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光电技术

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光电技术

光电技术范文第1篇

【关键词】光电技术,侦察,光电干扰,发展趋势

光电技术(PhotoelectricTechnology)是一门以光电子学为基础,将光学技术、电子学技术、精密机械及计算机技术紧密结合在一起的新技术,它为获取光子信息或借助光子提取其他信息提供了一种重要手段。它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段,解决光电信息系统中的工程技术问题。这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力,将长波延伸到亚毫米波,短波延伸至紫外线、X射线、γ射线,乃至高能粒子,并可在飞秒级的速度下记录超快现象的变化过程。

光电技术的研究内容可以分为光电基础技术和光电信息技术两部分。光电基础技术体系是多门学科为基础,以器件物理技术为依托,如高光电转换效率的太阳能电池、高速低噪的PIN与APD二极管、高像素与高图像质量的CCD与CMOS图像传感器等基础光电器件的研制。光电信息系统技术包括了光电信息的产生、获取、变换、传输、处理和控制等过程。光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用,以此为支撑的光电子产业是当今世界各国家争相发展的支柱产业,是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。随着光电技术的迅速发展,半导体激光器、千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光敏二极管、LED、太阳能电池、液晶显示等在工业与民用领域随处可见,红外成像技术已经广泛应用于军事和工业领域。

光电技术的基本功能是将光学参量或非光学参量进行光电转换,完成工业检测、军事光电对抗、红外探测、控制跟踪等。光电技术在光通信、大容量光存储、生物工程与医学、工业在线检测、危险环境检测、遥测遥感、光纤传感、精密计量、太赫兹波技术等方面有着广泛应用。下面着重介绍光电技术在光电对抗上的应用及发展趋势。

各种基于光电技术的武器系统被应用于现代信息化战争中。在光电武器装备的较量中,出现了一种全新的作战手段,这就是――光电对抗(Electro-opticalCountermeasure)。敌对双方在光波段范围内,利用光电器材和设备,侦查告警光电制导武器和光电侦查设备等光电武器,并实施干扰,使敌方武器降低、削弱或完全丧失作战效能。同时,利用光电器材和设备,从而有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦查告警和干扰。光电对抗是技术可以分为光电侦察与反光电侦察、光电干扰与抗光电干扰等,如图1。

1光电侦察

光电侦察(PhotoelectricDetection),主要是搜索、截获、测量、分析、识别以及光电设备测向、定位敌方辐射或散射的光谱信号,以获取敌方光电设备类型、位置、参数、功能、用途,及时提供情报并发出警告。光电侦察分为被动、主动侦察。利用各种光电探测装置截获和跟踪敌方光电装置的光辐射,并加以分析识别,从而获取敌方目标信息情报的一种手段,叫做光电被动侦察(PassiveDetection),如激光告警、红外告警、紫外告警和光电综合告警等。利用敌方光电装备的光学特性而进行的侦察,称为光电主动侦察(ActiveDetection),即向敌方发射光束,再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别,从而获得敌方情报,如激光雷达、激光测距机。

2光电干扰(PhotoelectricityInterference)

采取某些技术措施可以破坏或抑制敌方光电设备的正常工作,其称为光电干扰,这种手段同时也可以保护己方目标。光电干扰分为有源干扰(ActiveJamming)和无源干扰(PassiveJamming)两种方式。有源干扰是利用己方光电设备发射或转发敌方光电设备相应波段的光波,对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。如红外干扰机、红外干扰弹、强激光干扰和激光欺骗干扰。无源干扰是利用特制器材或材料,反射(Reflection)、散射(Scattering)或吸收(Absorption)光波能量,或人为改变己方目标的光学特性,使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效,以保护己方目标为目的的一种干扰手段,如烟幕(Smokescreen)、光电隐身(Electro-opticStealthy)和光电假目标。

3反光电侦察

反光电侦察就是抓住光电系统的薄弱环节,使敌方的光电侦察装备无法看见己方的军事设施。主要方法有遮挡和欺骗、伪装与隐身。反光电侦察的具体技术包括烟幕、假目标、伪装(Camouflage)、隐身、摧毁与致盲、编码技术和改变光束传输方向等。

