激光原理论文范文1
关键词：激光原理；教学实践；教学体系
南京航空航天大学以育人为本，不断丰富和发展办学指导思想。树立并践行“三个为本，三个促进”的办学理念，即“以育人为本，促进人才辈出；以学术为本，促进学术繁荣；以航空为本，促进特色发展”。 把提高质量作为学校教育改革发展最核心最紧迫的任务，坚定不移地走有特色、高水平、内涵式发展道路，形成人才培养新优势，努力出名师、育英才、创一流，在加快建设高水平研究型大学的进程中取得新的更大的成就。
学校学生来自全国各地。长三角地区光电子行业非常发达，考虑到这些因素，对本课程，定位为光电信息科学与技术专业的专业课程，目标是使学生掌握激光器运转的基本物理原理，为后续专业课程的进一步学习奠定基础，为今后在光电子学及相关的电子信息科学等领域从事学术研究和教学工作奠定扎实的理论基础，服务江苏，兼顾长三角，播及全国。
1、教学方法与教学手段
《激光原理》是高等院校光电子技术和有关专业的一门极其重要的专业基础课程[1]。是学习相关课程“激光器件”、“激光技术”、“激光应用”的基础，也是学习光电子学、激光化学、激光生物学、激光光谱学、非线性光学等新的交叉学科的重要基础[2]。为此，除严格的课堂教学以外，我们还配合一些课程设计、专题课堂讨论及前沿学术动态讲座等多种形式。在介绍课程的学习意义时，采用启发式的教学方式[3]。从激光发展历史和相关技术入手，介绍了激光科学技术近50年的发展，其应用遍及科技、经济、军事和社会发展的许多领域。本课程制定了详细的教学内容，明确了教学目标。讲述激光器基本原理、开放式谐振腔理论，讲授激光振荡和放大理论。经过系统地学习，使学生掌握产生激光的基本原理和处理激光问题的基本理论和基本方法[2]。
2、课程的重点、难点及解决办法
本课程是一门理论性较强的课程。主要阐述激光器的基本原理和理论。本课程的重点，是要掌握激光器的基本原理、光谐振腔理论、激光振荡理论。光和物质的共振相互作用是激光振荡和放大的物理基础，这一部分的重点放在阐明光和物质的共振相互作用的基本物理过程和主要理论分析方法方面，课程的难点也在此处[4]。采取多样灵活的教学手段。课堂教学包括：课堂讲解、PowerPoint幻灯片课件、课堂小测验、课堂提问、笔记检查、课后作业、作业及课堂小测验讲评等。十分重视该专业学生英文水平的提高，并一直坚持在讲课中尽量向学生介绍英文的专业词汇。教会学生正确的学习方法。要学好本课程，学生们要建立一套适应于理论知识学习的科学的学习方法，更重要的是，掌握基本物理过程和主要理论分析方法，要求学生必须通过对知识的理解和消化来学习和掌握知识，培养知识的实际运用能力。针对教学内容中的重点和难点内容，采取重点授课，讲解细致、详尽，增加学生的实践机会等措施，使学生真正理解和掌握重点、难点内容。
3、教学资料与实践
我们采用的教材是高等学校电子信息类规划教材“《激光原理》” （第五版），由清华大学周炳琨院士担任主编。一方面，补充一些基本知识，例如学生没有学习过原子物理的有关知识，在介绍激光基本知识时，加入了有关能级的一些知识点，有利于学生对后面内容的了解和掌握[5]。另一方面，随着激光科学的发展，主讲教师在授课中不断及时补充内容，及时反映国内外激光科学的最新进展，使学生及时了解该学科的发展动向；吸纳兄弟院校本课程的教学经验，取各家之长，丰富我们的教学内容。与《激光原理》课程配套的激光专业实验教学日趋完善，目前已经开设了高斯光束参数测量及透镜变换实验、半导体激光器系列实验、连续激光相位调制实验、激光散斑干涉计量、激光全息干涉振动分析、脉冲调Q Nd：YAG倍频激光器实验、氦氖激光器模式分析实验[6]。随着激光原理和相关科学技术的发展，实验室老师正在筹建新的激光实验，并撰写了现代光学实验指导用书。新的实验设备已经编入211工程学科建设预算，正在采购中。专业实验室面积扩大到250平方米[7]。。我们还与南京东方激光、南京煜宸激光科技、南京激光仪器厂、江苏恒达激光图像、江苏联正利惠激光科技等企业有长期稳定的教研合作关系，经常派学生去实习，或请对方专家来学校交流指导学生。
4、总结。依据教研融合、开放共享和体现特色与水平的原则，以理论与实践结合为特色，阐述了激光原理教学体系建立和完善的经验。目前，已完成了激光原理的课程建设，包括课程教学内容项目建设、实验课程建设等。本课程紧密跟踪学科前沿，一贯坚持把前沿研究内容及时充实到课堂教学活动中，引导学生接触前沿学科知识，保持课程内容的先进性。教学科研互促共进。教学手段丰富灵活。
参考文献：
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激光原理论文范文2
