光學(xué)工程方向精選(九篇)

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第1篇：光學(xué)工程方向范文

關(guān)鍵詞 光學(xué)工程專業(yè)碩士；教學(xué)體系；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）03-0140-03

Establishment of Experimental Teaching System and Laboratory Construction for Optical Engineering Professional Master Degree//Zhao Songqing， Jiao Zhiyong

Abstract In this paper， based on the practice of experimental teaching system and the laboratory construction for optical engineering professional master degree， we put forward a new experimental teaching system for the cultivation of high quality of excellent creative talents who will work for related enterprises and research institutions of photoelectric and marine resource. We also raise the teaching system which is of the characteristic of theoretical teaching tightly combined with experiment and core of the ability training for the optical engineering professional master degree. We tried to set up some of the preliminary related experiments.

Key words optical engineering professional master； teaching system； laboratory construction

目前，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已從傳統(tǒng)的無線電波向光頻波段擴(kuò)展，現(xiàn)代光學(xué)工程技術(shù)已擴(kuò)展和滲透到國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的每一個(gè)領(lǐng)域，可以預(yù)計(jì)，本世紀(jì)是光和電并存發(fā)展的時(shí)代。近年來，我國多所重點(diǎn)大學(xué)和部分普通高校相繼設(shè)立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)。根據(jù)該專業(yè)的特點(diǎn)，一般將其設(shè)置在物理學(xué)院（物理系、理學(xué)院）或電子信息學(xué)院（光電信息系、電子工程學(xué)院）。中國石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)是經(jīng)教育部批準(zhǔn)，于2010年在理學(xué)院中新設(shè)置的一個(gè)碩士點(diǎn)專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)光學(xué)技術(shù)在石油領(lǐng)域應(yīng)用的創(chuàng)新型人才，應(yīng)用面廣、實(shí)踐性強(qiáng)。鑒于本專業(yè)大多數(shù)學(xué)生來自非石油院校，對光學(xué)技術(shù)在石油領(lǐng)域的應(yīng)用不了解不熟悉，同時(shí)缺乏相關(guān)的石油的勘探開發(fā)煉制和儲(chǔ)運(yùn)的背景知識，因此，建立石油領(lǐng)域相關(guān)的光與油氣實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)體系尤為重要。專業(yè)實(shí)驗(yàn)課在專業(yè)人才培養(yǎng)中，特別在提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力以及科技創(chuàng)新能力上起著至關(guān)重要的作用[1-3]。本文將研究中國石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)碩士學(xué)位實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路及內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室的具體建設(shè)情況以及今后要做的工作。

1 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

本專業(yè)建設(shè)初期，走訪天津大學(xué)、南開大學(xué)、北京交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)、山東大學(xué)等兄弟院校，考察他們的專業(yè)培養(yǎng)方向、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等。由于各校的學(xué)科優(yōu)勢與師資情況各不相同，各校的服務(wù)對象以及地理位置、招生情況也不盡相同，使得各高校在該專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和專業(yè)方向上各有特色。在借鑒兄弟院校建設(shè)該專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校特色，經(jīng)多次討論研究，制訂中國石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)方案，在此基礎(chǔ)上，初步建立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)體系。

1.1 光學(xué)工程專業(yè)碩士培養(yǎng)方向的確定

中國石油大學(xué)為教育部直屬的石油特色鮮明的全國重點(diǎn)大學(xué)，因此，人才培養(yǎng)目標(biāo)是：1）為光電類高新技術(shù)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)培養(yǎng)優(yōu)秀人才；2）為海洋資源部門包括中海油等石油石化企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

基于以上目標(biāo)，在光學(xué)工程專業(yè)碩士下設(shè)置兩個(gè)選修方向，其一是“光檢測技術(shù)”，課程設(shè)置以光電信息與檢測技術(shù)及應(yīng)用等為主，其就業(yè)面向光電高新技術(shù)企業(yè)、顯示設(shè)備制造企業(yè)，兼顧石油系統(tǒng)的測井行業(yè)；其二是“海洋光學(xué)儀器與應(yīng)用”，課程設(shè)置以海洋光學(xué)與海洋光學(xué)儀器、遙感技術(shù)與應(yīng)用、激光測量技術(shù)、軍用光電系統(tǒng)等為主，其就業(yè)面向海洋資源探測機(jī)構(gòu)，以及海洋石油勘探與開發(fā)企業(yè)和國防部門。

1.2 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù)本專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)特性，并根據(jù)學(xué)校本專業(yè)課程設(shè)置情況，該專業(yè)可分為激光原理與技術(shù)、光信息技術(shù)、光電子技術(shù)、光通信技術(shù)、光電檢測技術(shù)、光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)、T赫茲光譜技術(shù)、海洋光學(xué)技術(shù)等8個(gè)方面的內(nèi)容，見圖1。專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系的設(shè)立與設(shè)計(jì)圍繞這8個(gè)方面進(jìn)行，形成8個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，做到與理論教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，既服務(wù)于理論教學(xué)，又是對理論教學(xué)的補(bǔ)充和提高。

為便于管理和教學(xué)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識處理實(shí)際問題的能力，在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)中，擬將以上8個(gè)模塊的內(nèi)容融合為4門實(shí)驗(yàn)課程：光信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括信息光學(xué)技術(shù)、光通訊技術(shù)）、光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括激光原理與技術(shù)、光電子技術(shù)）、光電檢測與顯示技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括光電檢測技術(shù)、光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)）、海洋光學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)（包括激光光譜技術(shù)、海洋光學(xué)技術(shù)）。其中前2門實(shí)驗(yàn)課程是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修實(shí)驗(yàn)，后2門實(shí)驗(yàn)課程為兩個(gè)專業(yè)選修方向的選修實(shí)驗(yàn)。后2門實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生在選做時(shí)完成每部分必選實(shí)驗(yàn)后，可以交叉選做另一專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)，以充分利用現(xiàn)有資源，培養(yǎng)復(fù)合型人才。

建立專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程還必須兼顧專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)、功能和培養(yǎng)目標(biāo)。本專業(yè)實(shí)驗(yàn)是建立在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，主要從專業(yè)知識與實(shí)驗(yàn)技能兩個(gè)方面訓(xùn)練學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，為畢業(yè)論好準(zhǔn)備工作，從而為繼續(xù)深造和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。圍繞4門實(shí)驗(yàn)課程，建立8個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按照人才培養(yǎng)規(guī)律，設(shè)置3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系：層次一，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；層次二，設(shè)計(jì)型/綜合型實(shí)驗(yàn)；層次三，研究型/創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容安排由淺入深，由基礎(chǔ)到創(chuàng)新，由單一知識點(diǎn)到系統(tǒng)的綜合的實(shí)驗(yàn)研究訓(xùn)練，構(gòu)成一個(gè)完整、科學(xué)、獨(dú)特的光信息科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，見圖2。

2 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

2008年，學(xué)校投資600余萬元用于建設(shè)材料物理與化學(xué)學(xué)科，購買太赫茲光譜檢測設(shè)備、光纖傳感設(shè)備、光譜與光電子檢測設(shè)備，這些設(shè)備在立足科研的同時(shí)又可用于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)基于學(xué)校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、超聲實(shí)驗(yàn)室、演示實(shí)驗(yàn)室，初步建立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)本專業(yè)部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)。下面是擬開設(shè)實(shí)驗(yàn)和需要購買的設(shè)備。

2.1 光信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)

通過本系列的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對信息采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)等方面的光學(xué)方法有深入的理解。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）全息照相，全息光柵制作；2）阿貝成像與空間濾波、θ調(diào)制；3）菲涅耳全息照相、相面全息、彩虹全息；4）全息高密度信息存儲(chǔ)、特征識別；5）傅里葉變換光譜實(shí)驗(yàn)；6）偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)；7）光纖偏振控制實(shí)驗(yàn)；8）基本光纖光學(xué)實(shí)驗(yàn)；9）Mach-Zehnder光纖干涉實(shí)驗(yàn)；10）波分復(fù)用（WDM）原理性實(shí)驗(yàn)；11）摻鉺光纖放大器原理性實(shí)驗(yàn)；12）光纖各種參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)。其中有7項(xiàng)屬于第一層次的實(shí)驗(yàn)，5項(xiàng)屬于第二層次的實(shí)驗(yàn)。

2.2 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)

通過本部分實(shí)驗(yàn)的開設(shè)使學(xué)生加深對光電子學(xué)知識及其應(yīng)用的掌握。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）光源基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)LD/LED特性研究；2）光電探測原理實(shí)驗(yàn)；3）CCD原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；4）光電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；5）光電定向?qū)嶒?yàn)；6）光電倍增管特性參數(shù)測量；7）磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；8）電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；9）聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；10）太陽能電池原理性實(shí)驗(yàn)；11）激光器系列實(shí)驗(yàn)。其中第一層次實(shí)驗(yàn)7個(gè)，第二層次實(shí)驗(yàn)3個(gè)。

2.3 光電檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)

本部分為專業(yè)選修實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)；2）光纖溫度傳感器實(shí)驗(yàn)；3）光纖壓力傳感器實(shí)驗(yàn)；4）光譜分析實(shí)驗(yàn)；5）液晶電光效應(yīng)與顯示原理；5）CCD系列實(shí)驗(yàn)。其中第二層次實(shí)驗(yàn)2項(xiàng)，第三層次實(shí)驗(yàn)4項(xiàng)。

3 下一步建設(shè)的設(shè)想

下一步建設(shè)的目標(biāo)是按照提出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系補(bǔ)充完善所缺實(shí)驗(yàn)設(shè)備，豐富各個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，出版光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教材，希望學(xué)校加大投資力度盡快完善實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件。

1）在實(shí)驗(yàn)室硬件方面的建設(shè)中，繼續(xù)完善、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完善激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善光電檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善激光光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K以及海洋光學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。并籌建光信息技術(shù)軟件模塊，建設(shè)光學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，完成對光學(xué)設(shè)計(jì)與CAD課程的支撐。

2）通過教學(xué)實(shí)踐，建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。按照校級實(shí)驗(yàn)室的要求，建設(shè)光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位實(shí)驗(yàn)室，合理安排不同層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，優(yōu)化驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)對原理的體現(xiàn)，加大設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)思考的力度，強(qiáng)化綜合型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的針對性，做到因材施教。

3）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)室總體介紹、課程體系及大綱、每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施計(jì)劃、試題庫、相關(guān)多媒體課件、典型教案、網(wǎng)上選課系統(tǒng)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)及儀器設(shè)備的管理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，有效地提高工作效率。

4 結(jié)束語

根據(jù)培養(yǎng)方案確定了光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，即開設(shè)4門實(shí)驗(yàn)課程，包含8個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，分為3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。利用學(xué)校已有的科研實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備，初步建設(shè)了光學(xué)工程技術(shù)專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室具有基礎(chǔ)性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)具有綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能夠部分滿足學(xué)生的需求，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，為鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、分析問題和解決問題的能力提供很好的實(shí)踐基地，為學(xué)生繼續(xù)深造和參加工作打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]李葉芳，于清旭，王曉旭，等.光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，22（8）：110-112.