4抗光电干扰

抗光电干扰是在光电对抗环境中为保证己方光频谱而采取的行动。其在己方目标上,通过采取光电防护材料、抗干扰电路等措施,衰减或过滤敌方发射的强激光或其他干扰光波,保护己方设备或作战人员免遭干扰和损伤。它包括反多光谱技术(MultispectralTechnique)、隐身技术、信息融合技术(InformationFusionTechnology)、自适应技术(AdaptiveTechnology)、编码技术、选通技术等。

光电技术范文第2篇

面对问题,直面出击

随着工业的飞速发展和社会文明的长足进步,环境问题已经成为21世纪人类必须面临的重大课题之一,其中,空气和水体中的有机物污染尤为显著。而半导体催化技术因为可利用部分太阳光能,在常温常压下进行快速反应,且对污染物治理彻底、无二次污染而成为国际环境净化处理研究的前沿领域之一。的确,半导体催化技术是十分符合我国在环境污染治理中的高效率低消耗要求的。而由于具有价廉无毒、氧化能力强、稳定性好等优点,TiO2已经成为目前研究最多和应用最广的金属氧化物半导体光催化剂。

“该技术能够有效消除空气和水体中的有机污染物,但其中的TiO2存在光生电子一空穴复合率高和只能利用紫外光的缺陷,在一定程度上制约了该技术的工业应用,而光电催化技术则弥补了这一缺陷。”北京大学环境科学与工程学院副教授尚静说,“近年来,光电催化技术引起了广泛关注。光电催化技术,又称为电助光催化技术,其主要原理是通过外加电场促进光生电子与空穴的分离,从而提高光催化处理效率。”

经过研究发现,目前所采用的电助光催化技术还存在很多弱点。比如,现在来看,一般的电助光催化技术均采用的是光电化学池。根据电化学体系的电极数目,可分为两电极系统、三电极系统甚至多电极系统。在典型的三电极体系中,一般是用负载在导电基底上的光催化剂膜作为光阳极,Pt电极作为对电极,饱和甘汞电极作为参比电极,反应体系需借助电解质来形成回路,因此,不能应用于气相光催化降解体系,同时,也不可避免地增加生产成本和使生产工艺复杂化。而在应对促进电子空穴对分离的问题上,已知的光电催化技术均采用直流电源来解决,而不能直接、有效地利用交流电,这在很大程度上限制了光电催化技术的推广应用。另外,目前的光电催化技术主要是利用光生空穴的氧化能力,广泛用于氧化处理废水中的有机污染物,而利用光生电子的还原能力,将光电催化技术应用于还原废水中重金属的研究非常少。

诸如此类问题,不可避免地制约着光电催化技术的发展。既然看好该技术的前景,尚静自然全心投入,为改进和完善光电催化技术体系努力着,付出着。

具体问题,具体分析

面对这些问题,尚静针对其各自的特点进行了具体分析,并先后提出了3项专利申请。

针对传统光电催化体系装置复杂,不能应用于气相有机污染物降解的局限性,尚静发明了一种可应用于气、固、液三相体系来降解有机和无机污染物的全固态平面型光催化器件及其制备方法。“我们在绝缘基底上固定一对或多对条形电极,并在该基底和条形电极上负载半导体光催化剂,就可得到高活性的全固态平面型光催化器件。当在条形电极两端接通电源后,两电极之间产生的电场就可以促进两电极之间的半导体光催化剂薄膜中电子和空穴对的分离,从而达到提高光催化剂作用效率的目的。”

这样一来,这种全固态平面型光催化器件的优势就十分明显了。首先,它不需要工作电极和电解质,只要利用条形电极,就可以在施加微小电压的情况下,使光生电子一空穴对充分分离,从而使光催化效率大大提高;其次,它可以广泛应用于气、固、液三个体系,利用此平面型光电催化器件可以探讨污染物和催化剂之间的电荷迁移过程,是一种研究光催化反应中光物理过程的手段。总而言之,就是活性高、成本低、工艺简单、应用广泛、兼容性高,易于推广使用。

