光电子学范文1
（1）液晶显示器。利用光电子技术对有源阵列液晶显示器进行制造，其主要是利用光刻技术，对薄膜晶体管着、色滤波器的阵列进行制作，并且通过对光学检测技术的利用，对显示器产品进行最后的监视。在显示器的制作中，光电子技术一直贯穿着整个过程，尤其是在诊断工艺的时候，对微粒的控制和检测则利用光学之后，还利用紫外光解决液晶在密封上的问题，最后，在对加工中存在的缺陷问题上利用了激光对其进行查找定位、处理。
（2）信息储存。在进行信息储存的时候，主要采用的是DVD、CD等方式，其主要采用的技术就是利用光储存信号来进行储存的，而储存的容量大小则需要由写入的光源来进行决定，光盘储存量则和光斑之间具有反比的关系。从刚开始的时候，对于光电子激光器来说，主要采取的是气体激光器，随着社会的发展，逐渐发展成为半导体激光器。此时，当写入的光源产生的光斑则会与激光波的平方产生反比例的关系，使VCD、CD的储存量得到有效扩大。
（3）通信技术。在通信技术领域中，应用光电子技术具有保密性高、信号容量大、结构轻便、通信距离远等优点，主要是利用激光技术，将信息都加载于激光束之上，利用激光束快速传播的方式来进行通信，与无线电技术相比，激光通信多了光电和光电转换过程，经由信号的转变其，将已有的影像、声音等进行转换，使其转成为电信号之后，将信号利用调制器进行调制成为一束激光，由于此调制成的激光参数会受到信号控制的影响，从而使信号在激光上得到加载。此时将激光利用发射端进行发射，在接收端进行接收，利用光检测器对电信号检测，最终使用调节器对信号进行还原。
2光电子技术科学应用于军事领域
（1）激光测距仪。在飞机、坦克、火炮和舰艇中，激光测距仪是这些武器装备的重要组成技术装备，使各战术武器装备在系统上具有更强的攻击力，并且具有更高的准确性。通常情况下，能够使其首发的命中率高于80%，使各武器装备能够充分发挥自身的作用。
（2）热摄像仪。在目前的热摄像仪中，GaAlAs/GaAaQWIRFPA是热摄像仪应用最为广泛的技术，而非制冷IRFPA的热摄像技术，不仅使在极度低温冷却的工作问题得到解决，而且还使热像仪在密度和成本上更具优势。在目前，非制冷热像仪主要应用在低中挡的传感器中，其所采用的阵列主要分为640×480、320×240，其可以进行探测的温差为0.05K。
（3）预警和干扰设备。利用飞机对目标进行一系列的侦测，其主要利用的是加载在飞机上的光电子预警设备，其可以对空间坐标、技术参数等进行确定和侦测，经过相关判断之后，对存在的危险目标进行预警。其主要是利用在不同的物质上、背景上所产生的光电子电磁波存在不一致的反射，将四周反射出来的电磁波与目标进行差异性的比较，以此来得以识别和发现目标之后对其进行跟踪、预警。目前在火箭、导弹中的红外预警器得到应用。
3结语
光电子学范文2
【关键词】光电子技术；教学方法；仿真教学
【Abstract】With the rapid development of science and technology， the optoelectronic technology， as the most cutting-edge scientific fields， promotes the progress of information technology. Based on the characteristics of optoelectronic technology course and simulation teaching， the feasibility and significance of simulation teaching are discussed in the teaching of optoelectronic technology course.