【关键词】教学改革;激光课程;军校专业特点
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)02―0070―04
引言
军队院校培养的人才必须适应部队需求,专业具有较强的针对性和军事特色,近年,部分军事院校针对自己的专业特点进行了教学改革和探索[12]。我院激光测距与激光制导课程是典型的装备教学,激光原理与激光技术(以下简称激光课程)等专业基础课的教学质量直接影响激光仪器的装备教学,最终将影响军校培养军事技术人才的质量,所以激光课程等专业基础课的教学质量和教学改革备受关注。激光课程是我院光学工程教研室(以下简称我室)军用光电工程本科专业的重要专业基础课,是激光测距仪器、激光制导仪器等专业课的理论基础,贯穿本科乃至研究生学员培养的全过程,在我室教学工作中占有很大比重。由于激光课程内容多,概念抽象,加上传统的“灌输式”教学的弊端,学员积极性不高,教学质量长期得不到提高。近两年,我室借鉴地方院校的成功经验[3-5],结合军校的专业特点,在该课程上积极寻找突破。2006年,我室光学工程学科获全军2110工程资助,2007年,我院参加全军教学工作评价,面对机遇和使命,我室在“重基础,抓实验,贴装备”教学思想的指导下,多渠道、全方位对激光课程进行教学改革,经过近三年多的努力,改革取得一定成效,并且圆满完成教学工作评价的各项指标。本文介绍教员队伍建设、课堂教学、实验教学以及课外实习教学等7个方面的改革工作内容。
一 改革内容
1关于教员队伍建设
(1) 教员层次结构的完善。积极引进外校一流大学的硕士及博士生来充实教员队伍。2006年和2007年接收了国防科技大学硕士生1名、博士生2名,2008年接收了北京理工大学的军工专业的优秀博士生1名,极大地活跃了教学组气氛。积极选派有能力的教员进修和学习,2007年,选派了2名教员到上海交通大学进修,2008年以“强军计划”的方式选送一名青年教员到清华大学攻读博士学位。
(2) 选用优秀年轻教员担任主讲教员。年轻教员与老教授相比,虽然经验和学识少一些,但年轻教员有自己的优势:年轻教员上课有活力、有激情、有干劲;科班出身的年轻教员基础扎实,工作在科研一线,既有较强的理论基础,又了解前沿,熟悉科研的具体细节工作,授课中能做到一丝不苟,解决工程实际问题;年轻教员与学员年纪相差无几,有共同语言,有感染力,有助于学员学习积极性的提高。
2 关于教材与课程内容
(1) 选用英语参考教材,逐步开展双语教学。随着时代的发展,双语教学在院校中逐步兴起,这是发展趋势。由于开设双语教学并无经验,我们实施了“谨慎”的双语教学,即用中文教材,另外选用英语参考教材,课堂授课部分内容使用英文。随着不断地学习和经验的积累,今后将逐步扩大英语讲述内容的比例,提高双语授课水平。我们注重思维和创造能力的培养,所以在双语教学中重要概念和物理思想用英语讲述,背景知识和数学推导用汉语讲述,值得一提的是,在双语教学中,年轻教员的英语特长得到了发挥。
(2) 课程内容整合。我室本科激光课程包括激光原理、激光技术和激光器件三部分,激光原理讲述激光特性、激光器组成、光和物质相互作用、谐振腔内光场分布和高斯光束传输特性等基本概念和基本原理,激光技术讲述改善激光光束质量(压缩脉宽、提高峰值功率、单模输出、稳定频率等)所作的技术调整(调Q、锁模、选模、稳频等),激光器件贴近工程,讲述不同种类激光器(气体、固体、半导体激光器等)的器件组成及其特性。这三部分是统一的整体,我们对激光课程进行了整合,把三部分合成一门课,激光原理是重点,激光技术次之,器件部分穿插在前两部分中,内容整合突出了重点,加强了基础教学,体现了“重基础”的教学思想。
3 关于课堂教学
(1) 以非课程因素带动课堂教学。所谓非课程因素是与激光教学内容无关的,但有利于提高教学质量的因素,包括师生感情、教员个人魅力的塑造、“以人为本”的素质教育思想等。这些不是教学过程的重点,但影响重点,不能忽视,应该充分利用这些因素带动课堂教学。在这方面,年轻教员有明显优势,因为年轻教员更了解学员所想。笔者作为一线教员,真切感受到:当非课程因素发挥作用时,学员喜欢任课教员,喜欢上激光课,学习积极性大大提高。
(2) 营造和谐的课堂环境。我们在课堂教学中努力做到以学员为中心,增进沟通,加强交流,增强互动,充分调动学员的积极性,打破以往沉闷、死板的课堂气氛,营造轻松和谐的课堂环境。我们努力把抽象的物理概念与生活中的事相联系,与学员感兴趣的事相联系,让知识在“笑谈”之间进入学员的头脑。例如讲介质对光增益一节中把“增益饱和”比作“科学发展观”,解决了光强不断增强和稳定输出的矛盾。通过这样的比喻,能紧紧抓住学员的注意力,同时也把课讲活了。
