传输机理论文范文

导语：如何才能写好一篇传输机理论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:蓝光盘密集波分复用

随着蓝光盘摄像机和录像机的出现，电视传媒行业从传统磁带记录走向了光盘记录。虽然这是光技术在广电领域应用的一小步，却是广电科技与时俱进的一大步。

大约40年前，人类已经拥有第一根海底光缆。光通讯，在电信高端领域，方兴未艾。时至今日，在实验室，日本NEC和法国阿尔卡特公司分别实现了总容量为10.9Tb/s(273x40Gb/s)和总容量为10.2Tb/s(256x40Gb/s)的传输容量最新世界记录。而单模光纤的无中继传输已经达到4000KM。从技术上看，再有5年左右的时间，实用化的最大传输链路容量有可能达到5-10Tb/s。简言之，网络容量将不会受限于传输链路。

以下我们分别对光存储和光传输方面做以详细阐述。

一光存储

资讯对储存容量需求日增，光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上有着巨大的发展潜力。业界一直在积极开发更高容量的各种储存技术。蓝紫色激光存储技术（Blue-VioletLaser）、磁光盘存储技术、做为硬盘（HDD）技术和磁光盘技术的结合的近场光盘技术超解析度储存技术（SuperRENS）、3D立体储存技术（MultiLayers；MultiLevel）以及荧光多层光盘技术FDM（FluorescentMultilayerDisc）等相继问世。

传统CD和DVD上有一层薄薄的反射层，和许多肉眼看不见的凹凸，它包含二进制信息。为了从这些盘片上读出数据，由一个半导体激光发生器产生特定波长的激光束，射向旋转中的光盘片，然后反射光通过棱镜和透镜构成的组镜机构再射向接收数据的光电装置，而这个光电装置连接的电路能够辩识出激光所反射回来的数据。在光盘上，数据是凹槽(pits)及平面(lands)的型式来加以编码，而光电装置的电路能辩识出激光射中的平面及射中凹槽的所走距离差这就称为相位提升(PhaseShift)，而这个技术就是在光盘中资料储存与读取的基础。经由光电读取装置，反射回到的凹槽与平面的变化将会转换成1与0的数位讯号，从而构成数据流特征。DVD之所以容量比CD大，无非是在同样面积的盘片上凹凸更多罢了。若要有效地缩小记录点大小以提升记录密度，必须使用短波长的光源；或者使用高折射系数的介质；或者提升透镜的NA（数值孔径）值。显然在一个存储容量巨大的盘片上，红色激光根本无法辨识那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司纷纷转向蓝色激光的研究。蓝色激光的波长较短，因此驱动器可以辨识出更小半径的凹凸，盘片的容量就可以做的更大。现在的蓝光盘技术不管是日欧韩9家AV产品制造商联合制定的新一代光盘规格"蓝光光盘"，还是东芝和NEC向DVD论坛提出的"AOD（高级光盘，暂定名）"规格，只不过是商家为自己谋求更高的商业利润而制定的不同的标准罢了。就核心技术上而言，没有太大的区别。让我们再深入了解一下蓝光盘和高密度光存储技术的发展趋势。

1、蓝光盘技术

蓝光盘技术属于相变光盘（PhaseChangeDisk)技术，它与传统光盘记录不同，传统光盘的记录和读出原理是利用磁技术和光技术相结合来记录和读出信息，而相变光盘的记录和读出原理只是用光技术来记录和读出信息。相变光盘利用激光使记录介质在结晶态和非结晶态之间的可逆相变结构来实现信息的记录和擦除。在写操作时，聚焦激光束加热记录介质的目的是改变相变记录介质晶体状态，用结晶状态和非结晶状态来区分0和1；读操作时，利用结晶状态和非结晶状态具有不同反射率这个特性来检测0和1信号。

实际的蓝光盘应用蓝紫色激光技术，能在直径12公分的盘片上，储存两小时的高清晰度视音频信号，在2002年2月的初期版本中，透过使用405nm的蓝紫色电射半导体，NA（数值孔径）值为0.85的读取头、以及0.1mm的光学透射保护层架构，蓝光盘可以将12公分的单面光盘片资料储存容量提升到27GB。它可以记录两小时的高清晰度视音频信号，以及超过13小时的标准电视信号。

在资料转换率方面，蓝光盘可以将高清晰度的电视节目，以36Mbps的速度从摄像机转换到播放媒体上，并能维持节目品质。另外，它还具有任意影像捕捉，以及重覆播放等功能。

在兼容性方面，由于蓝光盘采用MPEG2码流压缩技术，因此它同时适用于数字广播系统，可执行电视台多种视频记录与播放。

另外，在资料安全性部分，蓝光盘也采用了一种独特的ID写入模式，可确保资料安全，并为盗版问题提出一套保护版权的解决方案。

2、高密度光存储技术的发展趋势

（1）采用近场光学原理设计超分辨率的光学系统，使数值孔径超过1.0，相当于探测器进入介质的辐射场，从而能够得到超精细结构信息，突破衍射极限，获得更高的分辨率，可使经典光学显微镜的分辨率提高两个数量级，面密度提高4个数量级。

（2）以光量子效应代替目前的光热效应实现数据的写入与读出，从原理上将存储密度提高到分子量级甚至原子量级，而且由于量子效应没有热学过程，其反应速度可达到皮秒量级（1O-12秒），另外，由于记录介质的反应与其吸收的光子数有关，可以使记录方式从目前的二存储变成多值存储，使存储容量提高许多倍。

（3）三维多重体全息存储，利用某些光学晶体的光折变效应记录全息图形图像，包括二值的或有灰阶的图像信息，由于全息图像对空间位置的敏感性，这种方法可以得到极高的存储容量，并基于光栅空间相位的变化，三维多重体全息存储器还有可能进行选择性擦除及重写。

（4）利用当代物理学的其它成就，包括光子回波时域相干光子存储原理、光子俘获存储原理、共振荧光、超荧光和光学双稳态效应、光子诱发光致变色的光化学效应、双光子三维体相光致变色效应，以及借助许多新的工具和技术，诸如扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）、光学集成技术及微光纤阵列技术等，提高存储密度和构成多层、多重、多灰阶、高速、并行读写海量存储系统。

3、新型光盘技术的应用

大量的信息要求有大容量的存储设备，光存储驱动器和几种光储存媒体均将呈现出足够快的增长趋向。光存储市场的发展，将改变声音图象及其它数据的存储方式及传播方式。光存储产品可以利用自动换盘系统，组成光盘库、光盘塔、光盘阵列，实现提高整个系统的容量、数据传输率及多数据存储的可靠性。如果将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合，可以大大提高系统容量、数据传输率和显著改善存储数据的可靠性。

在技术上，磁带已经基本上没有潜力了，而且与非线性的编辑系统存在明显的矛盾；专业光盘虽然不会在很短的时间内取代磁带，但其非线性、高密度、低成本、高传输速度的优势已经带来了良好的开端。Sony公司不失时机的推出光盘专业摄录像器材，这些设备使用基于蓝紫色激光技术的光盘作为存储介质，充分发挥非线性记录方式带来的灵活性。例如：PDW-3000专业蓝光盘编辑录像机(演播室机型)，它可记录和重放IMX/DVCAM格式，具有完善丰富的输入输出接口，包括传统视音频和网络接口。它的双光头设计可实现高速文件读出。它具有快速图像搜索，图像索引功能和光盘的随机访问功能，可以快速定位到所需图像。它具有场景选择随机存取能力，使得任意定位素材段成为可能，跳过不必要的素材。特别值得提出的是这种录像机可以将高低分辨率素材同时记录在光盘上，高分辨率素材用于高质量节目的制作和输出，低分辨率素材可用于编辑，浏览等等，低分辨率素材还可以为互联网播出等用途提供数据。二光传输

让我们再来看看光传输，现在各省市有线电视台网络中在主干线多使用光缆传输信号，在电视台内部的新闻网或制作网也使用光纤代替电缆传送素材文件。众所周知，光纤传输比传统电缆传输有频带宽、容量大、损耗低、保真度高、抗干扰等优点。而随着光电子器件的持续发展，光纤工艺的提高，以及光纤技术和IT技术的相互渗透和融合，光传输技术有了相当大的发展，这对电视台通信架构的改变起到了巨大的推动作用。以下是对满足电视台需求的光传输技术的具体阐述。

