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光电信息技术论文大全11篇

时间:2023-01-26 07:06:35

光电信息技术论文

光电信息技术论文篇(1)

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)08-0167-03

当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的,若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展,当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此,要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师,除了需要掌握本专业的课程知识以外,也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识,比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性,并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。

一、光纤通信技术简介

1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器[1],给光通信带来了新的希望。和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性极好,亮度极高,以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后,氦―氖(He-Ne)激光器、二氧化碳(CO2)激光器先后出现,并投入实际应用。激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

1966年,英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中,波长为1.55μm的光纤损耗:1979年是0.20 dB/km,1984年是0.157 dB/km,1986年是0.154 dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年,作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年,贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年),外推寿命达到100万小时,完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步,使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中,光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。

由于在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4],因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。综上所述,可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位,因此,光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5],也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

二、光纤通信课程教学研究

(一)光纤通信课程的理论教学

电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容,它们分别是:第一部分,光纤技术的基础;第二部分,光纤通信器件技术基础;第三部分,光纤通信系统和网络;第四部分,光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进,逐渐深入。理论学时总共32学时。

第一部分,光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识,比如:电信技术的发展,光通信的必要性及技术基础,光纤通信技术的历史、现状与未来。此处,可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程,并附带介绍微波通信的发展里程,然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点,让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象,重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中,光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性,这是该部分的重点知识。总之,笔者认为,第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的,不宜讲得深奥,而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理,使学生易于接受,才能提高学生对这门课程的兴趣,从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。

第二部分,光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件,这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件,学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括:基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等;光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等;光纤放大器的内容包括:掺饵光纤放大器(EDFA)、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括:普通的半导体激光器(LD)和发光二极管(LED)、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器(OSA)、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件,讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等,应结合动画或者视频讲解,甚至如果有条件的话,可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解,比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。

第三部分,光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分,包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中,光纤传输系统的内容包含:光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含:通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统(PDH)、同步数字系统(SDH)、异步传输模式(ATM)、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含:通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术(WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术)、无源光网络(G-PON、E-PON、WDM-PON)、光传送网(G.709OTN)、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术,讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等,应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解,PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。

第四部分,光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器,在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备,是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括:光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计(OTDR)的使用;光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中,重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。

(二)光纤通信课程的实验教学

对于电子信息工程本科专业而言,毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才,而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计,因此,笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而,笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时,理论教学学时为32学时,7个实验的教学学时为16学r。

根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验,认为具体的实验课程设置如下。

1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理,熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。

2.光时域反射计(OTDR)测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法,学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。

3.光波分复用(WDM)系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率,了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。

4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图,并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础,根据眼图测量数字通信系统性能的原理;学习通过数字示波器调试、观测眼图;掌握判别眼图质量的指标;熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。

5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程,了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理;了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。

6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数;利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统;了解光环行器的工作原理和主要功能;了解光环行器性能参数的测试原理;了解光纤光栅的光谱特性;学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。

7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数;利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理,了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。

通过以上实验课程,能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识,而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性,为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。

三、结束语

光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位,电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言,除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外,了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析,讨论了该门课程与该专业的内在联系,分析其重要性,并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验,提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。

参考文献:

[1]高D.激光技术应用现状与分析[J].物理通报,2007,(11):50-52.

[2]龙泉.光通信发展的回顾与展望电信网技术[J].2008,(2):30-32.

光电信息技术论文篇(2)

在我国研究生规模化教育的背景下,提高研究生教育质量,培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今,不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点,同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台,探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。

1.跨大学科的科研平台构建的必要性

随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展,跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题,而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础,也是高层次人才培养的关键,科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务,进行科研平台的整体谋划和布局调整,以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展,其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。

2.工理结合的光电科研大平台

光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台,其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下,是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力,共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台,平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展,并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广,学科交叉明显,为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。

3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容

本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切,有机结合,支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。

①光电信息材料的理论与技术

光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑,是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象,以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法,为新型光电信息材料,特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导,并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。

②光电感测技术与器件

本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面,在光电信息材料理论与技术研究的基础上,针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象,对其感测机理进行探索,对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨,对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面,根据光电器件的基础理论及关键工艺技术,结合感测信息对象的需求,开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究,以此为基础,研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺,为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。

③光电信息传输体制与系统

光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用,是感知层与应用层之间的连接纽带,负责总体数据传输和数据控制,提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下,结合国内外的技术发展和技术趋势,本研究方向重点面向智慧医疗应用,主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题,形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权,形成基于光电感测与传输的共性技术体系,为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。

4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设

学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上,所涉学院密切合作,形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名,重庆市学术技术带头人1名,重庆市巴渝学者1名,拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队,同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验,为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。

5.人才培养成效

近5年来,本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人,授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人,授予硕士学位人数超过400人,有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时,注重研究生创新实践能力的培养和提高,健全了研究生培养保障体系和质量监控制度,保障了人才培养的质量。

光电信息技术论文篇(3)

【中图分类号】TN929.11文献标识码:B文章编号:1673-8500(2013)01-0025-02

对于三值光纤通信是现代通信技术中一中新的通信技术,其主要是采用了线偏光的两个互相垂直的稳定的偏振趋向和零光强来完成光的三值编码调制出三值码元进行网络信息传输,这项新的技术进一步的提高了传统光纤的通信容量,同时这项技术实现了先偏光等通信手段的实用化,进一步加强了光纤的通信能力,极大的发展了通信技术,而且光的多值码元的编码还能提高光数字网络的信息传输率和频带的利用率。

1线偏振光的波动理论和在光纤中的传输原理

1.1三值光纤通信是一种新的通信技术,其理论基础主要是线偏振光在光纤中的波动理论。光纤通信中采用了电磁波频谱近红外光区的1300nm和1500nm两个低损耗的波段,但在光纤的通信中一般都是用经典的电磁波理论作为光纤通信的理论基础。光波属于横波,是由垂直于传播方向的,也是由其中相互正交的电场矢量和磁场矢量的简谐振动交替变换而产生的一种矢量波。当光波在物质间相互作用时,电场对物质的电场力要远大于磁场对电子的作用力,所以一般使用电场强度的振动来作为光波的振动,同时用电场强度的矢量端点在空间中的运动轨迹来表示光波的偏振状态,由于矢量的振动方向在空间中的取向是不对称性的,这样就使光波具有了偏振性。

1.2在研究线偏振光的波动中,光束中的光线的偏振状态在时间和空间中的变化是相同的,所以光束都完全是偏振光。同时光波的偏振形态一般分为完全偏振光、非偏振光、部分偏振光、有线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、有自然光、有部分线偏振光、部分圆偏振光、部分椭圆偏振光等七种,由于是在不同的媒质中对光波进行形态的描述,因此我们可以采用米勒矩阵法、复平面法、琼斯矩阵法等表述方法对光波在传输过程中的偏振形态进行表示。

1.3在光纤的波动理论中,一般采用Maxwell的方程作为理论基础来研究电磁波在光纤波动中光纤的波动,来解释光纤理论和波动原理。同时由于存在不同的光纤材料和某些环境的因素对光波的线偏振态的产生了一定程度的影响,使光纤的纤芯在光纤的横截面上的折射率的分布造成了影响,致使折射率发生了一定程度的变化,使其变成沿轴向不均匀的分布,对光波的偏振形态造成了影响。