(3) 树立良好心态,利用“两大法宝”热情高涨地投入教学。“态度决定一切”,作为年轻教员,要有良好的心态,即不浮躁,对教学漠不关心,又不好高骛远,对教学急于求成。只有脚踏实地地深入教学,才能在教学中发现乐趣,提高教学水平,增强成就感,进而把成绩作为进一步提高教学的动力,形成良性循环,在讲台上实现自我价值。在教学实践中,笔者认为:上好课的两大法宝是:自信和学习。只有自信地站在讲台上,授课才有感染力和说服力,才能做到落落大方,举一反三,侃侃而谈,授课才能游刃有余,才能充分调动学员的积极性,提高课堂的互动层次。当然自信是建立在对课程内容非常熟悉,对整个课程有一定把握,对学科有一定学术水平的基础上,年轻教员多数具有硕士以上学历,具备这样的基本素质。学习是上好课的另一法宝,这里的学习是向有经验的老教员学习,多听老教授的课,多向老教授请教,多听老教授意见,耳濡目染、仿效改进,这些必定会对自己有潜移默化的影响,这样的强化学习能够在短期内大幅度提高授课质量,逐渐形成自己的教学风格。
4 关于军校教学保障制度
军校比较地方院校,多一份严肃,强调整齐划一,强调纪律性。我室制定了教学保障制度,为提高课堂教学质量提供强有力保障。第一,岗前试讲制度。本着教员、学员双负责的原则,坚持年轻教员岗前试讲制度,一方面让其他有经验的教员进行指导,一方面严把上岗关,确保了授课质量;第二,听查课制度。教研室主任和激光组组长听查课率不低于10%,从军容风纪、内容、课件、课堂气氛以及学员意见等各方面严格把关,及时发现和改进教学实施中存在的问题;第三,教学观摩制度。激光组一线教员每学期至少组织两次教学观摩活动;第四,导师制度。为一线年轻教员指定经验丰富的老教授作为教学导师,导师定期指导,严把军纪关、教案关、课件关、板书关、语言关等。这些制度规范了教学,提高了教员的授课水平,保证了课堂教学质量。
5 关于实验教学
(1) 实验课程设置改革。打破以往先激光理论课、后激光实验课的传统课程设置,采取理论课与实验课同时开,交叉上的课程设置,即把理论课和实验课开在同一学期,学完一部分理论,做与之相关的激光实验。真正做到理论与实践相结合,这对加强学员对理论的理解是很有帮助的。学员反馈信息,都有共同的感觉:课堂上没听懂的东西,在做实验时豁然开朗,有一种柳暗花明的感觉。这种课程设置也增强了学员的自信心和成就感。
(2) 实验室硬件建设。在2110工程经费的支持下,激光组抓住机遇,经过多方调研和论证,购置大量先进实验仪器,建成激光原理实验和激光技术实验两个教学实验室,并瞄准前沿,组建了激光与物质相互作用实验室,作为研究生教学和科研实验室。利用先进的实验仪器,课程组努力发掘与课本理论联系密切但又高于课本、贴近前沿的实验题目。
(3) 发掘军研口的实验带动教学。以实验室硬件为平台,以教员军队科研项目为牵引,积极发掘以军研口为背景的基础实验或原理实验,例如高功率激光器成为定向能技术的研究热点,实验室搭建了固体热容激光器(Solid State Heat Capacity Laser,SSHCL)、LD泵浦板条激光(DPSL)、光纤激光器相干组束(Fiber Laser coherent beam combination)等原理性实验平台,这些都是国内外光电子领域研究的热点,让学员通过实验了解前沿,以此带动学习的积极性,激发学员的科研潜力。例如当今激光领域研究的热门之一:光纤激光器相干耦合技术。利用耦合器把两个光纤激光器耦合,输出功率约是这两个光纤激光器功率和的2倍,让学员产生疑问,主动思考,查阅文献。虽然这些原理实验不能包含太多的学术价值,但对学员来说是在教材和一般实验中未见到的,对于培养学员的创新精神是有益的。另外,我们还设置了起点较高的自助设计实验,利用长春理工大学研制的自组装电光调Q固体脉冲激光实验平台,学员可自主设计感兴趣的实验,这些对科研能力和创新能力的培养是非常有益的。
(4) 以科研和学术带动教学。让有能力的好苗子尽早地参与科研实验和学术论文的创作,不但有助于课本教材的深化学习,还有助于培养学员的科研和学术能力。笔者从2007年开始尝试带学员,指导学员查阅文献,消化前人工作,在现有实验条件下进行创新性实验。笔者发现,部分学员兴趣已经形成,潜力已经发掘出来,他们在教员的指导下很快掌握了学术论文的写作技巧,参与撰写的诸文已经在学术期刊上发表[6-9],反过来,这些极大地鼓励了学员,形成良性教育过程。