1、光纤技术的介绍

（1）单波长技术

对于业务量和距离长度要求不大时，普通的单波长技术就已能满足需求。几年前单波光纤的数据传输就已能达到10Gbps。目前在单波长上进行数据传输已经能够做到40G的带宽，虽然这已经是单波长所能够传输的极限，并且实用的传输容量也没有这么大，但相对电视台内部网近距离的视音频传输要求已经够用。

单波技术基于电时分复用（ETDM）技术，但由于微电子技术和光纤色散的限制，微电子技术难以支持电时分复用有新的突破。光纤上的色散是10Gbps及其以上速率系统传输距离的主要制约因素，且随着比特率越高而影响越大。

（2）密集波分复用

对于传输量更大，传输距离更远的要求，仅靠提高单信道系统的速率已没有空间，另一种途径就是使用复用技术。光复用的方式有很多种，目前比较成熟并已进入大规模商用阶段的是光波分复用，尤其是DWDM--密集波分复用。（DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing）

DWDM技术简单地说是在一根光纤上接入不同波长的光信号，使传输容量比单波长传输容量增加几倍甚至上百倍。提到DWDM，不能不提掺铒光纤放大器（EDFA）。EDFA的出现使得DWDM得以实用。EDFA是一种全光放大器，它的使用取代了原来光-电-光的中继再生方式，突破了光电、电光转换的速度瓶颈，使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能，是DWDM系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm，对波分复用中的每个波长补充功率，并经过若干个EDFA再用再生器来消除色散的影响。

使用DWDM，可以大大提高光缆传输容量，节省光纤，降低传输成本。DWDM目前可商用的水平，我国的传输容量为80Gbps，国外如朗讯公司的传输容量为400Gbps，实验室的水平则已超过Tbps。

（3）新型G.655光纤

（4）全波光纤

使用全波光纤，增加传输频带。在未来的电视台光纤网中，除了传输多路的视音频数据以外，还会传输大量的管理数据。充分地拓展可用频带已成为关键。而在光纤的另一个低损窗口1.31um，虽然石英光纤在此波段时的色度色散为零，但由于1385nm附近存在着一个OH-离子吸收峰，对光纤传输能产生较大的衰减。而由此诞生的全波光纤采用了一种全新的生产工艺，几乎可以完全消除由OH-峰引起的负面影响，并且使用与普通的G.652匹配包层光纤一样的标准。

由于开放了这一低损窗口，全波光纤的可用波长范围增加了100nm，使光纤的全部可用波长范围由大约200nm增加到300nm，可复用的波长数大大增加，而且在上述波长范围内，光纤的色散仅为1550nm波长区的一半，因而，容易实现高比特率长距离传输。同时，由于波长范围大大扩展，一方面可以将不同的波长分配不同的数据流，从而改进网络管理；另一方面，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件的成本大幅度下降，从而降低整个系统的成本。

此外掺镨光纤放大器（PDFA）的研制成功也解决了1310nm波长光的中继问题。掺镨光纤放大器工作在1300nm波长窗口，以掺镨光纤作为增益介质。在实用过程中，可分别使用PDFA和EDFA对1310nm和1550nm波长的光信号进行功率放大和补偿衰耗。

无论是工作在1550nm的G.655光纤，还是使用1310nm的全波光纤，最新的光纤技术带来的是更高的传输速度和更大的传输容量，这为电视台使用光纤传输多种数据打下了坚实的基础。由于突破了传输瓶颈，在传输视音频信号的同时还可传输大量的管理信息，包括文件的元数据以及其他SNMP数据流。这也为建立基于IP的视频管理网络铺平了道路。

2、因特网技术和光纤技术的结合

随着因特网技术的快速发展，ATM、SDH、IP等技术不断融入到光成域网的建设中。目前代表发展方向的是IPoverWDM技术，其中比较成熟的解决方案是GEOverDWDM（GE：千兆以太网）。GEOverDWDM对于有线电视网络最大的好处就是可以实现在原有光纤网络基础上平滑、连续性的网络升级，同时可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太网无缝连接，能降低系统的成本和复杂性，保护广电系统的投资。

IPoverDWDM通俗的说法就是让IP数据包直接在光路上传送，减少网络层之间的冗余部分，能够省去网络运营商的成本，同时也降低用户使用通信业务的费用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一种廉价方式，适用于广电系统城域IP骨干网的建设。

千兆以太网（GE）技术是目前技术成熟的最快速以太网技术，它可以提供1Gbps的带宽，由于采用和传统10Mb/s、100Mb/s以太网同样的帧格式和帧长，因此GE可以在原有低速以太网基础上实现平滑过渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的传输距离已可达到640公里。在现有的有线电视网络基础上，使用千兆以太网技术，具有一定的现实经济意义。可以预见，GEOverDWDM技术将成为广电网络中城域网的理想方案。

随着各种光传输技术不断地投入使用，整个电视台的网络架构将会发生巨大改变，而全光网和光接入网的建设和发展，使这种趋势越来越明显。

三光应用

由以上光记录和光传输的介绍，我们可以了解到光技术已经逐渐渗透至专业视频领域。以下为笔者设想的以光技术为基础构建的新型电视台IT制作网。相对于传统电视台制作网它将具备以下特性：

1.首先是高效的资源共享能力。可以实现快速的数据存取、迁徙及交换。

2.由于光盘录像机的出现，文件化的素材交换方式得以实现，解决了传统电视台制作网素材上下载消耗时间的瓶颈。

3.具有智能化的网络监控管理功能。

4.整个网络具备可扩展性，强容错性，高兼容性以及与其他网络的互换性。

我们可以设想以下的以光技术为基础的全光业务网，当然这里的全光目前不会是完全的光技术，也包含节点转换上使用的一些光电和电光设备。前期节目素材由光盘摄像机采集，光盘摄像机可以是高端的SONY的PDW蓝光盘摄像机，它的记录文件格式是MPEG24：2：2P@MLIMX或者是DVCAM格式；也可以是低端的东芝的家用DVD光盘录像机，它的记录格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在摄像机内部被刻录到蓝光盘或普通的DVD碟片上。通过相应的光盘录像机或专用的光盘驱动器由光纤实时传输并存储到后期编辑制作单元。制作单元为现有的电视台制作工作站，由后期编辑制作单元来进行原始素材的编辑及后期处理工作，各种特效、字幕、配音、片头等在此处完成。制作完的节目由光纤无损地送入中央存储部分的光盘库中，一方面用于播出。另一方面，可以实现节目的存储和归档或者利用光盘录像机下载，便于以后的索引和节目调用。基于SNMP（简单网络管理协议）技术的系统监控单元通过与各单元交换信息，实时监测系统在节点光交换设备和传输通路上的光纤状况。采用光纤作为工作站点连通的物理方式，用于数据的迁徙，设备和业务运营管理等控制信息的传递。采用光盘库作为中央存储单元，其管理软件可以区分短期存储的播出节目和长期存储以供后用的节目。短期存储的节目存储在一级光盘库，节目播出后定时删除。长期存储节目编目后放至二级光盘库，作为媒体资源有原则的开放，不同级别的用户通过光纤有偿或免费获取媒体资源。一级光盘库为在线存储体，容量以电视台内部人员充分使用即可，它是提供给电视台内部用户使用的高速媒体资源共享体，满足包括播出，节目制作，节目下载的宿求。二级光盘库为近线存储体，为海量存储，它的媒体资源存储主要为节目的再利用和再加工服务，另外为电视台以外的用户提供VOD或者媒体资源再利用和交换的宿求。

以上设想的网络比较现今的网络，由于光技术的使用，可以突显出高速共享的精神，达到用户所见所得的需求。真正实现网络化、数字化的实时的信息交换。

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带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。

带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。

1.2圆锥-圆柱齿轮传动减速器

YK系列圆锥-圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件：环境温度为-40～40度；输入轴转速不得大于1500r/min,齿轮啮合线速度不大于25m/s，电机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。YK系列的特点：采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合，把锥齿轮作为高速级（四级减速器时作为第二级），以减小锥齿轮的尺寸；齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成，圆柱齿轮精度达到GB/T10095中的6级，圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的7级；

