(3115)《光学》专业综合

考试内容

主要涉及非线性光学、导波光学和信息光学等三门硕士研究生课程内容。

（一）非线性光学

1. 非线性光学晶体的介电张量、光波在非线性介质中的基本方程、非线性极化率。

2. 三波相互作用的耦合波方程、光学二次谐波、光学和频、差频与参量过程。

3. 三次谐波产生、四波混频、光学相位共轭。

4. 光感生折射率改变、光克尔效应、光束的自聚焦、三阶非线性极化率的Z扫描测量法与技术。

5. 受激拉曼散射、受激布里渊散射、双光子吸收。

6. 光折变效应的物理图像、光折变两波耦合、光折变四波耦合、光折变自泵浦与互泵浦相位共轭。

7. 电介质波导中的电光调制和模式耦合、导波中的非线性效应、脉冲光在光纤内的传播。

8. 在光场作用下半导体载流子的非线性运动、能级间跃迁的非线性、半导体量子阱中的饱和吸收、复合材料中的非线性效应。

（二）导波光学

1. 菲涅尔公式、布儒斯特定律与布儒斯特角、全反射相移与古斯-汉欣位移， 程函方程、射线方程及其在研究均匀与非均匀平板波导的导模中的应用，应用电磁场理论求解平板波导导模的方法以及模式的正交性。

2. 三层及多层阶跃型波导的模式本征方程、截止条件以及模式本征方程的求解，渐变折射率波导的近似求解方法。

3. 条形介质波导的马卡梯里近似，求解条形介质波导的加权余量法和迭代矩量法。

4. 波导间的模式耦合方程、同向耦合与反向耦合方法及其解，棱镜耦合器的工作原理、棱镜-波导耦合系统的模式本征方程，光栅耦合器与尖劈形薄膜耦合器。

5. 周期性波导及其耦合方程，矩形皱纹周期性波导，布拉格反射滤波器。

6. 波导中的电光调制与声光调制原理，电光与声光效应可形成的波导调制器件。

7. 光纤的数值孔径、色散及损耗，弱导光纤的模式本征方程与场分布、LP模，光纤光栅的滤波特性及应用。

（三）信息光学

1. 阶跃函数、符号函数、矩形函数、三角函数、sinc函数、高斯函数、圆域函数、d函数、梳状函数等基本函数的定义、物理意义。

2. 卷积运算、相关运算、傅里叶变换的定义、运算以及基本性质。

3. 线性系统、线性不变系统、传递函数的定义。

4. 球面波、平面波在空间传输的数学描述，平面波的空间频率概念。

5. 标量衍射基本理论，菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射及其与傅里叶变换、线性系统的关系。

6. 透镜的位相调制和傅里叶变换性质。

7. 衍射受限相干成像系统和衍射受限非相干成像系统的频率响应。

8. 光学全息的记录与再现，同轴与离轴全息图，基元全息图分析，平面与体积全息图及其衍射效率，其他各种类型全息图（像面全息图、傅里叶变换全息图、彩虹全息图、计算全息等），全息术的应用。

9. 相干滤波的基本原理，振幅滤波和位相滤波，光学图像的加减、微分、相关、卷积运算等，光学图像识别和图像复原，空间光调制器，非相干光处理，白光信息处理。

参考数目：

1. 石顺祥等，《非线性光学》，西安电子科技大学出版社

2. 李淳飞，《非线性光学》，哈尔滨工业大学出版社

3. 费浩生，《非线性光学》，高等教育出版社

4. 佘守宪，《导波光学物理基础》，北京交通大学出版社

5. 曹庄琪，《导波光学》，科学出版社

6. R. G. Hunsperger，Integrated Optics: Theory and Technology, Springer-Verlag

7. 吕乃光编著，《傅里叶光学》，机械工业出版社

8. 苏显渝等编著，《信息光学》，科学出版社

9．王仕璠编著，《信息光学理论与应用》