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英文名称:Acta Optica Sinica
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国光学学会
出版周期:月刊
出版地址:上海市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:0253-2239
国内刊号:31-1252/O4
邮发代号:4-293
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1981
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
联系方式
期刊简介
本学报是国内外公开发行的光学学术刊物,反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
主要栏目
量子光学、自适应光学、大气光学、纤维光学、激光器、信息处理和全息、光学工程、光学测量。
英文名称:中国激光(英文版)
主管单位:
主办单位:中国光学学会
出版周期:双月刊
出版地址:上海市
语
种:英语
开
本:16开
国际刊号:1004-2822
国内刊号:31-1615/TN
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1992
期刊收录:
核心期刊:
期刊荣誉:
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关键词:光电信息;实践教学;学生
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)20-0000-02
一、中北大学光电信息类专业简介
目前,中北大学光学工程学科管理部(隶属于中北大学信息与通信工程学院)有两个本科专业,“光电信息科学与工程”(2013年前为光信息科学与技术,2002年开始招生,山西省特色专业)和“电子信息科学与技术”(2001年开始招生,本专业侧重于光电信息的获取与处理方面,所以归到“光学工程”学科管理部)。相对于国内高水平光电类专业的学校,中北大学在光电信息类专业方面招生较晚,再加之扩招以及光电类专业的实验设备较贵等多方面的原因,实践教学(课程实验、课程设计、毕业设计、学生动手创新环节等)在2013年以前各方面条件差,甚至一些重要的专业基础课程实验也只能用一台实验仪器给几十名学生演示一下或计算机简单仿真,也没有形成完整的实践教学体系。2012年教育部本科专业更新调整后,学校也提出了抓内涵建设,并且把本科专业建设和学科建设统筹考虑,2013年成立了学科管理部,这两年进行了较大的改革和建设。
二、近两年的实践教学改革思想
随着教育部2012年版新专业目录招生的变化以及中北大学抓本科教学内涵建设,学校从管理、资金投入、专业评估方式等多方面对促进本科建设进行了较大的改变。中北大学的光电信息类专业归口到“光学工程”学科管理部这个基层单位,结合学校学科建设、科研方向项目、研究生教学,充分发挥学科优势、教师科研优势(包括科研仪器设备、教师在课程设计、毕业设计等方面结合科研),这两年在实践教学方面进行了建设和改革。
结合本类专业十多年的建设与探索,结合学校学科建设、科研方向项目,相关学科带头人、教授、多年从事教学与实验的相关教师广泛讨论、交流。首先在2013年初对培养方案也进行了修订,增加了实践教学环节,多种途径申请学校在本科实验室的投入,也鼓励教师科研和教学集合,构建了较完善的、适合于本校专业方向和定位的实践教学体系,初步形成了光电类专业的实践教学体系建设思路(之所以说是思路是因为有些因为经费、场地、人员等方面的原因还没有完全实现)。
三、光电信息类专业实践教学体系构建
1.中北大学的“光电信息科学与工程”、“电子信息科学与技术”两个专业都属于“电子信息类”本科专业,其培养方案中的专业基础课和专业课主要包括以下几方面的知识:①电子技术基础(如电路分析、电子线路、数字电子技术);②信息基础(如信号与系统、通信原理等);③计算机类知识(如c语言、单片机、微机原理等);④光电信息类(这部分内容较多)。实践性环节包括:课程内实验、实验课程(一般16学时以上单独设课)、大型实验周、课程设计(2~3周)、毕业实习、毕业设计等环节。其中前三个内容(电子技术基础、信息基础、计算机基础)在我院由相关教师与相关的学科部实验室共同完成。另一个主要的光电信息类的实践环节由“光学工程”学科部来规划、设计和实践。
2.结合本类专业的方向构建光电信息类实验室主要设置有:①激光原理与技术实验室;②光纤技术与光通信实验室;③工程光学与光信息处理实验室;④光电检测与综合应用实验室;⑤光电信息系统仿真及软硬件联调实验室;⑥专业特色与光电创新平台实验室。其中各实验室主要完成实验及涉及的课程如表1所示。表1中含盖了本学科下设的两个专业的光学、光电类课程及课程设计、综合实践等方面的内容,其中有些是两个专业共有的专业基础课和专业选修课(激光原理与技术、应用光学、物理光学、光电信息处理、光电检测技术、单片机原理及用、光电信息课程设计等),有些主要是为一个专业服务,但为另一个专业选修或毕业设计等共用(如信息光学、机器视觉、光谱分析与测试等)。有些实验室主要是提供课程实验(如激光原理、应用光学、物理光学等课程实验),有些实验室除提供课程内实验外,还为综合性课程设计、毕业设计、学生课外创新训练(比赛)等提供条件。
中北大学光电信息科学与工程专业是山西省特色专业,在实践教学体系建设方面、实验室建设方面,结合本校“光学工程”、“信息与通信工程”学科师资情况及科研情况,构建了光电信息类方面四个层次的实践环节,如表2所示。包括专业基础实验、专业实验、设计综合性实验、光电综合课程设计、毕业设计、光电创新与比赛。
文献标识码:B文章编号:1008-925X(2012)07-0292-02
摘要:
现代科学技术的不断发展.极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化.