2三值光纤通信原理

2.1三值光纤通信是采用了束线偏振光承载信息的方式,利用水平线偏振态、垂直线偏振态和零光强来表示不同的信息值,形成了三值的光信号,通过有关的通信元器件,来完成信息的加工和三值光纤通信,一起组合成了完整的三值光纤通信技术。由于存在光纤的材料、通信元器件和外界环境等因素,光信号的线偏振态在传输过程中会受到这些因素的影响而发生变化,需要使用偏振控制器才能获得稳定的光信号,所以三值光纤实现了可以直接利用卫星激光进行通信,同时还能提高通信容量。

2.2对于三值光纤通信的系统原理,其主要是由三值光信号编码器、光信号解码器、偏振补偿器、电信号转换电路等组成。(如图1所示)。

图中所表示的是在发射端输入电信号输入变换器,转换成控制信号通过控制三值光纤信号编码器,其中在光源处再输出线偏光调制成三值光脉冲序列,配合前面的步骤就输出三值光信号进入光纤网络传输到接收端口,然后利用偏置电压控制器来控制偏振补偿器对接收的三值光信号进行有关调整,再传输进入三值光信号解码器输出有关的电信号来反馈一定的信号传输进入偏置电压控制器,偏置电压控制器就会根据电信号进行相应的调整来再次对偏振补偿器进行相应的调整,当得到稳定的电信号后传入电信号输出变化器中,最后接收电信号。其中三值光信号的编码器是在电信号的控制下,利用旋光器中电控旋光效应等来调整光源所发出的线偏光来获取三值光脉冲序列。而三值光信号解码器是把接收的三值光信号使用偏振分光棱镜,沿两个不同的光路对光信号进行解码并传输。同时偏振补偿器是接收的三值光的同步码序列,分两个不同的线路的固定的相位差来补偿电信号,通过识别同步码的信号,是否启动偏振补偿器,并不断地调整偏置电压控制器,促使零光强脉冲宽度达到设计的标准宽度,通过控制接收的光信号来使输出光时设计的偏振光。

2.3在三值光纤通信过程中会使用到到光学元器件(包括偏振分光镜、旋光器和偏振片等),其中旋光器是利用SLM通过对线偏振光的振动面旋转90°来获得互相垂直的线偏振光。而三值光缆的通信系统的主要是由三值光发送机、三值光接收器和再生器等组成,其中基本上是通过对两值光缆网对三值光纤通信进行纵向编码来实现三值光纤通信的信息传输量和频带的利用率。同时三值光信号的发送机原理是通过直接调制或间接调制三值光发送机,来使机器不间断的输入光信号,以达到对三值光信号的发送。其次是三值光信号的接收机是通过直接检波的原理来完成对三值光信号的接收工作。在整个三值光纤通信过程中,衔接的都比较紧密,而且每个环节都需要严格按照规范的操作进行,这样才能保证获取稳定的三值光信号,以保证整个三值光信号的传输通信。

总结:本文主要对三值光纤通信原理进行了浅要地论述和探讨,进一步研究和了解了三值光纤的通信技术。在对进行网络通信技术的研究过程中,我们需要掌握过硬的专业知识,并结合国内外先进的光纤通信技术,进一步对光电子信息技术、计算机科技和光纤通信技术等进行研究,认真分析研究三值光纤的通信原理,加强对三值光纤的利用,使我国在光电子信息技术能够得到长足的发展和进步。

参考文献

[1]徐坤,谢世钟.《高速光纤通信中的偏振模色散及其补偿技术》[J],半导体光电,2000年01期

[2]金翊.《三值光计算机原理和结构》[D],西北工业大学,2002年

光电信息技术论文篇(4)

光电信息技术是将光学技术、电子技术、计算机技术以及材料技术相结合而形成的一门高新技术。光电测试技术是光电信息技术的主要技术之一,它以其非接触、高精度、高速度、实时等特点,成为现代检测技术最重要的手段和方法之一 [1]。《光电技术》课程主要介绍光电检测技术的基本原理、器件、方法等。因此,该课程也成了相关理、工科专业学生必须掌握的一门课程。学习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。但该课程涉及的内容多,知识面很广[2],肩负着相关理工专业从基础转向专业应用的传承作用。为了适应光电信息技术的迅速发展对光电信息技术人才的需求迅速增加的发展趋势,河南大学物理与电子学院开设了《光电技术》这门课程,然而如何培养学生适应社会发展需要,使其具有独立思考和创新思维,是专业课程教学改革中重点思考的问题之一。本文结合自己的教学经验和他人的先进成果,广泛搜集学生的反馈意见,对该课程的教学改革进行有益的探索。

一、《光电技术》课教学过程中存在的问题

(一)杂而滞后的教材内容

根据王启明院士等提出的“现代信息技术发展”的观点[3],将光电技术定义为“研究光电信息系统中光和电信号的形成、传输、采集、变换及处理方法的技术学科”。单从光电测试系统(图1)来说,其不仅与高等数学、普通物理、化学等基础课程及电工学、工程力学、电子线路等专业基础课密切相关,而且课程中所讲述的各种传感器知识还涉及到材料知识、力学知识和电学知识。另外,检测技术与自动控制理论也结合得十分紧密。在课堂教学中很难找到像大学物理、原子物理、电动力学等课程那样的经过数十载锤炼出来的经典教材。另外,随着大规模集成电路、材料科学和微机械加工技术的快速发展,各种新型的光电探测器和与之相对应的检测技术也发展的非常迅猛。而教材的更新相对较慢,选用的教材不能跟上传感器当前的发展趋势。

(二)枯燥的教学方式

教学方式单一,以教师课堂讲授为主,学生被动接受。不能发挥学生学习的积极性和主观能动性,授课效果和学习效果不佳。

(三)贫乏的实践环节

目前的课程体系中,实验实践环节偏少,对学生综合应用能力培养和锻炼的综合性实验更少,教学方式不够完善,对学生理论联系实际能力的培养不利。

以上问题的存在不适应国家对应用型人才的培养目标。光电技术在发展,招生规模在扩大,与时俱进,从实际需要出发,我们必须对课程进行教学改革,使教学方法和教学内容都能紧跟信息时代的要求。

二、光电技术课程的教学改革

(一)立足信息技术前沿,更新课程知识结构体系

以我们学院选用的浙江大学缪家鼎等人编写的《光电技术》为例,教材内容涉及多而且分散,缺乏系统性和连续性,其中对原理的叙述多,典型应用和设计介绍少;传统光电器件多,新型器件少;简单应用多,新领域综合应用少;总之内容显得老化,跟不上当前的科技发展。光电检测技术是多学科交叉而形成的一门新兴技术,在工程实践中,它始终呈现高速发展态势,不断有新的器件、新的检测方法、新的应用领域问世。这些因素决定了课程内容的动态变化性和学科延展性。针对该学科的这些鲜明特点,课题组首先对课程主线结构进行优化,建立了光电技术课程的结构“大树”如图2所示。即以光辐射源和半导体物理基础作为基础理论教学内容,它们作为光电技术这棵大树的根基,为光电技术课程的学习提供给养;以光电信号的转换和处理为主干教学内容,它通过光信号的变换、光电信号变换和电学信号的变换等原理为各个光电器件的应用输送养分,根据这一环节可以给出各个器件的特性参数,从而为器件的实际应用提供准则;以典型光电器件的分析和设计升华教学内容,针对不同的器件还有其独特的性能及应用领域根据学生的兴趣展开专题课堂讨论,使现代光电系统硕果纷呈。其次,课程从各个单元上配合主线结构,也按照光电信息系统的特点进行“裁剪”和“重缝”。 我们以“立足教材,跟踪发展”为指导思想,授课过程中删除了陈旧过时的内容,在讲授教材基本内容的同时,收集补充了光电技术相关学术期刊杂志、书籍;国内外光电探测器件知名厂家、近年新型光电探测器件、新型光电信号检测技术和方法以及各类光电探测器件的最新进展和应用情况等。同时利用校内外专家教授和他们的研究生在科研中获得的光电技术的先进理念、现代观点及解决的问题的方式方法充实课堂教学,实现课程内容现代化,收到了良好教学的效果。