“在研究中,我们还发现,如果采用交流电源来促进电子空穴对的分离,将会更直接、更有效。”通过一番尝试,尚静发明了一种节能、易于推广应用、能够100%利用交流电,而且光电催化效率高的光电催化装置。其工作原理如图所示,即利用二极管单向导通的性质。使交流电压的负半部分被滤掉,所以,TiO,光阳极交替处于正向偏压和无偏压状态。这样的驱动特点,使施加在TiO2光阳极上的偏压连续变化,导致TiO2薄膜中的光生空穴很难有效地累积,能够提高光生激子的利用效率,从而加快液相污染物的光降解过程,实验结果表明,其光电协同效果比直流条件下的提高7倍以上。研究中还发现,二极管整流的交流电下TiO2光阳极的稳定性要好于直流电下。

该项发明利用交流电结合二极管为驱动方式,其优势是不容小觑的。将传统的直流电源替换成为一交流电源,同时,增设了一个或四个廉价的二极管,在这一思路下所增设的二极管,分别对应着半波整流和全波整流,这样可以使电流从TiO2阳极通过电解质溶液流向对电极,从而促进半导体催化剂产生的光生电子和空穴的分离效率,解决TiO2薄膜内空间电荷的累积问题,进而提高光催化效率。“采用交流电还有一个比较直接的好处,那就是可以直接应用,而不必再加上额外的装置进行转化。”尚静解释道,“这不仅是节约资金、降低成本的问题,还可以增强装置的稳定性,进行推广使用也比较方便。”

光电技术范文第3篇

提高教师知识水平在教学过程中,教师具有主导作用,因此提高教师知识水平可以有效地提高教学质量。这可以通过以下几个方面来实现:(1)要求教师多看书、多查资料来了解光电子技术的基本内容,并时常关注光电子技术领域的新进展,做好与时俱进;(2)送教师到光电子技术水平较高的院校进修、参加光电子技术方面的国内国际会议或到相关的企业学习,通过向他者交流学习来提高自己;(3)鼓励教师进行光电子技术方面的科学研究,这可以使教师对该方面的知识有更深入的了解。适当变更授课内容光电子技术发展迅速、学生的知识需求也在逐渐变化,这就需要不断的对授课内容进行调整,具体来说就是删旧和增新:(1)册l旧,册l除或压缩己学过的或陈旧的内容。如《光电子技术》课程一般都是开设在《光学》后的,所以有些光辐射的知识在《光学》中己经讲过的就可以删除。一些陈旧的光电子如阴极射线管,现今应用比较少,讲解的时候就可以压缩课时和授课内容。(2)增新,增加相关的新技术。摘取国内外期刊上发表的最新技术进展进行讲授,既丰富了课堂内容,又拓宽了学生视野,还可以培养学生的科研意识。

改革教学方法课堂教学是所有的教学环节中最重要的一环,用什么方法进行教学是非常值得我们探讨的。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:(1)引导学生建立长远学习动机。由院系组织,请往届毕业生返校或知名工程师做光电子技术方面的学习和研究体会报告,让学生知道为什么要学光电子技术,学好了以后可以干什么,帮助学生明确自己的学习目的,建立长远的学习动机。也可以在讲课过程中举一些生活中的光电子技术应用实例,如PPI是怎么投影到屏幕上的,光电池怎么把光能转化成电能的等等,让学生对“学了这个有什么用”有个直观的认识,促使他们主动去学。(2)运用多媒体,增加授课的信息量。多媒体课件有形象、直观的优点,可以增加学生学习的趣味性,因此作为现代化的教学手段,它可以大大提高教学的效率。但是也不能一味的依赖多媒体,要注重与板书的结合。如在讲解电光调制时,用多媒体展示电光调制的示意图,再配合黑板板书推导进行讲解,才能够更有利于学生对授课内容的理解。(3)增强实验教学。实验有助于学生对所学知识的深入理解,还可以增强学生的动手能力,因此,《光电子技术》作为技术性较强的课程更离不开实验教学。可开设的实验有很多「生,如:光源与光辐射度参数测量实验、光敏电阻、光电池及光电二极管特性参数测试实验、LED角度特性参数实验等等。改进考核办法将平时成绩、实验成绩及期末考试成绩按照20%、20%及60%的比例均纳入总成绩的评定,促进学生理论学习和实践学习两手抓。

