对光电子技术的理解

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对光电子技术的理解范文第1篇

【关键词】光电子技术；教学方法；电子教案；形象教学

0引言

随着科学技术的快速发展，人类社会已进入信息化时代。作为信息技术两大支柱之一的光电子技术已成为科学研究领域的一颗璀璨的新星。光电子技术是由光学和半导体电子学结合形成的一门高新技术学科。

微纳加工技术的不断进步促使新型光电材料的研究加快，为光电子器件的实现提供基础。进入信息时代以来，信息材料由电子信息材料、微电子信息材料向光电子信息材料转变。光电子技术不仅使信息技术有了突破性进展，而且被广泛应用于光电显示、照明、军事、生物医学、光电探测、光电储存、高精度光谱分析等领域，因此光电子技术受到了研究所及企业的广泛关注，促使很多高校开设光电子技术这门课程[1]。光电子技术作为我国的战略性产业结构的重点领域，作为新兴的尖端行业需要大量的专业性人才，正需要高校不断地输送人才。如何培养专业知识强、综合素质高、实践能力优异的人才，是当前光电子技术课程教学的热点话题。

经济的发展和科技的进步使多媒体技术应用在课堂教学，给传统课堂教学带来了根本性变革[2]。多媒体技术在教学上的运用是通过电子教案、模拟交互过程、网络多媒体教学[3]、仿真工艺过程等实现的。目前，国内高校主要采用电子教案和形象教学的教学方法，利用其简便、虚拟、灵动等特点有效地引导学生学习。本文结合自己的教学方法和他人先进的教学经验，广泛搜集学生的反馈意见，探讨该课程的电子教案和形象教学的教学方法，为提高学生学习的主动性、积极性提供帮助。

1电子教案教学

2001年，国家教委关于提高高校教学质量的要求。经过十几年的教学改革，高等学校中电子教案已经普及。电子教案已作为教学中一种必不可少的教学手段。电子教案与传统板书有很大的不同，其主要的区别就是电子教案不仅教师自己上课要看，而且内容要投影到屏幕上让学生也能看到。电子教案包括了教师上课的全部板书、板画及一些用语言难以表达的动感情景。结合电子教案和黑板书写，可以增大课堂容量，让学生在美妙、舒适的环境中学习知识，增强学习效果，所以电子教案备受广大师生的青睐。在传统教学中，教师需花费大量时间用于黑板教学。电子教案使教师在授课时能够节约时间，从而给学生足够的独立思考时间，进而巩固所学知识点，增强学生的学习乐趣。利用电子教案可以清晰地展现一些抽象的概念，让学生对知识的认知由感性认知升华到理性认知。

在传统教学和电子教案教学中，教师的主导作用是教学过程能够高效率进行的保障。充分利用电子教案教学和传统教学的优势，形成以教师为主体，电子教案为辅助的模式进行教学。在课堂教学过程中，教师的主导作用通过引导、点拨、启发等方式来实现，这是电子教案无法替代的。

电子教案除了向同学们展示书本中的内容，还可把最新的科技成果引入课堂。从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的内容，吸引学生的注意力，激发学生对光电子技术课程的兴趣。在利用电子教案教学过程中，部分教师过分依赖电子教案和现代教学设施，只是轻轻地点击鼠标，面对着屏幕讲课，最终不能达到授业解惑的目的。所以，需发挥教师的主导作用，以电子教案作为一种途径，最终提高教学质量[4]。

2形象教学

在光电子技术课程学习过程中，逻辑推导内容较多，要求以大学数学为基础，并具备物理学、光通信、材料学等多学科的知识体系，致使部分学生对其缺乏兴趣，最终影响到教学的效果。在教学过程中，如何摆脱枯燥、乏味的理论讲解，提高学生学习的兴趣，加深对知识的理解和巩固，是教师需要认真思考的问题。教师可以运用形象教学，深入浅出地分析知识点，从而达到事半功倍的效果。形象教学就是将抽象的理论和概念用语言重新表述，通过形象、趣味性的比喻，促进学生对知识的理解。