(二)运用科学的现代化教学手段,不断提高教学质量

1、研究型课堂教学方法的探索,实现课堂教学模式多样化。光电技术的动态变化性和学科前瞻性,要求教师必须积累有丰富的工程实践经验和多学科知识整合能力,仅靠课堂教学难以达到对整个课程的综合应用水平,必须探索多渠道教学方式,倡导将能力培养深入到日常教学活动中,达到“宽基础,重能力”的教学目的。采取课上讲授、课堂提问和讨论的启发式和开放型教学模式,提高学生主动学习的兴趣。充分利用网络学堂。将电子版讲稿、教材、相关专题内容在网上,便利学生使用和学习。对于一些学科前沿问题开展课堂讨论。让学生课外查资料,在充分准备的基础上,开展课堂讨论。教师对学生的讨论适时进行引导。布置学生写章节学习总结和小论文。通过小论文的写作,可以拓宽学生的知识面,了解国际上与本学科相关领域的最新科技动态。

2、针对光电技术课程涉及的图表多、信息量大等特点,在多媒体课件设计时主要体现课程教学内容的主线、重要概念和结论以及为加深学生理解的图片、Flash动画和音像资料等,而概念的讲授、理论公式的推导等仍以传统的板书方式,即“品型”窗口的多媒体辅助教学模式。就像多画面电视机那样,在主画面上开一个又一个窗口,窗口起到浏览辅助信息的作用。此外,还充分利用人眼生理视觉特性[4],合理设计Powerpoint文稿的背景和字体的种类、大小、颜色及行距等,提高屏幕信息显示效果。如对半导体能带理论,学生常会觉得很抽象,难理解,故除在课堂讲授中增加图形、图像、动画、声音等形象的多媒体教学手段外,通过板书例题可检验学生对其认识深度,再根据作业题中曝露的问题进行有针对性的补充解释,效果非常有效。教学实践表明,授课用“品型窗”的方法,教学结构简洁,重点突出,概念明确,教学效果良好。

(三)“以培养学生实践能力、创新能力为核心”的实验教学改革,适当引进科研成果

自从1999年我国高校开始扩招以来,高等教育逐步从过去的“精英化”向“大众化”过渡并逐渐形成“大众化”的高等教育格局。国家统计局威海调查队于近日举行了“大学生就业情况如何?”专题问卷调查。结果显示,专科生就业率高出本科生39个百分点。本科生求职的最大困难是“缺乏工作经验,不会推销自己”,因此培养实用型人才是当前本科教育的目标之一,实践性环节在教学过程中起着不可替代的作用。为了突出实践教学,培养学生的知识应用能力,让学生“消化理论,发展能力”,课题组大胆探索,进行“以培养学生实践能力、创新能力为核心”的实验教学改革。为了适应社会经济发展对人才的需求,本着“强化动手、突出创新、开放教学、资源共享”的原则,物理与电子学院组建了河南大学实训教学中心,为学生电子竞赛和挑战杯等高校创新、创业大赛及学生科技制作活动提供场地和平台。我们根据学生特点,采取分层次培养,一般学生注重基本能力的培养,而学有余力的学生则注重创新能力的培养。教学中将实验分为三大类,首先是基础与验证型实验,其目的是验证、证明、巩固、掌握基本教学内容,例如光功率、光照度、发光强度、光谱特性等,通过实验强化认识。其次是设计与综合型实验,其目的是以“任务”或“课题”形式提出实验要求,综合使用知识来设计、开发完成项目,培养学生综合应用和自学能力。比如光电倍增管和CCD器件的原理及应用;再者是研究与创新型实验,以自选/自带的独立研究形式为实验要求,重在培养研究能力和创新意识。比如利用光电器件组建的表面光电压谱仪,紫外、可见、近红外分光光度仪,电致发光谱仪等对晶体样品进行测试并对测试结果进行理论的分析。该实验过程有助于培养学生查阅资料、思考以及创新的能力.熟悉科学研究的思路和方法,掌握这些光电器件的使用方法和注意事项。由于课程实验与教学内容同步进行,对加深基本概念的理解、强化基本能力的训练起到了良好的促进作用。

《光电技术》课程的实验设备要求不同于传统的经典实验,具有很强的时代气息。 实验所用的核心器件,如光电倍增管、像增强器、雪崩光电二极管等光辐射探测器不仅价格昂贵、维护严格,而且发展更新也很快。在这种情况下,如果能把教学和科研很好地结合起来,突破教学大纲,用科研项目的部分内容补充或扩展教学大纲内容,充分利用科研仪器设备为学生开设实验,那么学生在掌握理论的基础上,内容就可以跟上当前的新技术,形成教学内容对新技术的快速反应,充分反映该相关领域的发展趋势,另一方面使课程的基本理论体系与实际应用的结合更为紧密,使整个课程的教学体系更为完善和统一,增强课程的实用感。最后还有利于启迪学生思维,激发对课程的学习兴趣,逐步培养学生独立分析和解决实际问题的能力,同时还有助于提高学生的科研素质和能力。

三、结束语

教学是艺术和科学的有机结合,课堂是教学艺术的舞台。在教学中,把教学内容和人才培养紧密结合是教师孜孜不倦的追求。我们的教育是用昨天的知识,培养今天的人才,而要应对的是明天的挑战。所以,我们的课程教学改革从实际需要出发,立足于本专业,教学方法和实验内容都紧跟时代要求,教学过程中有意识地将改革贯穿到教学实践的每一个环节,使教学改革取得了显著实效。

参考文献

[1]杨常松,陈海秀,李远禄.光电测试技术教学改革的探讨[J].科技信息(博士专家论坛),2009,7-7.

光电信息技术论文篇(5)

 

1、研究内容

残疾人是社会中最主要的弱势群体,他们要面对更多的困难和压力。,激光测距。随着2008年奥运会、残奥会的成功举办,政府越来越关注弱势群体,给予盲人的关怀也越来越多,这也使助盲成为现在社会的一个热点问题。

目前市场上已经出现一些导盲类产品,例如盲杖、导盲犬等,但是因为种种原因,这些产品并不能有效的帮助盲人导盲。比如,导盲犬由于训练困难,价格昂贵,一直不能被推广普及。可见,如何实现更好的导盲依然是一个亟待解决的问题。

由此,我们想要设计出一个“新型智能导盲器”,使之能够有效作为盲人的导盲器材,克服传统导盲器件价格较高,使用不方便,使用范围有限等缺点。

而随着时代的发展,光电技术特别是光电探测技术,光信息处理技术的应用已经遍及现代生活的各个领域。尤其是光机电一体化系统,模块很小,工作性能很高。基于此,我们想设计出“光电智能导盲器”,以便快速,准确,实时的帮助盲人了解周围的实际情况,更好的服务广大盲人群众。

