电磁场理论与光波导技术.doc

电磁场理论与光波导技术.doc电磁场理论与光波导技术
Electrical Magnetic Field Theory and Optical waveguide technology
课程编号：
B0402221S
学
分：
3
开课学院：
光电工程学院
学
时：
48
课程类别：
学科基础课
课程性质：
必修
一、课程的性质和目的
课程性质：电磁场理论与光波导技术是光电工程学院血向光电信息科学与T程专业开设的一门重要 的学科基础课，属于木专业核心基础课程，是光电示继课程的重要基础；对示面学****物理光学，光纤, 激光，光器件等领域的课程非常重要。
』的：k课稈血任务是介纟牍观电磁现象的基木规律及理论，并以麦克斯韦方稈为基础分析了电磁 波在不同煤质中的传输特性。通过木门课稈的学****可以使学生掌握分析电磁场的基木方法，理解电磁波 的基木性质，能够运川基木的电磁理论来初步掌握平板与関柱光波导的基本性质，了解基木的光波导技 术物理原理；为学生学****光电其它课程打下深厚的理论基础。
二、课程教学内容及基本要求
木课程是光电信息科学与T程专业小一门核心基础课程，为木专业学生以后学****光电相关课稈打下 坚实的理论基础。木课程教学的主要任务：理论课的教学以麦克斯韦方穆为核心，全面介绍电磁场基木 原理，电磁波传播原理及光波导技术，具体包括：场论基础，静电场，静磁场，电流场，边值问题，电 磁波传播，光波导基木原理等，并将以电磁场理论为基础的光电领域应用贯穿其屮，使学生有良好的光 电专业理论背景。同时结合光通信，光器件领域的专业特色，合理设置上机实验帮助学生学****光波导原 理，理解无源光器件的物理基础，使学生接触了解基于电磁场理论的无源光器件分析设计原理。通过学****木课程，学生应达到：深入理解电磁场与光波导的基本原理，对具体问题进行电磁场建模分析，理解 波动光学，光波导技术等光电课稈与电磁场的关系，使用基木的电磁场数值软件建模分析相关器件的能 力。
（一）课程教学内容及知识模块顺序
知识单元一：静电场（6学时）
（1） 知识点一：场论
（2） 知识点二：真空屮的静电场
（3） 知识点三：电介质的极化及介质屮的静电场
（4） 知识点四：静电场的基本性质
（5） 知识点五：位函数与泊松方程
教学基本要求：
掌握各基木电场强度，电位等物理量的基木概念及其计算公式，理解电介质的极化过稈，电偶极子, 极化强度矢量，电位移矢量的基木概念。掌握静电场性质与基木方程，深刻理解电偶极子产生的场方程, 电介质的极化过程及■电介质当屮的场方程。
知识单元二：恒定电流场与静磁场：（6学时）
（1） 知识点一：恒定电流场
（2） 知识点二：静磁场
（3） 知识点三：磁偶极子与物质的磁化
（4） 知识点四：矢量磁位与磁介质屮的场方程
教学基木要求：
掌握矢量磁位，磁偶极了，磁化强度矢量，磁场强度等基木感念以及恒定磁场的基木方程与边界条 件。理解介质磁化的物理过程，掌握磁场的基木方稈及矢量磁位所满足的微分方稈，并会利用安培环路 定律求解恒定磁场的分布问题。
知识单元三：静态场的边值问题：（6学时）
（1） 知识点一：介质分界面上的边界条件
（2） 知识点二：边值问题形式与唯一性定理
（3） 知识点三：导体平面与导体圆柱的镜像法
（4） 知识点四：肓角