【Key words】Optoelectronic technology； Teaching method； Simulation teaching
0 引言
1960年，世界上第一台红宝石激光器的诞生推动了光电子技术的长足发展。在这50多年间，从红宝石激光器的发明到半导体激光器及低损耗光纤的问世；从各种无源器件的小规模应用到系统集成实用化阶段，光电子技术在国防、工农业生产、光纤通信、医学、精密测量、地质、天文等领域获得了广泛的应用。我国政府将光电子技术列入国家战略性产业结构调整的重点领域。因此，光电子技术受到了研究所及企业的广泛关注，促使很多高校在物理、电子、通信、材料等专业纷纷开设光电子技术这门课程[1]。
如何培养专业知识强、综合素质高、实践能力优异的人才是当前光电子技术课程教学的热点话题。因此，在光电子技术课程教学过程中，很多教师以教学内容、教学手段和教学方法的改革为重点，优化教学内容，制定合理的理论与实验教学计划。同时，建立科学的教学管理制度以及严密的教学质量反馈系统，以此确保教学质量。随着计算机技术的不断提高，仿真技术为人们提供了一种有效的教学手段[2]。基于仿真技术完成的课程教学具有成本低、维护简单、使用方便等特点，所以很多课程的教学纷纷采用仿真教学，然而目前关于光电子技术课程仿真教学的探讨还非常少。本文主要研究光电子技术课程及仿真教学的特点，得出仿真教学在光电子技术课程教学中的可行性。分析表明，仿真教学是提高光电子技术课程教学质量的一种有效的方法。
1 仿真教学
仿真教学是仿真技术应用的一个重要方面。仿真教学就是利用计算机创设虚拟环境来模拟真实环境，并结合真实环境中的情况在虚拟环境中进行设计、操作、运行、验证等的教学方式[2，3]。
目前，仿真教学的使用越来越广泛。教师可将精心设计的教学内容融合在这个虚拟仿真环境中，并通过各种手段和方法将仿真教学中的情境呈现出来，这是仿真技术应用在教学中的一大进展。结合自己的实践和他人丰富的教学经验，总结出仿真教学有以下特征：
1）成本低，使用率高。购买所需实验设备的费用一般比较高，是很多高校不能承受的。如果采用仿真教学，那么只需购买软件和建设机房，这样就可以大大降低费用，并且设备的使用率也非常高。
2）维护简单，更新方便。仪器设备的不当操作和长时间运行使其容易损坏，而仪器维护费用也非常高。仪器购买的时间久了，就需要自己进行更新设计，有的甚至需直接购买新的设备仪器。仿真教学只需对计算机、教学软件进行维护和升级，而且仿真软件一般自带有软件升级功能。
3）使用方便，提高学习效率。光电子技术所需的仪器设备一般比较笨重，不容易搬动，而且学生只能在特定的实验室完成实验项目。在仿真教学中，学生可以利用计算机方便地进行自主探讨和摸索学习，发挥学生的学习积极性，进而提高学习效率。
4）实验安全，提高教学效率。在教学中，实验有时需要高温、高压、强腐蚀等环境条件，操作失误或实验仪器故障都有可能对学生的人身安全构成威胁。在仿真教学实验中，学生不仅可以随意设置实验条件，而且可以高效、安全地完成实验。通常完成实验的时间一般很长，而利用仿真教学可以将实验的时间缩减，明显地提高教学效率。
2 仿真教学在“光电子技术”课程教学中的可行性和重要性
光电子技术是电子学和光子学相结合而产生的综合叉学科，并成为现代信息科学技术的重要组成部分[4-6]。课程的特点如下：
1）知识面宽。光电子技术课程是电子、通信、光电材料等专业的核心课程，内容包括半导体发光、固体激光器、光纤、非线性光学、光调制、光探测及光电显示方面的材料及器件，涉及光子学、电子学及半导体物理的相关知识，对学生的基础提出了较高的要求。
2）知识更新快。随着信息技术的不断发展，光电子技术已取得了令人瞩目的成就，并将不断影响人类社会的方方面面。在实际应用需求的引导下，各类新型的微纳光子器件与材料的研究突飞猛进，如光子晶体、等离子体、超材料等领域，其相关研究为光子器件的微型化奠定基础。
3）理论性强，而实践内容较少。大多光电子技术课程教材过于注重理论知识讲解和公式推导，对其应用及相关设计性实验开展的非常少，导致学生不了解这门课的用途，从而感觉光电子技术课程枯燥乏味，难以理解。
4）仪器较贵。为了让学生更好地理解、掌握所学内容，需开展相关的实验，但是相关仪器设备比较贵，一般的高校很难承受相关的费用，导致他们不得不减少实验课，从而不能使学生获得有效的指导，最终降低了教学效果。
基于仿真教学和光电子技术课程的上述特点，低成本的仿真教学可以解决光电子技术课程教学中仪器设备价格昂贵的问题。基于仿真教学中使用和更新方便的特点，教师可以根据最新科研进展，拓宽教学内容，更新实验软件，从而可以让学生自主学习、掌握新的科研成果，认识各类新型光电子信息材料和器件的属性及用途。众所周知，掌握光电子技术课程中涉及光子学、电子学及半导体物理的相关知识是非常重要的，因为理论教学是专业课程学习的基础。为了能使学生理解相关的理论知识和公式推导，将仿真教学融于课堂教学中，让学生体会计算机模拟的结果，然后再进行理论推导，这样有助于加深学生对系统知识的理解，使枯燥的理论教学生动有趣。同时，学生可利用仿真实验室进行探索式学习，提高自学能力，最终提升光电子技术课程的教学质量。
3 结论
总之，随着计算机技术的不断进步，仿真技术已经成为人们工作的重要手段，被广泛用于科学研究、教育、军事、医疗等领域。基于仿真教学和光电子技术课程的特点，探讨了仿真教学在光电子技术课程教学中的可行性和重要性，提出了仿真教学可促进学生自主学习新的科研成果，认识各类新型光电子信息材料和器件的属性及用途，从而有助于加深学生对系统知识的理解，使枯燥的理论教学生动有趣，最终提高光电子技术课程教学的质量。
【参考文献】
[1]马冰，任芊.光电子信息材料的发展浅论[J].光学技术，1995，06：36-39.
