光学课程论文范文精选

1会议概况

工业激光和生物医学光学国际学术会议于1999年10月25~27日在华中科技大学学术交流中心举行。H.wcber教授和干福熹院士担任大会主席，来自14个国家和地区的221位代表(境外代表46人)出席了会议。会议得到美国SPIE的支持，正式出版了会议论文集SPIE(工业激光论文集卜3862和SPIE(生物医学光学论文集关3863.前者共收录论文121篇，其中，国外作者论文13篇;后者共收录论文95篇，其中国外作者论文31篇。大会特邀了世界激光和生物医学光学领域的著名学者作主题报告，全体大会4个特邀报告，工业激光分会8个邀请报告，生物医学光学分会4个邀请报告，这些特邀报告和邀请报告学术水平高，均反映了当前国内外研究的前沿课题。

2工业激光研究的最新热点

在工业激光器领域，由于半导体激光器迅速发展，准连续器件已达到4kw.因此，在许多应用领域均有采用半导体激光器代替传统的气体激光器及固体激光器的发展趋势。但是，由于半导体激光器目前光束质量较差，作为过渡的发展阶段是大量采用半导体激光器泵浦的固体激光器，其激光输出功率也已达到4kw级，光束质量获得明显改善。因此，在世界市场上，1998年固体激光器的销售金额，首次超过了CO:激光器。据估计，近期激光技术的应用在高功率激光器方面仍然会以COZ激光器和固体激光器为主。在激光应用领域，除了高功率激光应用以外，国外已经在激光精密加工领域开展了深入的研究工作，如法国利用准分子激光超精密打孔、划线，精度非常高，孔径圆整、光滑，在陶瓷如S13N;，A12O3等方面的精密处理方面已有深人的研究。本次会议涉及到准分子激光应用的文章有15篇，涉及领域有激光淀积超导薄膜，金刚石薄膜、非晶金刚石薄膜等，激光制备光栅，激光制备纳米颗粒。我国大陆学者主要把准分子激光用于制备薄膜，台湾大学是用准分子激光制备光栅，法国学者用激光制备纳米颗粒。可见国外用准分子激光加工开展面比我国广泛。从本次会议看，国外今后重点发展研究领域和前沿课题包括:高功率半导体激光器，近五年内千瓦级器件将会实现实用化;半导体激光泵浦固体激光器，特别是盘片固体激光器近五年内也将会突破千瓦级;半导体激光泵浦全固体化紫外激光器已突破3W，如果能提高一个量级，将会逐步取代紫外气体激光器;利用准分子激光对电子元器件处理作了很深入的研究，在这些方面已成为激光超精密加工应用的重要发展方向。国内外在激光制备薄膜方面的研究始终是一大热点。我国半导体工业基础差，不仅在集成电路发展方面吃了大亏，现在看来在光电子工业的发展方面又要重复以前的错误。国内有几个单位发展半导体激光器，主要侧重在通讯应用。高功率半导体激光器及短波长半导体激光器差距很大，应予以足够的重视。在发展高功率激光器件，包括气体和固体与国际水平差距更大。从会上两个非常有代表的报告可知，其一是英国He:i。t一watt大学的D.R.Hall教授报告的平板波导高功率激光器件.代表了当代国际先进水平，从基本原理到结构特性，均报告得比较详细，内容也很丰富。其二是德国柏林技术大学H.Webe:教授报告的激光二极管泵浦的固体激光器，特别是针对激光二极管泵浦源的特点，提出了一种新型的腔体结构，很有特色与创新，在他的论文中有比较精辟的论述。此外，德国斯图加特宇航技术物理研究所主任Willyl，.Bohn博士，介绍了他们的激光二极管泵浦圆盘型固体激光器，在一片直径5mm，厚度不足1mm的激光介质上，可取得500W的激光输出。部分代表与他讨论了与此有关的问题:①增益长度短为何能获得这么高的激光输出?②高掺杂晶体将产生晶格缺陷，直径5mm，厚度不足1mm的激光介质是如何制备出来的?③泵浦光如何进人激光介质，怎样实现均匀的泵浦?④是否可用更多的圆盘串在谐振腔光路上获得更大的输出?目前德国已解决了前三个问题。对于大于5kw输出的固体激光器介质热畸度仍不可忽略，输出光束质量大大下降，还有待进一步研究解决方法。在激光与材料相互作用方面，我们的研究大多注意在诸如激光的光斑直径、功率、照射时间、速度等参数和工艺的研究上。而对激光与材料相互作用的机理研究尚不够，如激光照射到材料表面后，激光是如何烧蚀材料表面的，材料对激光的吸收与反射，材料表面吸热后如何进行传热?对材料表面组织结构改变及其形成机制，缺乏深人的研究。在激光与材料相互作用机理方面应加强研究力度。对这些基础研究有一定深度后，在激光加工应用中的工艺就有了理论依据。

