光学光电子概念

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光学光电子概念范文第1篇

关键词：光电子技术；双语教学；多媒体课件；互动式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0130-02

一、光电子技术与双语教学

光电子技术是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料、非线性光学材料、衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术作为一门专业课程，主要涵盖光辐射与发光源、光的传播、光的调制、光电探测、光电显示与成像、光存储等内容。光电子技术不仅是一门专业课程，而且已发展成为一门学科，即电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，是未来信息产业的核心技术。双语教学是运用外语进行的非语言教学，具有如下特征：第一，强调在语言类的专业学科中用外语教学；第二，强调运用外语进行课堂教学的交流与互动。双语教学与专业外语教学在性质上完全不同。前者外语是一种教学语言，以外语为手段，讲授一门课程为目的。后者是一种语言教学，以相关知识为手段，讲授外语为目的[1]。因此，在双语教学中，专业知识与专业外语之间存在相互平衡的关系。在有限的学时条件下，教师既要讲授专业知识又要讲授专业外语，学生要在专业知识与专业外语两方面取得进步，二者之间的平衡关系需要根据课程的要求、学生的实际情况在教学过程中不断调整。同时，专业知识与专业外语之间存在相互促进的关系。扎实的专业知识为课程内容的掌握奠定了基础，为专业外语的理解与提高提供了知识背景；坚实的专业外语基础为理解原汁原味的教材内容提供了保障，促进了学生进一步学习专业知识。

随着知识经济、信息社会的到来，全球竞争日益激烈，现代科学正以前所未有的速度迅猛发展，不断引发各个领域深层次的革命。为缩短差距，提高人才的国际竞争力，满足社会对国际化复合人才的需求，双语教学的迫切性和重要性日益凸显。第一，双语教学是知识经济发展的形势需要。国际间竞争不仅表现为产品和市场竞争，更多表现为人力资源的竞争。面对竞争，只有善于抓住机遇，应对挑战，加速高等教育国际化进程，培养一流的人才，才能促进科学教育的发展和变革，使学生具有参与未来国际活动和国际竞争能力。双语教学有利于培养符合市场需求的高素质国际化人才，增加就业机会，保证我国科学教育更加开放地面向世界，促进我国科学教育可持续发展，促进我国知识经济的发展。第二，双语教学是知识信息交流的客观需要，加强中外交流，提高我国科学术水平，缩短与世界先进国家的差距，为实践科教兴国的战略做出贡献。第三，双语教学有利于复合型人才的培养。这种既懂外语，又有专业知识的复合型人才无疑提高了人才的竞争力。

二、“光电子技术”双语课程建设

双语课程建设内容主要包括：大纲确立，教材选用，讲稿教案撰写，课件制作，课堂讲授，课程考试[2]。下面，我们介绍在上述方面的具体工作。

1.“光电子技术”双语课程教材的选取。西安工程大学理学院物理系自2009年以来开设《光电子技术（双语）》课程，其定位为物理系各专业的一门平台课。结合光电子技术的发展、光电子技术双语课程的定位、物理系学生的具体情况以及就业去向，采用S.O. Kasap编著的“Optoelectronics and Photonics-principles and practices”为教材，并且以相关的中英文教材作为参考书[3-6]。课程以“普通物理”、“光学”、“量子力学”系列课程为基础，主要讲授光的波动理论、介质波导和光纤、半导体科学和发光二极管、光伏器件、激光基本原理与技术、光束的调制、光电探测等基本概念及基本技术。

2.“光电子技术”双语课程大纲制定。“光电子技术”双语课程性质为学科基础课，授课对象为物理系本科三年级学生，48个学时，3个学分。制定课程大纲的宗旨和目标在于，通过课程的学习，学生能够对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，提高分析和解决工程技术问题的能力。同时，学生能够熟悉光电子技术的应用领域，了解目前光电子技术的最新成就，掌握光电子技术的发展方向。采用双语教学（汉语和英语），提高学生查英文文献、读英文著作、写英文文章，以及专业的口头交流能力。为了实现课程大纲中提出的目标，将每一章的内容分为四个层次，即熟练掌握、掌握、理解和了解，并配以相应的课时。

3.“光电子技术”双语课程多媒体课件。考虑课程内容更新速度较快的特点，备课在依据原版教材的基础上，增加了与教材内容相关的一些崭新成果。既让学生感受到原汁原味的英语表达方法，又让学生开拓了视野，把握学科发展动态和发展方向。课程的教案、讲稿以及多媒体课件全部用英语书写，多媒体课件包含下列特点。第一，内容新颖：除了涵盖教材的全部内容，在每一章的最后部分增加了与这一章相关的科技新进展，使学生在掌握课程内容的基础上了解相关领域的动态和最新进展，为提高学生的创新能力提供了切实的帮助。第二，结构合理：由于课程涵盖了经典光学、波导与光纤、半导体、激光、光电探测、非线性光学等内容，每一章都自成体系，可以进行跳跃式教学。并且，每一章的开头都有本章的目录，每一章的结尾部分都进行了小结，做到了首尾呼应，有始有终。第三，图表丰富：收录了与本课程相关的光电子领域的一些著名科学家的照片，介绍了他们的简历及主要成就。同时加入了相关的动画和视频，使学生对抽象概念的理解与掌握变得直观而容易，并且引用了一些著名科学家的重要话语，为提高学生的学习兴趣，开拓学生的视野，丰富学生的思维方式提供了翔实的资料。第四，行文规范：由于是双语课程，课件的文字叙述与使用教材紧密联系，并采用规范的科技英语表达方式，使学生在本科阶段就能够接触相关的专业词汇以及规范的专业英语，为将来的进一步学习和工作打下良好的专业英语基础.