第2篇：光學(xué)工程方向范文

關(guān)鍵詞：測控技術(shù)與儀器；特色專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0172-02

一、建設(shè)背景

進(jìn)入21世紀(jì)，國際競爭日趨激烈，競爭的焦點(diǎn)是人才的競爭，是全民素質(zhì)的競爭。隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，專業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了一些新問題，表現(xiàn)在專業(yè)之間的交叉不斷增加，相近專業(yè)內(nèi)涵界限不清，專業(yè)與學(xué)科聯(lián)系更加密切。同時(shí)由于高等學(xué)校本科招生不斷擴(kuò)大，勢必造成各專業(yè)辦學(xué)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，由于發(fā)展速度過快，教學(xué)質(zhì)量參差不齊。同時(shí)由于“測控技術(shù)與儀器”是由十幾個(gè)專業(yè)合并而來，從名稱上體現(xiàn)不出特色與優(yōu)勢。為此對于辦學(xué)有鮮明特色的學(xué)校，必須探索一個(gè)適合自身特點(diǎn)，形成一個(gè)既有歷史特色，又符合教育、教學(xué)發(fā)展規(guī)律的新專業(yè)。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)長春理工大學(xué)“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的辦學(xué)基礎(chǔ)與特色，依據(jù)本科教學(xué)的規(guī)律，對該專業(yè)建設(shè)進(jìn)行了全面地研究與規(guī)劃，制定出了一套全新的具有鮮明特色的專業(yè)培養(yǎng)方案，用以指導(dǎo)本專業(yè)的教學(xué)工作。

二、建設(shè)方法與步驟

1.建設(shè)指導(dǎo)思想。以當(dāng)前人們普遍關(guān)注的本科生教學(xué)改革為對象，探討適合人才培養(yǎng)與特色教育發(fā)展的教學(xué)方法，形成具有創(chuàng)新意識與能力的人才培養(yǎng)機(jī)制?？偨Y(jié)長春理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器的特點(diǎn)，建設(shè)成為以光電測控技術(shù)為優(yōu)勢的國家級特色專業(yè)，并以此形成辦學(xué)的特色與品牌。

2.建設(shè)主要內(nèi)容和方法。主要從培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)內(nèi)容三個(gè)方面入手，重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等教學(xué)環(huán)節(jié)規(guī)范。在此基礎(chǔ)上完善教師隊(duì)伍、創(chuàng)新基地、實(shí)驗(yàn)示范中心等內(nèi)容建設(shè)。建設(shè)分五步進(jìn)行，調(diào)研階段整理資料階段建設(shè)內(nèi)容研討建設(shè)內(nèi)容實(shí)施總結(jié)與交流。①調(diào)查研究。面向高校：通過到國內(nèi)設(shè)有“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的大學(xué)走訪、實(shí)地考查、與教師座談等方式，對測控專業(yè)的辦學(xué)現(xiàn)狀有了進(jìn)一步了解。國內(nèi)目前設(shè)置該專業(yè)的院校由幾十所發(fā)展到140余所，其中此專業(yè)側(cè)重電信的有45%，側(cè)重機(jī)電的有35%，側(cè)重計(jì)算機(jī)的有10%，側(cè)重光電的有11所。以光電技術(shù)為主的學(xué)校多數(shù)集中在光通信、光電對抗等方面，進(jìn)行光學(xué)精密儀器總體與結(jié)構(gòu)為主并形成優(yōu)勢的學(xué)校只有天津大學(xué)、浙江大學(xué)及長春理工大學(xué)3所。面向企業(yè)：通過兩種方式進(jìn)行了調(diào)研：一是在每年的畢業(yè)生招聘會(huì)期間，與各企業(yè)相關(guān)人員座談，了解他們的需求和對往屆學(xué)生的評價(jià)；二是每年到與本專業(yè)相關(guān)的單位去實(shí)地調(diào)研，特別是近年來國外光學(xué)、光電相關(guān)企業(yè)在我國“長三角”、“珠三角”及周邊地區(qū)建廠，急需大量的光電測控方面人才。我校培養(yǎng)的“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的人才就業(yè)情況很好，特別是光學(xué)儀器方向的人才。我校培養(yǎng)光學(xué)、光電儀器方向的學(xué)生近五年來實(shí)際就業(yè)率達(dá)到85%以上，近幾年來社會(huì)對側(cè)重光電專業(yè)人才的需求有上升趨勢。跟蹤國際：通過訪問發(fā)達(dá)國家著名高校、聘請回國人員講座等辦法，了解國外高等學(xué)校辦學(xué)方式與經(jīng)驗(yàn)。國外控制技術(shù)伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已達(dá)到較高的水平，特別是機(jī)器人、多軸轉(zhuǎn)臺(tái)等的智能控制研究方面，美國、日本、英國等達(dá)到相當(dāng)高的水平。而我校在光電檢測方面具有相當(dāng)優(yōu)勢，但控制方面教學(xué)與科研都是弱項(xiàng)，使得“測”、“控”出現(xiàn)嚴(yán)重脫節(jié)現(xiàn)象。②培養(yǎng)方案調(diào)整根據(jù)掌握的資料，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合與分析。我校是以光學(xué)儀器發(fā)展而來，是以光學(xué)儀器創(chuàng)造品牌，這一點(diǎn)始終不能放棄。近年來許多大學(xué)遵循“寬口徑，厚基礎(chǔ)”原則，按專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生。但我校一直沿用專業(yè)方向培養(yǎng)，這樣更有利于突出特色。我校“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)原來下設(shè)4個(gè)專業(yè)方向：“光學(xué)儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”、“精密儀器”和“光學(xué)工藝與光學(xué)設(shè)計(jì)”。由于近幾年教育部增加了一些有特色的目錄外專業(yè)，我校以“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)中的“光學(xué)工藝與光學(xué)設(shè)計(jì)”方向分離出來，在2003年申辦了“光電信息工程”專業(yè)。這樣測控技術(shù)與儀器專業(yè)只有“光學(xué)儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”和“精密儀器”3個(gè)方向。但在近幾年實(shí)際執(zhí)行中，“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的“精密儀器”在分方向時(shí)很少有學(xué)生選擇，基本分不出班級，所以實(shí)際上本專業(yè)就是兩個(gè)方向。而“光學(xué)儀器”方向與“光電信息工程”的專業(yè)有交叉。所以在實(shí)際運(yùn)行過程中，本方向越辦越窄，而且已失去了原有的優(yōu)勢的地位?，F(xiàn)代測控技術(shù)多學(xué)科的交叉，發(fā)揮我校在精密儀器基礎(chǔ)、憑借光學(xué)相關(guān)課程、實(shí)踐教學(xué)和光學(xué)儀器總體設(shè)計(jì)方面長處，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展。對專業(yè)方向進(jìn)行了重新調(diào)整，即形成“光學(xué)精密儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”和“光電測控技術(shù)及系統(tǒng)”3個(gè)專業(yè)方向，形成以光學(xué)儀器和光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)勢，光電測控技術(shù)領(lǐng)先，檢測技術(shù)和信息處理并進(jìn)的人才培養(yǎng)方案。

三、具體建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)社會(huì)對人才的需求、培養(yǎng)方案的具體內(nèi)容，設(shè)立適應(yīng)人才市場的培養(yǎng)方向，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的課程體系。同時(shí)設(shè)立“王大珩創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”進(jìn)行創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法的探索。具體建設(shè)內(nèi)容如下。

第3篇：光學(xué)工程方向范文

[關(guān)鍵詞] 工程光學(xué)；教學(xué)改革；多元化；實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）02-0089-04

0 引言

《工程光學(xué)》是測控技術(shù)及儀器專業(yè)的專業(yè)平臺(tái)課，根據(jù)燕山大學(xué)本科生培養(yǎng)方案設(shè)置，其總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為6學(xué)時(shí)。在知識結(jié)構(gòu)上，該課程以大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)知識為先導(dǎo)，同時(shí)又以光電檢測技術(shù)、光學(xué)儀器設(shè)計(jì)、激光檢測技術(shù)、紅外檢測技術(shù)和光纖傳感及通信等課程為延拓。將幾何光學(xué)和物理光學(xué)作為主要授課內(nèi)容，講授測量過程中涉及光學(xué)測量的各種方法，講授其基本思想、原理與技術(shù)，并以此為理論基礎(chǔ)，使學(xué)生在光學(xué)參量測量的過程中進(jìn)行測量系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，并對其性能進(jìn)行優(yōu)化及誤差分析，從而滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求和工程實(shí)際中的特定需要。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題分析

在目前的《工程光學(xué)》教學(xué)過程中，存在著以下問題。

1）在教學(xué)內(nèi)容上，原來的教學(xué)大綱強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，導(dǎo)致物理光學(xué)的部分章節(jié)與大學(xué)物理中的相應(yīng)內(nèi)容存在一定重復(fù)[1，2]，在幾何光學(xué)部分，存在大量的理論公式推導(dǎo)，抽象晦澀。

2）教學(xué)方法與手段單一。在以往的教學(xué)過程中，由于理論分析和公式推導(dǎo)內(nèi)容較多，《工程光學(xué)》主要以板書教學(xué)為主。隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式在教學(xué)中的推廣，多媒體教學(xué)方式雖然提高了單位學(xué)時(shí)內(nèi)的授課信息量，但也沒有改變以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)的基本狀況，互動(dòng)環(huán)節(jié)明顯缺失，忽視了授課效果的及時(shí)反饋，未能充分地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教學(xué)效果不理想[3，4]。

3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，只能完成一些基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，而對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)能力較差。光學(xué)器件的設(shè)計(jì)和加工過程都十分繁雜，因此，根據(jù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求購買或加工光學(xué)組件，其可行性不高。隨著實(shí)踐教學(xué)模式的探索與推廣，實(shí)驗(yàn)室的作用應(yīng)得到重視和充分的顯現(xiàn)[5，6]。

在《工程光學(xué)》的教學(xué)改革過程中，探索多元化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)踐性環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合，是十分必要的。

2 多元化教學(xué)模式探索

在《工程光學(xué)》教學(xué)改革過程中，嘗試課堂教學(xué)與信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、實(shí)踐教學(xué)和光學(xué)前沿講座相結(jié)合的多元化相輔相成的改革方案。其框架見圖1。

2.1 引入先進(jìn)教學(xué)理念，改進(jìn)課堂教學(xué)方法

本科生教育在整個(gè)教育體系中是一個(gè)系統(tǒng)性基礎(chǔ)理論教育部分，而后續(xù)的研究生教育階段將主要著眼于知識創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，具有更強(qiáng)的理論性、技術(shù)性、應(yīng)用性和方向性。因此，本科生教育恰是一個(gè)打基礎(chǔ)的階段，應(yīng)注重對學(xué)生科學(xué)思想的培養(yǎng)，對基礎(chǔ)理論知識的全面系統(tǒng)性學(xué)習(xí)必須被視為重中之重。

在課堂教學(xué)過程中，應(yīng)精選教學(xué)內(nèi)容，課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)必須以問題的解決為主線，致力于對學(xué)生分析和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。針對每個(gè)教學(xué)單元的重要知識點(diǎn)，教師選擇有代表性、難度適中、綜合性較強(qiáng)的光學(xué)系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)問題，以點(diǎn)帶面，使學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)學(xué)會(huì)分析問題和解決問題，加深學(xué)生對光學(xué)原理在測量中實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識，鍛煉分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

板書教學(xué)這種傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，能夠?qū)⒔處煹恼Z言和肢體動(dòng)作相結(jié)合，教學(xué)方式生動(dòng)，能夠使學(xué)生集中注意力，并使教學(xué)思路得以逐步地展示，從而使教師的講解過程與學(xué)生的理解過程同步。以板書教學(xué)為主體，注重學(xué)生對基礎(chǔ)性原理知識的掌握，最終達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。多媒體教學(xué)能夠綜合文字、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻，立體教學(xué)更適合人的思維習(xí)慣和記憶規(guī)律。通過聲音、圖像進(jìn)行多維教學(xué)，使課堂上教與學(xué)的交流更為流暢、學(xué)生的思維更為敏捷、學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)的積極性得到提高。由于授課學(xué)時(shí)的限制和系統(tǒng)化授課的要求，在保證知識結(jié)構(gòu)完整性的前提下，將物理現(xiàn)象的呈現(xiàn)、應(yīng)用背景的圖片等通過多媒體的方式進(jìn)行形象地展示，可使學(xué)生獲得的信息豐富且直觀，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其帶著問題對理論性的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.2 課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)相結(jié)合

