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光電子論文:光電子器件課程教學(xué)改革思路
摘要:針對《光電子器件》課程在教學(xué)中遇到的理論知識多而難，實踐實驗訓(xùn)練項目簡單，訓(xùn)練形式單一，工程運用實踐性不強，學(xué)生課程學(xué)習(xí)積極性不高，工程實踐能力上不去等問題，以課程的理論知識、實踐訓(xùn)練要服務(wù)、運用于工程實踐的原則，對課程的理論知識進行篩選、優(yōu)化、重新編排、強化一套旨在于提升學(xué)生工程素質(zhì)的實踐實驗教學(xué)原則、措施，并通過多樣化的課程量化評價、考核方式等方面對《光電子器件》課程教學(xué)進行改革與實踐，取得了良好的教學(xué)改革效果。
關(guān)鍵詞:工程技術(shù)型人才;工程素質(zhì);實踐能力;課程改革實踐
光電信息科學(xué)與工程是21世紀在全球迅猛發(fā)展的光電信息產(chǎn)業(yè)帶動起來的一門綜合性、運用性、技術(shù)性學(xué)科。國內(nèi)的光電產(chǎn)業(yè)自2000年以來迎來好的發(fā)展時期，同時也促進了與產(chǎn)業(yè)緊密相連的光電學(xué)科的發(fā)展、建設(shè)，到目前為止，全國已有近170多所高校(其中接近100所是地方新建本科院校)設(shè)置了光電及其相關(guān)專業(yè)，并將《光電子器件》作為光電信息科學(xué)與工程及其相關(guān)專業(yè)的主干課程。該課程教學(xué)的實施不僅有利于鞏固、銜接學(xué)生所學(xué)的光電子技術(shù)、光電顯示、視頻接口與驅(qū)動、光電傳感器、數(shù)模電路、單片機等專業(yè)核心課程的知識內(nèi)容，而且對拓展專業(yè)工程實踐運用，培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生工程實踐能力、為區(qū)域光電產(chǎn)業(yè)輸送工程技術(shù)型光電人才起到承上啟下的作用。在早先的《光電子器件》課程日常的理論教學(xué)中，從教學(xué)大綱、教案到課件參照了重點大學(xué)光電專業(yè)的教學(xué)模式，將每節(jié)課都用來講解光電器件的理論知識、器件背景知識、制造器件的材料、半導(dǎo)體制造工藝、器件的熱、光、電學(xué)性質(zhì)、性質(zhì)的理論公式推導(dǎo)以及一些理論模型的建立分析，課堂的教學(xué)內(nèi)容多、雜、難。課程的實踐實驗教學(xué)也是按照實驗室購買的實驗儀器開設(shè)一些常規(guī)類的實驗實踐教學(xué)項目，按部就班進行。在實驗實踐教學(xué)過程中學(xué)生按照實驗步驟連接實驗線路，測試實驗數(shù)據(jù)，在完成實驗的整個過程中很多學(xué)生不知道自己用的是什么類型的光電器件、實驗要做什么、測量什么數(shù)據(jù)、有什么用。在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、效率越來越低，專業(yè)的工程技術(shù)能力沒有被培養(yǎng)起來反而變得很薄弱。在國家建設(shè)職業(yè)型、應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)模式的大環(huán)境下，以三明學(xué)院運用型人才培養(yǎng)模式改革為契機［1］，對《光電子器件》課程進行有別于老本科院校學(xué)術(shù)型、研究型高級光電人才培養(yǎng)目標，在課程的教學(xué)內(nèi)容、實驗、實訓(xùn)教學(xué)、考核方式等方面進行改革與實踐，積極探索工程技術(shù)型光電人才培養(yǎng)新模式，迎合包括三明在內(nèi)的海西光電產(chǎn)業(yè)集群對光電人才的需求。
1以理論知識實用、夠用為課程教學(xué)原則改革課程教學(xué)內(nèi)容
《光電子器件》是光電專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，是一門集理論性和實踐性都非常強的專業(yè)課程，課程地介紹了光電子技術(shù)的基本原理、聚集了數(shù)量繁多且工程技術(shù)上常用、實用的光電器件、羅列推導(dǎo)了繁雜難懂的器件及相關(guān)性質(zhì)的方程公式，且課程內(nèi)容缺少所涉及的光電器件在現(xiàn)代光電工程中的運用實例。這樣的課程教師難教，學(xué)生難懂、難學(xué)、難用。以學(xué)院特色的“3355”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為課程改革動力，配合“教學(xué)型、運用型、服務(wù)型”的學(xué)院人才培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和較強實踐能力的高素質(zhì)工程技術(shù)型光電人才及高效服務(wù)行業(yè)社會為課程教學(xué)價值目標，優(yōu)化《光電子器件》教材，改革課程理論教學(xué)內(nèi)容。《光電子器件》現(xiàn)有的教材對光電器件進行介紹時一般從兩個方面進行:器件原理公式推導(dǎo)證明，對應(yīng)的測量電路。一方面對于本科層次的教材，大部分的教材在器件原理及測量電路這兩方面就占了很大的篇幅，且大部分為復(fù)雜的材料原理及電路原理公式推導(dǎo)，而對于大部分從事光電行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)單位，只具備本科學(xué)歷的光電畢業(yè)生并不是其產(chǎn)品研發(fā)的主力軍，而是作為工程技術(shù)型人才使用。因此用人單位對畢業(yè)生的能力要求主要體現(xiàn)為能夠掌握光電器件的基本原理、能運用特定的光電器件來實現(xiàn)光電信號的傳輸、轉(zhuǎn)化、控制以及對現(xiàn)代光電工程進行鋪設(shè)、檢測、維修，這也正是作為一個地方性的本科高校培養(yǎng)人才的精準定位。