以光电子技术课程中雪崩光电二极管为例，其机理就是发生雪崩效应。在雪崩二极管中的雪崩效应抽象而且不易理解，教师可基于对雪崩二极管机制的理解制成生动、辅助理解的PPT图画，启迪学生的思维。在讲授的过程中，教师也可结合生活知识对知识进行类比。比如登山时，决不能顺着山边向下扔石子儿：（1）有击中他人的可能，从而对其生命构成威胁；（2）有可能引发雪崩。虽然一枚小石子只能撞动几块差不多大小的石头，但当有足够数量的石头翻滚起来时，就可能会使大块的岩石松动下滑。最终，这一颗小小的石子就能引发一场雪崩。上述比较形象，学生也容易掌握。

综上所述，形象教学不仅可以提高课堂的教学气氛，而且有助于学生理解知识及培养学生的想象力和创新意识。在教学过程中，为了向同学们更有效地展现教学内容，教师可以将电子教案和形象教学结合起来，更有利于直接揭示问题的实质，加深学生对知识的理解和掌握[5]。

对光电子技术的理解范文第2篇

    光信息科学与技术具有旺盛的生命力,处于高速发展时期。目前,在光通信、光电检测、光电照明、光学元件与系统、光伏产业、激光技术、光学设计、光学材料等方面都有广阔的应用前景,对社会的发展和贡献不可估量。作为高校,除了科研、教学,还要服务于社会,服务地方经济发展,这些不仅体现在科学研究和教师兼职方面,也体现在人才培养目标和方案上。光信息科学与技术同光学、机械、电子、材料、计算机、自动控制等多学科的知识息息相关,但也不能面面俱到,所以十分有必要结合当地企业的发展,调整学科的发展、人才培养计划,为地方经济服务,加强科学研究,引领社会的发展。三峡大学地处湖北省域副中心城市的宜昌,经济活跃,交通方便。现在高铁开通后,宜昌到武汉的时间已经减少到2小时左右。随着国内光电照明、太阳能、光电显示产业如火如荼地发展。宜昌太阳能、光电照明等光电企业也有较大的发展,如中国南玻集团宜昌南玻硅材料有限公司(一期项目已累计投资20多亿元,专门从事高纯多晶硅材料、太阳能硅片及电池片生产的大型制造企业)等等一大批光电企业。这些企业主要集中在光伏产业、节能照明、LED、光学冷加工等方面。这些光电企业有着旺盛的人员需求,对本专业产业人才的培养具有十分重要的意义。2011年出台的《宜昌市科技发展“十二五”规划(2011至2015年)》明确提出,在节能环保领域的发展方向要围绕光电子产业核心技术开发,抢占背景光源行业技术创新制高点,加快液晶照明灯、LED背光源及照明产业化。围绕太阳能技术开发,加快太阳能热水系统产品系列开发及产业化。[8]由此可见,在地方政府的扶持下光电子相关产业会得到快速发展,这些都为光信息科学与技术专业结合本地进行产业人才培养提供了难得的机遇。根据三峡大学理学院发展的需要,结合产业的蓬勃发展,产业人才培养措施如下:

    改革本科教学培养方案,加强专业基础理论学习,巩固专业思想教育光信息科学与技术专业需要学生在系统、扎实的理论基础和在光电子技术、光通信及应用等方面具有较宽广的专业知识、较强实践动手能力,并成为在电光源、光学设计、光学材料、光纤通信等专业领域中的一个或两个方向具有特色的人才。毕业生能在光信息技术产业及其相关领域从事信息科学与技术的研究、设计、集成及开发、制造、技术管理等方面工作的应用型人才。因此要加强几何光学中的光学设计、模拟电子技术数字电子技术课程设计、嵌入式系统、光电检测技术、机械原理和设计等课程的实践环节,同时要加强专业思想教育,了解社会发展的动态,密切了解光电信息的最新发展和应用,掌握一些主流软件的应用。另外,为了使培养方案切合社会发展的实际,我们广泛征求本地企业的意见,积极邀请了相关企业参与了光信息科学与技术专业培养方案的修订工作。

    加大力度开展实验教学,开足基本实验,充分利用专业实验,开展创新实践要加强实践的教学,更新教学设备和教学内容,加强电路设计和光学设计方面的实践教学,充实实验室设备,培养学生的实践能力。条件允许的情况下,将安排学生到实习基地完成相关实验。另外,创新实验室的设立为学生创新实践的培养提供了良好的工作平台。虽然这个方面的工作才刚开始,但是已经受到学生的积极评价。