由于授課學(xué)時(shí)有限，除了課堂教學(xué)所涉及的核心內(nèi)容之外，對于其先導(dǎo)課程大學(xué)物理中已經(jīng)涉及的內(nèi)容和難度較小的輔內(nèi)容，可以通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的授課視頻和學(xué)習(xí)資料來完成。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)可以幫助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，并培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)提問和教師離線解答的師生交流模式，更好地保證授課效果，并排查授課過程中的薄弱環(huán)節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)除了作為課堂教學(xué)的延伸之外，還應(yīng)為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革提供及時(shí)的信息反饋。為了加強(qiáng)對教學(xué)過程的監(jiān)督和管理，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，在過去幾年的教學(xué)工作中，學(xué)校教務(wù)部門也建立了教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系，通過學(xué)生評分和督導(dǎo)組的教學(xué)評價(jià)，對每門課程的運(yùn)行情況進(jìn)行評價(jià)。這種方式在很大程度上對教學(xué)改革起到了促進(jìn)作用，但過去時(shí)的反饋信息只能指導(dǎo)今后的教學(xué)工作，缺乏實(shí)時(shí)性。通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的留言板，方便老師對后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容及方式進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，并以此作為增進(jìn)師生交流的互動(dòng)平臺(tái)。

建設(shè)《工程光學(xué)》課程網(wǎng)絡(luò)習(xí)題庫。為了配合課堂教學(xué)，使之產(chǎn)生更好的收效，課后的練習(xí)和自我測試是十分必要的。根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，編制各類習(xí)題，并以期末考試和考研等各類考題為參照，編制典型習(xí)題，并提供習(xí)題講解，從而方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)和考前準(zhǔn)備。

2.3 引入任務(wù)式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

《工程光學(xué)》的教學(xué)改革嘗試，要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)知識和運(yùn)用知識以及解決問題的能力，乃至團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。目前，《工程光學(xué)》課程設(shè)計(jì)、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、科技創(chuàng)新比賽以及《工程光學(xué)》開放性實(shí)驗(yàn)，是課程教學(xué)改革要涉及到的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從教學(xué)的主導(dǎo)位置變?yōu)橹笇?dǎo)和輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的角色。以明確的任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生以主動(dòng)的和實(shí)踐的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，并建立實(shí)踐環(huán)節(jié)和課程教學(xué)內(nèi)容之間的有機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)課堂所學(xué)的書本理論知識的運(yùn)用，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐綜合能力。

Zemax是目前功能較為強(qiáng)大的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，因此，在課程設(shè)計(jì)中，可以用其完成光學(xué)系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)，并幫忙學(xué)生完成課堂幾何光學(xué)教學(xué)中各種典型光學(xué)系統(tǒng)的像差分析。在課程設(shè)計(jì)的過程中，以分組的形式安排了“照相物鏡鏡頭設(shè)計(jì)與像差分析”、“牛頓望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)與像差矯正”、“帶有非球面矯正器的施密特-卡塞格林系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“多重結(jié)構(gòu)配置的激光束擴(kuò)大器”、“折疊反射鏡面和坐標(biāo)斷點(diǎn)”和“消色差透鏡設(shè)計(jì)”等多個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。例如，在照相物鏡鏡頭的設(shè)計(jì)中，如圖2所示，應(yīng)用Zemax軟件可以對后置光闌三片物鏡原始結(jié)構(gòu)（其中，分別代表該多光組系統(tǒng)中的3個(gè)透鏡元件）進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，輸入?yún)?shù)并進(jìn)行焦距縮放，從而生成初始參數(shù)及結(jié)構(gòu)。如圖3所示。

進(jìn)而在Zemax中進(jìn)行像差分析及參數(shù)優(yōu)化，在初始結(jié)構(gòu)的MTF 曲線中，可看出成像質(zhì)量很差， 因此需要校正像差，如圖4所示。調(diào)整其可變參量（包括6個(gè)曲率半徑，2個(gè)空氣間隔和3個(gè)玻璃的厚度），對物鏡的結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐次優(yōu)化。每次調(diào)整后再次優(yōu)化實(shí)時(shí)關(guān)注MTF圖的曲線變化，最后使各個(gè)參數(shù)都在可接受范圍之內(nèi)，如圖5所示。通過課程設(shè)計(jì)中對具體光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析，學(xué)生們對課堂所學(xué)知識有了更新和更深刻的理解，通過學(xué)以致用，更加體會(huì)到所學(xué)知識的重要性。

在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合課堂所學(xué)理論知識，開展創(chuàng)新性研究，申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選題和方案論證，以項(xiàng)目組的形式，明確每個(gè)學(xué)生的任務(wù)分工，使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與實(shí)際項(xiàng)目的研究或開發(fā)，通過項(xiàng)目的實(shí)施來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中加深和強(qiáng)化對理論知識的理解。對于大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目，導(dǎo)師不需特意強(qiáng)調(diào)成果，應(yīng)注重其研究和實(shí)施的過程。

在創(chuàng)新訓(xùn)練基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新比賽，通過賽事培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。學(xué)生可以親身體驗(yàn)科學(xué)研究的全過程，以個(gè)性化的思路提出設(shè)計(jì)方案，從而大大增強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力。通過精心的賽前準(zhǔn)備，所設(shè)計(jì)的“光電主動(dòng)式紅外報(bào)警器”在燕山大學(xué)校團(tuán)委組織的“世紀(jì)杯”科技創(chuàng)新大賽中獲得了優(yōu)異的成績，這也極大地增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，促使學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用所學(xué)知識，進(jìn)一步加深了對知識的理解。

利用實(shí)驗(yàn)室條件，《工程光學(xué)》課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容、科技創(chuàng)新比賽的前期準(zhǔn)備和方案實(shí)施等實(shí)踐環(huán)節(jié)對實(shí)驗(yàn)的需求都可以得到很大程度上的解決。將開放性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、競賽題目、科研課題與工程光學(xué)某些知識相聯(lián)系，制定項(xiàng)目的實(shí)施方案，規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，列出實(shí)驗(yàn)儀器及元器件清單，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目方案的可行性。在不斷發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的過程中，學(xué)生會(huì)對探索和追求未知的科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生極大的興趣，在學(xué)習(xí)的過程中變被動(dòng)為主動(dòng)，在研究過程中也不斷提高了自身的創(chuàng)新能力，真正實(shí)現(xiàn)了以人為本、自主學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。

2.4 開展現(xiàn)代光學(xué)前沿知識講座

《工程光學(xué)》課程所講授的內(nèi)容是光學(xué)的基礎(chǔ)性應(yīng)用知識，通過開設(shè)光學(xué)講座的方法，向?qū)W生傳遞這些知識在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中應(yīng)用的信息，更能使學(xué)生了解光學(xué)前沿的概況，給課堂教學(xué)內(nèi)容賦予時(shí)代氣息，拓展學(xué)生的知識面。通過這類活動(dòng)，不但能增進(jìn)學(xué)生對學(xué)科和本專業(yè)科研方向和科研梯隊(duì)的了解，更能使學(xué)生充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)《工程光學(xué)》的意義，而且也增強(qiáng)了學(xué)生熱愛專業(yè)、致力于專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性，從而取得良好的收效。

2.5 教學(xué)安排及課時(shí)調(diào)整

《工程光學(xué)》教學(xué)改革已經(jīng)在教學(xué)實(shí)踐中推進(jìn)了一年，取得了初步的成果，并將在今后的教學(xué)過程中不斷探索、總結(jié)和提高。在上一個(gè)教學(xué)周期中，針對多元化教學(xué)模式的采用，已將整個(gè)學(xué)時(shí)安排進(jìn)行了必要的調(diào)整。采用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，針對大學(xué)物理中已經(jīng)涉及的部分知識點(diǎn)，縮減了每堂課復(fù)習(xí)舊知識點(diǎn)和考前總復(fù)習(xí)的時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)試題庫的建設(shè)節(jié)約了習(xí)題課的時(shí)間，以上兩方面節(jié)約學(xué)時(shí)數(shù)約6個(gè)學(xué)時(shí)，從中分配4個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行課堂項(xiàng)目式教學(xué)，其余2個(gè)學(xué)時(shí)開設(shè)光學(xué)前沿講座。更為深入復(fù)雜的設(shè)計(jì)任務(wù)則在為期1.5周的《工程光學(xué)》課程設(shè)計(jì)中完成。另外，學(xué)生通過大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練及科技創(chuàng)新比賽，除了獲得實(shí)踐能力的鍛煉之外，還獲得了大學(xué)四年中必修的“科技創(chuàng)新”學(xué)分。

3 結(jié)束語

在現(xiàn)今的高等教育中，注重人才的全面發(fā)展，多出人才、出好人才，是高等教育的最終目的。在工程光學(xué)教學(xué)和實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)了不少問題，有些教學(xué)改革的想法還不完善，還將在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索行之有效的改革措施。通過教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提高教師的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)水平，完善教學(xué)方法，取得更好的教學(xué)效果。通過多元化教學(xué)模式的嘗試，在優(yōu)化課程理論教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，引入豐富的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生的工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)得到有效的培養(yǎng)，為學(xué)生今后的研究和就業(yè)開辟更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

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[4]李麗，劉曉波.工程光學(xué)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（8）：129-131.

第4篇：光學(xué)工程方向范文

本來今天就是一個(gè)周末,理工科技大廈留學(xué)生創(chuàng)業(yè)園中顯得空蕩許多,沒有平日里奔波忙碌的身影,少了此起彼伏的電話鈴聲。北京秋天特有的大風(fēng)呼呼作響,泛黃的葉子被吹落到地上,多了些許涼意。

電話中,陳明徹表達(dá)了他的歉意:“周末休息的時(shí)間還要工作,實(shí)在不好意思。要不我們找一家咖啡館去聊?”我婉拒了他善意的邀請,執(zhí)意奔往他的辦公室。我覺得只有在那里才能真正感受到一家創(chuàng)業(yè)公司的脈搏,在那里才能找到與主人公相關(guān)的創(chuàng)業(yè)故事。

陳明徹印象

約見陳明徹并不容易。這位大約三分之二時(shí)間都在加拿大溫哥華的“海歸”奔波于兩地,難得有完整的時(shí)間來接受專訪。另外一個(gè)原因就是,這位在幕后耕耘的光學(xué)專家還不習(xí)慣在媒體前拋頭露面。

陳明徹創(chuàng)辦的北京市加華博來科技有限公司位于理工科技大廈。在理工留學(xué)生創(chuàng)業(yè)園中,是一間間被隔開的寫字間,在這里或許將誕生另一個(gè)中星微、百度或是啟明星辰。然而,在他們走向輝煌之前,作為創(chuàng)業(yè)園中的企業(yè),他們將經(jīng)歷從無到有、從小到大的孵化過程。這些被分割成格子狀的公司,正在為著一個(gè)騰飛的理想化繭成蝶。

陳明徹是這群人當(dāng)中的一個(gè)縮影。在我們的談話中,他有意無意間在感謝著許多人,家人、導(dǎo)師、中關(guān)村和創(chuàng)業(yè)園的領(lǐng)導(dǎo)。他說自己很幸運(yùn),在殘酷的市場競爭中存有一席之地?？墒撬麉s很少談及他個(gè)人在這個(gè)領(lǐng)域中的地位和影響。當(dāng)然,這些都是不言而喻的:陳明徹在光電領(lǐng)域是出類拔萃的人才并有著相當(dāng)出色的成就。

20年的時(shí)光會(huì)改變一個(gè)人的很多習(xí)慣,比如語言和表達(dá)的方式。從留學(xué)加拿大到工作和創(chuàng)業(yè),陳明徹已經(jīng)在那里待了20年。我們愉快的交談會(huì)停下來,他會(huì)花一些時(shí)間來組織將要表達(dá)的內(nèi)容,或者用便箋紙記下重點(diǎn),以便稍后回答提問。然而,即便再過20年,有一些東西卻都不曾改變。

他說:“我們的根在這里,無論何時(shí)我們都在等待祖國的召喚,無論在何地我們都會(huì)涉水而回?！?/p>

這位擁有光學(xué)工程和電子工程兩個(gè)碩士學(xué)位的光學(xué)專家、加拿大Brighten Optics公司的創(chuàng)始人,正在中關(guān)村開創(chuàng)一番嶄新的事業(yè)。這次回來,他是要著手準(zhǔn)備兩天后在北京農(nóng)業(yè)展覽館舉行的“2008中國國際煤炭展覽會(huì)”。作為“紅外瓦斯報(bào)警器探頭”的“首秀”,陳明徹對這款產(chǎn)品寄托了太多的期望。他說公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在這上面付出了這么多年的努力,投入已經(jīng)超過200萬美金――不管怎樣,只要能為祖國奉獻(xiàn)一點(diǎn)綿薄之力,便無怨無悔。

