光纤通信知识点
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光纤通信知识点范文第1篇
广大广电系统的思想政治员工只有通过加强理论学习，才能正确把握当前思想政治工作面临的新形势和新问题，只有通过强大的理论武装，才能培育自己用战略思维、发展眼光看清楚复杂局势中思想政治工作的本质。在社会主义现代化建设和改革开放形势下，全社会的联系变得复杂起来，新的社会矛盾关系不断产生，随着市场经济体制的逐步建立和经济全球化的大趋势要做好新形势下的广电思想政治工作.加强和改进新时期的广电思想政治工作，必须探索和研究出一条可行有效的路子。思想政治工作必须适应现在社会形式的新情况，不断创新。在思路上，也要由被动转变为主动转变；在内容上，由单一的思想教育向提高整体素质转变；在形式上，由集中、统一、大型的活动向小型、灵活、多样的方式转变。
首先我们要做到的便是要转变观念，观念的创新是推进发展的前提条件。创新思维是广电网络思想政治工作改革创新的内在要求，创新思维是企业思想政治工作创新的必由之路。
在新的环境下我们还应以全新的思维方式培养出优秀的人才，便于适应企业跨越式发展的需要。
其次我们要立足现实，要针对新情况，新问题，着重向市场领域开拓，进行超前教育。
紧扣时代脉搏，从实际出发，丰富思想教育内容。在新形势下，广电网络企业面临改革、改制和发展的繁重任务，只有抓住理论武装这个首要问题，努力回答大众关心的重大理论问题，才能巩固和发展干部员工团结奋斗谋发展的共同基础。并且我们要适应现代企业制度建设和发展趋势，提高思想政治工作的科学化、知识化、信息化程度。
二、如何做好广电系统思政工作
从事实中，我们不难看到安全播出工作做得好技术先进固然是非常重要的一个因素，但技术的先进只是为了把人从繁重的体力劳动和紧张的精神压力中解放出来，安全播出的主体还是人，所以从本质上说加强思想政治工作，做好人的工作，通过加强“人防”来保障安全播出是目前做好安全播出的有效手段。那么如何来切实加强思想政治工作呢？我认为应该做好以下几点：
1、加强理论学习，为开展思想政治工作做基础。干部的理论学习是思想政治工作的首要任务，也是开展思想政治工作的坚实基础。掌握基本理论和现代社会多方面的知识，认清社会和人的思想、行为和发展规律，尊重并按照规律做好人的工作，提升素质，是干部走上领导岗位的重要条件之一。在社会主义现代化建设进程中，各级干部肩负团结、宣传、动员人民群众的历史重任，必须具备较高的理论素养和运用理论解决实际问题的能力。
2、加强人才选择制，为充实政工队伍力量做基础。不拘一格，创新选、用、育人长效机制一是选配高素质人员，充实政工队伍力量，同时使思想政治工作与经济工作互相结合，互相促进，避免出现经营与政工“两张皮”现象。把思想政治工作的主要任务―――调动人的积极性开展起来。一个人在工作中是否主动开展工作，对事物的结果会产生完全不同的效应。思想政治工作的最主要的一个现实作用，就是通过多种途径，有效挖掘人的潜力，让人从被动做逐步转化成主动做，不断调动人在岗位上的主观能动性，更好的为中心工作服务。形成“人人参与，人人有责”的思想政治工作新氛围。并且开发广电人力资源，推进政工队伍建设。要选择与政工相关专业或热爱政工工作的人才，加强政工人才与其他人才的岗位交流。要从岗位的实际要求出发，打破身份、学历、专业、职称等界限，让这些有潜质、基础较好、热爱广电工作的年轻人有机会到广电岗位上磨练成长；鼓励和支持广电人员向“一专多能”复合型人才发展。同时对广电人员，要重培训、提高理论素质、下基层、磨练坚强意志；压担子，积累工作经验；常轮岗，增长工作才干。
3、加强思想创新，为思想政治工作做促进作用。广电系统运作具有非常周密的特殊性，要求思想政治工作在内容上务必由旧变新、由虚变实。广电系统的思想政治工作要抓住主要矛盾，抓关键问题；广电系统的思想政治工作应该与新时代形式的各项工作紧密结合起来，互相渗透、互相促进。做好广电系统的思想政治工作，理顺矛盾和情绪，提高人的思想觉悟，对各项工作能起到直接的促进作用。
光纤通信知识点范文第2篇
一、引言
研究型教学模式是相对于以单向性知识传授为主的传统教学模式提出的。它是以培养学生综合素质，尤其是实践能力和创新能力为目的，以问题为中介，以研究为手段，以教师和学生的良性互动为基础的一种新型教学模式，也是融学习与研究为一体的教学方法。其主要优点是可通过一个个的问题和专题对学生进行引导，调动学生的参与热情，提高学生自主发现、研究和解决问题的能力，从而培养自主创新型人才。