减速器的选用原则：（1）按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率P1N是按载荷平稳、每天工作小于等于10h、每小时启动5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1%等条件算确定.当载荷性质不同，每天工作小时数不同时，应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正.减速器双向运转时，需视情况将P1N乘上0.7～1.0的系数，当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度KR较低时取小值，反之取大值。功率按下式计算：P2m=P2*KA*KS*KR，其中P2为工作功率；KA为使用系数；KS为启动系数；KR为可靠系数。（2）热功率效核.减速器的许用热功率PG适用于环境温度20℃，每小时100%连续运转和功率利用律（指P2/P1N×100%）为100%的情况，不符合上述情况时，应进行修正。（3）校核轴伸部位承受的径向载荷。

2结构设计

2.1V带传动

带传动设计时，应检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调，避免与机座或其它零、部件发生碰撞。

2.2减速器内部的传动零件

减速器外部传动件设计完成后，可进行减速器内部传动零件的设计计算。

1）齿轮材料的选择应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时，应选铸刚或铸铁材料。各级大、小齿轮应该可能减少材料品种。

2）蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此，设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸确定后，校核起滑动速度是否在初估值的范围内，检查所选材料是否合适。

3）传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。

根据设计计算结果，将传动零件的有关数据和尺寸整理列表，并画出其结构简图，以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。

联轴器的选择

减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器，由于轴的转速高，一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器，例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴（输出轴）与工作机轴联接用的连周期，由于轴的转速较低，传递的转距较大，又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移，因此常选用刚性可以移动联轴器，例如滚子链联轴器、齿式联轴器。

联轴器型号按计算转距进行选择。所选定的联轴器，起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大，否则难以选择合适的联轴器。

目录

一绪论………………………………………………………………………1

二结构设计

三设计计算过程及说明……………………………………………………….3

1选择电动机..............................................................................................….3

2传动装置的总传动比及其分配.......................................….............................3

3计算传动装置的运动和动力装置参数..................................…........................3

4带传动设计.......................................................…..........................................4

5齿轮传动设计.....................................................…........................................5

6轴的设计........................................................................................…...........11

7轴承的选择..............................................................................................…22

8键的选择.....................................................….........................................…22

9减速机箱体的设计...............................................…......................................23

10减速器附件设计.....................................................................................….2311密封与.......................................................…........................................24

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1 陶瓷造物伊始，在不自觉的状态中，古人便无意识地引入了数字因素，并发挥了它的积极作用。    

制陶出现以前，古人利用单纯一种物质造物以满足生产和生活需要，例如，木器、石器及其他植物的造物等。制陶活动伊始，便利用钻土、水及火等进行造物活动。人类逐渐突破了简单的孤立的“一”，由“一”逐渐推进“二”、“三”物，乃至“万”物。

2 随着陶瓷生产的发展，陶瓷生产中对于数量变化的这种无意识状态逐渐转化成有意为之的状态。    

在陶瓷生产过程中，材料逐渐丰富的同时，烧成温度也逐渐提高，从露天烧成到封窑烧成，再到横穴窑、竖穴窑，直至龙窑的出现，窑炉在结构、大小上的变化，直接影响到窑温，为陶瓷制品的烧成做技术的准备。与以前封窑相比，商周时期出现了由窑室、火膛、火门、窑算等“四”部分组成的窑炉，这种在数量上细化窑炉的做法，直接影响陶器的烧成，进而提高陶器的质量。古代陶工为了某种生产目的，总是在数量上或增加，或减少烧陶窑炉的尺寸，旨在达到预想的生产目的。为了增加烧成温度，陶工有意识地将“火膛加高可以多容纳采草以增加火力，而算孔虽有所减少，但算孔径加大了，可以使火膛的强大火力集中进入窑室，以提高陶器的烧成温度。”

3 数量多寡的变化直接影响到陶瓷制作的质量，直接决定着陶瓷生产工艺的变革，甚至影响到生产总量。   

战国、秦汉时期，烧制陶瓷的窑炉逐渐变化成“龙窑”，龙窑的显著特点是装烧量较大，产量高。另外，龙窑的较长、较大的窑室可以提供稳定的窑温，这是保证烧制产品质量的前提条件。    

此外，人们有意识地细化生产的工艺流程，分为采矿、材料配制及制作、陶瓷产品成型、施釉与装饰、干燥及烧成等。实践表明，陶瓷生产工艺过程在数量上的划分及其有效衔接，直接影响到陶瓷产品的产量和质量。一般而言，工艺划分越细，陶瓷制品的产量和质量越有保障。由此可见，一方面，陶瓷数理因素受到陶瓷生产实践的制约;另一方面，陶瓷数理方法论又直接指导着陶瓷生产实践。生产环节的增多直接导致生产成本增加，反之成本相对降低。例如，在青花瓷制作中，坯体分水与绘制，既可以分成两个环节，又可以合并为一个环节，这种分合需要根据产量需要来决定，量大时可以一分为二，反之，便可以合二为一。

4 数字体系贯穿于陶瓷生产全过程，使陶瓷生产、经营管理及产品销售和消费等得以更加理性地展开。    

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关键词 多学科 跨大学科平台 研究生培养

在我国研究生规模化教育的背景下，提高研究生教育质量，培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今，不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点，同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台，探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。

1.跨大学科的科研平台构建的必要性

随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展，跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题，而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础，也是高层次人才培养的关键，科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务，进行科研平台的整体谋划和布局调整，以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展，其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。

2.工理结合的光电科研大平台

光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台，其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下，是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力，共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台，平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展，并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广，学科交叉明显，为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。

3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容

本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切，有机结合，支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。

①光电信息材料的理论与技术

光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑，是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象，以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法，为新型光电信息材料，特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导，并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。

②光电感测技术与器件

本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面，在光电信息材料理论与技术研究的基础上，针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象，对其感测机理进行探索，对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨，对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面，根据光电器件的基础理论及关键工艺技术，结合感测信息对象的需求，开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究，以此为基础，研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺，为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。

③光电信息传输体制与系统

光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用，是感知层与应用层之间的连接纽带，负责总体数据传输和数据控制，提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下，结合国内外的技术发展和技术趋势，本研究方向重点面向智慧医疗应用，主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题，形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权，形成基于光电感测与传输的共性技术体系，为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。

4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设

学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上，所涉学院密切合作，形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名，重庆市学术技术带头人1名，重庆市巴渝学者1名，拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队，同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验，为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。

5.人才培养成效

近5年来，本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人，授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人，授予硕士学位人数超过400人，有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时，注重研究生创新实践能力的培养和提高，健全了研究生培养保障体系和质量监控制度，保障了人才培养的质量。

参考文献：

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大学计算机基础课程针对大学非计算机专业一年级学生开设，旨在使学生掌握计算机技术与信息技术的基础知识，提高学生的计算机技术素养，为将来使用计算机解决各自的专业问题打下良好的基础。

1 大学计算机基础教学中面临的问题

1.1 认识误区对教学的影响

首先，大学计算机基础这门课程长期以来主要讲授一些计算机的基本操作和基础知识。随着我国计算机教育在中小学的不断普及，计算机基本操作对大学生来说应该非常容易，因此，某些学校认为这门课可有可无。其次，很多人认为计算机理论知识的学习只适用于计算机专业学生，对非计算机专业的学生而言，只需要学会计算机基本操作和基础知识，能够使用计算机就可以了。

这些片面认识反映在教学方面就是各高校普遍将大学计算机基础课程的课时压缩，甚至有些院系专业的教学计划中已经将大学计算机基础取消；反映在学生方面就是普遍轻视这门课程，认为该课程非常简单，甚至认为自己计算机操作什么都会，根本不用上这门课程。

实际上大学计算机基础课程的一个重要目的就是培养大学生的计算机理论素养，为以后利用计算机解决专业相关的问题打下良好的基础，不仅要求学生能够熟练地操作计算机，还要求学生能够掌握一些基础的计算机理论知识。目前，计算机技术已经更多地融入其他学科和专业中，为学科问题的解决提供了强大的工具，如果没有一定的计算机理论知识做基础，想要游刃有余地使用计算机解决很多专业相关的实际应用，是非常困难的。因此，我们对“大学计算机基础就是简单地学习计算机基本操作”这样的错误认识需要足够重视，并积极采取一些应对措施，努力消除这些片面认识对教学的影响。

1.2 学生“差异性”对教学的影响

虽然目前我国计算机教育在中小学不断普及，但是由于我国幅员辽阔，地区间发展不均衡，中小学计算机教育水平区域性差别较大，因此，大一的学生入校时计算机基础知识的掌握程度参差不齐。一些来自发展较好地区的学生，计算机基础知识掌握较好，甚至有的学过程序设计语言；还有一些来自农村或偏远地区的学生，没上过计算机相关课程，有的甚至没有见过计算机。