(5) 实验管理制度改革。以往实验仪器少,学员多,只能多人一组,轮流做,教学效率和质量大打折扣,现在基本做到2人一组,学员动手率100%。为了充分利用实验室,调动学员积极性和体现“以人为本”教育思想,实行开放式实验管理。我们研发了实验网上预约系统,对课上没有做完或者感兴趣的实验进行预约,负责实验室的教员及时安排,并进行指导,预约系统和开放式实验管理方便了学员,受到学员的普遍欢迎。另外,为了加强纪律,增强学员爱护实验仪器的意识,实验室建立了实验签名制度,对学员起到一定监督约束作用。
6 关于课外教学活动
(1) 激光装备故障检查。激光理论课和实验课是激光测距与激光制导等专业课的基础,我们重基础,抓实验,同时也紧紧围绕装备开展教学,教研室配备了我军装备的大部分型号的单体激光测距机(与大型武器平台上的激光测距系统相区别),可为学员学习训练使用。为了提高学员的动手能力,我们对装备设置一些故障点,让学员查明原因并进行修理,这些活动极大的调动了学员的积极性。
(2) 军工厂参观学习。为了加深学员对所学知识的认识,我们制定了学员参观实习制,确保每名军用光电工程专业的学员都有到军工厂参观实习的机会。由于我院与军工厂科研业务联系密切,我室与诸多军工光学仪器厂签订参观实习协议,这为课外教学活动的开展提供了有力保证。2006年、2007年和2008年,笔者组织学员分别到焦作平原光电仪器厂、江苏曙光光电仪器有限公司、南阳中光学集团进行短期(一般在20天内)的参观实习,在工厂允许情况下,学员进行了部分生产环节的操作,对激光器零部件的设计、加工、检测、组装、调试以及军检等方面有了深刻的认识,这些活动在一定程度上增强了学员的工程意识,对学员今后从事军械保障工作不无裨益。
7 关于考核评定体系
(1) 实行多种考核与课终考试相结合的方式。鼓励学员参与教学、参加科技竞赛等活动,对制作多媒体课件、写实习感受、参与科研等活动的积极分子进行加分。多种考核方式使被动的“灌输式”学习变成主动的“发掘式”学习,有助于培养学员的创新能力,是素质教育思想的重要体现。笔者于2007年和2008年分别组织了以“神奇的激光”和“激光在军事上的应用”为主题的征文活动,并印制优秀论文集,在学员间传阅,还对录选论文集的学员进行加分。学员对活动反响强烈,这些措施不但激发了学员查阅资料和学习的积极性,也培养了学员的自学能力。
(2) 制定严格的考试出题和阅卷制度。为了体现公平、公正的原则,激光课程考试实行教考分离制,即任课教员不参加出题和阅卷。2006年,激光教学组建设了激光原理与激光技术试题库,并录入学院考试组卷系统,考试前2天由非任课教员到考试中心组卷出题,考试结束后由非任课教员阅卷,3天内上交成绩。这些制度的实施改善了学习风气,学员出勤率提高了,上课瞌睡现象减少了,作业完成质量显著提高了。
(3) 成绩与分配去向挂钩。为了提高学员素质,增加学员的紧迫感,形成比学习、比成绩的良好学风,教研室与学员队(军校管理学员的大队)充分沟通,把专业课成绩与分配去向挂钩,一定程度上改善了以往军队院校学员坐、等、靠的懒惰思想,改善学习风气。
二 改革成效
激光课程教学改革近三年来,无论是教员还是学员都感到身上担子不轻、责任重大,功夫不负有心人,改革取得明显成效,主要体现在:1、教员方面:教员教学能力提高,授课质量提高,2008年笔者以激光原理中“激光产生的基本原理”为授课内容参加了学院组织的优质授课评比获得第6名的好成绩,并在总装备部举办的院校优质授课评比中获得三等奖。2、学员方面:学员积极性明显提高,学习成绩明显高于往届,学员考研率明显增加,说明学员产生了对科学研究的兴趣,主动积极要求深造。在我们对2006和2007届学员做的问卷调查中,80%以上的学员对激光教学改革工作给予了充分的肯定。2008届毕业学员闫宗群、黄富瑜利用实验室平台搭建的全光纤激光相干合成系统[10-11]进行实验研究获得学校电子设计大赛一等奖,两人在全国的数学建模竞赛中获得二等奖,在他们的获奖感言中说道:建模二等奖的获得得益于在激光多普勒测速实验中数据采集的编程训练。
另外,我们完善了教学过程中的各种规章制度和教学评价体系;组建了现代化实验室,完善了实验室规章和资料体系;建立了网上预约实验系统;制作了一套符合我院专业特点的激光多媒体课件和教案;针对激光课程的教学研究也取得一定成绩[12,13]。在2007年的全军教学工作评价中,激光课程达到评价要求的各项指标,且在专家的抽查课中受到专家的好评。
总而言之,我们注重基础理论教学,狠抓实验教学,仅仅围绕装备开展课外实习教学,教学改革取得阶段性成绩。当然,改革需要循序渐进,改革中也出现了新的问题。
三 问题和努力的方向
1 年轻教员经验不足,要达到一定的教学艺术水平,还有待进一步学习提高。
