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1、半导体光电子学CAI课件与教学网站中教学信息、交互信息栏目设计 开题报告开题报告信息学部信息学部光信息科学与技术光信息科学与技术0404班班学生姓名：王粤学生姓名：王粤指导老师：王涛指导老师：王涛一.选题分析二.课题研究的条件三.课题研究要解决的问题四.研究的目的、内容五.进度安排 光电子技术的飞速发展已经把我们带入了一个崭新的时代，为我们迎领社会发展的步伐。其中半导体光电子已经普遍的进入了我们的生活，从而对光电子学的学习势在必行。但是快节奏的社会发展都为学生的学习方法与途径，以及老师的教学提出了更高的要求。一.选题分析 现代信息技术特别是计算机技术的飞速发展，使我们的教育模式产生了质的飞跃，
2、网络化教育将成为信息时代的重要标志和组成部分。多媒体教学课件在教学中的运用越来越广泛，几乎所有的教师都把它当作提高教学质量的一种手段。教学网站的应用已经成为了远程教育的必要手段。我们研究半导体光电子学的教学方法，就势必要与现代的计算机多媒体与网络技术相结合，以先进科学的教学手段、高效互动的教学方式，得到丰富实用的教学资源和完备的教学体系。基于此，我们提出了本课题的研究。n n背景条件：国家教育部大力推进信息技术教育，虚拟学校、远程教育等多种教学模式。n n技术条件：绝大多数大学的网罗覆盖已经实现，教学教室的计算机多媒体技术已经基本达到要求，多年计算机技术的普及使教学人员能够独立进行计算机的多媒
3、体教学。二.课题研究的条件三.课题研究要解决的问题 我要解决什么问题呢？本课题的研究要解决下面三个基本问题：1.1.半导体光电子学教学内容是什么，教学的目的和具体安排的确定；2.2.传统教学到多媒体教学的转变方法，需要对内容到形式表达进行深入研究，以达到学习者从感性认知，而以理性理解的目的。3.3.计算机多媒体技术的应用问题，以及教学网站的制作网络技术问题。n n课题研究的目的 通过对半导体光电子学的课件制作与教学网站的建立，学习到多媒体课件的制作流程以及教学网站建立的基本要点。从而具有能建立一个基于网络平台的符合当代教育理念、具有现代教育特色、综合教育效益很高的新型教育教学模式的能力。四.研
4、究的目的、内容n n课题研究的内容1.教学内容 首先要深入学习于掌握半导体光电子学的基本理论知识，这样才有助于课件的制作。例如，了解LED、LD等半导体光学器件的基本原理，和应用范围。n n发光二极管发光二极管 （LEDLED）和激光二极管（和激光二极管（LDLD）：）：将电能将电能转换成光辐射的电子发光器件转换成光辐射的电子发光器件 。发光管的发散角大，光。发光管的发散角大，光谱范围宽，寿命长，可靠性高，调制电路简单，成本低，谱范围宽，寿命长，可靠性高，调制电路简单，成本低，广泛用于速率不太高、传输距离不太远的通信系统，以及广泛用于速率不太高、传输距离不太远的通信系统，以及显示屏和自动控制等
5、。激光管的光谱较窄、发散角小、方显示屏和自动控制等。激光管的光谱较窄、发散角小、方向性强、色散小，于向性强、色散小，于1962 1962 年研制成功后，得到迅速发展，年研制成功后，得到迅速发展，广泛用于大容量、长距离的光纤通信系统以及光电集成电广泛用于大容量、长距离的光纤通信系统以及光电集成电路。缺点是温度特性差，寿命比路。缺点是温度特性差，寿命比 LED LED 短。短。n n光电探测器或光电接收器：通过电子过程探测光信号的光电探测器或光电接收器：通过电子过程探测光信号的器件。即将射到它表面上的光信号转换为电信号，如器件。即将射到它表面上的光信号转换为电信号，如 PIN PIN光电二极管和雪
6、崩光电二极管（光电二极管和雪崩光电二极管（APD APD）等，目前广泛用）等，目前广泛用于光纤通信系统。于光纤通信系统。n n 太阳能电池。将光辐射能转换成电能的器件。太阳能电池。将光辐射能转换成电能的器件。19541954年年应用硅应用硅PNPN结首先研制成太阳能电池。它能把阳光以高效结首先研制成太阳能电池。它能把阳光以高效率直接转换成电能，以低运行成本提供永久性的电力，并率直接转换成电能，以低运行成本提供永久性的电力，并且没有污染，为最清洁的能源。根据其结构不同，其效率且没有污染，为最清洁的能源。根据其结构不同，其效率可达可达5 52020。半导体光电子材料分为三大类：2.收集相关资料 在