2、研究方案

为了实现准确、快速定位障碍物的目的,我们提出了 “光电智能手持导盲仪”。盲人通过使用此设备可以知道周围物体的分布情况,可以获得一个周围环境的大概的距离远近的轮廓图。我们主要应用以下两种技术:

一、激光测距技术:激光测距技术与一般测距技术相比,具有操作方便、系统简单以及白天和夜晚都可以工作的优点。,激光测距。此外,与雷达测距、微波测距相比,激光测距具有良好的抗干扰性和较高的精度,以及更快的反应速度。

二、单片机控制技术:单片机体积小,重量轻,结构较为简单,成本低廉,可以实现一般的控制功能。而且单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了广泛的应用。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

三、蜂鸣器语音输出技术:蜂鸣器反应快,声音变频速度快,距离越近频率越高,便于快速给盲人用户提示,同时蜂鸣器声音也给周围行人一定警告。

根据以上三种关键技术,我们提出的主要设计思路如下:

整个导盲仪通过激光测距模块测距,蜂鸣器报警,起到导盲作用。

在导盲仪上,嵌入一个单片机控制模块,作为整个装置的核心。在单片机的旁边固定一个蜂鸣器,蜂鸣器可以发出声音。,激光测距。导盲仪前端安置一个激光探头和一块接收板。在导盲仪上则安装一个开关,控制导盲仪的工作。

根据激光测距仪的原理,激光器发射头发出激光束,遇到障碍物后反射到达导盲仪前端的接收板,接收板上装有光电探测器。障碍物表面漫反射的光信号经过光电探测器转变为电信号,再经过滤波,放大,整合,A/D转换,传送给单片机。经过单片机分析处理后,根据激光往返时间算出的距离输出不同的指令,如果在报警距离以内,单片机便会发出控制信号,即高电平到蜂鸣器,驱动蜂鸣器发出不同频率的提示音,使盲人通过蜂鸣器的声音提示躲避障碍物,方便盲人出行。

导盲仪通过盲人的手动扫描,给盲人提供不同方位的障碍物信息。

3、技术路线及可行性分析

本作品主要包括:激光测距技术,光电检测技术,单片机控制技术,语音输出技术。

技术路线主要从光电技术,控制技术,电路设计技术三方面分析。

光电技术:主要是激光测距技术和光电检测技术。目前,激光测距技术已经十分成熟,独立的激光测距仪已经十分普遍。仿照成型的激光测距仪,设计制作出我们需要的激光测距模块。

针对我们的需要,我们采用短脉冲高频率激光测距技术。脉冲式激光测距是基于对光波在本机与目标间渡越时间的计量来感知目标距离,属于“时基法”测距,其优点是操作方便、系统设计简单,满足设计要求。

单片机下达测距指令后由激光器发出脉冲激光,经扩束准直的光学系统后通过指示与稳定系统导向穿越大气层射向目标。光学系统一般是望远光学系统,为的是减少出射光束的发散角,以提高光能面密度,增大工作距离,还可以减少背景和周围非目标物的干扰。指示与稳定系统,带有瞄准镜和方向机构,用以对准盲人需要探测的方位,提供目标角方位信息。图中的传感器,可提供目标方位和俯仰角。激光束离开本机的同时,从发射光束中取出参考脉冲信号,参考信号通过光电探测器,变成电脉冲,这个电脉冲经滤光、放大、整形后送入单片机,通过单片机控制,启动数字式测距计时器开始计时;到达目标的激光束有一部分被表面漫反射回到测距机;经接收物镜和窄带光学滤波器再次到达探测器,窄带光学滤波器的主要作用是充分利用激光优良的单色性,提高系统的信噪比;光探测器再次将光信号转换为电信号,然后将电信号送往放大器和匹配滤波器,这是因为从光电探测器出来的信号不足以推动电路工作。处理后的信号进入比较器进行比较;比较器的输出信号驱动测距计时器计时停止,单片机接收距离信息。,激光测距。根据距离信息,单片机决定是否驱动蜂鸣器发出声音。

单片机控制:单片机是整个装置的控制核心,所有的控制功能通过写入单片机程序来实现。,激光测距。单片机要能接收两次电信号,根据激光测距的距离信息,进行分析判断。,激光测距。在设定的允许范围以外,不发出控制信号,如果一旦低于预先设定的范围,则发出控制信号,控制信号驱动蜂鸣器发出声音。根据单片机接收到的距离信息,单片机发出不同的电压控制信号,蜂鸣器据此发出不同频率的声音。

电路设计:信号处理电路包括光电信号处理电路和声音输出电路。整个电路中单片机、探头、光电传感器和蜂鸣器是主体,激光探头发射和接收板接收光信号,经过光电转换,滤波,放大,A/D转换之后,反馈到单片机,单片机进行信号处理,最后通过电路控制蜂鸣器输出声音信号。蜂鸣器反应快,声音变频速度快,根据单片机发出不同的电平信号,发出不同频率间隔的提示音。

4、特色与创新点

1、利用激光测距技术,快速,准确的测量障碍物的距离;并根据距离信息,实现单片机的控制;

2、手持导盲仪使用方便,探测灵活,可用于高低地势探测,障碍报警;

3、利用蜂鸣器的声音频率提示障碍物距离远近,便于盲人判断;

4、结构简单实用,方便携带,可扩展性强,可长时间使用。

5、参考资料

[1]王永仲,现代军事光学技术[M],北京:科学出版社,2003。

[2]何俊发,王红霞,刘晓彬,激光测距新方法研究[J],应用激光,2003,23(5):299—300。

光电信息技术论文篇(6)

按照现阶段电子信息科学技术的发展现状与发展趋势分析,西方发达国家电子信息科学与技术产业体系以逐渐成熟。伴随市场经济发展速度地提升及大量外资涌入,我国电子信息科学技术产业也得到了极大发展。“十二五”规划中明确指出,应将信息产业列为重点扶植产业,电子信息科学技术的发展必将带动相关行业及国民经济的发展。作为一门理工学科,电子信息科学技术是原有电子学、信息系统、无线电物理学及信息、电子科学的整合,以此构成全面新型学科。因我国电子信息科学技术发展起步晚,为充分发挥电子信息科学技术的作用,相关工作人员及单位必须重视该技术的实际应用与发展,只有这样才能推动国民经济的可持续发展。

一、电子信息科学技术的概况

数学家香农在其1948年发表的论文―通讯的数学理论中指出“信息是用来消除随机不定性的东西”。作为一种普遍联系形式,在所有通讯与控制系统内,信息是一切宇宙万物创建的最基本万能单位。电子信息科学技术是指利用电子技术获取、传递、处理及应用信息的一项技术,传感技术、通信技术、计算机技术与信号处理技术等都是电子信息科学技术的的重要组成部分。伴随电子信息产业的快速发展,电子信息科学技术已经成为现阶段最活跃、渗透能力最强的一项科学技术。在计算机发展的基础上,电子信息科学技术的特点如下:

首先,智能化、集约化。在科学的基础上进行计算机智能研究的建立,其中计算机发展的重要方向就是智能化,现代网络信息技术科对人的感觉行为与思维活动等进行模拟,并进行集约化逻辑分析、综合处理信息。其次,网络化、数字化。伴随计算机技术的不断发展,网络已经成为现代信息技术、计算机技术发展的产物。在信息资源共享、交流互动中,利用计算机高清晰数字处理技术、网络化运行等即可实现。最后,高效化、敏捷化。在开发、研究与应用现代计算机网络技术的同时,可整合、存储各类信息资源,并利用计算机信息处理技术,达到高效、快捷处理信息的目的。