增强师生互动教学中的教和学是两方面的,除了老师教,更重要的是学生学。增强师生互动,一方面可以让老师体会到学生对所学的课程有兴趣,老师会更愿意教;另一方面,也可以让老师对学生的知识需求及掌握程度有很好的了解,以调整讲授的内容和进度,使得教学效果达到最好。

要想上好《光电子技术》这门课,首先要明确教学目的,再在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容。在教学过程中,要注意提高教师知识水平、改革教学方法、改进考核办法及增强师生互动,以得到最好的教学效果。

作者:张颖颖 单位:南京晓庄学院物理与电子工程学院

光电技术范文第4篇

关键词:激光电视;家居全息;技术瓶颈

中图分类号:TN94 文献标识码:A

激光电视是射线管电视的一个重要形式,也是实现高解析大幅面电视的一个重要突破口。虽然OLED技术将半导体电视显示技术推向了一个新的高度,但此举难以给市场需求的大幅面电视提出足够经济的解决方案。OLED技术对于裸眼3D技术的支持也有待于进一步突破。马年春晚的舞台全息激光技术让国人眼前一亮,事实上,长虹电视的有关研究可以使得本技术进入居家客厅的周期大幅度提前。

1传统激光电视技术

传统激光电视技术采用了背投技术,平面显示策略。此种策略下,电视机驱动三色激光器,通过直流电机驱动的扫描棱镜和步进电机控制的成像棱镜,在电视屏幕上直接投射并透射出相关影像。

归纳来讲,传统激光电视技术存在三个弊端:

(1)体积较大。采用了背投技术的传统激光电视,为了保障电视激光束的合理投射角度,其屏幕后方空间必须设计较宽大的透射区,“大肚子”电视的布局无法回避。

(2)刷新率低。基于机械马达驱动的刷新系统,即便运行在1.5万rpmin的转速下,完成1990线的4K高清扫描也需要0.13min,如果实现80Hz的舒适扫描频率,必须使得扫描马达达到1000万rpmin。迄今为止没有任何一个步进电动机可以实现如此高的转速。

(3)视角较小。OLED实现了接近180度的舒适视角,背投激光电视因为基于背投技术,其视角较难实现工程级别的突破。

2全息概念为激光电视带来生机

智能家居对于基于激光交互技术的激光电视的革新需求主要以下3个方面:

(1)智能茶几技术。当前的智能茶几是基于OLED技术或者LED技术的茶几表面,采用全触摸控制技术和钢化玻璃表面技术,使得茶几的LED显示器实现互联网接入和智能互动。智能茶几当前在智能家居中的地位是作为客厅的第二块屏幕存在的。但在PDA技术的冲击下,智能茶几显得较为多余,因为实际客厅中,智能茶几无法坐稳第二块屏幕的位置,甚至会为每一个PDA屏幕让位。且基于OLED和LED技术的智能茶几形态单一,防水性较差,难以与皮革、实木等材质相结合。

(2)智能厨房技术。使用PDA在厨房看菜谱的习惯已经在很多家庭中成为习惯,但PDA防水防油性能不佳,进入厨房后没有合理的安放方式,也较容易发生跌落等事故。所以,基于全息技术的激光电视进入厨房就成为厨房智能化的首选交互方式。

(3)实时交互技术。智能化家居门禁技术、智能化灯光控制技术和智能化家居稳控技术,均要求有一块可以跟随用户走动的屏幕,这块屏幕最好质量为零,无需携带,召唤即来。而这种技术在全息激光电视技术中能得到完美支持。

3智能全息3D激光电视的技术及经济需求

付瀚毅(2014)对激光全息技术在智能电视技术中的技术应用进行了全面研究,且制作了第一台概念机。虽然概念机的成本价格较高,但其各项成本均有通过产能的放大化进行压缩的可能。冯传岗(2011)经过研究后认为,使用激光技术的全息电视会成为21世纪电视产业的核心竞争者,激光家居全息技术会成为21世纪改变居民生活方式的核心技术之一。

3.1硬件需求

首先,使用空气投射技术的高亮度激光透射管,每空间至少应该有3处部署。激光器能量应该在9W以上,因为其透射角并不大,扫描线并没有4K视频复杂,所以,其电机压力较小。15000rpmin电动机足够实现扫描要求。