2 双语教学对教员和学员都有一定难度,对于英语所占的比例还应具体情况具体分析,双语教学需要长期教学经验的积累,才不至于成为教学过程中的负担,真正促进教学改革。
3 急需一本适合我院特色的激光课程教材,突出“重基础,抓实验,贴装备”的教学特色,现在,我们激光教学组正在着手调研,组织编写。
4 创办激光网络课程,方便学员自学。
参考文献
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Teaching Reform Exploration in Laser Course Aiming at Professional Features of Military College
SHEN Hong-binLI GangHU Wen-gang WANG Yuan-bo
(Department of Optics and Electronic Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, Hebei, 050003, China)
激光原理论文范文3
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。
激光原理论文范文4
关键词：MATLAB仿真；激光原理及应用；教学改革
作者简介：牛春晖（1976-），男，山西闻喜人，北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，讲师；（1975-），女，山西原平人，北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，讲师。（北京 100192）
基金项目：本文系北京信息科技大学2010年度教学改革项目（项目编号：2010JG07）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）25-0103-02
“激光原理及应用”是光信息科学与技术专业、光电子专业以及光学相关专业的一门专业基础课程，是联系《大学物理》《物理光学》等基础课与光学专业课的桥梁，是一门必修的主干光学技术基础课程。同时，该课程是一门理论性很强的专业基础课，通过该课程的学习，旨在为学生以后从事激光技术、光通讯、光信息处理、生物医疗诊断、材料加工、环境检测等方面的研究及实践打下牢固基础。然而，“激光原理及应用”课程知识结构复杂、物理概念抽象、理论性很强，学生往往缺乏感性认识，造成课堂教学效果不甚理想，学生普遍感到难学。目前比较常用的提高学生学习兴趣的方法主要是采用动画、视频等多媒体形式来活跃课堂气氛，调动学生积极性。但这种方法并不是一劳永逸的，因为该课程归根结底是一门理论与工程实践结合的课程，要把学生的感性认识和理性认识结合起来，学生才能在接受结论性知识的同时又保持独立思考，并能进一步拓展和探索新知识。这种感性认识和理性认识相结合的方式可以通过一些建立数学模型的软件来实现，MATLAB就是这种软件之一。
一、MATLAB软件简介
MATLAB是由美国MathWorks公司出品的一款面向科学与工程的高效快捷的科学计算与可视化应用商业数学软件。它强大的工具箱提供了各种函数库可供直接调用，不仅节省了编程过程的人力、物力和财力，提高了研究效率，而且也促进了不同学科的发展和相互渗透，从而提高不同学科的研究水平。MATLAB已在众多领域如数值分析、信号处理、自动控制、神经网络、系统仿真等方面有着广泛的应用，深受广大教学和科研人员的喜爱。目前世界上许多高校已采用MATLAB语言作为重要的教学与科研手段，我国已有很多教育工作者把MATLAB语言用到如“信号与系统”、“数值分析”、“数字图像处理”、“电路分析”等课程，起到了良好的教学效果。
本文将通过举例的方式对MATLAB软件在“激光原理及应用”课程中的应用方法加以说明。
二、MATLAB软件在“激光原理及应用”课程中的应用
1.符号工具箱的使用
计算机对数据的处理大多是通过数值计算实现的，这种方式可以解决大部分的数学问题。然而，如果在解某些方程组时，如：微分方程、线性方程及非线性方程，需要了解方程解的解析形式，以便对数学解做物理解释。MATLAB软件中的符号工具箱就可以完成这种功能。以“激光原理及应用”课程中解速率方程组为例，根据激活介质中抽运、自发辐射、受激辐射与受激吸收同时发生的物理模型，建立描述此物理过程的速率方程组；通过解速率方程组可以讨论介质中形成粒子数密度反转的条件，以及在粒子数密度反转状态下各参量之间的关系，这种情况下只能通过得到速率方程的解析解实现。利用MATLAB中的符号计算功能及内置函数，具体程序如下所示：
