《集成光学》教学大纲

1、集成光学16学时/1学分英文译名：Integrated Optics 适用领域：光学与光学工程教学目的：集成光学是研究媒质薄膜中的光学现象以及光学元器件集成化的一门学科。它是在激光技术发展过程中，由于光通信、光学信息处理等的需要，而逐步形成和发展起来的。它要解决的实质问题，是获得具有不同功能、不同集成度的集成光路，以实现光学信息处理系统的集成化和微小型化。集成光学的应用领域是非常广泛，除了光纤通信、光纤传感器、光学信息处理和光计算机外，导波光学原理、薄膜光波导器件和回路，还在向其他领域，如材料科学研究、光学仪器、光谱研究等方面渗透。开展集成光学课程的教学目的，是将导波光学与光子集成技术领域的经

2、典问题和前沿热点问题传授给学生，合理配置和优化学生的知识结构，拓展学生知识面的深度和广度，使他们获得该领域内最新研究成果、研究方法与技术实现手段，亲历科学研究中提出问题、分析问题、解决问题的全过程，培养学生的创造性思维和独立开展研究的能力增强学生研究能力的培养。同时，通过大量阅读课外补充资料，使学生具备一定的文献查阅和外文资料阅读的能力，为独立开展科学研究奠定基础。教学方式及学时分配：（包括课堂授课、课堂讨论、实验、上机等）（宋体10号字） 课堂讲授12学时，课堂讨论4学时教学主要内容及对学生的要求：（含先修知识、学习内容等）（宋体10号字）学生先修波动光学、光波导理论、光纤理论与技术等方面的

3、基础知识。内容摘要：（300-500字）（宋体10号字）课程内容包括：（1）导波光学理论。集成光学的理论问题，主要是指媒质波导理论，即导波光学，包括：波导理论的基本概念，波导中的模式耦合理论以及波导中的光栅理论等。（2）集成光学的材料与制作工艺。集成光学材料如玻璃、半导体、有机材料等性质；集成光学的工艺主要涉及成膜与光路微加工，例如采用外延、质子轰击、离子注入、固态扩散、离子交换、高频溅射、真空蒸发、等离子聚合等作为成膜工艺，或者采用光刻、电子束曝光、全息曝光、同步辐射、光锁定、化学刻蚀、溅射刻蚀(离子铣)、反应离子刻蚀作为光路微加工技术。（3）集成波导的调制，包括：电光效应、声光效应、磁光效

4、应、热光效应以及非线性效应的调制原理与调制方法。（4）集成光学器件应用与评价。无源集成光学器件，如：耦合器、分配器、偏振器与模分离器、波长分波器与合波器等；和有源集成光学器件，如：波导调制器（电光调制器、声光调制器、磁光调制器、热光调制器），开关等的器件结构、工作原理、性能评价方法与应用。考核方式：（开卷、闭卷；笔试、口试；实验、上机操作、设计图；平时成绩所占比例等）（宋体10号字）要求学生阅读20篇相关文献，写出由教师命题的短论文，论文主要内容是能够针对某一具体研究课题阐明研究背景、独立思考的理论分析和创新想法、具体方案、实施办法和手段，考察学生创新周密的思维。平时成绩占有30%，包括是否积

5、极参与课堂讨论、是否正确的回答问题及是否活跃的思维表现。主要参考书目：梁民基, 张福初译, (美)塔米尔,T主编, 集成光学, 北京：科学出版社,1982.金锋, 范俊清编著, 集成光学, 上册, 北京：国防工业出版社, 1981.金锋, 范俊清编著, 集成光学, 中册, 北京：国防工业出版社, 1982.金锋, 范俊清编著, 集成光学, 下册, 北京：国防工业出版社, 1983.Robert G. Hunsperger, Integrated optics :Theory and technology. Berlin :Springer-Verlag,1984.陈益新编译, 集成光学：理论和技术, 上海：上海交通大学出版社，1985.陈益新著, 集成光学三十年, 上海：上海交通大学出版社, 1999. 小林功郎著；崔凤林译, 光集成器件, 北京：科学出版社, 2002.西原浩等著, 梁瑞林译, 集成光路, 北京：科学出