3生物医学光学研究的最新热点

本次会议还涉及到光学层析成像及光谱学的理论与模型、生物监测的光学成像与光谱学、适用于生物医学和临床的相干域光学方法、生物光谱学和显微学、激光与组织的相互作用、激光医疗等方面。以下就生物医学光学研究的一些最新进展和热点问题作一概述。(l)光学层析成像及光谱学技术的理论与模型。关于生物组织光学层析成像和光谱学技术的理论与建模研究一直是国际生物医学光学的研究重点。由BrittionChanee博士主持的“Optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”专题会议吸引了众多听众。来自各国的科学家报道了该领域的最新研究成果和应用。俄罗斯valeryv.Tuchin教授报道了活组织光学特性参数控制的有关成果，其离体和在体的实验均证明了通过使用葡萄糖、trazograph等渗透活性助剂可改变人眼巩膜、皮肤等纤维组织的光散射特性。美国StevenIJ.Jacques教授做了《生物组织科学和工程中的光学技术》的特邀报告，J.R.M。盯ant教授介绍了生物组织中光散射的基本机理研究的进展。麻省理工学院的李兴德博士报道了衍射层析成像技术的最新进展，提出了一种用于高散射介质中扩散光子密度波快速、近场衍射层析成像的角谱算法，该算法可用于有限大小介质，并能同时重建吸收和散射系数。宾夕法尼亚大学的张思豪博士报告了基于混浊介质中，用动态光散射技术测量深层组织中血流的一种方法，该方法可用于深层组织中的血流动力学图像的重建。华中科技大学的张智报道了用分形理论进行人眼角膜内皮细胞图像分析的初步结果。(2)生物组织的光学成像和用于生物监测的光谱学技术。九十年代以来，美国、欧洲、日本等国都在该领域投人了大量的人力和资金，本次会议共有26篇论文涉及此项专题。其内容包括组织光学成像和组织光学参数测量、光学脑功能成像、近红外光谱术的血流动力学测量、组织超微弱发光检测、扩散光子密度波和X射线层析成像等。

本科毕业论文是教育部对高等学校进行本科教学质量评估和审核评估一个非常重要的考核点，本科毕业论文也是教学计划中的一个重要教学环节，本科毕业论文的质量能够反映高等学校的教学质量，能够客观评价教与学，体现学生的创新创业能力，是学生毕业取得学位资格认定的重要依据。可以说本科毕业论文对于高等学校本科教育具有重要意义，但是本科毕业论文在管理系统[1]、质量评估[2]、档案管理[2]、重复率检测[3]、质量监管[2,4,5]、写作方法[6,7]等方面还存在各种不完善，从而导致本科毕业论文质量得不到保障。体现本科毕业论文的核心是本科毕业论文的内容，学生能否独立查阅论文，并对获取的信息进行正确的分类、归纳、总结和应用，并应用所学习的专业知识提出问题，并找到问题的切入点，应用科学的计算方法解决问题，使研究内容具有一定的创新型。计算机仿真是科学的计算方法之一，如何有效学习和利用计算机仿真方法决定着毕业论文的内容和质量。本论文以理工科毕业论文中计算机仿真的应用进行探索和研究。