    拓展实习基地的实践教学,提升专业技能在目前联系的实习基地基础上,增强与当地光电企业联系,经常参观了解企业的发展和社会需求,同时能争取进入相关企业实习,锻炼培养专业能力。我们已经同宜昌劲森光电(主要从事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明开发、制造、销售的高新技术企业)、中船重工388厂(光学冷加工、光电系统)、匡通照明(LED封装)等相关的光电企业建立了实质的合作关系。陆续有学生进入上述企业实习,一些优秀的学生也相继进入这些企业工作。教师参与了劲森照明新型节能灯具的开发。与匡通照明组建了联合的工程试验中心,投入1000万元左右,很快试验设备就将到位。这些不仅仅提高了教师的科研能力,反过来又提高了教师的教学水平,同时也为本专业的学生实习提供了一个良好的实践平台。实习基地的建立是一个长期的过程,需要与生产企业进行有效地沟通,制订实习项目,并且跟踪学生对实习的反馈,建立有效的实习效果的评估体制,保证学生的生产实践能力得到实质的训练。学生实习基地的进一步拓展一直是迫切的需要,多方位多角度的实习训练对学生实践能力的培养有利,有助于学生进一步深刻了解产业界对本专业的要求,反过来会激励学生对本专业的学习欲望。

    人才培养与科研开发相结合人才培养能力与科研能力息息相关,科研不仅能提高教师的教学能力,也增强学生对专业的信心。在横向科研项目上,尽可能让部分能力强的学生参与进来,直接培养学生的专业技能。实践证明,学生参与科研项目是培养学生实践能力的及其有效的手段。比如学生的毕业论文有些涉及到大坝光纤传感、节能灯设计等实践性很强的课题。鼓励学生申请学校针对学生的创新基金项目,虽然经费不多,但是对学生实践能力、创新能力的培养是十分有益的,同时也提高了学生参与科研的热情。随着相关科研能力的快速提高,可以预见未来的几年内,伴随着学生进入实验室,至少有一部分本科生的科研能力也会得到极大的提高。

    人才专职与兼职相结合以“双师型”教师为重点,加强专业教师队伍建设,加大专业教师的培训力度。依托相关的大中型企业,共建“双师型”教师培养培训基地。一方面要努力完善教师定期到企业实践制度。本专业的教师在条件许可的情况下,要轮流、定期到相关企业进行培训或者兼职工作一段时间,力争在3~5年内实现所有专业教师都有在相关企业工作的经历。另一方面,要聘任(聘用)具有实践经验的专业技术人员和高技能人才担任本专业专兼职教师,到学校指导教学、技术咨询、技术服务,甚至可以参与本科毕业论文的指导。这种指导可以是单独的,也可以是合作形式的。只要是有利于人才培养,有利于教学,这种合作的形式是灵活的。

对光电子技术的理解范文第3篇

【关键词】光电检测技术 课程内容 实验 考核

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）02-0069-02

随着现代科学技术的快速发展，光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用的新兴技术，因其测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、传递信息效率高、自动化程度高等突出特点，成为现代检测技术最重要的手段和方法之一。在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中应用得非常广泛，是现代信息类工科学生必须掌握的知识。

自2004年起，光电检测技术课程成为北京信息科技大学光信息科学与技术和测控技术与仪器两个专业共同的一门重要专业课。该课程将光学检测技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合起来，深入讲解各种光电转换技术及器件的原理、特性和基本用法，结合具体应用，详细介绍各种激光干涉、衍射，光纤传感等光电检测方法、技术及系统，最终让学生深入理解光电技术的基础理论和基本知识，对各种光电器件和光电检测技术有一个全面的认识，并且掌握多种光电检测方法，以便在实践中熟练应用，为学生今后的工作打下坚实的基础。理解和掌握这门课程，对于提高学生素质和培养分析能力、创新能力都有重要意义。

