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本科生学习手册
（2018 版）
光科学与工程系
信息科学与工程学院
目录第一章 前言 ............................................................................................. 1
1.1 光科学与工程系概况...................................................................................... 1
1.2 光科学与工程系本科生课程学习手册使用指南 ............................................. 3
第二章 光科学与工程系本科生培养体系 ............................................. 5
2.1 培养目标 ............................................................................................................. 5
2.2 本科生培养模式 ................................................................................................. 5
2.3 光科系课程体系 ................................................................................................. 7
2.4 选课指导 ............................................................................................................. 7
2.4.1 学分要求 ...................................................................................................... 7
2.4.2 通识教育课程 .............................................................................................. 8
2.4.3 大类基础课 .................................................................................................. 9
2.4.4 专业教育课 ................................................................................................ 10
2.4.5 任意选修课课 ............................................................................................ 10
2.5 本科生导师制 ................................................................................................... 10
2.6 实践与能力训练 ............................................................................................... 11
2.7 毕业设计与毕业论文 ....................................................................................... 12
第三章 光科学与工程系本科生课程体系 ........................................... 13
3.1 专业课程体系概述 ........................................................................................... 13
3.2 专业课程的特色和优势 ................................................................................... 14
3.3 专业课程导向图 ............................................................................................... 15
3.4 核心专业课程简介 ........................................................................................... 17
光学 ...................................................................................................................... 18
工程数学 .............................................................................................................. 23
工程光学 .............................................................................................................. 27
固体物理 .............................................................................................................. 30
激光原理与技术 .................................................................................................. 32
光学和光电子测量 .............................................................................................. 34
光纤通信原理与技术 .......................................................................................... 37
现代信息光学 ...................................................................................................... 39
光学检测技术 ...................................................................................................... 41
光子学器件与工艺 .............................................................................................. 43
专业实验 .............................................................................................................. 46
附录目录 .................................................................................................. 48
附录 A 光科学与工程系本科专业培养方案（技术科学试验班） .................... 48
附录 B 光科学与工程系本科专业培养方案（自然科学试验班） .................... 48
附录 C 光科学与工程系本科专业指导性修读计划（技术科学试验班） ........ 48
附录 D 光科学与工程系本科专业指导性修读计划（自然科学试验班） ........ 48
附录 E 光科系学科和教授简介 ........................................................................... 48
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第一章 前言
1.1 光科学与工程系概况
复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系成立于 2000 年 9
