信息工程专业本科生学习指南

发布者:林国凯 发布时间:2014-08-16 浏览次数:1424

一、 学院简介

光电与信息工程学院,简称“光电学院”,英文为“college of Photonic and Electronic Engineering”,缩写为“P&EE”,网站为。

学院的历史渊源可以追溯到1907年福建优级师范学堂理化科。1953年9月,由华南女子文理学院、福建协和大学等教学研究机构中的相应专业合并组成了福建师范学院物理学系。1972年更名为福建师范大学物理学系。1984年设置激光研究所,2000年设置电子信息工程系。2002年在整合和优化原物理学系、电子信息工程系和激光研究所以及原校实验中心部分资源的基础上,由福建师范大学批准设置“物理与光电信息科技学院(简称“物光学院”)”建制。经过9年发展,物光学院在学科建设、学位点、重点实验室等创新平台方面均取得重大突破。福建师范大学为实现新百年的重大学科调整和战略布局,进一步加强特色工科建设,2011年秋决定在原物光学院的基础上筹建“光电与信息工程学院”,并于2012年3月6日进行了授牌仪式,2012年3月31日正式发文设置,2012年5月7日任命了首届党政班子。

光电学院有着师生教学相长、学术氛围浓厚的优秀传统,是一所师资力量雄厚、学科特色鲜明、科研实力强大、办学质量显著、设施日臻完备的充满生机与活力的信息类工科学院。现有在职教工96人,其中专任教师86人,含:正高职称教师12人(博导8人),副高职称教师29人;博士29人,在职攻读博士学位11人。拥有医学光电信息技术教育部创新团队,国家级专家1人、全国优秀科技工作者1人、国务院特殊津贴获得者4人、全国优秀教师2人、全国三八红旗手1人,教育部新世纪优秀人才资助计划入选者4人;省级优秀教师1人、省青年科技奖获得者6人(其中运盛青年科技奖获得者5人)、省级杰出青年基金获得者2人、省级新世纪优秀人才资助计划入选者2人、省级三八红旗手2人、省级巾帼建功标兵1人;校级教学名师1人、校级首届百名优秀青年骨干教师5人。学院现另聘有海外讲座教授4人,国内985大学讲座教授1人,还聘请了25位院士、专家、教授(含海外学者)任客座教授、兼职教授。

学院现设有电子科学与工程系、网络与通信工程系、光科学与技术系、光电工程与仪器系、工程基础教学部、激光与光电技术研究所、光电智能系统工程研究中心、继续教育事业发展部、对外合作事业部等教学科研和社会服务机构。学院现有光学工程福建省重点学科(入选省级国家重点学科培育计划)以及信号与信息处理福建师范大学重点学科。拥有“福建省光子技术重点实验室”、“医学光电科学与技术教育部重点实验室”,拥有省级电工电子实验教学示范中心、信息技术实验教学中心以及设施齐全的各专业教学实验室、光电信息领域龙头企业联合共建的联合实验室、工程技术中心及实习基地等。2006年获批光学工程博士学位授权一级学科授权点;2011年新获批物理学博士学位授权一级学科点(光学),获批生物医学工程一级学科硕士点。2000年获批光学工程硕士学位授权一级学科点。2006年获批物理学硕士学位授权一级学科点(含光学1986、无线电物理2006);获批物理电子学、通信与信息系统、计算机应用技术等二级学科硕士学位授权点等。另有科学与技术教育硕士、工程硕士(光学工程领域)等专业硕士点。拥有电子信息工程、光信息科学与技术、网络工程、信息工程等4个本科专业。目前,在学博士生13人,硕士生128人、本科生866人。

学院科学研究与学术交流工作硕果累累。多个稳定而有特色并在国内外有一定知名度的科研方向正在显示其优势和实力,学院承担“973”和“863”等重大项目子课题、国家自然科学基金项目、省部级重点课题。2002年以来,学院获得福建省科学技术奖一、二和三等奖共12项,其中“人体组织光学性质研究及其在激光医学的应用”和“基于非线性光谱成像新技术的医学无损诊断基础研究”分别获得福建科学技术奖一等奖。学院与国内外同行保持着紧密联系和友好合作,众多教师分别赴美国、加拿大、德国、英国、新加坡、香港地区和台湾地区的大学和研究机构开展学术合作研究;学院不定期邀请两院院士、国内外知名专家来院讲学和交流。

学院大力加强本科教学建设、改革和管理,注重通识教育和专才教育的相融与互补,完善能力本位的结构化课程体系,积极实践大众化背景下加强质量建设的教育思想。各专业以及工程基础课教学师资结构合理,理工融合,优势互补,主讲教师素质好,人才培养质量高,毕业生就业率名列前茅。光电信息技术与工程类专业人才培养模式创新实验区被评为省级人才培养模式创新实验区。学生的科技创新活动形成传统,在国家级及省级“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、创业计划大赛、大学生电子设计竞赛、大学生光电设计竞赛中连年获奖。2006年以来,共计获得省级三等奖以上奖项和校长嘉奖100多项。

展望未来,光电学院将在学校党政的正确领导下,坚持以科学发展观统领各项工作,秉承着“知明行笃,立诚致广”校训精神,保持着“重教、勤学、求实、创新”的优良校风,认真实施“十二五”和中长期发展规划,以人为本,求真务实,与时俱进,锐意进取,满怀豪情,再铸辉煌,为建设成为具有特色和影响力的、开放式的、富有活力的、和谐发展的教学与科研并重的创新型工科学院而努力奋斗,为国家和海峡西岸经济区的建设和社会进步谱写出新的篇章!

院领导简介  

院长:李晖,男,教授/博士生导师,毕业于北京大学物理学专业、福建师范大学光学专业和浙江大学光学工程专业,并获学士、硕士和博士学位。曾任美国Texas A&M 大学光学成像实验室博士后研究员。现任福建师范大学光电与信息工程学院院长,福建省重点学科“光学工程”学科带头人,福建师范大学光学工程一级学科博士点负责人;中国光学学会理事、生物医学光学专业委员会副主任委员、光学教育专业委员会副主任委员,福建省光学学会理事长。主要从事生物医学光学及成像、医学数字图象识别和物理过程的计算机模拟等研究工作,已完成教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金等多项国家和省部级的研究课题。在国内外刊物上发表论文90余篇,其中半数以上被SCI、EI收录,曾获国务院特殊津贴、福建省科学技术奖一等奖(排名2)、福建省青年科技奖、运盛青年科技奖、全国优秀教师等奖励和表彰。

书记:刘舒平,男,中共党员,思政副教授,毕业于福建师范大学物理系物理学专业,2007年获福建师范大学经济学硕士学位。现任福建师范大学光电与信息工程学院党委书记,校纪委委员。毕业留校先后担任教务处师资科科长,福建省高校师资培训中心办公室主任,生物工程学院党总支副书记,美术学院党总支副书记,生命科学学院党委书记,海外教育学院(留学预科学院)党委书记等职。2012年5月起任现职。曾获优秀共产党员称号、校“三育人”先进个人称号、福建师范大学热心支持工会工作的党政领导荣誉称号。现为国家级普通话水平测试专家,福建省诗歌朗诵协会理事。

副院长:李步洪,博士/教授/博士生导师,现任光电与信息工程学院副院长,兼任《激光生物学报》编委,福建省光学学会副理事长和秘书长。2005-2007年以国家公派访问学者身份在多伦多大学医学院开展合作研究。现主持3项国家自然科学基金项目,其中重点合作项目1项;2009年入选教育部新世纪优秀人才计划,2011年荣获福建省杰出青年科学基金项目。已在国内外学术期刊发表论文近80篇,其中被SCI和EI收录50篇次,获得发明专利5项。主持的1项研究成果获福建省科学技术奖二等奖,还荣获福建省青年科技奖,福建运盛青年科技奖和福建省五四青年奖章。

副院长:陈建新,教授、博士生导师。2002年,在哈尔滨工业大学获得物理电子学博士学位;2002~2004年在北京大学物理学院光学专业做博士后研究;2008年以交换科学家身份在加拿大不列颠哥伦比亚癌症研究中心访问;2010年受聘美国耶鲁大学医学院客座教授。现为教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人、物理学一级学科博士点带头人、生物医学工程一级学科硕士点带头人、福建师范大学光电与信息工程学院副院长、医学光电科学与技术教育部重点实验室副主任、福建省光子技术重点实验室主任、中国光学学会理事、中国光学学会生物医学光子学专业委员会常委委员、入选教育部新世纪优秀人才支持计划、享受国务院政府特殊津贴。长期从事激光与物质相互作用及其应用研究,主持国家自然科学基金项目、国际合作交流项目、教育部新世纪优秀人才支持计划等15项;发表论文125篇,被SCI收录63篇次,EI收录89篇次;授权国家发明专利2项;参与3本专业著作编写工作,主讲课程《激光原理与技术》入选省级精品课程;研究成果发表在国际重要学术刊物《Gastrointestinal Endoscopy》、《Optics Express》、《British Journal of Dermatology》、《Tissue Engineering: Part C.》和《Applied Physics Letters》上。2007年获福建省科学技术奖三等奖;2008年获福建运盛青年科技奖和福建青年科技奖;2010年获福建省科学技术奖一等奖。2006年被授予福建省“三八红旗手”荣誉称号;2010年获第七届“福建青年五四奖章”;2012年被授予“全国三八红旗手”和“全国妇女创先争优先进个人”荣誉称号。

副院长:吴怡,女,教授,硕士生导师。毕业于东南大学无线电技术专业、福州大学通信与信息系统专业。 2010-2011年在香港中文大学信息工程学系从事访问学者研究工作。现任福建师范大学光电与信息工程学院副院长;福建省电子学会理事。为 福建师范大学教学名师。主要从事无线通信技术理论与应用的研究工作,入选教育部新世纪优秀人才支持计划。在国内外刊物上发表论文50余篇,获国家发明专利2项。先后获得福建省青年科技奖、福建省科学技术奖二等奖和福建省运盛青年科技奖。

副书记:朱瑞荣,男,1965年9月生,莆田市人;中共党员,思政讲师,现为光电与信息工程学院党委副书记。1989年7月毕业于福建师范大学物理学专业,获理学学士,留校在物理系担任政治辅导员,1992年秋起任系团委书记,长期兼任学生党支部书记,担任过校团委常委、系党总支委员。2000年10月,任学校水电中心主任;2003年7月任后勤集团办公室主任,2004年8月聘为后勤集团总经理助理兼运输中心主任,2004年9月后勤服务集团首届一次职代会选为集团工会主席;2005年11月起任物理与光电信息科技学院副书记,2012年5月任现职。1993年教师节评为92学年度校思政工作先进个人,1998年2月被省教委、团省委授予学校共青团工作先进个人;2007年评为学校“教书育人、管理育人、服务育人”之管理育人先进个人;2011年6月授予福建师大“优秀共产党员”荣誉称号;2011年12月评为福建省2012年大中专学生暑期社会实践先进工作者。

二、专业简介

(一)专业简介

上世纪九十年代末,光通信浪潮的兴起标志着光子和电子成为现代信息技术的基本载体,带动了光电信息产业的快速发展。国内外光学工程学科和光电信息产业的发展主要表现在光通信、激光与光电子技术、光学成像技术、光存储、光电传感及检测、能源及照明、光电显示、生物光子技术等领域,技术热点集中在光通信器件和应用系统、半导体激光器等光电子工业、光电传感器、激光加工业、激光核聚变、太阳能利用、LED照明、智能化光电仪器、光学医学应用、便携信息产品可视化、光学惯性技术、超分辨超光谱超快成像、衍射成像、光电图象输入及输出、平板和投影显示、有机发光显示和新型发光材料、海量光存储器和光学器件的加工制备等领域,技术难点主要集中在光学单元器件技术和系统光电集成技术。

在国家中长期科技发展规划中,信息技术中的传感器网络,先进制造技术中超大规模集成电路制造装备和成套工艺,对地观测和遥感技术,深空探测,惯性约束,以及在能源、交通、农业、环资、医学等领域的光电信息交叉应用,均构成对光电信息工程专业高端人才的需求。

光电信息产业是21世纪具有代表意义的主导产业,是福建省的“支柱产业”。目前全省有光电产业专业园区15个,300多家光电生产企业。2007年福建省信息产业厅、省发改革委、省经贸委、省教育厅、省人事厅、省社会保厅、省财政厅、省科技厅共同出台了“关于加快福建省信息产业人才队伍建设的若干意见”,明确要求:培养和建设一支素质优良、结构合理、数量充足的信息产业人才队伍,增强我省信息产业核心竞争力,推动我省信息产业持续健康又好又快发展。

福建省信息产业厅发布需求信息,2008年信息产业人才需求总量超过30万人。

(二)系专业领导和师资队伍

本专业由光电工程与仪器系与光科学与技术系共同承担教学工作, 光电工程与仪器系系主任:王敏教授级高级工程师,副主任李高明,本专业负责人:王敏教授级高级工程师。实验室责任人:何友武老师。除公共的大学物理实验和电子技术实验室外, 现有专业实验室约200余万元的仪器设备,正在投入上百万元建设光机加工实训基地,近几年的专业建设经费10余万元/年,校外实习基地8个.