其次,因为以上数据处理中心的实质是基于低精度电子全站仪的人员定位、红外摄像探头的手势识别、激光电视投射设备的全息投射三位一体的设备,核心处理器为后置台式设备,而近端处理器采用价格低廉的全志8核心设备足够满足单一探头的近端控制。所以,分布式系统成为智能家居的核心业务。

核心业务采用基于IBM架构的家庭计算机主机,运行在2.4GHz以上的前端主频、8个独立处理核心、运行在16GB运行内存,可以基本满足系统的核心处理支持。激光电视透射系统包含两个轴向的步进电机,32位步进电机控制版,基于全志8核心系统的近端控制器。收拾识别和人员定位近端控制器同样采用全志系统实现近端数据处理。

3.2经济需求

人员定位精度应该在0.5m以内,人员矢量定位角度应该在15度以内,人员手势定位应该在0.2m以内。虽然低精度电子全站仪的定位精度足够实现此技术,但低精度电子全站仪的成本目前仍然较高,在3000元左右,激光器和红外摄像装备的价格也难以更大限度的压缩,所以至少需要两个低精度电子全站仪的家居电视系统整体成本难以控制在40000万元以下。

随着市场推广的进行,产能逐渐释放,系统的科技附加值会得到进一步的分摊,成本也会持续下降,未来的基于全息激光电视的智能家居产品等效今天购买力应该在15000元上下。也有可能未来的位图图像识别技术可以实现更高级别的动作识别,电子全站仪被软件替代后,系统的终端售价应该会小于1万元。这就为市场需求的进一步放大提供了技术支持。

结语

随着互联网技术的发达,作为单向媒体终端的电视机即将被家居淘汰的趋势已经越来越明显,这也是一个历史潮流。但电视技术不但不会被淘汰,还会随着科技的发达始终作为家居的核心存在。可能不久的将来,壁挂电视像以往的射线显像管电视一样成为历史。但具有智能交互技术的激光电视还会成为家居的核心交互设备。电视机和电视背景墙在家居概念中逐渐消失以后,激光电视技术会使得电视在家居中“无处不在”。这是在不久的将来就可以实现的新生活方式。

参考文献

[1]徐大雄.全息术的新进展:数字激光全息三维图像信息处理和传输[J].中国品牌与防伪,2010,12(12):99-101.

光电技术范文第5篇

关键词:光电检测技术;培养目标;教学改革

作者简介:闫俊红(1978-),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学信息工程学院,讲师;李文涛(1963-),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学信息工程学院,教授。(内蒙古 包头 014010)

基金项目:本文系内蒙古科技大学教改项目(项目编号:JY2011021)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)04-0056-02

一、“光电检测技术”课程教学现状

光电检测技术在科学技术的发展史上占有重要的地位,“光电检测技术”的教学和研究也越来越得到国内外高等院校和科研机构的重视。目前国内开设“光电检测技术”课程的高等院校达50多所,专业覆盖了测控技术与仪器、光电信息工程、光信息科学与技术、电子信息工程、通信工程、应用物理、探测制导与控制、生物医学工程等。[1-3]

内蒙古科技大学(以下简称“我校”)测控技术与仪器专业充分结合教育教学背景及教学资源,以培养宽口径、综合实践型人才为目标,以光机电算一体化为主体,以光电为特色,开设了“光电检测技术”课程,对于培养具有创新能力的综合实践型人才具有良好的促进作用。该课程衔接了“工程光学基础”、“单片机原理及应用”、“智能仪器”等,不仅能够使学生了解光电领域新技术的发展和应用,更有利于培养学生的综合实践能力和创新能力,拓宽测控技术与仪器专业的就业口径。“光电检测技术”课程具有内容多、应用性强、发展快等特点。如何通过课程教学与实践,使学生熟练掌握各种光电检测系统的设计,提高学生的综合实践能力,各高校测控技术与仪器专业都做了很多探索。[4,5]本文根据自身的教学实践和对我校测控技术与仪器专业的教学开展情况,结合我校的培养目标对“光电检测技术”课程的理论教学与实践教学做出了改革探索,提高课程的教学质量。