月，前身是成立于 1952 年、我国著名光谱学家、中科院学部委员周
同庆教授任首任主任的复旦大学光学教研室。1954 年研制成功第一
支国产 X 光管， 1964 年研制出 He-Ne 等多种气体激光器， 1978 年
成立激光物理和光学研究室，1981 年批准成为光学硕士点。1984 年
被批准为光学博士点，1988 年批准为国家级重点学科。1996 年被确
立为 211 工程重点建设学科。2011 年批准成立光学工程博士点。全
系现有教师 37 人，专职教师 32 名，教授 19 人（其中中科院院士 1
人，英国皇家工学院院士 1 人，长江教授 1 人，国家千人计划教授 2
人，青年千人 1 人，博士生导师 21 人），副教授 12 人，青年研究员
3 人。本系设有光电信息科学与技术本科专业和光学、光学工程与凝
聚态物理 3 个博士专业，以及工程硕士专业学位（光学工程专业）。
拥有国家重点学科 1 个，上海市工程中心 1 个，教育部重点实验室 1
个，含一级学科 2 个，博士点 3 个，硕士点 3 个。其中本科教学特色
包括：
教授比例高，学科带头人影响大。
历史悠久，是全国最早开展光学科研和教学的基地之一。
在复旦大学首创针对本科生的零门槛科研，学有余力的本科生可
随时申请参与实验室工作并得到导师一对一指导。
学生机会较多，直研、出国出境交流、实习、奖学金等方面机会
相对较多。
2
光科学与工程系，融合了科学与工程，也体现了“光 PLUS”的
研究特色。目前，有五个主要研究方向：
超精密光学制造（光+精密加工）：高端光学制造，聚焦精密光
学元件加工与检测。
激光工程（光+工程）：超高强度激光与光纤激光。
光信息科学与技术（光+磁、光+电）：光磁存储、信息显示与
量子调控。
太阳能材料和器件（光+电、光+材料）：新型光电子材料以及
光伏器件。
生物医学光学（光+生物、光+医学）：光学影像、传感及治疗
新技术。
近年来，在这几个方向取得了许多较突出的研究成果，发表在
Nature 子刊、Phys. Rev. Lett.等国际一流刊物，在工程领域也有所开
拓。
3
学生毕业大概分为 3 个去向，出国攻读研究生、国内攻读研究生、
就业。近五年来，本系本科生毕业去向有：国外深造读研占 37%，国
内读研占 31%，工作就业占 26%，其它占 6%。其中直接就业去向，
按行业领域划分，光通讯 IT 等技术企业占 35%，银行及咨询行业等
金融行业占 35%，其它行业占 30%；按企事业性质划分，国有企事
业单位以及公务员占 32%，民营企业占 38%，外资以及合资企业占
21%，其它占 9%。毕业学生从事领域广泛，专业方面包括：光子学
器件、信息光学技术、光学/光电仪器、光学技术与工程、光电交叉
学科以及其它行业；国际著名公司包括：微软、飞利浦、IBM、华为
以及中芯国际等。
1.2光科学与工程系本科生课程学习手册使用指南
根据《复旦大学关于实施 2020 一流本科教育提升行动计划的若
干意见》要求， 复旦大学教务处统一部署编撰“本科生课程学习手册”。
通过编撰《复旦大学光科学与工程系本科生学习手册》（以下简称“本
手册”），旨在帮助同学们全面了解复旦大学光科学与工程系（以下简
称“光科系”）本科生培养理念、培养目标、培养模式以及培养方式；
帮助同学们熟悉光科系各专业课程体系；并详细指导同学的制定合适
的选课方案。
本手册总结了复旦大学光科系历年教学改革经验，给出了学科交
叉融合的本科生课程体系。针对不同基础和需求的学生，提供了不同
的课程组合方案。
本手册第二章详细介绍了复旦大学光科系本科生培养体系，包括
培养目标和本科生课程体系、选课指导、本科生教育相关的导师以及
实践试验教学等。
4
第三章详细介绍了光科系本科生课程体系，提供了各专业详细的
必修课年度修读路线图以及主要课程介绍。
本手册的成书得益于光科系全体教师的共同努力。
由于时间仓促，难免有疏忽和错误之处，欢迎大家批评指正，以
便不断完善。
5
第二章 光科学与工程系本科生培养体系
2.1培养目标
光电信息科学与工程专业的培养方向包括：光学/光电仪器、光
子学技术、信息光学技术、光学技术和工程、光电交叉学科。它是信
息技术、先进制造技术和国防领域的关键技术，也是光电信息行业的
核心技术。我国光电信息技术迅猛发展，目前光电信息技术方面人才
供不应求。经本专业培养的学生在通识教育和理工科大类教育的基础
上，将在光电信息专业知识和工程实践训练上得到全面的教育，具有
现代科学意识和国际视野，理论基础扎实，专业口径宽，外语能力和
实践动手能力强，具备在光电信息科学与技术、光通信与光电子集成
以及光源与照明工程等相关领域中综合运用所学科学理论和工程技
术等来分析问题和解决问题的能力。通过三年的专业培养，光科系的
毕业生根据自身的素质和特点，既可以成为从事基础研究的杰出科学
家，也可以成为从事工程类的工作的卓越工程师，以及从事企事业单
位管理工作的优秀管理人才。
2.2本科生培养模式
按照复旦大学教务处的统一部署，课程分成四个层次：通识教育
课程、大类基础课程、专业课程以及任意选修课程。
按照复旦大学招生专业目录，光科系本科生一年级分属于技术科
学试验班和自然科学试验班。统一安排数学、物理、化学、计算机和
6
电子线路方面的基础课程。二年级学生分流进入光科系后，将专业课
程分成两大类，首先是专业基础课（必修课程），其次是专业知识拓
展课程（选修课程），学生可以根据自己的兴趣选择某一领域内的深
入课程或了解更多领域的概述课程。
教学模式不搞简单的灌输式教学，强调通过课程项目引导学生学
习，形成互动模式，激发学生学习的兴趣。通过建立师生联系方式包
括微信群，电子邮箱等，加强教、学交流；实验教学中，根据研究方
向需要和学科发展的趋势，设置各类试验和实践教学，理论与实际相
结合，提高学生综合能力和分析问题、解决问题的能力。
目前，全系针对本科生开展了“零门槛科研”科学实验体验活动，
并实行教授和本科生“一对一导师制”，以达到教学相长，引导学生
在学习书本知识的同时，积极参与科研体验活动，帮助大学生尽早地
参与科学研究，指导学生申请学校各层面的科创项目（莙政/望道项
目、曦源项目、腾飞项目、登辉项目以及团委科创项目）。自光科系
成立以来，每年平均有 5-6 项科创项目获批。其中 2010 年郝洪辰等
同学获得第六届上海市大学生创业计划大赛暨第七届“挑战杯”中国
大学生创业计划大赛上海市选拔赛金奖；2012 年廖捷，朱澄秋、王
盛业同学获得第三届全国大学生光电设计竞赛三等奖；郑渊中、徐月
晗、陈梁同学第三届全国大学生光电设计竞赛获得优秀奖；2014 年
穆泽林同学代表复旦大学参加第十六届全国莙政年会；2015年宋川、
穆泽林同学团队荣获首届“智慧星”创业大赛冠军。2015 年杨龙、
金鑫和郑华三位同学获“望道学者”称号；2016 年江智宇同学获“望
道学者”称号。
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2.3光科系课程体系
光科系将本科生必修课程分成三个层次，即通识教育课程、大类
基础课程和专业必修课程。其中通识教育课程贯穿整个本科生培养阶
段；大类基础课由学校统一部署，分自然大类基础课程和技术大类基
础课程；专业必修课程主要由工程数学、光学、模拟与数字电路实验、
模拟电子线路、工程光学、固体物理、激光原理与技术、光学和光电
子测量、信号与系统 A、光纤通信原理与技术、现代信息光学、光学
检测技术、光子学器件与工艺、专业实验等专业核心课程构成。除此
之外，还开设了一系列专业选修课程，学生可根据自身兴趣在导师指
导下任意选修适合自身发展的专业选修课程组合。
2.4选课指导
光科系专业教学计划分“自然科学试验班”和“技术科学试验班”
两个分计划，分别对应专业分流前的学生来源，详细的培养方案和指
导性修读计划见附录 A-D。
2.4.1 学分要求
技术科学试验班学生在学期间必须修满教学计划规定的 150 学
分方能毕业。其中通识教育课程 38 学分，大类基础课程 31 分，专业
教育课程 75 学分（含生产实习 1 学分和毕业论文 6 学分），任意选修
6 学分，并通过复旦大学英语水平测试，方能毕业。达到学位要求者
授予工学学士学位。
自然科学试验班学生在学期间必须修满教学计划规定的 150 学
分方能毕业。其中通识教育课程 40 学分，大类基础课程 29 学分，专
8
业教育课程 75 学分（含生产实习 1 学分和毕业论文 6 学分），任意选
修 6 学分，并通过复旦大学英语水平测试和计算机应用能力水平测试，
方能毕业。达到学位要求者授工学学士学位。
2.4.2 通识教育课程
技术科学试验班通识教育课程包括通识教育核心课程和通识教
育专项课程，须修满 38 学分。
1. 通识教育核心课程，必修 16 学分，选修 8 学分。
2. 通识教育专项课程，须修满 14 学分。
技术科学实验班专项教育课程包括大学外语、体育、军事理
论、创新创意创业等课程。
大学外语：须修满 8 个学分外语课程，并通过“复旦大学
英语水平测试”。
体育：须修满 4 学分，第一至第四学期各学期选修 1 门
（课程清单以教务处公布为准）。
军事理论：须修满 1 学分，学生须完成课堂教学内容和军
训。
创新创意创业：须修满 1 学分，可选修 1 门“创新创意
与行业发展”课程，或 1 门“创新创意创业”学程课程，或
听取 8 次“创新创意创业”讲堂讲座。
自然科学试验班通识教育课程包括通识教育核心课程和通识教
育专项课程，须修满 40 学分。