传统的课堂教学模式，更多地注重依照教材内容来进行授课，虽中规中矩却难以培养出学生的创新精神。研究型教学模式以学生为主体，以促进创新为目标，越来越受到高等院校的重视。德国的洪堡最早提出了科研与教学并重的思想[1]，提倡通过研究进来促进教学。但直到20世纪末，研究型教学才真正得到教育界的普遍关注。在美国、芬兰、德国、丹麦等国家的大学本科教学体系中，已经开始了研究型教学的实践，逐渐形成了一系列的实践方法和经验[3]。根据研究型教学理念，一些世界著名高校推出了“新生研讨课”、“本科创新训练计划”、“本科生科研计划”等多种措施，把研究性和创新性教学作为本科教育的一个重要组成部分来广泛实践。
国内关于课程的研究型教学实践也开始得较早，如南京大学的全国教学名师卢德馨教授在20世纪80年代就开始了对大学物理课程研究型教学模式的探讨[4]，并通过举办研究型教学研讨会推广研究型教学理念和具体操作方法。教育部于2005年在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中明确提出要“积极推动研究型教学，提高大学生的创新能力”[6]。此后，我国教育界开始普遍重视并推行研究型教学。可以说，建立研究型教学体系是当前我国高校教学改革的重点和热点。
《光纤通信》课程是光学工程学科方向光信息科学与技术本科专业的核心课程。本文将把研究型教学方式全面引入《光纤通信》的教学过程中，并对其中的相关问题进行讨论，分析《光纤通信》研究型教学的主要内容，阐述“授人以渔”的核心理念和在具体课程中的实现途径，为其他课程研究型教学实践提供参考。
二、《光纤通信》研究型教学的主要内容
《光纤通信》是本科光信息科学与技术专业的主干专业课程以及军用光电专业的选修专业课程。基本目标是让学生全面掌握光纤通信的基本概念、基本理论和关键技术，掌握光纤通信系统各个组成部分基本原理和系统设计集成方法，了解现代光纤通信新技术的发展和应用情况，培养和提高大学生的应用能力、创新能力和科研能力。
《光纤通信》课程的一大特点是在一定理论基础之上的实践性和灵活性。实践性强，意味着要解决很多具体的应用问题;灵活性强，意味着很多问题有着开放性的设计结果，因此特别适合进行研究型教学。在《光纤通信》研究型教学的具体实施上，主要包括以下几部分研究内容：
1.《光纤通信》研究型教学的教案设计。以亚利桑那大学Palais教授的《光纤通信》(第五版)教材为基础，参考Gerd Keiser《光纤通信》等教材经典内容，广泛收集教学资料和相关资源，持续更新设计教案。
《光纤通信》课程分为4大块：光纤传输理论、光器件、光纤通信系统、光纤通信新技术。这几部分内容各有特点，又有机联系组成一个整体。教案的设计应当融科学性、实践性、创新性于一体，并紧跟前沿，随着技术的进步不断更新，使得学生不仅获得知识，还培养了创新和实践能力。通过对教材和各种参考资料的提炼，使用一个个的案例，并提供实验条件，鼓励学生自己动手，提高教学内容的趣味性和层次感，激发学生的探究热情。
2.《光纤通信》研究型教学专题设置。研究型教学专题一般选择特定的教学知识点，并与实际工程实践相结合来产生，主要目的是研究并解决实际问题。研究型教学专题的设置是研究型教学的核心组成部分，贯穿于课堂组织、教学设计以及成绩考核等教学全过程。研究型教学专题的设置应与授课对象的基础知识相适应，并紧密结合教学知识点。
《光纤通信》属于理工结合，偏重于实践的一门专业课程，学习的目标就是要解决系统设计应用中的实际问题。因此，拟定研讨专题时，要明确需要解决的具体问题。从光在光纤中的传输规律，光源、光探测器等光器件到光纤通信系统设计，有很多值得展开探讨的问题。这些问题宜小不宜大，宜半封闭而非全开放。比如：“探测器的灵敏度和响应度有何区别?又有何联系?如何分别提高探测器的响应度和灵敏度?”“如何减少色散?”“如何设计数字光纤通信系统，达到 GHz通信能力?”每一个小问题的设计和相对大一点的教学专题的设计，必须紧扣教学内容的关键点，这样才能达到举一反三、抛砖引玉的目的。
3.《光纤通信》研究型课堂教学组织。互动是研究型课堂组织最重要的方式，这就要求专门分析光纤通信课程教学全过程中的知识要点，从每一个重要的知识点出发，有针对性地考虑，每一个知识点的互动方式也有所区别。通过设定典型的、具有深入研究价值的问题，与学生展开自然的而非刻意的互动，不知不觉中增强学生的自主性和创造性，使学生经过自己的质疑、比较和判断，并分析、综合从而得出结论。