7、学习了半导体光电子学的理论知识后，要有的放矢的去进行学习研究，从而增加教学课件的制作质量，把教学内容与形式多样化。3.规划课件的结构 这一步则要考虑使用怎样的交互形式，才能使课件在教学中得心应手，使学生能够学而有益。这时学习制作课件，开始把研究内容以多媒体形式表现。n n课件安排 第二章 异质结 2.1 2.1 异质结及其能带结构异质结及其能带结构 2.2 2.2 异质结在光电子器件中的应用异质结在光电子器件中的应用 2.3 2.3 异质结的晶格匹配异质结的晶格匹配 2.4 2.4 对注入激光器异质结材料的要求对注入激光器异质结材料的要求 2.5 2.5 异质结对载流子的限制异质结对载流子的限
8、制 第三章 平板介质光波导 3.1 3.1 光波的电磁场理论光波的电磁场理论 3.2 3.2光在平板介质波导中的传输特性光在平板介质波导中的传输特性 3.3 3.3 矩形介质波导矩形介质波导 第四章 异质结半导体激光器 4.1 4.1 概述概述 4.2 4.2 光子在谐振腔中的振荡光子在谐振腔中的振荡 4.3 4.3 同质结及异质结激光器同质结及异质结激光器 4.4 4.4 条形条形LDLD 4.5 4.5 可见光可见光LDLD 4.6 4.6 分布反馈分布反馈(DFB)(DFB)半导体激光器半导体激光器 第五章 半导体激光器的特性 5.1 LD 5.1 LD的阈值特性的阈值特性 5.2 5.
9、2 半导体激光器的效率半导体激光器的效率 5.3 5.3半导体激光器的远场特性半导体激光器的远场特性 5.4 5.4 半导体激光器的模式特性半导体激光器的模式特性 5.5 5.5 半导体激光器的光谱线宽半导体激光器的光谱线宽 5.6 5.6 半导体激光器的瞬态特性半导体激光器的瞬态特性 4.学习网站的建立 这是非常关键的一步，把半导体光电子学最终以远程教育、交互形式在网络上实现。这一步是在自己认真的学习研究，多方面的知识总结，并在老师的精心指导下最终完成的。n n第一阶段：第一阶段：1 12 2周，通过和老师的见面，确定研周，通过和老师的见面，确定研究课题，并自己开始收集相关的课题资料。究课题
10、，并自己开始收集相关的课题资料。n n第二阶段：第二阶段：3 38 8周，开始制作半导体光电子学课周，开始制作半导体光电子学课件，再不断的学习实践中积累经验，制作出一份件，再不断的学习实践中积累经验，制作出一份合格的教学课件。合格的教学课件。n n第三阶段：第三阶段：9 91212周，在老师的指导下，与课题周，在老师的指导下，与课题研究小组成员一起进行教学网站的建立，实现这研究小组成员一起进行教学网站的建立，实现这次课题研究的目的。次课题研究的目的。五.进度安排n n固体物理学，黄昆，高等教育出版社固体物理学，黄昆，高等教育出版社n n固体物理学，方俊鑫、陆栋，上海科技出版固体物理学，方俊鑫、
11、陆栋，上海科技出版社社n n半导体物理学，刘思科，国防工业出版社半导体物理学，刘思科，国防工业出版社n n半导体物理学，刘文明，吉林人民出版社半导体物理学，刘文明，吉林人民出版社n n梁子学教程，周世勋，高等教育出版社梁子学教程，周世勋，高等教育出版社n n半导体激光器与异质结、发光二极管，半导体激光器与异质结、发光二极管，H.H.克雷歇尔、克雷歇尔、J.K.J.K.已特勒，国防工业出版社已特勒，国防工业出版社n n半导体激光器及其应用，黄德修，国防工业半导体激光器及其应用，黄德修，国防工业出版社出版社参考文献n n半导体物理基础，王长安，上海科技出版社半导体物理基础，王长安，上海科技出版社n n半导体激光器，江剑平，电子工业出版社半导体激光器，江剑平，电子工业出版社n n光电子学原理与应用，王雨三，哈尔滨工业光电子学原理与应用，王雨三，哈尔滨工业大学出版社大学出版社n n半导体物理，刘文明，吉林大学出版社，半导体物理，刘文明，吉林大学出版社，n n半导体光电器件及其应用，潘天明，冶金工半导体光电器件及其应用，潘天明，冶金工业出版社业出版社n n网页设计与制作，钱晓峰，中国劳动社会保网页设计与制作，钱晓峰，中国劳动社会保障出版社。障出版社。n n网页制作与网站开发，樊红亮，中国书籍出网页制作与网站开发，樊红亮，中国书籍出版社。版社。谢 谢！指导老师：王涛小组成员：王粤 王建新