4.“光电子技术”双语课程互动式教学。当前的社会需求对课程的教学方式提出了新的要求，其中包括教学内容的整合，教学内容的拓展，教学手段的更新，教学方法的改革等。在全球步入信息化时代的今天，讲课不仅是对己有知识的简单阐述，而且是教师的一种再创造过程。“一块黑板加一支粉笔”这样的传统教学方法己经不适合现代化的今天了，现今的教学方法应该更趋多元化。不但要注重课程体系的完整性，课程内容之间的有机联系，而且要丰富教学手段，图文声像等多种效果的多媒体课件与板书结合的模式，同时要采用启发式、互动式的教学方法。在明确教学目标，考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，我们采取互动式的授课方式，表现在如下几个方面：第一，学生之间、师生之间互动行程。在课堂上，首先简要回顾上次课的主要内容，让二位同学依次补充细节。其次，讲解并翻译这次课所涉及的专业术语以及重点段落，领读一遍后，让一位同学读一遍，其他同学找不足之处，然后进行课程内容讲授，多媒体课件与板书全部用英语书写，汉语讲授为主，英语为辅。其间，教师常常会提出和讲授内容相关的问题，并鼓励学生可随时提问，收到了非常好的教学效果。第二，教师在课后的反思。互动式教学的主要目的是激发学生获取知识、提高能力的主动性和积极性。要有效实现这一目标，应将以下几个方面有机地结合起来：知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评。总之，量体裁衣地选用互动模式才能确保教学互动流程的顺畅，才能激发学生的积极性和主动性，增强学生的自信心与表达能力。

光电子技术和微电子技术是未来信息领域的两大支柱。光电子技术的双语教学不但能够促进学生对相关学科前沿学科理论的掌握与了解，而且有利于学生外语综合能力和跨国文化交际能力的培养。在双语教学中，专业知识与专业外语之间既存在相互平衡的关系，又存在相互促进的关系。双语课程建设应在大纲确立、教材选用、讲稿教案撰写、课件制作、课堂讲授、课程考试等方面加大力度。采用互动式教学方法讲授光电子技术，将知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评等方面有机地结合起来，有利于激发学生的积极性和主动性，增强学生的自信心与表达能力。

参考文献：

[1]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学，2007，（1）：37-45.

[2]赵懿琨，王卫星，王建.光电子技术双语教学课程的建设[J].教育理论与实践，2007，（27）：169-170.

[3]安毓英，等.光电子技术（第3版）[M].北京：电子工业出版社，2011.

[4]朱京平.光电子技术基础（第2版）[M].北京：科学出版社，2009.

光学光电子概念范文第2篇

关键词：光电子技术；实验教学改革；教学方法

作者简介：李忠洋（1983-），男，山东枣庄人，华北水利水电学院电力学院，讲师；邴丕彬（1982-），男，山东青岛人，华北水利水电学院电力学院，讲师。（河南 郑州 450011）

基金项目：本文系华北水利水电学院2011年教学改革重点项目的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0165-02

光电子技术是激光技术、微电子技术、光纤传感、光纤通信等众多领域的交叉学科，它以电磁波为基本信息载体，通过对电磁波的控制、调制、接收、存储、处理和显示等技术，获取所需要的信息。“光电子技术”课程是电子科学与技术专业的基础课，承担着巩固基本原理、拓宽专业知识、培养学生创新能力的重要作用。通过对本课程的学习，学生能够建立起有关光电子技术的基本概念，获得与光电子技术相关的基本理论和基本技能，为学生后续专业课程的学习及今后从事本专业的工程技术工作和科学研究打下坚实的基础。“光电子技术”实验教学可以使学生加深对“光电子技术”理论知识的理解和巩固，通过对实物的观察和研究，增强学生的感性认识，深化对光电子技术深层次规律的理解和领悟。开展“光电子技术”实验对培养学生提出问题、做出假设、设计实验、观察记录、分析推理等方面的能力十分有利。然而现在面临的情况是一方面随着科学技术的日新月异，光电子技术信息量成爆炸式增加；另一方面由于电子科学与技术专业教学计划的改革，使“光电子技术”实验课程的学时数进一步减少。这种矛盾的出现，要求教师必须及时对实验内容、实验方法、实验手段等进行改革与优化，努力提高实验教学效果，以便在有限的教学时间内，将丰富的信息传递给学生，提高学生的动手能力，保质保量地完成实验教学任务。

一、当前“光电子技术”课程实验教学存在的问题及原因分析

目前，随着国内高校高级教育人才的不断引进，“光电子技术”实验课程的教学质量不断提高，但是随着研究的深入发现该实验课程仍然存在着一些问题。

1.对实验教学的重要性认识不够

部分学院领导受传统“应试教育”思想的影响，长期以来重视理论教学，轻视实验教学和学生实践能力的培养。认为实验教学仅是作为理论知识的验证，是理论教学的附属品。基于上述错误认识，学校对实验教学的学时越压越少。从实验教师的角度来讲，实验教学相对于理论教学难度大，实验教学不但需要教材，而且需要实验器材；不但需要动脑，而且需要动手；不但需要与校内各部门打交道，而且有时还需要联系校外有关单位。另外，实验教师在评优、评职称等方面机会较少、难度很大，因此很多教师没有在实验教学上投入较多精力。