這就要求專業(yè)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以實用為主，圍繞器件在光電工程中的應(yīng)用范圍，應(yīng)用實例為主線對教材內(nèi)容進行優(yōu)化，摒棄了以復(fù)雜公式的詳細推導(dǎo)為重點的授課方式。另一方面目前教材涉及的光電子器件類型很多，從遠紅外到紫外光甚至還介紹X射線探測與成像器件，有些光電子器件學(xué)生無論是在實踐、設(shè)計課程，還是今后畢業(yè)走上工作崗位都很少會涉及到，因此本著課程內(nèi)容夠用的原則，刪除了這方面的知識，留出更多的課堂時間分配到常用的光電器件上［2］。同時由于目前半導(dǎo)體材料技術(shù)的進步發(fā)展，光電器件的類型不斷更新，許多新型光電器件不斷研制、運用例如:靈敏度可變的光探測器(VSPD)，有源像素圖像傳感器(APS)等，這些學(xué)科專業(yè)近期的發(fā)展動向正是高素質(zhì)運用型人才所必須的專業(yè)軟實力，因此需要將光電器件的前沿增加到光電子器件的課堂教學(xué)內(nèi)容之中，以拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面。
2開放專業(yè)實驗儀器資源為課程實踐教學(xué)改革服務(wù)
目前通過學(xué)院多年的累積經(jīng)費投入建設(shè)，三明學(xué)院的光電專業(yè)擁有數(shù)量較多和類型較齊全的專業(yè)實驗儀器設(shè)備，這些實驗儀器設(shè)備通常只為單一專業(yè)課程服務(wù)，以太陽能光伏發(fā)電實訓(xùn)設(shè)備為例，設(shè)備只在專業(yè)學(xué)生第七個學(xué)期開設(shè)相關(guān)課程的時候用到，其他的時間、其他專業(yè)年級的學(xué)生都很少接觸到這批實驗設(shè)備，一方面在《光電子器件》課程教學(xué)改革的重點是針對各類型的專業(yè)工程技術(shù)型實踐項目訓(xùn)練，和太陽能光伏有關(guān)的工程技術(shù)實踐項目比較常用且運用廣泛，另一方面對于光電專業(yè)的學(xué)生而言太陽能光伏知識的運用是學(xué)生專業(yè)知識的重要組成部分，因此有必要讓學(xué)生盡早接觸這批實驗設(shè)備，并對太陽能光伏相關(guān)的知識運用有一定的了解，才能使后期學(xué)生實踐實訓(xùn)項目順利推進，所以必須對光電專業(yè)的傳感器系統(tǒng)實驗裝置、太陽能光伏發(fā)電實訓(xùn)設(shè)備、單彩、全彩LED點陣顯示實驗儀器設(shè)備、光電技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)平臺擴展實驗儀器、光電技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)平臺、液晶模塊應(yīng)用實驗系統(tǒng)、彩色面陣CCD綜合實驗儀、多功能CPU單片機實驗系統(tǒng)等實驗儀器資源進行有機整合，把《光電器件》課程教學(xué)改革中需要涉及的實驗儀器全部開放運行使用，充分利用資源，為后期的實踐訓(xùn)練項目提供硬件條件支持。
3以學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)和提升為目標改革實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
工程素質(zhì)是指從事工程實踐的工程專業(yè)技術(shù)人員的一種能力，在專業(yè)工程實踐中表現(xiàn)出來的一種思考問題、解決問題、建立長久工程問題反應(yīng)機制的能力，需要從專業(yè)課堂、專業(yè)實踐、工程實踐中長期積累。用人單位對專業(yè)人才的專業(yè)能力期望值往往較高，而地方本科院校大部分的畢業(yè)生在解決工程實際問題的實踐能力方面普遍較差，因此往往不能令用人單位滿意，這兩者之間的失衡歸根結(jié)底是專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)缺失。因此在日常的專業(yè)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)成為地方新建本科高校為地方企業(yè)輸送專業(yè)人才的關(guān)鍵。以光電信息科學(xué)與工程專業(yè)課程體系中的《光電子器件》課程教學(xué)為例，主要從以下幾個方面訓(xùn)練學(xué)生在相應(yīng)的光電工程實踐能力并提升其工程素質(zhì):
(1)有機整合現(xiàn)有的基礎(chǔ)性、驗證性實驗項目，剔除偏理論、無應(yīng)用的實驗項目，大量增加綜合性設(shè)計性實驗項目，大力改革創(chuàng)新現(xiàn)有的專業(yè)實踐教學(xué)體系。雖然基礎(chǔ)性、驗證性實驗是驗證理論，對學(xué)過的知識進行鞏固的階段，但是這些實驗項目存在實驗內(nèi)容單一滯后、實驗手段單一等問題，學(xué)生很容易失去興趣。例如:光電子器件基礎(chǔ)實驗中前五個實驗:光敏電阻、光電二極管、光電三極管、pin光電二極管、硅光電池特性測試及其變換電路。這幾個實驗除了所用的器件類型不一樣外，其他的實驗測試電路和內(nèi)容幾乎類似，因此可以整合成一個課程大實驗，而把剩下的時間用來開發(fā)、增加一些綜合性設(shè)計性實驗，譬如:利用紅外光電三極管可以設(shè)計一個紅外無線耳機，利用硅光電池可以設(shè)計一個光照度測量儀，利用光電煙霧傳感器設(shè)計動車車廂的煙霧報警器等，在提升了專業(yè)實驗的設(shè)計性同時，極大激發(fā)了學(xué)生制作設(shè)計興趣。培養(yǎng)了學(xué)生的工程素質(zhì)，起到事半功倍的效果［3］。