辦公室里面很安靜,三樓的窗外是呼嘯而過的秋風(fēng),陽光透過玻璃灑在地上,很暖和。陳明徹笑容恬淡,他說自己不像是“企業(yè)家”,他是一個(gè)“研究技術(shù)的人”。如果可以定義,他希望自己的頭銜是“科學(xué)家”。

后來這句話就一直在我的腦海中反復(fù)播映。原來在這與“光”打交道的領(lǐng)域中,有著陳明徹沉甸甸的“使命與責(zé)任”。

奔赴加拿大

剛滿20歲的他帶著對未來的憧憬和夢想考入華中理工大學(xué)(原華中工學(xué)院)光學(xué)工程系,開始了他在這個(gè)領(lǐng)域的探索“旅程”?！罢窃诖髮W(xué)中,我打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)?！被貞浤菚r(shí),陳明徹滿是感慨。畢業(yè)后的陳明徹進(jìn)入到中國建筑科學(xué)院做了一名助理工程師。后來,一心想在光學(xué)領(lǐng)域有所突破的他考入了北京理工大學(xué)光學(xué)工程系,讀研究生。

1988年畢業(yè)后的陳明徹遇到了他人生的第二個(gè)“拐點(diǎn)”。當(dāng)時(shí)恰逢經(jīng)濟(jì)跌宕,人心浮躁,在經(jīng)歷了漫長的等待和茫然之后,人們開始重新追逐自己的夢想。

1989年,陳明徹開始了他在加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的異國求學(xué)生涯。這次他選擇的是電子工程系的研究生。

這期間還有一段小插曲。本來陳明徹攻讀的是博士學(xué)位,一年后妻子要生小孩,經(jīng)濟(jì)上的壓力使他決心改讀碩士學(xué)位。導(dǎo)師知道這個(gè)消息后找到陳明徹說:“Chen,如果你改變主意,我可以資助你完成學(xué)業(yè)。”深思熟慮后的陳明徹還是堅(jiān)持了自己的決定。

迫使陳明徹改讀碩士的另一個(gè)原因,是當(dāng)時(shí)畢業(yè)后的學(xué)生在加拿大“就業(yè)難”。很多博士因?yàn)檎也坏胶线m的工作只好到餐館等打工來維持生計(jì)。不過,相比于其他人,陳明徹更加“幸運(yùn)”,還沒有畢業(yè)的陳明徹在學(xué)校就打一些“散工”,做一些設(shè)計(jì)和工程任務(wù)。在畢業(yè)半年前,就有公司決定聘用他:在實(shí)驗(yàn)室做工程師。這位勤奮的中國小伙子贏得了在加拿大的第一份工作。

創(chuàng)業(yè)溫哥華

1992年的陳明徹在工作中發(fā)揮著自己的聰明才智,這些正通過一些具體而細(xì)微的問題展現(xiàn)出來。在他看來,在這個(gè)世界上,能解決單一問題的人很多,可是能解決綜合問題的人卻是很少。因?yàn)檫@些綜合的問題涉及方方面面,光學(xué)、電子、工程……交叉到一起就變成了難題。幸好,陳明徹就是擅長解決“難題”的人。正是因?yàn)槿绱?當(dāng)1994年進(jìn)入Pthalo System公司擔(dān)任光學(xué)工程師的陳明徹遇到這些挑戰(zhàn)的時(shí)候,充分顯示了一名專家的“氣定神閑”。

“Pthalo System本來是一個(gè)中等規(guī)模公司,可是當(dāng)我加入的時(shí)候卻只有四五個(gè)人,原因就是有一些問題不能解決,效益不好,很多人就走掉了?！标惷鲝厥滓鉀Q的問題就是攻克“技術(shù)難關(guān)”。

當(dāng)時(shí)公司正在研發(fā)的產(chǎn)品是激光讀寫打印機(jī),其主要應(yīng)用就是在好萊塢的電影后期處理上。通過對電影膠片的激光掃描,通過剪輯、編排后將激光寫回到膠片上去。在技術(shù)上當(dāng)時(shí)這是“最尖端”的產(chǎn)品,世界上除了Pthalo System也僅僅有柯達(dá)一家公司在同步研發(fā)。

經(jīng)過兩年的努力,產(chǎn)品問世。在紐約的一次大型展覽會(huì)上,陳明徹和柯達(dá)研發(fā)的產(chǎn)品同場“競技”,不僅在體積上優(yōu)于對手,而且在“光學(xué)效果”和“機(jī)械精度”兩項(xiàng)指標(biāo)上,Pthalo System也位居第一。

從精通到一流,陳明徹用產(chǎn)品證明了自己的實(shí)力。然而,技術(shù)和商業(yè)有時(shí)候并不能成比例。因?yàn)槔习迳虡I(yè)運(yùn)作上的失誤,即便擁有一流的產(chǎn)品,Pthalo System也無法逃脫倒閉的命運(yùn)。

1997年,陳明徹離開Pthalo System公司。

下一步,又是他生命中的一個(gè)“拐點(diǎn)”:再就業(yè)還是創(chuàng)業(yè)?這是陳明徹遇到的又一個(gè)問題。

“當(dāng)時(shí)光電領(lǐng)域的人才奇缺,我試著拿自己的簡歷去過一些大公司找工作,問有沒有經(jīng)理級別的職位空缺,他們說你來吧,即便沒有這個(gè)職位我們也設(shè)置一個(gè)給您?！标惷鲝貨]有輕易選擇,因?yàn)樗谄渲锌吹搅藙?chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)。

“既然有機(jī)會(huì),干脆自己創(chuàng)業(yè)吧?！焙推拮由塘亢?陳明徹決定自己嘗試一下。于是在1997年12月,他注冊了Brighten Optics公司,自己擔(dān)任總經(jīng)理。

很多創(chuàng)業(yè)者的“第一次”往往是以失敗而告終,然后通過積蓄經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)教訓(xùn)而抵達(dá)成功的彼岸。時(shí)年40歲的陳明徹“第一次創(chuàng)業(yè)”卻是以“磨刀不誤砍柴工”的故事開始。

“創(chuàng)辦Brighten Optics后,我先參加了政府組織的培訓(xùn)班,學(xué)習(xí)諸如商標(biāo)、法律、市場、營銷等方面的課程,半年后才正式運(yùn)作公司?！碑?dāng)時(shí),陳明徹公司的主營項(xiàng)目是光學(xué)產(chǎn)品的開發(fā)和銷售,“這其中包括光學(xué)零件、制版鏡頭、復(fù)印機(jī)鏡頭等光學(xué)產(chǎn)品,在美國、歐洲、日本接到項(xiàng)目,通過設(shè)計(jì)后到內(nèi)地生產(chǎn),最后在溫哥華組裝?！痹陉惷鲝乜磥?自己那時(shí)候是“趕上了好時(shí)候”,在1998年時(shí)公司還處于虧損狀態(tài),而等到了1999年就開始賺錢,項(xiàng)目多得做不過來,那時(shí)候是賣方市場,年收入已經(jīng)達(dá)到幾十萬美元。

“成功的原因就是在于別人做不了的我們做,別人不想做的我們也做?！标惷鲝匾徽Z道破,“當(dāng)時(shí)我們服務(wù)的客戶主要是硅谷的大中型公司,這其中包括柯達(dá)和3M?！?/p>

追夢中關(guān)村

小試牛刀便大獲全勝的陳明徹在2002年增加研發(fā)力度,在光通訊領(lǐng)域拓寬視野,開始自主研發(fā)Led照明、紅外瓦斯報(bào)警探頭、高端激光器、智能液晶遮陽鏡等科研項(xiàng)目。而這也為他回歸中關(guān)村埋下了伏筆。

2002年10月,陳明徹接到中國駐加拿大大使館打來的電話,邀請他回中關(guān)村參觀?！爱?dāng)時(shí)很驚訝,不知道他們是通過什么渠道找到的我。那也是第一次接觸‘中關(guān)村’這個(gè)概念。那時(shí)的情景依舊歷歷在目。年底,我就和其他留學(xué)生一起參觀了中關(guān)村園區(qū),并且在世紀(jì)金源酒店聽到了夏穎奇主任的演講?！?/p>

不知道還有多少如今在中關(guān)村創(chuàng)業(yè)的“海歸”像陳明徹一樣受到了夏主任演講的鼓舞,他說:“夏主任的演講很動(dòng)人,聽完后熱血沸騰,感覺祖國在召喚我們回來了,我們義不容辭。”據(jù)說,當(dāng)時(shí)夏穎奇主任重點(diǎn)講了兩條,一是中國需要留學(xué)生回來搞建設(shè),第二是留學(xué)生來到中關(guān)村會(huì)得到更好的發(fā)展。

在陳明徹看來,自己選擇回歸中關(guān)村的原因很簡單:“我研究生畢業(yè)后就出國,沒有為國家做任何貢獻(xiàn),而自己現(xiàn)在在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)所受到的專業(yè)教育都是來自國內(nèi)的學(xué)習(xí),我對這片土地有太多的責(zé)任感和愧疚感,回到中國,來到中關(guān)村,是我必然的選擇。”正是因?yàn)檫@樣的情感,陳明徹開始在2003年找項(xiàng)目,希望能夠?qū)⒆约涸诩幽么驜righten Optics公司任工程師時(shí)研發(fā)的一些國際一流的產(chǎn)品,帶回到中國。陳明徹覺得自己是時(shí)代的幸運(yùn)者之一,在收獲成功的同時(shí),他也感到了身上沉甸甸的責(zé)任?！耙蕴煜聻榧喝巍钡男貞咽沟藐惷鲝匾趪鴥?nèi)這片熱土上耕耘播種。

中國礦難頻發(fā)和傷亡人數(shù)驚人一度成為人們談?wù)摰慕裹c(diǎn)問題。如何加以規(guī)避和改善?陳明徹把關(guān)注的眼光投入到煤礦的“瓦斯報(bào)警系統(tǒng)”上。

“傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)是探頭靠燃燒催化劑的方法,現(xiàn)在看來這個(gè)技術(shù)已經(jīng)過時(shí)了。當(dāng)然,催化劑遇到瓦斯電阻改變,可以通過變化測出瓦斯來,可是,這不僅僅是對瓦斯。二氧化碳和硫化氫等氣體也會(huì)誤報(bào)。另一點(diǎn),總有氣體反應(yīng)就會(huì)使得報(bào)警器鈍化,真正有危險(xiǎn)氣體的時(shí)候就不反應(yīng)了。加上這種報(bào)警器維護(hù)起來很麻煩,所以一些工人就不使用這種報(bào)警器?！?/p>

在這之后的幾年時(shí)間中,陳明徹和他的團(tuán)隊(duì)將所有精力都投入其中,做了一件意義非凡的事情,就是研制“紅外瓦斯探頭”,“紅外瓦斯報(bào)警器的原理是分子吸收光譜的反應(yīng)。每一種物質(zhì)吸收光譜是唯一且不重合的,對應(yīng)譜線也是唯一的,所以對其他不會(huì)誤報(bào)?！标惷鲝貙@款產(chǎn)品寄予了很大的期望。

可是在研發(fā)階段,這是一件“燒錢”的事情,短期內(nèi)肯定不能賺錢,長期看又不知道燒錢到什么時(shí)候?在旁人看來很傻的舉動(dòng)卻有著“海歸”濃濃的情懷:在市場化浪潮洶涌、科技發(fā)展迅猛的時(shí)代,用知識賺到一些錢不難,可是要做一件不易賺錢卻有意義的事情卻實(shí)屬不易?？墒窃谥袊R分子當(dāng)中就有這么一批人,他們在取得事業(yè)的成功后,將精力和財(cái)富投入到這樣的事業(yè)當(dāng)中。他們不為名、不圖利,有的是一顆熱忱愛國的赤子之心。

