1、.3173光學專業綜合考試大綱2015版一、考試組成高等光學占90分，現代光電子技術占60分，總分150分。二、高等光學部分的考試大綱一考試說明1. 考試性質 該入學考試是為北京航空航天大學光學工程一級學科招收博士研究生而設置的。2、考試對象 為參加2021年全國博士研究生入學考試的考生。3. 評價目的 本課程考試的目的是考察學生對高等光學的根本概念、根本原理和根本方法的掌握程度和利用其解決光學領域相關問題的才能。二復習內容及根本要求1、 光的電磁理論根底主要內容：光是電磁波的概念、電磁場的根本方程、無源空間中的電磁波動方程、有源空間中的電磁波動方程；電磁場的能量和能流要求：理解光是電磁波的根

2、本概念和起源，熟悉麥克斯韋方程組中各個表達式的物理意義；理解無源空間中和有源空間中的電磁波動方程，掌握方程及各參量的物理意義；掌握能量密度和能流密度的物理意義及兩者與電場強度矢量和磁場強度矢量的關系。難點：光電磁涉及光波動的根本概念；波動方程的物理意義；能量傳播的表達形式2、 無限大各向同性均勻介質中的光波場內容：平面波、球面波與柱面波、光波場的色散、光波場的偏振態與瓊斯矢量要求：理解平面波、球面波與柱面波的產生條件及傳播形式，掌握各種波的波函數的數學表達式；理解色散的產生原因，掌握群速度和相速度的概念及意義；掌握光偏振態的概念，理解瓊斯矩陣的物理意義，學會使用瓊斯矩陣分析偏振系統和光的偏振態

3、重點：波函數的表達形式及物理意義；群速度與相速度的區別；瓊斯矩陣各個元素的物理意義3、 平面光波的反射和折射內容：平面光波在兩種電介質分界面上的反射和折射、全反射及倏逝波、古斯漢森位移、光波在分層介質的反射和折射要求：理解平面波在兩種電介質分界面上的傳播規律，掌握菲涅耳公式和布儒斯特角的來源及物理意義，會用這兩個公式分析光波的偏振態及相位變化規律；掌握全反射及倏逝波的物理概念、產生條件和應用方法，理解光子隧道效應及應用；掌握古斯漢森位移的產消費生原因及現象以及與介質波導的聯絡，會計算全反射時倏逝波的穿透深度和古斯漢森位移；掌握在光學器件外表鍍增透膜及鍍增反膜的原理，理解鍍膜工藝參數膜的厚度及折

4、射率的計算方法重點：菲涅耳公式；布儒斯特角、全反射、倏逝波、古斯漢森位移的概念；全反射、倏逝波的應用4、 波導中的光波內容：背景、平面介質光波導的光線理論；平面介質光波導的波動理論；光纖的根本構造及光線理論；光纖的波動及形式理論；光纖的種類及特征參數；光纖的耦合理論；光纖的損耗及色散；光纖的偏振特性；光纖通信及傳感技術簡介。要求：掌握光波導的根本概念和根本理論；掌握平面與條形光波導的邊界條件和光傳播特性；掌握耦合波理論；掌握階躍與漸變折射率光導纖維中的場解，理解光波導的損耗、色散、偏振特性等根本概念，理解典型光纖傳感器的工作原理及應用重點：平面波導和圓波導的邊界條件、傳輸條件及場分布；單模、多

5、模光纖中光的傳播特性及技術指標；光耦合理論及應用5、 各向異性介質中的光波晶體光學理論根底內容：晶體的各向異性及介電張量，單色平面波在各向異性晶體中的傳播、晶體光學性質的幾何表示、光波在各向異性晶體外表上的反射和折射；晶體的人為雙折射效應電光、磁光和聲光效應及應用要求：理解光波在各向異性介質中的傳播特性；理解在各向異性介質中的電位移矢量與電場強度的關系；會用麥克斯韋方程組分析單色平面波在各向異性晶體中的傳播特性；理解折射率橢球的物理意義，并掌握惠更斯作圖法。掌握晶體的電光、磁光和聲光效應的原理及應用，理解這些效應在光通信領域的應用狀況及開展趨勢 重點：介電張量、折射率橢球；惠更斯原理；人為雙折

6、射效應6、 光波疊加與相干性內容：干預理論根底、部分相干理論根底、范西泰特-策尼克定理、傅立葉變換光譜儀與干預成像光譜儀原理要求：掌握單色平面波的疊加的數學處理方法，掌握相干條件的物理意義及干預條紋反襯度的定義及影響因素；理解穩定光場的普遍干預定律，掌握光波場的部分相干性概念，掌握光波時間相干度和空間相干度的物理意義和表達形式；理解范西泰特-策尼克定理的物理意義；掌握傅立葉變換光譜儀與干預成像光譜儀的工作原理。重點：相干條件；部分相干性的根本概念；范西泰特-策尼克定理；光譜儀根本原理。7、 光波衍射與成像內容：標量衍射理論、衍射現象的傅立葉分析法、透鏡的變換特性和成像特性、相干成像系統的分析和

