光学专业博士研究生培养方案
（学科专业代码：070207 授予理学博士学位）
一、学科专业简介
光学是研究光（从微波直至χ射线及γ射线）的产生、传播、探测、变换以及与物质（如原子、分子、材料）的相互作用原理、技术及应用的一门学科。光学是物理学的一个重要分支，是一门经典而又充满活力的学科。相对论及量子力学的建立，激光的发明及应用，光纤通信产业的崛起等等20世纪最伟大的科技成就，无不得益于光学的促进与推动。在21世纪，光学将向着更为广泛的领域发展和渗透，成为物理学以及信息、生命、材料、能源等科学与技术的主要基石之一。该学科历史悠久，师资力量雄厚，我校是国内最早从事量子光学研究的单位之一，新近建设的激光光谱实验室等先进实验室，提供了培养本学科科学研究所需的工作环境。
二、 培养目标
1、 具有坚定正确的政治方向，有一定的马列主义素养，能用辨证唯物主义和历史唯物主义观察社会和自然，积极为建设有中国特色的社会主义事业服务；
2、 掌握扎实宽厚的理论物理基础、系统深入的专业理论及其最新成就，在工作中具有开拓精神和创造能力；
3、 熟练掌握一门外国语，并选修另一门外国语。
三、研究方向简介
本学科点着重研究光的产生、传播、探测、变换以及与物质的相互作用原理、技术及应用。
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序号
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研究方向名称
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简介
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1
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量子光学和量子信息科学
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研究光及其与物质相互作用的量子特性和非线性特性。研究光学微器件的原理，考察强光作用下原子的非经典性质。探讨这些量子特性在量子信息处理中的应用，设计量子通信、量子计算、量子测量的新方案。
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2
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激光光谱学
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实验方面，在中红外和远红外波段研究大气化学、星际、生命科学等相关学科感兴趣的瞬态分子和分子离子的振转和纯转动高分辨光谱特性及结构。理论方面，采用量化计算方法计算实验中需观测的分子和分子离子的光谱结构。
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3
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激光物理学
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研究激光的特性，提出产生新型激光的方案，并考察这些新型激光在光与物质相互作用中的应用。
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4
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集成光学
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研究应用于通信系统的光集成器件，包括集成光源、调制器、光斑转换器、波分复用/解复用器、光开关等各类器件的模拟、设计，以及光波导加工工艺、器件原型制备和表征技术。
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四、学习年限
学习年限为3 年，在职攻读者可延长1-2年。
五、课程设置与学分
实行学分制，要求总学分达到20学分。具体见课程设置表
六、调查研究
在第一学年应完成对所选研究方向的系统调研，要求对该方向的基础和发展简史，以及当前学科前沿研究的主要课题，存在的主要问题和发展趋势有较全面深入有认识，并向导师负责的研究组报告。
七、科学研究及学位论文要求
1、本专业以理论研究为主的博士生在校期间以第一作者或第二作者（导师为第一作者）发表或接收发表的论文的 SCI影响因子的总和应大于4.5，以实验研究为主的博士生在校期间以第一作者或第二作者（导师为第一作者）发表或接收发表的论文的 SCI影响因子的总和应大于3.0；或者有1篇论文在学校规定的SCI（I区）杂志上被接收发表；或者有2篇论文在学校规定的SCI（II区）杂志上被接收发表。
2、本专业博士生至迟应在第二学期中确定学位论文题目，通过学位论文开题报告，并订出学位论文工作计划。
3、本专业博士生学位论文选题及学术要求为：
（1）学位论文的选题应是有关学科前沿的、有较大理论意义的重要课题；研究内容具有一定的系统性和完整性；研究方案和成果具有一定的创造性，并有相当成果被国内外核心学术刊物所接收和发表；学位论文的综述部分应系统评述有关方向的发展，从而反映作者对该方向了解全面，有较强的分析判断能力和文字表达能力。
八、培养方式与方法
1、 通过基础理论的系统学习前沿的调研，使博士生掌握扎实宽厚的理论基础，并对研究方向的前沿有较深刻的认识。
2、 强调在学科前沿通过取得创造性的研究成果使博士生具备较强的独立科研能力。
九、其它
1、凡以同等学力或跨学科录取的博士生，均须补修本学科硕士生课程至少3门，并且考试须与硕士生同堂同卷，不计学分。
2、本专业博士生在学期间，必须尽可能参加学术活动（学术讲座、学术报告会、学术研讨会议等），并将有关情况记入《华中师范大学研究生参加学术活动登记表》。学业结束前，由导师对其进行考评。
3、凡本培养方案规定的学习项目均必须进行考核。考核方式、成绩评定标准以及有关要求，按《华中师范大学研究生参加考核及成绩管理的暂行规定》执行。
4、每位博士生须根据本专业培养方案，在导师的指导下，结合本人实际，在入学六个月内，制订出个人培养（学习）计划。个人培养（学习）计划经导师和专业指导组组长审定后，报院、系所和研究生处备案。
6、本专业博士生培养方案和博士个人培养计划完成与否，是审定本专业博士能否毕业和授予学位的基本依据。
课程设置表：
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课程类别
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课程编号
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课程名称
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学时
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学分
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开课学期
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任课教师
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学
位
课
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学位公共
课
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0004
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第一外国语
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68
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3
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2
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00099
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中国马克思主义与当代
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36
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2
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1
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学
位
专
业
课
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112207020701
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高等量子光学（方向1）
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68
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4
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1
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李高翔
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112207020702
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激光光谱学（方向2）
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68
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4
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1