程序中syms定义符号变量，其中，n1和n2分别代表上下能级的粒子数密度，R1和R2分别表示基态到上能级及下能级的抽运速率，A1和A2代表上下能级的自发辐射系数，pho为谐振腔中传播的单色光能密度，B21表示上能级到下能级的受激辐射爱因斯坦系数，F在这里代表线性函数。f1=0和f2=0代表所解方程为稳态方程，solve为内置函数，可以解线性符号方程组。运行后就可以得到解如下：
从该解析形式解就可以全面分析谐振腔中光场与粒子数密度之间的相互制约的关系，这一点通过数值解是难以实现的。
本例只是对速率方程的稳态形式求解，对于瞬态形式需要解线性偏微分方程，也可以通过MATLAB符号计算实现。
2.作图工具的使用
MATLAB作图功能强大，不但可以画曲线图、二维平面图、三维立体图，而且可以画四维切片图。在“激光原理及应用”课程中，很多物理量都是通过函数或方程来表示的，很抽象，学生很难在大脑中想象出具体图像，如果借助MATLAB强大的作图工具，就可以把这些函数或方程以图形形式呈现在学生眼前，教学效果会大大提升。
例1：通过解光学谐振腔的自再现模积分方程，可以得到本征函数解umn，其表示的是在激光谐振腔中存在的稳定的横向场分布，就是自再现模，通常叫做“横模”，其中，m、n为横模序数。不同的横模具体分布是什么样的，可以通过MATLAB画图工具来显示。
图1所示就是不同模式光束分布。其中图1（a）显示的是谐振腔镜为方形镜时的光场分布，其左上角表示基模（m=0，n=0）分布，其他都为高阶模，从图中就可以看出横模序数所代表的含义以及不同模式的光场分布。图1（b）显示的是谐振腔镜为圆形镜时的光场分布，左上角仍是基模，可以看到其与图1（a）中的横模分布相同，都为高斯分布，而高阶模分布有差异，通过修改程序可以得到任意的高阶模分布，这样形象的展示对学生理解模式的概念及结合有很大好处。
例2：基模高斯光束在空间的分布是完全不同于传统几何光线形式的，其有半径最小处（即：束腰），而且光斑半径沿光轴按双曲线规律变化。
图2所示为高斯光束光斑沿光轴的分布，从图中可以很直观地看到高斯光束的发散性，而且可以看到不同束腰半径时发散角的变化，对学生掌握高斯光束性质有很大帮助。
例3：激光调制就是把激光作为载波携带低频信号进行传输。按照激光的特性，激光调制主要有：激光幅度调制、激光强度调制、激光频率调制及激光相位调制。光场本身作为正弦信号，各种调制的形式可以借助MATLAB软件作图表示。
图3所示即为各种调制方式的信号形式。其中横坐标为时间轴。学生从图中可以形象地看到低频信号是如何加载到激光上的，也能了解激光通信（包括光纤通信和空间光通信）的基本工作原理，有利于对课程内容的理解。
3.图形用户界面的使用
图形用户界面（Graphical User Interfaces， GUI）是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个用户界面。用户通过一定的方法（如鼠标或键盘）选择、激活这些图形对象，使计算机产生某种动作或变化，比如实现计算、绘图等。图形用户界面大大方便了用户与计算机的互动，更人性化。
“激光原理及应用”课程中物理量较多，比如时间、线宽、调制深度、传播距离等等。这些物理量之间又会相互影响，使得学生很难在其中找到规律。如果采用MATLAB中的图形用户界面，学生可以在简洁的界面上输入各种物理量，通过调整自变物理量的值来观察因变物理量的变化，从而能更好地掌握物理规律。
图4显示了一个简单GUI实例，在线宽一栏输入不同线宽值，就可以在图形栏显示其对应的洛伦兹线型，输入一系列值（比如图中的线宽值分别为2、3、4），还可以观察洛伦兹线型的变化规律，这比让学生直接看洛伦兹线性函数的公式要更生动形象，学生心理上更容易接受，知识掌握更牢靠。
三、结束语
通过以上的几个例子可以看出，由于MATLAB具有符号计算能力、完备的图形处理功能以及友好的人机界面，可以使学生产生学习兴趣，使学生能够直观地感受到理论知识的魅力，解决了传统教学方法中的授课难点。如果鼓励学生自己编制MATLAB程序，还可以提高他们学习这些枯燥理论知识的积极性，从而加深对激光技术的基本原理、方法及应用的理解，并且培养了学生主动获取知识和独立解决问题的能力，这又将反过来大大提高课堂教学效果。
参考文献：
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[6]陈怀琛，吴大正，高西全.Matlab及在电子信息课程中的应用[M].第2版.北京：电子工业出版社，2003.