1. 通识教育核心课程， 必修 16 学分，选修 8 学分。
2. 通识教育专项课程，须修满 14 学分。
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技术科学实验班专项教育课程包括大学外语、计算机、体育、
军事理论、创新创意创业等课程。
大学外语：须修满 8 个学分外语课程，并通过“复旦大学
英语水平测试”。
计算机：须修满 2 个学分程序设计类课程，并通过“复旦
大学计算机应用能力水平测试”。
体育：须修满 4 学分，第一至第四学期各学期选修 1 门
（课程清单以教务处公布为准）。
军事理论：须修满 1 学分，学生须完成课堂教学内容和军
训。
创新创意创业：须修满 1 学分，可选修 1 门“创新创意
与行业发展”课程，或 1 门“创新创意创业”学程课程，或
听取 8 次“创新创意创业”讲堂讲座。
2.4.3 大类基础课
技术科学类基础课程包括数学、物理和信息基础，须修满 31 学
分。
数学：须修满 13 学分；
物理：须修满 10 学分；
信息基础：须修满 8 学分。
自然科学类基础课程包括数学、物理、化学和生物，须修满 29 学
分。
数学：须修满 10 学分；
物理：须修满 12 学分；
10
生物：须修满 3 学分。
化学：须修满 4 学分。
2.4.4 专业教育课
1. 专业必修课
光电信息科学与工程专业必须修满 57 学分。
2. 专业选修课
光电信息科学与工程专业必须修满 18 学分。
2.4.5 任意选修课课
光电信息科学与工程专业必须修满 6 学分。
2.5本科生导师制
导师制是本科生培养系统中重要组成部分。光科系鼓励更多的优
秀教师尤其是青年教师担任本科生导师。目前除了为每个班级安排
1-2 名班级导师之外，还开展全系的“一对一导师制”，即每名本科
生都配有一名以上光科系的教师作为学术导师（Academic Advisor）。
学术导师的主要职责包括： 关心学生身心的全面发展，根据每位学
生的不同特点，帮助学生制定个性化的修读计划，确定每学期的修读
课程；熟悉本专业和相关专业的教学培养方案和学籍管理条例，引导
学生建立正确的专业思想；建立导师与学生联系和沟通的有效渠道，
及时向院系及教务处反馈学生对学校教学工作的意见和建议；对学有
余力的同学指导他们申请学校的各类科创项目，参与科研体验活动。
11
针对学生的不同规划，辅导员、班导师以及本科生学术导师将
进行了不同形式的服务和指导工作。对计划出国读研究生同学要指导
他们如何进行申请，申请那些学校，并帮助推荐。对计划直升研究生
或国内读研究生同学，帮助他们建立起研究生导师和研究生学长之间
的联系，早日进入相应的课题组工作。对计划就业的同学指导他们进
行暑期实习，提供实习就业招聘信息，一般在大三下和大四期间，辅
导员都会配合学校就业指导中心向同学们发布就业招聘信息。同时，
教师和辅导员还组织本科生到科研单位（如绵阳九院、上海光源、上
海光机所等）和企业（如卡尔蔡司、飞利浦等）学习参观，为学生继
续深造或就业提供对接机会。
2.6实践与能力训练
目前主要的实践教学模式为单独设立的实验课程如：模拟与数字
电路实验实验（上、下）、专业实验、生产实习。光科系本科教学实
验室是主要面向我校光电信息科学与工程（原光信息科学与技术）专
业本科生的专业教学实验室，其任务是培养学生在光电子学、激光技
术、光通信、应用光学等领域的专业技能及拓宽学生综合思维能力和
创新能力。目前光科系正着力建设包括基础性实验、应用性实验、设
计性实验和创新性实验的多层次专业实验培养框架，进一步加强实验、
实训、实践教学。
为加强学生创新能力和实践能力，鼓励学有余力的本科生尽早地
参与科学研究，申请学校层面的莙政/望道项目、曦源项目、腾飞项
目、登辉项目以及团委科创项目。正在开展的“零门槛科研”活动受到
同学们的欢迎，取得了非常好的效果。以 2016 届（12 级）毕业班为
例：22 位同学其中有 6 位同学共发表 17 篇 SCI 论文，彭博同学发表
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科研论文 13 篇，其中 3 篇 ESI 高被引，谭潇颉在光学期刊上发表两
篇论文，王金金和江智宇各 1 篇；穆泽林等 7 位同学主持了 1 项莙
政项目、1 项曦源计划和 6 项望道计划；江智宇等 6 位同学赴国（境）
外大学进行学习交流。彭博、穆泽林分别获得 2016 届毕业之星和毕
业之星提名。目前在读的 13、14、15 级：张欣彤等 11 位同学主持
了 6 项曦源计划、3 项望道计划、1 项中科院技术物理研究所本科生
开放课题等科创项目；宁泽钰等 9 位同学赴国（境）外大学进行学习
交流；15 级已有 3 人获批交流项目。
2.7毕业设计与毕业论文
毕业设计 6 个学分，在第七学期末开始选题，先由每个教师出题，
全系教师汇总 20 多个题目供学生选择，师生双向选择确认后，学生
填写毕业论文选题表，师生双方签字确认后选题结束，第八学期开学
两周内要求学生在指导教师指导下完成开题报告，为了规范毕业论文
工作，信息科学与工程学院制订了“信息学院本科毕业论文（设计）
工作管理办法”， “信息学院本科毕业论文撰写规范”明确了指导教
师指导毕业论文的职责要求和学生完成论文的应遵守的各项规定。毕
业论文答辩采用分组答辩模式，由教授担任答辩小组长，每组 3 名以
上老师为答辩委员，答辩结束由答辩小组集体讨论学生毕业论文成绩。
为保证毕业论文教学质量，学校和学院近年来对毕业论文进行抽
查，进一步把关学生论文质量，近几年本科论文 A-以上成绩在 30%
以上，毕业论文不及格率为零。
13
第三章 光科学与工程系本科生课程体系
3.1专业课程体系概述
光电信息科学与工程专业课程体系主要有通识教育课程、技术类
基础课程、专业教育课程（专业必修课程和专业选修课程）以及任意
选修课程组成，其中技术类基础课程占总学分 20.9%，专业教育课程
学分占总学分 50.7%，文理基础课程和专业教育课程包括了本专业所
有的专业教育课程。
针对专业培养要求，专业必修课程主要由工程数学、光学、模拟
与数字电路实验、模拟电子线路、工程光学、固体物理、激光原理与
技术、光学和光电子测量、信号与系统 A、光纤通信原理与技术、现
代信息光学、光学检测技术、光子学器件与工艺、专业实验等课程，
专业选修课程包括固体光学性质、光生物医学、集成光学、液晶原理
与应用、激光工程、应用非线性光学、偏振光学、光学薄膜设计导论、
MATLAB 编程及其仿真、光传感技术、微腔光子学、微机原理和接
口技术 B、工程图学及应用、半导体光电子器件、量子物理基础等近
30 门课程。
其中专业必修课程包括以下几个模块：
数理基础课程：数学分析 B、 线性代数、工程数学、大学物
理 B、基础物理实验
计算机软硬件课程：程序设计
电子电路类课程：模拟电子学基础、数字逻辑基础、模拟电
子线路
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物理类课程：固体物理
光学与光学工程类课程：光学、现代信息光学、工程光学、
激光原理与技术、光纤通信原理与技术、光学和光电子测量、
光学检测技术、光子学器件与工艺
实验课程：模拟与数字电路实验、专业实验
3.2专业课程的特色和优势
本专业具有较强的理科背景，在专业学习中，强调培养学生具有
扎实的理论基础知识和广博的学术视野；与此同时，作为一门偏工程
的专业，还强调学生的实验动手能力。目前光科学与工程系教学实验
室建设正在完善中，将提供学生更好的实验实践条件。
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3.3专业课程导向图
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17
3.4核心专业课程简介
本专业核心必修课程包括：
光学
工程数学
工程光学
固体物理
激光原理与技术
光学和光电子测量
光纤通信原理与技术
现代信息光学
光学检测技术
光子学器件与工艺
专业实验
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光学
一、基本信息
课程代码 INFO130237.01 学分 4 周学时 5
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Optics
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理、高等数学（或数学分
析） 后续课程 工程光学、近代光学
教学方式 课程讲授 考核方式
考核包括平时作业、期中闭卷笔试
及期末闭卷笔试，分别占课程总成
绩的 25％、25％和 50％。期中和
期末考试采用闭卷笔试方式。
二、教学目的和基本要求
教学目的：通过本课程的学习，使学生系统、全面、深入地掌握光学的基本理论、基本概念、基
本现象和基本分析方法，培养学生科学的世界观、思维方法和创新能力，为进一步学习一系列光
学专业课程或从事光学相关工作打下坚实的基础。
基本要求：
1． 掌握有关光的本性、光的传播、光的波动性和量子性，包括成像、干涉、衍射、偏振、反射
和折射、吸收和色散、光与物质的相互作用等现象的基本原理和基本规律。
2． 掌握各种光学器件和光学仪器，如光栅、偏振片、各种波晶片、干涉仪、衍射仪器等的结构
和功能，并能够对光通过这些仪器后发生的各种现象进行理论分析。