[2]刘建高.基于自主学习的仿真教学研究与实践[D].南昌大学，2011.
[3].仿真教学在高等职业教育中应用研究[D].山东师范大学，2008.
[4]林若波，彭燕标，陈炳文，方春城.虚拟仿真技术在“电力电子技术”课程教学中的应用[J].云南民族大学学报：自然科学版，2013，22（5）：378-381.
光电子学范文3
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。
光电子学范文4
关键词：光学玻璃 折射率 电子学系统 控制和测量
中图分类号：TN29 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0086-01
伴随光学精密仪器的高速发展，对光学玻璃的折射率的测量精度要求越来越高，光学玻璃折射率的数据精度对保证光学系统像质起着非常关键的作用。新型光学玻璃材料的研发也对光学玻璃折射率提出较高的要求。
很多人对光学材料折射率的测量提出了多种有价值的测量方法[1-2]，主要有测角法和干涉测量法。文章介绍了基于测角法中使用的直角照准法、最小偏向角法和三最小偏向角法测量光学玻璃折射率的测试仪中的电子学控制和测量设计方案。
1 电子学方案
高精度光学玻璃折射率测试仪主要由底座、测角系统、传动机构和微调机构、自准光管、平行光管、载物台和光源箱组成。
1.1 系统
电子学部分是以单片机为前台机，系统机为后台机对位敏传感器（PSD）和轴角编码器进行数据采集，以步进机为执行机构，系统机进行数据运算的光电瞄准实时控制系统。
1.2 关键元器件的选用
1.2.1 轴角编码器
示值分辨率0.05″；精度0.5″；转速≤90°/S；显示箱：XXX°XX′XX″XX，按BCD码以度（百、十、个）分（十、个）秒（十、个）小数秒（后1、2位）顺序连续发送。其内容高4位（D7-D4）为标识位码（0-8），后4位（D3-D0）为BCD数据码。传输速度15?s1/字节-20?s1/字节。
1.2.2 位敏传感器
采用位敏传感器（PSD）作瞄准探测器是本系统的重要特点。它反应快、灵敏度高、精度高。与CCD不同，属于非离散性器件，适配电路也比较简单。PSD是具有横向光电效应的PIN光电位置传感器，I1、I2的输出和光点位置有关，经适配电路处理有：
式中：X：光点偏离中心位置座标；L：PSD光敏面长；I1、I2：PSD两端输出电流。
设计中选用滨松（HAMAMATSU）线阵PSD S3931，其主要技术指标如下：
上述PSD 0.2 ?m的位置分辨率，相当于度盘角度0.075″。6 mm的探测范围，折合角度为37.5′。
1.2.3 步进机和驱动器
步进机和精密微调机构相连，采用四相步进机和驱动器。整步模式下步进角可达0.9°，对应轴角0.2″，谱线在PSD上移动0.5 ?。
1.2.4 A/D转换器
AD转换器的位数
=
取14位AD，转换时间小于步进周期的10倍，以便多次平均。取100?s。本设计采用了12位逐次比较型AD转控器AD574。在接近PSD中心时，精瞄将位置信号切换到放大8倍，从而达到15位AD的跟踪精度。
1.2.5 瞄准时间
当步进脉冲取600 Hz/S时，从边缘到中心整步6000步，粗瞄所需时间为：（6000/600）=10s。
1.3 单片机测控系统设计
单片机是该系统的前位机，承担PSD和轴角编码器的角度数据采集，步进机的驱动控制，键盘和LCD显示的人机交互和数据予处理（例PSD的多次采集平均，加减除运算等）以及和系统机的串行通讯。
1.4 显示
采用240×64中小屏幕有背光的点阵液晶显示器，可进行汉字显示，并用电子游标模拟出谱线在PSD上的粗略和精确位置。给出角度数码和PSD上谱线位置偏移码。
1.5 系统机
系统机不附加接口板，它通过RS232串行口与前台机（单片机系统）相连。在0帧（监控0）联机状态下（联机2）它的功能和前台机一样，通过键盘对系统进行遥控，PSD和轴角码进行实时CRT显示。在1帧（监控1）联机状态下，接收前台机某模式下的逐项参数（角度值），进行运算，给出折射率的精确值。还可输入当时的温度、气压值、对折射率进行修正。
1.6 软件设计
前台机的逐程序由8051汇编语言编写，系统机的程序由C语言编写，采用模块化结构。包括程序清单和功能、全部程序列表、软件框图（主程序和监控0程序框图、调整和显示子程序框图、电机调整（跟瞄）子程序框图）、PSD值采样A/D转换防干扰平均值法子程序（INTO中断服务程序-读AD、给出模式1（直角照准法）测试流程框图、给出模式1叠代法解方程模块）。
2 结语
该文介绍了高精度光学玻璃折射率测试仪电子学设计方案，并对关键元器件的选用进行了分析，通过实际应用表明，电子学方案可满足高精度光学材料折射率测试仪的指标要求。
参考文献
光电子学范文5