激光原理论文范文5
关键词：LED光源；发光效率；
中图分类号：TN312+.8文献标识码：C
引言
对于功率型白光LED光源而言，发光效率、单灯光通量、高可靠性、高显色性以及成本都决定着它在照明市场的竞争力。如何能制备出具有高发光效率、高显色性的白光LED，是LED能够在一般照明中广泛使用的一个前提。当前制备白光LED的方法可以分为三种：红、绿、蓝（RGB）多晶片组合白光技术;蓝光晶片加荧光粉合成白光技术；MOCVA直接生长多有源区的白光技术。
以上几种技术中，MOVCA直接生长多有源区的白光LED技术正处于研究探索阶段。虽然RGB型LED具有发光效率高、显色性好等优点，但是三种晶片性能不同，使得它们因驱动电流或温度等因素的影响而发生色漂移，影响稳定性。因蓝光晶片加荧光粉合成白光LED多应用在照明领域，因此如何提高发光效率、显色指数是本文的讨论的重点。
1 发光效率的提高跟荧光粉的选择和配制是关键
发光效率是光源把消耗的能量转换为视觉的能力。一般功率型白光LED提高发光效率的主要途径有：（1）提高晶片的发光效率；（2）将晶片发出的光有效的萃取出来；（3）将萃取出来的光高效地导出LED管体外；（4）降低LED的热阻；（5）提高荧光粉的激发效率。大量的实验证明，在其它封装条件相同的情况下，荧光粉的选择和涂敷会使得光通量有10％~20％的差异。下面我们先来了解荧光粉及其发光原理，再来探讨荧光粉的选择和配制。
1.1荧光粉
荧光粉由主体晶格（host lattice'H）与活化中心（activator'coA）构成，有时还有辅助活化剂(增感剂)。主体晶格：在激发过程中扮演传送能量的角色，例如Y3AI5O12：Ce3+中的Y3AI5O12;活化中心：可以活化主体晶格，例如Y3AI5O12：Ce3+中的Ce3+。
1.2 发光原理
荧光粉的发光原理：以功率型GaN基蓝光晶片为泵浦源激发荧光粉，产生的激发态电子直接以放光之形式回到电子基态。光激发光系统分子能级示意见图1。
1.3荧光粉的选择和配置
目前荧光粉的种类有很多，合理选用蓝光晶片最佳激发荧光粉是提高发光效率的关键。下面是不同类型荧光粉的光谱图(图2~5)。
我们采用旭明1W、400~450MW不同波长的蓝光晶片分别配置以上类型的荧光粉，各试作 10Pcs得出了下面测试的平均值结果（表1）。
结论：合理选择荧光粉颗粒大小、比重、形貌规则、辉度值、激发波长对LED的发光效率和显色性有很大的影响；发光效率与波长的关系是，只有两个波长复合成白光的情况下，450nm和580nm可获得最高效率。三波长则选择波长450nm、540nm和610nm时效率最高。颗粒大，发光效率佳、会遮光，沉降快，不易封装；颗粒适中发光效率佳、仍会沉，较易封装；纳米颗粒不易沉降，较易封装，但发光效率较低（图6~8）。
2白光LED光源在照明中显色性的控制
显色性是光源对物体真实颜色的呈现程度。太阳光和卤素灯均辐射连续光谱，在可见光的波长（380～780nm）范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光及显色指数被定为Ra100。下面是日光、卤素灯、荧光灯和LED光源的光谱图(图9~12)。
将日光作为标准光源，与上列几类人造光源比较发现：卤素灯具有连续光谱，显示出比较好的显色性，其余两种光源的光谱连续不好，能量分布也不够均衡显色性较差。要改善由LED发出的蓝光激发荧光粉合成白光光源的显色性，须调整其光谱，使之在可见光连续、均衡。通过我们大量的实验得出几种改善显色性方法：对于6，500K左右色温范围，要做到显色指数>80，需选择适当的荧光粉和激发波长；在蓝光LED发光激发YAG 荧光粉发射黄绿光的基础上加红色荧光粉以补偿原有光谱中红色的不足，可以改善这类光源的显色性；优选YAG荧光粉，利用不同荧光粉的发射光谱互补光源光谱，也可以改善这类光源的显色性。
3小结
LED在照明领域中已占有一席之地，在装饰性照明和重点照明、气氛营造等方面具有独特的优点。在未来的应用中，应该抓住LED的优点，合理应用LED，同时通过对重点技术的进一步研究，进一步开拓LED在普通照明中的应用。就视觉功能的需要而言，目前LED的光通量、发光效率、显色性，为满足大面积照明的应用还需要进一步的提高。为此雷曼光电愿与同行、LED科研单位共同使LED光源成为适合人居健康的、舒适的光环境做出积极的贡献。
激光原理论文范文6
【关键词】 激光；钻井；特性
中图分类号：P62文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)04-124-01