二、电子信息科学技术的现状与发展方向

1、电子信息科学技术的现状

作为19世纪末、20世纪初发展的新兴技术,电子技术在20世纪得到了快速发展,因其应用范围地不断扩大,使电子技术已经成为近代科学技术发展的重要标志。伴随信息时代的到来,信息社会逐渐以微电子技术、电子计算机与互联网为发展趋势。目前电子信息科学技术在国防、科学、工业、医学、通讯等多个领域得到了广泛地应用,其已经成为人们生产、生活及社会经济发展的重要组成部分。作为国民经济支柱产业,现阶段我国信息技术总体水平和发达国家相比,仍存有一定差距。为转变我国信息产业核心技术受控于人的窘境,必须始终坚持建设创新型国家,将掌握装备制造业、信息产业核心技术作为提升国家竞争力的重点。本文以微电子技术为例分析,在不断突破CMOS(金属氧化物半导体)技术极限的基础上,我国微电子技术始终遵循摩尔定律(集成度每18个月平均多一倍,30年尺寸减小1000倍,提升性能1万倍),推动我国集成电路市场的快速发展。但现阶段我国市场自给率较低(25%以下),特别是在以计算机中央处理器(CPU)为代表的IC发展中,发展水平远远低于西方发达国家。

2、电子信息科学技术的发展方向

(1)未来信息技术的核心―光电子技术。电子学、光电子学、光子学为现代信息技术的主要发展阶段。作为信息、能量的载体,光子可产生信息光子学与能量光子学,根据以上两者自身规律与市场发展需要,可进行现代光电子交叉学科与光电子信息产业的建立与发展。(2)微电子―系统集成化发展。作为电子信息硬件产品的重点,集成电路制造技术具有广泛地应用空间,从计算机CPU至各类IC卡都与集成电路息息相关。大规模(LSI)、超大规模(VLSI)、特大规模(ULSI)集成时代已经成为微电子技术的过去,伴随信息时代的到来及电子信息科学技术的快速发展,集成电路将以硅基CMOS电路为主,向加工细微化、硅片大直径化方向发展。(3)多媒体、智能化成为计算机技术发展方向。计算机技术、PC机、服务器与其外部设备设计开发技术等为计算机技术的主要内容。伴随科学技术水平的不断进步,并行处理技术也得到了高速发展,平均每2年计算机性提升一个数量级。产品结构由计算机为核心逐步向因特网网络设备为核心进行转变,在系统内部存储设备所占比重也逐渐增加,逐步发展为海量存储。计算机、通信与家电设备通过多媒体逐渐融为一体,语言、数字图像交互技术也以实用化的方式呈现在人们面前,促使计算机技术逐渐向多媒体、智能化发展全面发展。(4)通信、网络技术的发展。伴随社会经济的快速发展,人们也越来越依赖网络,促使信息安全的重要性、紧迫性日渐突出,同时也加快了密码理论、密码算法、安全协议、网络安全和信息隐藏等技术的研究与发展。作为全球拥有最大规模移动通信网的国家,现阶段我国移动通信网普及率也有待提升。互联网与移动通信技术的发展,为无线技术发展提供了可靠地保障,同时,由无线局域网(WLAN)扩展到无线城域网(WMAN)的发展为电子信息科学技术的发展也提供了数据信息依据。在通信技术逐步发展为宽带化、个性化与综合化的同时,网络技术也逐步向多业务、高性能与大容量等方向发展。通过将网络信息技术提供给用户,可实现信息通讯的快捷性,推动信息技术的高速发展。

三、结束语

综上所述,作为科技革命重要标志的信息技术,电子信息科学技术已经广泛应用于社会、经济和人们生活的各个方面,作为市场竞争的重要手段,电子信息科学技术发展水平的高低将直接影响到国民经济的发展为此,我们必须正视与发达国家在信息科学和技术方面的差距,加大自主创新力度,大力发展信息产业并重视推动信息技术在产业的应用,进一步提升我国的综合竞争力。

参考文献

[1]冶明福.关于电子信息科学技术发展现状的思考[J].科技致富向导,2011年08期

光电信息技术论文篇(7)

中图分类号:TN0 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 14-0000-01

在社会经济飞速发展的大背景下,电子信息技术也渗透到了人们生活的各个领域,无论是居民平时生活中使用的网络、电视或是手机都与电子信息技术息息相关。电子信息技术的发展同时也带动着居民生活水平的提高和社会经济的发展。当代电子信息技术的应用具有智能化、集约化;网络化、数字化;高效化、快捷化等特点,在它的应用与发展中应当抓住这些特点,实现其最大价值。

一、电子信息技术的应用

(一)电子信息技术与居民生活

20世纪以前,人们往往只有在工作单位才能够接触到网络,然而现今,下班后在家中上网已成为每天必不可缺的活动了。针对居民对网络的需求,房地产商早已提出建设信息化小区的建议,为小区住户提供高质量的宽带交互式多媒体信息服务,向用户提供一个实用的网络平台,在这种信息化的小区里,住户可以实现网上购物、视频在线、远程通讯、远程医疗、视频会议、电子商务、居家办公、异地间的资源共享等[1]。电子信息技术在居民生活中的应用让居民的生活更加便利,同时也快速、廉价、信息化地解决了居民工作学习、医疗保健、休闲娱乐等问题。

(二)电子信息技术与教育

教育与互联网共同地决定着时代的命运,而互联网在教育中的应用又促成了教育的信息化。多媒体教学、远程教学、视频教学都是电子信息技术应用在教育中的体现。信息化教育是时代的产物,也是当今时代对教育的要求。互联网起源于教育,当年美国西南部四所大学四台计算机的数据交换引发了如今的互联网信息化时代,由此可见,电子信息技术与教育有着根深蒂固的联系[2]。当今学校推行新的网络教学模式,全社会大规模展开的信息教育以及网络的普及必定会促进信息化教育更进一步的发展。

(三)电子信息技术与日常设备

人们对信息技术生活化的需求使得越来越多的日常设施都应用了电子信息技术,例如网络数字电视、恒温冰箱等等。从居民使用的各种日常设备中无一不可看出电子信息技术的极致发挥,这些技术主要是使用信息控制改良设备性能以满足人们对设备的需求。而在这些日常设备中,汽车使用的信息技术更是多不胜数。

汽车工程界的专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化,新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态,同时许多轿车增加了电子动力分配系统(EBD)以及刹车防抱死装置(ABS),这两项装置可以最大限度地保障雨雪天气驾驶时的稳定性[3]。

二、电子信息技术的发展

(一)光电技术的发展

作为电子信息技术不可或缺的部分,光电技术不仅包括光电的检测技术、光电电子技术(optoelectronic technology)还包括光电显示技术、光电探测与信号处理技术等等,而光电技术涉及到了微电子技术和精密机械等多种学科领域[4]。软性显示器的诞生代表着光电技术有了突破性的进展,软性显示器不仅如同纸张一样可以折叠随身携带,而且相较于传统显示器而言,画面更加精细清晰,3D显示效果卓越,为人们的生活提供了便捷。