同时由于光电检测技术以光电子学为基础，以光电子器件为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用，这正是学院仪器科学与技术和光学工程两个一级学科共同的研究方向。学院众多教师在该方向的长期科学研究过程中，不断加深对光电检测技术的基本理论、实施方法、系统和关键技术的理解和应用，在光、机、电、计算机相结合的激光干涉测量、激光衍射测量、激光跟踪测量、光纤传感检测、光电多自由度监测等各种物理参数测量仪器和系统方面展开了深入研究，取得了丰硕的研究成果并积累了丰富的科研经验。

2013年开始，以精品课程为目标，我们深入开展了光电检测技术课程建设，涉及课程教学内容的更新、实验环节的改进和考核方式的改革等。

一 教学内容

如图所示，一个典型的光电检测系统包括光学处理部分、电子学处理部分，两者通过光电转换部分有机连接成一个整体。与之相对应，光电检测技术课程内容多、发展快、涉及知识面广。为此，我们首先对授课内容进行比较分析和归纳总结，提炼出最基础的关键原理，同时吸取众家之长，结合专业特点，补充有代表性的最新应用。

首先对应用光学、物理光学、信息光学等课程已经讲授的内容大幅度减少授课学时，例如光电检测中常见光源、光学系统和设备相关内容的学时压缩一半；但鉴于辐射度和光度学是专业选修课，一部分学生没有选修，一部分学生选修后掌握不够多，将该部分知识的讲解课时适当增加，补充了一些与学生日常生活关联度高的内容，增强学生学习的兴趣；强化光电转换器件部分，如前所述，该部分所介绍的各种光电转换器件是光电检测技术的关键环节，深入介绍了各种光电子发射探测器、光电导探测器、光伏探测器、光电成像器件的原理、特性和基础应用，还专门介绍了应用日益广泛的红外热成像探测器；同时考虑到调制解调技术在光电检测系统中的广泛使用，专门对此技术做了重点讲解。调整后整体内容更丰富，兼顾了基础原理和实际应用，学生反馈良好。

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* 北京信息科技大学课程建设项目资助

我们还将课程内容与后续的专业综合实践环节相配合。因为学院两个专业都开设有专业综合实践环节，该环节主要培养学生综合运用所学知识掌握某些光机电系统的设计能力，将所学与实际应用有机结合起来，最终提高学生分析问题和解决问题的能力，培养他们的创新意识及创新能力。光电检测技术正是与专业综合实践相对应的一门重要的综合性课程，我们在授课过程中有意识地将后期综合实践可能涉及的内容经提炼后引入到课程教学中，前期培养学生的综合应用意识和能力，为后续的综合实践环节打好基础。

二 实验环节

课程设有8个学时的实验。通过较充分的实验，使学生在掌握光电检测技术基本理论知识的基础上，培养设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。

但我们发现，学生在综合运用理论和技术手段设计系统的能力有所欠缺，主动性不足。为此，我们特别增加了学生自主设计实验，例如让学生自主设计一个光强自动控制装置，能够探测环境的光强，当环境光暗到一定程度后（根据环境情况，制定特定的照度值），能点亮LED。并且环境光越暗，LED越亮。通过此实验，促使学生了解各种光强探测原理及传感器，选择合适的光强探测传感器并设计其驱动电路，掌握输出光强控制方法并设计相关电路，掌握实验调试方法和实验数据分析处理方法。整个实验由学生自主设计，在设计方案审核通过后自主搭建系统并完成功能调试，最终提交完整的设计报告，包括任务分析、调研、系统方案设计、成本核算、具体电路设计、调试过程和测试结果处理。这样的实验学生参与度高、效果更好，对提高学生知识的综合运用能力和手脑结合的能力有较大帮助。

三 考核方式

该课程加强了过程考核，增加了平时作业、课堂表现、小组专题宣讲和实验部分在总成绩中的占比，特别是对于平时表现和实验部分成绩优秀的学生，本人申请获批后，可以免书面考试，以实物作品、论文、竞赛来代替。

对于大多数学生的期末考试，在出题过程中有意识地与课程目标紧密呼应。本课程的课程目标按照工程教育认证标准，主要涉及了通用标准毕业要求各种能力的培养，因此试卷题目也从各个角度对学生的以上能力进行考核。例如，为考核学生了解光电检测技术的现状和发展趋势情况，我们出了让学生填写近年来诺贝尔物理奖主要内容的题目。又比如，为了考核学生掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素的情况，我们在考试中有针对性地出了分值较高的光电检测系统综合设计型题目，加强了对学生综合分析和设计能力的考核。