2.实验室建设问题

实验仪器落后陈旧，科技含量普遍较低；实验室面积不足，使得目前实验条件难以满足实验教学的需求。以华北水利水电学院电力学院为例，光电子技术实验室面积不足40平方米，实验台只有4个，每次只能满足8位同学同时做实验，而一个年级光电子技术专业的学生有120余人，所以实验室面积的不足严重限制了实验教学效果。另外，有些光电子技术实验需要使用激光器、光学探测器、光谱分析仪等贵重仪器，而实验室没有足够的经费购买这些仪器，因此实验器材的短缺严重制约了实验教学的正常开展。

3.实验教学的组织管理和考核问题

实验教学的管理制度不够完善，因此出现了实验教学多个部门都管而实际上谁都管理不善的现象。教学质量评价体系不够健全，学生实验课成绩考核不够细致，对实验教学的要求远没有对理论教学要求的严格，使得实验教学的质量难以保证。

由于上述各方面的因素，高校现行的实验教学理念、教学方法，以及各种实验教学配套设施等都存在着与现代社会对高素质人才要求不相适应的地方。为适应社会发展的需要，培养创新型、高素质人才必须重视和强化实验教学改革。

二、“光电子技术”课程实验教学改革的对策分析

华北水利水电学院的“光电子技术”课程实验由电力学院电子教研室承担，在教学过程中，该教研室积极响应教改要求，从自身水利水电的特色出发，针对上述问题积极探索新的实验教学模式，对如何提高教学质量进行了深入探讨，逐步形成了一套自己的实验教学方法。

1.加强实验室建设

实验教学效果的好坏在一定程度上取决于实验教学设施的优劣。提高实验教学效果，必须加大投入，加强实验室基础设施建设，争取让每一个学生都有实验的机会和平台。在设施精良的实验环境中培养学生的主动探索能力，无疑会极大地激发学生的学习积极性，更好地培养学生的动手能力，因此实验室基础设施建设对于实验教学的重要性不言而喻。对于实验室的建设，一方面可依托学科基础，积极申请实验室建设资金，通过项目资助的方式逐步推进实验室建设；另一方面可积极寻求与相关单位的合作，以项目合作的形式取得双方共赢，在锻炼学生实验能力的同时，也促进了实验室建设。学校有关职能部门要把好关，根据学校的开课情况做好实验室建设规划，提前落实实验教学的各项措施。实验教师要千方百计的提高实验室利用率，避免资源闲置和浪费。

2.构建一支精良的实验教师队伍

一支高水平的实验教师队伍是提高实验教学质量的关键所在，因此建设一支理论水平高、实验技术精湛、年龄结构合理、责任心强、具有奉献精神的实验教学队伍刻不容缓。基于此，高校在引进教师时应尽可能引进既具有较高专业理论知识又有较强实践能力的综合型人才。对刚参加工作的青年教师进行职业道德和实验技能培训，使青年教师树立职业道德观念，提升业务水平；聘请业内知名专家对青年教师进行业务培训，使青年教师学习新思想、新方法，掌握新设备、新技术，提高青年教师的实验教学水平。改善和提高从事实验教学工作教师的待遇，提高广大实验教师的积极性，吸引广大教师尤其是高职称教师积极参与实验教学，使实验教学岗位成为能够吸引人才和留住人才的岗位。

3.创新实验方法，精炼实验内容

在实验教学中，改变传统的“教师讲，学生听、教师演示，学生观看”的方法，以新颖的实验内容，激发学生探索未知世界的兴趣。如在讲到非线性光学频率变换技术时，先提出问题：一束不可见的激光在一定条件下能不能产生各种颜色的可见光，这样会激起学生的兴趣，使学生集中精力继续听下去；然后通过教师的实验演示可看到在不同的实验条件下，不可见光可以转换成红橙黄绿青蓝紫各种颜色的光。这样在强烈兴趣的引导下，学生会迫不及待的探索实验、了解实验原理，因此好的实验内容和创新的实验方法会起到事半功倍的作用。

4.以兴趣带动教学，培养学生创新能力

在人才教育中，培养学生的学习兴趣尤为重要。兴趣在学习和认识过程中起着巨大的内驱作用。在实验教学中要想方设法地激发学生学习的兴趣，让学生主动参与实验的全过程，并在参与中体会到学习的乐趣和成功的喜悦，真正调动起学生自主学习的热情。通过参加实验设计给学生提供自我展示的平台，充分调动学生的主观能动性，培养学生的创新能力。为了给学生提供更多的实验机会，华北水利水电学院光电子实验室设立了激光开放实验室、光纤传感开放实验室、光谱分析开放实验室、光学探测开放实验室，为学生在课外时间提供了广阔的实验平台，吸引了一大批学生进入到各个开放实验室，在实验教师的指导下主动探索未知领域，在巩固理论知识的同时又锻炼了学生们的实际动手能力。在近几年学校组织的光电子类和机电类的竞赛中华北水利水电学院取得了较优异的成绩。