有机及配合物电致发光（EL）和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用，受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来，随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展，对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质，以全自由度优化几何结构为基础，计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。
1 量子化学研究EL材料的方法及原理
就量子化学的几种计算方法来看，从头算法虽然有严谨的理论支持，能得到较好的计算结果，但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时，计算很耗时，其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础，忽略一些计算量极大，但是对结果影响极小的积分，或者引用一些来自实验的参数，从而近似求解薛定谔方程，就诞生了半经验算法。如：AM1，PM3，MNDO，CNDO，ZDO 等[5，6]。目前，对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。
2 光谱性能的量子化学半经验计算
EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系，荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1，先对化合物的几何构型进行了全参数优化， 得到其稳定构型，再进行振动分析，在此基础上利用单激发态组态相互作用方法（CIS）计算它们的电子光谱。
比如苏宇，廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析，均未出现虚频率。在此基础上，采用单激发组态相互作用方法（CIS） 计算荧光光谱，所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威，李来才[8]采用单激发组态相互作用（CIS）方法，分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱，选了801个组态进行计算，所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料，对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究，计算结果与实验值基本相符合。薛照明，张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱，测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱（DMF溶液）。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽，石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合（LiBq4）的电子结构和光谱性质，计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度，获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样，所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响，为分子设计提供理论指导。
3 量子化学对EL材料结构的分析
结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域，它涉及的范围非常广泛，从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子，从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究，人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释，得出一般性的规律，进而预言一新的化学事实，指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有：重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究；重金属、稀土元素化合物的成键规律；（半）导体材料、磁性材料、光电材料等。
高洪泽，石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构，国外研究人员在这方面已做了不少努力，合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15]，但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大，迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明，各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响，为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。