学生专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net对计算机知识掌握程度不同，给教学的组织带来困难。若实施统一授课，将势必出现一部分同学“吃不饱”，而另一部分同学“吃不了”的现象。针对这一难题，教师要更好地组织教学，开展计算机基础分层次教学。

1.3 教学内容与专业结合薄弱

目前，信息和计算机技术已广泛渗透到各个学科领域，为专业学科研究提供了重要的工具。然而，由于不同专业的学生培养目标、专业研究方法等存在巨大差异，因此，不同专业对学生计算机知识和技能的要求也存在着较大差异。虽然我们强调计算机基础理论对所有非计算机专业学习的重要性，但是对所有的专业采用完全相同的教学内容也是不可取的。

事实上，目前国内外大学计算机基础课程发展有两个趋势，一是计算机基础理论引入非专业计算机基础教学中，二是计算机基础教学要与专业课程内容相结合，这就要求非专业计算机基础教学既要强调计算机基础理论的重要性，又要注意不同专业对计算机技术需求的差异性，应该结合专业，适当调整教学内容。

然而，目前大多高校的计算机基础教学都采用所有专业学的方式，重点强调计算机基础理论的掌握，与学生的专业结合较少，这导致学生抱怨计算机基础课程内容抽象，难以理解，学了也与专业学习和工作没有关系。

1.4 学生学习积极性低

目前，中小学阶段的计算机课程大多只涉及计算机基本操作的相关内容，因此，大学计算机基础理论部分的教学内容对大一学生而言比较抽象且难度较大，学生普遍感觉讲授内容枯燥、抽象、难懂、课堂气氛沉闷，而且与实际结合不紧密，学完感觉没用，学习积极性不高。

1.5 教师教育经历和考核机制对教学的影响

目前，大学中的教师大多没有受到过专业的教育理论培养，没有认真系统地学习过教育学、心理学等教师应必备的知识，所以大多存在教学艺术和技巧不够深厚的缺陷，这在很大程度上影响了课堂教学质量和教学效果。

在计算机基础教学中，教师难以将全部精力投入到教学中，这主要有两方面的原因，一是随着高校的扩招，高校承担计算机基础教学T作的教师大都长时间、超负荷地进行教学，无暇顾及教学钻研，二是与目前大学的考核机制普遍“重科研、轻教学”有关，有时一些教师虽然承担了大量教学工作量，但由于科研较差而导致考核不合格，对基础课授课教师的教学积极性造成较大影响。

2 大学计算机基础教学的改进策略

2.1 强调计算机基础理论的意义，克服片面认识的影响

首先，在第一节课的教学中，教师的讲解一定要突出课程对今后工作、学习的意义，要根据学科专业的不同，精选与专业实际应用结合紧密的实例，比如对于机械、材料、冶金专业的学生，通过冷弯成型软件的演示，让学生清晰地看到计算机技术在设备生产制造中的巨大作用，使学生能够感觉到计算机技术对专业领域的巨大促进作用，让学生切实体会到课程对专业学习的重要性，自发地认识到课程的重要意义，从心理上重视这门课程，端正学习态度。其次，对于一些教务管理人员对课程的片面认识，一定要让他们意识到该课专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net程的学习对学生今后专业学习的重要性，纠正“大学计算机基础课就是计算机基本操作，以及Word、Excel等软件的扫盲”这样的观念。学校可以建议教学管理人员多参加计算机基础教指委的会议，邀请他们到该课程国家精品课程院校参观交流，通过各种方式，努力争取学校对课程的重视。

2.2 开展“分层次分类”教学，克服“差异性”影响，紧密结合专业组织教学

首先要了解大一新生计算机基础知识掌握程度的差异。学校应对刚刚入学的新生进行一次摸底考试，考试采用上机形式，内容应包括计算机基础理论和基本操作，并最终根据学生计算机知识掌握的程度，将学生分为两个层次，分别开设普通班和提高班，不同的班级采用不同的教 学内容。

对于普通班的学生，要加强对他们的学习指导，教学主要目的是帮助他们尽快地掌握计算机基础理论知识，并能够熟练使用计算机，掌握Word、Excel、PPT等基本软件应用。

对于提高班的学生，可以根据专业的不同，按专业开展“分类”教学。首先要组织大学计算机基础一线教师积极和各学院专业授课老师交流，每个老师和自己所讲授的学生专业形成对应关系，明确专业对学生计算机基本技能的需求。授课内容在强调计算机基础理论的同时，要选择一些与专业相关的内容，比如对于工设艺设类专业，可以设置Photoshop、3D设计等图形图像处理应用软件内容；对于人文语言类专业，可设置Dreamweaver网页设计类内容；对于电子信息类专业，可以设置Protel等电子设计软件内容。

2.3 从多方面入手，调动学生的学习积极性

首先，从教学内容和教学要求人手，针对学生普遍认为的教学内容抽象难懂的问题，学校应立足于学生实际水平和教学目标的要求，合理地组织教学内容，以“广度优先”为原则，降低对一年级学生而言层次过深、抽象、难以理解的知识点的学习要求，避免学生因为听不懂而导致学习积极性降低。比如在计算机网络部分的教学中，内容设置以基本概念的掌握为主，主要内容包括常见网络传输介质、IP地址、常用网络交换设备、常用网络接入方式和常见网络应用，如www、FTP、Email等，避免对TCP/IP协议、子网分配、网关配置等较难理解的内容的深入讲解。

此外，从教学方法人手，教师应熟悉多种教学技能，能够采用灵活多变的教学方法组织教学，综合运用案例教学法、任务驱动法、课堂讨论和提问等教学方法使课堂变得紧张有序、丰富多彩，从而达到激发学生学习积极性的目的。例如，在讲授二进制时，采用和二进制紧密相关的通过多张数字表猜数字的游戏实例，吸引学生的注意力。在Word操作练习中，采用任务驱动法，确定练习主题，比如我的家乡、我的大学生活等，要求使用多种文字格式设置、段落格式设置、图片和艺术字设置等，调动学生学习积极性和主动性。

最后，从营造良好的课堂氛围人手，投入时间和精力接触学生、了解学生，营造平等、和谐、融洽的教学氛围对调动学生的积极性非常重要。美国心理学家罗杰曾说过：“创设良好的教学气氛是保证教学进行的主要条专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net件，而这种良好的教学气氛又是以良好的师生关系为基础的。”教师要始终坚持“以学生为本”，能够用亲切平等的态度、真诚的语言与学生交流沟通，让学生以饱满的热情参与课堂教学活动，只有这样才能让教学进程的各个环节和谐互动，才能更好地提高学生的学习积极性。

2.4 加强教师自身理论素养的提高，发扬爱岗敬业的奉献精神

为了提高教师教育理论素养不足的缺陷，学校要组织教师进行教育学、心理学等教师必须具备的基础教育理论的培专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net训，积极参加高教社组织的骨干教师培训计划等培训活动；积极参加计算机基础教指委组织的教学交流论坛，开展对外教学交流，在校内开展集中备课，相互听课等，通过各种方式，努力提高教师的教育理论和教学水平。

在大学当前考核“重科研”的大环境下，学校应当努力争取在考核机制上向基础课授课教师倾斜。除此之外，教师应该具备高度的责任心，发扬爱岗敬业、无私奉献的精神，克服各种困难，保证教学工作的投入时间，努力以积极热情的态度，高质量地完成教学任务。

3 结语

大学计算机基础课程的重要性不言而喻，如何在强调计算机基础理论的同时和专业相结合，如何更好地调动学生学习积极性，课程的教学组织、教学内容的选取、教学方式方法如何改进等方面仍值得进一步探讨，这些工作有待教育工作者的继续努力。

篇6

关键词：光栅；光纤通信；写入方法；传感器

中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）04-0257-02

0 引言

当今，随着科技的进步和社会信息化需要，通信技术以前所未有的速度快速发展。以高速率、超宽带，远距离、大容量、不受电磁干扰为显著特征的光纤通信技术的进步尤为突出。而光纤光栅是指通过光纤的光敏性，采取驻波法等，用不同波长的光源照射掺锗、硼的光纤，或用物理化学方法使光纤的反射和折射发生永改变而形成的特殊光纤。光纤光栅在光纤通信和光纤传感器、光计算、光信息处理等领域有着广泛的应用，极大的推动了全光网络和数字神经系统的建立和发展。光纤光栅又分短周期光纤光栅和长周期光纤光栅。本文主要介绍长周期光纤光栅的机理和写入方法及其应用。