四 结束语

借助光电检测技术课程建设，我们对该课程展开了全面探索和改进，紧密结合工程教育专业认证的要求，梳理了课程教学的内容，增加了学生自主综合实验，改进了课程考核方式，增强了学生的学习兴趣，提高了学生的综合分析和设计能力，初步达到了建设目标。

参考文献

[1]雷玉堂.光电检测技术（第2版）[M].北京：中国计量出版社，2009

[2]浦昭邦、赵辉.光电测试技术（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2010

对光电子技术的理解范文第4篇

关键词:光纤通信;光学模拟;教学模式;能力培养

为适应信息化时代的需求，国内高校通信类专业基本上开设了光纤通信这门主干专业课程。光纤通信课程涉及的知识面非常广，学习这门课程之前，需要先修电磁场与波、光学、半导体材料与物理、通信原理、计算机网络、电子技术等课程。因此，该课程具有理论深度大、概念抽象、数学推导复杂、不易理解等特点，这就给该课程教学带来许多困难［1－3］。目前，光纤通信课程教学主要采用“理论+实验”的教学模式。对于理论教学，通常是采取课堂讲授的传统教学方法，主要讲解光纤通信技术的原理、概念、方法以及相关的数学推导等，教学过程中通常只涉及到纯理论讲授，这使得学生学习起来感觉很枯燥，对理论知识理解不透彻，并逐渐失去学习兴趣，从而导致理论教学效果不佳。对于实验教学，除少部分条件好的高校外，大部分高校受经费限制，仅仅按照课程教材在定制的光纤实验箱上开设少许验证性实验，缺乏设计、应用和创新性等实践环节，这不利于培养学生专业技能。基于此，本文探索性地将OptiWave的光学模拟软件引入到光纤通信课程的理论和实践教学中。在讲授理论知识的同时，利用OptiWave中的各种模拟仿真使复杂抽象的理论形象化、具体化，从而激发学生学习兴趣，帮助其理解和掌握光纤通信课程的相关理论知识;在实践环节教学中，利用OptiWave中的OptiSystem搭建各种光纤器件或系统，能有效地弥补固定实验箱或定制硬件实验中存在的不足，从而提高学生分析和解决问题的能力，进一步培养学生的实践创新能力。

1OptiWave光学模拟软件组成

OptiWave光学模拟软件主要包括OptiSystem(光通信系统与放大器设计软件)、OptiFiber(光纤设计软件)、OptiFDTD(时域光子学仿真软件)、OptiBPM(光学波导设计软件)、OptiGrating(集成光纤光栅设计软件)和OptiSPICE(光电子线路设计软件)等。OptiWave光学模拟软件最显著的特点是界面友好、操作方便、功能强大。用OptiSystem搭建的间接光调制激光器模型如图1所示。

2理论教学模式

光纤通信课程理论教学内容主要涉及到光纤通信导论、光纤的结构与导波特性、光器件及光波系统互联技术、光端机、模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光纤通信新技术和光纤通信网络等，知识面非常广泛，包含较深的理论基础，整个理论体系中的公式或定理伴随着复杂抽象的概念和严格的数学推导证明，这给课程教学带来许多困难。鉴于这种情况，可以将“光学模拟”教学方法引入到课程理论教学中来。也就是说，在课程理论教学中，除了强调数学推导和物理概念描述相结合之外，对于复杂、抽象、理解困难的理论知识，利用光学模拟方法进一步解读。简单起见，关于数学推导和物理概念相结合的教学方法不再赘述，下面主要针对理论教学中的若干难点来说明如何在光纤通信理论教学中引入光学模拟。

2．1光器件模拟

在光纤通信理论教学中，无论是有源还是无源光器件，其宏观结构及原理不难讲解，学生也容易理解。然而，分析或测试光器件中的波传播、反射、散射、衍射、偏振以及非线性现象，将涉及非常复杂的数学推导和电磁场求解问题，如果仅仅通过理论讲解很难取得好的教学效果。对于这类问题，可以利用OptiWave的光学模拟软件OptiFDTD来加以解决。