现有专任教师17人, 其中教授3人,教授级高级工程师1人,高工/副教授4人,76%以上的教师具有博士或硕士学位,其中6位具有博士学位,3为在读博士占专任教师数的50%. 有4位教师在国外有1年以上从事科研的经历,1位国家级有突出贡献专家,1人获得全国优秀教师称号,1人获得全国教育先进工作者,1人获得教育部新世纪优秀人才支持计划,2人获得国务院特殊津贴,教师中大多具有科研经历,专业结构合理,主干教师许多来自重点院校的理工科专业,其中包括光学、光学工程、物理电子学、精密仪器、计算机应用等专业。教师中老、中、青比例合理,其中具有二十年以上教龄的教师有6位,具有二十年以上工程研发经历的教师有3位。承担基础课、专业基础课、专业课、实验课、毕业实习和设计(论文)等六个环节的教学, 近5年55岁以下教授、副教授每学年为本科生上课率达100%。(教师信息见附表1)

光电学院的光学已有30多年发展的基础,研究生培养历史也有28年,信息工程(光学方向)专业成立4年来,得到了部省重点实验室、省重点学科和博士硕士学位点的有效支撑,是福建省内最早从事光电信息技术与工程研究与教学的唯一具备本科—硕士—博士完整的人才培养体系的本科专业教学组织。坚持本专业为主体并包括院内电信和网工等专业所形成的光电信息技术与工程类专业人才培养模式,在人才培养方案的制定上,我们所遵循的指导思想是,重视基础,发挥原有理科的优势;以光电工程与仪器的科研辐射教学;现代光电子学与传统光学并重;光、机、电、算结合;加强实践环节,如设计性实验,光学、机械和电子课程设计,学生课外科技,结合企业需求的毕业设计等。使培养出来的学生,理论基础好,工程设计能力强,可以继续攻读研究生,也可以直接就业,学生对所从事光电工程技术工作能力有充分的自信。

三、培养目标及基本规格

培养目标

本专业旨在培养德智体全面发展,具有创新精神和实践能力的光电信息工程专门人才。使毕业生掌握光电信息技术领域内宽厚的理论基础、实验能力和工程知识,具备本学科与跨学科的技术开发的基本能力,成为信息社会所急需的基本掌握光、机、电、算技术的工程技术人才,能够在光机电算一体化产业从事技术开发、产品设计、生产、销售、管理工作。

培养规格:

1、综合素质基本要求

(1)政治思想和德育方面

热爱社会主义祖国,拥护中国共产党的领导,努力学习并掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和三个代表的重要思想;具有敬业奉献、开拓创新、团结合作的精神;具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 

(2)科学素质

崇尚科学,热爱科学,具有创新意识和开拓精神,遵守学术规范。 

(3)身心素质

加强体育锻炼,提高身体素质;具有良好的心理素质和健全的人格, 培养勇于进取, 百折不饶的品质。

2、专业素质基本要求

1)具有坚实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外语;

2)系统地掌握本专业领域中较宽的技术基础理论;

3)具有较强的专业实验能力,一定的光电信息系统设计能力和工程实践能力;

4)了解光电信息工程领域的前沿和发展动态;

5)具有一定的工程研发能力、跟踪掌握该领域新理论、新技术的能力;

6)掌握文献索引、资料查询的基本方法,熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规。

信息工程(光学方向)本科专业人才核心知识、能力和素质要求

核心知识、能力和素质名称

计划通过哪些主要课程或教育培养措施来实现

备注或说明

数学逻辑能力

高等数学,工程数学

物理思维和模拟能力

大学物理,信息物理和物理实验

信息技术基础

计算机基础、高级语言和计算机应用类,电子技术与实验

现代光电子学基础和技能

应用光学实验、激光原理与技术、光通信技术、光电子检测、信息光学、电子技术基础、光学设计CAD、精密机械设计、和光信息综合实验

实践能力

光学和机械工艺, 生产实习,金工实习,课程设计和毕业论文/设计

创新能力

课程设计,科技实践,优秀学生参与教师科研计划

外语能力

大学英语的听说读写训练

四、学制(修业年限)、总学分

标准学制4年,最长在校修业年限(含休学)为六年。实行弹性学分制。总学分为164学分。

五、课程体系

表2  课程平台及学分分配比例

课程门类

学时数

学分数

学分百分比

讲授

实践

总学时

公共

课程

公共必修课

556

100

656

37

27.95%

公共选修课

28

28

8

小计

584

100

684

45

专业基础课程

536

182

720

38

23.60%

专业方向及特色课程

791

325

1098

63

39.13%

实践环节课程

140+20周

140+20周

15

9.32%

合计

1911

747+20周

2658+20周

161

100%

六、学分计算

必修课:理论课约16—18学时1学分

体育课:30学时1学分

实验课:20学时1学分(独立设课)

实践课:军训4学分(其中军事理论2学分,军事技能2学分),毕业论文6学分,公益劳动2学分

七、关于专业人才培养模式和特色

目前光电信息产业已经进入快速发展期,可持续发展时间很长,对21世纪高科技技术和产业发展又起着十分重要的关键性支撑作用。

本专业授工学学位,在通用信息技术的基础上, 突出了光机电基础课程和工程实训,如光机电课程设计、实训等。考虑到本省光学加工产业的特点,本专业对光学设计、结构设计和光学加工检测方面予以重视。总之, 以光为主, 在机械、电子和计算机等技术均有一定程度的要求.

、专业教学计划表(信息工程(光学方向)专业教学计划表)

见表3

 九、专业核心课程及专业方向课程介绍

1.《工程光学1》课程教学标准

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

第二部分:课程教学内容纲要

一、 几何光学的基本概念和基本定律

二、 球面和球面系统

三、 平面和平面系统

四、 理想光学系统

五、 光学系统中光束的限制

六、 光能及其计算 

七、 球差 

八、 轴外像差

九、 色差

十、 光线的光路计算 

十一、 像差综述

十二、 波像差

十三、 典型光学系统

十四、 光学系统初始结构设计

十五、 特殊光学

十六、 特殊光学表面及其应用

十七、 光学系统质量评价

十八、 光学系统优化设计

十九、 常用光学设计软件简介

二十、 光学工程制图和技术要求

第三部分:教学方案简要说明

第四部分:课程作业与考核评价的说明

第五部分:关于教材与学习参考书的建议

2.工程光学II课程介绍

一、课程简介

本课程是工程光学I(几何光学)的后续课程,为光信息科学与技术专业或信息工程(光电工程方向)本科生必修的基础课程,总授课时数为48学时,周学时3,学分3分,开课学期第四学期。

本课程是学生进一步学习现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程必要的前提条件,又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。

课程内容涉及传统的物理光学部分,主要包括:光的干涉、衍射及偏振、光的吸收、散射和色散、光的量子性以及现代光学基础等。

课程目标:掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。掌握处理光学现象及问题的手段和方法,从而学习科学研究的方法,培养科学研究的素质。

二、课程要求

(1)掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。

(2)掌握处理光学现象及问题的手段和方法。

(3)重点熟练掌握光的干涉、光的衍射、光的偏振的理论分析和计算方法。

(4)光学课程难点光的干涉中光程差计算、光的干涉和衍射的图样分析、光的偏振产生方法和检验、偏振光的干涉计算。

了解定态光波和复振幅描述及波前的概念;

掌握光波的迭加和光的干涉,光的相干条件,着重掌握两个点源的干涉场;

掌握各种分波前干涉装置及其干涉场;了解光源宽度对干涉场反衬度的影响;

着重掌握等倾干涉和等厚干涉的基本概念以及应用;

掌握迈克耳孙干涉仪和法布里——珀罗干涉仪的原理及其应用;

了解时间相干性和空间相干性。

了解光的衍射现象,理解惠更斯—菲涅耳原理,并了解菲涅耳积分表达式;

了解菲涅耳圆孔衍射和环状波带片的特点;

掌握夫琅和费单缝衍射的现象和光强公式,了解夫琅和费圆孔衍射的现象;

掌握光学仪器的分辨本领的概念;

着重阐明光栅方程的导出及意义;

了解光栅在光谱仪中的应用及色分辨本领。

理解自然光、平面偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念并了解其检定方法;

理解并掌握布儒斯特定律和马吕斯定律;

了解菲涅耳公式及光在电介质表面的反射与折射的现象;

掌握惠更斯作图法,并能够说明光在晶体中传播的规律;

了解各偏振光的获得和检验;了解晶体光学器件的构造及其功用;

掌握偏振光干涉及其应用;

了解旋光现象。

了解光的吸收、散射和色散的经典的解释;

了解群速度和相速度的概念;经典的和近代的测量光速的方法;

了解光的吸收、散射和色散的现象

了解黑体的概念及黑体辐射;

掌握光的量子性及实验证据—光电效应和康普顿效应

激光基本原理。

三、指定教材和参考书目

1、指定教材

教材

《书名》

作者

出版社

出版日期

物理光学(第3版)(电子信息与电气学科规划教材·光电信息科学与工程专业)

梁铨廷

电子工业出版社

2008年04月

2、参考书目

《书名》

作者

出版社

出版日期

参考书

新概念物理教程——光学

赵凯华、钟锡华

高等教育出版社

2005年2月

现代光学基础

钟锡华

北京大学出版社

2004年07月

《光学原理》(上、下)

M.玻恩

科学出版社

1981

3. 激光原理与技术

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《激光原理与技术》是为光信息科学与技术专业开设的专业基础课,在教学培养计划中被列为核心必修课程。激光原理是光学的一个重要分支,在现代信息科学特别是光电信息科学中占有重要地位,具有较强的理论性、前沿性和探讨性。激光的产生具有划时代的意义,无论在科学发展还是技术应用上都有广阔的应用前景。

《激光原理与技术》课程目标是:通过本课程的学习,使学生掌握激光产生和形成的基本原理,培养学生的理论思维能力,训练学生分析和解决实际问题的能力。学完本课程,使学生能较全面地掌握激光器的基本原理和理论,学会基本激光技术,既为光电器件、光电探测、光纤通信等后继课程打下基础,也为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下必要的专业理论基础。

《激光原理与技术》课程的对象是光信息科学与技术专业的大三学生,学习本课程之前,要先修高等数学、数理方法、大学物理、电磁理论、量子力学、统计物理学等一些基础课程,学习本课程之后,可以为本专业的后续课程:光电子检测技术、光通信技术和光信息综合实验等课程打下基础。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用浙江大学出版社2004年1月第八次印刷出版的、由陈钰清和王静环主编的(新世纪高等院校精品教材)《激光原理》一书,作为本课程的中文主教材,同时将选用一本合适的英文原版教材,实施双语教学。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书:

1、周炳琨等,《激光原理》 第四版,国防工业出版社,2000

2、沈柯,《激光原理教程》 北京工业出版社,1986

第三部分:课程教学内容纲要

第一章  激光器基本原理

第二章  光学谐振腔

一、光学谐振腔的构成

最简单的光学谐振腔是在激活介质两端恰当地放置两个镀有高反射率的反射镜构成。常用的基本概念:

光轴:光学谐振腔中间垂直与镜面的轴线

孔径:光学谐振腔中起着限制光束大小、形状的元件,大多数情况下,孔径是激活物质的两个端面,但一些激光器中会另外放置元件以限制光束为理想的形状。

二、光学谐振腔的种类

谐振腔的开放程度,闭腔、开腔、气体波导腔

开放式光学谐振腔(开腔)通常可以分为稳定腔、非稳定腔

反射镜形状,球面腔与非球面腔,端面反射腔与分布反馈腔

反射镜的多少,两镜腔与多镜腔,简单腔与复合腔

三、光学谐振腔的作用

提供光学正反馈作用 :使得振荡光束在腔内行进一次时,除了由腔内损耗和通过反射镜输出激光束等因素引起的光束能量减少外,还能保证有足够能量的光束在腔内多次往返经受激活介质的受激辐射放大而维持继续振荡。影响谐振腔的光学反馈作用的两个因素:组成腔的两个反射镜面的反射率;反射镜的几何形状以及它们之间的组合方式。   

产生对振荡光束的控制作用:有效地控制腔内实际振荡的模式数目,获得单色性好、方向性强的相干光,可以直接控制激光束的横向分布特性、光斑大小、谐振频率及光束发散角,可以控制腔内光束的损耗,在增益一定的情况下能控制激光束的输出功率。

四、光学谐振腔的模式(波型)

五、平行平面腔Fox-Li数值迭代法

平行平面腔的优点是:光束方向性好,模体积大,容易获得单模模                  振荡,缺点是:谐振腔调整精度要求高,衍射损耗和几何损耗都比较大,其稳定性介于稳定腔与非稳定腔之间.不适用于小增益器件,在中等以上功率的激光器中仍普遍应用。

谐振腔的迭代解法的思路:

(1)假设在某一镜面上存在一个初始场分布  ,将它代入迭代公式,计算在腔内经第一次渡越而在第二个镜面上生成的场(2)利用(1)所得到的代入迭代公式,计算在腔内经第二次渡越而在第一个镜上生成的场;(3)如此反复运算多次后,观察是否形成稳态场分布。