5.改革实验考核方式，促进实验教学发展

传统的考试题型和方式只适合对学生进行理论知识的评价，而实验能力则是学生将理论知识应用于实践的综合能力，传统的题型和方式显然无法胜任评价任务，因此对实验教学的考核要探索新的方式。为了使学生毕业后能更好地适应当前社会对高素质人才的需求，在探索实验考核的新方式时一定要注意与社会职业技能鉴定接轨，要建立起基本技能、专业技能及综合技能考核体系，鼓励学生参加各种职业技术能力考试，取得社会公认的职业技能资格考试证书。另外，还要培养学生良好的从业规范和职业素质，使其在毕业时能达到劳动准入制度所要求的相关技能等级。

三、教学效果

本文通过分析“光电子技术”实验课程存在的问题，从实验室建设、教师队伍建设、实验方法、实验内容、实验考核等多个环节对“光电子技术”实验教学改革进行了深入分析，提出了改革方案。实践证明，改革后的实验教学能够有效激发学生的兴趣，使学生在巩固理论知识的同时又锻炼了动手能力，有效提高了“光电子技术”实验课程的教学质量。

参考文献：

[1]于雪莲，顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛，

2009，（9）.

[2]席锋.《光电子技术》教学改革探讨[J].重庆工商大学学报，

2012，（2）.

[3]雷群安.高校实践教学存在的问题及对策研究[J].焦作师范高等专科学校学报，2010，（1）.

[4]彭润伍，唐立军，郭裕.结合前沿科学培养光电子专业创新人才[J].中国电力教育，2009，（23）.

光学光电子概念范文第3篇

与传统光学不同的是，由光学与微电子、微机械、纳米技术互相融合、渗透、交叉而形成的前沿学科――微纳光学，变革了传统光学与技术的发展路线。这门新兴的交叉学科在信息、能源、生命、环保、宇航、国防等领域均已产生新的重要应用。在我国，微纳光子学的发展也日益受到重视，未来发展前程似锦。

1996年，付永启博士毕业。近20年过去，付永启一直没有离开过微纳光学研究领域，在他看来，尽管微光学似乎看不见，摸不着，但从人们的生活乃至国家的高尖端科学都离不开它。这正是它的魅力所在。

“微纳光子虽小，照亮我们未来的路”

1994年，付永启在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所攻读博士学位，“当时是跟导师一起做国家航天项目中的一个子项目――‘动态目标发生器’的研究，我主要负责曲面光刻的研究。”那是他接触到微光学并逐渐对微光学元器件的设计制作产生兴趣的开始。

在博士后研究阶段，付永启又接着在衍射光学元件的设计制作方面开展了深入研究。随后为了开阔视野、提升研究能力，付永启于1998年赴新加坡南洋理工大学精密工程与纳米技术中心作研究员，借助当地优越的软硬件条件继续深入开展微光学以及后期纳米光学领域的研究工作。

从此，一个崭新的世界――纳米光学这个交叉领域逐步在他面前展开。

正如他所说的“学得越多就会发现自己不懂的东西越多”，在学习和研究过程中，他觉得不应该囿于领域，萌生了走出国门看看的念头。1998年，他选择赴新加坡南洋理工大学精密工程与纳米技术中心做研究员。后来，又通过那里获得了在麻省理工学院作访问学者的机会。

通过与科研院所及工业界的合作，付永启开展了多个横向和纵向项目研究，接触到了微电子、微机电系统（MEMS）、微纳加工、纳米计量及生化分析等多学科领域的知识，先后完成了多项重大研究课题，并取得了许多创新性成果。

借助于国外较好的软硬件条件，付永启快速提高了独立开展科研工作的能力。东西方文化在他身上相遇，已经不再是形式的混体，而是精神层面的和平融合，使得付永启的治学态度里，囊括了中国智慧的通达以及西方思想严密的逻辑性，在这种态度的指引下，他对科研工作有了更深层次的认识，同时对科学研究也更加热爱。

2001年，付永启将目光专注到了一种新的微纳光学元件一步加工制作方法―聚焦离子束制作技术上，经过两年的反复研究、实验，终于获得成功并使该技术逐渐走向成熟。

付永启利用纳米加工技术实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化，即利用聚焦离子束技术直接一步将微光学元器件甚至纳米光子元器件与光电子器件（如半导体激光器、光导纤维等）集成于一体，从而达到直接控制光束的目的。这一技术摆脱了传统的采用离散光学元件对激光束进行准直或聚焦的方法，不但减少了光学系统的元件数，而且节省了空间，更容易实现系统的轻量化和小型化，对微系统的开发具有重要意义。

同时，他还发现了两种材料，它们在聚焦离子束轰击下具有材料自组织成型特性，该特性可直接用于微光学元件的结构成型。以该技术为基础，能够制作出几种特定的微光学元件，包括微正弦光栅、微闪耀光栅等。

此外，付永启还利用聚焦离子束直接写入法和辅助沉积法成功实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化；也就是说，该集成一体化既可以采用基于聚焦离子束去除材料的方法实现，也可以利用材料生长的方法来得到。从而为光学系统的小型化、微型化、平面化提供了制作技术保障。该集成一体化元/器件已经广泛应用于生命科学、生化、通信、数据存储等领域，至今仍在应用，还没有其他方法能够替代。