2．2光波导模拟

众所周知，光波导是光纤通信的理论基础。也就是说，要学好光纤通信，必须掌握并理解光波导理论。然而，光波导理论涉及到许多复杂问题，如光场沿波导截面的分布规律，光场沿波导的传播规律，信号沿光波导传播时的衰减、畸变，光波导模式间的耦合，光纤中的非线性效应，光场偏振态沿光波导的演变规律，以及复矢量法解模式问题等。在理论教学中，对于这些复杂的问题，通常采用的分析方法有几何光学法、本地平面波法和波动光学法，其中，几何光学法为近似分析法，比较容易理解，但后两种方法，特别是波动光学分析法非常复杂，难以理解和掌握。为了帮助学生更好地理解光波导理论和波动光学分析法，可以将OptiBPM光波导模拟引入理论教学中。理论教学中，可用OptiBPM来模拟复杂的光波导以及这些波导中的光信号定向、耦合、开关、分波和复用/解复用。

2．3光纤和集成光栅模拟

光纤和集成光栅为光信号传输组件，是光纤通信系统组成的三大部分之一。从宏观角度，光纤的基本概念、结构及导光原理比较容易理解，但是，光纤的参数如截面尺寸、材料成分和折射率分布如何影响光纤的线性和非线性效应等光学性能问题则比较复杂，单纯从理论上讲解，学生难以理解透彻。对于光纤和集成光栅的理论教学，可以引入OptiFiber和OptiGrating来模拟，利用OptiFiber模拟各种常用光纤并分析其光学性能，利用OptiGrating来模拟复杂的集成光纤光栅或波导光栅。

2．4光纤通信系统模拟

在光纤通信课程理论教学中，在讲授光纤通信系统时，通常按照“系统框架系统模块组件功能光电子线路光器件”这一线索进行讲解，基本上是通用光纤通信系统功能性描述，学生掌握系统及模块大体功能没有多大问题。然而，在系统规划、设计、应用及性能评估等方面的讲解，不能只依赖于理论讲授，还需要针对具体应用的光纤通信系统实例进行讲解。为解决这个困惑，可以引入OptiSystem帮助学生模拟具体应用的光纤通信系统。

3实践教学模式

专业主干课程的实践教学应是多层次实践教学，包括验证性实验、系统测试实验、综合性实验、自主开发研究性实验和应用性实验等。然而，在光纤通信课程实践教学过程中，由于受实验或实训条件的限制，国内大部分高校采用定制好的“光纤通信实验平台”或“光纤通信实验箱”进行实践教学。这种实践教学模式虽然能满足光纤通信基本原理的验证、部分光纤通信器件参数的测试和常规光纤通信系统的测试等，但对于复杂光器件测量、自主开发研究性和应用性等实验来说，这种教学模式就存在一定的缺陷。此外，采用定制的“光纤通信实验平台”或“光纤通信实验箱”，学生只需按照指导书的实验步骤简单操作，开发设计性环节非常有限，这很难激发学生做实验的兴趣，从而限制了学生创新能力的培养。为节省教学经费并弥补常规实验教学中的不足，可以将光学模拟实践方法引入到光纤通信课程实践教学中来，采用“常规实验+光学模拟”的实践教学模式。也就是说，对于原理性验证、简单参数测量等实验，在“光纤通信实验平台”或“光纤通信实验箱”上进行，而对于复杂光器件设计及测量、自主开发研究性和典型应用性等实验，采用OptiSystem软件进行模拟仿真。常规性实验在此不再赘述，下面主要通过实例来说明如何使用OptiSystem搭建及模拟典型的光纤通信系统。图2为基于OptiSystem搭建的一个10G单模光纤通信系统仿真模型。在搭建该模型时，首先要根据实验要求确定系统的功能框图，接着按照功能框图选取OptiSystem组件，如比特序列发生器、非归零脉冲发生器、直接调制激光器、复用器、光纤信道、掺铒光纤放大器(EDFA)、解复用器、光检测器和滤波器等，然后根据它们的关系将其关联起来，就可以完成仿真模型的搭建。接下来就是各个组件的参数设置仿真执行参数观测分析参数调整组件调整等，直到满足实验要求。限于篇幅，系统仿真结果不再给出。此外，在搭建系统模型过程中，当实验所需的组件在OptiSystem自带组件库里找不到时，可以用Matlab创建所需组件，然后进行OptiSystem与Matlab联合仿真。