(2)探索一套以培養(yǎng)學(xué)生從“模仿”—“獨立創(chuàng)新設(shè)計”的實踐能力提升訓(xùn)練模式。目前很多專業(yè)大部分課程的實踐、課程設(shè)計的原課題都是已有的，因此在實踐教學(xué)或者是課程設(shè)計的時候，經(jīng)常性的做法就是讓學(xué)生去模仿現(xiàn)有的、別人的東西，模仿也是培養(yǎng)實踐動手能力的必經(jīng)過程，只是在全盤接受模仿之后，教師和學(xué)生應(yīng)當進行設(shè)計反思，將課題中所用的方法，器件、電路排布進行相應(yīng)的改進、替換、優(yōu)化，去粗取精，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新。而恰恰大部分老師和學(xué)生忽略了這點，因此需要建立由“模仿”—“獨立創(chuàng)新設(shè)計”的實踐能力提升訓(xùn)練模式。例如在“太陽能光電智能車”設(shè)計的過程中，循跡這部分功能的實現(xiàn)就有很多種解決的方案，學(xué)生可以用攝像頭、光電紅外對管、激光、特殊傳感器四種方案來實現(xiàn)，循跡可以是四方形，8字形及其他更為復(fù)雜的路線，循跡的背景可以是最簡單的白底黑線、稍難白底綠線、更難的綠地紅線等。教師在布置設(shè)計方案的時候可以先從最簡單的白底黑線、橢圓形軌跡開始，在學(xué)生成功實現(xiàn)該設(shè)計要求之后，再逐漸增加設(shè)計的難度，譬如更換循跡光電傳感器，但是不同的光電器件在對光信號進行電信號轉(zhuǎn)化的方式、信號的放大處理方式、誤差的處理方式都不相同，一旦更換器件，就要求后面的數(shù)模轉(zhuǎn)化，電路設(shè)計、以及單片機程序都需要重新設(shè)計，因此“獨立創(chuàng)新設(shè)計”在培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)方面起著決定性的橋梁作用，只有將這一步做好，才能發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，運用自己的方法、自己擬定的器件去獨立設(shè)計行業(yè)產(chǎn)品，不斷訓(xùn)練，不斷進行專業(yè)知識運用經(jīng)驗的日積月累，厚積學(xué)生的專業(yè)工程素質(zhì)。
(3)以“貼近生產(chǎn)、貼近運用”為專業(yè)實踐實訓(xùn)課程宗旨，建立起一套分級、分階段課程實踐實訓(xùn)題庫并定期更新。題庫中的訓(xùn)練項目全部來源于已經(jīng)解決的光電工程運用實踐案例，題庫分基礎(chǔ)型《光電子器件》課程實驗實踐項目和拔高型《光電子器件》課程實驗實踐項目，基礎(chǔ)型訓(xùn)練項目要求每位學(xué)生一人一題獨立完成一個實踐訓(xùn)練項目，對專業(yè)的每一位學(xué)生進行系統(tǒng)的實踐能力訓(xùn)練，讓每一位學(xué)生的能力通過課程都能得到鍛煉。拔高型訓(xùn)練項目以三個人為一組，項目的題目主要以歷年全省、全國的電子設(shè)計競賽、光電競賽、單片機、工程競賽題目為主，拔高型訓(xùn)練項目相較于基礎(chǔ)型訓(xùn)練項目其所涉及的專業(yè)知識面更寬，對學(xué)生的工程實踐能力要求更高，因此需要每個組員通力支持、分工協(xié)作才能完成，充分鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力和社交能力［4］。無論是基礎(chǔ)型還是拔高型專業(yè)訓(xùn)練項目，都能引導(dǎo)學(xué)生把專業(yè)知識運用到生活生產(chǎn)實踐中，以解決專業(yè)的工程技術(shù)運用問題為點，帶動學(xué)生專業(yè)運用創(chuàng)新能力的激發(fā)為面，以點帶面，增強光電專業(yè)實踐課程工程與具體光電工程案例之間的親和力，激發(fā)專業(yè)學(xué)生無窮創(chuàng)造力，驅(qū)動學(xué)生的工程素質(zhì)得到飛躍發(fā)展。
(4)探索光電專業(yè)的實踐教學(xué)體系如何融合到學(xué)校、學(xué)院的第二課堂活動、開放實驗室、各類型專業(yè)競賽，專業(yè)教師的校內(nèi)、課內(nèi)橫縱向、產(chǎn)學(xué)研課題項目中，并將專業(yè)學(xué)生與項目無縫對接，不斷從實踐中總結(jié)、反饋和提高，形成專業(yè)實踐教學(xué)訓(xùn)練對學(xué)生實踐應(yīng)用能力提升的巨大推力，做到培養(yǎng)體系改革和學(xué)生能力提升的良性循環(huán)［5］。積極走訪光電企業(yè)，建立實踐基地，校企合作項目，以企業(yè)對光電專業(yè)人才能力的具體要求為重中之重，聘請企業(yè)專業(yè)工程師參與專業(yè)實踐教學(xué)體系的形式和具體內(nèi)容的制定，以此來調(diào)整和優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)方案，科學(xué)設(shè)置實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容，做到理論與實踐相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合的協(xié)同促進機制，大力推動課程教學(xué)改革。
4改革考核評價制度，促進學(xué)生發(fā)展
任何一門課都需要相應(yīng)的考核制度，理論知識閉卷考試是最為常見的一種衡量學(xué)生對該課程掌握程度的考核方式，但《光電子器件》課程知識的應(yīng)用性較強，在教學(xué)中往往會發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生雖然理論課程成績一般，但是其在實踐、產(chǎn)品設(shè)計方面有著非常強的動手能力，這正是實踐能力強的工程技術(shù)型人才的典型代表，所以《光電子器件》課程改革的另一重要環(huán)節(jié)就是改革課程的考核評價制度，打破以期末成績作為評判學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的指標，《光電子器件》課程的考核方式除了期末的試卷考核方式外，增加個性化考核方式和過程考核方式。