课堂教学主要包含知识点讲授、课堂讨论和分析总结三部分。与传统教学有所区别，课堂讲授并非全部按照课本内容，而是突出讲真正的重点和难点，其他一些内容则要求学生进行课前预习和课后自学，时间分配上将课堂讨论作为主要的教学时间，以提高学生在教学过程中的参与性，在课堂讨论中要做到热烈而有序。最后留出一小部分时间来由教师进行分析总结。
4.《光纤通信》研究型教学的评价与考核设计。在研究型教学模式下，考核评价方式也与传统教学有所区别。建立研究型的评价体系，重视学生的学习主动性，关注学生的研究过程以及研究中学生团队的交流与合作，最终落脚于学生解决具体问题的能力。
我们在《光纤通信》研究型教学考核中，结合具体的专题进行了详细设计，考核内容贯穿于整个教学过程，考核形式不拘一格。如课堂上的表现，包括提问、讨论、小组答辩，作为平时成绩的一部分;课后提交的研究报告、设计方案甚至以此作出的课外竞赛成绩等，也打分并作为另外一部分。把大纲规定的平时考核成绩细化量化，期末考试成绩与平时成绩通过一定的比例结合，加入到总成绩中。
三、“授之以渔”与实现途径
研究型教学模式的核心就在于“授之以渔”，主要培养学生自主学习、自主创新的能力。比如，在课程结构方面，在原有课程框架基础上，安排一个个的研究专题，突出重点，但又循序渐进进行教学;在教学内容方面，不仅需要学生掌握分门别类的专业性的学科知识，也需要学生建立学科交叉的综合性、开放性的知识体系;在教学方法上，教师从“灌输式”改为“启发式”教学，注重学生科学思维方法、科学研究方法的培养，帮助学生建立对行业领域发展问题和机遇的洞察力。
在具体实现途径上，主要有以下几个方面的措施：
1.大范围地查阅相关书籍、文献资料，不仅包括实际知识内容上的资料，也包括其他大学研究型教学方法的借鉴。在具体学习知识内容上，对于每一个章节，分析重点内容以及与相关知识点之间的联系，提炼出可以研究讨论的专题内容，设计好相关的研讨问题与题目。
在问题设计上，注重专注核心，能够使问题层层递进，抽丝剥茧，能够引导学生进入认识问题—解决问题—发现新问题—解决新问题的过程。再学习其他大学的研究性教学的论文资料，吸收其他大学开展研究型教学的成功经验，应用于我们的教学实践之中。
同时，将查阅到的扩充性学习资料通过网络教学平台给学生，帮助学生更好地掌握和应用理论知识，开阔学生的视野。具体包括：研究性学习的方法与实施、图书馆数据库的使用说明、科技文献的检索与阅读、科技论文的写作、光纤通信相关的大量参考书及教材、光纤前沿讲座等资料。
2.教师在教学中增强互动与提问，同时课内、课外有机结合。课堂上设计一个个递进式的前后衔接、相互呼应的问题，诱使学生一步步地深入，通过教师的提问与点拨，使学生问有所思，思有所得，容易引起学生的积极思维和兴趣。其中有些问题也许会涉及到其他相关课程的知识，授课时积极引导学生利用发散型思维方式，并使用所学习的多门课程知识去解决一个实际问题，这样就会使学生解决问题的综合能力得到提高。
课后，须对学生提出一定的要求，首先要提前预习，对课堂上的内容有所准备;同时课后留作业练习，包括一些开放性的研究型问题，把学生课后的时间充分利用起来。要求学生3、4个人一组，广泛阅读有关资料文献，提出问题的研究方案，最后写出报告并在课堂上做汇报。这些方式有助于提高学生的主动学习能力、问题探究能力和团队合作精神，提高解决具体问题的能力。
3.提高教员本身的素质和能力。研究型教学模式的实施，任课教师是关键。首先要自身基础要牢，熟练地掌握课程内容和各个部分的内在联系，还要了解研究课题所涉及学科的最新动态和课题取得的最新研究成果，不断进行知识更新。同时要熟练运用科学研究的方法和手段，并建立创新研究的理念。在具体实施上，采用新老教员搭配，以教学团队课题组的形式承担课程，课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师作为负责人，对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导的同时，组织课题组对各个章节的内容、研究专题的设计、课堂组织、课后开放性作业的布置等一起讨论修改，大家互相交流，不断切磋，并通过教研室、系、院多级多次试讲，发现问题并不断改进，从而共同进步。
四、结语