4结语

光纤通信是通信类专业的主干必修课程，其理论性和实践性都很强。在该课程教学过程中，既要注重理论教学方法，也要强调实践教学方法，也就是说要两者并重。本文针对光纤通信传统教学模式存在的缺陷，将光学模拟方法引入理论教学和实际教学中，能够进一步激发学生的学习兴趣，培养学生的实践和创新能力，取得较好的教学效果。当然，光纤通信课程教学模式的改革与探索是一个长期的过程，只有把提高教学效果和培养学生综合能力作为衡量课程改革和探索的标准，才能把握其正确方向。

参考文献:

［1］黄永清，陈雪，李蔚，等．“光纤通信”课程的教学改革［J］．电气电子教学学报，2010，32(6):12－13．

［2］李永倩，张淑娥．“光纤通信原理”课程实验教学内容研究［J］．中国电力教育，2010(6):129－130．

对光电子技术的理解范文第5篇

关键词：多媒体技术；舞台美术；虚拟现实技术

多媒体技术是通过计算机把图形图像、声音、动画视频等多种媒体综合起来，使之建立起逻辑连接，并对它们进行采样、编码压缩、编辑、存储传输等处理。近年来多媒体技术的加速发展，软件的不断更新，为计算机在设计表现领域的广泛应用提供了广阔前景，不仅以它崭新的形式给舞台视觉艺术带来了一场革命，还促使人们的审美理念发生了很大的变革。在多媒体技术的帮助下，舞美艺术已摆脱手工业时代的封闭性和局限性，将舞台设计成一个时间艺术和空间艺术的综合体，既有文学与音乐的时间性、听觉性，又有绘画与建筑的空间性、视觉性。在功能上，既要扩展人们的视觉范围，还要扩展人们的思维能力。

舞台美术包括布景、灯光、服装、化妆、道具、效果等内容.主要作用在于运用多种表演艺术手段，营造戏剧环境、渲染舞台气氛、塑造人物形象.舞台美术有其自己的创作艺术规律.可以说它是一种集“平面”、“空间”和“时间”为一体的极具观赏性的艺术. 长期以来，我国的舞台美术紧跟21世纪时代前进的步伐，不断发展，不断创新，并呈现蓬勃发展的喜人态势.舞美艺术密切渗透于多媒体技术的应用之中。主要表现在以下几个方面：

（1）虚拟现实技术在舞美中的应用。

计算机神奇的表现力使理想形态的创造达到随心所欲的境地。计算机三维技术有极强的仿真能力和创造力，它可以在虚拟的空间里，创造出极其逼真的世界，又可以凭借想像力创造出大自然的视野，在三维动画所表现的空间画面中，以超现实的表现力设计出动态的理想世界，在这里传统的描绘材料工具及技法都望尘莫及。传统的舞美设计，总是先要有一个初步构思，画出草图，通过与导演和各部门的协商，让构思具体化，然后画出效果图。但是手画的效果图是二维空间表现三维空间的，与真实的场景有一定的差距，又很不直观。另外灯光的效果也无法体现， 因为一台晚会的灯光变化是很多的，不可能每一种变化都要画一张效果图。所以，舞美设计的最终面貌还是要到装台后才能看到。在舞台上，灯光布景都装好后，一旦对光时发现灯光、布景存在什么问题或有什么不足之外的话， 想改是很困难的。利用计算机三维技术可以在一定程度上解决这些问题。

对于灯光设计效果图来说，应该充分表现出光与景的关系，表现出不同材质、不同介质的特点，准确地表现光线、包括光线在空间的造型。而利用计算机灯光设计软件，可在瞬时对颜色、材质、影子、光及大量附加效果进行如意的编辑、强大的动画工具和快速的图像生成功能，可以使灯光效果图更接近现场的效果，达到艺术设计理念的氛围。当电脑作为对舞台演出灯光的控制设备时，即可严格依照灯光设计者键入的编程方案，迅速而准确无误地调控灯具完成对光色的组合、移动、变化，极大地强化了舞台灯光的可控性和可塑性，从而拓展了设计者对假定时空的想象和创造及舞台体现前瞻能力。