對于工程實踐能力強的學(xué)生，在考核期末課程總成績的時候，應(yīng)當將這部分學(xué)生的理論成績在總成績中的比重降低，比如閉卷分數(shù)占40%，理論驗證性實驗占10%，光電專業(yè)課程設(shè)計占50%［6］，對于理論學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生進行課程的過程考核，考核方式為:(1)《光電子器件》課程按知識點分布安排至少考試3次。(2)課堂隨機考察方式，建立課程專業(yè)的問題庫，記錄學(xué)生的等分記錄，每生每學(xué)期不少于10次。按照這兩種考核方式的學(xué)生期末試卷成績占總成績的比重可降低為40%。通過多樣化的考核方式，充分考慮了學(xué)生的個性化，激發(fā)他們的專業(yè)積極性的同時反過來促進專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生的工程實踐能力和專業(yè)知識能力都得到充分融合，更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，為培養(yǎng)工程技術(shù)型光電人才奠定基礎(chǔ)。
5結(jié)語
圍繞專業(yè)理論知識實用、夠用，實踐技能下得去、上得來的遞進式提升方式、課程考核方式個性化定量以及為地方高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和較強實踐能力的高素質(zhì)工程技術(shù)型光電人才的目的，對《光電子器件》課程從教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)實驗室資源整合、實踐環(huán)節(jié)及考核制度這幾個環(huán)節(jié)開展教學(xué)改革與實踐活動。在課程實踐改革的過程中，學(xué)生的課堂聽課效率提高了，學(xué)習(xí)態(tài)度向著更好方向發(fā)展，專業(yè)理論知識和實踐能力得到一定的鍛煉和提高，學(xué)生參加各類型的專業(yè)競賽也獲得了較好成績，課程的教學(xué)改革實踐初見成效。
光電子論文:光電子技術(shù)理論與配套實驗教學(xué)研究
摘要：光子具有高速和大容量傳輸?shù)膬?yōu)勢，而電子在交換、路由和智能化等方面表現(xiàn)更佳。將光子和電子的優(yōu)勢結(jié)合起來的光電子技術(shù)使人類步入全新的光網(wǎng)絡(luò)時代。“光電子技術(shù)基礎(chǔ)”這門課程介紹了光電子技術(shù)的基本原理和應(yīng)用實例，是光電子專業(yè)的必修課程。本文對光電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論教學(xué)及配套實驗教學(xué)進行了初步的探索和課堂應(yīng)用研究。
關(guān)鍵詞：光電子技術(shù)基礎(chǔ)；理論教學(xué)；實驗教學(xué)；
一、引言
2013年安慶師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院為適應(yīng)學(xué)校籌建多科性大學(xué)的需要，開設(shè)了光電信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。針對光電專業(yè)特點，安慶師范學(xué)院在2015年新開設(shè)了光電子技術(shù)基礎(chǔ)課程。光電子技術(shù)是研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)，主要應(yīng)用于信息領(lǐng)域包括光通信系統(tǒng)、光纖傳感、光電顯示以及光存儲，醫(yī)療，生物科學(xué)，激光加工和軍事等領(lǐng)域。我國已經(jīng)形成了發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)，掌握光電子技術(shù)有助于提升光電專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和就業(yè)競爭力。針對課程特點，我們對該課程的理論課教學(xué)做了初步的研究并根據(jù)課程特點開設(shè)了配套實驗課，取得了良好的教學(xué)效果。
二、理論教學(xué)
及時，課程設(shè)置。根據(jù)學(xué)校對專業(yè)的定位，為了能夠培養(yǎng)出社會應(yīng)用型人才，我們選擇安毓英主編的《光電子技術(shù)》作為主要參考教材，主要介紹光電子領(lǐng)域中光源、光輻射的傳播、光束的調(diào)制和光探測等關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和應(yīng)用實例。針對課程特點重點介紹光電子技術(shù)的實際應(yīng)用，有必要跟蹤反映國內(nèi)外的一些新技術(shù)和新設(shè)備的動態(tài)，充分拓展學(xué)生的視野和知識面[1]。對于基礎(chǔ)原理的把握需要學(xué)生學(xué)習(xí)一些先修課程，包括激光原理與技術(shù)、電磁場與電磁波、半導(dǎo)體物理學(xué)以及物理光學(xué)等。有了這些基礎(chǔ)知識儲備，在教學(xué)過程中可以將更多的課時放在光電子器件及其發(fā)展的介紹上，通過這一門課程的學(xué)習(xí)真正培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)。
