《光電子器件設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、光電子器件設(shè)計(jì)Design of Optoelectronic Devices課程編號(hào)：03460024學(xué)分：2學(xué)時(shí)：2周先修課程：光波導(dǎo)技術(shù)、光纖通信、光電子綜合實(shí)驗(yàn)、光通信器件設(shè)計(jì)適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程教材：無一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)光電子器件設(shè)計(jì)是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的必修課程，本課程旨在提高學(xué)生的專業(yè) 基礎(chǔ)應(yīng)用與光電子器件設(shè)計(jì)水平。學(xué)生通過運(yùn)用光學(xué)仿真軟件模擬光在各種波導(dǎo)中的傳播，了解器 件的性能與傳輸特性，并由此掌握波導(dǎo)設(shè)計(jì)的基本方法和技巧。學(xué)生應(yīng)掌握光波導(dǎo)軟件的分析設(shè)計(jì) 方法和操作步驟，了解常用光學(xué)設(shè)計(jì)方法和分析軟件，能夠使用光學(xué)仿真軟件模擬有關(guān)器件，能夠

2、分析設(shè)計(jì)方案的可行性，能夠分析制作誤差等實(shí)際因素對(duì)器件傳輸性能的影響等，從而為學(xué)生使用 專業(yè)軟件指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)與科研奠定良好基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)I：能夠運(yùn)用專業(yè)軟件和專業(yè)知識(shí)，對(duì)光波導(dǎo)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并具有一定的創(chuàng)新意 識(shí)；課程目標(biāo)2：能夠運(yùn)用專業(yè)軟件分析光波導(dǎo)器件的傳輸性能，并獲得符合實(shí)際要求的可行方 案和預(yù)期性能指標(biāo)；課程目標(biāo)3：能夠?qū)υO(shè)計(jì)結(jié)果的實(shí)際可行性進(jìn)行分析，并為實(shí)際制備提供指導(dǎo)意見：課程目標(biāo)4：能夠?qū)⒂嘘P(guān)設(shè)計(jì)整理成報(bào)告，并清楚反映出設(shè)計(jì)思想和結(jié)果。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求3、畢業(yè)要求5和畢業(yè)要求10：.畢業(yè)要求3-1.能夠?qū)?fù)

3、雜光電信息工程問題進(jìn)行分析和提煉，設(shè)計(jì)解決方案，并對(duì)解決方案 的可行性進(jìn)行初步分析與論證，支撐度要求Lo.畢業(yè)要求3-2.能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的光電信息系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠體 現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，支撐度要求L。.畢業(yè)要求5-2.能夠初步運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)工具對(duì)光電信息科學(xué)與工程問題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬， 并了解其局限性，支撐度要求L。.畢業(yè)要求10-1.掌握技術(shù)文件寫作方法，理解和撰寫效果良好的報(bào)告和設(shè)計(jì)文件，支撐度要 求L。目標(biāo)畢業(yè)要求指嬴課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求5-2畢業(yè)要求10-1V二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章概述（一）教學(xué)內(nèi)容（1）本

4、課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)、內(nèi)容（2）光電子器件設(shè)計(jì)的一般步驟（3）課程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)（二）知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求明確光電子器件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)、內(nèi)容，設(shè)計(jì)的一般步驟和要求，掌握光電子器件 的基礎(chǔ)知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方法，能夠結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)出滿足要求的器件，并給出相應(yīng)的性能指標(biāo) 數(shù)據(jù)。第二章器件設(shè)計(jì)與性能分析（一）教學(xué)內(nèi)容（1）確定設(shè)計(jì)方案與器件結(jié)構(gòu)，初始結(jié)構(gòu)參數(shù)；（2）繪制器件及設(shè)置參數(shù)；（3）設(shè)置分析指標(biāo)，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算與分析；（4）根據(jù)模擬結(jié)果，分析現(xiàn)象及原因，優(yōu)化器件參數(shù)或重新設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)；（5）總結(jié)有關(guān)結(jié)果，根據(jù)工藝、制備等特點(diǎn)，分析設(shè)計(jì)方案合理性。（二）知識(shí)、能力與素質(zhì)等

5、方面的基本要求能夠綜合運(yùn)用所學(xué)信息光學(xué)、光電子技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)理論和知識(shí)，對(duì) 具體光器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定器件結(jié)構(gòu)與參數(shù)，模擬獲得器件的主要性能指標(biāo)，對(duì)器件的性能進(jìn)行優(yōu) 化和制備誤差分析等，能夠從專業(yè)理論出發(fā)，對(duì)有關(guān)現(xiàn)象和結(jié)果做出解釋。第三部分資料準(zhǔn)備和答辯（一）教學(xué)內(nèi)容根據(jù)任務(wù)書整理、準(zhǔn)備資料，包括課程設(shè)計(jì)說明書1份、設(shè)計(jì)有關(guān)程序等；課程設(shè)計(jì)答辯。（二）知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求培養(yǎng)學(xué)生收集相關(guān)技術(shù)的研究背景和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生歸納和總結(jié) 有關(guān)材料并對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)及資料整理的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淘O(shè)計(jì)思 路、基本的工程設(shè)計(jì)能力；培養(yǎng)學(xué)生通