1 长周期光纤光栅的机理及研究

光纤具有光敏性，光敏性是指当光纤纤芯受到特定波长和高于一定强度的激光照射时，折射率会发生永久性变化。光纤的光敏性主要取决于纤芯的制作材料及照射激光的波长和强度。显然，利用光敏性可以改变光波导结构的折射率，这一特点可以用来制作无源光器件。光纤光栅就是其重要的应用。

长周期光纤光栅是指周期为几十到几百微米的能够实现同向模式间耦合的光纤光栅。长周期光栅的特点是同向传输的纤芯模和高层模之间的耦合，无反向反射，属于透射型带阻滤波器。所以，长周期光纤光栅常常也称为透射光栅。

长周期光纤光栅理论主要来源于光纤布拉格光栅，研究模型有多种，其中最具典型的是耦合模理论。研究的关键点主要有：光纤光栅的导模、包层模和辐射模之间的模式耦合及传输特性。研究的内容和参数包括：光纤光栅的谐振波长、损耗峰值、带宽、耦合系数、传播常数等以及这些参数与光栅周期、周期数、有效折射率的关系。

1996年AT＆T贝尔实验室的A.M.Vengsarkar等人用紫外光通过振幅掩模板照射氢载硅、锗光纤获得成功，从而诞生了长周期光栅光纤。

2 长周期光纤光栅的写入方法

长周期光纤光栅写入方法很多，主要有：紫外光法，电弧放电法，离子束入射法，CO2激光法，腐蚀刻槽法，机械微弯变形法等。其各有优缺点。下面仅以主要的几种方法说明写入的原理和过程。

2.1 紫外光写入法

这种写入方法的原理是：用紫外光通过振动模板曝光氢载掺锗光纤，使得掺锗光纤的光敏性引起纤芯折射率的周期性调制，如图1所示。

图1 倾斜振幅掩模板写入不同周期的长周期光纤光栅

通过改变掩模板缝隙的周期，还可以写入不同谐振波长的长周期光纤光栅，以满足实际应用需求。图1中，通过改变模板与光纤之间的夹角f，就可改变光栅周期fb。

此种方法的缺点是热稳定性较差。常可用退火法来提高光栅的热稳定性。

2.2 腐蚀刻槽法

腐蚀刻槽法是直接利用氢氟酸周期性腐光纤形成周期性的环槽结构，从而形成长周期光纤光栅。如图2所示。

图2 腐蚀刻槽法写入的长周期光纤光栅示意图

此种方法形成的光纤光栅其折射率变化不仅发生在纤芯，而且在包层也起了很大改变。同时，由于光纤内部腐蚀部分和未腐蚀部分的直径不同，在对光栅施加一定压力后将引起折射率的变化，由此，此种长周期光纤光栅可以应用在应力、弯曲、扭曲、温度等传感器中。

2.3 离子束入射法

离子束入射法是用氢（H+）或氦(He+)离子束沿轴向周期性入射到光纤表面并注入到包层和纤芯，使其折射率发生周期性改变，形成长周期光纤光栅。其写入方法如图3所示。

图3 离子束入射法写入长周期光纤光栅的示意

该光纤光栅的优点：室温下，常规光纤可形成长周期光纤光栅；通过调节入射粒子束的剂量来实现对光纤折射率调制大小的控制；高温稳定性好，适应高温环境下工作。

3 长周期光纤光栅在实际中的应用

LPFG的周期相对较长，满足相位匹配条件的是同向传输的纤芯模和包层模。这就导致了LPFG的谐振波表和幅值对外界环境的变化非常敏感，具有更好的温度、应变、弯曲，扭曲、横向负载、浓度和折射率灵敏度；另一方面，LPFG的滤波等特性在光纤通信中具有重要地位和价值。下面给出目前LPFG在传感器和通信领域的最新的应用成果。

3.1 温度、应变同时测量传感器

温度、应变同时测量是实际工程测量应用中的交叉测量问题。LPFG的谐振波长与应变和温度都具有较好的线性关系。实际测量时由LPFG和光纤布拉格光栅级联组合而成，实现温度和应变的同时测量。精度能够分别达到±9με和±1.5℃。

3.2 高温测量传感器

电弧的放电写入的长周期光纤光栅在30――200℃范围内的温度实验表明：在800――900℃范围内，温度灵敏度有一段平坦区。因此，工程上可以用于此温度下的线性温度测量。CO2激光写入法与电弧放电法写入光纤光栅其形成机理本质是一致的。所以都具有高温稳定性。试验还表明：在同一温度范围内，纤芯基模与高阶包层模耦合的谐振波长的温度灵敏度高于纤芯基模与低阶包层模耦合的谐振波长的温度灵敏度，这与理论分析也十分吻合。

3.3 弯曲传感器

应用两个高频CO2激光写入的具有较强弯曲方向相关性的LPFG和一个其他方法写入的没有弯曲方向相关性的LPFG相互配合，不但可以实现对弯曲量的测量，还可实现对任意弯曲方向的判别。这在桥梁等工程测量中应用非常广泛。

3.4 增益均衡器

现代光纤通信，密集波分复用（DWDM）已进入实用阶段。但由于传输中掺铒光纤放大器（EDFA）的增益谱不平坦，使得各信道获得的增益不同，从而导致信号传输产生误码。把几个不同谐波长和透射率的LPFG级联，可获得一个与EDFA的增益谱成倒数的损耗特性曲线。其增益谱在40nm带宽范围内能达到1dB的平坦度。LPFG对掺铒光纤增益谱的平坦作用在光纤陀螺仪中也有重要应用。R.P.Moeller等人利用LPFG的平坦特性成功优化了陀螺仪中的EDFA的增益谱，使陀螺仪的质心波长温度的相关性减小到0.2pm/℃,从而大提高了陀螺仪的温度稳定性，极大的提高了制导武器的精度。

3.5 光纤耦合器

LPFG常常可用作光纤通信中的光纤耦合器。LPFG耦合是属于模式耦合，光信号通过纤芯导模耦合到纤芯，这就使得LPFG光纤耦合器具有工作距离短，横向容差较小等特点。根据LPFG耦合器的工作原理，光源LD发出的光一部分耦合到纤芯中，另一部分经半球形透镜耦合到包层中并激发出多种包层模，耦合到包层中的光在包层中会激发出许多包层模，其中与LPFG谐振波长匹配的包模将耦合回到纤芯中形成导模。耦合距离及横向容错性与光纤纤芯半径和包层半径有关，也与包层折射率和入射角有联系。而光纤耦合器的耦合效率与工作距离、半球形透镜的半径、LPFG损耗峰的幅值、横向偏移、光源中心波长与LPFG谐振波长的差异、透镜与LPFG之间的距离等因素有关。

3.6 梳状滤波器

光滤波器是光纤通信中的主要器件之一，其性能的好坏将直接影响到光信号的传输。特别是在DMDW系统中，光虑波器是至关重要的部件。光纤梳状虑波器通常由若干个LPFG等间隔级联组成。一般而言，级联光栅越多，其透射干涉条纹的精细度越高，即干涉峰带宽越窄。当级联LPFG用于多通道梳状虑波器时，主干涉峰之间的小峰会给滤波效率带来不利影响。这种不利影响通常也可以通过多级级联的方法来克服。实验表明，级联光栅的间距越大，LPFG透射谱主干涉峰的个数就越多，即主干涉峰之间的间距就越窄。因此，级联LPFG构成的梳状滤波器的通道间隔可以通过改变级联光栅之间的间距来调节。研究结果表明：多个LPFG级联构成的梳状滤波器具有全兼容于光纤，制备简单，成本低等优点，因此在光纤通信领域得到了广泛的应用。

4 结束语

随着互联网的兴起和多媒体传输的需要，在传输距离和带宽上，光纤通信日益显示出其无可比拟的优势。全光网络离我们越来越近；在传感器应用方面，光纤也在集成化和交叉测量上具备独特的优势。因此，研究和应用光纤光栅具有非常重要的学术价值和使用价值。

参考文献

［1］何瑾琳等.相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器件中的应用［J］.光学学报，2000,20(8):1106-1111.