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黄光明、段传喜
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112207020703
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激光物理学Ⅱ（方向3）
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68
|
4
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1
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胡响明
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112207020704
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现代微电子与微光子技术（方向4）
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68
|
4
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1
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李志扬
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112207020705
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前沿文献评析
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68
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4
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1
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各方向指导小组
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任意选修课
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112207020706
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计算分子光谱学
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51
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3
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2
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段传喜、黄光明
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112107020713
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原子光学
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51
|
3
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2
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李高翔
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112107020308
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非线性光学
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51
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3
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2
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胡响明
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112207020707
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光子学与光子技术
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51
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3
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2
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张国平
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112107020103
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量子场论
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68
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4
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2
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与理论物理同
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112207020708
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第二外国语
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光学专业博士研究生专业课程内容简介
课程编号：112207020705 课程名称：前沿文献评析
总学时：68 学分：4 开课学期：1
开课单位：物理学院 任课教师：各方向课题组指导教师
内容概要：各研究方向根据研究工作的需要和培养博士生的需要，精选有关学科前沿发展的文献，组织师生解读作相关的综述和评价。
教材及主要参考书：自编文献精选
教学方式：研讨
课程编号：112207020701 课程名称：高等量子光学
总学时： 68 学分：4 开课学期：1
开课单位：物理学院物理系 任课教师：李高翔
教学方式：讲授与讨论
内容简介：本课程将系统地讲述近年来量子光学的一些理论和方法，其内容主要包括：非均匀介质中电磁场的量子化、电磁场的噪声和量子光学测量方法、开放系统的量子随机模拟方法、激光冷却原子理论、超冷原子的基本性质以及相对论量子光学简介。
教材及主要参考书：
1. 彭金生、李高翔《近代量子光学导论》，科学出版社 1996年
2. M. O. Scully and M. S. Zubairy 《Quantum Optics》 世界图书出版公司 2000年
3． P. Meystre, Atom Optics, AIP Press 2001
4. H. A. Haus, Electromagnetic noise and quantum optical measurements, Springer, 2000.
5. M. Protopapas, C. H. Keitel, and P. L. Knight, Atomic physics with super-high intensity lasers
课程编号：112207020702 课程名称：激光光谱学
英文译名：Laser spectroscopy 开课学期：1
开课院系：物理学院 学时/学分：68/4
任课教师：黄光明、段传喜
开课形式：自学和讨论 考核方式：课程论文
内容简介：光的吸收和发射，光谱线的宽度和轮廓，光谱仪器，激光器的基本原理，作为光谱光源的激光器，可调谐相干光源，用激光器的多普勒极限吸收和荧光光谱学，激光喇曼光谱学，高分辨亚多普勒激光光谱学，时间分辨激光光谱学，碰撞过程的激光光谱学，最终分辨极限，激光光谱学的应用。
主要教材：W.Demtroder, Laser Spectroscopy, Basic Concepts and Instrumentation, 3rd ed., Springer-Verlag, 2003
参考书目：G. Herzberg, The Spectra and structures of simple free radicals, Cornell university press,1971
G. Herzberg, Molecular spectra and molecular structure, (a)1, (b)2 Van Nostrand, 1944
课程编号：112207020703 课程名称：激光物理学（2）
英文译名：The Quantum Theory of Lasers 开课学期：1
开课院系：物理学院物理系 学时/学分：68/4
任课教师：胡响明
开课形式：自主学习、集中讨论 考核方式：课程论文
内容简介：
普朗克辐射定律和爱因斯坦系数，原子－辐射相互作用的量子力学，混沌光的起伏性质，量子化辐射场，量子化场与原子的相互作用，光子光学，光的产生和放大，共振荧光和光散射
主要教材：
Rodney Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford University Press, 2nd ed. 1983, （《光的量子理论》，于良、王维新、段存贤译，高等教育出版社，1992年）。