研究型教学是建立在教、学互动基础上的一种全新的现代教育教学模式，其目的是培养学生的创新精神和实践能力，也是发展素质教育、进行教学改革的重要举措。本文将研究型教学方式全面系统地引入《光纤通信》课程之中，尝试教学方法实践并就实践情况进行了研究型教学的课堂应用设计，对于推进研究型教学改革，改善教学质量，培养高素质新型人才，都具有较大的研究意义与应用价值。
光纤通信知识点范文第3篇
关键词：光纤通信 实验 OptiSystem
中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0006-04
光纤通信系统作为国家级电信网的骨干系统，光纤通信技术以其独特的优势成为我国发展最快的技术之一，因此“光纤通信”课程近年来一直作为我国理工科院校的重点专业课程。该课程开设的目的是使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法，了解光纤通信技术的实际应用和最新发展方向，为今后从事通信领域的工作打好必要的专业基础[1-2]。
由于课程涉及面广以及物理概念繁杂深奥，使学生理解起来非常困难。而且，由于光纤通信的设备器件都很昂贵，限制了国内大部分院校的实验仅通过简单的光纤实验箱完成，对实验过程中的每个器件的输出结果无法观察分析，导致学生对光纤传输系统并没有一个全局的认识。目前，针对“光纤通信”的教学实践中存在以下几个问题：（1）概念抽象难懂，器件构造原理复杂，不适合学生融会贯通掌握知识。（2）课堂教学模式单一，不能很好地调动学生的积极性与创造性[3]。（3）实验设备简单，实验内容涉及面窄。
目前国内研究光纤通信的主流软件包括VPI和OptiSystem。由于VPI软件昂贵，多用于科学研究，用于本科教学不现实。而OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都可使用。OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件与系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示，巨大的有源和无源器件库包括实际波长相关的参数[4]。
笔者将OptiSystem引入“光纤通信”教学中，以OptiSystem与课本相结合为主线，以知识构建和应用能力培养为重点，选择与专业核心要素有关的基础理论知识，用OptiSystem中的光器件理解抽象概念，用课本中的概念去指导实践中器件的选择。在此基础上进行光纤通信课程的实践教学体系的构建，将OptiSystem模拟仿真与实验相结合，增强学生对光纤通信系统的正确认知能力与创新能力。
1 建立基于OptiSystem的概念器件化的教学方法
突出基本理论基本分析方法和知识的应用，让学生在首次接触该课程时，从了解生动的发展历史入手，接|到一个开阔的视野，对所有相关课程的融会贯通，以突出“光纤通信”课程的理论性和完整的系统性，而不是让其产生理论堆积的错觉。所谓“概念器件化”就是将光器件引入基本概念的讲解中，每个光器件都对应着相关参数，而这些参数对光通信系统的影响，可以通过设置OptiSystem中相关光器件参数改变系统传输，从而让学生对抽象的概念有更加形象的认识。
以光纤通信课程中光纤一章为例，此章占全课程的课时最多，重要程度可见一斑。以光纤相关概念为例，课程涉及到光纤及光波导的基础知识，光波导中模式、色散、损耗和偏振等基本概念，以及光纤的类型。这些理论是相当抽象的，传统的教学无非是将一些动画Flash与PPT相结合，观察光线在光纤中的传播路径，而对于光纤的线性与非线性效应还是不能透彻理解。而OptiSystem中光纤的种类很多，引入光纤通信中的一些难懂的概念并对其进行模拟，就能将抽象的概念形象化，有助于学生的理解。以标准光纤为例，在OptiSystem中标准光纤的参数设定参数如图1所示。
图1（a）为标准光纤的主参数设置，其中主要包括光纤的参考波长，传输长度和衰减系数等。图1（b）中为标准光纤的色散参数相关设置，主要包括群速度色散，三阶色散和色散参数等。当然关于光纤的参数还有其他选项卡可以设置，常用的有偏振模选项卡和非线性选项卡等如图1（b）所示，这里就不一一介绍了。这些参数均在“光纤通信”课程中有理论讲解，但是概念非常抽象难懂。如果在OptiSystem中对这些参数进行设置与仿真，通过改变相关参数用频谱仪观察波形变化，可以使学生对这些概念的理解更加深入。