3． 能够应用光学的基本原理分析和解释物理实验中的各种光学问题以及日常生活中一些光学
现象。
4． 了解光学在科研、生产和实践上的应用，了解光学的发展。
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三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
第一章 简介
第二章 光波运动的数学表述及光波的叠加原理
2.1 波动的数学
2.1.1 一维波动
2.1.2 简谐波
2.1.3 相位和速度
2.1.4 复数表示
2.2 电磁场基本方程
2.2.1 麦克斯韦方程
2.2.2 物质方程
2.2.3 波动方程
2.2.4 几种特殊形式的光波
2.2.5 光波的能量、光强和动量
2.2.6 光波的横波性描述
2.2.7 多束光波的叠加 叠加原理
第三章 光波的干涉现象和相干性
3.1 波的叠加和波的干涉
3.1.1 波的叠加原理
3.1.2 波的干涉和相干条件
3.1.3 普通光源发光微观机制的特点
3.1.4 干涉条纹的可见度及其与振幅比的关系
3.2 干涉装置
3.2.1 分波前干涉
3.2.1.1 杨氏双缝干涉实验
3.2.1.2 菲涅尔双棱镜实验
3.2.1.3 菲涅尔双面镜实验
3.2.1.4 洛埃镜实验
20
3.2.2 光场的时空相干性
3.2.2.1 准单色光源对可见度的影响 时间相干性
3.2.2.2 光源空间展宽对可见度的影响 空间相干性
3.2.3 分振幅干涉
3.2.3.1 平行平板双光束干涉
3.2.3.2 等倾干涉
3.2.3.3 等厚干涉
3.2.3.4 迈克尔逊干涉仪
3.2.3.5 平行平板多光束干涉
3.2.3.6 法布里-珀罗干涉仪
第四章 光的衍射
4.1 衍射的基本原理及分类
4.1.1 光的衍射现象
4.1.2 惠更斯-菲涅尔原理及平面屏的衍射理论
4.1.3 衍射问题的近似处理及分类
4.2 菲涅尔衍射
4.2.1 菲涅尔衍射的分析方法
4.2.2 圆孔、圆屏的衍射
4.2.3 菲涅尔波带片
4.3 夫琅禾费衍射（1）：连通孔径
4.3.1.夫琅和费单缝衍射
4.3.2 夫琅禾费矩形孔衍射
4.3.3 夫琅禾费圆孔衍射
4.4 光学成像系统的分辨本领
4.5 夫琅和费衍射（2）：非连通孔径
4.5.1 多缝衍射
4.5.2 光栅
第五章 光波在界面及多层膜系统的反射和折射
5.1 反射与折射时光的振幅比 菲涅尔公式
21
5.2 反射与折射时光的光强比与能流比
5.3 反射光与折射光的相位变化
5.4 全反射与隐失波
5.5 光波在金属界面上的反射和吸收
5.6 薄膜的光学特性
5.6.1 单层膜
5.6.2 双层增透膜
5.6.3 多层高反射膜
5.6.4 干涉滤光片
第六章 光在各向异性介质中的传播
6.1 晶体双折射
6.1.1 双折射现象 基本定义与规律
6.1.2 单轴晶体中的波面-惠更斯假设
6.1.3 平面波在单轴晶体内的传播-惠更斯作图法
6.2 晶体光学器件 偏振光的检测
6.2.1 线偏振器
6.2.2 相位延迟器-波晶片和补偿器
6.3 光的偏振态
6.3.1 完全偏振光
6.3.2 非偏振光-自然光
6.3.3 部分偏振光及偏振度
6.3.4 偏振片及其光强相应
6.3.5 偏振光的检测
6.4 偏振光干涉
6.5 人工双折射及其应用
第七章光的吸收、色散和散射
7.1 光的线性吸收规律与复折射率
7.1.2 吸收与波长的关系
7.2 光的色散
22
7.2.1 色散概念及其规律
7.2.2 光的相速和群速
7.3 光的散射
7.3.1 瑞利散射、米氏散射及大粒子散射
23
工程数学
一、基本信息
课程代码 INFO130002.05 学分 4 周学时 4
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 数学分析，线性代数 后续课程
教学方式 课堂讲授 考核方式 期末闭卷笔试
二、教学目的和基本要求
教学目的：本课程介绍在物理和工程中常用的复变函数基本性质、积分变换以及典型数学物
理方程的求解方法。通过本课程的学习，要求学生掌握复变函数特别是解析函数和积分变换
的基本特性，了解把具体物理问题转化为一般数学问题的基本途径，掌握求解典型数学物理
方程的基本方法，熟悉常见特殊函数的性质，并且能够应用这些性质和方法求解具体的物理
和工程问题。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
教学进度安排：
引言（2 学时）
第一章 复数和复变函数（10 学时）
1.1 复数及其代数运算
1.2 复数的几何表示
1.3 复数的乘幂与方根
1.4 区域
1.5 复变函数
24
1.6 复变函数的极限和连续性
1.7 解析函数
1.8 解析函数与调和函数的关系
1.9 初等函数
1.10 多值函数与黎曼面
第二章 复变函数的积分（5 学时）
2.1 复变函数的积分
2.2 解析函数的积分
2.3 柯西公式
2.4 柯西型积分
2.5 柯西导数公式
2.6 解析函数的不定积分
第三章 复变函数的级数展开（6学时）
3.1 复数项级数
3.2 复变函数项级数
3.3 幂级数
3.4 解析函数与幂级数
3.5 解析函数与双边幂级数
3.6 解析函数的泰勒展开方法
3.7 解析函数的洛朗展开方法
3.8 孤立奇点
3.9 无限远点
第四章 留数定理（8 学时）
4.1 留数概念及留数定理
4.2 留数在定积分计算中的应用
1）第一类积分
2）第二类积分
3）第三类积分
4）广义积分的柯西主值
5）围线积分方法
6）黎曼面上的多值函数积分
4.3 对数留数和辐角原理
第五章 积分变换（5 学时）
5.1 傅里叶级数
25
5.2 傅里叶积分
5.3 傅里叶变换
5.4 拉普拉斯变换
5.5 黎曼－梅林公式
5.6 拉普拉斯变换的应用
期中考试（2 学时）
第六章 数学物理方程的导出（2学时）
6.1 振动方程
6.2 扩散方程和热传导方程
6.3 拉普拉斯方程
6.4 波动方程
6.5 线性方程和叠加原理
6.6 定解条件
第七章 本征函数法（6 学时）
7.1 分离变量法
7.2 有界杆的导热问题
7.3 齐次边界条件和延拓
7.4 含非齐次边界条件的定解问题
7.5 按本征函数系展开方法解数理方程
7.6 正交曲线坐标系中的度规系数和拉普拉斯算符*
7.7 亥姆霍兹方程的分离变量
7.8 斯特姆－刘维尔本征问题*
7.9 圆形域中的调和函数*
第八章 勒让德多项式和球谐函数（8 学时）
8.1 球坐标下的数理方程
8.2 常微分方程的幂级数解法
8.3 勒让德多项式
8.4 勒让德方程的本征值和本征函数
8.5 母函数和递推公式
8.6 勒让德多项式的模
8.7 具有轴对称性的物理问题
8.8 连带勒让德多项式
8.9 球谐函数
第九章 贝塞耳函数（8 学时）
26
9.1 柱坐标系下的偏微分方程
9.2 贝塞耳方程的幂级数解
9.3 整数阶贝塞耳函数
9.4 贝塞耳函数的性质
9.5 物理实例
9.6 第二类贝塞耳函数
9.7 贝塞耳函数的路径积分表示
9.8 柱函数
9.9 半奇数阶贝塞耳函数*
9.10 变形贝塞耳函数*
9.11 球贝塞耳函数
第十章 积分变换法（2 学时）
10.1 一维无界空间中的扩散
10.2 半无界的扩散问题
10.3 无界弦的振动
10.4 用拉普拉斯变换法解数理方程
总结复习（2学时）
27
工程光学
一、基本信息
课程代码 INFO130274.01 学分 4 周学时 4
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
春
课程英文
名称 Engineering Optics
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理，光学 后续课程 光学检测技术
教学方式 课堂讲授 考核方式
采用笔试形式进行期末考试，总评
成绩包括：平时（包括作业、课堂
讨论、实验报告等）与期末考试成
绩，分别占 40%与 60%。
二、教学目的和基本要求
教学目的：在大学物理和相关光学课程的基础上，学习从几何光学到物理光学的发展和基本知识，
重点学习几何光学与光学设计的基础知识，对经典光学系统及现代光学系统进行课堂讨论，同时
增加了光学设计上机实验内容。基本建立了从基本理论--应用讨论--设计实验的“闭环教学”模
式。应用这些光学基础知识，可以直接地与具体应用相联系，面向“卓越工程师计划”学生的培
养，更好地帮助学生解决光学工程与技术中的实际问题。
基本要求：通过本课程的学习，学生掌握几何光学基本原理，有清晰的基本概念；掌握理想光学
系统、平面光学系统、球面光学系统的光线光路计算；初步掌握像差理论基础、及简单计算；熟
悉经典光学系统、现代光学系统的基本原理、了解其应用；初步掌握使用 ZeMax 软件进行光学设
计的方法。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
28
教学内容安排 (按 64 学时共计 16 周):
第 0 章 前言 2 学时
第 1 章 几何光学基础 5 学时
1.1 几何光学基本定律
1.2 成像的基本概念与完善成像
1.3 光路计算与近轴光学系统
1.4 球面光学成像系统
第 2 章 理想光学系统 5 学时
2.1 理想光学系统与共线成像理论
2.2 理想光学系统的基点与基面
2.3 理想光学系统的物像关系
2.4 理想光学系统的放大率
2.5 理想光学系统的组合