值得一提的是，聚焦离子束技术在微电子行业的广泛应用，大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速度，目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。同时，由于它集材料刻蚀、沉积、注入、改性于一身，有望成为高真空环境下实现器件制造全过程的主要加工手段。

“研究要服务社会，我们要瞄准国家重大需求”

“在国外更能体会到‘国家’两字的真实内涵，真心希望自己的祖国能够早日强大。当2008年北京奥运会开幕式上播放出《我的祖国》这首歌时，激动的心情难于言表，内心百感交集。” 付永启感慨道。2007年，付永启放弃国外优越的待遇和生活，带着累累硕果和先进理念回国，先后受聘于中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室和电子科技大学物理电子学院。

“刚回国时想有一个属于自己独立的科研小组和相对宽松的科研环境，在这种环境中能静下心来实际做点科研，希望能从科研工作和培养学生方面体现出自身的价值所在。科学研究最终是要服务社会的，而具体的应用领域要瞄准国家的重大需求。”付永启是这样说的，也是这样做的。

在学校和所在团队的支持下，付永启在纳光子结构、元器件及其应用方面取得多项国家自然科学基金项目的资助。提出了两种基于纳金属结构的超分辨透镜，该透镜可方便地通过聚焦离子束技术一步制作出来，其光学表征可利用近场扫描光学显微镜实现；基于表面等离子体极化用于生化免疫分析：设计和制作了菱形纳金属颗粒，并成功地用于老年痴呆症（ADDL）以及SEB病毒素的测试；有源及无源光电子器件与衍射光学元件的集成；基于聚焦离子束技术的微光学元器件的一步制作技术的开发和拓展；基于纳光子器件微探头的纳米计量系统的概念设计：提出利用纳光子超透镜微探头并结合激光多普勒外差干涉技术实现纳米缺陷的动态在线检测，该内容已获得美国专利授权。

研究工作的创新点主要体现在微光学元件的加工制作技术上，国际上首创采用聚焦离子束技术直接一步加工和制作微小光学元件，具体包括微型衍射、折射、折衍混合、柱面、及椭球面透镜等。这一创新技术解决了一些常规微光学元件制作方法难以实现的微光学元器件集成一体化问题，为光学系统紧凑化和小型化，以及微光学系统的研究开发提供了一条新的有效途径。

如果把才华比作剑，那么勤奋就是磨刀石。付永启和课题组成员付出了超乎寻常的努力，经过多年的努力拼搏，在纳米光学、微细加工、纳米加工、衍射光学及微光学领域取得多项研究成果，在国际相关著名学术期刊和国内核心学术期刊上150余篇，其中被SCI检索收录论文120余篇，以第一作者撰写和58篇，以通讯作者100余篇，JCR分区一区刊物论文23篇，影响因子IF>3.0的论文46篇（占SCI论文总数的34%），论文累计被引次数1100余次，单篇他引最高次数83次，JCR统计h指数18。其中，代表论文之一：“Optics Express 18（4）， 3438-3443 （2010）”被国际文献追综机构BioMedLib于2011年2月28日评为纳光子结构领域的“Top10”论文之一；此外，在该领域国际著名学术刊物Plasmonics（该刊物属于JCR分区一区刊物）上陆续发表系列研究论文22篇。

此外，付永启在微纳加工及纳米光学领域分别撰写五部英文专著中的各一章：即Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology（2nd Edition，出版号：ISBN： 1-58883-159-0）、Lithography： Principles， Processes and Materials（出版号：I S B N： 978-1-61761-837-6） 、Plasmonics： Principles and Applications（出版号：ISBN： 979-953-307-855-6）Ion beams in Nanoscience and Technology（出版号：ISBN 978-3-642-00622-7）、和《Nanofabrication》 （出版号ISBN： 978-953-307-912-7）；并独立撰写中、英文专著各一部，分别为《纳光子学及其应用》（出版号ISBN： 978-7-80248-537-2）（该书是目前国内唯一一部具有自己独立编著版权的全面系统地介绍纳米光学发展前沿的中文专著，出版后得到同行的一致好评。）、英文专著书名为《Subwavelength Optics：Theory and Technology》；并以此为基础，在国内首次开设了《亚波长光学》课程，于2009年秋在电子科技大学作为研究生专业课程讲授。自2010年电子科技大学研究生院和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究生部均采用《纳光子学及其应用》一书作为研究生专业课程：《亚波长光学》及《纳米光学》的指定教材。该书作为2011年电子科技大学“十二五”规划研究生教材建设立项支持（项目编号：11211CX20401），于2012年12月末成功出版了修订版。

有关利用聚焦离子束一步制作微光学元件的内容被法国DELAWARE大学电子和计算机工程系Robert G.. Hunsperger教授写入其编著的教科书《Integrated Optics： Theory and Technology》（第五版）的一个章节中。部分研究结果还被美国网络多媒体组织NANOPOLISTM于2007年出版的《纳米技术百科全书》多媒体教程引用并收录， 并被邀请作“聚焦离子束”章节的内容评审人。