针对课程，笔者对所有章节所需要的相关光器件进行分类，在讲授相关章节时重点进行介绍。对于第三、四章，主要介绍标准单模光纤与非线性光纤。第五章光发送机主要将LED（发光二极管）与LD（激光器）引入课程。第六章接收机主要引入PIN（光电二极管）与APD（雪崩二极管）。第七章光网络中将引入伪随机序列，信号发生器，波分复用器，光调制器，掺饵光纤放大器，光滤波器，光频谱仪，电频谱仪，误码分析仪等。这些有源与无源光器件的引入有利于后续实验的设计与验证。
2 先虚后实，先模拟后器件的分层次教学实验体系
分层次的实践教学模式，将实践教学划分为基础认知型、综合型和创新设计型3个层次。另外，由于目前 “光纤通信”课程的实验都是基础实验，由于光器件的昂贵和易损特性，因此这些基础性实验都是通过实验箱完成的。涉及的实验结果都是仅仅通过示波器观察最后的波形，结果形式单一，操作过于简单，而且几个实验的内容过于基础已经满足不了发展迅速的光通信现状，因此，采用低成本、更贴近实验的OptiSystem软件来更深入地学习“光纤通信”课程势在必行。在传统的“光纤通信”课程实验中，由于学生对器件的不了解和操作方法不当，实验箱上很多小器件的都被烧坏。如果在实验前，学生能够先使用Optisystem进行搭建与模拟仿真，就可以避免这种情况的发生。而且学生还可以通过频谱分析仪观察每个光器件的输出结果，这样有利于对结果的分析与对错误结果的调整，也有利于学生在实验箱上的正确操作和对实验结果的正确认知。此外，笔者还将在基础实验的基础上增加综合性实验和扩展性实验，以提高学生的综合分析能力和实践能力。
笔者将以一个扩展性实验实例来说明OptiSystem引入教学实验体系的重要性。该实例是复用信号的全光波长变换实验如图2。里面涉及到光纤通信的若干知识点，包括偏振复用，四波混频，光信号调制与解调等。此系统采用连续激光模块（CW laser）生成系统光载波，其中泵浦光CW1、CW2参数设置分别为：频率为193.24 THz、193.2 THz（，信号光参数设置为，频率为193.05 THz。信号光经过偏振器（Power Splitter）后成为一对正交的偏振光，调制后经偏振合束器（Polarization Combiner）合束后与两个平行的泵浦光经耦合器耦合并送入半导体光放大器（SOA）中进行全光波长变换。
调制部分用伪随机发生序列器（Pseudo Random Bit Sequence Generator）产生速率为2.5 Gbit/s的伪随机比特流，比特序列输入NRZ产生器（NRZ Pulse Generator）调制，经偏振分束器分两路驱动MZ（Mach-Zehnder Modulator）调制器，MZ调制器消光比为30 dB，偏振合束器实现两路MZ输出信号的耦合。
解调部分采用光电探测器（PD，Photo Detector PIN），PD响应度设为1 A/W，暗电流设为10 nA，在经过低通滤波器在接收端观察眼图。
图3（a）和（b）分别表示全光波长变换前后的频谱图，可以更直观的了解四波混频效应。图4（a）和（b）分别表示接收端的偏振复用信的眼图。该实验还可以通过改变泵浦之间的间距、信号速率、泵浦与信号光之间的间距来观察实验结果，得到最优化的参数。以SOA的注入电流项为例，图5为改变SOA注入电流后，得到偏振复用信号的眼图与误码率曲线。
通过这个扩展性实验，可以利用软件仿真的方式，更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响，弥补实验设备的局限性，开阔学生的视野与知识面同时提高学生的动手能力。
3 结语
该文将OptiSystem软件引入光纤通信课堂，提出概念器件化的课程体系与先虚后实，先模拟后器件的分层次教学实验体系，并利用OptiSystem设计了光纤通信实验的一个扩展实验，可以更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响，弥补实验设备的局限性，开阔学生的视野与知识面，同时提高学生的认知能力、动手能力。通过该文提出的教学改革与实践，可以解决光纤通信课程中的概念抽象难懂、器件构造原理复杂、课堂教学模式单一、实验内容涉及面窄等问题。
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（6）：12-13.