对称矩形(方形镜)平行平面镜腔是指谐振腔镜面是平行的,并且在垂直与光轴方向上的尺度有限。条形镜平行平面腔是指镜面在某一方向上的尺度有限,而另一方向上的尺度是无限的。分析对称矩形、条形镜平行平面腔、圆形镜平行平面腔、平行平面腔的迭代解法。

六、共焦腔与平行平面腔之不同

镜面上基模场的分布:平行平面腔基模分布在整个镜面上,呈偶对称性分布,镜面中心处振幅最大,向镜边缘振幅逐渐降低;共焦腔基模在镜面上的分布在厄米-高斯近似下,与镜的横向几何尺寸无关,仅由腔长决定;一般共焦腔模集中在镜面中心附近;2 相位分布平行平面腔的反射镜不是等相面;而共焦腔的反射镜为等相面3 单程损耗平行平面腔衍射损耗远高于共焦腔的衍射损耗4 单程相移与谐振频率平行平面腔中横模阶次m、n的变化引起的频率改变远远小于纵模阶次q的改变对谐振频率的改变;在共焦腔中, m、n的变化或q的改变对谐振频率的影响具有相同的数量级。

七、圆形镜对称共焦腔镜面模的振幅和相位分布 

基模在镜面上的振幅分布是高斯型的,整个镜面上没有节线在镜面中心处(r=0) 处,振幅最大。基模在镜面上的光斑半径(当基模振幅下降到中心值的1/e处与镜面中心的距离):对于高阶模,在沿辐角方向有节线,数目为p;沿半径方向有节圆,节圆数为l;p、l增加,模的光斑半径增大,并且光斑半径随着l的增大比随着 p增大来的更快;高阶模的光斑半径:振幅降低至最外面的极大值的1/e处的点与镜面中心的距离;圆形共焦镜面本身也是等相位面。

八、一般稳定球面镜腔

一般球面镜腔:由两个曲率半径不同的球面镜按照任意间距组成的腔。

一般稳定球面镜腔的模式理论:可以从光腔的衍射积分方程出发严格建立,以共焦腔的模式理论为基础,等价共焦腔的方法。

一般稳定球面腔与共焦腔的等价性:根据共焦腔模式理论,任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价;而任何一个稳定球面镜腔唯一地等价于一个共焦腔。一般稳定球面腔与共焦腔的等价性:指它们具有相同的行波场。

九、非稳定谐振腔

非稳定腔的优点:1.大的可控模体积,通过扩大反射镜的尺寸,扩大模的横向尺寸;2.可控的衍射耦合输出,输出耦合率与腔的几何参数g有关;3.容易鉴别和控制横模;4.易于得到单端输出和准直的平行光束。非稳定腔的缺点:1.输出光束截面呈环状;2.光束强度分布是不均匀的,显示出某种衍射环。

十、选模技术

第四章  光场和物质相互作用

第五章  激光器的培益与工作特性

本章主要讲授激光泵浦和集居数密度反转;激活介质的稳态增益放大;激光器振荡原理。重点:熟悉均匀加宽饱和的特点;熟悉非均匀加宽饱和的特点;理解均匀加宽与非均匀加宽激光的模振荡过程;能够计算腔内光强和输出功率;最佳透过率;兰姆凹陷产生的机理;会计算激光的极限线宽;频率牵引产生的机制并计算牵移量。难点:非均匀加宽激光器的频率烧孔效应。

第六章  激光过程动力学

本章主要讲授激光振荡的建立;激光尖峰和驰豫振荡;激光器调Q原理和锁模技术;激光器半经典理论概述。重点:计算三、四能级激光的阀值泵浦能量及功率,输出能量及功率;能阐述尖峰脉冲产生机理:清楚理解调Q原理,调Q的几种重要技术,能计算Q脉冲宽度,脉冲峰值功率;了解锁模原理、锁模条件、锁模脉冲宽度及脉冲周期、了解主、被动锁模技术。难点:理解锁模技术。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程的每一章将布置两次作业,以基本概念和原理的理解为主要内容。本课程的期末考试方式为开卷考试。

本课程总评成绩由期末考试和平时作业成绩两部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,平时成绩占总评成绩的30%。

3、邹英华等,激光物理学,北京大学出版社,1991。

4、伍长征等,激光物理学,复旦大学出版社,1989。

5.光电子技术

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光电子技术》课程,是光信息科学与技术本科专业的必修课程。光电子学是光子学与电子学相结合形成的新学科,在此基础上形成一系列应用技术—光电子技术。光电子技术集先进性、实用性于一体,在信息技术、能量科学领域起着极其重要的作用。

《光电子技术》课程目标是通过课堂教学和实践环节使学生掌握光电子学的基本知识和实用技术,能够正确地选择和应用光电子器件,具有运用光电子技术解决实际问题的能力。使学生具备光信息科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,熟悉光学、电子学和计算机技术,了解光信息科学与技术的理论前沿、应用前景、最新发展动态及信息产业发展状况,能在应用光学、光电子学、光子学和光通信及相关领域中从事研究、教学、产品设计、生产技术或管理工作。

《光电子技术》课程是应用基础性学科,在内容上本课程较系统地介绍了光束的调制和扫描、光辐射的探测技术、光电成像系统、显示技术和光电信号处理方法,以及光电子学的应用及其发展。主要专业课程包括:高等数学、普通物理、激光原理与技术、光纤通信原理与技术、信息光学、固体光学性质、应用非线性光学、数字信号处理、微机原理及应用、计算机网络、光学测量等。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用电子工业出版社2002年5月出版的,由安毓英、刘继芳等主编的(高等学校电子信息科技专业教材)《光电子技术》一书,作为本课程的主教材。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书:

缭家鼎等主编:《光电技术》,浙江大学出版社,1995年版

江月松主编:《光电技术与实验》,北京理工大学出版社,2000年版

第三部分:课程教学内容纲要

第一章  光束的调制和扫描

本章主要学习光束的调制和扫描的基本原理,其中包括电光调制、声光调制、磁光调制、直接调制、光束扫描技术和空间光调制器。学生在学完本章后,应当能够:了解光束调制的基本原理,掌握光束调制的性质分类;了解电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的工作原理;掌握光束扫描技术。

一、光调制的原理及其分类

调制的目的是对所需处理的信号或被传输的信号做某些形式的变换,使之便于处理、传输和检测。调制是光电系统中的一个重要环节。目前用得较多的是电光调制、声光调制等调制方法。

调制的含义和方法。调制就是使载波的某一参量按欲传输信号规律变化的过程。不仅可以使光信号携带信息,从而具有与背景辐射不同的特征,便于抑制背景光的干扰,而且可以抑制系统中各环节的固有噪声和外部电磁场的干扰,因此采用调制的光电系统在信号的传输和探测过程中,具有更高的探测能力。传统的调制方法是用调制盘对光辐射(能量)进行调制。现代光辐射的调制是利用外(电、声、磁)场的微扰引起介质的非线性极化,从而改变了介质的光学性质,在外场下利用光和介质的相互作用实现对光辐射频率、相位等参数的调制。

二、扫描的分类及其基本原理

光束扫描技术是激光应用的基本技术之一。机械扫描技术是目前最成熟的一种扫描方法,即利用反射镜或棱镜等光学元件的旋转或振动实现光束扫描。电光扫描是利用电光效应来改变光束在空间的传播方向。声光扫描器的结构与布拉格声光调制器基本相同,但是扫描器是通过改变声波频率来改变衍射光的方向,使之发生偏转。

第二章  光辐射的探测技术

本章主要讨论有关光电探测方面的一些基础知识和基本理论。内容涉及有:光电探测器的物理效应、光电转换定律、性能参量、噪声、外接回路设计、使用特点等。通过这些知识的学习,建立起关于光电探测的基本物理观念。

一、光电探测器的物理效应

在光电子学技术领域,光电探测器有它特有的含义。凡是能把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量的器件,都叫做光电探测器。了解光辐射对光电探测器产生的物理效应是了解光探测器工作的基础。

光电探测器的物理效应通常分为两大类:光子效应和光热效应。每一大类又可分为若干细目。所谓光子效应,是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。光热效应与光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后,把吸收的光能变为晶格的热运动能量,引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。

二、光电探测器的性能参数

光电探测器和其他器件一样,有一套根据实际需要而制定的特性参数,依据这套参数,人们就可以评价探测器性能的优劣,比较不同探测器之间的差异,从而达到根据需要合理选择和正确使用光电探测器的目的。显然,了解各种性能参数的物理意义是十分重要的。

表征光电探测器的基本性能参数有量子效率η,响应度R,灵敏度S,噪声等效功率NEP,探测度D,光谱响应和频率响应等。

三、光电探测器分类

光电探测器的分类可以按其工作时所利用的物理效应来划分,也可以根据探测器结构来分,还可以根据探测方式来分。

根据探测器结构形式,可将探测器分为单元探测器和多元探测器,其中的多元探测器已由线阵发展为面阵。

根据探测方式不同可分为直接探测和外差探测。

各种分类中,更多是根据光电探测工作时所依据的各种物理效应来对光电探测器进行分类。包括有光电导探测器,PN结光伏探测器,光热探测器等。典型的光电探测器有硅光电池、光电二极管等。

第三章  光电成像系统

光电成像器件是光电成像系统的核心,新型光电成像器件的不断涌现,推动了光电成像系统的迅速发展,本章主要介绍目前得到广泛应用的红外和微光光电成像系统。

一、固体摄像器件

固体摄像器件的功能是把光学图像转换为电信号,即把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息,转换为按时序串行输出的电信号,而视频信号能再现入射的光辐射图像。固体摄像器件主要有三大类:电荷耦合器件(Charge Coupled Device,即CCD)、互补金属氧化物半导体图像传感器(即CMOS)、电荷注入器件(Charge Injection Device,即CID)。

二、光电成像原理

景物反射外界的照明光经光电成像系统的光学系统在像面上形成与景物对应的图像,置于像面上的具有空间扫描功能的光电摄像器件将二维空间的图像转变成一维时序电信号,再经过放大和视频信号处理后送至显示器,在同步信号参与下显示出与景物对应的图像。

接收系统对景物的分解方式决定了光电成像系统的类型,基本上可分为三种:光机扫描、电子束扫描及固体自扫描。光电成像系统的基本参数为:光学系统的通光口径和焦距、瞬时视场角、观察视场角、帧时和帧速、扫描效率和滞留时间。

三、红外成像光学系统

红外成像光学系统应满足一下几个方面的基本要求:物像共轭位置、成像放大率、一定的成像范围,以及在像平面上有一定的光能量和反映物体细节的能力(即分辨率)。掌握红外成像光学系统的基本原理和常用系统形式。

四、红外成像中的信号处理

红外成像系统为获取景物图像,首先将景物进行空间分辨,然后依次将这些单元空间的景物温度转换成相应的时序视频信号。红外成像中信号处理的基本任务是:形成与景物温度相应的视频信号。其过程包括:前置放大、直流恢复、多路转换、通频带选择、温度信号的线性化、中心温度与温度范围的选择,最后通过计算机处理方法来提高图像质量。

五、红外成像系统的综合特性

对红外成像系统来说,系统性能的综合量度是空间分辨率和温度分辨率。本节讨论用调制传递函数(MTF)描述空间分辨率,用噪声等效温差(NETD)、最小可分辨温差(MRTD)和最小可探测温差(MDTD)描述温度分辨率的理论和方法。

六、微光像增强器件

微光光电成像系统的核心部分是微光像增强器件,传统的微光像增强器件是电真空类型的微光像增强器(增像管),微光CCD摄像器件则是新一代微光像增强器件。微光像增强器件的基本参数包括光电参数、图像传递性能参数和噪声参数等。带电源的像管组件还有自动光亮度控制特性和最大输出光亮度性能。

第四章  显示技术

一、阴极射线管

阴极射线管主要有黑白显像管和彩色显像管。黑白显像管的基本结构包括电子抢、偏转系统、荧光屏和玻壳。其主要用途是在电视机中显示图像,以及在工业设备中用做监视器。彩色显像管利用三基色图像叠加原理实现图像的显示。

二、液晶显示

液晶显示器件是利用液态晶体的光学各向异性特性,在电场作用下对外照光进行调制而实现显示的。了解液晶的基本知识,例如液晶的特点及分类,液晶的光电特性等。

三、等离子体显示

等离子体显示板是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。了解气体放电的物理基础,单色等离子体显示和彩色等离子体显示的基本结构和工作原理。

四、电致发光显示

电致发光是将电能直接转换成光能的一种物理现象。电致发光按激发过程不同可分为两大类:注入电致发光和高场电致发光。

五、其他显示技术

其他显示技术还有投影显示、真空荧光显示、电致变色显示和电泳显示。

第五章  光电信号处理方法

一、前置放大器

(一)放大器噪声的评价方法与分析

放大器由许多元器件组成,每一个元器件在工作时都是一个噪声源,为了简化噪声分析,提出了一个放大器噪声模型。评价时可以从等效输入噪声,噪声电压源和噪声电流源,噪声系数和噪声匹配入手来进行。分析工作条件和元器件参数对放大器噪声的影响,得出设计性能良好的放大器的途径。通过以场效应管为例,把噪声模型和晶体管电路理论结合起来分析。+