二、“光电检测技术”课程改革思路

“光电检测技术”课程是我校测控技术与仪器专业一门重要的专业基础课。该课程内容丰富、实践性较强,着重培养学生计算机应用、测量与自动控制、智能仪器设计等领域的综合实践能力。根据培养目标和专业设置的变化,我校“光电检测技术”课程经历了几次改革。第一,为适应光电检测技术的蓬勃发展和学生就业的需要,开设了本课程,共50学时,包含了光电子和光电检测两部分,课程的内容主要是光电传感、检测原理及光电检测系统等几部分。第二,由于测控技术与仪器专业培养目标及培养方案的调整,为满足我校学生的就业需求,将该课程的教学内容及教学学时数进行了改革,内容上着重光电检测及光电检测系统的设计,学时更改为32学时。第三,为突出本校的办学特色及教育教学优势,在教学过程中不仅注重基础理论的讲授,更注重对学生综合实践能力的培养,对“光电检测技术”课程教学环节及实践环节进行改革,以培养工程实践型人才为目标,充分培养学生创新思维和综合实践能力,满足社会对高层次检测技术人才的需要。

三、“光电检测技术”课程教学改革实践

1.教学内容改革

由于开设“光电检测技术”课程专业的多样性,应根据各个专业的培养要求合理选择教学内容。结合我校测控技术与仪器专业的培养目标,对“光电检测技术”课程的教学内容进行了改革,目的在于使学生通过课程的学习,既了解光电检测技术的发展前景、光电器件的工作原理及光电检测的基本方法,又能对光电检测系统的设计有整体的把握,达到课程的教学目的。具体改革方案如下:

(1)注重基础,突出重点难点,合理安排教学内容。目前“光电检测技术”教材内容各有优缺点,有些教材较注重基础理论、基本原理,而对光电检测系统设计的内容介绍较少;有些教材兼顾理论教学与实践教学,但对于光电检测领域新技术、新发展的介绍较少,使教材内容落后于光电产业的发展;有些英文教材在光电检测技术新发展方面的编写较为突出,但对光电检测技术及光电检测系统的整体性上把握较差,且与教学大纲不符。因此必须结合本专业需求,合理选择“光电检测技术”课程教材内容,做到基础知识重点讲授,难点重点精讲细讲。例如光电检测器件是光电检测技术的重要内容,在教学中着重讲解光电器件的工作原理、结构、性能参数及应用范例,而对于光电检测器件的偏置电路、前置放大电路、匹配滤波等前期课程中已经涉及的内容进行略讲。光电探测器分为光电效应型和热电效应型,由于热电器件在“热工测量仪表”课程中为重要学习内容,在本课程的教学中将热电器件一章改为自学。而涉及计算机接口等内容由于在“单片机原理及应用”中详细讲解,在本门课程中将其删去。

(2)结合测控技术与仪器专业的培养目标及专业设置,补充反映专业特色的内容。结合我校冶金背景、测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业需求,加强本课程与其他专业课程的衔接,对光电检测的新理论、新技术、新应用和新成果进行了补充。例如在光电检测方法的讲解过程中以智能机器人定位技术为例介绍光电器件的应用,激发学生自主学习的动力。在讲解光电位置传感器时,以光电位置传感器用于智能汽车防追尾系统为具体案例,启发学生认真思考,激发学生的学习兴趣。在讲解激光器、光电耦合器件CCD的过程中,结合器件的应用背景,把器件最新的制作工艺、应用前景介绍给学生,并将光电耦合器件CCD的成像原理与手机采用CMOS的成像原理进行对比,激发学生的学习兴趣。根据学生的就业需求,在课程的教授过程中补充与冶金企业生产过程密切相关的光电检测系统。例如基于CCD的锅炉燃烧控制系统,以光电耦合器件CCD获取锅炉内部燃烧图像,用图像信息确定炉膛内部的温度分布,确定锅炉内部燃烧机理,及时有效控制锅炉燃烧效率,达到锅炉温度控制目标。结合科研课题“基于CCD的比色测温研究”,将CCD的应用领域进行拓展,使学生系统全面地掌握光电系统的设计,培养学生的工程实践能力。