激蕩“沖擊波”

研發(fā)“紅外瓦斯探頭”的故事說來話長。故事的起篇始于2003年,在戴素蘭博士領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)天星科技有限公司,陳明徹是五位核心成員之一,當(dāng)初“應(yīng)天星”創(chuàng)立的宗旨就是“用人類自身創(chuàng)造的財(cái)富―高新技術(shù)改善工人的勞動(dòng)環(huán)境,造福廣大的基層勞動(dòng)者”。他們以解決中國煤礦安全生產(chǎn)為己任,集結(jié)了國內(nèi)外11位專家集體攻關(guān),奠定了項(xiàng)目的基礎(chǔ)和方向,那就是“拾遺補(bǔ)缺”,專攻國內(nèi)無人問津卻又是行業(yè)最為關(guān)鍵的技術(shù)―“紅外瓦斯探頭”。從北美到中關(guān)村,一群志趣相投的朋友開始了在這一領(lǐng)域內(nèi)的探索。這是紅外瓦斯探頭研究的第一輪“沖擊波”,不僅進(jìn)行了原始的可行性研究和產(chǎn)品定位,還為這個(gè)項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2005年3月,“應(yīng)天星”榮獲中關(guān)村管委會(huì)10萬元的創(chuàng)業(yè)基金。往事歷歷,猶如昨日。

之后的兩年,陳明徹和妻子黃曉敏創(chuàng)建的加華博來科技有限公司2005年落戶北京理工留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園,同時(shí)在加拿大Brighten Optics公司的實(shí)驗(yàn)室里,來自美國、加拿大的20余位業(yè)內(nèi)一流的高級工程師,夜以繼日地為“紅外瓦斯探頭”項(xiàng)目辛勤耕耘,這其中不僅有紅外接收器專家、紅外氣體吸收光譜專家、光學(xué)傳感器專家、光學(xué)設(shè)計(jì)專家、弱信號處理專家、精密儀器機(jī)械結(jié)構(gòu)專家、實(shí)驗(yàn)物理專家、數(shù)字信號處理器專家,還包括許多海外留學(xué)生。他們說:“既然是為了解決中國煤礦的安全問題,我們責(zé)無旁貸?！贝致运銇?參加這個(gè)項(xiàng)目的人數(shù)超過40人,涉及物理、化學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室從加拿大每年領(lǐng)取的幾十萬美金經(jīng)費(fèi)大部分都投入到這個(gè)項(xiàng)目中,不僅如此,陳明徹還把Brighten Optics公司在激光、LED、光學(xué)系統(tǒng)的收益全部投入進(jìn)來,購買大量貴重元器件、添置實(shí)驗(yàn)室設(shè)備……加上第一輪的“沖擊波”,“紅外瓦斯探頭”這個(gè)項(xiàng)目前后投入的研發(fā)經(jīng)費(fèi)不低于200萬美元。

如今,在Brighten Optics的實(shí)驗(yàn)室,“紅外瓦斯報(bào)警器探頭”已經(jīng)研制成功。陳明徹不居功,他說自己僅僅是做了一點(diǎn)工作,真正的幕后英雄是那些為了這個(gè)項(xiàng)目默默付出的人們,他們雖然來自不同的領(lǐng)域,卻有著同樣的赤誠之心,不計(jì)較利益得失,不吝嗇時(shí)間金錢,為了項(xiàng)目成功,他們?nèi)o私付出。同時(shí),在這三輪“沖擊波”中,中關(guān)村管委會(huì)給予的支持和關(guān)懷,也讓陳明徹念念不忘。

這時(shí)候的陳明徹正致力于集結(jié)力量,組織第三次“沖擊波”,即融資進(jìn)來,組織大批量的生產(chǎn),將加拿大的實(shí)驗(yàn)室移到中國來,培養(yǎng)出本土的技術(shù)團(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。

等待的時(shí)間是漫長的,可是務(wù)實(shí)的陳明徹卻將目光注視遠(yuǎn)方。作為維持公司資金流的另一款產(chǎn)品―“快速智能液晶變色鏡”剛一上市,便轟動(dòng)眼鏡行業(yè)。

“快速智能液晶變色鏡”完全顛覆了我們對以往太陽鏡的印象。此產(chǎn)品的亮點(diǎn)在于將鏡片對待不同強(qiáng)弱光源照射時(shí)的智能調(diào)節(jié)變?yōu)榭赡?這一技術(shù)在世界尚屬首例。

如今,加華博來已經(jīng)申請了20項(xiàng)國內(nèi)專利,其中發(fā)明專利15個(gè),實(shí)用新型專利5個(gè)。陳明徹將20多年光電產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)及市場拓展經(jīng)驗(yàn),尤其在光電高科技產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)方面具有廣闊的視野和高度專業(yè)化的整合能力移植到加華博來,期待譜寫另一段屬于自己“七彩人生”的傳奇故事。

第5篇：光學(xué)工程方向范文

關(guān)鍵詞： 地球模擬器； 鍺透鏡； 紅外光學(xué)系統(tǒng)； 可變光闌

中圖分類號： TB 133文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.006

引言

高軌道準(zhǔn)直式紅外地球模擬器是紅外地球敏感器在地面上的重要標(biāo)定設(shè)備，它的主要作用是模擬衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上所觀察到的地球。紅外地球敏感器是衛(wèi)星姿態(tài)測量及控制的關(guān)鍵部件，其地面標(biāo)定實(shí)驗(yàn)必將會(huì)影響到衛(wèi)星在不同軌道上的工作精度。該模擬器的研究對提高紅外地球敏感器的精度及性能有著重要意義。

1地球模擬器總體模擬方案

高軌道準(zhǔn)直式紅外地球模擬器主要由以下幾個(gè)部分組成：鍺準(zhǔn)直透鏡及其組件、地球光闌及其調(diào)整架、熱地球、溫控系統(tǒng)和光軸基準(zhǔn)鏡六個(gè)部分，其總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

該方案是將有限尺寸的地球光闌放置在鍺準(zhǔn)直透鏡焦平面附近，使得通過地球光闌的光線經(jīng)過鍺準(zhǔn)直透鏡后，以平行光束入射到地球敏感器上，這樣在透鏡前方觀察時(shí)，相當(dāng)于地球處于無窮遠(yuǎn)處；當(dāng)衛(wèi)星處于不同軌道高度時(shí)，看到的地球張角是不同的，為了實(shí)現(xiàn)不同軌道高度的模擬，采用了可更換地球光闌的方法，通過改變地球光闌的直徑大小，實(shí)現(xiàn)了不同軌道高度的模擬；地球模擬器除能模擬不同地球張角外，還需要模擬地球輻射亮度與太空輻射亮度之間的差異，通過地球模擬器的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來控制熱地球和地球光闌的溫度，使二者之間的溫度差異等同于地球與太空間的輻射亮度差，從而模擬了地球敏感器在空間不同軌道高度上接收地球14～16.25 μm紅外輻射的不同工作狀態(tài)[14]。

2地球模擬器光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1鍺透鏡的選擇

準(zhǔn)直式鍺透鏡分為彎月型和平凸型兩種透鏡，在焦距一定，口徑為Φ300 mm的情況下，平凸型透鏡在邊緣球差與子午光束最小彌散斑等方面均不如彎月型透鏡理想，故選擇彎月型透鏡。鍺單晶對于在14～16.25 μm范圍內(nèi)的光有著較好的透過率，但吸收率和反射率也很大，故使用單片彎月型鍺準(zhǔn)直透鏡來進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。

2.2鍺準(zhǔn)直透鏡中心厚度d的計(jì)算

鍺的吸收率同鍺透鏡的中心厚度及光的波長有關(guān)，厚度越大，吸收率增加，波長在15.6 μm時(shí)吸收更大。所以，應(yīng)在滿足光學(xué)加工的前提下，盡量減少透鏡的厚度，來增加透射率，從而減少吸收率所帶來的損失。

3地球模擬器像質(zhì)評價(jià)與誤差分析

對地球模擬器光學(xué)系統(tǒng)的評價(jià)，采用點(diǎn)列圖和視場角結(jié)合來評價(jià)是合理的，對于存在較大像差的光學(xué)系統(tǒng)，可根據(jù)點(diǎn)列圖里彌散斑的疏密情況來評價(jià)其像質(zhì)的好壞，用彌散斑大小來綜合評價(jià)實(shí)際像差的大小是可行的，其點(diǎn)列圖如圖5、圖6和圖7所示[5]。

點(diǎn)列圖表示彌散斑大小和分布情況，由圖可以看出，子午方向彌散范圍較大，而弧矢方向彌散范圍較小，地球模擬器主要是子午光束影響地球邊界的清晰度，而弧矢光束相對影響較小。

準(zhǔn)直式紅外地球模擬器實(shí)際上是一個(gè)熱平行光管，但由于單片鍺準(zhǔn)直透鏡像差校正不完全，使得出射光束不可能完全平行，通過對光路的反向運(yùn)算，來檢驗(yàn)地球光闌的位置L′及直徑D′的正確性。選定地球光闌面為物面，算出不同軌道高度地球光闌邊緣點(diǎn)發(fā)出光線對應(yīng)的出射角，該出射角就是鍺準(zhǔn)直透鏡的半視場角，即地球張角，與標(biāo)準(zhǔn)地球張角相比較如表3所示[68]。

4結(jié)論

本文應(yīng)用紅外技術(shù)與光學(xué)準(zhǔn)直技術(shù)，對鍺準(zhǔn)直透鏡進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)，根據(jù)鍺透鏡自身的光學(xué)參數(shù)，分析計(jì)算了地球光闌和熱地球的位置及大小。經(jīng)設(shè)計(jì)了一種高軌道準(zhǔn)直式紅外地球模擬器，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星在三種不同軌道高度上的模擬。利用Zemax軟件對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測試，從計(jì)算結(jié)果可知，三種不同軌道的地球張角誤差均小于±0.05°，能夠準(zhǔn)確地在地面上模擬衛(wèi)星在太空中所觀察到的地球，滿足了地球模擬器的整體性能要求。

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第6篇：光學(xué)工程方向范文

Abstract： Information optics is a frontier discipline in optics. It is a new optical discipline developed based on the combination of optics， computer science and information science. It is also an important component of modern information science. According to the characteristics of information optics course and the present situation of teaching， combined with the basic requirement of optical information science and technology specialty for information optics teaching， based on the fact that "information optics" theory is difficult and the mathematical formula is cumbersome， and it is throughout the specialty of applied physics， this article systematically introduces the information optics in the teaching of applied physics from several aspects， such as the establishment of teaching content， the construction of the laboratory experiment platform， strengthening the computer-aided experiment， taking advantage of the Internet and outside resources and strengthening practice teaching.