能源缺乏是当今社会的一大问题,节能刻不容缓。随着光电技术的发展,LED技术也更加成熟。LED是一种绿色产品,在环保节能的同时还拥有使用时间长等特点,近年来LED的应用普及到了人们的生活领域以及工业、军事领域,相信大家对LED电视都不会陌生。根据社会需求、材料设计和加工技术的发展,以当前的科学研究为基础发展新型光电信息材料,将不断推进光电技术发展,让人们的生活变得更加绚烂和环保。

(二)网络技术的发展

通信网络,包括电话、传真、移动通信、数字数据网等等被称作传统网络,而人们日常所说的网络则多是指计算机网络,即互联网。自20世纪50年代电话机的发明开始到70年代短短的二十年间,通过卫星通信实现了全球电话通信网络。20世纪80年代起至今,因特网的发展将人们带入了数字信息化时代,这也是人类历史上网络发展最迅猛的时代。网络,作为电子信息技术的重要组成部分,它的发展改变了人类的认知模式。

随着电子信息技术的发展,专家们提出“物联网”的概念,物联网有两层意思,首先它是以互联网为基础不断延伸的网络,其次它是能够实现任何物体之间的信息交换。打个比方,就算身在温暖如春的昆明,只要动一动念头,便可以立即掌握冰天雪地的乌鲁木齐的气温。物联网的应用几乎覆盖了各个行业,目前物联网作为新兴产业被许多的国家所重视。“物联网”时代的来临,预示着人们的生活将产生历史性的改变。

三、结语

如今电子信息技术的应用在各行各业都起着至关重要的作用,它涉及的领域也非常广泛,包括了光电技术、网络技术等领域。在信息化时代,电子信息技术已经成为了具有高度活跃性和渗透力的科技。随着现代科学技术和社会经济的进一步发展,电子信息技术的应用已经融入了人们的生活,互联网、数字电视等正在成为居民日常生活的重要组成部分。在居民对数字信息化需求不断提升的当代,电子信息技术的发展拥有者广阔的空间和潜力。

参考文献:

[1]张蕾.浅谈电子信息技术的应用与发展[J].现代教育教学导刊,2012,1.

[2]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011,1.

光电信息技术论文篇(8)

1 引言

2008年1月,广西北部湾经济区上升为国家发展战略,实行全面的开放与开发。为了适应北部湾经济区的新发展形势和社会发展的新需求,培养符合社会需求的光电信息高层次人才,加强面向社会需求的光电信息专业建设是非常必要和有意思的。从广西人民政府颁发的《广西北部湾经济区2008-2015年人才发展规划》中可以看出,无论是人才储备的数量,还是人才结构的形式都不能满足经济区发展的需求,特别是北部湾经济发展中的一些紧缺专业,均没有形成一支人才培养的后备力量。在这些相关产业的人才需求中,对于光电信息高层次人才的需求更是非常迫切,光电信息人才的培养和发展能满足北部湾经济区发展中众多领域的人才需求。我校具有强大的电子信息人才培养大环境,在此基础上发展起来的光信息科学与技术专业兼具了电子信息技术和光信息技术的优势,所培养的人才能够满足社会新形势下的要求,具有较强的社会竞争力。积极推进光电信息专业建设,加强人才培养质量,可更好地服务于社会需求。

2 理论教学体系建设

教学内容是培养人才的基础,为了适应新形势下社会的需求,桂林电子科技大学光信息科学与技术专业适时调整了相关教学内容,加强了教学方法改革。在理论教学体系中,将以模块的形式进行分类,主要有:人文素质模块、基础必修模块、专业必修模块、专业选修模块,每一个模块都有特定的课时数和学分数的要求。值得一体的是,在理论教学体系建设中,重点加强了课堂理论教学和实践教学的有机结合,突出了实践教学的比例。在此基础上逐步提高教学方法的改革和建设,在传统授课模式基础上,逐步增加了外文教材的引入,利用电子课堂、双语课堂等丰富的授课形式提升了教学方法的力度,在很大程度上改善了学生汲取知识的积极性和能动性。为适应社会和学科发展的需求,逐步与国际化接轨,在理论教学体系建设中,注重双语教学的推进和实施。按照专业培养计划的要求,对部分课程实施了双语教学模式,创设双语教学环境,提升学生利用双语学习专业课程知识,促进其对国内外本专业最新发展现状和趋势的掌握。

3 实践教学体系建设

社会发展的新形势下,具有丰富实践技能的人才越来越受到社会的青睐。在专业建设和人才培养过程中,为了加强实践技能环节的培养力度,增强所培养人才的实践经验和实践技能,在实践教学体系建设中主要从三个方面出发:第一,增强综合性实验环节。结合本专业所设置的光电基础实验室和光电专业实验室,开设了诸如激光散斑干涉技术测量面位移、全光纤干涉语音信号传输、数字光纤通信系统信号眼图测试等兼具光电内容的综合性实验。实践证明,综合性实践环节的加强有利于学生综合运用光电理论基础知识的能力,有利于主观能动性和学习效率的提高;第二,加强创新性研究环节。我校是全国大学生创新性实验实施单位,结合专业建设的基本目标,积极推进学生参与大学生创新性实验项目。相关指导教师根据大学生创新性实验项目的特点和自身科研工作的环境,积极指导和启发学生,使学生能够根据现有的实验条件,自行设计实验方案,独立完成光电类项目的开发。通过两年的实践证实了该种环节能够充分展示学生独立思维的能力,既开阔了学生视野,活跃了学习气氛,又使学生掌握了较强的独立分析、解决问题的能力。第三,以电子设计大赛为平台,推进实践教学环节建设。我校具有浓厚的电子设计大赛氛围。为加强实践教学体系建设,自学生入学开始便积极引导,使其积极参与到每年一度的电子设计大赛中来。通过定期举办培训班、定期举行院内电子大赛等环节,使得80%以上的学生都能参与到这种结合专业知识进行实践能力培养的体系中来。以此为基础,在良好的电子设计大赛基础上选拔部分优秀学生投入到广西和全国电子大赛中。本专业的学生利用所掌握的光电基础知识积极参赛,每界都会获得广西和全国的一、二等奖。

4 师资队伍建设

建设高水平的教师队伍是专业办学的基础和前提,为此光电信息专业建设过程别注重师资队伍的建设。在师资队伍建设过程中,结合本校光电信息的专业特色及培养目标,通过外引-内培等多种方式逐步提升专业办学的师资力量,使专业教师队伍的整体水平有了很大提高。

(1)为加强专业建设,提升专业教学的师资力量,注重通过外引的方式提升师资水平。近三年,分别从美国Old Dominition University和中国科学院引进了两名博士后,他们在国内外工作和学习多年,具有丰富的工作经验和极高的研究水平,为学科专业的发展带来了新的生机和力量。他们利用自身的教学、科研经验积极投身到学科、专业建设中来,分别承担了1~2门主干课程的教学任务,此外在科研上更是成为了学科的带头人。近两年所引进的高层次人才分别承担了国家自然科学基金、国家863协作项目、广西自然科学基金等,为提升专业水平做出了很大的贡献。

(2)在外引的同时,亦注重通过内培方式提升专业建设师资力量。针对本专业较为年青,教学、科研经验较少的现状,积极开拓渠道,促进年青教师的成长。主要途径有:第一,鼓励和资助部分青年教师继续攻读博士学位,进入重点大学学习更为先进的教学和科研经验;第二,选派部分青年教师至国外名校进行短期教学、科研进修,以学习和吸收国外高校先进的学科、专业建设经验。通过上述两种方式,逐步提升了青年教师的教学、科研水平,在很大程度上促进了学科、专业建设力度和水平,为促进光电信息专业建设奠定了良好基础。

5 结论

在光电信息人才的培养过程中,通过理论教学体系、实践教学体系的建设,配合师资力量的提高,实现了理论知识体系和实践技能培养的有机结合,从而可以加强光电信息专业的人才培养,提高人才的社会竞争力。

参考文献:

[1]郁道银,蔡怀宇,葛宝臻等.光电信息工程专业建设的探索与实践[J].光学技术,2007(11): 293-294.

