课程大纲
COURSE SYLLABUS
1.
课程代码/名称
Course Code/Title
MEE5207 ，先进 激光 加工 与 检 测 技术 Advanced Laser-Based Processing and
Detection Technology
2.
课程性质
Compulsory/Elective
专业选修课；Major Elective Course
3.
课程学分/学时
Course Credit/Hours
3/48
4.
授课语言
Teaching Language
中英双语；Chinese-English Bilingual
5.
授课教师 Instructor(s)
郭亮；Liang Guo
6.
是否面向本科生开放
Open to
undergraduates
or not
是 Yes
7.
先修要求
Pre-requisites
无；None
8.
教学目标 Course Objectives
通过本课程的学习，使学生深入理解激光的相关物理知识与实际应用，并掌握相关的物理、电子、机械等交叉学科的知
识。本课程希望为激光加工、光子学、光谱学等领域的学生起到引领作用，鼓励他们关注前沿，拓宽他们的视野，加强学
科交叉意识。
This course intends to help students to have a deep understanding of laser-related physics and application
and master inter-disciplinary knowledge of physics, electrical engineering, mechanical engineering, etc.
This course hopes to lead the way for students in the field of laser processing, photonics, spectroscopy
and so on, to encourage them to follow the scientific frontier, to broaden their vision and to solidify
their notion of crossing disciplines.
9.
教学方法 Teaching Methods
课堂讲座式授课+实验室内实地授课
Classroom Lectures + Lab Field Lectures
10.
教学内容 Course Contents
Section 1, 2 hours
光学基础，Basics of Optics：
光的可调自由度，Optical Degree of Freedom；几何光学，Geometrical Optics；波动光学，
Wave Optics
Section 2, 4 hours
频域分析，Frequency-Domain Analysis：
傅 里 叶 变 换 原 理 ， Theorem of Fourier Transform ； 常 用 函 数 的 傅 里 叶 变 换 ， Fourier
Transform of Common Functions ； 傅 里 叶 变 换 在 光 学 中 的 应 用 ， Application of Fourier
Transform in Optics
Section 3, 2 hours
半导体物理简介，Introduction to Semiconductor Physics：
能级，Energy Level；电子与空穴，Electron and Hole；声子，Phonon
Section 4, 4 hours
激光的产生原理，Physics of Laser Generation：
粒子数反转，Population Inversion；增益介质，Gain Medium；激光器结构，Laser Structure
Section 5, 2 hours
激光与材料相互作用，Laser-Matter Interaction：
吸收，Absorption；散射，Scattering；介电常数，Dielectric Constant
Section 6, 4 hours
飞秒激光的产生与表征，Generation and Characterization of Femtosecond Laser：锁模，
Mode Locking ； 脉 宽 测 量 ， Measurement of Pulse Width ； 相 位 测 量 ， Measurement of
Spectral Phase
Section 7, 2 hours
参观机械系郭亮教授实验室，Tour of Liang Guo’s Lab
Section 8, 4 hours
非 线 性 光 学 ， Nonlinear Optics ： 偏 振 ， Polarization ； 二 倍 频 ， Second Harmonic
Generation；光学参数放大过程，Optical Parametric Amplification；自相位调制，Self-
Phase Modulation
Section 9, 2 hours
飞秒激光脉冲整形，Pulse Shaping for Femtosecond Laser：
脉冲整形原理，Theorem of Pulse Shaping；脉冲整形器，Pulse Shaper
Section 10, 4 hours
期中考试，Mid-Term Exam
Section 11, 6 hours
激光加工，Laser Processing：激光焊接，Laser Welding；激光诱导表面结构，Laser-Induced
Surface Structure；突破衍射极限的技术：Technologies Breaking the Diffraction Limit
Section 12, 2 hours
光谱技术，Spectroscopy：拉曼光谱，Raman Spectroscopy；傅里叶变换红外光谱，Fourier
Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy；吸 收 光 谱， Absorption Spectrum ；光 致发光光
谱，Photoluminescence Spectrum；飞秒光谱，Femtosecond Spectroscopy
Section 13, 4 hours
参观物理系郭亮教授实验室，Tour of Guo Liang’s Lab
Section 14, 2 hours
光 频 梳 技 术 ， Optical Comb ： 光 频 梳 原 理 ， Theorem of Optical Comb ； 光 频 梳 的 应 用 ，
Application of Optical Comb
Section 15, 4 hours
阿秒激光，Attosecond Laser：阿秒激光的产生，Generation of Attosecond Laser；阿秒光
谱，Attosecond Spectroscopy
Section 16, 2 hours
期末报告；Final Report
11.
课程考核
Course Assessment
（
○
1
考核形式 Form of examination；
○
2
.分数构成 grading policy；
○
3
如面向本科生开放，请注明区分内容。 If
the course is open to undergraduates, please indicate the difference.）
出勤 5%，课堂表现 5%，小测验 10%， 平时作业 20%，期中考试 20%， 期末报告 40%。
12.
教材及其它参考资料 Textbook and Supplementary Readings
激光原理及应用，陈鹤鸣, 赵新彦
Introduction to optics by Frank L. Pedrotti, Leno S. Pedrotti, Leno Matthew Pedrotti.
Ultrafast optics by Andrew M. Weiner
Nonlinear optics by Robert W. Boyd