［2］刘云启.布样格光栅与长周期光纤光栅及传感器特性研究［D］.南开大学博士学位论文，2000,chapter6:89-113.

［3］ErdoganT,SipeJE.tiltedfibergratings.J.Opt.Soc.Am,A,1996,13(2):296～313.

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关键词：光栅；光纤通信；写入方法；传感器

0引言

当今，随着科技的进步和社会信息化需要，通信技术以前所未有的速度快速发展。以高速率、超宽带，远距离、大容量、不受电磁干扰为显著特征的光纤通信技术的进步尤为突出。而光纤光栅是指通过光纤的光敏性，采取驻波法等，用不同波长的光源照射掺锗、硼的光纤，或用物理化学方法使光纤的反射和折射发生永改变而形成的特殊光纤。光纤光栅在光纤通信和光纤传感器、光计算、光信息处理等领域有着广泛的应用，极大的推动了全光网络和数字神经系统的建立和发展。光纤光栅又分短周期光纤光栅和长周期光纤光栅。本文主要介绍长周期光纤光栅的机理和写入方法及其应用。

1长周期光纤光栅的机理及研究

光纤具有光敏性，光敏性是指当光纤纤芯受到特定波长和高于一定强度的激光照射时，折射率会发生永久性变化。光纤的光敏性主要取决于纤芯的制作材料及照射激光的波长和强度。显然，利用光敏性可以改变光波导结构的折射率，这一特点可以用来制作无源光器件。光纤光栅就是其重要的应用。

长周期光纤光栅是指周期为几十到几百微米的能够实现同向模式间耦合的光纤光栅。长周期光栅的特点是同向传输的纤芯模和高层模之间的耦合，无反向反射，属于透射型带阻滤波器。所以，长周期光纤光栅常常也称为透射光栅。

长周期光纤光栅理论主要来源于光纤布拉格光栅，研究模型有多种，其中最具典型的是耦合模理论。研究的关键点主要有：光纤光栅的导模、包层模和辐射模之间的模式耦合及传输特性。研究的内容和参数包括：光纤光栅的谐振波长、损耗峰值、带宽、耦合系数、传播常数等以及这些参数与光栅周期、周期数、有效折射率的关系。

1996年AT＆T贝尔实验室的A.M.Vengsarkar等人用紫外光通过振幅掩模板照射氢载硅、锗光纤获得成功，从而诞生了长周期光栅光纤。

2长周期光纤光栅的写入方法

长周期光纤光栅写入方法很多，主要有：紫外光法，电弧放电法，离子束入射法，CO2激光法，腐蚀刻槽法，机械微弯变形法等。其各有优缺点。下面仅以主要的几种方法说明写入的原理和过程。

2.1紫外光写入法

这种写入方法的原理是：用紫外光通过振动模板曝光氢载掺锗光纤，使得掺锗光纤的光敏性引起纤芯折射率的周期性调制，如图1所示。

图1倾斜振幅掩模板写入不同周期的长周期光纤光栅

通过改变掩模板缝隙的周期，还可以写入不同谐振波长的长周期光纤光栅，以满足实际应用需求。图1中，通过改变模板与光纤之间的夹角f，就可改变光栅周期fb。

此种方法的缺点是热稳定性较差。常可用退火法来提高光栅的热稳定性。

2.2腐蚀刻槽法

腐蚀刻槽法是直接利用氢氟酸周期性腐光纤形成周期性的环槽结构，从而形成长周期光纤光栅。如图2所示。

图2腐蚀刻槽法写入的长周期光纤光栅示意图

此种方法形成的光纤光栅其折射率变化不仅发生在纤芯，而且在包层也起了很大改变。同时，由于光纤内部腐蚀部分和未腐蚀部分的直径不同，在对光栅施加一定压力后将引起折射率的变化，由此，此种长周期光纤光栅可以应用在应力、弯曲、扭曲、温度等传感器中。

2.3离子束入射法

离子束入射法是用氢（H+）或氦(He+)离子束沿轴向周期性入射到光纤表面并注入到包层和纤芯，使其折射率发生周期性改变，形成长周期光纤光栅。其写入方法如图3所示。

图3离子束入射法写入长周期光纤光栅的示意

该光纤光栅的优点：室温下，常规光纤可形成长周期光纤光栅；通过调节入射粒子束的剂量来实现对光纤折射率调制大小的控制；高温稳定性好，适应高温环境下工作。

3长周期光纤光栅在实际中的应用

LPFG的周期相对较长，满足相位匹配条件的是同向传输的纤芯模和包层模。这就导致了LPFG的谐振波表和幅值对外界环境的变化非常敏感，具有更好的温度、应变、弯曲，扭曲、横向负载、浓度和折射率灵敏度；另一方面，LPFG的滤波等特性在光纤通信中具有重要地位和价值。下面给出目前LPFG在传感器和通信领域的最新的应用成果。3.1温度、应变同时测量传感器

温度、应变同时测量是实际工程测量应用中的交叉测量问题。LPFG的谐振波长与应变和温度都具有较好的线性关系。实际测量时由LPFG和光纤布拉格光栅级联组合而成，实现温度和应变的同时测量。精度能够分别达到±9με和±1.5℃。

3.2高温测量传感器

电弧的放电写入的长周期光纤光栅在30——200℃范围内的温度实验表明：在800——900℃范围内，温度灵敏度有一段平坦区。因此，工程上可以用于此温度下的线性温度测量。CO2激光写入法与电弧放电法写入光纤光栅其形成机理本质是一致的。所以都具有高温稳定性。试验还表明：在同一温度范围内，纤芯基模与高阶包层模耦合的谐振波长的温度灵敏度高于纤芯基模与低阶包层模耦合的谐振波长的温度灵敏度，这与理论分析也十分吻合。

3.3弯曲传感器

应用两个高频CO2激光写入的具有较强弯曲方向相关性的LPFG和一个其他方法写入的没有弯曲方向相关性的LPFG相互配合，不但可以实现对弯曲量的测量，还可实现对任意弯曲方向的判别。这在桥梁等工程测量中应用非常广泛。

3.4增益均衡器

现代光纤通信，密集波分复用（DWDM）已进入实用阶段。但由于传输中掺铒光纤放大器（EDFA）的增益谱不平坦，使得各信道获得的增益不同，从而导致信号传输产生误码。把几个不同谐波长和透射率的LPFG级联，可获得一个与EDFA的增益谱成倒数的损耗特性曲线。其增益谱在40nm带宽范围内能达到1dB的平坦度。LPFG对掺铒光纤增益谱的平坦作用在光纤陀螺仪中也有重要应用。R.P.Moeller等人利用LPFG的平坦特性成功优化了陀螺仪中的EDFA的增益谱，使陀螺仪的质心波长温度的相关性减小到0.2pm/℃,从而大提高了陀螺仪的温度稳定性，极大的提高了制导武器的精度。

3.5光纤耦合器

LPFG常常可用作光纤通信中的光纤耦合器。LPFG耦合是属于模式耦合，光信号通过纤芯导模耦合到纤芯，这就使得LPFG光纤耦合器具有工作距离短，横向容差较小等特点。根据LPFG耦合器的工作原理，光源LD发出的光一部分耦合到纤芯中，另一部分经半球形透镜耦合到包层中并激发出多种包层模，耦合到包层中的光在包层中会激发出许多包层模，其中与LPFG谐振波长匹配的包模将耦合回到纤芯中形成导模。耦合距离及横向容错性与光纤纤芯半径和包层半径有关，也与包层折射率和入射角有联系。而光纤耦合器的耦合效率与工作距离、半球形透镜的半径、LPFG损耗峰的幅值、横向偏移、光源中心波长与LPFG谐振波长的差异、透镜与LPFG之间的距离等因素有关。

3.6梳状滤波器

光滤波器是光纤通信中的主要器件之一，其性能的好坏将直接影响到光信号的传输。特别是在DMDW系统中，光虑波器是至关重要的部件。光纤梳状虑波器通常由若干个LPFG等间隔级联组成。一般而言，级联光栅越多，其透射干涉条纹的精细度越高，即干涉峰带宽越窄。当级联LPFG用于多通道梳状虑波器时，主干涉峰之间的小峰会给滤波效率带来不利影响。这种不利影响通常也可以通过多级级联的方法来克服。实验表明，级联光栅的间距越大，LPFG透射谱主干涉峰的个数就越多，即主干涉峰之间的间距就越窄。因此，级联LPFG构成的梳状滤波器的通道间隔可以通过改变级联光栅之间的间距来调节。研究结果表明：多个LPFG级联构成的梳状滤波器具有全兼容于光纤，制备简单，成本低等优点，因此在光纤通信领域得到了广泛的应用。

4结束语

随着互联网的兴起和多媒体传输的需要，在传输距离和带宽上，光纤通信日益显示出其无可比拟的优势。全光网络离我们越来越近；在传感器应用方面，光纤也在集成化和交叉测量上具备独特的优势。因此，研究和应用光纤光栅具有非常重要的学术价值和使用价值。

参考文献

［1］何瑾琳等.相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器件中的应用［J］.光学学报，2000,20(8):1106-1111.