(二) 噪声的测量与低噪声前置放大器的设计

为了知道放大器的噪声性能,了解电路是否达到预期的性能要求,就要实际测量放大器输出的噪声;要确定放大器的模型参量,也要实际测量噪声的大小。实际上,噪声分布在整个系统上,但总的噪声效果会反映到输出端,信噪比是大家最关心的。等效输入噪声的测量基本方法有两种:正弦波法和噪声发生器法。

设计低噪声前置放大器时,主要应考虑耦合网络、反馈电路和偏置电路的噪声影响,并尽可能地实现光电探测器与前置放大器的噪声匹配。本小节简要地介绍有关的各种低噪声条件,然后着重讲述选用低噪声运算放大器作为低噪声前置放大器的方法。

二、光电信号探测系统的频率特性

在光电器件以各种耦合方式和电路器件组成检测电路时,其综合动态特性不仅与光电器件本身有关,而且主要取决于电路的形式和阻容参数,需要进行合理的设计才能充分发挥器件的固有性质,达到预期的动态要求。工程上描述检测通道频率响应的参数是通道的通频带Δf,它是检测电路上限和下限截止频率所包括的频率范围。Δf愈大,信号通过能力愈强。本节以器件等效电路为基础,讨论光电探测电子系统的带宽,介绍检测电路的频率特性。

三、光电信号的采样保持

光电系统的信号有连续的和脉冲的两种,均可采用模拟的或数字的处理方法。其中将连续信号变成数字信号,需要应用采样、保持方法;将脉冲信号变成连续信号,需要应用脉冲展宽方法,它的特殊情况就是脉冲峰值信号的保持。了解光电信号采样的基本原理和采样保持电路工作原理及主要特性。

四、微弱光电信号处理方法

在实际的光电信号探测中,常常遇到的情况是光辐射的信号非常微弱,或是背景噪声或干扰的影响很大。这样就使得通过光电探测器转换后得到的光电信号的信噪比很小,这时,仅有一个低噪声的前放是不够的,还要设法将淹没信号的噪声尽量地减小,以便从噪声中将信号提取出来,这就需要采取一些特殊的从噪声中提取、恢复和增强被测信号的技术措施。常用的弱光电信号处理可分为:锁相放大器、取样积分器和光子计数器。通过对不同处理器的分析,掌握它们的工作原理。

第四部分:教学方案简要说明

《光电子技术》课程的教学,安排在三年级。用一个学期的时间,课时计划是每周2学时到4个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学采用课堂讲授讨论与研究性教学相结合,通过采用多媒体教学(含网络教学)的形式给学生讲授课程内容,激发学生的学习主动性,活跃课题气氛,培养学生的学习热情和兴趣。把科学研究的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。课程教学强调理解与分析,也强调应用和技能。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程重视平时的基础理论教学与课堂表现。虽然每一章都有作业,但大部分由学生自己去思考和练习。自己认为达到目标即可。由教师统一布置的研究性或综合性作业1到2次。在课程进行的后半段,安排课程调研研究性作业一次。

本课程的期末考试方式为闭卷考试(但复杂公式不要求死记硬背)。

闭卷考试题目类型:(1)选择与填空 ;(2)回答问题;(3)计算题;(4)分析设计题。

本课程考试设计主要在于考查学习者理解与掌握光电子技术基本原理与理论的程度以及对光电子技术在现代科技产品中的应用程度的了解;考查学习者分析实例与评价现实问题的能力;考试设计基于教学内容,但又不局限于教学内容,不过,考卷中有75%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。

本课程总评成绩由期末考试和平时研究性学习成果两部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,平时成绩占总评成绩的30%。

6.《工程制图》

第一部分 课程性质, 课程目标与教学要求

课程性质《工程制图CAD》是为是为信息工程(光学方向)专业开设的专业基础课程,在教学培养计划中被列为必修课程,是工程技术基础课程。

教学目标工程制图课程培养学生的工程素质。通过学习使学生掌握以计算机为支撑环境的现代工程设计表达的基本思想、基本方法和典型手段,以投影理论为基础,培养学生的空间想象能力、形象思维能力和创新思维能力,使学生具备创新设计和设计表达这一工科学生的基本科学素质。本课程是工程实践类课程的先修课, 要为后续课程提供必备的基础知识与基本技能。

教学要求:重点要通过学习建立空间想象、形象思维、图形表达和创新构形能力。空间想象能力和形象思维能力是创新的源泉,是工科学生必须具备的基本科学素质,图形表达能力是指能够绘制出合乎符合国家标准的图形以表达自己的设计思想;创新构形能力是指针对某种问题(或功能需求)构建相应形体的能力,是创新设计的基础。  

部分:课程作业与考核评价的说明

《工程制图》是一门实践性很强的课程,本课程重视平时的实践性教学与课堂习作表现。通过一定数量的习题与绘图、读图训练帮助学生理解基本知识和掌握绘图的实际技能。每一节课后都有作业,由教师统一布置。

本课程总评成绩评价方式是:根据期末开卷考试和平时作业两部分构成,期末考试成绩占总评成绩的70%,平时成绩占总评成绩的30%;总评成绩采用百分制。

考试采用开卷方式,主要检查实际运用能力。本课程考试主要在于考查学习者的读图、绘图能力、设计表达能力。 

部分关于教材与学习参考书的建议

本课程主要采用郑风主编,清华大学出版社《机械制图及计算机绘图》为主教材。教材配有习题集。参考书为:赵润平 宋荣珍主编,北京大学出版2009年出版的《Auto CAD2008工程制图》;社唐克中 朱同钧主编,高等教育出版社2002《画法几何与工程制图》;赵跃进、何献忠编著的北京理工大学出版社2003年出版的《精密机械设计基础》,林江主编的机械工业出版社2004年出版《机械制造基础》相关章节内容。涉及相关标准可进一步查阅以下参考书:

[1]GB/T3935.1-1996标准化和有关领域的通用术语 第一部分:基本术语.北京:中国标准出版社,1996

[2] GB/T1182-1996 形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示方不.北京:中国标准出版社,1997

[3] GB/T131-1993 机械制图 表面粗糙符号、代号及其注法.北京:中国标准出版社,1994

7.光 学 设 计

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

一、课程的性质

《光学设计》是光信息科学与技术专业的必修课,是一门重要的专业技术基础课之一。本课程的任务在于使学生能够比较全面的了解和掌握几何光学的基本理论和像差概念,初步掌握光学设计软件ZEMAX的使用,从而具有设计工程技术上常见的简单光学系统的能力,为学生将来从事光学研究和工程技术工作打下良好的基础。

二、课程的目标

本课程的教学以应用光学和光学设计软件作为主要内容,从专业学科的工程要求入手,着重介绍几何光学理论,典型光学系统的结构原理和光学特性、原理和它们的应用,并且介绍光学设计软件ZEMAX。

三、课程的教学要求

掌握进行光学仪器设计及光学系统整体布置的光学知识;能对光学系统提出合理的性能及质量要求;初步掌握光学设计软件的使用方法。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

采用自编的电子版《成像光学系统设计》配合刘钧主编的《光学设计》作为理论教材,光学软件软件采用美国ZEMAX Development Corp.开发的ZEMAX-EE。

参考书:

Lens DesignMilton. Laikin

Handbook of Optical DesignDaniel Maracala

ZEMAX MANUALZEMAX Development Corp.

几何光学和光学设计浙江大学李晓彤编著。浙江大学出版社

应用光学天津大学张以谟主编。机械工业出版社。

第三部分:课程教学内容纲要

第四部分:教学方案简要说明

教师根据课时适当调整部分教学内容。《光学设计》是实践性很强的课程,教学主要采用课堂讲授与上机操作相结合,课程教学强调理解与应用。通过(1)课前学生对指定教材进行阅读和思考,对应用光学的基本概念有一定的了解;(2)课内教师结合光学系统的设计实例进行教学,使学生掌握简单光学系统的光学CAD设计。

该教学方法对教师要求较高。教师个人应有工程光学设计的经验。由于部分课程辅助材料内容部分为英文,要求教师和学生应较好的英语基础。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

通过完成每一单元的具体教学、上机操作、课后练习以及完成一些较大型的作业(包括工程实践中的一些实际课题)等环节,做到所学即所用。期末考试为理论基础知识和软件应用实际的综合考试。本课程总评成绩由期末考试、课程设计和平时学习三部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的50%,课程设计占总评成绩的30%,平时成绩占总评成绩的20%。

8.光信息实验

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光电信息实验》是一门与光信息专业理论系列课平行开设的的独立课程。通过实验,可以学习和掌握光电信息的基本的实验技能、实验原理和实验方法,熟悉常用光学和电子器件的配置、调整、组合等实验技术,并能对结果进行综合分析和评价,提高用实验方法综合研究光学问题的能力。

实验教学是人才培养的重要环节,并且实验课程所具有的独特的教学内容、教学方式和教学目的是不能用理论思维能力来代替的。本课程要求分以下三个阶段。(1)预习。这是实验前的课前准备阶段。根据实验目的,学习实验指导书中的实验原理和书本有关内容,参考指导书中的实验方法,拟出实验方案,列出实验步骤,画好实验数据的记录表格。(2)实验。首先按照实验方案选取安装与调整仪器及部件,这是实验的关键。实验过程中必须认真观察现象,及时发现问题,解决问题。测试时还需记录原始数据,若有可疑之处须反复测试,发现其规律。(3)撰写实验报告,撰写实验报告也是一种实验能力和科学总结能力的培养。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用自编讲义。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书:

1、谈恒英编:《光信息综合实验》,浙江大学出版社,2003年版。

2、王仕璠编:《现代光学实验教程》。北京邮电大学出版社,2004年版。

第三部分:课程教学内容纲要       

9.《精密机构设计》课程教学标准

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《精密机构设计》课程是物理与光电信息科技学院信息工程(光学方向)本科专业的专业方向必修课程,是一门介绍常用精密仪器仪表机构的基础知识和基本设计方法的技术基础课。精密机构设计是光电信息精密检测与控制的一个重要组成部分,是近代测试技术中进行光机电算一体化设计的基础,在光学仪器设计和制造中具有重要的应用价值。

《精密机构设计》课程目标是促进学习者理解精密仪器仪表机构的基本概念、基本知识和基本原理;掌握用于光电信息检测的一些精密零件、机构和部件设计的基础理论知识。提高学习者从事精密仪器仪表机构设计的技能;培养与提高学习者分析和解决精密仪器仪表机构设计问题和按技术指标能合理地设计和选择用于光电信息的检测、控制的各种执行机构及部件的能力,扩大学习者知识面,进行设计技能的基本训练,为进行光学仪器设计打下基础。

《精密机构设计》课程是应用性学科,在内容上与高等数学、光学零件制造工艺学、光学设计、工程制图、金工实习等有关联,在学习好高等数学、工程制图和金工实习,对机械零件的加工过程有比较完整的感性认识基础上,进行本课程学习,把学到的知识应用到生产实践中去。

第二部分:课程教学内容纲要

第三部分:教学方案简要说明

《精密机构设计》课程的教学,安排在二年级。计划课时为32学时,24学时用于理论教学,8学时用于实验教学,理论教学课时计划是每周2学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学采用课堂讲授和实践相结合,把科学研究和生产的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。本课程特别强调实践性教学,目的是启发培养学生的研究能力和实践动手能力和创新能力。本课程可以采用多媒体技术手段辅助教学。

第四部分:课程作业与考核评价的说明

本课程重视平时的实践教学与课堂表现。每一章都有思考题和练习,以总结仪器仪表各种机构的特性为主,由学生根据自己对课程与实践的心得撰写,并安排时间进行交流讨论。

本课程的期末考试采用开卷考试,考试题目类型:(1)填空题;(2)名词解释;(3)简述题;(4)作图题;(4)计算题;(4)论述题。

本课程考试设计主要在于考查学习者理解与掌握精密仪器仪表机构的基本原理的程度;考查学习者分析与评价仪器仪表机构问题的能力;考试设计基于课堂教学和实践内容,考卷中有75%以上的考题内容与平时教学与实践内容紧密关联。

本课程总评成绩由期中考试、期末考试和平时思考题和练习三两部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,期中考试和平时成绩占总评成绩的30%。

第五部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用的主教材为:

解兰昌等编. 精密仪器仪表机构设计基础. 杭州: 浙江大学出版社, 2002

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下参考书:

[1] 杨可贞主编. 机械设计基础(第四版). 北京: 高等教育出版社, 1998

[2] 庞振基主编. 精密机械设计. 北京: 机械工业出版社, 2000

[3] 庞振基和傅雄刚著. 精密机械零件. 北京: 机械工业出版社, 1989

[4] 北京工业学院精密机械教研室著. 精密机械设计基础. 北京: 国防工业出版社, 1981

[5] 叶松林著. 精密机械仪器零件. 杭州: 浙江大学出版社, 1989

[6] 施立亭著. 仪表机构零件. 北京: 冶金工业出版社,1984

[7] 竺培国著. 精密仪器结构设计基础. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社,1988

[8] 季申柯著. 仪器仪表零部件设计. 北京: 机械工业出版社,1985

10.CAD与机械设计

第一部分 课程性质,目标与教学要求

《CAD与机械设计》是为信息工程(光学方向)专业方必修课,光信息科学与技术专业选修课程,是高等工科院校仪器仪表类专业的一门重要专业基础课,是教学计划中联系设计课程与工艺课程的纽带。

autoCAD机械设计软件,是现代产品设计重要工具。仪器的设计除了运动分析,结构设计,强度计算,刚度计算之外还有精度设计,仪器的精度直接影响到它的工作性能,振动,噪声寿命和可靠性,本课程的任务就是研究仪器的精度,处理好使用要求与制造工艺的矛盾,规定合理的公差,并用相应检测手段保证精度设计的实施。