6、過口頭及書面方式表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想，并有效進(jìn)行陳述發(fā) 言和溝通的能力。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及時(shí)間分配（天數(shù)）主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章0.50.51講授、討論目標(biāo)I第二章77討論、指導(dǎo)目標(biāo)1、目標(biāo)2、目標(biāo)3第三部分22討論、指導(dǎo)目標(biāo)4合計(jì)0.59.510注：1 .課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項(xiàng)目、案例等教學(xué)方法）等。四、考核方式（一）考核資料要求本課程設(shè)計(jì)要求提交如下資料進(jìn)行考核:（1）設(shè)計(jì)程序及計(jì)算結(jié)果電子版1套；（2）課程設(shè)計(jì)說明書1份；（3）課程設(shè)計(jì)任務(wù)

7、書1份。（二）答辯要求和成績(jī)組成答辯由指導(dǎo)教師組織，總成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（占10%）、設(shè)計(jì)成績(jī)（占75%）、答辯成績(jī)（占15%） 三部分構(gòu)成，按百分制計(jì)算出總成績(jī)后再折算成五級(jí)分制記分：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。并按以下形式進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定:考核形式考核要求考核權(quán) 重支撐的課 程目標(biāo)備注平時(shí)成績(jī)滿分100分：出勤情況（按考勤記錄給分，占20%）, 對(duì)所承擔(dān)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的工作計(jì)劃、工作進(jìn)展情況及 獨(dú)立完成能力，對(duì)文獻(xiàn)資料的獲取及應(yīng)用能力，提出、 分析及解決問題的能力（按評(píng)分表給分，占80%）。10%目標(biāo)1設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)成績(jī)主要說明書為主要依據(jù)，程序作為輔助。（1）器件原理與背景介紹（占10%）：主要

8、考核對(duì) 技術(shù)背景和原理的掌握程度以及歸納、總結(jié)能力。（2）器件設(shè)計(jì)步驟（占40%）：結(jié)合程序及結(jié)果， 主要考核軟件操作的正確性。（3）器件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析（占40%）：主要考 核器件結(jié)構(gòu)、參數(shù)的正確性，模擬結(jié)果的正確性，以 及設(shè)計(jì)結(jié)果是否達(dá)到任務(wù)書指標(biāo)要求等內(nèi)容。（4）說明書撰寫（占10%）：主要考核說明書撰寫、 格式表達(dá)等，按課程設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量進(jìn)行考核。75%目標(biāo)2、3、 4答辯成績(jī)通過口頭表達(dá)設(shè)計(jì)思想、并進(jìn)行有效陳述發(fā)言的能 力、回答問題的正確性。15%目標(biāo)4五、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算表如下：課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)考核形式實(shí)際評(píng)測(cè)結(jié)果（學(xué)生達(dá)到的平均水平）對(duì)應(yīng)總分達(dá)成度課程目標(biāo)1平時(shí)

9、成績(jī) 設(shè)計(jì)成績(jī)平時(shí)成績(jī)平均分X 10%,器件 原理與背景介紹成績(jī)平均分X 10%X75%17.5達(dá)成度=實(shí)際 測(cè)評(píng)結(jié)果/對(duì) 應(yīng)總分課程目標(biāo)2設(shè)計(jì)成績(jī)器件設(shè)計(jì)步驟成績(jī)平均分X 40%X75%30達(dá)成度=實(shí)際 測(cè)評(píng)結(jié)果/對(duì) 應(yīng)總分課程目標(biāo)3設(shè)計(jì)成績(jī)器件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析40% X75%30達(dá)成度=實(shí)際 測(cè)評(píng)結(jié)果/對(duì) 應(yīng)總分課程目標(biāo)4設(shè)計(jì)成績(jī) 答辯成績(jī)說明書撰寫10X75%,答辯成績(jī)平均分x 15%22.5達(dá)成度=實(shí)際 測(cè)評(píng)結(jié)果/對(duì) 應(yīng)總分七、參考書目及學(xué)習(xí)資料1集成光電子學(xué)，唐天同、王兆宏、陳時(shí)編著，西安交通大學(xué)出版社，2005年9月第1版。2光纖技術(shù)，饒?jiān)平?，科學(xué)出版社，2006第1版。3光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其傳輸特性研究，張曉娟，科學(xué)出版社，2016第1版。八、大綱說明（內(nèi)容可包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基本要求、習(xí)題