［2］刘云启.布样格光栅与长周期光纤光栅及传感器特性研究［D］.南开大学博士学位论文，2000,chapter6:89-113.

篇8

关键词：下限层，热试油，蒸汽吞吐，原油粘度，采收率

 

1、长春岭地区概况

1.1 地质概况

图1 长春岭地区区域构造图

长春岭背斜带扶余域号构造位于松辽盆地南部东南隆起区，西与中央坳陷区的扶新隆起带接壤，北为大庆油区的朝阳沟阶地。沉积环境为浅水湖泊三角洲相，可分为三角洲分流平原和三角洲前缘两个亚相，主要发育分流河道、水下分流河道、河口坝、远砂坝等沉积微相。泉四段储层岩性以长石岩屑细砂岩为主，泥质含量在3~13%之间，胶结类型以孔隙式为主，其次为孔隙原接触式；孔隙度一般为7.1~35%，平均为27.0%；预测储量7182* 104t，含油面积54.2km2(图1)[1]。

该区物性下限标准为：孔隙度20%，深侧向18Ω·m，声波330s/m。针对下限层，由于原油粘度高，流动性差，常规试油产量极低。对长39井11+10号层、长40井8+9号层、长105井5号层、长112-1井14+13号层和长36-1井10号层采用混和蒸汽吞吐热试油，取得了良好效果。

1.2 油藏温度与压力

据该区扶余油层井实测温度、压力资料分析，地层压力一般为1.58~2.53MPa，平均为2.00MPa，压力梯度为0.82MPa/100m；地层温度一般为19.4~27℃，平均为21.84℃，地温梯度1.2℃/100m，属正常的温度、压力系统，油藏驱动类型为弹性驱和水驱。

1.3 原油物性

该区主力油层为泉四段，油层埋深浅，多在200-300m左右，温度低，原油密度和原油粘度都比较高，地面原油密度分布在0.8664~0.9318t/m3之间,平均为0.8859t/m3。地面原油粘度在15.98~132mP.s之间,平均为42.46mP.s。凝固点一般为3~24℃，平均为15℃；含蜡量平均为15.6%；含硫量平均为0.10%（图2）。

图2长春岭下限层原油粘度平面图

1.4 对稠油试油采取的措施

由于长春岭地区地层原油粘度高，多呈稠油特稠油属性，因此在常规试油过程中都几乎没有产出，结合该地区油层埋藏浅的特点，经过理论分析研究后在现场采用注蒸汽降粘、加压的方法进行热试油，结果都很大程度的提高了本区下限层原油产量及采收率，五口井通过蒸汽吞吐获得了工业油流，这对于下限层的开发具有巨大意义[2]。

2、热试油方法

2.1概述

蒸汽吞吐热试油就是将一定量的高温高压混和蒸汽注入油层，注入压力及速度以不超过油层破裂压力为上限，焖井数天，加热油层内的原油，开井抽汲求产能。注入的高温高压蒸汽对地层、流体加热，起到降粘、增压、解堵等作用，适用于稠油、凝析油的试油开采。

2.2 混和蒸汽吞吐热试油机理

（1）油层注入蒸汽，加热油层内的原油，由于温度升高使原油粘度降低，原油的流动性增强；氮气在井下形成区域内能有效驱动地层中的原油及冷凝油并且氮气具有降粘作用，能大大提高采收率。部分二氧化碳遇水可形成弱酸，有利于原油降粘和流动，能够增大注入能力，一般二氧化碳可使原油粘度降低到原来的1/10。

（2）注入蒸汽，对油层加热，蒸汽变成热水流动，转换油层孔隙内的原油；且温度的升高，油的相对渗透率升高，原油的流动性增强。毕业论文，蒸汽吞吐。。

（3）油层内注入高压蒸汽，温度升高，油层内的流体和岩石均要膨胀，从而增加弹性能量。

（4）由于气态的氮气、二氧化碳和储层内稠油的比重差，产生重力分异作用，通过这种重力分异作用就可以扩大气体的波及范围，使气体和热量在油层内重新分布，增加油藏流体之间的热交换效果，从而可以充分挖掘剩余油。

（5）注入气体体积大，可较快提高地层压力；由于大量高压气体存在，具有明显的弹性作用，可增加对地层流体的驱动能力。

（6）被加热后的原油流入井筒，利于抽汲。

2.3 热试油工艺流程

在长春岭背斜热试油四口井，热试油工艺流程为：采用热采采油树，射孔压裂后下隔热管柱（管柱结构：油管挂—隔热管柱—缩径）、套管注入氮气起隔热作用、利用蒸汽发生器注入41.35%N2、7.24%CO2、0.51%O2、50.91%H2O高压高温混和蒸汽，焖井数天后，放喷，换采油树及管柱抽汲求产（图3）[3]。

图3热试油工艺流程图

3、长春岭热试油方法应用实例及效果

2008年在长春岭有四口井应用混和蒸汽吞吐热试油技术，提高了油产量，收到了很好效果。

3.1长39井分析

长39井位于长春岭背斜带扶余Ⅱ号构造上。10+11号层射孔井段390.4~385.2m，厚度5.2m，11号层孔隙度27.8%，渗透率114.94*10-3m2，10号层孔隙度24.6%，渗透率46.5*10-3m2。

压裂后常规试油见油花，日产水26.1m3。2008年1月8日至1月15日进行热采施工,累计注入汽量为5*104m3，注汽温度280~290益，施工压力4.02~8.02 MPa。焖井至20日，压力下降到2MPa时放喷求产，日产油0.8m3，水35.3m3，获得工业油流，取得突破。

油样室内分析：20℃原油密度0.9148g/cm3，50℃原油粘度60.50mPa.s，含蜡15.4%，含胶质32.4%，凝固点12℃，初馏点127℃。

3.2长112-1井分析

长112-1井位于长春岭背斜带扶余Ⅱ号构造上。13+14号层射孔井段：314.0~305.0m，厚度5.0m。电测解释：14号层孔隙度21.92%，渗透率14.47*10-3m2，13号层孔隙度34.49%，渗透率587.3*10-3m2。

2008年5月23日油管传输射孔，YD-102枪，127王弹，射后井口无显示。换热采管柱后套管注氮气2400m3，6月3日~8日注高温高压混和蒸汽50516m3；焖井至6月10日，开井放喷后换管柱抽汲求产，日产油0.78m3，水7.99m3，获工业油流。

油样室内分析：20益原油密度0.909g/cm3，50℃原油粘度113.10mpa.s，含蜡12.9%，含胶质30.9%，凝固点18℃，初馏点131℃。原油含蜡、胶质量高，粘度高，不易流动（表1）。

表1长春岭油气田试油情况对照表

通过以上分析可以看出，高温高压混和蒸汽吞吐在长春岭下限层试油中收到了很好效果，对常规试油见油花的下限层采用该方法能达到工业油流标准，这对于下限层的开发具有巨大意义，意味着一大批过去不能动用的下限层现在可以进行开发，对油田的增储上产起到很大作用。

4、结论与认识

（1）高温高压混和蒸汽吞吐是目前比较成熟的一项技术，比较适用于长春岭下限储层的开发，使过去无法动用的储层得到动用。

（2）在长春岭下限层的热试油中，采用了热采油树、隔热油管、注氮隔热方法，取是了很好的效果。毕业论文，蒸汽吞吐。。毕业论文，蒸汽吞吐。。但就管柱结构是否可能优化，如采用热补偿器、热敏封隔器等，以达到更经济更适用的目的还有待于研究和实践。毕业论文，蒸汽吞吐。。毕业论文，蒸汽吞吐。。

（3）在长春岭下限层的热试油中，只是应用了高温高压混和蒸汽吞吐，结合其他开发稠油的方法是否可行？如利用高温高压混和蒸汽把雾状化学降粘剂带入储层深部，是否能起到更大作用，时间更持久，还有待于以后研究和实践。毕业论文，蒸汽吞吐。。

（4）目前采用的热试油工艺是采用下隔热管柱，套管注氮，注蒸汽，焖井后换管柱进行试油，是否可以氮气与蒸汽一体化进行注采，利用注氮气保护油管、套管不受损害，补充地层能量，简化工艺流程，还有待于研究与实践。

【参考文献】：

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[2]杨庆杰，松辽盆地长春岭背斜带油气成藏过程探讨，石油天然气学报，2007年6月第29卷第3期.