2.6 透镜
第 3 章 平面镜与棱镜系统 6 学时
3.1 平面镜成像
3.2 平行平板
3.3 反射棱镜
3.4 折射棱镜与光楔
第 4 章 光学系统中的光束限制 6 学时
4.1 光阑
4.2 照相系统中的光阑
4.3 望远镜系统中成像光束的选择
4.4 显微镜系统中的光束限制与分析
4.5 光学系统的景深
第 5 章 光线光路计算及像差理论 8 学时
5.1 概述
5.2 光线的光路计算
5.3 轴上点的球差
5.4 正弦差和彗差
5.5 场曲和像散
5.6 畸变
5.7 色差
5.8 像差特征曲线与分析
5.9 波像差
第 6 章 光学材料 1 学时
6.1 光学材料
6.2 光学材料基本特性
第 7 章 经典光学系统 5 学时
7.1 眼睛及其光学系统
7.2 放大镜
7.3 显微镜系统
7.4 望远镜系统
7.5 目镜
29
7.6 摄影系统
7.7 投影系统
7.8 变焦距光学系统
7.9 光学系统的外形尺寸计算
第 8 章 现代光学系统 5 学时
8.1 激光光学系统
8.2 傅里叶变换光学系统
8.3 扫描光学系统
8.4 阶跃型光纤光学系统
8.5 梯度折射率光纤光学系统
8.6 光电光学系统
第 9 章 光学系统的像质评价 4 学时
9.1 瑞利判断和中心点亮度
9.2 分辨率
9.3 点列图
9.4 光学传递函数评价成像质量
9.5 其他像质评价方法
9.6 光学系统的像差公差
第 10 章 光学设计概论 1 学时
10.1 概论
10.2 光学系统的优化设计方法
第 11 章 光学设计初步实验 16 学时
11.1 光学设计软件 ZEMAX 简介
11.2 上机实验
30
固体物理
一、基本信息
课程代码 INFO130042.01 学分 4 周学时 4
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Solid state Physics
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理，近代物理 后续课程 光通信原理与技术，光子学器件与
工艺
教学方式 课堂讲授 考核方式 期末闭卷笔试
二、教学目的和基本要求
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
(1) 晶体结构
主要内容：晶格周期性和空间点阵，晶体的宏观对称性和对称操作，晶格的基本种类，晶向、晶
面和 Miller 指数，典型晶体结构，倒易点阵和布里渊区，晶体衍射条件和消光规律，固体结构
的测量方法；
(2) 晶格振动和热学性质
主要内容：一维单、双原子链的晶格振动，格波，声学波和光学波，色散关系，谐振子和声子，
31
晶格振动模式密度和热容的量子理论，热膨胀和热传导；
(3) 金属自由电子论
主要内容：金属自由电子气体模型，能态密度、费米面和费米能级的意义，费米-狄拉克分布，
电子比热的量子理论，电、磁场中的自由电子，霍耳效应，金属热导率与维德曼-弗兰兹定律；
(4) 能带论
主要内容：固体中电子的共有化运动，能级分裂与能带，周期势场和 Bloch 定理，克龙尼克-潘
纳模型，近自由电子近似和紧束缚近似，有效质量，金属、半导体和绝缘体能带结构的区别，金
属中费米面的构造、测量和一些金属的能带结构；
(5) 半导体电子论
主要内容：半导体的基本能带结构，电子与空穴，杂质半导体、掺杂原子与能级，半导体中载流
子的费米统计分布和费米能级，半导体的导电特性及载流子散射的主要机制，非平衡载流子，PN
结的能带结构和电压电流关系；
(6) 半导体中的光学性质和光电子器件
主要内容：半导体光吸收和光辐射，内、外光电效应，发光二极管，半导体光电探测器（光电导
型和光伏型），太阳能电池等。
32
激光原理与技术
一、基本信息
课程代码 INFO130044.01 学分 3 周学时 3
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Principles and Technologies of Lasers
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 光学、近代物理、高等数学（或
数学分析） 后续课程 光通信原理与技术，专业实验
教学方式 课堂讲授 考核方式
课程考核包括平时作业和期
末闭卷笔试，分别占课程总成绩的
30％和 70%。
二、教学目的和基本要求
教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握激光基本原理、典型激光器和一些常用激光技术的相
关知识，为将来进一步学习高端激光技术、激光应用和激光器件研发打下必要的基础。
基本要求：掌握激光基本特性、激光产生原理、谐振腔作用、高斯光束及其传输特性，了解速率
方程处理方法、典型激光器的工作原理与工作波长以及选模、调谐、稳频、调 Q、锁模等技术的
基本方法。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 48 学时共计 16 周):
第一周：激光器诞生简史；激光基本特性；激光器的构成要素及分类；激光应用简介；光与物质
相互作用的基本过程：自发辐射、受激辐射和受激吸收；
第二周：爱因斯坦系数关系式；光放大的条件；谱线加宽和线形函数：自然加宽、碰撞加宽、多
普勒加宽；均匀加宽和非均匀加宽；
第三周：综合加宽；增益系数；速率方程：三能级系统、四能级系统；
33
第四周：光学谐振腔的作用和各类损耗；腔结构参数；腔稳定性条件（光线传递矩阵方法）；激
光模式；
第五周：对称共焦腔的衍射理论（横模）；厄密-高斯、拉盖尔-高斯模式；高斯光束；
第六周：高斯光束（续）；高斯光束的传输--ABCD 定律；高斯光束的聚焦、准直；
第七周：一般稳定腔的光学参数；高斯光束的高阶模和混合模；光束质量评价；模体积；调整精
度；
第八周：谐振频率、振荡阈值条件；增益饱和与激光输出功率；激光线宽；气体放电及激发的基
本过程；
第九周：He-Ne 激光器；二氧化碳激光器；氩离子激光器；
第十周：准分子激光器；红宝石激光器；Nd:YAG 激光器；Nd:glass 激光器；
第十一周：半导体激光器；
第十二周：横模选择原理及方法；纵模选择技术：短腔法、复合腔法、 F-P 标准具法、晶体双
折射法；
第十三周：调谐技术：光栅调谐；棱镜调谐、F-P 调谐；双折射滤光片调谐；分布反馈调谐；
第十四周：影响频率稳定性的各种因素；稳频技术：兰姆凹陷稳频、利用塞曼效应稳频、饱和吸
收稳频；
第十五周：调 Q 基本原理；调 Q 技术：电光调 Q、磁光调 Q、声光调 Q、饱和吸收调 Q；
第十六周：锁模基本原理；主动锁模技术：声光、电光调幅或调相（频）方法；被动锁模技术：
可饱和吸收方法；
34
光学和光电子测量
一、基本信息
课程代码 INFO130273.01 学分 3 周学时 3
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Optical and optoelectronic measurements
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 光学，电子电路基础 后续课程 光学检测技术，专业实验
教学方式 课堂讲授 考核方式
期末闭卷笔试
期末闭卷笔试＋课程报告＋
各章测验＋课堂讨论
二、教学目的和基本要求
教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握光学和光电子测量的基本原理和方法，熟悉常见的光
电探测器件、光谱分光元件、光电信号检测的原理、技术和应用，掌握基本的光束特性测量原理
和方法，为进一步从事科研和实际工作打下基础。
基本要求：掌握光学和光电子测量的基本原理和方法，常用器件的原理、结构、性能和特点，包
括光源、光谱分光仪器、光电探测器件、光电信号检测仪器、光束特性测量仪器。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
35
第一章 光辐射和半导体基础 6 学时 §1.1 光辐射度量
基本光辐射度量；朗伯辐射源、点源、小面源 §1.2 半导体基础 §1.3 黑体辐射
温度辐射；黑体及辐射特性；人工黑体 §1.4 常见光源
气体放电光源；固体光源；同步辐射光源 第二章 光谱元件和设备 12 学时
§2.1 光谱仪器的基本指标和结构 光谱仪器基本指标：色散率、分辨本领、聚光本领；光谱仪器的分
类和基本结构；光谱仪的照明 §2.2 棱镜光谱仪
棱镜；棱镜光谱仪的结构和分类；棱镜光谱仪的指标 §2.3 光栅光谱仪
光栅；各种光栅光谱仪的结构和特点 §2.4 法布里－珀罗干涉光谱仪
基本方程；基本特性：角色散、色散范围、分辨本领、聚光本领；
共焦法布里－珀罗干涉仪 §2.5 傅立叶变换光谱仪
原理；结构；应用 第三章 光辐射探测器 12 学时
§3.1 性能参数 光辐射探测器的分类 响应参数：响应能力、响应波长、响应速度 工作使用参数：几何参数、工作参数
§3.2 噪声 噪声的分类和描述； 光辐射探测器的主要内部噪声：散弹噪声（散粒噪声）、产生－复
合噪声、热噪声、温度噪声、闪烁噪声 §3.3 光电子发射探测器：
光电管；光电倍增管；微通道板 §3.4 光电导型探测器
光电导；响应特性和噪声；典型光电导探测器 §3.5 光伏型探测器
半导体的 pn 结；响应特性和噪声；典型光伏探测器：硅光电池、