第二，教學(xué)方法多樣性。我們在教學(xué)中采取多種教學(xué)方法并存的教學(xué)模式。結(jié)合傳統(tǒng)板書教學(xué)，充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢[2]。首先，內(nèi)容引入。在每一章內(nèi)容的開始，通過剪輯一段與章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的視頻或者圖片集播放展示，用比較直觀的方式讓學(xué)生了解接下來這一章他們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，給學(xué)生留下思考題，讓他們帶著問題開始接下來的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，建立聯(lián)系。根據(jù)“光電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程偏應(yīng)用型的特點，通過聯(lián)想法將課本學(xué)習(xí)內(nèi)容與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，使教學(xué)內(nèi)容深入淺出。比如介紹光通信系統(tǒng)，就可以聯(lián)想到學(xué)生常用的手機，通過介紹手機實現(xiàn)通話的過程：包括信號調(diào)制、信號傳輸、信號接收和信號解調(diào)等，涵蓋了光電子技術(shù)在通信領(lǐng)域應(yīng)用的多個模塊；在講光敏電阻時可以聯(lián)系城市里根據(jù)亮度自動開關(guān)的路燈。通過這些生活中的實例，激發(fā)學(xué)生的求知欲。，反轉(zhuǎn)課堂。加強學(xué)生的課堂互動，開設(shè)學(xué)生講堂。將學(xué)生分成若干小組，3-5人一組。老師講授基本原理后，布置課后任務(wù)，每組分別就一個課題準備10分鐘左右的PPT。每一次課留15分鐘時間讓學(xué)生展示他們搜集到的資料以及對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。并采取學(xué)生互評和老師評價相結(jié)合的模式打分，成績計入平時成績。
三、配套實驗教學(xué)
及時，基礎(chǔ)實驗。針對課程特點，我們引入了配套實驗，使所學(xué)理論知識與實驗有機結(jié)合，提高教學(xué)效果[3]。光電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，關(guān)于光調(diào)制和光探測技術(shù)的內(nèi)容介紹了多種調(diào)制原理以及探測器件，在學(xué)習(xí)完相關(guān)理論知識后，我們開設(shè)相應(yīng)的配套實驗課程。包括電光調(diào)制、聲光調(diào)制和磁光調(diào)制的原理演示實驗。以及包含多種探測原件的光電探測器特性測試實驗平臺，該平臺涉及的光電探測器包括光敏電阻、光電二極管、APD光電二極管、PIN光電二極管、光電三級管、硅光電池等，涵蓋了幾乎所有類型的光電探測器。學(xué)生可以測試這些探測器的短路電流、開路電壓、伏安特性、光電特性、頻率響應(yīng)特性、光譜特性和靈敏度等相關(guān)特性，并綜合對比不同類別的探測器性能，幫助學(xué)生理解如何根據(jù)不同場合選用不同的探測器。理論與實驗的結(jié)合使學(xué)生既可以根據(jù)所學(xué)原理知識自己動手做實驗增強動手能力，又可以通過觀察實驗現(xiàn)象對所學(xué)理論知識有更直觀的理解，加深對基本原理的掌握。
第二，創(chuàng)新實驗。除了傳統(tǒng)的驗證式本科實驗教學(xué)，我院還引進了光電技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)平臺。提供多種光電器件的應(yīng)用模塊、設(shè)計模塊、各種數(shù)字表頭以及設(shè)計中所需要的電子元器件，并配備有各種電源接口。學(xué)生可以根據(jù)提供的實驗?zāi)K開展各種實驗，充分展示自己的創(chuàng)新思維，將所掌握的光電器件真正應(yīng)用到實際生活中。包括光敏電阻光控開關(guān)、熱釋電報警器和硅光電池光照度計等二十余種光電儀器的設(shè)計，都可以通過該實訓(xùn)平臺完成。通過實驗教學(xué)，極大地提高了學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新意識，為社會培養(yǎng)出具備實際應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才，最終達到服務(wù)社會的目的。
四、考核方式
根據(jù)課程安排特點，學(xué)生的最終考核成績以平時成績、實驗成績和期末考試成績相結(jié)合。其中，平時成績占20%（包括考勤、作業(yè)和學(xué)生講堂），考試卷面成績占50%，實驗成績占30%，綜合考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、自學(xué)能力、接受新知識的能力和實驗創(chuàng)新能力。通過實際教學(xué)驗證，這種理論與實驗相結(jié)合的教學(xué)方式取得了良好的教學(xué)效果。
光電子論文:光電子實驗教育理念分析
本文作者：羅彬彬 趙明富 舍麗 周登義 曹陽 全曉莉 單位：重慶理工大學(xué)電子信息工程與自動化學(xué)院
20世紀70年代以來,由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲與顯示、光計算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過來又進一步促進了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測以及光信息存儲和處理等。因此，可以這么說，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測、光通信、光存儲、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對光電子技術(shù)的依賴程度越來越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。綜上所述，可見光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門課程不僅是光學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設(shè)。
