科硕士研究生，1997年开始招收培养光学工程学科博士研究生，2010年开始招收培养光学工程学科全日制专业硕士研究生。
发展至今，该学科拥有包括中国工程院院士、百人计划入选者、杰出青年专家等高层次人才70余人，拥有国家863、973、国家02重大专项等若干项目，经费充足，为社会输送光学工程专业博士生约150人，硕士生200余人，该学科在读研究生130余人。
二、学科内涵与特色中国科学院光电技术研究所在光学工程学科多个传统和新兴领域建有博士和硕士学位培养点，专业师资雄厚，学科平台先进。
建有微细加工光学技术国家重点实验室、中国科学院光束控制重点实验室、中国科学院自适应光学重点实验室等9个创新实验室/研究室，以及中科院成都几何量及光电精密机械测试实验室；还建有精密机械制造、先进光学研制、轻量化镜坯研制、光学工程总体集成、质量检测等5个研制中心，以及制造保障中心、科技信息中心等2个技术保障中心。
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仪器科学与技术学科介绍
上海理工大学仪器科学与技术学科，已经历50余年的发展历程，具有相当深厚的专业技术基础。
学科早期发展，源于1960年隶属国家第一机械工业部时建立的机械制造业量仪专业。
1983年更名为精密仪器专业，1985年获测试计量技术与仪器硕士学位授予权，2005年获测试计量技术与仪器博士学位授予权，2008年被列为上海市教委重点学科。
代表性成果包括，为我国航天与国防工程配套的数字式激光自动跟踪瞄准仪、高精度光学分度头等项目曾获国家科技进步三等奖；为机械工业生产服务的位置度公差与检测研究及标准制定项目曾获国家科技进步二等奖；与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作的纳微米精密测量溯源项目成果获中国、欧洲、美国三方专利授权。
为我国机械工业配套的大型设备安装距激光准直仪、数字式轴承自动检测仪等项目曾获机械科技进步二等奖。
学科带头人侯文玫教授，是国际知名学者。
1989获联邦德国洪堡研究基金，先后在联邦德国物理技术研究院(PTB)、瑞士联邦计量局任客籍研究员多年，1998年任德国物理仪器公司高级研究员，2005年任英国皇家物理学会应用物理学报编委（Journal of Physics D Applied Physics）；在可溯源微钠米测试技术、中大尺度微纳米测试技术、多自由度微纳米检测技术等方面位列国际先进。
其他主要骨干包括教授5名、副教授13名，具有博士学位人员达71%。
目前拥有实验室面积900余平方米，实验设备360台件，近三年科研经费达1300余万元。
本学科已经在微纳米精密测试技术与装置、工业光电在线检测技术与装置、汽车电子系统检测技术与装置、机加工在线检测技术与装置等研究方向形成优势与特色。
所聚焦的研究内容，既为上海市信息化建设、先进制造技术与装备等支柱产业发展所需，也是国家工业发展与国防建设不可缺少的相关技术。
微纳米精密测试技术与装置方向，在微纳米精密测量溯源、中大尺度微纳米检测技术、精密光学仪器与系统、六自由度纳米测试装置等方面，稳居国际先进水平。
工业光电在线检测技术与装置方向，在工业现场计算机视觉检测技术、工业现场数字图像信息分析、目标物识别与形态鉴别等方面，达到国际先进水平。
汽车电子系统检测技术与装置方向，在汽车电子系统功能检验仿真与故障诊断、复杂城区环境车载障碍物探测技术、机器视觉汽车电子仪表配置性能验证等方面，达到国际先进水平。
机加工在线检测技术与装置研究方向，着重在机械加工制造流水线几何参数检测、多物性传感器信息融合在线检测技术等方面，达到国内领先水平。
本学科的教师，以独具特色的成果，为上海地区及全国先进制造技术与装备行业服务，直接为全国各地百余企事业单位提供专项技术支持。
本学科所培养的研究生、本科生，在国家与上海市先进制造技术与装备行业中发挥着贴近一线、立足现场、解决实际问题的骨干作用。