關(guān)鍵詞： 信息光學(xué)；應(yīng)用物理；探索；思考

Key words： information optics；applied physics；exploration；reflections

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）01-0216-03

0 引言

隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息是21世紀(jì)的主要支柱之一，它將取代物質(zhì)和能源成為創(chuàng)造財(cái)富的主要源泉。信息科學(xué)與技術(shù)和信息緊密連接、密不可分。近幾年來，光電信息發(fā)展迅猛，已經(jīng)對科學(xué)研究、社會(huì)發(fā)展及各個(gè)方面產(chǎn)生了巨大的影響。光信息是信息時(shí)代不斷發(fā)展的必然產(chǎn)物，它已經(jīng)應(yīng)用到了光信息存儲(chǔ)、全息信息存儲(chǔ)、光纖通信等多個(gè)領(lǐng)域中，它推動(dòng)著國民經(jīng)濟(jì)、科技和軍事的發(fā)展。信息光學(xué)作為光信息的重要分支，是光學(xué)中的前沿學(xué)科，是基于應(yīng)用光學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而發(fā)展起來的一門新興光學(xué)學(xué)科，也是現(xiàn)代信息科學(xué)的一個(gè)重要組成部分。信息光學(xué)促進(jìn)了圖像科學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、光纖通信和光電子學(xué)的發(fā)展。信息光學(xué)包含了光信息傳遞的全過程，其中包括對光信息的收集，調(diào)制、傳遞、存儲(chǔ)及再現(xiàn)的整個(gè)過程。

應(yīng)用物理專業(yè)作為理工科的重要分支，對光電方向的掌握是該專業(yè)學(xué)生的基本技能。為了適應(yīng)市場對光電方向人才的需求，成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院在應(yīng)用物理專業(yè)設(shè)置了光電信息類課程，目標(biāo)就是要讓學(xué)生掌握光電技術(shù)的基本技能。近幾年來，應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生在大四畢業(yè)選擇就業(yè)和考研的比例明顯增加，以成都理工大學(xué)2015屆應(yīng)用物理專業(yè)為例（1個(gè)自然班30人），9位考取研究生的學(xué)生中有4位是考取了光學(xué)或光學(xué)工程專業(yè)，16位就業(yè)和創(chuàng)業(yè)的同學(xué)中有6位同學(xué)的工作與光電信息有關(guān)，再次選擇考研的同學(xué)中又有3位同學(xué)報(bào)考了光學(xué)和光學(xué)工程專業(yè)。也有越來越多的高校近幾年開設(shè)了光電信息這個(gè)專業(yè)。同時(shí)為了今后申報(bào)“光信息科學(xué)與技術(shù)”新專業(yè)，我們著手在應(yīng)用物理專業(yè)為本科生講授《信息光學(xué)》課程，理論授課學(xué)時(shí)數(shù)定為60學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)定為4個(gè)學(xué)時(shí)。

應(yīng)用物理專業(yè)目前本科的教學(xué)嚴(yán)重的脫離社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，脫離生產(chǎn)實(shí)際，與社會(huì)對大學(xué)生的需求極不適應(yīng)。學(xué)生所學(xué)知識理論性強(qiáng)，嚴(yán)重影響本科畢業(yè)生與社會(huì)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，因此，開拓目前發(fā)展較好的光電信息方向，對應(yīng)用物理專業(yè)的本科畢業(yè)生是受益匪淺的。如果能夠跟光電類企業(yè)合作，讓學(xué)生在假期（主要是寒暑假）去企業(yè)實(shí)習(xí)，讓所學(xué)知識跟社會(huì)生產(chǎn)有相互聯(lián)系，這樣不僅符合當(dāng)今社會(huì)對大學(xué)生的需求，增加就業(yè)，更能夠讓學(xué)生意識到所學(xué)理論知識的重要性，讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來有目標(biāo)，不盲目。今后我們力爭跟一些光電企業(yè)合作，使我們培養(yǎng)的學(xué)生對光電信息與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和市場需求有及時(shí)的了解，使學(xué)生得到社會(huì)實(shí)踐的鍛煉。但是應(yīng)用物理專業(yè)和光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生有不同的光學(xué)背景知識，因此，在講授這門課程時(shí)，不能和光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生一樣授課。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，在應(yīng)用物理學(xué)科中教授《信息光學(xué)》從以下五個(gè)方面探索和思考。

1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

在上《信息光學(xué)》這門課之前，應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)開設(shè)了與光學(xué)相關(guān)的科目，主要是光學(xué)，光學(xué)內(nèi)容包含了：光的干涉、衍射、偏振、幾何光學(xué)的基本原理、光學(xué)儀器的基本原理、光的吸收、散射和色散、光的量子性以及簡單介紹現(xiàn)代光學(xué)。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了初步的光學(xué)知識，但是對標(biāo)量衍射、傳遞函數(shù)、部分相干、全息和信息處理了解甚少，更對莫爾條紋、傅里葉變換、阿達(dá)瑪變換、光學(xué)小波變換、光計(jì)算和三維面形測量沒有聽過。因此，在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)定時(shí)，保證既要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論及相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，強(qiáng)調(diào)理論與應(yīng)用的結(jié)合，同時(shí)兼顧理論和技術(shù)的當(dāng)前發(fā)展，使應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生對光電信息產(chǎn)生濃厚的興趣。在講授信息光學(xué)開始階段，簡單講授有關(guān)二維線性系統(tǒng)的一些基本知識，如矩形函數(shù)、sinc函數(shù)、三角形函數(shù)、符號函數(shù)、階躍函數(shù)、圓柱函數(shù)及δ函數(shù)等。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生陌生的運(yùn)算，如傅里葉變換、卷積和相關(guān)運(yùn)算。我們詳細(xì)講授標(biāo)量衍射理論、光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、部分相干理論，使學(xué)生有一個(gè)夯實(shí)的信息光學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)結(jié)合其他科研工作者和自身的科研工作，講授光學(xué)全息，計(jì)算全息及空間濾波，使學(xué)生了解信息光學(xué)在現(xiàn)代科技中的作用，讓他們對光電信息有個(gè)初步的認(rèn)識。并且通過對信息光學(xué)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對科研的基本思路有個(gè)初步的認(rèn)識，基本思路是：通過物理概念、到建立數(shù)學(xué)模型、編寫計(jì)算機(jī)程序到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2 校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

信息光學(xué)課程概念抽象，邏輯推理能力要求強(qiáng)，在教學(xué)中僅僅以講授為主，減少實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的話，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生對信息光學(xué)的理解達(dá)不到要求，以及對光電信息也不可能產(chǎn)生興趣，同時(shí)教學(xué)效果也得不到很好的結(jié)果。因此在教學(xué)中應(yīng)加大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，但是，在應(yīng)用物理這個(gè)專業(yè)中，很多與光信息相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備又不具備，大量的實(shí)驗(yàn)器材也沒有到位，所以選擇經(jīng)典的光信息實(shí)驗(yàn)內(nèi)容尤為重要。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，我們開設(shè)了與信息光學(xué)相關(guān)的四個(gè)實(shí)驗(yàn)，全息光柵制作及特性、阿貝成像原理與空間濾波、面形的三維干涉測量和光電探測原理實(shí)驗(yàn)。這四個(gè)實(shí)驗(yàn)分別涉及信息光學(xué)的光學(xué)全息，空間濾波，干涉實(shí)時(shí)測量技術(shù)和光照度、測量的基本知識、光電池的結(jié)構(gòu)、工作原理和光照度特性及其應(yīng)用等。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對理論知識做一個(gè)透徹的理解，同時(shí)讓學(xué)生對光電信息產(chǎn)生濃厚的興趣。光電類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝮w現(xiàn)學(xué)生所學(xué)知識的直接使用，使應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生認(rèn)識到光電類的理論知識在現(xiàn)實(shí)生活中的直接使用，相比純物理學(xué)來講，更有實(shí)際的使用價(jià)值。比如讓學(xué)生做4f光學(xué)系統(tǒng)FT及IFT系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直接根據(jù)4f光學(xué)FT系統(tǒng)觀察常見圖樣的逆傅里葉變換圖，以及FT頻譜，比較復(fù)雜的公式通過一個(gè)光路和圖像顯現(xiàn)的淋漓盡致。

3 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)

由于實(shí)驗(yàn)器材的缺陷和基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，基于以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)對信息光學(xué)的掌握和理解，同時(shí)由于光學(xué)實(shí)驗(yàn)的苛刻要求，很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。因此，采用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)是信息光學(xué)不可或缺的一種手段。使用計(jì)算機(jī)仿真光學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以直觀的觀察到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)對理論的推導(dǎo)也有更深的認(rèn)識，還能解決信息光學(xué)中抽象問題。通過數(shù)值模擬計(jì)算，有利于將信息光學(xué)中抽象的、難以描述的物理現(xiàn)象可視化顯示出來，有助于抽象為形象思維，從而更好地讓學(xué)生掌握理論方法，了解實(shí)用價(jià)值。比如說學(xué)到相干光學(xué)傳遞函數(shù)和非相干光學(xué)傳遞函數(shù)時(shí)，就可以結(jié)合工程光學(xué)的像質(zhì)評價(jià)的相干內(nèi)容，通過Zemax來計(jì)算模擬的MTF曲線解釋，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加直觀。使用Matlab工具，可以使學(xué)生對繁瑣的數(shù)學(xué)公式，變成具有物理意義的直觀圖像，從而將學(xué)生對理論的掌握從枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)深入到豐富的物理本質(zhì)，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

例如利用Matlab矩陣實(shí)驗(yàn)可以將空間二維光場從輸入面到光場空間分布，經(jīng)過二維傅里葉變換之后在頻譜面和濾波之后的場強(qiáng)空間的頻譜分布，最后得到輸出面的空間場強(qiáng)分布的變化過程用圖像和動(dòng)畫輸出的形式描述清楚，更換輸入光場或?yàn)V波器，可以獲得相應(yīng)的輸出的圖像?？傊褂糜?jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)，可以使教學(xué)內(nèi)容更加逼真，更加接近實(shí)際，同時(shí)讓學(xué)生深刻理解繁瑣的數(shù)學(xué)公式，把繁瑣的數(shù)學(xué)公式變成有意義的物理概念。

4 借助互聯(lián)網(wǎng)和校外資源

由于校內(nèi)資源和實(shí)驗(yàn)器材的缺乏，使得學(xué)生掌握更多的信息光學(xué)的知識受到了限制，但是，各個(gè)光學(xué)科目強(qiáng)的高校都已經(jīng)建設(shè)了信息光學(xué)課程網(wǎng)站，比如浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、四川大學(xué)等，同時(shí)教育部光電專業(yè)教指委全國光學(xué)光電類專業(yè)教育教學(xué)支委也在積極籌建光學(xué)教學(xué)網(wǎng)站，讓全國優(yōu)秀的光學(xué)教學(xué)傳遞到每一所大學(xué)。通過信息光學(xué)網(wǎng)站，使學(xué)生能夠充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源來彌補(bǔ)在課堂上疑惑的知識，從而達(dá)到了學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)，確立了學(xué)生在教學(xué)過程中的中心地位，這種教育模式將成為革新傳統(tǒng)教育模式的重要途徑。在實(shí)際教學(xué)中，講授到計(jì)算全息這一章節(jié)的時(shí)間，和學(xué)生一同學(xué)習(xí)了由四川大學(xué)電子信息學(xué)院曹益平教授負(fù)責(zé)的光信息處理這門精品課程，教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)錄像的第三章計(jì)算全息，主講教師是蘇顯渝教授，網(wǎng)址是http：///G2S/Template/View.aspx？courseId=1299&topMenuId=125878

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125901，通過學(xué)習(xí)視頻內(nèi)容，一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)到了計(jì)算全息的抽樣定理與信息容量、時(shí)域信號和空域信號的調(diào)制與解調(diào)，更重要的是讓學(xué)生見識國內(nèi)頂尖大學(xué)的教學(xué)模式以及教學(xué)大師的教學(xué)風(fēng)采。通過這次視頻課教學(xué)，學(xué)生反向強(qiáng)烈，受益匪淺。

5 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

信息光學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，光靠課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)或者計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)往往都不能體現(xiàn)該門學(xué)科的重要性。因此，實(shí)踐教學(xué)是非常重要的。它可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力，這些能力很難從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中提升。因此，我們在大四開學(xué)之后進(jìn)行兩周的實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)基地是四川綿陽長虹培訓(xùn)中心，實(shí)習(xí)內(nèi)容主要是在實(shí)驗(yàn)室對電視機(jī)內(nèi)部電路進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)以及對電視機(jī)實(shí)物各個(gè)部分識別和元器件參數(shù)的測量。通過實(shí)習(xí)，讓學(xué)生意識到信息光學(xué)中的光在信息處理中起到承載傳到信號，把信號加載在原光信號中，使信號發(fā)生改變，然后接受光波的時(shí)候把信號還原出來，起到了調(diào)制調(diào)解的作用。同樣在實(shí)習(xí)的過程中會(huì)接觸到與信息光學(xué)相關(guān)的知識點(diǎn)，比如說，波前編碼、傅里葉變換、空間濾波、計(jì)算全息等。