学术刊物论文中有关基于聚焦离子束直接沉积实现微型柱面透镜与边缘发射型半导体激光器集成化实现激光束的一维和二维整形的技术、以及类金刚石薄膜上一步写入微透镜技术，被国际上面向工业界的杂志Laser Focus World分别摘录并以新闻简报的形式在“光电子世界新闻”栏目中公布；并已分别获得美国发明专利和中国发明专利的授权。

鉴于他出色的科研成就，近年来相继在美国、加拿大、日本、韩国、新加坡、中国等国举办的衍射光学与微光学、微加工及纳米加工、离子束及应用、精密工程、纳米技术NanoTech 2004、亚洲光电子Photonics Asia 2004、ICAMT2005、NanoMan2008、Nanophotonics2009等专题会议及年会上作大会报告及特邀报告。

2010年，付永启被国家科技部聘请为国家重点基础研究计划（973）项目“光学自由曲面制造的基础研究”的项目专家组成员；并受邀分别担任国际学术刊物Physics Express、Quantum Matter、Journal of Electromagnetic Field Analyses and Applications的高级主编、副主编、及编委。

光学光电子概念范文第4篇

龚立群在讲话中指出，中原经济区吸引了全国乃至世界的高度关注，为加快河南发展提供了重要机遇，对科技创新提出了新挑战，为广大科技工作者提供了广阔舞台。论坛对全省科技界深入了解世界科技发展趋势，推动科技创新与进步，为建设中原经济区提供科技支撑，具有重要意义。

梁留科在主持论坛开幕式时指出，本届论坛是河南省科协举办的一次重要国际性高层论坛，也是推进科技创新、服务中原经济区建设的具体体现。论坛旨在把目前国内外尖端的高新技术进展领域引领到河南，发挥高新技术引导产业转型的重要作用。这次论坛集中介绍了“小分子药物、电话和数字通信、光电子器件、微波通信”等领域目前国际上最新研究进展和最新成果，以激发更多科技工作者创新活力，提升创新能力，促进产学研用紧密结合，助推产业转型升级，为中原经济区建设贡献力量。

克里斯托弗・阿达米（Christoph Adami）：金融市场的进化博弈论

阿达米是将进化博弈理论成功应用于宏观金融市场分析研究的先行者，美国太空总署“杰出贡献奖”获得者，美国著名科学家，美国密歇根州立大学微生物学和分子遗传学教授、物理学和天文学教授。阿达米教授介绍了博弈论的起源与应用历程，介绍了进化稳定策略、纳什均衡、固定点和相画像等进化博弈论的主要概念，并用简单的例子作了解释，展示了博弈论在市场经济泡沫形成现象的应用。

诺伯特・格诺特（Norbert Grote）：远程数据通信应用光子学部件近期取得的成就和发展趋势

诺伯特•格诺特是德国远程数据通信应用光子学领域著名科学家，德国亚琛技术大学物理学和光电学博士，德国研究机构“弗劳恩霍夫协会”成员。格诺特认为，全球通信网络中的IP数据交通一直高速持续增长，预计在未来五年内会翻两番。为了应对这种变化，这种光学系统所需的光子学部件的需求量持续增加，以达到更高的传输能力。

格诺特介绍了远程数据通信应用光子学部件的主要发展趋势，包括：更高速度，更低能耗，更高性能，更少痕迹，更低成本。他说，使用先进的调制格式，包括光相位调制（如QPSK格式），已经成为一项能提供总数据传输率100Gb/s以上的关键技术，结合高频谱效率和鲁棒性对抗光纤损伤。25Gb/s和40Gb/s的设备使用传统的调幅，对单路和多路的多通道传输是有高回报的，可能达到甚至超过100Gb/s的数据速率。

李同宁（Lisa）:光电子器件技术的发展和挑战

李同宁是美国著名科学家，美国InPhenix公司首席运营官和高级工程副总裁，主要负责经营公司并开发新的光电设备、医疗、光纤传感、国防、电信和工业应用等。

李同宁在报告中说，现代社会是信息社会，信息共享将世界溶为一体。光能将信息传播得最快，因为光可以以每秒30万公里的速度在空气中传播。古人用烽火台的光传递信息，电的发明又使用电灯取代了油灯，激光的发明，则使光学这门古老的学科进入了复兴时期，扩大了光学技术的应用范围，大大提高了光学技术在国民经济中的地位。光电子器件技术成为光纤通信、光纤传感、医用光学、生物光学、军事光学等先进技术领域的核心器件。而半导体电子器件技术则以它的体积小、易集成、功耗低、性能好、成本低成为激光群中一颗璀璨的明星。

他在报告中介绍了InPhenix公司研制开发的最新的半导体大功率宽带宽超辐射发光二极管和半导体光放大器及其最新的应用领域，同时追溯了半导体光电子器件的发展历程及其面临的挑战。

刘澎：小分子抗病毒药物――8个核苷的故事及其启示

刘澎是小分子药物专家、核苷类靶向药物研究领域专家、留美医学博士，2000年河南省杰出青年基金获得者。刘澎在报告中对小分子药物和抗病毒药物作了简要介绍，之后向与会者详细讲解了8个核苷类抗病毒药物的“故事”：ACV及其衍生物，DHPA及其衍生物，BVDU及其衍生物，FMAU及其衍生物，AZT及其类似物，3TC、FTC及L－核苷，ABC、ETV及碳环核苷，2’－甲基核糖核苷衍生物。