硅光电二极管、硅光电三极管、PIN 光电二极管…… §3.6 热探测器
工作原理和特点；热电偶；热敏电阻；热释电探测器 §3.7 光电成像器件：
基本特性； 非扫描型光电成像器件－像管；
36
扫描型光电成像器件：真空电子束扫描型－摄像管；固体自扫描型
－各类电荷转移器件（CCD、CID、CPD、SSPD、CMOS 等） 第四章 光电信号检测 10 学时
§4.1 光辐射的直接检测 光电转换定律；信噪比；探测灵敏度；调制光的直接检测
§4.2 光辐射的外差检测 响应；信噪比；空间相位的调准与匹配； 几种探测器；与直接检测的比较
§4.3 相关检测与锁相放大器 相关检测；锁相放大器的构成；输入信号；参数
§4.4 积累检测与数字示波器 积累检测；数字示波器的工作原理、工作方式、主要参数
§4.5 光子计数器 原理；结构与工作方式；测量误差
§4.6 时间相关的单光子荧光寿命测量 原理；结构与工作方式；
第五章 光束特性测量 8 学时
§ 5.1 激光光束质量评价 § 5.2 光强分布测量 § 5.3 M2 因子的测量 § 5.4 波前测量
共 16 教学周，48 学时。
37
光纤通信原理与技术
一、基本信息
课程代码 INFO130274.01 学分 4 周学时 4
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
春
课程英文
名称 Optical Fiber Communications: Principle and Technology
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理（普通物理）、高等数
学、近代光学、经典物理 后续课程 专业实验
教学方式 课堂讲授 考核方式 考核采用闭卷笔试，占总分的75%。
二、教学目的和基本要求
教学目的：本课程是为信息学院光信息科学与技术专业本科生设立的专业必修课程，旨在介绍光
纤通信的发展，光纤通信的基本原理和技术，关键光学元器件和网络等，使学生对光纤通信这一
在当今信息领域内高速发展并起着关键作用的技术有一较好的了解。
基本要求：了解光纤通信发展历史和现状，了解光纤通信系统中的关键光学元器件如光纤、半导
体光源和半导体光探测器等的工作原理和特性，掌握光纤通信的基本原理，并了解光纤通信的关
键技术。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
第 1 周 第一章 引言（光纤通信的发展历史与现状，系统与组成，若干基本名词介绍）
第 2 周 第二章 光纤（光纤的结构，光纤的材料与制作，光在光纤中的传输）
第 3 周 第二章 光纤（光纤的模式，光纤的损耗，光纤的色散）
第 4 周 第二章 光纤（光纤的双折射，光纤中的非线性）第三章 光源与光发送机（半导体
材料中的光发射与光吸收）
38
第 5 周 第三章 光源与光发送机（发光二极管，半导体激光器工作原理、半导体激光器结构）
第 6 周 清明节
第 7 周 1 节习题课（光纤）+第三章 光源与光发送机（光功率发射和耦合）第四章 光检测
器与光接收机（光检测器的原理）
第 8 周 第四章 光检测器与光接收机（光检测器的特性、光检测器的噪声）
第 9 周 第四章 光检测器与光接收机（光接收机工作原理和性能）第五章 光通信中的光放
大器（光放大基本原理和应用）
第 10 周 五一节
第 11 周 第五章 光通信中的光放大器（半导体光放大器、掺铒光纤放大器、光纤喇曼放大
器）
第 12 周 2 节习题课（光源与光探测器）+第六章 光无源器件 （光纤连接器、光耦合器）
第 13 周 第六章 光无源器件 （复用器/解复用器、光纤光栅、光滤波器、光调制器和光开
关）
第 14 周 第六章 光无源器件 （光波导器件等）第七章 光纤通信系统与网络（数字光纤通
信系统、模拟光纤通信系统）
第 15 周 第七章 光纤通信系统与网络（波分复用系统，光孤子系统，光纤通信网络）
第 16 周 3 节习题课（光放大器、光无源器件、系统与网络）
39
现代信息光学
一、基本信息
课程代码 INFO130345 学分 3 周学时 4
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
春
课程英文
名称 Modern Optics
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理，光学 后续课程 专业实验
教学方式 课堂讲授 考核方式 期末闭卷笔试
二、教学目的和基本要求
教学目的：通过本课程教学，引导同学系统地学习光的电磁波理论，光度学基础，部分相干
光理论，标量衍射理论，傅利叶光学基础，全息术以及现代光学的发展概况等重要知识；通
过学习让同学初步掌握近代光学的研究思路和方法，为学习其他光学课程或从事与光学相关
研究打下扎实的基础。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
第一章 光与物质相互作用的经典理论
1.1 色散与吸收的经典理论
1.2 瑞利散射与米散射
1.3 拉曼散射与布里渊散射
1.4 矢量光学分析
第二章 光度学基础
2.1 光度学基本概念
2.2 光谱光度学
2.3 色度学概要
第三章 傅里叶光学 I：光学成像系统的频率特性
40
3.1 透镜的傅里叶变换性质及成像性质
3.2 光学成像系统的一般分析
3.3 相干照明衍射受限系统的频率响应
3.4 非相干照明衍射受限系统的频率响应
3.5 像差及其对频率响应的影响
3.6 相干成像和非相干成像的比较
第四章 傅里叶光学 II：空间频率滤波及其应用
4.1 阿贝成像原理
4.2 空间滤波
4.3 空间滤波的应用
第五章 全息术
5.1 波前记录和再现
5.2 同轴全息图和离轴全息图
5.3 菲涅耳全息图
5.4 白光全息
5.5 数字全息
5.6 全息术的应用
第六章 部分相干光理论基础
6.1 多色场的解析信号表示
6.2 互相干函数与复相干度
6.3 时间相干性
6.4 傅里叶变换光谱学原理
6.5 互相干函数的传播
6.6 空间相干性和范西泰特-策尼克定理
6.7 部分偏振光
第七章 标量衍射理论基础
7.1 亥姆霍兹和基尔霍夫积分定理
7.2 平面屏幕衍射的基尔霍夫理论
7.3 平面屏幕衍射的瑞利－索末菲理论
7.4 平面波的角谱
7.5 衍射现象的傅里叶分析方法
7.6 特殊光束的产生与应用
7.7 波前调制及应用
41
光学检测技术
一、基本信息
课程代码 INFO130275.01 学分 2 周学时 2
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Optical Measurement Technology
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理，工程光学 后续课程 专业实验
教学方式 课堂讲授 考核方式 平时作业与出勤：20%，其中考试：
20%，期末考试：60%。
二、教学目的和基本要求
教学目的：本课程是光电信息科学与工程等专业的重要基础课。基于光学基础知识和工业技术现
状，结合当前研究进展，全面介绍距离、角度、厚度、面形质量、表面粗糙度等几何量的光学测
量方法。通过本课程的学习，使学生掌握光学检测技术的基本理论和主要技术，掌握当代常规光
学检测仪器的工作原理、实现途径以及使用方法，了解当前主要仪器生产商及其产品特点。
基本要求:
1. 掌握泰曼格林干涉仪、斐索干涉仪、外差干涉仪、白光干涉仪、共焦显微技术、全息成像等
重要的测量方法，包括其测量原理、技术特点、适用范围。
2. 掌握移相、对焦、波前调制、校准等光学测量中常用的关键技术。
3. 能够使用平行光管、测角仪等典型测量工具，掌握其主要性质和使用方法。
4. 了解厚度、距离、角度、平面度、球度、速度、焦距、分辨率等重要参量的测量方法。
了解当前重要的仪器生产商及其产品特点。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
42
教学内容安排 (按 32 学时共计 16 周):
第一章 绪论(2 学时)
(1)基本概念、理论
第二章 基本光学量检测技术(8 学时)
(1)常用光学测量仪器
(2)光学对准与调焦
(3)焦距检测技术
(4)星点与刀口阴影法检测技术
第三章 激光检测技术(6 学时)
(1)激光准直技术
(2)激光测距与测角技术
(3)莫尔条纹法
第四章 激光干涉检测技术(8 学时)
(1)干涉理论
(2)泰曼格林干涉仪
(3)斐索干涉仪
(4)全息干涉技术
(5)相移技术与误差分析
(6)干涉图像处理技术
第五章 其他光学检测技术(6 学时)
(1)视觉检测技术
(2)基于衍射的检测技术
(3)共焦显微技术
(4)散斑测量技术
(5)其他检测技术
习题课与问题解答(2 学时)
43
光子学器件与工艺
一、基本信息
课程代码 INFO130046.01 学分 2 周学时 2
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称 Photonics Devices and Technology
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理、光纤通信原理与技术 后续课程
教学方式 课堂讲授 考核方式 作业和考核方式：课后作业、考试
与 project 相结合。
二、教学目的和基本要求