本课程对象为信息工程(光学方向)和光信息科学与技术专业学生,在学习本课程之前应具有一定的理论知识,能读图,懂得图样标注法,了解机械加工的一般知识熟悉常用机构的原理。学完本课程后应达到下列要求:

1.熟悉练运用autoCAD机械设计软件,进行相关课程设计和产品设计。

2.掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义;

3.基本掌握几何量公差标准的主要内容特点和应用原则;

4.初步学会根据仪器和零件的功能要求,选用几何量公差与配合;

5.能够查用本课程介绍的公差表格,正确标注图样;

6.熟悉各种典型几何量的检测方法,初步学会使用常用计量器具;   

最终目标是学会获得机械工程师必须具备的几何量公差与检测方面的基本知识和技能,在后续的课程教学,毕业设计和毕业后的工作锻炼中进一步加深理解和逐渐熟悉掌握本课程的内容。

第二部分课程教学内容纲要

本课程的教学内容分为两部分,第一部分为autoCAD机械设计软件的学习和应用。第二部分为几何量公差与检测部分。

11.模拟电子技术基础

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

本课程是电类专业在电子技术方面入门性质的专业基础课,它具有自身的体系,是理论性和实践性都很强的课程。它的任务是使学生获得本学科中的基本原理、基本知识和基本技能。培养学生分析问题和解决问题的能力。为以后深入学习电子技术某些领域中的内容,以及为电子技术在专业中的应用打好基础。先修课程为电路分析原理。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用教材为康华光主编,《电子技术》(上册),第四版,北京:高等教育出版社,2002年。

为了更好地理解和学习本课程内容,建议学生可以进一步阅读以下几本主要的参考书:

1、童诗白主编,《模拟电子技术基础》,第三版,高等教育出版社,1998年;

2、冯民昌,《模拟集成电路基础》,第二版,中国铁道出版社,1998年;

3、FLOYD,《模拟电子技术基础》(第2版·影印版)高等教育出版社,2004年;

第三部分:课程教学内容纲要

12.数字电子技术基础

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《数字电子技术基础》是电子信息工程专业和网络信息工程专业的主要技术基础理论课,是这两个专业的主干课程,在电子信息工程专业课程体系中具有重要的地位。这门课也是光信息工程专业的专业基础必修课。

本课程的目标是使学生掌握数字逻辑电路的基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能,使学生能够分析、设计由各种逻辑门电路、数字集成电路构成的基本电路,并初步具备根据实际要求应用这些单元电路构成简单数字电子系统的能力,为专业课程如《单片机原理与应用》和《EDA技术》等的学习奠定扎实的基础。对于电子信息工程专业,要结合已学习过的《电路分析基础》和《模拟电子线路》等进行课程之间的联系构建综合的电子系统设计概念。作为本课程的重要补充,同时开展《课程设计(电子技术)》课程,使学生动手实践,培养电子系统设计与实际制作能力。本课程的另外一个重要目标是使电子信息工程专业和网络信息工程专业树立工程概念,课程讲授过程中强调知识的应用性,提供详实的应用实例。通过电子系统的设计、制作、调试等,培养学生的初步工程能力。

第二部分:课程教学内容纲要

13.《光学检测》课程标准

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光学检测》是为光信息科学与技术专业开设的专业必修课。利用光学原理进行精密测试,一直是计量测试技术领域中的主要方法,是当代先进技术之一。光电测试技术的发展是随着其他相关技术的发展而发展的。自20世纪开始,由于激光技术、光波导技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展,以及傅里叶光学、现代光学、二元光学和微光学的出现和发展,光电测试技术无论从测试方法、原理、准确度、效率,还是适用的领域范围都获得了巨大发展,是现代科学技术和现代工农业生产快速发展的重要技术支撑和高新技术之一。 
《光学检测》课程目标是:通过本课程的学习,使学生掌握在光学量和非光学量的测试中所涉及的基本理论、主要测量原理、方法、仪器组成以及主要技术特点等。培养学生的理论思维能力,训练学生分析和解决实际问题的能力。学完本课程,使学生能较全面地掌握基本光学量测试技术、光度测试技术、激光测试技术、莫尔条纹测试技术等,为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下必要的专业理论基础。

《光学检测》课程的授课对象是光信息科学与技术专业的大二学生,学习本课程之前,要先修高等数学、应用光学、光学设计等一些基础课程。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用范志刚主编,电子工业出版社2004年01月出版的《光电测试技术》一书,作为本课程的主教材。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本参考书:

1、 北京理工大学 李林 主编:《光学测试技术》,北京理工大学出版社,1996年出版。

2、 北京理工大学 李林 林家明 王平等编:《工程光学》,北京理工大学出版社,2003.8

第三部分:课程教学内容纲要

第四部分:教学方案简要说明

《光学检测》课程的教学,安排在大学四年级。用一个学期的时间,课时计划是每周2学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学采用课堂讲授与实验相结合,采用多媒体辅助教学。总学时数为30学时,安排3个实验,实验总共8学时。课程教学强调理解与分析,也强调应用和技能。培养学生掌握将来走向社会、面向企业的基本功。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程可结合教学内容让学生进行一些思考和练习,然后由老师进行讲评。

本课程的期末考试方式:开卷考试。

考试题目类型:(1)填空 ;(2)选择题;(3)简答题;(4)问答题。

本课程考试设计主要在于考查学生理解与掌握所学课程的基本概念的程度;考查学生解决实际问题的能力;考试设计基于教学内容,但又不局限于教学内容,不过,考卷中有80%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。

本课程总评成绩由期末考试、实验和平时考勤三部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,实验占总评成绩的15%,平时考勤占总评成绩的15% 。

14.光学零件制造工艺学

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光学零件制造工艺学》课程是物理与光电信息科技学院信息工程(光学方向)和光信息科学与技术本科专业的专业方向限选课程,光学零件制造工艺学是从生产实践中总结出来,并经过生产实践反复验证和不断充实的学科,是光学工程技术重要组成部分,是进行光学仪器设计和光学技术工作的基础,在光学仪器设计和制造中具有重要的应用价值。

《光学零件制造工艺学》课程目标是促进学习者理解和掌握光学零件制造的基本概念、基本知识、基本原理和新技术新工艺,了解光学加工的操作方法;提高学习者从事光学零件加工和设计的技能;培养与提高学习者分析和解决工艺问题和进行初步工艺实践的能力,扩大学习者知识面,为进行光学仪器设计打下基础。

《光学零件制造工艺学》课程是应用性学科,在内容上与光学、光学设计、工程制图、金工实习和精密仪器仪表机构设计等有关联,在学习好工程制图、金工实习和光学课程,对光学零件的加工过程有比较完整的感性人之基础上,进行本课程学习,把学到的知识应用到生产实践

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用以下参考书1~3之一为本课程的主教材,为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读其它参考书。

1、曹天宁, 周鹏飞著.  光学零件制造工艺学. 机械工业出版社, 1981年

2、查立豫, 林鸿海著. 光学零件工艺学. 兵器工业出版社,1987年

3、卢世标. 光学零件工艺学. 浙江大学讲义

4、周鹏飞, 史大道, 陈林著. 光学零件制造(特种加工部分). 机械工业出版社, 1985年

5、机械工业部仪器仪表工业局著. 光学零件特种加工工艺学. 机械工业出版社, 1986年 

6、查立豫, 林鸿海, 郭乐群著. 光学零件工艺学习题集. 兵器工业出版社, 1989年

7、蔡立, 田守信著. 光学零件加工技术. 华中工学院出版社, 1987年

8、光学零件工艺手册编写组著. 光学零件工艺手册. 国防工业出版社, 1977年

第三部分:课程教学内容纲要

第四部分:教学方案简要说明

《信号与系统》课程的教学,安排一个学期,课时计划是每周3个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学主要采用课堂讲授与实践教学相结合,安排5个验证性实验,并在课堂教学中结合matlab仿真软件加强学生的学习和理解。坚持理论教学与科学研究相结合,把科学研究的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。课堂授课时采用多媒体技术手段辅助教学。在实践环节中增加综合性、设计性和创新性实验。课程教学强调理解与应用。进行适当的研究性教学设计,要求学生寻找有关的科学研究的学术论文来阅读,并写出简要的读书笔记,在课堂上进行交流或答疑。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程重视平时的复习与作业,每一章都有作业,作业由教师统一布置,每次课后都布置作业。布置综合性作业两次。学期中进行半期测试,了解学生的学习掌握情况。在课程进行的后半段,安排课程研究性作业一次,或者阅读学术杂志后写读书报告并安排课堂谈论发言。

本课程的期末考试方式可以为闭卷考试。

闭卷考试题目类型:(1)单项选择题;(2)填空题(5)计算与分析题。

本课程考试设计主要在于考查学习者理解与掌握信号与线性系统的基本概念的程度;考查学习者理解信号通过系统的分析方法的能力素质;考查学习者应用信号与系统的课程学习内容对各种系统进行分析的技能方法。考试设计基于教学内容,但又不局限于教学内容。不过,考卷中有90%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。

本课程总评成绩由期末考试和平时学习成果两部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,平时成绩占总评成绩的30%

16.《光学薄膜技术》课程标准

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光学薄膜技术》是为光信息科学与技术专业开设的非限定性专业选修课。光学薄膜是一门综合性非常强的工程技术科学。它的理论基础是电磁场理论和麦克斯韦方程,涉及光在传播过程中,通过分层介质的反射、透射和偏振特性等。光学薄膜技术又是一门交叉性很强的学科,涉及到光电技术、计算机、真空技术、材料科学、自动控制技术等领域。几乎所有的光学系统、光电系统或光电仪器都离不开光学薄膜的应用,而且也没有发现另有别的技术可以取代光学薄膜。 
   《光学薄膜技术》课程目标是:通过本课程的学习,使学生了解光学薄膜器件的基本设计方法、各种介质膜系及其应用、掌握光学薄膜制造技术及制造工艺。为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高级人才打下必要的专业基础。

《光学薄膜技术》课程的授课对象是光信息科学与技术专业的大四学生,学习本课程之前,要先修高等数学、光学等一些基础课程。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用卢进军主编,西北工业大学出版社2005年10月出版的《光学薄膜技术》一书,作为本课程的主教材。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本参考书:

3、 唐晋发,郑权.《应用薄膜光学》,上海科学技术出版社,1984 

4、 林永昌,卢维强.《光学薄膜原理》,国防工业出版社,1990

第三部分:课程教学内容纲要

第一章   薄膜光学特性计算基础

1.1 单一界面的反射率和透射率
1.2 单层介质膜的反射率
1.3 多层介质膜的反射率和透射率

1.4 金属薄膜的光学特性

1.5 光学零件的反射率和透射率

第二章   介质膜及其应用
2.1 减反射膜

2.2 高反射膜

2.3 中性分束膜

2.4 截止滤光片
2.5 带通滤光片
2.6 偏振分束膜
2.7 消偏振膜系
         第三章  薄膜制造技术
3.1 光学真空镀膜机
3.2 真空与物理汽相沉积
3.3 真空获得与检测
3.4 热蒸发
3.5 溅射
3.6 离子镀
3.7 离子辅助镀
         第四章 光学薄膜制造工艺
4.1 光学薄膜器件的质量要素
4.2 影响膜层质量的工艺要素
4.3 获得精确厚度的方法
4.4 获得均匀膜层的方法
        第五章 薄膜材料及其性质
5.1 薄膜的微观结构与性质
5.2 常用光学薄膜材料

第四部分:教学方案简要说明

《光学薄膜技术》课程的教学,安排在大学四年级。用一个学期的时间,课时计划是每周3学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学采用课堂讲授与实验相结合,采用多媒体辅助教学。总学时数为33学时,安排1个实验,实验总共8学时。课程教学强调理解与分析,也强调应用和技能。培养学生掌握将来走向社会、面向企业的基本功。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程可结合教学内容让学生进行一些思考和练习,然后由老师进行讲评。

本课程的期末考试方式:开卷考试。

考试题目类型:(1)填空 ;(2)选择题;(3)简答题;(4)问答题。

本课程考试设计主要在于考查学生理解与掌握所学课程的基本概念的程度;考查学生解决实际问题的能力;考试设计基于教学内容,但又不局限于教学内容,不过,考卷中有80%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。

本课程总评成绩由期末考试、实验和平时考勤三部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,实验占总评成绩的15%,平时考勤占总评

17.《光学系统设计课程设计》教学大纲

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《光学系统设计课程设计》是光信息科学与技术专业的限制性选修课,是一门重要的专业技术基础课之一,它即是一门理论学科又是一门应用学科。卓有成效地培养出合格的光学设计人材是光学工程专业学生教学工作中的重要任务。为了培养出复合型的实用人才,在坚实的理论知识基础上还必须要求学生具有一定的实际工作的技能,以便走上工作岗位后能很快的适应工作环境。所以为锻炼培养学生的实际操作能力,增强学生毕业后的工作适应性,在教学中必须高度重视实践教学环节。而课程设计正好能增强学生的光学设计水平,从而培养出既有理论又有实践水平的高级专门人才。

《光学系统设计课程设计》课程的理论基础相承于《光学设计》,其任务在于通过课程设计使学生能够更加全面和感性地理解和掌握几何光学的基本理论,熟练掌握序列光学设计优化软件ZEMAX和非序列光学仿真软件TRACEPRO的使用,从而具有设计工程技术上常见的光学系统的能力,为学生将来从事光学研究和工程技术工作打下良好的基础

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

采用自编的电子版《光学系统设计课程设计》,光学软件软件采用美国ZEMAX Development Corp.开发的ZEMAX-EE及美国Lambda Research Corp. 开发的TRACEPRO Expert。

参考书:

《Lens Design》Milton. Laikin

《TRACEPRO User Guide》Lambda Research Corp.