一计算机仿真的必要性

计算机仿真在理工科本科毕业论文中的应用是必要的，是由理工科的学科特点决定的。理工科知识的学习以高等数学、专业英语和基本的计算机语言等专业知识为基础，专业知识根据理工科学科特点的不同而有所不同，课本知识都有一个共同点，那就是理论性都比较强，以电磁场理论这门课程为例，课程的基础课程是高等数学、大学物理学，学完这两门课程，打下一个基础才能学习电磁场理论这门课程，电磁场理论也是基于数学理论知识开始学习的，在课程的第一章一般要介绍一些数学基本知识梯度、散度和旋度的基本概念，有了这些概念为基础，将电磁学知识按照数学思路进行展开，研究电场、磁场的梯度、散度和旋度，以及所表现出来的各种电磁特性，学生在学习的过程中，如果数学知识打得不是很牢固，那么学习电磁场理论这门课程就比较困难，如何破解这个难题，将计算机仿真应用其中是将抽象的理论课程变成可视化过程的方法之一。理工课程的这一特点也直接反映到本科生毕业论文上面，本科毕业论文就是在所学习基本知识基础上开展科学研究的，而计算机仿真能够很好地拓展现有基本知识，并且可以验证你手工完成的计算结果，为你提供了一个后台检查工具，同时可将抽象的难懂的物理概念变得可视化，也可将无法实现的动态物理现象展现出来，因此计算机仿真在本科毕业论文的应用就有一定的必要性。

二几种典型的计算机仿真软件

以电子信息、光学工程和通讯工程为例介绍几种典型的计算机仿真软件。

（一）MATLAB语言编程。MATLAB语言是科学工程中一个广泛使用的计算工具，是理工科学生应用最为广泛的计算机编程语言。MATLAB是MatrixLaboratory(矩阵实验室）的缩写，20世纪80年代初，MATLAB的创始人CleveMoler博士在美国NewMexico大学讲授线性代数时，发现采用高级编程语言编写程序很不方便，为了减轻学生编程的负担，他构思开发了MATLAB软件[8]，经过不断发展，MATLAB已经成为国际上最流行的编程软件之一。MATLAB语言以数学矩阵为基本编程单元，编程语言简单，具有强大的图形表达功能，还可以提供许多面向应用问题求解的工具箱函数，并且具有强有力的系统仿真功能，MATLAB还可以与其他计算软件进行很好的兼容。根据中国知网统计数据，以MATLAB与主题关键词的有2976篇，以MATLAB仿真为主题关键词的有1756篇，以MATLAB/Simulink为主题关键词的有749篇。上面是在文章题目中含有MATLAB字句的检索结果，还有论文中应用MATLAB编程的没有统计在内，可见用MATLAB语言编程进行论文写作是大家常采用的一种科研方法。

本文作者：刘志刚赵舵作者单位：西南交通大学

培养现状比较

1培养计划

我校电气工程类专业研究生的培养计划主要针对课程学习制定的，包括对课程类型、学分、必修环节、科研报告与前沿讲座等的规定。而美国的大学研究生培养体系中并未明确规定研究生的培养计划，仅仅是给出了极为详细的培养要求，其中大多数的课程可以自主选择。

2组织管理

我校对电气工程类专业的研究生组织管理与美国三所大学差别较大。我校的研究生组织管理基本上采用双轨制:导师主要负责科研与论文，研究生院统一管理日常生活、评奖和论文答辩流程等。美国大学的硕士研究生管理比较宽松，博士生主要由导师管理。因此，美国三所大学研究生的组织管理中，博士导师的作用要比国内的重要。导师对博士生的论文、津贴和评价起到决定性作用。

1应用物理专业本科毕业设计现状

应用物理学是以物理学基础理论及其工程应用基础为研究对象的理科类专业。旨在培养学生扎实的物理学基础和相关应用领域的专门知识，具备较强的电子技术和计算机应用能力，并受到必需的工程技术基本训练，具有较强的实践能力和创新意识，能够在应用物理学或相关科技领域，如光电材料与器件、光学工程、应用光学等领域从事教学研究、科学研究、产品设计、技术开发与管理工作的应用型高级专门人才。毕业设计是大学本科教学中必不可少的最后一个环节，也是应用物理学的培养计划中非常重要的实践教学，是实现培养目标的重要教学环节。通过这个实践过程，可以使学生将大学所学的基础、专业知识和实验技能进行系统的把握，并综合运用这些知识和能力来分析和解决物理类相关的科学和技术问题，学生的创新能力、实践能力和综合素质可得到很大程度的培养和提升。随着高校教学改革的深化和社会的不断发展,影响毕业设计教学质量的因素越来越多，也越来越复杂。