教学目的：掌握常用光子学器件的种类与基本工作原理，了解光子学器件的制作工艺及应用；为
将来从事相关的科研与生产工作打下一定基础。
基本要求：通过本课程的学习，学生要掌握常用光子学器件的基本工作原理、种类、制作工艺和
主要用途。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
教学内容安排：
第1周 第一章 绪论：光子学的发展及其分支
1.1 前言
1.2 微电子学的历史丰碑
1.3 21 世纪--蓬勃发展的光子学年代
1.4 光子学与电子学
1.5 光子学的重要分支学科及其发展
第 2 周 第二章 光纤通信网络
2.1 光纤通信的基本含义
2.2 光纤通信的主要优点
44
2.3 光纤通信网络系统的基本组成与发展概况
2.4 光网络传输介质
2.5 光纤通信网络中的光子学器件
第 3、4 周 第三章 有源器件
3.1 光子学器件的物理基础
3.2 半导体物理基础知识
3.3 光发射器件和组件（模块）
3.4 光电探测器件和光接收组件
3.5 光电子器件和组件使用注意事项和预防措施
第 5 周 第四章 红外探测器
4.1 红外物理基础
4.2 红外光电探测器原理
4.3 红外探测器制备技术
4.4 红外探测器的发展
第 6、7 周 第五章 无源器件
5.1 定义与分类
5.2 连接器
5.3 衰减器
5.4 耦合器
5.5 隔离器
5.6 光纤准直器
5.5 光开关
5.5 波分复用器
第 8 周 第六章 光纤光栅
6.1. 工作原理
6.2. 光纤光栅的制作
6.3. 光纤光栅传感器
第 9 周 第七章 光子学薄膜
7.1 光子学薄膜应用领域与分类
7.2 镀膜材料
7.3 光学薄膜制备的厚度监控
第 10 周 第八章 晶体硅太阳能电池
8.1 太阳能概况
8.2 晶体硅太阳能发电原理简介
8.3 太阳能电池发展简史
8.4 太阳能电池的分类
8.5 太阳能电池组件及封装
8.6 太阳能电池的应用及发展趋势
45
第 11-13 周 第九章 光子学器件中用到的微电子工艺
9.1 薄膜制备工艺
9.2 光刻工艺
9.3 刻蚀工艺
9.4 掺杂工艺
9.5 氧化工艺
9.6 其它工艺
第 14、15 周 第十章 光子学器件冷加工工艺
10.1 光学基底材料及其特性
10.2 工艺要求与特点
10.3 主要冷加工工艺
10.3 其它重要冷加工工艺
10.4 光学辅料
第 16 周 第十一章 光子学器件相关技术标准
11.1 国内外主要技术标准组织
11.2 光子学器件相关的技术标准
46
专业实验
一、基本信息
课程代码 INFO130047.01 学分 3 周学时 3
开课时间
（或仅注
明春秋学
期）
一年级 二年级 三年级 四年级
秋
课程英文
名称
课程类别 专业必修课
课程主页
预修课程 大学物理实验、光学、近代光学、
激光原理与技术 后续课程
教学方式 考核方式
作为实验教学课程，本课程考核以
平时成绩为准，包括实验预习、实
验操作和实验报告。
二、教学目的和基本要求
教学目的：本课程为有普通物理实验、近代物理实验等实验基础和光学、激光原理和技术、光纤
通信等基本知识的学生进行有关专业实验操作，实验现象观察，了解和加深有关理论和概念，训
练和提高实验动手能力。
基本要求:
实验中学生之间可以相互交流合作，但要求学生独自处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报
告，必要时可以参考有关资料和向老师请教。通过实验操作、结果分析和实验报告的撰写以及课
堂报告和答辩，巩固相关的专业知识，经受基本的实验技能的训练，得到实验操作和实际动手能
力的提高，并养成独立分析的习惯。
三、课程基本内容（含章节名称和知识点）
47
教学流程：
第一周：实验准备
第二周：实验预习、实验仪器熟悉
第三周至第十一周：实验教学，七个实验分组轮换，包括实验预习、实验操作、实验分析和实
验报告等
第十二周：补做和选做实验
第十三、十四周：课堂报告
第十五周：复习、答疑
第十六周：考试
课程内容：
实验一：光电系统综合设计实训实验
掌握光敏电阻、光电三极管、继电器、运算放大器的工作原理。设计和搭建一个光控开光系统。
实验二：光电器件及检测系统实训实验
掌握光敏电阻、光电二极管、光电三极管、雪崩光电二极管、PIN 光电二极管的工作原理。掌
握其伏安特性、光照特性以及测量方法。
实验三：光纤和光纤器件相关特性测量
掌握光纤与光源耦合、光纤传感观测、多模光纤数值孔径测量、光纤传输损耗测量和若干光器
件的特性测试。
实验四：半导体激光器的特性测量
掌握半导体激光器的基本工作原理，了解其光束特性、光谱特性以及调制特性。掌握光谱仪、
功率计、光电探测器等仪器器件的使用方法。
实验五：联合变换相关识别
掌握空间频率和空间滤波的基本概念和方法，掌握光信息处理中光学傅里叶变换的实现方法，
掌握联合变换相关识别的理论和实现方法。
实验六：椭圆偏振光谱测量
掌握偏振光的产生、控制和应用原理，了解固体材料的光学性质及其与光学常数的关系，掌握
固体光学常数的偏振光学测量和分析方法。
实验七：Nd：YAG 固体脉冲激光器及其调 Q 和倍频
了解固体激光器的输出特性，掌握脉冲激光器的光电调 Q原理、调试和调 Q 激光脉冲的特性。
实验八：光学系统像差测量综合实验
掌握星点法观测光学系统单色像差的原理和方法，掌握分辨力板直读法测量光学系统分辨率的
原理和方法，掌握基于线扩散函数测量光学系统 MTF 值的原理和方法。
48
附录目录
附录 A 光科学与工程系本科专业培养方案（技术科学试验
班）
附录 B 光科学与工程系本科专业培养方案（自然科学试验
班）
附录 C光科学与工程系本科专业指导性修读计划（技术科学
试验班）
附录 D光科学与工程系本科专业指导性修读计划（自然科
学试验班）
附录 E光科系学科和教授简介
49
A 光电信息科学与工程专业教学培养方案
一、培养目标及培养要求：
本专业培养具有良好素质、道德修养和创新能力，能在光电子学、
光通信、应用光学及相关领域中从事科学研究、教学、产品设计与应
用技术开发的适应社会需求的光信息领域高级专门人才。
要求学生具有扎实的数学、物理和外语基础，掌握光信息科学与
技术的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉光学、电子学和计算机
技术，了解光信息科学与技术的理论前沿、应用前景、信息产业发展
状况及最新发展动态。
二、学位及学分要求：
技术科学试验班学生在学期间必须修满教学计划规定的 150 学
分方能毕业。其中通识教育课程 38 学分，大类基础课程 31 分，专业
教育课程 75 学分（含生产实习 1 学分和毕业论文 6 学分），任意选
修 6 学分，并通过复旦大学英语水平测试，方能毕业。达到学位要求
者授予工学学士学位。
三、课程设置：（150 学分）
（一）通识教育课程（38 学分）
修读要求：I 类核心课程，修满 24 学分（其中思想政治理论课
模块修读 16 学分，七大模块修读 8 学分。七大模块 8 学分中每模块
最多选读 2 学分，同时回避第五模块“科学探索与技术创新”，即修
50
读第五模块将不计入七大模块 8 个学分中）；II 类专项教育课程，
修满 14 学分。
（二）大类基础课程（31 学分）
学生应在大类基础课程中的技术科学类课程中修满 31 学分。
（三）专业教育课程（75 学分）
1.专业必修课程(57 学分)
课程名称 课程代码 学分 周学
时
开课
学期 备注
数字逻辑基础 INFO130331 4 5 3
工程数学 INFO130002 4 4 3
光学 INFO130237 4 4 3
模拟电子线路 INFO130281 2 3 3
模拟与数字电路实验(上) INFO130005 3 3 4
工程光学 INFO130274 4 4 4
信号与系统 A INFO130032 3 3 4
固体物理 INFO130042 4 4 5
激光原理与技术 INFO130044 3 3 5
光学和光电子测量 INFO130273 3 3 5
模拟与数字电路实验(下) INFO130006 3 3 5
光纤通信原理与技术 INFO130045 3 3 6
现代信息光学 INFO130345 3 3 6
光学检测技术 INFO130275 2 2 6
光子学器件与工艺 INFO130046 2 2 7
专业实验 INFO130047 3 3 7
生产实习 INFO130015 1 7
毕业论文 INFO130016 6 8
51
2.专业选修课程(18 学分)
课程名称 课程代码 学
分
周学
时
开课
学期 备注
多媒体技术 INFO130073 2 2 春秋
科技英语 INFO130079 2 2 春秋
薄膜物理与技术 INFO130108 2 2 春秋
半导体光电子器件 INFO130112 2 2 春秋
光通信网络基础 INFO130131 2 2 春秋
固体光学性质 INFO130143 3 3 春秋
光谱技术与应用 INFO130144 2 2 春秋
光生物医学 INFO130145 2 2 春秋
集成光学 INFO130146 2 2 春秋
微机原理和接口技术 B INFO130147 4 4 春秋
液晶原理与应用 INFO130149 2 2 春秋 全英语课程
应用非线性光学 INFO130150 3 3 春秋
工程图学及应用 INFO130234 2 2 春秋
前沿讲座 INFO130236 2 2 春秋
光学材料 INFO130242 2 2 春秋