《ZEMAX MANUAL》ZEMAX Development Corp.

《TracePro学习秘籍》讯技光电科技有限公司

第三部分:课程教学内容纲要

第四部分:教学方案简要说明

《光学设计课程设计》课程的教学,安排一个学期,课时计划是每周3学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。教学环节包括课堂讲授、学生自学、上机操作、项目练习,现场演示答疑、课程设计报告等,主要采用课堂讲授,结合多媒体技术手段辅助教学,教学时适当结合最新科技应用实例讲解,激发学生的学习积极性。教学中穿插介绍行业发展动向、企业需求方向等,鼓励学生在课程设计过程中对前沿技术的关注,进行科研技能积累,加强学生对光学设计的切身领会和理解,将理论与实际融合、统一,以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

通过完成每一单元的具体教学、上机操作、课后练习以及完成一些较大型的作业(包括工程实践中的一些实际课题)等环节,做到所学即所用。期末考评为限定性方向自主选题的课程设计报告。本课程总评成绩由课程设计报告和平时成绩两部分构成,采用百分制。课程设计报告占总评成绩的60%,平时成绩占总评成绩的40%。

18.机械设计课程设计

第一部分 课程性质, 课程目标与教学要求

课程性质 :本课程是是为是为信息工程(光学方向)专业开设的专业方向课程,在教学培养计划中被列为专业方向限定性选修课程。

教学目标机械设计课程设计是继机械设计理论课之后的一个重要教学环节,是使学生在理论学习和生产实践基础上,迈向工程设计的一个转折点。完成齿轮、蜗杆减速器的实例设计。

教学要求:课程以以齿轮、蜗杆减速器为实例,系统地学习机械传动装置的设计内容、步骤以及设计中应注意的问题;第一阶段通过对齿轮、蜗杆减速器的解剖,了解齿轮、蜗杆减速器的内部结构,熟悉机械产品的装配过程和方法。通过测量齿轮、蜗杆减速器的每一个零件的尺寸,绘制零件图,并进行完整的尺寸标注,将工程制图和精密机械设计等课程学习的知识在绘制零件图和装配图的过程中具体运用。第二阶段按照任务书给出的条件进行结构参数的设计和强度、精度设计和校核计算,进行减速器总体结构设计和零部件的设计,绘制完整的装配图、零部件图,完成设计说明书的撰写。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用唐增宝常建娥 主编,华中科技大学出版社2007年8月出版的《机械设计课程设计》书,作为本课程的主教材。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本相关课程参考书和相关国家标准:

1.郑风主编,清华大学出版社《机械制图及计算机绘图》

2、杨可贞主编. 机械设计基础(第四版). 高等教育出版社,1998年

3、庞振基主编. 精密机械设计机械工业出版社,2000年

4、庞振基和傅雄刚著. 精密机械零件. 机械工业出版社,1989年

5、北京工业学院精密机械教研室著.精密机械设计基础.国防工业出版社,1981

6.甘永立主编,由上海科学技术出版社《几何量公差与检测》

7.GB/T3935.1-1996标准化和有关领域的通用术语 第一部分:基本术语.北京:中国标准出版社,1996

8.GB/T321-1980 优先数和优先系数.北京:中国标准出版社,1981

9.GB/T1182-1996 形状和位置公差 通则、定义、符号和图样表示方不.北京:中国标准出版社,1997

10. GB/T3505-2000 产品几何技术规范 表面结构 轮廓法评定表面结构的规则和方法.北京:中国标准出版社,2000

11. GB/T131-1993 机械制图 表面粗糙符号、代号及其注法.北京:中国标准出版社,1994

第三部分课程教学内容纲要

第四部分课程作业与考核评价说明

本课程为课堂教授为辅,以实践和课堂辅导为主。学生以课程设计任务书为要求,进行结构参数的设计和强度、精度设计和校核计算,进行齿轮、蜗杆减速器总体结构设计和零部件的设计,绘制完整的装配图、零部件图,完成设计说明书的撰写。考核方式学生提交整个课程设计过程中完成的完整的装配图、零部件图,完成设计说明书。总评成绩采用百分制。

19.虚拟仪器技术

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《虚拟仪器技术》课程,是物理与光电信息科技学院光信息、信息工程专业的专业选修课程。

虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,融合了测试技术、仪器原理、计算机接口技术以及图形化编程技术,在许多领域有取代传统仪器的趋势,成为当代仪器发展的一个重要方向。

《虚拟仪器技术》的课程目标是:通过本课程的学习使学生基本熟悉美国国家仪器公司的LabVIEW虚拟仪器的软件开发环境;初步掌握虚拟仪器设计的主要思想,图形化语言编程的原理和应用。培养学生自己动手设计开发仪器和组建自动测试系统,为今后进一步深化学习打下基础。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程采用清华大学出版社出版的,由黄松岭、吴静主编的《虚拟仪器设计基础教程》,作为本课程的主教材。

为了更好地理解和学习课程内容,建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书:

1、LabVIEW程序设计与应用  杨乐平   李海涛   肖相生等编著   电子工业出版社。

2、计算机虚拟仪器图形编程LabVIEW实验教材,北京:中科泛华测控技术有限公司

第三部分:课程教学内容纲要

第一章  检测技术的基础知识与Labview概述(2学时)

1.主要内容:

检测技术基础和信号处理方法;虚拟仪器概述

2.基本要求:

了解检测系统组成及性能;

了解虚拟仪器的概念、发展历史和主要特点和编程环境;

第二章 LabVIEW基础(4学时)

1.主要内容:

LabVIEW程序的基本构成;LabVIEW的选板;LabVIEW的基本数据类型;

2.基本要求:

掌握LabVIEW基本构成、选板和基本数据类型。

第三章 VI创建、编辑和调试 (6学时)

1.主要内容:

创建一个VI;VI编辑技术; VI调试技术

2.基本要求:

掌握创建VI和调试VI程序方法。

第四章 程序结构(6学时)

1.主要内容:

While、For循环结构;条件结构;顺序结构;公式节点;事件结构

2.基本要求:

能够正确地理解和使用程序几种结构。

第五章 数组和图形(6学时)

1.主要内容:

数组的基本概念;创建控制器数组,指示器数组,二维数组,常数数组;波形图;

2.基本要求:

掌握一维和二维控制器数组和指示器数组的定义和使用方法;掌握图形显示控件的使用。

第六章 字符串和文件I/O(4学时)

1.主要内容:

文件概述,文件的打开和关闭,文件的读写

2.基本要求:

掌握LabVIEW中文件使用的相关概念,掌握有关文件操作,掌握对文件的简单输入/输出。

第七章 数据采集(4学时)

1.主要内容:

数据采集卡设置与测试;多通道的采样方式;数据采集VI

2.基本要求:

掌握数据采集卡连续与设置;掌握数据采集卡控制VI的编写。

第四部分:教学方案简要说明

《虚拟仪器技术》课程的教学,安排一个学期,课时计划是每周2个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学主要采用课堂讲授与实践教学相结合,尽力创造条件鼓励学生多利用业余时间多上机,通过上机练习使学生加深对理论知识的理解和巩固,提高实际动手能力。要求学生寻找有关的指导教程及技术资料,能够独立地进行简单的虚拟仪器程序的编写。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程通过三方面进行考核:平时成绩20%,上机练习:30%;期末作品设计:50%

20.生物医学光学引论

第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《生物医学光学引论》课程,是面向光信息科学与技术专业和光电信息工程专业以及有志从事光学与其它交叉科学研究和教学的物理学专业、电子信息工程专业和其他生物医学工程类专业学生的专业基础选修课程。

《生物医学光学引论》的课程目标是:促进学习者理解和掌握生物医学光学的基本概念、基本知识、基本原理和基本方法;较好地体现创新教育的“研究性”特点。本课程十多年来密切跟踪生物医学光学研究前沿,其深度和广度能体现该交叉学科的新发展;能根据已经取得的成果和发展动向,就其中的一些课题,如生物组织光学性质的无损检测、生物组织光学成像和医学光谱技术等前景提出了评论、看法和建议。通过本课程的学习,能够:(1)掌握“生物医学光学”的基本理论;(2)熟悉本学科的世界发展动态及目前主要的研究热点问题;(3)应用本学科研究的方法论以及有关的实验手段;(4)了解科学研究“新思想”的建立过程;从而达到掌握该学科的基础理论和基本研究手段与方法,为更高级的后续课程和研究工作做充分的准备。

生物医学是光学的一个重要应用领域,二者的交叉形成了生物医学光学。与光学的其它领域相比较,生物医学光子学目前仅具雏形,但其发展之快引人注目。因此,课程教学将紧密联系本领域科学研究实际,要求学习者关注知识与方法的应用。为了更好地掌握课程内容,学习者要适当做课后的讨论和练习。

第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程拟采用自行编制的讲义:生物医学光学引论(约20万字)。

并有部分文献和专业性书籍作为学习参考之用:如:

Biomedical Optics经典论文选编(30篇) 

1、A.J. Welch and M.J.C. Van Gemert ed. Optical-Thermal Response of Laser-Irradiatied Tissue, Plenum Press, New York 1995; 

2、Valery Tuchin, Tissue Optics-Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis, SPIE Press, Bellingham, Washington USA 2000;

3、黄卓正、李峻亨 主编,现代激光医学,广西科学技术出版社,1996年4月;

4、谢树森 雷仕湛 主编,光子技术,科学出版社,2004年9月。

5、部分最新的国内外研究论文;

第三部分:课程教学内容纲要 

第一章  绪 论

1.1 生物医学光学的研究对象与内容

1.2 生物医学光学发展概况与评述

1.3 课程要求与学习建议

第二章  组织的光学模型:问题与解决方法

2.1 生物组织的结构特点

2.2 均匀与非均匀性:矛盾的统一体×

2.3 生物组织光学模型

第三章  Boltzmann传输模型与漫射理论

3.1 符号规定和基本光学参量定义

3.2 生物组织光学性质

3.2.1 四个基本参数

3.2.2 吸收与散射系数的讨论

3.2.3 散射相函数的讨论

3.2.4 折射率的讨论

3.2.5 基本参数的导出量

3.3 Boltzmann传输方程的建立

3.4 Boltzmann传输方程的几点讨论

3.4.1 组织内无源,纯吸收的情况

3.4.2 组织内无源,吸收和散射并存的情况

3.4.3 亮度在组织边界上的关系

3.5 Boltzmann传输方程的直接求解

3.6 漫射理论的预备知识

3.6.1 半球辐射通量、亮度和能流率的关系

3.6.2 漫射光在边界的反射

3.6.3  半球辐射通量

3.7 漫射理论的推导与讨论

3.7.1 稳态的与时间无关的情形

3.7.2 非稳态的与时间有关的情形

3.8 漫射方程的典型解

3.8 .1 稳态的与时间无关的情形

3.8 .2 非稳态的与时间有关的情形

3.9 光在组织中传输的若干问题

3.9.1 各向同性与各向异性的辨析

3.9.2 漫射理论的成立条件

3.9.3 漫射理论的相似性问题

3.9.4 光在生物组织中的穿透深度

第四章  Monte Carlo模型及其应用

4.1 MC在组织光学中应用研究评述

4.2 MC方法简介

4.3 MC方法的必要性×

4.4 光的随机传输过程与跟踪步骤

4.5概率抽样的知识准备

4.6 散射前后的空间坐标变换

4.7边界问题

4.8 MC的若干应用××

第五章  生物组织光学性质的测量方法与技术

5.1 方法的综述:直接与间接方法

5.2 光能流率的测量

5.3 R, T的测量

5.4 由DT、MC和实验测量:确定in vitro的光学性质

6.5 等效粒子数密度的测量: 确定in vitro的光学性质

第六章  生物组织光学成像方法与技术

6.1 方法的综述

6.2 几种典型的成像技术简介

第四部分:教学方案简要说明

《生物医学光学引论》课程的教学,安排一个学期,课时计划是每周2学时。

教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学主要采用课堂讲授与研究性教学相结合,把科学研究的有关思想方法直接或间接地引入课堂教学过程。本课程可以采用多媒体技术手段辅助教学。课程教学强调理解与应用。通过(1)课前学生对指定文献进行阅读和思考,形成基本线索和提出所在问题;(2)课内教师结合针对性的引导,对学生积极参与的问题分析讨论进行点评、归纳和总结;形成系统性的知识和解决问题的基本路线。