[2]何国兴.厚基础、宽口径、理工复合培养光电信息技术人才[J].光电子技术与信息,2005(6):95-97.

[3]王宁,贾传磊,焦志勇等.光信息科学与技术专业人才培养现状分析与思考[J].科技信息,2008(23):372.

光电信息技术论文篇(9)

【Abstract】Electronic Technology in today''s science and technology in the life to the wide application and irreplaceable core status,this paper briefly introduces the development course of electronic technology,and summarizes the typical application of electronic technology,electronic technology and prospected,help us to grasp the field development direction and new information technology.

【Key words】electronic technology;development;Application

1.电子技术的发展

电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学方面有了重大的突破,电子技术以迅猛的速度在当今发展开来,其广泛的应用成为科学技术发展的一个重要的标志。

第一代电子产品是电子管。四十年代末期电子管在世界大范围诞生了。五十年代末期,第一块集成电路在世界上出现了,它相较于电子管最大的特点是小巧、轻便、省电、寿命长,基于这几大特点集成电路很快地被各国应用起来,集成在一块硅芯片上,电子产品也便向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。电子管时代(1905~1948)为现代技术采取了决定性步骤。1905年爱因斯坦阐述相对论—E=mc2。1906年亚历山德森研制成高频交流发电机。德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极,制威第一只三极管。1912年阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管。1917年坎贝尔研制成滤波器。1922年弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机。1934年劳伦斯研制成回旋加速器。1940年帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机。1947年肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管;香农奠定信息论的基础。晶体管时代(1948~1959)宇宙空间的探索即将开始。自1958年第一块集成元件问世以来,集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶,集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高,器件尺寸不断减小。1985年,1兆位ULSI的集成度达到200万个元件,器件条宽仅为1微米;1992年,16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件,条宽减到0.5微米,而后的64兆位芯片,其条宽仅为0.3微米。

2.电子技术的应用

二十世纪以来,世界迅速开始了信息革命时代。电子技术的应用也随之广泛,在通信工程、 一般工业、交通运输、电力系统、电子装置用电源、家用电器等领域都普遍涉及到。在此本人以电子技术在通信工程专业中的应用为例做一简单介绍。

众所周知,电子技术即使再强大,也要结合其他技术才能充分发挥其真正的作用。例如,(1)电子技术与信息技术相结合,形成了我们现在信息社会的工程领域也就是通信工程专业。

(2)电子技术与物理电子与光电子学等相关物理基础理论解决了电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机与制造等工程技术问题。

(3)信息技术是在电子技术发展的基础上,研究了一老电子技术进行的信息传播、信息交换、信息处理以及信号检测等理论与技术。

电子技术及微电子技术的迅猛发展给新技术革命带来了根本性以及普遍性的影响,电子技术水平的不断提高,既出现了超大规模集成电路和计算机,又促成了现代通信的实现。电子和通信工程领域涉及了两个一级学科和六个二级学科,研究内容包括信息传输、信息交换、信息处理、信号检测、集成电路设计与制造、电子元器件、微波与天线、仪器仪表技术和计算机工程与应用等。其各个学科与版块之间是相互联系、相互影响的,任何一个学科都不能脱离其他学科,否则非但不能发挥其应有的作用,反而会抑制信息技术的发展与进步。当今社会,信息技术已经成为经济发展的一个重要支柱。信息产业所涉及的领域从小处说有媒介、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造以及销售,从大处说计算机、光纤、卫星、微光以及自动控制等都包括在内。由于其技术好、产值高、容易操作、范围广而已成为或正在成为许多国家或地区的支柱产业。展望未来,电子技术正朝着光子技术演进,微电子集成正在引申至光子集成。光子技术与电子技术的结合和发展,已是不可阻挡的潮流。其发展正在推动通信产业向全光化方向快速发展,通信与计算机的结合与发展也必然会更加紧密,未来崭新的网络社会和数字时代正在向我们走来。

3.结束语

电子技术室极富生命力的技术领域,它的快速发展,对国民经济各个领域和人们的生活质量都有着巨大的影响。没有电子技术就不可能有当今高度发展的物质文明和精神文明。当前我过的电子技术还处于借鉴国外的阶段,自主研发的成分较小。我国电子技术的发展,还依赖于我们在校的学生和老师专家的共同努力。 [科]

光电信息技术论文篇(10)

 

电子文件以其载体和载体与信息结合方式的特殊性对传统档案保护理论造成很大的冲击,电子文件与传统纸质档案在保护技术上有很大的差别,这些差别将是电子时代档案保护技术的新领域。

1.载体寿命的差异

纸张的耐久性取决于纤维素的性质,尽管纸张纤维素在一定的条件,如高温、高湿、酸、酶、氧化剂等下,可发生水解和氧化反应,但只要我们在档案保护过程中注意排除发生两大反应所需要的条件,就可以使纸质档案的寿命达到上百年甚至更久。

电子文件的载体材料是磁性物质和光盘。聚酯底基是磁盘和磁带的支持体。聚酯底基具有易产生静电而吸引尘埃导致卷曲、易与磁粉脱离、伸长后不易已故恢复等缺点。粘和剂起着连接底基和磁粉的作用,它具有易热胀冷缩、磨损、脱落、粘连、生霉等缺点,直接影响信息再现。磁粉中的磁性氧化物颗粒的剩磁感应强度是记录和再现信息的决定因素,它极易受外磁场影响而导致退磁、消磁等。光盘是利用激光进行作息存取的,它呈圆盘状,由盘基、记录介质和保护层等部分组成。目前光盘常用的记录介质主要有碲、碲合金、硒、碳铝化合物以及一些在激光热效应下易产生物理性质变化的材料。这些材料不稳定、易氧化、易与碱溶液发生反应。与纸质档案载体相比,电子文件载体材料的寿命要短的多,一般仅为5-15年。

2.环境条件影响的差异

2.1温湿度影响的差异

不适宜的温度湿度对磁性载体、光盘、和纸张均有影响。论文大全。对纸张而言,高温高湿,可促进纸张发生水解-氧化反应,加速纸张内部不利化学成分对纸张的影响,也可使字迹材料发生扩散、洇化现象。而电子文件载体受温湿度的影响方式截然不同。在温度过高或过低的条件下,聚酯底基易膨胀或收缩变形,光盘载体中使用的塑料、铝和多碳材料也会弯曲变形,影响激光束精确定位和数据的读写。