[2] 黄震，毕卫红，张保军，等.光纤通信教学实践与总结[J].教学研究，2011，34（3）：58-59.
光纤通信知识点范文第4篇
关键词：光纤技术；创新思维；能力培养
[中图分类号] G642.2 [文献标识码] A [文章编号] xxxxx-xxxx-xxxx
一、引言
自从进入二十一世纪以来，国家对先进科学技术的重视程度不断增强。科技是第一生产力成为中国当前科技行业的重要指引。创新科技与创新教育成为了国内高校关注的重要方向。光电技术作为先进的近代科技发展行业技术，也相应受到了国内高校的特别关注，光电教育随之蓬勃发展起来，在光电教育中的创新能力培养也不断深入发展。光纤作为承载了当代信息传输交换的主要媒介，在光电教育领域则格外受到青睐。国内光电教育方向几乎都从不同角度开展了光纤教育。光纤本身的诞生、发展、成熟、提高的历史进程中，也充满了令人钦佩的诸多创新节点。比如光纤之父高琨对光纤的预言、多种多样特性的光纤的研制、光纤内的波分复用、光纤放大器等等无不蕴含着简单而又引人深思的创新实践。本文将以《光纤通信》《光纤传感技术》等光纤技术类本科课程教学为平台，努力探索分析光纤中的创新活动，实时的与课堂学生共同分享光纤发展史中的创新点；共同探讨前人创新的特点与产生源泉；尤其关注引导学生的换位思考方式，努力探索当代光纤发展中的创新实践；从而在教学过程中形成课堂教学与探讨共存，学习与创新思考并进的教学模式，为专业课程教学发展改革提供一定的借鉴作用。
二、认知创新能力培养
在光纤技术类知识体系中，创新发展是光纤技术快速稳定发展壮大的重要源泉。光纤通信以及光纤传感课程的教学过程中，光纤的发展史就是一部源泉开创、艰难发展、柳暗花明、创新加速的灿烂历程。早在十七世纪，人们就发现了水柱导光的现象。日常现象衍生出了导光的弯曲玻璃棒。光学射线理论指引下，导光的玻璃纤维----光纤随之问世。由此说明，创新源于生活、并青睐于有理论知识准备的人。
相应的，光纤发展过程中几乎难以克服的困难摆在了世人面前。当时获取的导光玻璃纤维的损耗非常之巨大，仅仅能近距离的导光传输。二十世纪六十年代，高琨先生发表创新性的论文，指出了光纤损耗的根源以及可行的解决思路，只要能够提纯光纤材料，理论表明一定能够获得长距离通信可用的光纤。此外，高琨还始终致力于游说世界各国的科技公司开展低损耗光纤的研发工作。直至1970年，康宁公司按照高琨的思想，成功研制出损耗低于20 dB/km的光纤产品。榜样的力量是无穷的，很快，世界各国多个公司开展了一系列的光纤研发，到1975年，损耗0.16dB/km的常规光纤正式问世。光纤技术的发展也正式进入了快速发展阶段。因此，创新留给有扎实理论分析能力的人，创新实践留给有恒心有毅力的长期推广应用研究并坚信科学理论的人。高琨先生因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。
光纤的发展历史中，光纤雏形的诞生以及当代光纤的问世就是典型的创新结果。我们在光纤课程教学过程中，以历史发展为主要脉络，引导学生认识、了解当时的研究背景与历程，认识创新产生的细致过程，并培养学生理解、认识前人的创新成果，为学习创新奠定基础。
三、分析创新能力培养
光纤课程的课堂讲授中，在传授知识的同时，特别关注一些学习的知识点在当年诞生时的创新。也就是说，在课堂讲授中从众多知识点中仔细梳理出的前人的创新工作，并对这些创新工作的产生缘由进行引导性研讨，通过深入的发掘分析，探究前人的创新思想产生的思维方式与知识环境基础等，为培养学生的创新思维并养成创新思维做好充分的铺垫。
光纤课程中，讲授到了光纤通信系统中，早期常用的光探测器是PN半导体光电二极管。但是，对于PN型光电二极管，从结构分析上，介绍了它的耗尽层尺寸有限，导致接收光信号被结区以外的P或N区吸收。这时，产生的电子-空穴对因结区外的电场力很小而运动缓慢，这些电荷产生的微小电流将导致PN型光电二极管对入射光信号的响应度降低，同时还额外产生了一定的时延，导致PN型光电二极管的上升时间有点长，只能用于微秒量级一下的响应系统。面对这个问题，我们在课堂上提出了一些讨论问题：“前人是如何解决的呢？”，“如果是我们面对这个问题，有没有什么解决方案？”。然后，再陈述前人的解决方案，介绍PIN型光电二极管，通过增加一层本征半导体材料，扩大了耗尽区，使得入射光充分照射在耗尽区内，而且绝缘特性使得绝大部分二极管电压落在这一层，因而其内部场强非常强。最终，PIN管的检测效率与响应速度都得到的明显的改进。这个创新的改进在于接收光结构增大改进以及绝缘材料上的压降特性应用的成果。一方面是问题出现，牵引人们思考如何解决问题，另一方面，人们充分认识了解决问题的手段并掌握了相关技术基础理论且进行了灵活运用。
通过课堂上的创新过程介绍分析阐述，引导学生在学习知识的同时，不断的考虑换位思考解决问题的方法，仔细分析前人的创新思维流的前因后果，进而养成勤学多想的思维习惯，为自身的创新思维养成做好基本的准备。
三、发展探索创新能力培养
我们的课堂不仅仅是传授知识、分析问题的课堂，也是与青年大学生共同探索新知识、创新技术的平台。传授知识的目的就是要学生掌握知识并学会运用知识，更为重要的是，在传授知识的同时，我们要引导学生探索新世界、发展新世界，培养学生具有浓厚的探索兴趣与基本的创新能力。如何培养发展探索创新能力，问题本身就始终是人类不断探索发展的课题。我们对此在课堂教学中进行了一系列的尝试性探索，着力引导学生向创新型人才的方向不断的努力。
光纤技术类课程在近年来受到了全国众多高校的重视，相应的课程也纷纷建设起来并逐渐走向成熟。光纤通信领域的巨大成就一方面给光纤类课程教学提供了充分的题材，另一方面也仍然存在着很多未知的、诱人的难题等待人们的破解。这为我们的教学实践过程中努力培养学生的发展探索创新能力提供了充分的土壤。
高速光纤通信所面临的重要问题就是如何扩容再扩容。现有光纤的色散问题、非线性问题成为限制光纤通信高速大容量的重要瓶颈之一。就此，我们在课堂上大胆进行了无限制的讨论。结合非线性四波混频问题，同学们指出了色散可以影响四波混频的成立条件。对于高功率脉冲传输，同学们建议是否可以尝试不同波长复用的脉冲在时间上交叉复用。诸如此类的问题讨论，使得课堂气氛热烈。这里讨论的问题是否能够有效或充分达到应用需求无需探究，但是，讨论的学习效果明显大大超过了简单的单向型知识传授的效果。可见，研讨教学本身尤其结合着探索创新能力培养的深度目标，将大大有助于大学本科专业知识教育与学术领域引进的教育目标的高效快速达成。
四、创新能力培养教育不能是无本之木
教学与研讨组成的创新能力培养的教学平台是大学教育的追求与近年来各个高校的建设目标。本文提出了创新能力培养的认知创新、分析创新、探索创新的三步走教学实践路线图，对创新教学具有一定的借鉴意义。但是，我们必须清醒的认识，创新能力培养不能是口号，更不能是无本之木、无水之源。
创新能力培养本身是创新思维逻辑的养成，但创新能力培养更为重要的基石就是充分的基础知识。只有学好、掌握好并能够运用好人类浩瀚知识中的一粟，才能在创新思维火花闪亮的时刻，点燃积累的知识，照亮通向创新成就的大道。
光纤技术教学中，创新能力三步走培养的过程中，我们不断强调学生做好创新必需的准备，那就是学好光纤技术基础知识。创新成就、辉煌时刻永远是留给99%的做好了充分准备的人以及1%的上帝的宠儿。我们是上帝的宠儿吗？所以我们还是努力做好充分的准备吧。
五、结束语
本文综合介绍了光纤技术课程的作用与当前大环境下的重要地位，发掘其在教学过程中培养创新思维的作用，提出了认知创新、分析创新并探索发展创新的创新思维能力培养三步走的基本思路，并特别强调了创新必然源于强大的知识背景与灵活的创新思维逻辑。希望本文初步的创新思维能力培养研讨为中国大学本科专业课程教学中的创新能力培养提供一定借鉴。
参考文献