该教学方法对教师要求较高。教师个人的研究经历、科研的品位和风格以及对问题的挖掘深度对教学效果有较大影响。由于主讲教师长期以来一直在该领域内从事前沿性的研究工作,基本能满足要求。由于课程材料内容部分为英文,且主讲教师有在美国留学的经历,能够较地道地使用英语,所以本课程的语言环境可基本定位为双语(英、中)性的。

第五部分:课程作业与考核评价的说明

课后学生按小组(3-4人)完成一些较大型的作业(project,包括科研实践中的一些实际课题)等环节,真正做到了研究性学习。

通过完成每一单元的具体教学科目,以及期末灵活、科学、规范的考试,从而实现本课程的教学目标。本课程总评成绩由期末考试和平时学习成果两部分构成,采用百分制。期末考试成绩占总评成绩的70%,平时成绩占总评成绩的30%。

21.激光生命科学导论

第一部份:课程性质、课程目标与教学要求

《激光生命科学导论》是物理学教育、光信息科学与技术与电子信息工程本科专业的选修课程,激光生命科学是现代光学与生物学、医学相互交叉而形成的一门新的学科。福建师范大学物理与光电信息科技学院在激光生命科学领域已有多年的研究历史,在本院现有的《光学工程》省重点学科以及《光学》、《光学工程》硕士点中,《激光生命科学》是其主干研究方向。本课程的主要任务是使相关专业本科生对激光生命学科有初步的了解,引导入门,激发其对本专业的兴趣,为今后从事相关专业的教学、科研或进一步改深造打下基础。

考虑到本单位的研究生课程还将涉及本专业知识的详细介绍,因此本课程的教学主要讲授激光生命科学的基本知识,并结合参观、实验或观看录像等多种形式开展,以增加学生对本学科的感性认识,实现本课程的教学任务。

第二部份:关于教材与学习参考的建议

本课程内容主要涉及医学光学与生物光学,除了以下书籍作为教学参考书之外,每章节还将配以本学科最新的研究成果及文献作为学生课外阅读材料。

主要教学参考书:

1、谢树森.光子技术.科学出版社,2004年第1版

2、徐国祥.激光医学.人民卫生出版社,1998年第1版

3、徐国祥.实用激光医学.广东高等教育出版社,1990年第1版

4、向  洋.激光生物学.湖南科技出版社,1995年第1版

第三部份:课程教学内容纲要

第一章  激光医学概述

本章主要介绍激光医学发展概况,希望通过本章的学习,学生能掌握了解现代激光医学所包含的研究内容,以及激光在医学中的应用情况。

一、激光生命科学发展现状

全面介绍现代激光医学的研究范畴以及发展概况。

补充教材:激光在临床医学中的应用与进展(谢树森编)

二、Physics of Surgery with Laser

主要内容:激光器;激光的模式;激光束特性;激光刀;激光对人体的作用;光刀、电刀和铜刀的比较;肿瘤的激光切除;激光医疗新设备;激光手术室;激光与组织相互作用;激光安全等。

第二章  激光医学在皮肤科的应用

本章主要介绍激光在皮肤科应用的基本原理与临床,重点介绍了当代的最新研究成果——光子嫩肤术的概况。

一、激光在皮肤科的应用

主要内容:激光原理概念;激光特性;激光强度/功率;激光/非激光与皮肤组织的作用;激光器种类,IPL光子技术原理;嫩肤临床适应症等。

二、光子嫩肤医疗保健新技术

主要内容:光子嫩肤术的背景与发展;选择性光热能的机制;光子嫩肤仪;初步临床应用。

(本节参考谢树森2004年在杭州中国光学学会学术大会的报告)

第三章  激光诊断

本章主要基于福建师范大学课题组近年在鼻咽癌激光诊断技术的研究的成果,介绍了激光诊断所涉及的原理、器件、系统与相关技术。

一、鼻咽癌药物荧光成像诊断和定位的研究

主要内容:本课题研究背景;鼻咽癌诊断的基础;本项目设计与技术研发的框架;已获得的成果。

(本节参考谢树森2002年在西安全国光学学术会议的报告)

二、鼻咽癌药物荧光成像技术

主要内容:药物荧光成像术基本原理;仪器设计情况;初步模拟验证。

(本节参考谢树森2003年在新疆全国激光医学学术会议的报告)

三、Spectroscopic Imaging System for Diagnosis and Localization of Nasopharyngeal Carcinoma 

主要内容:激光诊断领域研究最新进展,总结福建师范大学近年的工作,给出了至今为止的实用装置以及实验成果。

(本节参考谢树森2004年上海国际激光医学会议的报告)

第四章  新视觉光学矫正

本章介绍激光医学在眼科应用的最新发展——新视觉光学矫正术。主要内容:眼光学;视觉光学;新视觉光学的研究背景及立题依据;测量眼高级象差的哈特曼测量仪;校正高级原先的自适应光学系统;自适应光学简介;鹰眼视觉——标准Lasik激光手术简介。

第五章  医学光学与光子学的发展及其前瞻

本章内容起源于2002年5月在福建师范大学召开的国家自然科学基金委员会“生物医学光子学发展战略研讨会”的研究成果,介绍本章的目的是使学生对国际“医学光学”(含激光生物医学)的现状与未来发展有全面、前瞻性的了解。

主要内容:医学光子学的由来;医学光子学的发展及其意义;医学光子学的主要内容(含医学光子学基础;医学临床诊断技术;医学临床治疗新技术等)。

第六章  光子中医学

本章介绍现代光学与传统中医学相互交叉所形成的新兴学科——光子中医学。由于光子中医学还处于初创时期,本章的内容以及所描述的原理,都还有待于进一步探讨与深入。

一、光子中医学简介

(1)光子中医学的定义:光子中医学是在中医理论指导下,将光子理论与技术应用到中医预防、诊断、治疗、康复与保健等领域,从细胞器官及整体水平研究机体发射和接收光信息的运动规律,并进行定性、定量分析的系统性学科。它属于光子学与中医学相互交叉的学科。

(2)光子中医学的发展概况

二、光子学技术在中医基础理论中的应用

主要内容:中医阴阳五行学说与光子学说的关系;中医色诊与光子学技术;TTM技术与中医学;超弱辐射与中医学;光子学在中医基础研究中的相关问题与展望等。

三、光子学在中医临床中的应用

主要内容:低强度激光治疗与中医学;激光穴位照射、理疗与中医学;激光中医信息疗法;低强度激光治疗血管性痴呆患者、治疗良性前列腺增生;低强度激光治疗仪器的研发。

四、光生物效应实验研究

主要内容:低强度激光调节红细胞变形机制研究;低强度激光对成纤维细胞的生物学效应。

五、光子学在中药学研究中的应用

主要内容:激光光谱技术在中医药研究中的应用;中药光敏剂及其光动力疗法;药物诊透泵控释制剂的开发。

(本章内容参考刘颂豪院士提供的资料)

第七章  生物光子学

本章介绍激光生命科学的另一重要分支——生物光子学,或称光子生物学。内容涉及生物光子学的定义、学科发展简况、生物体超弱发光、光子与生物体相互作用、光子技术在生物学领域的应用等。

一、生物光子学的定义

生物光子学用光子技术研究生命现象,将光子技术应用于生命科学,是研究生物与光子之间相互关系的科学。

二、生物体超微发光(BPE)

主要内容:生物体超微弱发光的定义;BPE原始实验;BPE的特点;相干性假说;生命系统与激光器的相似性;BPE探测技术;BPE应用与发展趋势。

三、光子与生物体相互作用

主要内容:普通光子对生物体的相互作用(12种作用);激光光子对生物体的相互作用(主要讨论5种作用)。

四、光子技术在生物学领域的应用

主要内容:激光诱变育种;细胞触合技术;激光微束导入外源基因;激光微束切割染色体;激光流式细胞计;激光DNA测序仪;激光荧光漂白恢复技术;光子成像技术;激光荧光与光谱分析技术;光摄技术等。

第四部份  教学方案简要说明

《激光生命科学导论》课程的教学,安排一个学期,课时计划每周2学时,共计32学时。本课程课堂教学21学时,以教师讲授为主(多媒体教学为主),其余学时安排调研与现场参观,包括参观现代激光生命科学实验室以及激光治疗手术(在学校实验室或医院激光治疗室),以及观看录像,并安排学生动手参与激光生物医学实验,以使学生对激光生命科学应用有一个直接的感性认识。

第五部份  课程作业与考核评价的说明

本课题是相关专业本科生的选修课,课程教学除了课堂讲授与参观、实习之外,课外作业主要由两部份组成。第一部份:学生应针对教师在课堂已讲授的某一专业问题深入分析讨论,提出自己的观点、意见。第二部份:学生可广泛调研激光生命科学的有关文献资料(教师可指定或提供一部份资料),学生运用已有的专业知识,对现代激光生命科学的任何一个专题或技术问题提出设想、建议以及解决方案等。

本课程的考核由两部份组成。学生全程参与课堂教学可获得50%的成绩,另外50%成绩根据课外作业的优劣评定。

第七章  半导体   (6学时)

7.1 半导体的能带结构  

7.2 杂质和缺陷能级  

7.3 半导体的光吸收    

7.4 回旋共振    

7.5 电子和空穴的统计分布     

7.6 半导体的电导率    

7.7 P-N结

    理解半导体的能带结构;理解本征吸收和激子吸收,理解自由载子的吸收、晶格吸收和杂质吸收;了解回旋共振, 理解电子和空穴的统计分布;理解半导体的电导率,P-N结特性,表面电场下的P-N结

第八章  半导体光电子学  (4学时)

8.1 半导体的光学常数 

8.2 半导体的光电导    

8.3 半导体的光生伏特效应    

8.4 半导体发光  

8.5 半导体激光   

掌握半导体的光学常数;了解半导体光电导的概念以及均匀半导体材料的光电导效应;了解半导体的光生伏特效应;理解半导体的电致发光的机理;理解半导体激光的基本原理和物理过程。

十、国内外同专业情况简介

(一)国内同专业院校

1. 浙江大学光电信息工程学系

浙江大学光电信息工程学系(以下简称“光电系”)是由原浙江大学光学仪器专业发展而来,是我国光学工程学科的诞生地。依托的光学工程学科是国家重点学科,也是浙江大学最具影响的优势学科之一。上世纪六十年代浙江大学光仪系研制的高速摄影机首次成功记录下我国核爆炸过程,为"两弹"研制作出了重要贡献,1978年获全国科技大会先进集体奖。1984年建立国内首批光学仪器博士点;1985年设立仪器仪表博士后流动站;1988年浙大光学工程学科被评为国家重点学科;1989年国家计委批准建立现代光学仪器国家重点实验室;1994年国家科委批准建立国家光学仪器工程技术研究中心;2007年国防科工委批准建立国防重点学科实验室。浙江大学光电系培养了近6000名本科毕业生、1500多名硕士和300多名博士。为我国国民经济、社会发展和国防建设做出了突出贡献,已发展成为国内外知名的光学工程学科国家级科学研究和人才培养的重要基地。
    浙江大学光电系暨光学工程学科目前设置有光学工程、光电信息及检测技术、光电子技术、光电显示技术等四个研究所和光及电磁波一个研究中心,拥有一支学位层次高、整体科研能力强、年龄结构合理的学术队伍。现有教职员工 121人(截止至2008年1月底),其中教学科研人员66人,实验及管理辅助人员19人,教学科研流动人员11人,博士后流动人员14人,回聘人员11人。在教学科研人员中,教授及正高级职称人员32人(博导27名),拥有博士学位教师的比例达85%。教师队伍中包括全国五一劳动奖章获得者1名、中国青年科技奖获得者2名、长江特聘教授2名、浙江省特级专家1名、求是特聘教授2名、国家杰出青年基金获得者3名、教育部新世纪优秀人才2名以及6名具有外籍(包括4名欧洲裔)的引进人才。现每年招收四年制本科生110名左右、硕士生70名左右、博士生40名左右。
  近5年来,浙江大学光电系暨光学工程学科在微纳光波导、光学光电子薄膜及光电显示、高精度光纤传感和新颖人工光电介质等方面取得国际先进的研究成果,形成从国家重点实验室应用基础理论研究到国家工程技术研究中心高新技术产业化研究与开发的完整学科体系。承担国家大中型科研项目150余项;获国家及省部级以上奖励9项;被SCI收录论文300余篇;出版教材9部;在高影响力论文、国家科技进步奖、满足国家重大需求、全国百篇优秀博士论文以及973主持项目等方面取得重大突破。目前在研科研项目49项,年均科研经费4000余万元,取得产学研效益10亿元以上。
  “十一五”期间,浙江大学光电系暨光学工程学科将在光学惯性技术、光电精密检测技术、光通讯与新颖人工光电介质、光电显示以及微纳光器件与集成系统等领域形成具有国际影响力的研究方向,在保持学科综合实力稳定处于国内领先的基础上,努力建设国际一流的光科学研究和人才培养中心