電子信息工程專業(yè)的光電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論知識包括：光度學(xué)基本知識、光輻射傳播、光束調(diào)制與解調(diào)、光輻射探測技術(shù)等。其中，光度學(xué)基本知識是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，包括：電磁波波譜、輻射度學(xué)、光度學(xué)、熱輻射基本定律、激光原理、典型激光器等。光輻射傳播包括：光輻射的電磁理論、光波在大氣中的傳播規(guī)律與特性、光波在電光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在光纖波導(dǎo)中的傳播規(guī)律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線性介質(zhì)中的傳播等。光度學(xué)基本知識和光輻射傳播這兩個基礎(chǔ)內(nèi)容可以說是光電子技術(shù)課程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，而對于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說，這些知識點比較抽象，為了便于該專業(yè)學(xué)生對光電知識的接受和激發(fā)他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時間重點講解這部分的知識點，同時在制作PPT教案時盡可能使用圖片或動畫描述一些原理性的知識。
比如：在講解激光是如何產(chǎn)生的時候，可制作動畫描述自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理時，可制作多色圖片對激光在各種光學(xué)諧振腔中的受激放大過程進行描述；在介紹各種典型的激光器時，好收集到它們的實物照片進行講解；在講解光波在各種光學(xué)晶體中的傳播特性與規(guī)律時，好能制作三維立體的圖片描述光學(xué)晶體的各向異性的特性，相應(yīng)的公式表達盡量簡潔化，然后結(jié)合動畫描述光波在其中傳播時所發(fā)生的變化。光束的調(diào)制、掃描和解調(diào)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容包括：光束調(diào)制的基本原理、電光調(diào)制技術(shù)、聲光調(diào)制技術(shù)、磁光調(diào)制技術(shù)、直接調(diào)制技術(shù)、光束機械掃描技術(shù)、光束電光掃描技術(shù)、光束聲光掃描技術(shù)、空間光調(diào)制器等。這些知識點的理論基礎(chǔ)都是“光輻射在光學(xué)晶體中的傳播規(guī)律和特性”。其中光束調(diào)制的基本原理移植了微電子學(xué)中微波調(diào)制中的很多概念，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生易于理解，但是光束調(diào)制和掃描的實現(xiàn)技術(shù)中，除了需要使用各種光學(xué)晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個系統(tǒng)完成光束的調(diào)制和掃描。這些光學(xué)器件對于沒有光學(xué)工程基礎(chǔ)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，因此，在講解過程中應(yīng)該通過動畫或圖片等手段形象地描繪線偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光等基本光學(xué)概念，并借用相關(guān)的光學(xué)參考資料對這些光學(xué)器件的功能和原理進行簡單介紹。
只有這樣，才有利于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生深刻理解光束的調(diào)制、掃描、解調(diào)等技術(shù)。光輻射探測技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：光電探測的物理效應(yīng)、光電探測器的性能參數(shù)、光電探測器的噪聲、光電導(dǎo)探測器—光敏電阻、PN結(jié)光伏探測器的工作模式、硅光探測器、光電二極管、光熱探測器、直接光電探測系統(tǒng)、光頻外差探測的基本原理等。由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備了較好的半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ)知識，而光電子器件本身也屬于半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生只要掌握了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點及應(yīng)用領(lǐng)域。該部分所介紹的各種光電半導(dǎo)體器件很可能會在學(xué)生將來從事信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的相關(guān)工作中用到，也可能會在將來某些學(xué)生跨到光電信息或光學(xué)工程相關(guān)專業(yè)進一步深造時從事相關(guān)科研課題研究時用到，比如：PN結(jié)光伏探測器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會經(jīng)常用到。因此，建議在理論教學(xué)過程中，除了結(jié)合圖片等多媒體教學(xué)手段介紹相關(guān)光電子器件的工作原理外，好能夠給學(xué)生展示光電子器件的實物，以便給學(xué)生一些感官認識。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程的系統(tǒng)方面的知識點包括：光電成像系統(tǒng)、光電顯示系統(tǒng)等。