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光纤通信知识点范文第5篇
电子科学与技术（以下简称“电科”）专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术，不仅是当代信息技术两大支柱之一，而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一，正是光电子材料与器件的广泛应用，例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外，诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用，是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见，学习光电子材料与器件的相关知识，不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响，也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生，提供了坚实的理论基础与知识储备。然而，根据笔者的调研，虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程，但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广，教学课时又往往有限（一般为32或48个学时），因此在光电子技术的实际教学过程中，讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学，而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性，并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验，研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。
1 光电子材料与器件简介
光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来，光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里，光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明，到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世；从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段；从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步，并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下，各种新型光电子材料与器件层出不穷，性能也不断提高。尤其是近年来，随着微米及纳米级加工技术的成熟，新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕，为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。
综上所述，光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位，因此，光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学，而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。
2 光电子材料与器件课程教学研究
2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择
光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识，例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等，而且与实际应用结合精密，因此，本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。
在课时安排方面，作为电科专业的一门核心专业课程，光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时（2学分），理论课学时不低于26学时，实验课不低于6学时。
另外，在教材选择方面，由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容，而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多，其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材，例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1]，西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件，但是，目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少，市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之，该书中所涉及的理论知识较深，基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见，对于光电子材料与器件这门新兴课程而言，设立统一的教材并不合适。因此，笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容，自行编写该课程的讲义与课件。
2.2 光电子材料与器件课程的理论教学
按照电科专业的专业定位以及培养目标，光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容，在光电子材料与器件教学中要弱化；而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识，要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下，让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。
在教学内容的设置方面，由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中，因此，为了便于学生的理解与知识体系的构建，笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程（共26学时）为例，该理论课程共被分成了绪论（2学时）、激光原理与典型激光器（5学时）、太阳能电池（4学时）、光通信器件与材料（5学时）、光探测器件（5学时）、光电显示器件（3学时）与光存储器件（2学时）等七个章节，这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章内容的设置上，也尽可能突出“工程”内容，弱化“理论”知识。下面，笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。