6 結(jié)束語

我們從教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)、借助互聯(lián)網(wǎng)和校外資源以及加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)五個(gè)方面總結(jié)了應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生在信息光學(xué)教學(xué)中的探索與思考。但是要進(jìn)行應(yīng)用物理在光電類的教學(xué)改革，增加學(xué)生在光電類專業(yè)考研和就業(yè)，光靠一門課程或者實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求的。應(yīng)從光電專業(yè)人才培養(yǎng)需求和學(xué)生自身素質(zhì)的實(shí)際情況出發(fā)，不僅在課堂和教學(xué)實(shí)踐中加強(qiáng)光電信息的改善，更需要光電信息的教師不斷提高個(gè)人業(yè)務(wù)水平、科研能力，更需要教學(xué)單位配備有助于光電信息教學(xué)和實(shí)踐的場地和器材。在各個(gè)方面的配合下，應(yīng)用物理專業(yè)的教學(xué)才能將學(xué)轉(zhuǎn)化為用，才能滿足社會(huì)的需求。因此，通過一步一步的努力，進(jìn)一步深入研究光電技術(shù)專業(yè)方面的人才培養(yǎng)特點(diǎn)，拓展教學(xué)課程內(nèi)容和手段，為我校申辦光電信息專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：光學(xué)工程方向范文

關(guān)鍵詞:樹脂鏡片;AR增透膜;石英監(jiān)控;真空蒸發(fā)鍍膜;后續(xù)鍍膜

中圖分類號:O484文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)01-0024-01

一、實(shí)驗(yàn)過程

1.因設(shè)備故障或石英監(jiān)控異常導(dǎo)致鍍膜不能再繼續(xù)下去,要馬上停止鍍膜,則對已鍍了部分膜的產(chǎn)品如何處置呢?首先放氣打開真空腔門抽取整套鏡片中-2.00鏡片一片,或接近此度數(shù)的鏡片,通過眼鏡片專用的分光儀檢測其光學(xué)厚度,然后用簡易模擬軟件(如macleod或filmstar等)對缺省進(jìn)行曲線模擬,算出少鍍的膜厚值,再用一片鏡片(接近-2.00)試做,做完后(如果鍍出來的鏡片顏色和光學(xué)性能有些偏差,則還需要再做各層膜厚參數(shù)微調(diào)),再對其它產(chǎn)品全部投入生產(chǎn)。這里要注意的是:對已鍍膜的鏡片,不能放入保溫爐內(nèi)保溫,再鍍膜時(shí)要重新檢查鏡片表面是否有粉塵等工作,如有粉塵要用高壓靜電除塵風(fēng)除去方能生產(chǎn),這樣補(bǔ)救的鏡片才能保證質(zhì)量。如見圖1所示:

2.先記下設(shè)備上顯示的鍍膜厚度,然后可以通過鍍膜時(shí)間和鍍膜速率來推算實(shí)際的鍍膜厚度。在異常的情況下,特別是速率和功率不正常的情況下,這種推算會(huì)有較大的偏差,這里介紹一種較為實(shí)際的現(xiàn)場處理方法,即通過監(jiān)控的圖形中的面積和正常情況下算得的面積進(jìn)行比較,然后算上修正系數(shù)加以矯正,也可以較準(zhǔn)確的推算出多鍍和少鍍的膜厚值,具體請參考圖2:

如圖2中的圓圈的這層鍍膜監(jiān)控,從鍍膜曲線看,功率較異常,功率從52線性上升到72,速率穩(wěn)定以曲線面積算,應(yīng)該這層多鍍了15%左右,最終的結(jié)果是鏡片顏色因多鍍而全部報(bào)廢。

3.在生產(chǎn)AR鍍膜,因?yàn)槟由?我們可以通過設(shè)計(jì)軟件模擬出同層layer中多鍍5%～10%和少鍍5%～10%特征光譜曲線圖,作為現(xiàn)場控制光譜曲線的參考,對于每一層曲線的微小變化,我們可以判斷出是在哪一層出現(xiàn)了問題,這樣有針對性的對鍍膜參數(shù)進(jìn)行必要的修改,以期達(dá)到鍍膜的曲線和標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)譜線的統(tǒng)一,光學(xué)性能控制在范圍內(nèi)。下面舉例的是第一層Z1(折射率高的)的特征光譜圖以及光學(xué)特性,其前提是其它幾層是按設(shè)計(jì)要求鍍的。圖3的GRIO02紅線是鍍膜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)線:

二、結(jié)論

在實(shí)際的生產(chǎn)中,上面幾種方法我們可能要同時(shí)用到,以確定判斷的準(zhǔn)確性。當(dāng)然同時(shí)也要考慮鍍膜的環(huán)境和狀態(tài),以及石英監(jiān)控時(shí)的偏差,產(chǎn)品檢測上的偏差,在測試時(shí)要考慮產(chǎn)品的溫度(要讓鏡片趨于室溫,這樣測得值校準(zhǔn)),反應(yīng)氣體變化而造成材料折射率的偏差等,各種因數(shù)的綜合考慮和實(shí)際中的融會(huì)貫通,反復(fù)使用和總結(jié),就會(huì)運(yùn)用得更為嫻熟,最終以產(chǎn)品的顏色和光學(xué)性能符合要求為準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：光學(xué)工程方向范文

根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)較好，思維比較活躍，如果采用傳統(tǒng)式的灌輸式的教學(xué)方法，即只注重教師負(fù)責(zé)在課堂上講授，學(xué)生負(fù)責(zé)聽課就可以了，這樣的方式授課的話，學(xué)生就是被動(dòng)式的學(xué)習(xí)，學(xué)生也普遍反映這樣滿堂灌的方式比較枯燥，調(diào)動(dòng)不了學(xué)習(xí)的積極性。而現(xiàn)在要強(qiáng)調(diào)學(xué)生站主導(dǎo)地位，教師是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)。就要采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生參與整個(gè)教學(xué)過程，跟著教師的思維進(jìn)行思考，活躍課堂的氣氛。例如：講授質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)開課時(shí)就在黑板上寫上問題：1）你如何評價(jià)地心說，日心說，宇宙真有心嗎？2）參考系、坐標(biāo)系有何聯(lián)系和區(qū)別？3）絕對、相對牽連速度之間有什么聯(lián)系？4）多大物體可視為質(zhì)點(diǎn)？5）在笛卡爾直角坐標(biāo)系中，如何確定圓周運(yùn)動(dòng)的速度、加速度？講授基本概念和公式后，根據(jù)學(xué)生人數(shù)分為幾小組進(jìn)行討論這些問題后回答，最后點(diǎn)評總結(jié)學(xué)生的回答情況。并且按每組回答問題的情況進(jìn)行計(jì)分作為考核他們的平時(shí)成績。每次課都要根據(jù)課程內(nèi)容啟發(fā)他們思考物理原理，物理現(xiàn)象的原因，主動(dòng)提出自己的見解，啟迪學(xué)生的思維，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)采用啟發(fā)式的教學(xué)活躍課堂的氣氛，激起了學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的興趣。

2教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于醫(yī)學(xué)應(yīng)用

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)具有醫(yī)學(xué)背景的特點(diǎn)，主要培養(yǎng)生物材料，醫(yī)學(xué)儀器等方面的人才。大學(xué)物理要為本專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃服務(wù)，結(jié)合本專業(yè)的醫(yī)學(xué)背景特點(diǎn)，因此，大學(xué)物理教學(xué)對純理論和公式計(jì)算方面的內(nèi)容要求相對較低，只要求將概念和公式的物理意義講清楚，使學(xué)生能理解概念、公式等是怎樣來的，著重培養(yǎng)他們的思維能力和側(cè)重于多講點(diǎn)醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。這樣，才能將大學(xué)物理和他們的專業(yè)很好地結(jié)合起來，滿足生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃的要求。例如，帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)，講清楚帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力公式后，著重講解帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)的例子。如質(zhì)譜儀是用物理方法分析同位素的儀器。在醫(yī)學(xué)上，質(zhì)譜儀作多離子檢測，可用于定性分析，例如，在藥理生物學(xué)研究中能以藥物及其代謝產(chǎn)物在氣相色譜圖上的保留時(shí)間和相應(yīng)質(zhì)量碎片圖為基礎(chǔ)，確定藥物和代謝產(chǎn)物的存在；也可用于定量分析，用被檢化合物的穩(wěn)定性同位素異構(gòu)物作為內(nèi)標(biāo)，以取得更準(zhǔn)確的結(jié)果。又如，講解光學(xué)相干原理時(shí)，可以加入光學(xué)相干在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，光學(xué)相干層析技術(shù)（OCT）是近十年來繼超聲成像,X射線,CT,MRI之后迅速發(fā)展起來的一種成像技術(shù)。它利用寬帶光源的低相干特性,根據(jù)干涉測量原理,采用高精度,高速掃描驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),通過檢測生物組織不同深度層面的背向反射或散射信號,獲得生物組織二維或三維結(jié)構(gòu)。由于OCT系統(tǒng)主體功能是獲取深度方向的層析信息,在實(shí)際應(yīng)用中,一個(gè)點(diǎn)的層析信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求,從而產(chǎn)生了各式各樣橫向掃描方式,形成二維層析圖像,甚至三維層析圖像,使其廣泛應(yīng)用于眾多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。通過講解一個(gè)簡單的物理原理卻可以在醫(yī)學(xué)上有深入的應(yīng)用，可以制造醫(yī)學(xué)檢測儀器等。調(diào)動(dòng)了生工專業(yè)學(xué)習(xí)物理的興趣，充分展現(xiàn)物理課的基礎(chǔ)性作用，以后工作和學(xué)習(xí)中會(huì)用到物理原理來解決實(shí)際問題和現(xiàn)象，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，取得了良好的教學(xué)效果。

3多增加物理實(shí)驗(yàn)課，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

第9篇：光學(xué)工程方向范文

【關(guān)鍵詞】《光學(xué)設(shè)計(jì)》 教學(xué)改革 探索與實(shí)踐

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）01－0015－02

《光學(xué)設(shè)計(jì)》是許多工科院校的“光信息科學(xué)與技術(shù)”、“光學(xué)工程”等專業(yè)的主修課程，北京信息科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)等必修課基礎(chǔ)上也開設(shè)了這門重要的專業(yè)選修課?！豆鈱W(xué)設(shè)計(jì)》是一門將幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以系統(tǒng)的了解光學(xué)設(shè)計(jì)方面的知識，了解一些最常用的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以及了解光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。該課程的特點(diǎn)是應(yīng)用性較強(qiáng)，涉及的內(nèi)容較多，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，通過該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熟練設(shè)計(jì)各種光學(xué)系統(tǒng)的能力，提高學(xué)生的分析能力和實(shí)踐能力，這對授課教師提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。該課程一般通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)完成教學(xué)內(nèi)容，本文將幾年來的課堂教學(xué)工作所積累下來的心得與體會(huì)加以總結(jié)，主要涉及到教學(xué)內(nèi)容的組織，教學(xué)方法的改進(jìn)與考核方式的變革等。