其中，光電成像系統(tǒng)的基本器件是電荷耦合攝像器件(CCD)，CMOS攝像器件和電荷注入器件(CID)。目前，CCD攝像器件的應(yīng)用最為成熟和廣泛，主要包括線陣CCD和面陣CCD等，其原理基礎(chǔ)仍然是光電半導(dǎo)體器件和兩相或三相電極電路的結(jié)合。因此，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合脈沖數(shù)字電路知識重點講解CCD的原理和特點。光電成像系統(tǒng)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、紅外成像系統(tǒng)、紅外成像中的信號處理及綜合特性等。其中紅外成像系統(tǒng)涉及很多應(yīng)用光學(xué)方面的知識，這對沒有應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)知識的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，而且屬于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的研究方向之一，因此，這部分內(nèi)容簡單介紹即可。而紅外成像中的信號處理都涉及電子電路方面的知識，屬于電子信息工程專業(yè)的范疇，這部分內(nèi)容可以重點講解。光電顯示系統(tǒng)包括陰極射線管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發(fā)光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類顯示技術(shù)的應(yīng)用已很廣泛和成熟，可以重點講解，而后兩類顯示技術(shù)比較前沿，可以簡單介紹，以便讓電子信息工程專業(yè)的學(xué)生了解當今光電顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程應(yīng)用方面的內(nèi)容包括：光纖通信、激光雷達、激光制導(dǎo)、紅外遙感、紅外跟蹤制導(dǎo)、光纖傳感技術(shù)等。這些應(yīng)用技術(shù)可以分別舉一個相應(yīng)的實際應(yīng)用系統(tǒng)進行介紹，讓學(xué)生體會到光電子技術(shù)的重要性和廣泛性，激發(fā)他們對這門技術(shù)的興趣。
對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學(xué)生不屬于光學(xué)工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專業(yè)已有很多屬于本專業(yè)的實驗課程及課程設(shè)計，筆者認為光電子技術(shù)課程的實驗教學(xué)應(yīng)根據(jù)該專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和將來他們最可能需要的工程能力而設(shè)置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應(yīng)用最易于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生理解，而且也是電子信息工程師應(yīng)該具備的基本知識，因此，筆者建議開設(shè)一些光電子器件的相關(guān)實驗課。由于光電子技術(shù)課程的總學(xué)時設(shè)置為48學(xué)時，所以建議理論教學(xué)為40學(xué)時，8學(xué)時為實驗教學(xué)(共4個實驗)。
根據(jù)筆者6年來給電子信息工程專業(yè)本科學(xué)生講授這門課程的經(jīng)驗，建議實驗課程設(shè)置如下：(1)光敏電阻的工作特性實驗。可選擇幾種不同類型的光敏電阻，實驗要求掌握光敏電阻的主要特性參數(shù)，掌握使用光敏電阻時需要注意的事項，比如：光源光譜特性必須與光敏電阻的光敏特性匹配，防止光敏電阻受雜散光的影響等。了解數(shù)字信息傳輸和模擬信號傳輸時應(yīng)該選擇哪種特性參數(shù)的光敏電阻。實驗設(shè)置為2個課時。(2)光電二極管的工作特性及參數(shù)測量實驗。包括PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)，要求通過實驗測量Si和Ge的PIN光電二極管光譜特性，設(shè)計PIN光電二極管和APD光電二極管輸入輸出特性測試電路，并進行相應(yīng)實驗分別獲得它們的光電轉(zhuǎn)換效率及增益系數(shù)等參數(shù)。實驗設(shè)置為2個課時。(3)光電三極管的電路設(shè)計及參數(shù)測量實驗。設(shè)計一個光電三極管的光子探測及放大電路，并通過實驗測量光電三極管的光電轉(zhuǎn)換效率及放大系數(shù)等參數(shù)。實驗設(shè)置為2個課時。(4)光電池的伏安特性、光譜、溫度特性的測量。通過實驗繪出光電池的伏安特性曲線、光譜特性曲線、溫度特性等。實驗設(shè)置為2個課時。通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程專業(yè)的學(xué)生對光電子基本器件有些感官認識，而且能夠深刻掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體工程設(shè)計及進一步深造奠定基礎(chǔ)。