第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中，向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍，让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中，重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系，并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍，让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。
第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性，其主要内容包括三个部分：激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分，由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程，所以该部分内容为简略介绍的内容，主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重，在该部分内容中，将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似，在介绍完半导体激光器后，可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外，本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。
太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用，但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势，该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中，主要分两小节给学生介绍，第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用，让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求，然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势；第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。
第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节：第一小节介绍光纤通信的基础知识，包括光纤通信的定义，光纤的结构、导光原理、发展历史，以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中，最重要的器件当属光纤，所以，本节开始就着重介绍光纤的相关知识，包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后，又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类，并分别介绍了这两类光器件中的代表器件：掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后，在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件，例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。
第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声；其次，按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器（光电管与光电倍增管）与内光电效应探测器（光电导、光电池与光电二极管）。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。
第六章光显示器件重点介绍四种光显示器：阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。
第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。
2.3 光电子材料与器件课程的实验教学
光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连，并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件，实验课程的学时应不低于6学时，开设的时间最好在理论教学完成之后，以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面，既要保证与理论课程内容的相辅相成，又要尽量避免与其它课程实验项目的重复，造成资源的浪费。例如，许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程，并配备了相应的激光器实验。在这种情况下，如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容，不仅消耗了宝贵的实验时间，实验效果也会大大降低。
下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学（6学时）中的实验安排。
（1）实验内容：共包含六个实验项目，它们分别是：光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验（每个实验1学时）。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件，这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件，例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件；而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。
（2）实验要求：以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析，但经笔者调研，这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力，因此，在对原有的实验指导书进行改良后，笔者自行编写了实验的指导书，并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验，原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果，但是，在新改良的实验指导书中，要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流，并要求学生分析比较其差别。通过这种方式，充分调动学生的实验积极性，在具体的实验教学中也取得了很好的效果。
（3）实验方式：分组实验，共同撰写实验报告。这样，不仅提高实验效率，还能够锻炼学生的团队协作意识。
（4）考核方式：根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。