4 振动分析
判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲，张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型， 在振动分析中，其振动光谱均未出现虚频率， 说明构型优化基本合理性。
光电子学范文6
[关键词] 光电子专业；专业综合训练；反射式光纤位移传感；实践教学
[中图分类号] G642.44 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634（2014）04-0084-03
0 引言
光电子专业是以光电信息工程理论与技术为特色的信息类专业，致力于培养融合光、电、信息和计算机等学科的复合型人才。在光电信息工程专业教学中，专业综合训练作为一个必修实践环节，是加强学生工程训练的重要手段，对培养学生的创新精神和实践能力不可或缺[1]。同时，也是贯彻CDIO理念的重要方式[2]。发达国家的工科院校十分重视对学生工程实践能力的培养，如要求学生在工厂进行32个月的生产实训，几乎占整个大学学习时间的1/4；而日本明确提出：工科院校4年教育要始终围绕工程和联系工程实际进行。与发达国家相比，国内工科院校在实践教学尤其是工程实践教学方面存在明显差距，普遍存在着“课程设计简化、毕业设计软化、专业综合训练与生产实习形式化”的现象[3]。太原科技大学光信息科学与技术专业的专业实验是将专业课实验去掉，形成一个64学时的专业综合实验课[4]。高朋等人介绍了沈阳师范大学在课外开放实验与实践活动中进行专业实践模块，与专业实验课程互为补充[5]。陈顺芳等人就咸宁学院光电信息实验与实践平台的构建进行了详细的阐述[6]，具体实施也是以课外开放实验的方式进行。
专业综合训练起着从课本理论知识向专业实践能力过渡的桥梁作用，轻视这一教学环节会使学生走向社会后的适应性降低及适应周期加长。因此，提高对这一教学环节重要性的认识，加大对其的投入，加强对该教学环节的建设，对保证这一教学环节有力、有序、有效地开展，具有极为重要的意义。鉴于此，本文针对光电类专业综合训练实践教学目的、内容、模式等方面进行初步探索与研究。
1 专业综合训练的目的与意义
光电子专业综合训练的目的在于，使学生掌握电子技术和光学基本理论，了解光学原理、光电检测技术及检测仪器在生产实际和科学研究中的应用情况；使学生对光源、光电探测器与传感器等方面的知识有更进一步的认识和掌握。专业综合训练是安排在大四的一项教学实践环节，是在学生学习了本专业的全部专业基础课和专业课后进行的。通过专业综合训练，拓宽学生的知识面，增加感性认识，培养学生进行调查研究、分析和解决工程实际问题的能力，为将来的工作打下坚实的基础。
2 燕山大学光电子专业综合训练内容与模式
燕山大学信息科学与工程学院光电类共有5个专业实验室、1个教学示范中心和1个光电类实践教学基地，基本上能满足7个教学班级的实践活动。专业综合训练通常是选择一些难度适中、具有较强应用背景的题目来进行仿真生产。早在2005年就设置了为期1周的专业综合实验，曾先后进行过“CCD综合实验”、“光纤F-P干涉仪”、“光纤亮度测温仪”等实验，由于学时较少，所以还是以“设计型”实验为主。随着教学改革逐年深入，实践教学日益受到关注，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”试点，引入了国际工程教育改革的最新成果――CDIO工程教育模式与理念，所有这些都推动了燕山大学的实践教学改革，专业综合实验学时由1周增加到2周，到2012年增加到4周。这项实践环节主要是在校内专业实验室进行，这一点有别于生产实习。
训练内容为设计制作一光纤位移传感系统，属于反射式强度调制光纤传感器，是一种非功能型光纤传感器。利用待测物理量引起光强变化，通过检测光强的变化实现对待测物理量的测量，如位移、压力、振动、表面粗糙度等。反射式光纤探头如图1所示。光纤探头A由两根光纤组成，一根用于发射光，一根用于接收反射体反射的光，R是镀膜的反射体。
系统装置的原理框图如图2所示，MCU采用宏晶公司的STC12C5A60S2。实现数控恒流源来驱动LED/LD发光，采用AVAGO公司的T-1527作为光源，探测器采用与之匹配的R-2526，反射光强经过信号处理后进行A/D转换，最后在LCD1602显示屏或者数码管上显示出来。载有光纤探头的二维位移调节架可以记录其位移，这样便可以得到位移与反射光强的关系，记录多组数据便可绘制出反射式光纤位移传感的调制特性曲线，如图3。由图3可知，不同驱动电流下的调制特性曲线都在相同位置出现极大值，当位移小于极大值时，为递增函数，称之为“前坡”，反之为“后坡”[7]。系统可工作在这两个区域中，即“前坡”工作区和“后坡”工作区。可以看出，当在“前坡”工作时，可以有较高的灵敏度；当在“后坡”工作时，可以获得较宽的动态范围。图4为系统仪器的照片。