7、相干傳遞函數、非相干成像系統的分析和光學傳遞函數要求：掌握標量衍射理論和傅立葉分析方法的根本原理；理解透鏡的成像特性和變換特性；掌握光學傳遞函數和相干傳遞函數的根本概念和物理意義，理解調制傳遞函數的應用狀況重點：會用傅立葉分析方法研究光學系統；透鏡的變換特性和成像特性；光學傳遞函數、相干傳遞函數及兩者之間的關系 總之，要求學生既要掌握各種電機的共性如電勢、磁勢和電磁轉矩的產生及算法，機電能量轉換的條件，旋轉電機的分析方法等，高等光學是光學、光學工程專業、精細儀器及機械等專業研究生的重要專業根底課程。要求學生必須建立一個從經典光學到現代光學的系統理論根底，學會用電磁波理論的方法，來分析和理解光波

8、場在各種不同媒質中的傳播特性，具備后續的相關課程，如激光物理學，非線性光學、傅立葉光學、全息光學、導波光學、統計光學、晶體光學等，學習所需要的理論根底。三、?現代光電子學?的考試大綱一考試說明1. 考試性質 該入學考試是為北京航空航天大學光學工程一級學科招收博士研究生而設置的。2、考試對象 參加2015年全國博士研究生入學考試的考生。3. 評價目的本課程考試的目的是考察學生對現代光電子學的根本概念、根本原理和根本方法的掌握程度和利用其解決光學領域相關問題的才能。二復習內容及根本要求1 激光束傳輸的理論根底內容：高斯光束的波動方程、高斯光束的根本解及模場分布、ABCD定律、高斯光束的傳輸及變換等

9、。要求：理解高斯光束的根本特征，q參數的意義，厄米高斯光束及拉蓋爾高斯光束的物理意義，掌握高斯光束在自由空間及光學系統中的傳輸及變換特性。重點：基模高斯光束的光場分布；模場直徑的定義；高斯光束的變換2 光學諧振腔內容：光學諧振腔的種類、光學諧振腔的穩定判據、頻率間隔及自由光譜范圍、光學諧振腔的損耗要求：理解諧振腔的原理及作用、諧振腔的穩定條件、自由光譜范圍的計算重點：諧振腔的穩定條件；諧振腔的損耗機理；自由光譜范圍的意義3 光受激放大原理內容：光輻射的經典理論、光輻射的半經典理論、速率方程、光譜形狀及加寬機理、增益及增益飽和；要求：理解光輻射原理及原子能級構造，掌握光輻射的經典及半經典理論、掌

10、握通過速率方程計算輻射躍遷的方法，理解光輻射的全量子理論，掌握光譜線的加寬機理及線型，掌握增益及增益飽和的機理、增益系數的計算。重點：速率方程理論、光譜線型函數、增益及增益飽和的原理及意義4 激光振蕩內容：激光振蕩的條件、拉姆自洽場方程、激光器的功率及光譜特性。要求：理解激光產生的條件、激光器的閾值，理解激光形式競爭的原因及對激光輸出的影響，理解頻率效應、燒孔效應，掌握激光的輸出功率及譜線寬度的計算方法重點：激光閾值條件、激光最正確輸出功率、激光譜線寬度5 脈沖激射與弛豫振蕩內容：激光的調Q及鎖模技術、激光器的弛豫振蕩、超短光脈沖的測量要求：理解調Q的機理、調Q的方法，掌握調Q激光器的功率特性

11、及時間特性，理解鎖模的原理及方法，掌握超短光脈沖的測量方法。重點：調Q機理、調Q激光器的功率及時間特性、超短光脈沖的測量方法6 半導體光源內容：半導體激光器的根本原理、根本構造及根本特性要求：掌握半導體的根底知識、半導體激光器的根本原理、半導體激光器的功率特性及光譜特性，理解FP激光器、DFB激光器、量子阱激光器的原理及特性，理解LED、SLD的原理構造及功率光譜特性。重點：LED光源、SLD光源、FP及DFB激光器的功率及光譜特性。7 光載波調制內容：光調制的目的及意義、光調制的主要方法、光強度調制技術、光相位調制技術、光頻率調制技術、光偏振調制技術要求：掌握光強度調制的原理及方法，理解直接

12、強度調制的極限及啁啾現象、掌握LiNbO3電光調制器的特點及應用、理解聲光移頻技術及其應用、理解磁光調制技術及應用。重點：直接調制技術及啁啾現象、LiNbO3電光調制器的半波電壓及帶寬8 光信號放大內容：半導體光放大器SOA、拉曼光纖放大器、摻鉺光纖放大器EDFA、光放大器的增益系數及噪聲特性要求：理解每種放大器的原理及優缺點，掌握放大器的帶寬、增益系數及噪聲系數的定義及計算方法，理解EDFA的原理構造及應用。重點：帶寬、增益系數及噪聲系數的定義及計算；EDFA的原理構造9 光電檢測內容：光電探測器的機理及主要性能參數、光電探測器的噪聲理論、PIN探測器的原理及性能參數、APD的原理及性能參數要求：掌握光電探測器的主要參數的定義及物理意義、熱噪聲及散粒噪聲的物理意義、PIN探測器的性能指標及參數測試方法、APD探測器的原理及特性。重點：光電探測器的噪聲理論；PIN探測器的參數測試方法10 光纖傳輸內容：光纖的光線理論、光纖的波動理論、光纖