姚萌：微波通信在乳腺癌检测领域的应用

姚萌是微波通信领域著名科学家，华东师范大学信息科学与技术学院通信工程系教授，美国密歇根州立大学灯塔中心、遗传算法应用与研究实验室访问教授。姚萌向与会者介绍了微波通信技术在乳腺癌检测领域的最新应用情况。

光学光电子概念范文第5篇

（天津职业技术师范大学电子工程学院 天津 300222）

摘要：现代教育思想认为，学生是学习的主体，在教学活动中要充分调动学生学习的积极性，培养学生自主学习的能力，从而提高教育教学效果。在《基础光学》课程第五章“光的偏振”的课堂教学设计中，采用启发式教学方法及类比思维方法，可以充分调动学生学习的积极性，激发学生自主学习的能动性。

关键词 ：自主学习；教学设计；启发式教学法；类比思维法

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）01-0086-03

《基础光学》课程是我校电子工程学院电气信息大类（高本）专业的一门专业基础必修课，主要讲述几何光学和物理光学知识。本课程的学习，可使学生掌握成像和光的波动的基本理论和计算方法，为进一步学习诸如光电子器件与技术、光信息处理技术、光纤通信和集成光学等课程奠定理论基础，同时也为学生从事光学仪器的开发、光路的设计和从事光学教学等打下基础。由于生源水平参差不齐，对于理论强、公式多、理解难、知识点繁的光学课程的学习有一定的难度。笔者针对《基础光学》第五章“光的偏振”的课堂教学设计，从分析处理教材、选择教学方法、设计教学过程等方面进行了积极探索，旨在使课堂授课能够激发学生学习的兴趣，引导学生自主学习，独立完成分析、探索、实践、质疑、创造等学习阶段，实现学习目标。

工科专业光学教学存在的问题

光学课程的特点使工科学生学习起来有一定难度 《基础光学》课程知识体系独立，理论性强，加之工科专业学生物理、数学基础知识相对薄弱，对光学的学习有一定的难度。例如，在“偏振”一章中，利用菲涅尔公式推导反射光与透射光的偏振态，学生不仅要熟练运用三角公式进行推导，还要对物理概念如振动分量、传播方向等有明确认识，并要建立数学结果与物理结论之间的联系。由于光学本身有一定难度，再加上学时减少、学生基础薄弱等因素的存在，工科专业光学课程的教学模式往往会导致教师满堂灌输、学生死记硬背被动学习局面，直接影响教学效果。

与专业联系不紧密，学生学习积极性不高 《基础光学》课程本身与电气类专业方向联系不够紧密，特别是电气信息大类二年级的学生对光电子学科了解不足，往往导致“重电轻光”的局面。对学生的调查显示，超过60%的学生认为模拟电路、微机原理等与电类紧密关联的课程较光学课程更重要；大约30%的学生认为光学与电学有一定联系，同等重要；仅有约10%的学生认为光电子技术是科技发展的前沿，而其基础光学需要牢固掌握。学生不重视，学习积极性不高，就会出现旷课、消极学习等现象。

只注重理论知识的积累，不注重分析应用能力的培养 “授之以鱼，不如授之以渔。”教育的目的不仅仅是教会学生知识，更重要的是学以致用，学会运用知识分析解决实际问题。比如，学生在掌握基本理论、基本概念的基础上，创造性地提出偏振光的产生方法、偏振态的检验方法以及偏振的应用，教师引导学生将书本知识转化为学生分析解决实际问题的能力等等。但实际上由于学时有限、学生无法与教师进行有效互动等因素，导致教师采用“填鸭式”教学方式，使教学过程变成单纯教师教的过程，束缚了对学生创新能力的培养。

引导启发，培养学生的自主学习能力

《基础光学》教学大纲对“光的偏振”一章的教学内容和要求如表1所示。

“光的偏振”是在掌握光的干涉和衍射等基本波动理论基础上讲述的内容，要求学生对光的波动本性、横波性、振动态等有清晰的认识。同时，“偏振”一章讲述的内容多且杂，包括偏振与横波性关系、五种常见偏振态、反射光和透射光的偏振态、双折射现象、光在晶体中的波面与波线、偏振态的实验检验、偏振光的干涉等。教师要理清教学思路、设计教学过程、合理使用教学方法，安排讲、学、练的时间，做到教师“讲”得思路清晰、激发兴趣，学生“学”得清楚明白、认真投入。在授课过程中应引导学生独立思考、自主学习，更有效地学会知识，掌握分析解决实际问题的能力。

（一）分析教材、梳理思路、整合知识

教材中“光的偏振”一章分为9个小节，涉及知识点较多，但综合起来可总结为以下4个问题：（1）光的偏振现象与横波性的关系；（2）五种常见偏振态；（3）如何将自然光改造成偏振光；（4）偏振光的实验检验。

对本章的整体知识结构可作如下分解。

第一，明确偏振现象与横波性的关系；理解为什么偏振现象可以作为区分横波和纵波的标志；分析为什么横波有偏振现象而纵波没有，进而总结偏振的基本概念（教材第一节）。

第二，了解横波振动量振动状态的多样性，介绍五种常见偏振态，包括自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光；详细介绍自然光、线偏振光、部分偏振光，重点学习如何将自然光改造成线偏振光和部分偏振光，其中包括反射光和透射光的偏振态（教材第一节、第二节）。