(3)立足培养综合实践型人才,加强光电检测实践教学环节。实践教学有利于培养学生的综合实践能力和创新精神,该教学环节学时有限,如何在有限的学时内完成预期的目标,必须对基础验证型实验、综合型实验及创新型实验的比例作出调整。光电检测实践教学以我校光电检测实验室为基础,秋实科技创新实验室为媒介,构建实用型光电检测实验教学平台。在具体实践教学中,采用基于项目设计的实验教学方法,合理保证基础验证型实验,并结合集中演示的方式进行教学,提高综合型及创新型实验的比例。我校光电检测实验室的主要实验设备有CSY-2000型光电检测实验台,包含光电传感器模块、信号采集模块、信号处理及自动控制模块等。在实验室内不仅可以完成光电探测用光源、光电探测器原理及特性等验证性实验,还可以根据具体的对象搭建实用的光电检测系统。秋实电子实验室致力于鼓励大学生完成科技创新活动,在光电检测实验平台的基础上,结合秋实电子实验室现有设备,可以完成综合设计型实验,例如智能机器人视觉系统、智能小车竞速系统、智能小车防追尾系统等设计,帮助学生在完成“光电检测技术”基础知识、系统理论学习的同时,提高学生的实践动手能力,使学生通过实践环节的学习,达到培养工程实践型人才的目标,并结合科研课题增设创新型实验,以具体的科研项目拓展实验教学内容,及时反映光电检测的最新发展情况,培养学生的科研创新能力。

2.教学方法改革

“光电检测技术”是一门多学科交叉科学,如何提高教学质量、提升教学效果,使学生既能有效地掌握基础理论、基本方法,又能灵活运用基本原理。传统的以课堂教学为主、实验教学为辅的教学模式必须进行改革。

(1)有效地将课堂教学、实践教学相结合,引入多元化教学方式,增强教学效果。如讲解光电效应的过程中,采用图文并茂的多媒体课件形式,制作动画效果,将涉及半导体理论的抽象原理直观形象地演示出来,并以日常生活中光电探测器的应用为实例,激发学生的学习兴趣,拓展学生的视野。在讲授光电器件的性能参数过程中,量子转化效率、光电响应度、光谱响应范围、光电响应时间等性能参数均为抽象的物理参数,而光电器件的性能参数又是光电检测系统设计的关键,在讲授中以光电检测系统中光电器件性能参数变化对系统测量结果产生的影响为例进行讲解,以直观的数据将抽象的物理参数简单化。

(2)充分发挥学生的主观能动性,提高学习效果。在课堂教学过程中,充分发挥学生的学习积极性,加强学生与教师的互动,活跃课堂气氛,提高学生的学习效果。如绪论部分引入光电产业的发展前景,以日常生活中的小故事为例,引出光电产业的背景及发展趋势;以创新型实验为例,鼓励学生根据日常生活中的测量参数设计光电检测系统,发挥学生的主观能动性,培养学生的综合实践能力。

(3)改变考核手段,注重培养学生的综合能力。课程考核是评价课程教学质量的重要手段,传统的考核方式均采用卷面形式,具有一定的局限性。本课程采用卷面考核成绩、课堂提问、综合设计作业成绩相结合的考核方式。其中课堂提问成绩根据课堂提问结果给出,及时考查学生对所学知识的掌握程度。综合设计作业成绩以学生所完成的综合型创新型实验报告书给出,全面考查学生的综合能力。将三部分成绩结合起来,合理反映学生对于本门课程的学习情况。实践表明这种方式极大地调动了学生的学习积极性,取得了良好的效果。

四、结论

结合我校测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业情况,对“光电检测技术”课程教学进行改革,首先对课程教学内容体系进行了优化,接着采用项目教学法对原有实践教学环节进行改革,加大综合型创新型实验的比例,最后对教学方法进行改革,以有效的教学方式达到预期的教学效果。实践结果表明,课程内容体系改革、实践教学改革和教学方法改革提高了本课程的教学效果和人才培养质量。

参考文献:

[1]罗先河,等.光电检测技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,

1994.

[2]雷玉堂.光电检测技术[M].第2版.北京:中国计量出版社,2009.

[3]郭培源,付扬.光电检测技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.