（2）新型影像设备在舞美中的应用。

随着计算机技术、光学、电子技术、视频技术的发展，各种影像设备在舞台演出中的应用也日益增多，促进了舞台演出艺术的发展。LED显示屏是集光电子技术，视频技术，计算机技术和微电子技术为一体的科技产品。因其强大的功能在现代舞台演出中得到了广泛的应用。它的表现力非常丰富：可以模拟实景，再现自然，也可以显示效果图像，还可以用来展现资料等。它有传统布景所无法比拟的灵活性和虚拟性，又有灯光系统所具备的部分光源特点，如大屏幕是利用发光二极管制作，通过本身的光源性能摸拟出现形态迥异的现实空间造型，还能表现出灯光的光效效果。 随着LED在舞台演出中的使用越来越频繁和设计者创作观念的改善，在某些演出中，它已经作为舞台美术中极其重要的构成元素出现了。在演出中，大屏幕出现与演出节目相匹配画面，代替了传统布景功能，而且所营造出的虚拟画面给了我们想象的空间，比实景更有气氛。传统舞美布景是用具体的物质材料构造，具有可视的外部样式，能够给观众身临其境的完美享受，进而直接影响观众的心理变化，左右观众的情绪。纵观近几年的春晚歌舞类节目，原本非常不受关注的舞蹈类节目借助形式上的创新和内容上的丰富化，变成了包装精美，具有吸引力的亮点。

（3）视听特技在舞美中的应用。

视听特技在舞美领域的应用非常广泛，其中舞台照明和舞台音响是最重要的两大板块。

利用灯光手段为舞台照明并为人物、景物造型的艺术，称做舞台照明。其作用是根据演出要求，按照舞台美术的整体构思，运用舞台灯光的技术设备及手段配合演员表演，塑造舞台上的视觉形象。灯光设计面对如今多样的节目形式，必须紧扣晚会的主题，对不同的节目内容进行针对性的设计与艺术创作，只有这样才能实现灯光的表现形式与节目内容的高度统一。通常晚会舞台的灯光主要是以节目的音乐变化和节奏的变化来控制灯光的亮度与闪光点闪频速度，灯光的色彩变换主要是以聚焦变化为主，通常可以制造色彩的变化与亮度和聚焦灯点有交叉影合的绚丽美感，为节目内容增光添彩，渲染气氛，增强节目电视画面的视觉效果。在上世纪80年代初，舞台灯光一直采用人工更换涤纶色纸的方法，这种手动操作模式的繁琐、不安全，及演出过程中同一盏灯不能换色等问题制约了灯光设计的发展。随着我国文艺演出逐渐兴盛、演出规模日益扩大，灯具的使用数量越来越大，逐渐摆脱了手动换色的局限，让舞台变幻出更多更美的色彩，推进了舞台灯光艺术向更高水平发展。而实现舞台灯光自动化、智能化和科学化则是一个富有挑战性的目标，它涉及人们对艺术观念的认识、照明设备的创新、剧场建筑的配合、演艺制作的工作方式等方面的变革，这是戏剧艺术、剧场建筑、科学技术三者紧密结合的“大系统”工程。

在当今国际艺术创作潮流中，舞台艺术与技术的结合已经成为表演艺术中不可分割的创作体现元素，文艺科技已作为文化艺术创作的重要载体。在发达国家中以高科技声、光、电等各种先进技术组合体现的舞台艺术已经独树一帜，足以让人为之振奋，它符合了人们的现代审美理念和文化消费需求，已成为强大的文化产业的基础。国外舞台艺术创造运用高科技手段所呈现的表演样式，在现代科技迅猛发展的形势下，为优秀舞台艺术作品的产生和传播提供了丰富的体现手段。我国的舞台科技研究开发由原来的单一舞台科技项目研究，发展到以技术项目的整体综合。戏剧演出的震撼力，不但在于艺术创作的内涵，还在于充分利用科技手段，使演出更具张力，而且利用与拓展舞台表演空间，增强剧情气氛，提升演出表现力与震撼力。我们要使舞台科技从单一硬件设备、设施的改造走向用于舞台艺术的互动发展。