第三，理解光在各向异性晶体中的双折射现象、波面和波线，理解由各向异性晶体制作的偏振器件的基本光学特性。在此基础上，进一步学习圆偏振光与椭圆偏振光的获取方法（教材第三节到第七节）。

第四，偏振光的实验检验和偏振光的干涉（教材第八节、第九节）。

其中，第一、第二部分用2学时，第三部分用5学时，第四部分用3学时，实验用2学时。笔者仅就讲解“偏振”的第一次课分析课堂教学程序设计。

本章知识框架如图1所示。

（二）以教为辅、以学为主、教学相长

1.温故引新、联系实际、激发兴趣。兴趣是学生主动学习的前提。新课的引入要起到激感的作用，使学生受到感染，产生求知欲，产生主动学习的能动性。新课的引入分为两个部分，即温故引新和联系实际。

首先，以三个关联问题温故引新，引发思考，使学生带着问题开启新课的学习，对新课的意义有清晰的认识。（1）以复习回顾的形式，向学生提出“光的波动性如何得到证实”，学生在既有知识的基础上回答“光的干涉和衍射都无可辩驳地证明光的波动本性”。（2）提出“光波是横波还是纵波”的问题，引导学生思考振动与波动之间的联系，即光的振动分量与光波的传播方向之间是垂直的还是平行的关系。以学生的既有知识或经验知识会得到“光波是横波，其振动量的振动方向垂直于光的传播方向”。（3）“如何证实光的横波性”，偏振现象可以证明光的横波性，它是如何证明光的横波性的？它与横波间有何联系？采用旧知引新知的方法，可以使学生了解知识间的连贯性，以问题的形式引入新课内容，使学生带着思考学习，学习目的明确。

其次，引用实例，激发学生学习的兴趣和热情。引用图片等媒体资源向学生展示液晶屏、偏振片、3D立体电影等基于光的偏振的新技术，理论联系实际地激发学生学习的热情和兴趣。

2.设疑置问、引导思维、以学为本。本节新课程的内容包括偏振与横波性的关系，自然光、线偏振光和部分偏振光的基本特性，偏振光的获取方法及实验检验，其中偏振与横波性的关系是本节的重点，更是关键点，只有概念明确，才能对偏振现象进行深入研究，而难点落在反射和透射光的偏振态上。关键点知识的讲解采用启发式的教学方法。启发式教学法是教师在教学过程中扮演引导者的角色，通过设置几个层层嵌套的问题，引发学生思考，在逐一解决问题的过程中使学生完成新课学习。为了学习偏振与横波性的关系，可设计如下三个问题，层层深入，引发思考：（1）创造并分析机械横波与纵波的偏振现象。学生很容易会设计出手握绳子上下抖动形成机械横波；手推弹簧，沿弹簧往复振动形成机械纵波的例子。教师演示两个实例的偏振实验，由学生观察与分析得到“只有横波才有偏振现象”的结论。（2）为什么横波有偏振现象而纵波没有呢？学生经分析得出横波的振动方向相对于传播方向具有不对称性，而纵波的振动相对于波的传播永远呈对称分布的结论，即“振动方向相对于传播方向的不对称性”是造成偏振的直接原因，就是偏振的概念。（3）光波是否具有偏振现象呢？在了解偏振片工作原理的基础上，教师实验演示自然光通过两块偏振片后出射光强随第二块偏振片转动而发生周期性变化，学生得出“光波具有偏振现象，光波是横波”的结论。

对于关键点知识的讲解采用类比机械波的思维方法，形象生动，易于理解。同时，通过学生的分析探究，可加深学生对知识的理解。

自然光、线偏振光、部分偏振光的偏振态、通过偏振片后的现象及合成与分解等内容虽是重点，但理解起来较简单，主要采取绘制振动图像，使学生建立感性认知，对知识融会贯通。

课程知识的应用与提高拟解决两个问题：（1）如何将自然光改造成线偏振光和部分偏振光。这里主要采取教师引导、学生分组讨论、教师适当补充、学生综合总结的方式，解决本节的重点同时也是难点的问题。将自然光改造为线偏振光，最简单的方法是利用偏振片即可实现；也可以利用平面界面的反射和玻堆片的透射来实现。部分偏振光的获得可利用平面界面的反射和透射来实现。反射光、透射光偏振态的确定需要借助菲涅尔公式进行三角运算和分析得到，理论性较强，运算过程较繁琐，所以可适当做详略处理：对于反射光的偏振态，教师可引导学生进行详细的推导，掌握方法；而对透射光的偏振态则可布置为小组作业，由学生仿照教师引导的方法独立学习、分析完成。（2）如何用实验的方法区分自然光、线偏振光和部分偏振光？可采用分组讨论的方式提出解决方案，方案可以在后续的实验课上通过动手操作得到验证。

本节的课程结构和课时安排，引入部分8分钟，重点知识的讲解30分钟，难点知识20分钟，例题及应用练习27分钟，课后总结5分钟。

“学生为主体，教师为主导”，这是现代教学的指导思想。教师在教学过程中要充分调动学生的学习积极性，使他们变被动学习为主动学习，变厌学为乐学。笔者通过“光的偏振”课堂教学环节设计，引发学生思考，激发学习兴趣，使学生积极参与到教学活动中，引导学生自主学习。

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