激光工程 INFO130261 2 2 春秋 全英语课程
MATLAB 编程及其仿真 INFO130276 2 2 春秋
光传感技术 INFO130277 2 2 春秋
偏振光学 INFO130278 2 2 春秋
微腔光子学 INFO130279 2 2 春秋
光学薄膜设计导论 INFO130280 2 2 春秋
量子物理基础 PHYS130107 2 2 春秋
SoC 微系统：理论和实现 INFO130340 4 4 春秋
电子系统导论 INFO130344 2 3 春秋
（四）任意选修（6 学分）
52
B 光电信息科学与工程专业教学培养方案
(自然科学试验班学生适用）
一、培养目标及培养要求：
本专业培养具有良好素质、道德修养和创新能力，能在光电子学、
光通信、应用光学及相关领域中从事科学研究、教学、产品设计与应
用技术开发的适应社会需求的光信息领域高级专门人才。
要求学生具有扎实的数学、物理和外语基础，掌握光信息科学与
技术的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉光学、电子学和计算机
技术，了解光电信息科学与工程的理论前沿、应用前景、信息产业发
展状况及最新发展动态。
二、学位及学分要求：
自然科学试验班学生在学期间必须修满教学计划规定的 150 学
分方能毕业。其中通识教育课程 40 学分，大类基础课程 29 学分，专
业教育课程 75 学分（含生产实习 1 学分和毕业论文 6 学分），任意
选修 6 学分，并通过复旦大学英语水平测试和计算机应用能力水平测
试，方能毕业。达到学位要求者授工学学士学位。
三、课程设置：（150 学分）
（一）通识教育课程（40 学分）
修读要求：I 类核心课程，修满 24 学分（其中思想政治理论课
模块修读 16 学分，七大模块修读 8 学分。七大模块 8 学分中每模块
53
最多选读 2 学分，同时回避第五模块“科学探索与技术创新”，即修
读第五模块将不计入七大模块 8 个学分中）；II 类专项教育课程，
修满 16 学分。
（二）大类基础课程（29 学分）
学生应在大类基础课程中的自然科学类课程中修满 29 学分。
（三）专业教育课程（75 学分）
1.专业必修课程(57 学分)
课程名称 课程代码 学分 周学 时
开课 学期
备注
数字逻辑基础 INFO130331 4 5 3
工程数学 INFO130002 4 4 3
光学 INFO130237 4 4 3
模拟电子线路 INFO130281 2 3 3
模拟与数字电路实验(上) INFO130005 3 3 4
工程光学 INFO130274 4 4 4
信号与系统 A INFO130032 3 3 4
固体物理 INFO130042 4 4 5
激光原理与技术 INFO130044 3 3 5
光学和光电子测量 INFO130273 3 3 5
模拟与数字电路实验(下) INFO130006 3 3 5
光纤通信原理与技术 INFO130045 3 3 6
现代信息光学 INFO130345 3 3 6
光学检测技术 INFO130275 2 2 6
光子学器件与工艺 INFO130046 2 2 7
专业实验 INFO130047 3 3 7
生产实习 INFO130015 1 7
毕业论文 INFO130016 6 8
54
2.专业选修课程(18 学分)
课程名称 课程代码 学
分
周学
时
开课
学期 备注
多媒体技术 INFO130073 2 2 春秋
科技英语 INFO130079 2 2 春秋
薄膜物理与技术 INFO130108 2 2 春秋
半导体光电子器件 INFO130112 2 2 春秋
光通信网络基础 INFO130131 2 2 春秋
固体光学性质 INFO130143 3 3 春秋
光谱技术与应用 INFO130144 2 2 春秋
光生物医学 INFO130145 2 2 春秋
集成光学 INFO130146 2 2 春秋
微机原理和接口技术 B INFO130147 4 4 春秋
液晶原理与应用 INFO130149 2 2 春秋 全英语课程
应用非线性光学 INFO130150 3 3 春秋
工程图学及应用 INFO130234 2 2 春秋
前沿讲座 INFO130236 2 2 春秋
光学材料 INFO130242 2 2 春秋
激光工程 INFO130261 2 2 春秋 全英语课程
MATLAB 编程及其仿真 INFO130276 2 2 春秋
光传感技术 INFO130277 2 2 春秋
偏振光学 INFO130278 2 2 春秋
微腔光子学 INFO130279 2 2 春秋
光学薄膜设计导论 INFO130280 2 2 春秋
量子物理基础 PHYS130107 2 2 春秋
SoC 微系统：理论和实现 INFO130340 4 4 春秋
电子系统导论 INFO130344 2 3 春秋
（四）任意选修（6 学分）
55
C 光电信息科学与工程专业指导性修读计划
分
类 课程代码 课程名称
学
分
周学时按学期分配 备注
一 二 三 四 五 六 七 八
通
识
教
育
核心
课程
思想政治
理论课模块 16 2.5 4.5 5.5 3.5
24
学
分 七大模块 8 2 2 2 2
体育 4 2 2 2 2 14
学
分
军事理论 1 2
大学外语 8 2 2 2 2
创新创意创业 1 1
基
础
教
育
MATH120016 数学分析 BI 5 5+1
31
学
分
MATH120017 数学分析 BII 5 5+1
COMP120004 线性代数 3 4
PHYS120013 大学物理 B（上） 4 4+1
PHYS120014 大学物理 B（下） 4 4+1
PHYS120015 基础物理实验 2 3
COMP120006 程序设计 4 3+2
INFO120002 模拟电子学基础 4 4
专
业
教
育
INFO130331 数字逻辑基础 4 3+2
75
学
分
INFO130237 光学 4 4
INFO130281 模拟电子线路 2 3
INFO130002 工程数学 4 4
INFO130274 工程光学 4 4
INFO130032 信号与系统 A 3 3
INFO130005 模拟与数字电路实验
(上) 3
3
INFO130042 固体物理 4 4
INFO130273 光学和光电子测量 3 3
INFO130044 激光原理与技术 3 3
INFO130006 模拟与数字电路实验
(下) 3
3
INFO130045 光纤通信原理与技术 3 3
INFO130345 现代信息光学 3 3
INFO130275 光学检测技术 2 2
INFO130046 光子学器件与工艺 2 2
INFO130047 专业实验 3 3
INFO130015 生产实习 1 *
INFO130016 毕业论文 6 *
专业选修课程 18 * * * * *
56
任意选修 6 * * * * * 6 学分
应修学分小计 150 23.5 25.5 22.5 26.5 21 14 11 6
周学时小计 28.5 30.5 24.5 27.5 23 15 10 0
57
D 光电信息科学与工程专业指导性修读计划
分
类 课程代码 课程名称
学
分
周学时按学期分配 备注
一 二 三 四 五 六 七 八
通
识
教
育
核心
课程
思想政治
理论课模块 16 2.5 4.5 5.5 3.5
24
学
分 七大模块 8 2 2 2 2
体育 4 2 2 2 2
16
学
分
军事理论 1 2
大学外语 8 2 2 2 2
计算机应用基础 2 2+2
创新创意创业 1 1
基
础
教
育
MATH120001 高等数学 A（上） 5 5+1
29
学
分
MATH120002 高等数学 A（下） 5 5+1
PHYS120016 大学物理 A：力学 4 4+1
PHYS120017 大学物理 A：热学 2 2+1
PHYS120018 大学物理 A：电磁学 4 4+1
PHYS120015 基础物理实验 2 3
BIOL120002 现代生物科学导论 A 3 3
CHEM120007 普通化学 B（上） 2 2
CHEM120008 普通化学 B（下） 2 2
专
业
教
育
INFO120003 数字逻辑基础 4 3+2
75
学
分
INFO130237 光学 4 4
INFO130281 模拟电子线路 2 3
INFO130002 工程数学 4 4
INFO130274 工程光学 4 4
INFO130032 信号与系统 A 3 3
INFO130005 模拟与数字电路实验
(上)） 3
3
INFO130042 固体物理 4 4
INFO130273 光学和光电子测量 3 3
INFO130044 激光原理与技术 3 3
INFO130006 模拟与数字电路实验
(下) 3
3
INFO130045 光纤通信原理与技术 3 3
INFO130345 现代信息光学 3 3
INFO130275 光学检测技术 2 2
INFO130046 光子学器件与工艺 2 2
INFO130047 专业实验 3 3
INFO130015 生产实习 1 *
58
INFO130016 毕业论文 6 *
专业选修课程 18 * * * * *
任意选修 6 * * * * * 6 学分
应修学分小计 150 23.5 25.5 23.5 26.5 22 12 11 6
周学时小计 28.5 31.5 25.5 28.5 23 13 10 0