3 专业综合训练的实施形式
专业综合训练的实施形式是保证训练成效的重要前提。图5为专业综合训练的流程图。学生在校内专业实验室进行查阅文献、设计、元器件选择、原理图绘制、PCB板的制作、光纤组件的设计与制作、焊接、硬件调试及其软件编写、文档撰写等工作[3]。
首先，领取任务书，由指导教师将训练内容与要求以书面形式发到每个学生手中。教师讲解训练内容、目的和一些具体要求。此部分既要让学生明确训练的总体目标，更要让学生有明确的阶段性小目标，让学生清楚如何查资料、应该查什么样的资料、要实现什么目标。
其次，查阅文献资料，根据任务书的要求进行电路设计、光学组件设计。以往给学生留出时间查阅文献资料，只有小部分学生能按要求完成，效果不理想。针对这一弊病，采取了分小组汇报设计方案的形式，每3人1组以PPT形式汇报本小组的设计方案，同时指导老师给出评价。该部分内容占学生成绩的一部分，从而极大地调动了学生查阅资料的积极性和效率。
再次，原理图与PCB板图的绘制，让学生熟悉专业的绘图制版软件，并熟悉电路板设计制作的流程。考虑到PCB板的制作成本、生产周期和后期调试问题，并不把学生的版图拿去工厂进行加工制作，而是在学生设计后期将已做好的PCB板及对应的版图资料一起发给学生。通过对比、改进、总结，让学生发现设计中的不足，掌握布局布线的方法与技巧。接着是电路板的焊接与调试。一方面让学生掌握各种封装形式元件的焊接工艺及技巧，另一方面更要让学生掌握硬件调试，包括电性能测试和一些简单的测试程序来评估硬件及其焊接工艺的优劣，从而让学生充分认识到调试在整个系统设计中的重要地位。
此外，给学生的光纤组件基本都是半成品，要让学生制作光纤接头。由于系统采用的是粗芯塑料光纤，加工制作的工艺要求比较低，学生在教师的指导下基本都能完成并达到要求。
软件编写，由于学生已进行过单片机课程设计，对C51单片机编程已具备一定的基础，所以这部分内容主要体现在功能实现上。要求实现既定基本功能，当然也鼓励学生进行功能拓展，充分利用MCU内部资源和硬件电路板的各个模块。经过3天的软件编写，发现大部分学生都能实现要求的基本功能，有相当一部分学生对系统进行了各种各样的扩展，效果甚至超出了老师的想象。对于一些编程能力差的学生，老师将软件功能拆分，指导其分步分块实现，尽可能地激发其编程热情，使其缩小与其他同学的差距。
系统性能综合测试，除了要求学生绘制出不同驱动电流下的反射式位移传感器的调制特性曲线外，还要求学生测量光源的P-I特性曲线等。进行系统调零、增益调节等功能测试，并评估仪器性能参数。
最后，文档撰写，以往学生容易忽视文档撰写的重要性，互相抄袭、东拼西凑现象时有发生。为了避免此类情况的发生，教师在训练之初就反复强调文档在整个系统设计中的重要性，并将文档撰写的质量作为评定成绩的一个重要依据。
4 专业综合训练模式探寻
不断探寻专业综合训练的新模式，是深化本科实践教育的需要，是培养学生实践技能、综合素质的重要保证。燕山大学信息科学与工程学院光电子工程系对专业综合训练的模式进行了初步探寻，具体包括以下几个方面。
1）在内容上选择与定位一些综合程度比较高的题目，通常以一个具体的光电产品为载体，并且该产品在行业中具有一定的代表性，与当前主流光电产品特征相近且与专业知识背景密切相关，使学生在光学、电子、机械设计和计算机应用等各方面都能得到综合锻炼。这就要求专业综合训练与前期大学本科三年所学各科课程有较好的知识点衔接，既包含如应用光学、物理光学、光电子学、光电信息检测、光辐射、光学材料、光学制造工艺、光学测试等光学类主要专业课程知识运用，也要包含如光学精密设计、光学机械CAD、数字和模拟电路及电子设计自动化工具的运用，还要覆盖微机原理与接口技术、软件基础、程序设计等计算机方面的知识运用，使学生在最大的知识范畴内得到充分的发挥和锻炼。
2）研发与设计过程满足“大过程”特征，体现在尽可能多的覆盖产品制造链上的步骤和过程，让学生对产品选型、市场定位、经济和技术可行性分析、论证、设计、仿真、加工、装配、测试检验、分析评估等环节和步骤都有感性经历和体会。
3）在实施过程中必须能够让每个学生都担当企业工人、技术员、管理员等多重角色，人人动手，充分参与生产、研发设计的每个环节。
4）开辟校内专业综合训练基地或工程训练中心。自2005年以来，分别在燕山大学特种光纤研发基地和光电类实践教学基地进行过实习与训练。
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5 结束语
专业综合训练是学校实践教学的重要组成部分，是教育教学体系中一个不可缺少的重要环节。专业综合训练是培养技能型人才、实现培养目标的主要途径之一。它不仅是课程教学的总结，更是课程教学的延续。实践教学如何满足社会的需求是近几年各高等院校共同关注的焦点，探讨实践教学改革的思路，有利于推进人才培养进程。
参考文献
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