哈尔滨工业大学2015博士招生激光物理与信息光学考试大纲及参考书目
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课程名称：激光物理与信息光学
一、考试要求
激光物理部分：要求考生全面系统地掌握处理激光与物质相互作用的基本理论与方法，并能运用理论分析激光震荡特性(如振荡条件、增益饱和、频率牵引和推斥、兰姆凹陷、自发发射、和光子统计等)
信息光学部分：要求考生系统地掌握傅立叶光学信息处理理论的基本概念、基本方法和基本理论，综合运用相应知识分析和解决实际问题。
二、考试内容
(一)激光物理
1 经典理论
w 经典理论的基本思想，成功之处与缺陷
w 用经典理论讨论物质对光的吸收与色散现象
w 用经典理论解释光谱线的自然线宽
2 速率方程理论
w 速率方程理论的基本思想，成功之处与缺陷
w 对于给定的能级结构及跃迁特性能写出速率方程组
w 用速率方程组推导介质的增益系数及激光震荡条件
3兰姆半经典激光理论
w 半经典理论的基本思想，理论的成功之处与缺陷
w 讨论激光的电磁场方程(兰姆方程)
w 密度矩阵的性质和密度矩阵运动方程
w 静止原子激光器的振荡理论(二能级原子系统，单模工作状态与双模工作状态，讨论到三级近似)
w 运动原子密度矩阵与静止原子密度矩阵的区别
w 运动原子激光器单模运转
w 瞬态相干光学效应(瞬态相干光学效应的特点，光学Bloch方程、自感应透明、光子回波、光学章动和光学自由感应衰减)
4 激光器的全量子理论
w 激光器量子理论基本思想，理论的成功之处
w 辐射场的量子化，量子化辐射场的特征
w 辐射场的产生算符，湮灭算符，光子数算符，位相算符，原子的升降算符，降阶算符，对易关系
w 单模光子数态与单模位相态，相干态，统计混合体
w 辐射场与原子的相互作用
w 讨论原子发射和吸收的跃迁几率，原子光辐射的谱线宽度
w 用约化密度算符表示的激光场的运动方程
w 讨论激光光子统计和激光线宽
(二)信息光学
w 傅里叶变换
w 连续傅里叶变换和离散傅里叶变换
w 傅里叶变换与时-频分析
w 快速傅里叶算法
w 傅里叶光学波前滤波理论及应用
w 傅里叶光学空域滤波理论及应用
w 傅里叶光学空频域滤波理论及应用
w 傅里叶光学成像理论
w 透镜的傅里叶变换性质
w 光学系统传递函数的描述
三、试卷结构
考试时间180分钟，卷面总分200分，选做其中100分试题。
(一)激光物理(总分100分)
1 题型结构
w 概念题(20分)
w 基本理论阐述及基本定律推导(30分)
w 计算题(20分)
w 应用题(30分)
2 内容结构
w 经典理论与速率方程(30分)
w 半经典理论(30分)
w 全量子理论(20分)
w 双稳态和激光混沌(20分)
(二)信息光学(总分100分)
1. 题型结构
w 判断题 15分
w 选择填空题 15分
w 简答题 30分
w 证明题 10分
w 计算题 30分
2. 内容结构
w 傅里叶变换基本概念和方法 20分
w 光波的衍射理论及应用 20分
w 傅里叶光学基本理论 25分
w 傅里叶光学应用理论 35分
四、参考书目
1、王雨三，张中华. 激光物理基础. 哈尔滨工业大学出版社. 2004年
2、周炳琨等. 激光原理. 国防工业出版社. 2000年
3、萨晋Ⅲ等. 激光物理学. 科学出版社. 1982年
4、《傅里叶光学引论》，科学出版社，古德曼著
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