一、精心組織授課內(nèi)容，理清主線，突出重點(diǎn)。

光學(xué)設(shè)計(jì)課程囊括的知識點(diǎn)比較多，面向不同的教學(xué)對象，因?yàn)槠浔旧碇R積累就不同，而不同的教材組織方式，調(diào)強(qiáng)的知識重點(diǎn)也不盡相同，因此需要教師因人而異、不斷調(diào)整授課內(nèi)容的組織方式。北京信息科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將該課程核定為32學(xué)時(shí)，在這么短的課時(shí)內(nèi)，如何選擇講授的知識點(diǎn)來保證教學(xué)活動(dòng)的完成，根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，我們精心組織了教學(xué)內(nèi)容，主要為了理清思路，并突出重點(diǎn)。光學(xué)設(shè)計(jì)涉及到的內(nèi)容可分為：高斯光學(xué)、像差理論、典型光學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化方法、光學(xué)系統(tǒng)公差分析及光學(xué)元件制圖等。高斯光學(xué)是光學(xué)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算就是基于高斯光學(xué)理論的；像差理論是光學(xué)設(shè)計(jì)的重中之重，只有深刻了解了像差理論，才能夠自主、靈活的設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)；典型光學(xué)系統(tǒng)包括放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等系統(tǒng)，是了解實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的鑰匙，也是光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算的理論基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化方法、光學(xué)系統(tǒng)公差分析及光學(xué)元件制圖等是實(shí)踐性很強(qiáng)的內(nèi)容，也是把上述理論知識與實(shí)際設(shè)計(jì)過程聯(lián)系的紐帶。只有理清了這些內(nèi)容的知識體系，才能有的放矢，條理清楚的講授。我們經(jīng)過探索，發(fā)現(xiàn)在授課時(shí)選擇一個(gè)實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)（如開普勒望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)），從它的基本結(jié)構(gòu)講起，引出物鏡和目鏡的各自特點(diǎn)，用高斯光學(xué)知識分析其放大率、視場角等參數(shù)，再引申到實(shí)際系統(tǒng)像差對像質(zhì)的影響，最后講授怎樣設(shè)計(jì)這樣一個(gè)系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。這樣就能把所有要講授的內(nèi)容串聯(lián)起來，學(xué)生就能更好地理清思路，知道哪部分內(nèi)容的作用以及怎樣學(xué)習(xí)效率更高。另外，講解時(shí)不能一概而論，必須突出重點(diǎn)，每個(gè)知識模塊的學(xué)時(shí)要分配得當(dāng)。比如像差理論是本課程的重點(diǎn)，需要占用較多的學(xué)時(shí)講解；而且像差理論這一部分應(yīng)該把重點(diǎn)放在各種系統(tǒng)參數(shù)（比如，光闌大小、位置，材料折射率、相對色散等）對初級像差的影響上，因?yàn)檫@是一個(gè)優(yōu)秀光學(xué)設(shè)計(jì)工程師必須練好的最重要的基本功。最后，處理好知識點(diǎn)與實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)之間的關(guān)系。比如要提醒學(xué)生每一部分知識點(diǎn)都要結(jié)合與實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括加工、檢測）的關(guān)系來學(xué)習(xí)，做到有的放矢、思路清晰。

二、教學(xué)方法的改進(jìn)

1．課堂教學(xué)與課外科技創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合

學(xué)習(xí)基本原理知識的目的是為了更好地應(yīng)用到實(shí)際生活中。我們積極鼓勵(lì)學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新活動(dòng)，堅(jiān)持課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與綜合分析能力。比如，在學(xué)習(xí)了照相系統(tǒng)基本知識以后，我們鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)研如今市場上的各種照相機(jī)（包括數(shù)碼相機(jī)、傳統(tǒng)相機(jī)、攝像機(jī)等），讓學(xué)生考察照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)以及重要技術(shù)參數(shù)，并讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計(jì)一臺(tái)照相機(jī)系統(tǒng)。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到大大提高，他們在設(shè)計(jì)過程中遇到很多問題，再重新回過頭在課堂找答案，被動(dòng)接收變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率大大提高。

2．現(xiàn)代多媒體教學(xué)技術(shù)的使用

多媒體教學(xué)是以計(jì)算機(jī)為核心的教學(xué)手段，能交互的綜合處理文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、音頻及視頻等多種媒體信息，更豐富、更復(fù)雜的信息多媒體教學(xué)對全面提高教學(xué)質(zhì)量，增進(jìn)教學(xué)效果起著不可替代的推進(jìn)作用?；诙嗝襟w的光學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)優(yōu)勢包括：第一，圖文并茂，簡潔直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。比如在講授望遠(yuǎn)系統(tǒng)時(shí)，我們把目前世界上的各種望遠(yuǎn)系統(tǒng)圖片投影到黑板上，并列舉各系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生頓時(shí)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。第二，把教師從繁重的板書中解放出來，更有利于教師語言、人格魅力的發(fā)揮，學(xué)生可以在相同的時(shí)間內(nèi)獲取更多的知識，提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。比如，在講授各種目鏡結(jié)構(gòu)時(shí)，由于目鏡的種類很多，有惠更斯目鏡、冉斯登目鏡、凱涅爾目鏡、對稱式目鏡以及廣角目鏡等，一一板書這些目鏡結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)非?；〞r(shí)間，而且作用不大。使用多媒體就可以很快的展示各種目鏡結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)，從而把更多時(shí)間放到講授目鏡選型以及設(shè)計(jì)中去。第三，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，二者相互有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的良性互動(dòng)。比如，在學(xué)習(xí)球差與系統(tǒng)相對孔徑以及光闌的關(guān)系這部分內(nèi)容時(shí)，我們讓學(xué)生自己提出各種參數(shù)，然后現(xiàn)場用多媒體計(jì)算光線軌跡并畫出光路圖、像差圖等，學(xué)生再根據(jù)像差圖提出新的修正結(jié)構(gòu)，直到得出滿意的球差。在這個(gè)過程中，教師與學(xué)生不再是填鴨式的灌輸與接受知識，而是很好的互動(dòng)，并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3．光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用

在光學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，為了演示光線追跡結(jié)果及光學(xué)系統(tǒng)在各種不同情況下、不同輸入光場時(shí)的輸出光場情況等，需要編制相應(yīng)的模塊軟件。但由于編制這樣的模塊軟件工作量大、難度較高，往住使任課老師放棄在教學(xué)過程中演示復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象，即使有人花大量時(shí)間和精力編制出一些，也因?yàn)楣δ懿粡?qiáng)、效果不佳而影響教學(xué)效果。我們將諸如ZEMAX、OSLO、CODE－V等功能強(qiáng)大的商業(yè)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件引入光學(xué)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程，可以減小設(shè)計(jì)工作量，并且使課程課件的深度得到加強(qiáng)，從而擴(kuò)大學(xué)生的感性認(rèn)知和視野，增強(qiáng)教學(xué)效果。

現(xiàn)有的成像光學(xué)分析與設(shè)計(jì)軟件主要有三種，分別為：美國Optical Research Association 公司的CODE－V軟件；Lambda Research Corporation公司的OSLO軟件；Focus Software Inc開發(fā)的ZEMAX軟件。其中ZEMAX軟件由于界面友好，容易上手，目前占據(jù)市場最大份額；我們在課堂教學(xué)中采用的也是ZEMAX軟件。該軟件可做光學(xué)組件設(shè)計(jì)與照明系統(tǒng)的照度分析，也可建立反射、折射、繞射等光學(xué)模型，并結(jié)合優(yōu)化、公差等分析功能，是將實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念、優(yōu)化、分析、公差以及報(bào)表集成在一起的一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件。課堂利用ZEMAX的計(jì)算與模擬功能，鼓勵(lì)學(xué)生通過自主探索，在掌握理論知識的前提下，讓學(xué)生建立相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，通過自己輸入?yún)?shù)去完成對光學(xué)系統(tǒng)的形象化和具體化，并對光學(xué)系統(tǒng)像差進(jìn)行詳細(xì)了解，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。例如，如果要給學(xué)生講授cook三片式透鏡組（入瞳10mm，全視場角40°）的結(jié)構(gòu)以及性能，通過ZEMAX可以很形象地顯示。圖1所示，cook透鏡組的二維和三維結(jié)構(gòu)圖都可以畫出，而且所選三個(gè)視場（0視場、10°視場、20°視場）的光線軌跡也可以準(zhǔn)確畫出，這樣就使得學(xué)生有更形象、直觀的認(rèn)識。如果要了解該透鏡組性能，就可以利用ZEMAX光線追跡程序快速計(jì)算出每一條光線的軌跡，并算出各種像差值。該cook透鏡組的幾種像差圖見圖2所示，這里只顯示了四種像差圖：點(diǎn)列圖、波像差圖、調(diào)制傳遞函數(shù)圖和場曲、像散及畸變圖。根據(jù)這些像差圖，學(xué)生可以對該系統(tǒng)的像差有個(gè)全面的認(rèn)識，可以更進(jìn)一步改進(jìn)并優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。而計(jì)算實(shí)際像差利用傳統(tǒng)的手工計(jì)算花費(fèi)時(shí)間是巨大的。

總之，利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，可以使光學(xué)設(shè)計(jì)課程授課效率更高，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更濃，學(xué)習(xí)效果更好。

三、課程考核方法的改革

考試已成為課程改革的一部分，與課程的實(shí)施方法相輔相成，從而更客觀地反映教與學(xué)的效果，達(dá)到拓展學(xué)生的個(gè)性，激發(fā)其學(xué)習(xí)能力和興趣的目的。傳統(tǒng)理工科課程通常以閉卷筆試加平時(shí)成績相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。針對《光學(xué)設(shè)計(jì)》的課程特點(diǎn)，我們采用了以考核綜合知識和能力為主導(dǎo)的考試方法。具體包括：①建立小課題，指導(dǎo)學(xué)生撰寫小論文。比如讓學(xué)生們調(diào)研目前流行的單反相機(jī)的原理并進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，學(xué)生通過查資料，深入調(diào)研，強(qiáng)化學(xué)生自己思考的過程，同時(shí)也能考察一個(gè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。②開展課堂討論，給予總結(jié)評價(jià)。這部分的考核主要是通過討論來考察學(xué)生對知識點(diǎn)的應(yīng)用和具體解決問題的能力。③試卷考核。該部分主要考概念題和思考題，加深學(xué)生對理論基本知識的理解和掌握。

通過這三種方式來全面綜合地考察、評定學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)掌握和理解程度，從而更好地反饋和指導(dǎo)教學(xué)。這樣的考核方法覆蓋指標(biāo)更全面，考核的結(jié)果就會(huì)更客觀合理，能夠真實(shí)全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與能力水平，有利于對學(xué)生的知識和能力進(jìn)行綜合評價(jià)。

四、教師自身能力提高

教師是課程改革最直接、最關(guān)鍵的群體，因此教師的自身成長與課程的建設(shè)發(fā)展密切相關(guān)。教師的專業(yè)成長不僅僅是教學(xué)經(jīng)歷和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的累積與豐富，更是教師由被動(dòng)到主動(dòng)參與課程決策、課程運(yùn)作和課程評價(jià)，促進(jìn)課程、教師和學(xué)生共同發(fā)展的過程。在不斷變革的社會(huì)大環(huán)境下，教師應(yīng)樹立終身教育和終身學(xué)習(xí)的觀念，即“教育既是為了促進(jìn)個(gè)人的終身全面發(fā)展，又是為了促進(jìn)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和全面進(jìn)步?！敝挥芯邆溥@樣的觀念，才能不斷解決教育中出現(xiàn)的各種問題，才能建構(gòu)新課程條件下的目標(biāo)、教學(xué)、評價(jià)體系。另外，很多人對于光學(xué)設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤的認(rèn)識，認(rèn)為只要學(xué)好幾種光學(xué)設(shè)計(jì)軟件就可以進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。其實(shí)，光學(xué)設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的工作，它需要經(jīng)驗(yàn)也需要設(shè)計(jì)人員有正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念，而軟件只是工具而已。光學(xué)設(shè)計(jì)總要從像差補(bǔ)償開始，如果沒有對基礎(chǔ)像差理論的深入、正確理解，只是按照已有參數(shù)按步就班地操作，光學(xué)設(shè)計(jì)則成了完全的技術(shù)工作，毫無思想性可言。對于這部分理論內(nèi)容要有“板凳要坐十年冷”的準(zhǔn)備，從復(fù)雜、枯燥的公式中理解設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，打好光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。光學(xué)設(shè)計(jì)是一門需要慢慢磨的手藝，作為教師的我們就更要負(fù)起責(zé)任，不斷提高自身水平，不浮躁、不圖快，踏踏實(shí)實(shí)的不斷學(xué)習(xí)，積極地參與科研，積累更多的光學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能更好地講授好這門課。

五、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)系統(tǒng)的作用越來越被重視，迫切需要光學(xué)設(shè)計(jì)的專業(yè)人才，為此高校肩負(fù)著培養(yǎng)具有良好光學(xué)設(shè)計(jì)人才的重任。本文對光學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置的安排、教學(xué)方式的優(yōu)化改革以及考核方式多樣化等問題進(jìn)行了研究與討論，為學(xué)生更好地掌握光學(xué)設(shè)計(jì)知識、將來更好地服務(wù)于社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

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