2.天津大学信息工程(光电信息工程)专业

天津大学精密仪器与光电子工程学院于1995年10月2日前身是精密机械仪器专业成立于1952年。学院下设四个系:精密仪器工程系、光电子信息工程系、生物医学工程与科学仪器系、光电子科学技术系。分别设有五个专业:测控技术与仪器、电子科学与技术、信息工程、生物医学工程、光电子技术科学。学院还有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室、精密仪器中心、现代光学研究所、光电子研究中心、传感工程研究所、照明技术研究所、光电测控技术研究所、激光与光电子技术研究所、生物光学研究所、安全防伪技术研究中心等研究和开发机构。

  学院师资力量雄厚,现有教师、工程技术人员、管理人员170名,其中教师123人,其中教授51人,副教授47人,中国科学院院士1人,中国工程院院士1人,博士生导师41人。在这些教师中有国家级有突出贡献的中青年专家4人;国家百千万人才工程第一、二层次人选2人:"长江学者奖励计划"特聘教授5人:教育部跨世纪人才2人;天津市海河学者2人;天津市中青年授衔专家8人。测试计量技术及仪器、光学工程、精密仪器及机械、物理电子学、光电子技术、生物医学工程具有硕士学位和博士学位授予权;光学仪器、测试计量技术与仪器是国家首批重点学科;光学工程、仪器科学与技术、生物医学工程为国家一级学科;还设有光学工程、仪器科学与技术、生物医学工程三个博士后流动站;光学工程、测试技术及仪器、物理电子学、精密仪器及机械、生物医学工程被国家批准为高等院校特聘教授岗位学科。

  历年来承担着国家科技攻关、863高科技、国家自然科学基金、攀登计划、国际合作、各省市、部委重点项目及基金项目以及其他工程项目,年科研经费愈千万元,获国家科技进步奖、国家发明奖及各省市、部委奖90项。。

  学院主要的科研方向有:激光及光电测试技术、精密测试计量及仪器智能化技术、纳米测量技术;光学信息处理技术及其应用、超快激光理论与应用研究、光学技术在计算机科学中的应用、数字图象处理技术、光学传感器技术;先进固体激光及非线性频率变化技术、光电子学与光通信技术、激光与光电子应用技术;智能结构系统及仪器、激光数控精密加工、微电子机械系统、无损检测及动态测试系统、测试信号处理识别及数据集输网络;人体信息检测与处理、生物医学信息处理与生理系统建模、现代光学分析技术与仪器、医学物理学与生物医学信息处理等。

天津大学信息工程(光电信息工程)专业始建于1958年,教育教学经验丰富,科研基础雄厚。是国务院学位委员会第一批批准建立的博士、硕士学位授予单位,设有博士后流动站,是国家级重点学科、“211工程”重点建设学科,是“光电信息技术科学教育部重点实验室”的重要依托单位。也是1998年我国首批具有特聘教授岗位的学科之一。
  信息工程专业师资力量雄厚。现有教学科研人员共30名,其中,教授11名(博导8名)、副教授9名。具有博士学位的中青年教师19名。专业科技力量强大,仪器设备先进。历年来承担并完成科技攻关、“863”高技术、国家自然科学基金、部委基金、省市自然科学基金和横向科技协作等百余项科研任务,并获得多项国家、教育部和省市级科技进步奖。
  信息工程主要学习光电信息物理基础、光电子学、图像处理、传感器原理与技术、光电检测技术、光纤通信、工程光学、自动控制理论、微机原理、计算机接口技术、计算机软件技术基础、计算机网络技术、计算机辅助设计、数字与模拟电子技术基础以及有关数理基础和工程基础方面的课程。
  信息工程专业毕业生理论基础扎实,专业知识面广,适应性强,就业选择余地大,可在科研单位、高等院校、电信部门、信息产业部门、企事业单位及有关公司,从事光电信息工程与技术、通信工程与技术、光电信号检测、处理及控制技术等领域的研究、设计、开发应用和管理等工作。

3.天津大学电子工程与光电技术学院

天津大学精密仪器与光电子工程学院(简称精仪学院)于1995年10月2日在原精密仪器工程系(成立于1959年)基础上成立的,原精密仪器工程系的前身是精密机械仪器专业成立于1952年。

  学院下设四个系:精密仪器工程系、光电子信息工程系、生物医学工程与科学仪器系、光电子科学技术系。分别设有五个专业:测控技术与仪器、电子科学与技术、信息工程、生物医学工程、光电子技术科学。学院还有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室、精密仪器中心、现代光学研究所、光电子研究中心、传感工程研究所、照明技术研究所、光电测控技术研究所、激光与光电子技术研究所、生物光学研究所、安全防伪技术研究中心等研究和开发机构。

  学院师资力量雄厚,现有教师、工程技术人员、管理人员170名,其中教师123人,其中教授51人,副教授47人,中国科学院院士1人,中国工程院院士1人,博士生导师41人。在这些教师中有国家级有突出贡献的中青年专家4人;国家百千万人才工程第一、二层次人选2人:"长江学者奖励计划"特聘教授5人:教育部跨世纪人才2人;天津市海河学者2人;天津市中青年授衔专家8人。有一批具有博士学位的青年教师工作在教学和科研第一线,还有一大批教师从国外留学、进修归来,教学、科研经验丰富。测试计量技术及仪器、光学工程、精密仪器及机械、物理电子学、光电子技术、生物医学工程具有硕士学位和博士学位授予权;光学仪器、测试计量技术与仪器是国家首批重点学科;光学工程、仪器科学与技术、生物医学工程为国家一级学科;还设有光学工程、仪器科学与技术、生物医学工程三个博士后流动站;光学工程、测试技术及仪器、物理电子学、精密仪器及机械、生物医学工程被国家批准为高等院校特聘教授岗位学科。

  我院的科学研究工作十分活跃,历年来承担着国家科技攻关、863高科技、国家自然科学基金、攀登计划、国际合作、各省市、部委重点项目及基金项目以及其他工程项目,年科研经费愈千万元,获国家科技进步奖、国家发明奖及各省市、部委奖90项,都取得了很大社会效益和经济效益。近五年来在学术期刊和学术会议上发表论文2800余篇。科学研究促进我院师资队伍建设,造就了一批杰出的人才,众多教授兼任国内外有关学术组织的领导职务,在国内外具有较大的影响。

  学院主要的科研方向有:激光及光电测试技术、精密测试计量及仪器智能化技术、纳米测量技术;光学信息处理技术及其应用、超快激光理论与应用研究、光学技术在计算机科学中的应用、数字图象处理技术、光学传感器技术;先进固体激光及非线性频率变化技术、光电子学与光通信技术、激光与光电子应用技术;智能结构系统及仪器、激光数控精密加工、微电子机械系统、无损检测及动态测试系统、测试信号处理识别及数据集输网络;人体信息检测与处理、生物医学信息处理与生理系统建模、现代光学分析技术与仪器、医学物理学与生物医学信息处理等。

信息工程专业(光电信息方向)

本专业始建于1958年,教育教学经验丰富,科研基础雄厚。是国务院学位委员会第一批批准建立的博士、硕士学位授予单位,设有博士后流动站,是一级学科国家重点学科、“211工程”重点建设学科,是“光电信息技术科学教育部重点实验室”的依托单位,首批特聘教授设岗学科。
  本专业师资力量雄厚。现有教学科研人员共30名,其中,国家级教学名师1名,教授9名(博导8名)、副教授9名。具有博士学位的中青年教师19名。专业科技力量强大,仪器设备先进。历年来承担并完成科技攻关、“863”高技术、国家自然科学基金、部委基金、省市自然科学基金和横向科技协作等百余项科研任务,并获得多项国家、教育部和省市级科技进步奖。

  本专业主要学习光电信息物理基础、光电子学、图像处理、传感器原理与技术、光电检测技术、光纤通信、工程光学、自动控制理论、微机原理、计算机接口技术、计算机软件技术基础、计算机网络技术、计算机辅助设计、电子技术基础以及有关数理基础和工程基础方面的课程。

  本专业毕业生理论基础扎实,专业知识面广,适应性强,就业选择余地大,可在科研单位、高等院校、信息产业部门、企事业单位及有关公司从事光电信息工程与技术、通信工程与技术、光电信号检测、处理及控制技术等领域的研究、设计、开发应用和管理等工作。

4.长春理工大学光电工程学院简介

光电工程学院是长春理工大学最具办学特色的单位之一,她的前身是原长春光学精密机械学院光电工程系,始建于1958年,是建校之初就建立的办学单位,办学历史悠久,专业内涵雄厚。2002年,学校更名为大学后,从新组建了光电工程学院,目前下设光学工程系、仪器科学与技术系、探测与信息工程系、光电技术研究所、航天技术研究所等单位。

光电工程学院的办学专业几经演变,至今仍保持着鲜明的办学特色。目前,学院拥有1个国家级重点学科(光学工程),2个博士学位授权一级学科(光学工程、仪器科学与技术),3个硕士学位授权点(光学工程、测试计量技术、精密仪器),4个本科专业(测控技术与仪器、光电信息工程、信息对抗技术、探测制导与控制技术),1门国家级精品课,在校博士生50名,硕士生220余名,本科生2378名。建校以来,学院培养的广大毕业生工作在祖国建设的各条战线上,为富强国家,造福社会做出了应有的贡献。

光电工程学院师资力量雄厚,教风端正。现有教职员工92人,其中教授(研究员)19人,副教授12人,讲师15人;其中,博士生导师10人,国务院学科评议委员会成员1人,中央直接联系专家3人,校级讲课名师2人,青年后备学科带头人4人,还有3人享受国务院政府特殊津贴。近年来,一批学历高、职称高的中青年骨干教师正逐渐展露才华,担当起学院在新世纪、新阶段再铸辉煌的历史重任。

2007年,学院在校党政领导下,广大干部和教师齐心协力,努力工作,各项工作取得了显著成绩。在教学工作中,继续巩固教学评估成果,加大教学改革力度,创新教学方法,教学质量进一步提高。全年出版特色教材2部,编写教材提纲2部,完成自制教学设备3项,申报成功1项中央与地方共建高等学校专项资金项目,新增学生校外教学实习基地1个,选派5名青年教师赴美国进修提高。在科研工作中,学院科研始终向高水平目标迈进。近年来,学院承担的科研项目数量、质量和经费到款等均在学校名列前茅,平均年科研经费超过1000万元。2007年,学院共承担各类科研项目32项,其中有3项成果获得省部级奖励,学院教师在国内外刊物上共发表学术论文35篇,其中进入四大检索的14篇。学科建设工作中,在国家学位委员会进行的第11次学位授权点的报批中,学院申报的“仪器科学与技术”一级学科,“精密仪器及机械”二级学科均获得成功,学科布局更加合理。

回眸过去,筚路蓝缕,励精图治,玉汝于成。建校以来,光电工程学院秉承了著名科学家、学校第一任校长王大珩院士“实事求是,审时度势,传承辟新,寻优勇进”的理念,孕育了自强不息的光荣传统,积淀了鲜明厚重的办学底蕴,形成了和而不同的独特办学风格。近年来,在不断深化教育教学体制改革的时代背景下,学院认真贯彻执行党的教育方针,努力坚持育人宗旨,把提高教学质量放在学院建设和发展的核心地位,不断加强学科建设,提高科学研究水平,各项工作均取得了优异的成绩。

5.深圳大学光电工程学院
     深圳大学光电工程学院成立于2006年8月,下设光学工程系、仪器科学与技术系、光电子技术科学系等三个系和教学实验中心。目前拥有测控技术与仪器本科专业、光学工程博士点和光学工程、物理电子学、电路与系统3个硕士点。今年已经申报光电信息工程本科专业,明年还将申报光电子技术科学本科专业。 
    光电工程学院的教师队伍由著名光电子学专家、中国工程院院士牛憨笨教授领衔,目前由20余位科研和教学经验丰富的教授和副教授组成。 
    在基础课教学方面:加强本科生的数学、物理、计算机、外语、以及工程学的基础,使得光电工程学院的毕业生具有扎实的理论和工程基础,在未来的工作中具有比较强的适应能力。在专业基础和专业课程教学方面:将最新的科研进展融入到专业基础和专业课程的教学之中,使得学生能够了解和掌握在光电信息工程、光电子技术科学和测控技术与仪器三个学科的最重要的基础知识和最新的发展动向,培养创新型人才。

(二)国外同专业院校

1. The University of Arizona()     Optical Sciences and Engineering 

亚利桑那大学(美国)    光学科学与工程 

2.The University of Rochester()       Optics 

罗彻斯特大学(美国)     光学 

3.The University of Adelaide()   Optics and Photonics 

阿得雷德大学(澳大利亚)  光学与光子学 

4.The University of Auckland()      Optoelectronics 

奥克兰大学(新西兰)        光电子学 

5.The University of Southampton()   南安普顿大学(英国)

Electronic Engineering with Optical Communications            光通信电子工程 

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