早在2 0世纪6 0年代和7 0年代，国外就开展过激光钻井研究。但是由于当时的激光技术水平有限，妨碍了激光技术在石油钻井领域的研究与应用。从1997年起，美国重新开展了激光钻井研究，已经取得了令人鼓舞的成果。国内对激光钻井的研究刚刚起步，但我国高功率激光技术已取得突破。故激光钻井的研究前景广阔。本文结合国内外文献，介绍激光钻井技术的技术优势、原理、现状和未来展望。
一、激光钻井的技术优势
就钻井方式而言，传统钻井工艺可分为人工掘井、人力冲击钻、机械顿钻与旋转钻。目前来看，旋转钻井方式是石油钻井的主要方法。旋转钻井这种机械破岩方式于2 0世纪初取代顿钻以来，虽然不断取得进展，但并没有根本性的变化，而且随着钻井难度越来越大，钻井成本总体呈上升趋势。要想大幅度降低钻井成本，需要开发一种更加有效的替代方法。在这种情况下激光钻井技术应运而生，那么激光钻井技术有哪些优势呢？
与传统钻井工艺相比，激光钻井主要具有以下优势：
1.由于极高的能量，使得激光钻进能够更易穿透岩石，美国Phillipse公司的现场实验表明：激光钻井10小时的钻井进尺，传统钻井工艺需要10天的时间去完成；
2.激光钻井过程中无需钻井液、钻头，套管等传统钻井必须的设备，从而免去了下套管和起下钻柱的时间，大大节约了成本和时间。据研究表明，传统钻井工艺平均仅有50％的时间用于钻进。20％的时间用于起下钻柱，剩下的30％时间耗费在下套管和注水泥等其他操作上；
3.在钻进过程中，激光冲击岩石后会形成一层陶质层井壁，这层井壁可以有效地防止地层流体流入井中，即对井喷事故具有一定程度的预防作用．从而大大增加钻进的安全系数；
4.激光器系统包括各种图像可视系统及井下传感器，可通过光纤电缆与地面进行通讯，可以对整个钻进过程有更全面的把握与布局。
二、激光钻井技术的原理
激光依靠其吸收、散射和反射功能实现钻进工作。激光照射在岩石的表面上，冲击范围为面积为Sl的区域，该区域会迅速吸收激光的能量，导致岩石的熔融。与此同时，伴随着对激光能量的进一步吸收以及激光的散射和反射，会进一步影响Sl区域周围的岩石，促使其熔融或蒸发，最终会产生面积为S2的井眼(Sl
（一）激光的特性
激光是一种电磁相干辐射光源，能够将电能、化学能、以及热能转化为光能。光能，光能然后被聚集成强烈光束，破碎并伴随着熔化和蒸发岩石。
激光主要有四大特点：⑴定向发光；⑵亮度极高；⑶颜色极纯；⑷能量密度极大。还有其他特性，如激光是相干光，激光是高度集中的等等。
（二）现有激光设备
激光设备就是将一种形式的能量转换成具有电磁辐射光子的设备。在激光、岩石和钻井液之间相互作用的实验和理论研究的进步使激光钻井技术成为石油工业的一个明智的选择。从石油工业角度来看，有实用价值的激光技术主要有七种：
1.氟化氢和氟化氘激光器：波长范围2.6～4.2m。油藏岩石测试使用中红外高级化学激光器。
2.化学氧碘激光器：波长范围1.315m，是大范围高精度的破坏投射器，能成功处理井下大量的问题。
3.二氧化碳激光器：波长范围10.6m，平均功率1 MW。能够产生连续波和斩波脉冲，但由于波长大，在穿过纤维装置时易衰减。
4.一氧化碳激光器：波长范围5～6m，能够产生连续波和斩波脉冲，平均功率2 MW。
5.自由电子激光器：连续波可以转变成任何波长的波，是将来能量最高的激光。它的波长可以根据反射和黑体辐射进行调整。
6.钕钇铝石榴石激光器：波长1.06m，平均功率4 MW。
7.氟化克激光器：波长0.248m，平均功率10 kw，产生斩波脉冲。在这种激光器中，氟化克中的氟原子和克原子处于激发状态。
（三）激光破岩技术的基础科学研究
美国、俄罗斯、日本和加拿大等国在激光钻井破岩基础理论的研究方面各有侧重点，但对基本科学问题的认识却趋于一致。概括起来，它主要包括以下五大基础科学研究：
1.激光／岩石／流体相互作用原理(即微观物理过程和岩石热破坏理论)；
2.岩石快速相变的热力学与传热学；
3.强激光的传输变换与微型化原理；
4.激光破岩岩屑运移的多相流动理论；
5.激光钻井的安全与环境保护科学。
三、总结
激光钻井是一项新技术，与传统钻井工艺相比，激光钻井具有许多优势，它的发展应用必将给以后的钻井行业带来又一次惊人的革命。同时，激光钻井技术由概念设计到实际应用还要面临以下几个方面的挑战：
1.在激光钻井过程中，井筒中的气体影响机械钻速，可能导致事故；
2.考虑到温度和压力的双重影响，岩石应力增加了比能，高的热导率导致了温度的扩散，温度的扩散引起孔隙度和渗透率的变化，从而导致了岩石强度的下降；
3.在激光的作用下，所有岩石的杨氏模量、剪切模量、体积模量和联合模量减小；
4.对斩波脉冲和连续波脉冲的选择，结合岩石的破碎机理设计气体泄压系统和激光束传递系统，研究激光、钻井液之间的相互关系。
综合起来，作为一种新型的钻井技术要得到实际的应用，仍有下列问题尚需要进一步研究：
1.复杂的地层条件；
2.井眼的清洗和异常压力的控制。
参考文献：
