布里斯托大學(xué)光電與量子技術(shù)專(zhuān)業(yè)共有11門(mén)核心課程，隨后是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的研究項(xiàng)目，需要在第二學(xué)期開(kāi)始準(zhǔn)備，并在夏季完成。該專(zhuān)業(yè)的目的是讓學(xué)生深入了解下一代集成電路、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用，這些集成電路、子系統(tǒng)和系統(tǒng)結(jié)合了光學(xué)、電子學(xué)和量子工程在通信、計(jì)算、傳感和醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用。這些課程的難度相對(duì)較高，建議新生提前進(jìn)行預(yù)習(xí)，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

該專(zhuān)業(yè)有三門(mén)課程需要在入學(xué)第一周就開(kāi)始學(xué)習(xí)，同學(xué)可以先進(jìn)行預(yù)習(xí)。課程的主要內(nèi)容如下：

一、射頻工程

目的是介紹射頻和微波電路設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐：

1、射頻元件、諧振電路；Q因子、Fixed Q、High Q和Low Q阻抗匹配；射頻半導(dǎo)體和射頻BJT模型。

2、小信號(hào)射頻放大器設(shè)計(jì)：偏置網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定性和匹配。

3、史密斯圓圖匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

4、使用史密斯圓圖的放大器設(shè)計(jì)：穩(wěn)定性、增益控制和匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

5、低噪聲設(shè)計(jì)：偏置點(diǎn)和噪聲系數(shù)的選擇。

6、微波系統(tǒng)原理；微波放大器設(shè)計(jì)：發(fā)射機(jī)架構(gòu)；放大器失真：建模、截點(diǎn)、諧波和互調(diào)失真。

7、大信號(hào)射頻放大器類(lèi)型和等級(jí)。

二、光電子器件和系統(tǒng)

目的是介紹現(xiàn)代光電系統(tǒng)的主要組件：

1、波導(dǎo)：無(wú)源波導(dǎo)及其模式。單模光纖、損耗和色散。定向耦合器、布拉格反射器和濾波器。

2、半導(dǎo)體中電子-光子相互作用；發(fā)光二極管(LED)的操作；激光作用所需的條件，區(qū)分激光發(fā)射和LED發(fā)射的特點(diǎn)；發(fā)光二極管和激光二極管的電流/電壓、功率/電流和頻率特性。法布里-珀羅、分布反饋和分布布拉格反射激光二極管。

3、探測(cè)器：光學(xué)探測(cè)器的原理。服從泊松統(tǒng)計(jì)的理想量子噪聲受限接收機(jī)，以及探測(cè)到的光子數(shù)與誤碼率的關(guān)系。

4、放大器和調(diào)制器：光放大器和光調(diào)制器；電光和電吸收調(diào)制器。

三、量子器件工程

目的是介紹光電子和相關(guān)的量子光學(xué)器件：

1、應(yīng)用經(jīng)典光學(xué)、非線性光子源、亞泊松和壓縮態(tài)。

2、單光子源(點(diǎn)、NV中心)、光子探測(cè)器、波導(dǎo)理論。

3、單光子干涉、多光子干涉和可見(jiàn)度極限。

4、量子密鑰分配系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)磁共振、線性光學(xué)方案。

5、量子工程技術(shù)，包括電子學(xué)和低溫學(xué)。

如果有同學(xué)想提前預(yù)習(xí)布里斯托大學(xué)光電與量子技術(shù)課程，可以從上述三門(mén)開(kāi)始，這三門(mén)課是同學(xué)入學(xué)后最先接觸到的課程，對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)起著關(guān)鍵作用。