我国高等教育近年来实现了跨越式发展，各高等院校办学规模不断扩大，大学本科生的人数随着扩招在逐年增加。然而很多高校的软硬件设施的建设跟不上大学生的增长速度，因此大学的教学资源紧张、实验仪器缺乏等现象在全国高校中普遍存在。除此之外，高校扩招导致的应届毕业生就业难已经成为一个社会性的突出问题，大多数高校的人才培养都是将毕业设计安排在大四的最后一学期，此时正值学生择业的高峰，毕业生为了一份满意的工作而四处奔波，无暇顾及自己的毕业设计。由于就业单位对员工工作经验有需求，有不少学生找到了工作但由于就业单位要求提前到公司报道，参加公司培训、实习，学生害怕失去工作机会而只有减少对毕业设计的投入。同时有不少大学生对自己的课题不感兴趣，所以缺乏积极性而影响毕业设计。在毕业设计指导环节中体现的师资不足，一个教师指导好几个甚至十几个学生的毕业设计，这些问题极大地影响了本科毕业设计的质量，使得大学的毕业设计环节流于形式，而没有真正起到培养学生实践创新能力和综合素质的作用。

因此如何保障毕业生毕业设计的质量从而达到预期培养目标，培养出高素质的创新型人才是我们大学的专业指导老师应该考虑的问题，关于高校毕业设计已进行了相关的研究和改革。笔者通过近年来应用物理专业本科学生的专业课程教学和毕业设计指导的经历，从毕业设计选题和指导模式方面对提高应用物理专业毕业设计的质量进行探讨。

2关于毕业设计选题的探讨

目前，包括重庆理工大学应用物理专业在内的本科毕业设计仍然实行指导老师出题供学生选择的约束性选题方式，由此会使得一部分学生对自己课题的研究目的、内容和方向没有正确的把握，因此表现出对毕业设计兴趣缺缺，不能积极主动地投入其中，毕业设计的质量必然会下滑。因此选择适合本科毕业设计的研究课题是我们指导老师需要思考的问题。

一、基于毕业论文写作的信息素养教育目标——以物理学专业为例

作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作，是一种重要的专业实践教学形式，是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出：“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性，对所研究的问题应有比较充分的调研，分析具体，结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求，内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]因此，结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标，能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中，使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化，并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]对于物理学专业学生而言，基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时，促进信息素养的发展，使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标：一是使学生掌握信息检索策略，学会运用专业数据库，具备检索物理学专业信息的良好能力；二是使学生学会批判性的运用所获得的信息，并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系，会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新；三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德；四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。

二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略

毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识，扩大知识面，发展学术素养，全面提升信息素养。

1.通过论文选题培养学生的信息检索能力物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分，也可以在教师指导下自由选题。例如，与教师科研项目相关的毕业论文题目：一维三原子链的晶格振动分析，一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算，相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析，航天器变轨过程分析，光学涡旋的产生及衍射特性，数字全息显微技术研究，光学实验中的图像处理与应用，等等。学生参与教师的科研项目，可以增加科研实践机会，拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时，要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力，并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题，以及公众关心的热点问题中自主选题，也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题，都是以大量信息为基础的，充分利用信息，善于捕捉为己所用的信息，了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展，就会大大拓宽研究思路。[8]在论文选题过程中，课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索，有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧，如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法，了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习，使学生学会课题检索，掌握文献检索知识，丰富信息知识，巩固所学物理学专业知识，使学生的专业信息能力得到发展。

2.通过文献综述培养学生的信息能力在确定好论文题目之后，学生需要进一步进行文献的检索和整理，并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上，对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论，以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]在文献检索过程中，教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性，引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源，提取有价值的信息内容，并将收集到的文献资源进行分类，将其融入到自己的知识体系中。在此基础上，应充分利用所获取的信息，完成文献综述。当然，本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面：第一，充分了解课题的全面情况，把握课题的发展规律，熟悉已取得的成果和存在的问题，以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平；[10]第二，可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力；第三，文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求；第四，文献综述可以有效减少学生的抄袭现象，便于对学生进行信息伦理道德教育。