激光辅助信息获取与分析技术

课程编码：1802110803X5M2001H 英文名称：Laser-assisted Information Acquirement and Analysis 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：韦欣等

本课程是物理电子学、光学相关专业硕士生和博士生的学科基础课，是开展用于激光传感领域的光电子器件研究必须学习的一门基础课。主要授课对象是物理电子学专业或光学相关专业的学生。要求学生通过本课程的学习掌握激光器和探测器的工作原理、选择原则和常用激光传感与测量系统构成，掌握激光测量的几种不同类型并能够结合科技发展中的实际应用对不同测量原理进行灵活运用。

大学物理、固体物理、激光原理

第一章 激光的基本特性 4学时 韦欣
第1节 激光的诞生过程
第2节 激光的定义
第3节 激光的基本特性
第4节 光的受激辐射和光放大
第5节 谐振腔
第6节 光学谐振腔和激光模式
第7节 基模高斯光束及其聚焦和准直
第8节 连续波单模激光器的输出功率
第9节 激光安全
第二章 常用激光技术和激光器 3学时 韦欣
第1节 调制方法和调制技术
第2节 激光调Q技术
第3节 激光模式选择技术
第4节 激光频率稳定技术
第三章 典型激光器 3学时 韦欣
第1节 气体激光器
第2节 固体激光器
第3节 光纤激光器
第4节 半导体激光器
第四章 光电探测技术 4学时 宋国峰
第1节 光电倍增管
第2节 PIN探测器
第3节 APD探测器
第4节 焦平面阵列
第五章 激光干涉测量 3学时 韦欣
第1节 光的干涉
第2节 激光干涉测量分类
第3节 常用干涉系统
第4节 外差干涉仪和交流干涉仪
第5节 干涉测量方法
第六章 激光引力波测量 3学时 韦欣
第1节 引力波测量引言
第2节 引力波测量系统构成
第3节 引力波测量在中国
第4节 引力波测量在中国
第七章 激光自混合干涉测量 4学时 韦欣
第1节 激光自混合干涉测量的发展
第2节 条纹对比度影响因素：光源的非单色性影响
第3节 典型的自混合干涉测量光路
第4节 自混合干涉仪系统组成
第5节 常用激光器的自混合干涉特性
第6节 应用实例：半导体激光器自混合干涉绝对距离测量
第八章 激光衍射测量 3学时 宋国峰
第1节 衍射的物理基础：惠更斯原理
第2节 激光衍射测量原理
第3节 激光衍射测量方法及应用
第4节 激光全息干涉测量
第九章 激光准直测量 4学时 韦欣
第1节 激光准直测量物理基础
第2节 激光准直测量-相位板法
第3节 激光准直测量-双频激光干涉法
第4节 激光准直测量-光栅衍射干涉法
第5节 激光准直测量-偏振测量
第6节 激光准直测量系统
第十章 激光测距与激光雷达探测 3学时 韦欣
第1节 激光测距仪概述
第2节 激光雷达
第3节 激光雷达概述
第十一章 激光雷达与自动驾驶 4学时 韦欣
第1节 引言
第2节 自动驾驶的要求
第3节 激光雷达的功能
第4节 激光雷达解决方案
第十二章 激光泵浦探测技术 4学时 韦欣
第1节 激光与材料的非线性效应
第2节 超快激光原理-调Q与锁模
第3节 泵浦探测测量原理
第4节 简并泵浦探测及材料应用实例
第5节 非简并泵浦探测及半导体材料应用实例
第十三章 激光三维传感 4学时 韦欣
第1节 引言：iphone Face ID与应用
第2节 三维传感技术简介、分类与发展历程
第3节 双目立体视觉
第4节 飞行时间
第5节 结构光扫描
第6节 其他技术
第7节 国内发展
第8节 未来应用
第十四章 激光传感的军事应用 4学时 宋国峰
第1节 军用激光雷达
第2节 激光测距
第3节 激光辅助主动侦察
第4节 激光模拟

韦欣，男，博士，研究员，博士生导师。中国科学院半导体所纳米光电子实验室主任，学位委员会委员。
主要从事半导体激光器和集成光源的开发与应用研究。曾参与多项国家重点研发计划、973、863项目和自然科学基金项目的研究工作。研究内容包括可见光激光器与发光管、高速与高功率垂直腔面发射激光器、垂直外腔面发射激光器、大功率半导体激光器单管和列阵、14纳米大功率光纤拉曼放大器泵源、InGaAs探测器、集成微纳结构的新型光电子器件等。
目前的研究方向：
主要包括GaAs、InP与GaSb基光电子器件结构的MOCVD生长和器件制备，尤其是红外波段探测器和激光器、垂直腔面发射激光器的研制和开发，以及表面等离激元在半导体光电子器件中的应用。
宋国峰,?男，博士，正高级工程师，博士生导师。
2001年至今在中国科学院半导体所主要从事半导体光电材料及器件的研究工作，在表面等离子体有源光学器件的研究方面，提出并开展了部分模拟设计和制备工作。制作出650?nm波段300nm孔径出光功率达到1.7mW以上的微小孔径激光器，并研究了器件的各种性能和物理机制，工作成果已达国际先进水平。表面等离子体激光器研究成果被?Nature?Photonics作为研究亮点在其期刊上发表了相关评述(vol.?1,?2007年9月)，纳米光源的研究成果2005年8月被美国?Laser?Focus?World杂志作为Newsbreaks报道，纳米光源应用的研究成果被Photonic?Spectrum?2006年6月作为研究亮点进行了报道。对表面等离子激元的局域增强效应等开展了初步的研究，对应用表面等离子激元的太阳能电池、生物探测、传感测量、慢光效应器件、人工电磁介质器件，波导器件等开展了初步的模拟分析、纳米结构加工制备的探索研究。已在国内外学术刊物及国际学术会议上发表了多篇论文。
主要研究领域及方向：
（1）表面等离子激元物理、材料的研究；基于表面激元的新型有源、无源器件的研究；基于表面等离子激元效应的光子集成芯片、太阳能电池、生物传感器件的研究；人工电磁介质器件的研究。（2）微纳结构加工和检测技术研究包括纳米压印技术及应用，有源探针近场光学测试分析技术等的研究。（3）DFB、F-P腔、VCSEL等大功率半导体激光器的研制包括大功率半导体激光器的制备技术研究，退化机理研究，大功率半导体激光器应用研究。锑化物激光器的研制。