参考书目：
M. O. Scully, M. S. Zubairy, Quantum Optics, Cambridge University Press, 1997.
课程编号：112207020704 课程名称：现代微电子与微光子技术
英文译名：Current Development of Micro-electronic and Micro-photonic device
开课学期：1 开课院（系）：物理学院电信系
学时/学分：68/4 任课教师：李志扬
内容简介：
本课程讲述现代微电子与微光子技术的几个最新发展方向和领域，主要包括光集成、MEMS、纳米电子学与纳米系统、SoC、SoPC、生物芯片等，介绍这些技术领域的发展概况和新材料、新器件、新工艺、新理论方法，以及面临的挑战和机遇。
主要教材：
《微电子技术工程》，刘玉岭，檀柏梅，张楷亮 编著，电子工业出版社，2004年
《集成光电子学》，黄天同 王兆宏等著，西安交通大学出版社，2005年
参考书目：
《纳电子学与纳米系统》，K.Goser, P.Glosekotter, J. Dienstuhl 著，陈贵灿等译，西安交通大学出版社，2006年
《微系统设计》，Stephen D. Sentuna 著，刘泽文，王晓红，黄庆安等译，电子工业出版社，2004
《生物芯片》，马立人，蒋中华 编著，化学工业出版社，2000年等
课程编号：112207020706 课程名称：计算分子光谱学
英文译名：Computational molecular spectroscopy 开课学期：2
开课院系：物理学院 学时/学分：54/3
任课教师：段传喜、黄光明
开课形式：自学和讨论 考核方式：课程论文
内容简介：分子对称性，双原子分子光谱，多原子分子光谱，从头计算方法，密度泛函理论。
主要教材：H. Wolf, Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry, Springer, 1995。
参考书目：P. R. Bunker, Molecular Symmetry and Spectroscopy, NRC Research Press, 1998.
D. Young, Computational Chemistry, John Wiley & Sons, 2001.
课程编号：112107020713 课程名称：原子光学
英文译名：Atom Optics 开课学期：2
开课院（系）：物理学院物理系 学时/学分：51/3
任课教师：李高翔
内容简介：
本课程主要介绍原子光学的基本知识，其主要内容包括：辐射场对原子的辐射力、原子冷却的基本方法、原子束的准直和聚焦、原子衍射、原子阱及原子波导、物质波的相干性、玻色－爱因斯坦凝聚基本性质、双体碰撞原子激光理论、物质波混频理论、物质波与光场的参量放大等内容。
主要教材：
P. Meystre Atom Optics AIP Press 2001
主要参考书：
1. 彭金生、李高翔《近代量子光学导论》，科学出版社 1996年
2. M. O. Scully and M. S. Zubairy 《Quantum Optics》 世界图书出版公司 2000年
课程编号：112107020308 课程名称：非线性光学
英文译名：Nonlinear Optics 开课学期：2
开课院系：物理学院物理系 学时/学分：51/3
任课教师：胡响明、徐俊
开课形式：自主学习、集中讨论 考核方式：课程论文
内容简介：
非线性光学极化率，非线性光学相互作用的波动方程描述，非线性光学极化率的量子力学描述，强度依赖的折射率，二能级原子非线性光学，基于强度依赖折射率的过程，自发光散射，受激布里渊散射和受激瑞利散射、受激拉曼散射。
主要教材：
Robert W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, Inc., 1992.
参考书目：
Y. R. Shen, The priciples of Nonlinear Optics, John Wiley & Sons, Inc., 1984（《非线性光学原理》，顾世杰译，科学出版社，1987年）。
课程编号：112207020707 课程名称：光子学与光子技术
英文译名：Photonics and Photonic Technology 开课学期：2
开课院（系）：物理科学与技术学院 学时/学分：51/3
任课教师：张国平
内容简介：
光子学是一门具有极强应用背景的新兴学科，光子技术的基础是光子学。本课程详细介绍了光子学与光子技术的内涵，光子学技术发展的由来、现状和未来展望，光子的产生、传播、与物质相互作用、控制、探测的基本规律以及在信息、生物医学、军事等主要科学技术领域的应用。
主要教材：
《光子学技术——信息化时代的支撑技术》，王启明，清华大学出版社，2002年7月
参考书目：
1. 《光子学技术与应用》，刘颂豪主编，广东科技出版社，2006年9月
2. 《光子技术》，谢树森，雷仕湛，科学出版社，2004年9月
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