[3]刘军，蒸汽吞吐工艺技术在试油井上研究与应用，油气井测试，2007年8月，第16卷第4期.

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关键词：材料物理性能 电学性能 光学性能 电光转换

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0083-02

《材料物理性能》在材料科学与工程专业中具有传承基础、步入专业的核心价值。在光电子技术高速发展和全面普及的今天，材料电学性能、光学性能、以及电光转换特性实验毫无疑问在该课程的实践教学环节中占有举足轻重的地位。据作者所知，目前出版的有关书籍中和教研论文方面还很少涉及到电光转换特性方面的实验，作者在《材料物理性能》课程中作了探索性尝试。

1 实验设计

有关材料与器件中的电学性能、光学性能、以及二者之间的相互转换特性及其应用等方面的理论和工艺，通称为光电子技术，材料电学性能与光学性能紧密相连、相辅相成。因此，考虑电光转换特性如转换效率，驱动电压、驱动电流、发光光谱、发光亮度、发光色度等需充分考虑材料的综合性能和器件的结构优化设计。基于此我们提出以多层功能薄膜材料构建电致发光器件来设计材料的电学性能、光学性能、以及二者的转换特性方面的创新性综合实验。具体的实验设计步骤如下。

（1）电致发光器件设计与机理分析。

电致发光是利用材料的光电功能特性，将电能直接转换为光能的过程。其基本工作原理是从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在发光层中复合形成激子并以光能的形式发出，基本过程大致可以分为以下五个阶段。

①载流子的注入。

电致发光器件在外加电场的作用下，空穴和电子分别从阳极和阴极注入到相应的空穴传输层和电子传输层。

②载流子的传输。

空穴和电子分别从空穴传输层和电子传输层中移动并向发光层迁移。

③载流子的复合及激子的形成。

空穴和电子在发光层中复合，形成高能量状态（激发态）的激子。

④发光。

激子经过驰豫、扩散等过程其能量以光子的形式发出。

⑤光子逃离器件。

光子穿过薄膜材料及透明电极发射出去。由于薄膜材料和透明导电电极本身的吸收和反射，光能要受到很大的损失。

（2）实验数据记录与分析。

实验的电学性能涉及：驱动电压、驱动电流、以及电功率。实验的光学性能涉及：发光光谱、发光亮度、发光色度、以及光功率。电光转换特性重点要考虑电光转化效率，具体以发光效率（单位电流密度下的亮度）和功率效率（电功率转换成为光功率的效率），对于材料科学和材料物理方面的科研人员倾向于用发光效率来表达，而材料工程领域的科研人员对功率效率更受关注。对于平面型发光光源（面光源）来说，不同视角下的发光光谱特征符合Lambertian分布，因此发光效率和功率效率之间的换算可以用关系式“功率效率=发光效率*π/驱动电压”来计算。发光效率和功率效率都与发光光谱视觉灵敏度有关，光谱峰值位置不同，这两个值有很大的差异。这两种表示效率的方法都是从实用角度出发的，是平板显示、特殊光源、固态照明等领域中表示效率的常用方法，与物理学中的传统量子效率表示方法既有联系又有区别。

将实验的测试数据记录于表1中，根据发光光源的面积、驱动电流、电压、和发光亮度计算出相应的发光效率（cd/A）和功率效率（l m/W）。对于发光光谱的数据记录，画出以光波长为横坐标，以光强度为纵坐标的光谱图，并确定发光峰值波长，典型的蓝光光谱图如图2所示。

2 实验效果与思考

通过电致发光器件实现了材料电学性能、光学性能以及电光转换特性的表征与评价。还可以继续思考和理解以下几个问题加深对知识的系统理解与综合运用。

（1）分析影响发光光谱、发光亮度和发光色度测试的因素主要有哪些？

（2）如何根据发光光谱计算出发光亮度和色度？

（3）如何根据发光光谱、驱动电压和电流计算量子效率？

3 结语

通过在《材料物理性能》实验课程中开设电光转换特性综合实验，使学生深入理解材料电学性能、光学性能、以及电光转换特性之间的关联性。同时也增加了学生的学习兴趣，将理论知识与实验实践紧密结合起来，进一步贴近了实际应用。本文为目前大学本科《材料物理性能》实验课程的开设和教学模式提供了重要参考价值。

参考文献

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[2] 马南钢.材料物理性能综合实验[M].机械工业出版社，2010.

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[5] 李文连.有机电致发光的效率[J].液晶与显示，2001，16（2）：120-123.

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关键词：光电子学；教学方法；教学改革；实践环节

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介绍

光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术，涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域，是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛，而且也是未来信息技术中的重要推动力量，它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容，如：光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论，它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。

光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后，其技术水平和工程应用技术取得了很多突破，在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用，光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前，国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中，许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向，将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。

因此，光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识，也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。

二、课程特点及专业培养目标

光电子学基础是整个专业中的基础专业课程，在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用，也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际，注重对学习者能力的培养，重点培养学生综合分析、解决问题能力，为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。

我们的培养目标为：培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能，德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才，使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此，基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点，我们在教学过程中进行了改革探索。

三、教学改革探索

1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要，从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发，研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件，重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上，对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解，同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说，既是基本的原理内容，但又是滞后的技术，若授课时只是按照教材内容讲解，往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果，易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此，在教学过程中补充和及时更新教学内容，增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求，从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向，培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时，要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解，结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解，使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景，对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨，尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文，指导学生学习专业词汇，在课堂中进行讲解，开阔同学们的视野，引导学生进行初步科研潜力的培养和学习，调动学生的积极性，引导他们进行文献学习，进一步了解国外光电子技术的发展现状，激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点，系统规划、组织，实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点，在课程内容上跟上市场技术需求，结合本地区经济发展的实际情况，培养既有专业知识和跨学科知识，又有极强的实际操作能力、适应性强的学生，全面提升学生的理论素养和实践能力，增强学生在未来光电子产业上的竞争力。

2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学，利用多媒体课件在表达上形象直观、方便，在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示，还能节约课程上的时间，从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容，较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件，充分利用网络上丰富的信息资源，并与兄弟院校的老师展开课程教学交流，共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时，利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》，开展光电子技术专题研究，如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等，既能强化学生所学的基础理论，又能激发学习兴趣，培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中，提前打下科学研究基础。③在方法改革中，在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师，帮助学生制定合理的研究计划，选择合适的研究方案和方法，积极发动研究光电子技术的老师，为这些同学们提供必要的实验条件，由学生自己动手去实验，考证研究方法和方案，来寻求实验结果中的答案。这时，教师起到的是一个组织者的角色，指导、规范学生的探索过程。这样的过程，不仅仅是要让学生学量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法。

3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中，本来并没有设置时间环节，而且多数放置在大三或大四学习，实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合，先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节，开设具体的、有针对性的实验内容，让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上，开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上，结合地方实际，联系相关光电子产业中的企业，组织学生进行参观学习，从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际，再从实验实际再到光电子技术，从光电子技术再到光电子商品的过程，能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中，从而更能培养和激发学生兴趣，也能将培养目标中的产业式人才完成，弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。

4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中，把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合，培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来，我们在教学过程和专业培养中，存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象，造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程，极大地激发和培养学生的学习兴趣，为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中，我们培养的本科毕业生就业率95%以上，该专业毕业生考研成功率30%以上，使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围，形成了争赶超的局面。同时，针对光信息科学和工程专业的学生，我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养，增加了企业参观及动手实践等环节，同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性，从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

参考文献：

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