关键词:机电一体化; 发展; 趋势
现代科学技术的不断发展.极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化.笔者结合自身的实践经验浅谈如下的看法与观点,供大家参考:
1机电一体化的发展历史
2O世纪6O年代以来.人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后.刺激了机械产品与电子技术的结合,再后来计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础 大约到20世纪8O年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认:机电一体化技术和产品得到了极大发展:各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持:2O世纪9O年代后期.开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段.机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化.微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚.出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法.机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
我国是从20世纪8O年代初才开始在这方面研究和应用。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作.取得了一定成果,但与欧美、日本等先进国家相比仍有相当差距机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科.随着科学技术的不但发展.还将被赋予新的内容。
2机电一体化的优点
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术.将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称 其涵盖“技术”和“产品”两个方面.是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术.而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑.这是机电一体化与机械+电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别机械工程技术由纯机械发展到机械电气化.仍属传统机械.其主要功能依然是代替和放大的体力 但是发展到机电一体化后.其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外.还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等 即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸.还是人的感官与头脑的眼神。机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别是智能化 机电一体化产品的典型例子有:数控加工中心、机器人以及具有检测控制性能的数码相机等。总之.一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成。
3"机电一体化"发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
3.1光机电一体化。
一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
3.2自律分配系统化——柔性化。
未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.3全息系统化——智能化。
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
3.4“生物一软件”化—仿生物系统化。
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
3.5微型机电化——微型化。
目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
【关键词】 计算机科学与技术 发展趋势
一、计算机技术发展迅速的原因
1、经常性、连续性、创造活动的出现。经常连续不断的创造性活动是推动计算机技术快速发展的动力之一。这种创造性活动在本质上是在对大量信息进行处理的现实需求的推动之下的计算机相关的科学理论的不断的更新和发展。现实的需求是计算机科学与技术创新的动力。计算机的兴起,很大程度上是由于第二次世界大战对信息处理的迫切需求。这使得大量的相关的资源和人力可以投入到计算机的研究和开发的过程中,促使了计算机的诞生。而计算机的民用化是由于研究所、政府部门以及大学的实验室对信息处理的需求不断的增强。尖端技术领域和工程设计领域对计算机的运算速度和储存容量有着更加高的需求。这一切都让经常连续性的创造活动不断的迸发。
2、计算机技术理论的发展促进了技术的进步。从事计算机技术相关研究的科学家在反复的实验中,获得了大量的设计灵感和理念,这些理论往往又会在计算机的产品中得到表现。理论上可行的技术还必须经过实践的检验。甚至有时候试错的过程也会带来意想不到的灵感,从而带来新的计算机设计理念。例如,铝硅触面在集成电路的实际应用中经常出现问题,在试错的过程中,铝硅氧化物被发现,这直接推动了超大规模型集成电路的发展。同时,新技术的不断发现又会推动更新技术的产生。例如,铝硅肖特基势垒就是在铝硅氧化物触面控制的基础上被攻破的。在试错的过程中,通过对经验的归纳总结,发现了大量的计算机技术,不断的进行着研究、开发、设计和演化。这个过程的不断的循环往复,催生了大量的新的计算机技术。
3、信息共享是计算机科学与技术发展的基础。在计算机科学与技术的领域内,信息共享是其进步的基础和关键。在信息共享的基础上,创新活动可以获得最新的技术与资料的支持,这样的技术起点比较高,可以避免浪费,缩短研究周期、提高研究质量。
二、计算机科学技术的具体发展趋势
1、近年来,美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路,这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的,而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分,空气,众所周知,空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明,计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系,目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号,因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”,在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号,所以它能够更快的传递信息。除此之外,这种导线不但有利于大幅度降低电耗,节约材料成本,而且无需更改计算机芯片,可直接安装,最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是,这种导线的散热效果较差,无法及时排出电路生成的热量。为此,保利公司迅速组织科研人员,针对这一缺陷进行创新改造,终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道,用以吸收电路在工作中形成的热量。
2、超微技术领域的生物计算机。早在二十世纪八十年代,生物计算机就已经投入研制了,这种计算机最大的特点就是利用生物芯片,由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中,信息是以波的方式进行传递的,其运算速度快的惊人,几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍,且具备强大的储存空间,而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力,因此,它可以通过自我组合而合成新的微型电路,这样就使得计算机具备了生物体的基本特征,因此被称为生物计算机。
三、以光为传输媒介的光学计算机
光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机,这种计算机与传统计算机(电子)相比,具有诸多优势特点:光速度有目共睹,这是电子计算机永远无法比拟的,并且光速具有一定的频率和偏振特征,大大提高了光学计算机传输信息的能力;光的发射根本不需要任何导线,即使发生交会也不会造成干扰;光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见,光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代,世界各国以及各个科研机构,就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。除此之外,有些超高速计算机只能在低温状态下运行,而光学计算机不受温度的限制;光学计算机的存储量超大,抗干扰能力超强,不管在什么条件下都能正常运行;光脑具有与人脑相似的特性,就算系统中的某一元件出现损坏,也不影响运算结果。
1、含苞待放的量子计算机。计算机专家已经根据量子学理论知识,在量子计算机的研制方面取得了一定成果,如:美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态,这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。