2.2灰尘影响的差异

灰尘对纸张的危害主要是机械磨损纸张、使纸张发生粘结而形成“档案砖”、给纸张带来霉菌等。而灰尘对电子文件载体的损坏主要有物理损坏、化学损坏和生物损坏。特点损坏中指污染、划伤磁盘、磁带、光盘载体腐蚀、降解等化学作用而毁坏,造成记录作息消失;生物损坏是指灰尘是霉菌孢子的传播者,也是霉菌的培养基、繁殖地,霉菌分泌的霉和有机酸会损坏磁性载体和光盘,使数据丢失。综上所述,灰尘可以损坏纸张和电子文件载体。只是对纸张而言,即使灰尘已经对其产生实质性的损害,如损坏纸张、形成“档案砖”、产生色斑和霉斑等,也可通过修复手段在很大程度上恢复其所记录的信息。而灰尘一旦对电子文件载体造成危害性,载体上所记录的信息可能会局部丢失,计算机系统便无法读出原始信息,使电子文件失去保存价值。因此防止灰尘对电子文件载体的危害有特别重要的意义,在电子文件形成和使用过程中,要采取严密的防灰尘措施。

2.3外来磁场和机械震动影响的差异

磁场和机械震动对纸质档案无任何影响,而对电子文件的磁性载体则是最重要的影响因素。外来磁场作用于磁性载体,能使磁性涂层的剩磁发生消磁或磁化,造成信号失落或信噪比降低,破坏记录信息,影响读出效果,此外,强烈的机械震动也会影响磁性材料中磁性分子的排列次序,造成剩磁衰减,从而破坏记录信号。因而要防止外磁场的影响,如远离磁场,将磁性载体存放在有抗磁性的框内或金属盒内等等,并避免强烈的机械震动。

2.4光线和有害气体影响的差异

光线和有害气体对纸张的危害主要是促进纸张发生氧化反应,导致纸张强度的降低,而有害气体和光线特别是紫外线对电子文件的破坏力更大。有害气体主要是二氧化硫、硫化氢、二氧化氮和氯气等具有酸性和氧化性,在一定条件下,腐蚀、破坏磁性载体和光盘,致使盘基、带基老化变质和磁粉脱落,使电子文件信息丢失。光线能使电子文件载体发生光氧化反应,使盘基带基老化,强度下降。同时,紫外线的能量足以破坏磁性载体剩磁的稳定性,导致信号衰减,影响磁性记录信息的读写效果。

3.技术寿命的差异

纸质文件一旦形成,其制成材料---纸张、字迹材料、字迹三者永远结合在一起,它的寿命与其内部诸因素和保护环境条件有关。而电子文件的寿命不仅与其内部诸因素和保护环境条件有关,更与技术革新有关。因为电子文件是通过计算机将信息与载体结合在一起而形成的,必须通过计算机才能识读。一旦技术过时,则载体上的信息就无法读出。论文大全。技术过时的表现有两个方面,一是技术革新,使旧的存贮技术消失。二是由于商业性的原因,使由于单个厂家生产功销售的电子文件设备会由于厂家的破产或改变产品生产而很难找到配套产品。一般来说,大多数电子文件载体的预期寿命都超过了识读它的硬件和软件的技术期限,也就是说,技术过时对电子文件安全性的影响显得更为重要。论文大全。因此,对于电子文件中数字化信息的长期存读而言,技术过时比载体损坏是更为严重的危害。

4.信息保护的差异

光电信息技术论文篇(11)

1引言

随着第三次产业革命的不断深入,科学技术已经成为衡量一个国家综合国力的重要指标,也是一个国家生产力发展的重要推动力量,而在现阶段的科学技术当中,电子信息科学技术已经成为科学技术的最重要衡量指标,电子信息科学技术的发展对推动整个科技的发展都有着重要的作用。而电子信息科学技术的概念是一个较为宽松的概念,包括众多的子学科。如:电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、无线电技术等。我国的电子信息科学技术的全面发展是在改革开放之后才开始的,因此,发展的时间并不长,这也是导致当前阶段我国电子信息科学技术较为落后的一个重要原因。

2现阶段我国电子信息科学技术所存在的问题分析

当今时代信息科学技术的发展有着重要的意义,由于我国现代电子信息科学技术起步较晚,没有抓住发展的机遇,使得我国的电子信息科学技术的发展存在着一定的滞后性,也导致了许多问题的存在。当前阶段我国在电子信息科学技术发展中所存在的问题主要有以下几个方面的内容。

2.1人才问题

自上个世纪90年代,以互联网为代表的电子信息科学技术在我国不断发展之后,我国各大院校都先后设立了相关的专业。但是大部分的院校所培养的人才都只能从事低端的技术维修工作,而不能进行技术上的创新。而现阶电子信息科学技术在未来的发展文/杨森随着科技的不断发展,电子信息科学技术已经成为应用最为广泛的技术之一,被广泛的运用到各行各业当中去,逐渐的改善了人们的生活方式,同时对经济的发展也起到了极大的作用。因此电子信息技术已经成为现阶段整个社会的热点话题。但是人们在使用电子信息科学技术的同时,也发现了一些其中所存在的问题,在本文当中,笔者分析现阶段我国电子信息科学技术在发展与使用的过程当中所出现的一些问题,并以此为基础,分析了在未来的发展状况。

2.2产业环境问题

当前阶段我国的电子信息科学技术产业在产业环境所面临的问题主要分为以下几个方面的内容:第一,市场环境问题。电子信息科学技术的发展也是因为市场的发展提出了相关的需求,但是从整体角度出发,我们可以发现,市场竞争机制的不完善也导致了当前阶段电子信息科学技术整个产业的发展遭受到了严重的恶化,一些电子信息科学技术企业为了获取更多的市场份额,采用一些不正当的手段进行竞争。第二,国家的相关政策不够完善,电子信息科学技术的发展离不开国家法律法规的支持,例如知识产权保护的相关法律法规。但是我国现阶段的知识产权保护法中的关于电子信息技术的知识产权的保护并不是很全面,特别是在新技术保护方面存在着很大的漏洞。

2.3结构问题

电子信息科学技术产业结构是推动电子技术更新的内部动力,我国目前的电子信息科学技术产业虽然实现了规模化发展,但是政府在“铺摊子”的同时忽视了电子信息科学技术产业结构的升级,而核心技术仍然掌握在发达国家手中,使得我国目前的电子信息科学技术发展缺少自主创新能力,从而无法从根本上推动我国科学技术的全面进步。

3电子信息科学技术在未来的发展趋势分析

3.1光电子技术是未来信息技术的核心技术

现代的电子信息技术在理论方面经历了电子学与光电子学两个阶段,我国现在已经全面进入了电子信息科学技术阶段,即将计入光电子阶段。许多科学家曾经预言21世纪是光电子信息科学技术得到发展的世纪。光子可以作为一种能量与信息的载体,同时逐渐形成了信息光子学与电子学,并且都已经得到了一定的发展。因此,在未来的一段时间之内光电子信息科学技术时信息科学技术发展的重要趋势。

3.2计算机技术向智能化发展

计算机技术也是一个较为庞大的技术概念,其中包括计算机硬件技术、网络技术、计算技术等多种不同的技术形式。当前阶段关于计算机硬件的技术已经较为发达,但是在只能化方面还存在着一定的问题。但是随着人们生活水平的不断提高,人们对生活的便利性必然会提出更高的要求,这就使得智能化设备开始不断进入人们的日常生活当中。从总体来看,我们西方发达国家在智能化领域已经取得了一定的进展。例如,谷歌公司开发的无人驾驶技术,已经基本完善并能够投入使用。根据谷歌的相关实验数据表明,谷歌无人驾驶技术已经安全行驶了500万公里。

作者:杨森 单位:成都理工大学信息科学与技术学院

参考文献:

[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014(08):197-198.

[2]李兆铭.论电子信息科学技术的未来发展[J].黑龙江科学,2013(12):257.