光電子技術(shù)在國家的信息產(chǎn)業(yè)、國防工業(yè)中占有舉足輕重的地位，電子信息技術(shù)與光學(xué)信息技術(shù)的結(jié)合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，除了需要牢固掌握本專業(yè)的知識和技能以外，了解和掌握光電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業(yè)特點和光電子技術(shù)課程內(nèi)容的分析，討論了該課程與該專業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系，分析了其重要性，并根據(jù)筆者6年來的授課經(jīng)驗，提出了本門課程在電子信息工程專業(yè)中的理論及實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點、教學(xué)方法及課程設(shè)置等方面的一些意見和建議。
光電子論文:納米光電子技術(shù)論文
一、納米光電子的相關(guān)概念
納米光電子主要是研究在所有納米結(jié)構(gòu)中各個電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關(guān)技術(shù)相互結(jié)合共同組成了納米光電子技術(shù)。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅并不具備發(fā)光的基本功能，但是引進了納米技術(shù)以后，能夠發(fā)出一種非常耀眼的光，同時開設(shè)了一門新興的納米光電子。
二、納米光電子技術(shù)的發(fā)展
新時代的納米電子技術(shù)能夠快速的制作各種單電子存儲，同時還可以制作一些非常精巧的微電子機械以及電機械系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代納米技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，集成電路也將成為一種比較先進的半導(dǎo)體器件，并成為了未來發(fā)展的新方向。如今的信息社會對于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高，這就導(dǎo)致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會形勢下，納米電子以及納米電子光技術(shù)應(yīng)運而生，并成為了半導(dǎo)體科學(xué)以及各種工程研究的重要經(jīng)驗豐富技術(shù)。光電子技術(shù)屬于電子技術(shù)以及光電子技術(shù)的結(jié)合體。二十世紀以后，光電子技術(shù)逐漸發(fā)展，并取得了一定的進步。將光電子技術(shù)以及納米技術(shù)巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術(shù)，成為了未來電子技術(shù)不斷發(fā)展的新領(lǐng)域。如今的二十一世紀，也為光電子技術(shù)以及納米光電子技術(shù)發(fā)展提供了新的機遇。
三、納米光電子各個器件的具體分類
3.1納米光電技術(shù)探測器
如今的納米光電技術(shù)探測器主要是利用納米光電子的基本材料進而不斷發(fā)展而來。這種微型的探測器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成，例如，超高靈敏度紅外探測器等。
3.2納米發(fā)光器件
引進納米光電子的相關(guān)技術(shù)并利用納米光的基本材料，利用納米光刻技術(shù)，最終研制出新興的納米發(fā)光器件。主要有利用納米粒子等材料制作完成的一種硅發(fā)光二極管，使用各種納米尺寸制成的可以實現(xiàn)調(diào)諧的納米發(fā)光二極管。
3.3納米光子器件
納米量子機構(gòu)以及量子電路等各種集成技術(shù)都蘊含著非常深奧的研究內(nèi)容。例如，利用三維光電子自身的晶體天線，還可以利用光子晶體技術(shù)二極管，以及無損耗產(chǎn)生的光電波，光開關(guān)等，這些都屬于先進的納米光子器件，在量子保密通信中的各種重要的關(guān)鍵器件，都是利用納米光子器件完成的。
3.4納米顯示器
納米顯示器主要包括碳納米管顯示器，還有一種碳納米發(fā)生顯示器等。如今的納米電子學(xué)還有納米光子學(xué)以及先進的磁學(xué)微電子，自身具有的極限線寬都是70nm，這種先進的技術(shù)通過幾十年的研究就完成了。為了能夠在最短的時間內(nèi)完成新興的器件，使用單原子具體的操作方式成為重要的研究方向，并且，利用這種先進的技術(shù)能夠制成計算機，并且能夠有效的提升計算機自身的計算能力，甚至可以提高上千倍，但是需要使用的功率只有現(xiàn)在計算機的使用功率的百萬分之一。如果使用先進的納米磁學(xué)，計算機具體的信息存儲量甚至能夠達到上千倍。使用納米光電子能夠提升通信帶寬的上百倍。另外，除了以上介紹的各種器件，還可以從廣義上分析，納米器件還有分子電子器件，這種器件無論是在材料上還是在使用的原理上都與上述的半導(dǎo)體量子器件存在較大的差異。
四、結(jié)束語
綜上所述，以往的各種科學(xué)技術(shù)為二十一世紀的高科技奠定了良好的基礎(chǔ)，并提供了有效的理論依據(jù)。雖然，如今的納米電子技術(shù)以及納米光電子技術(shù)仍然處于初級發(fā)展階段，但是，隨著各種納米技術(shù)的不斷發(fā)展，以往傳統(tǒng)的集成技術(shù)早就已經(jīng)無法適應(yīng)時展的新需求，這就需要納米電子技術(shù)以及納米光電子技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷滿足社會時展變化的新的需求，在新的社會形勢下，這種新興的技術(shù)也終將會逐漸普及并改善人們的生產(chǎn)生活。
作者：楊兆國 單位：貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院理學(xué)院
光電子論文:薄膜技術(shù)在光電子器件中的應(yīng)用
【摘 要】本文介紹了在光 電子 器件制造中常用的幾種薄膜技術(shù)的原理以及各自的特點。
【關(guān)鍵詞】薄膜 原理 應(yīng)用 光電子器件
一、前言
近年來，國內(nèi)外正掀起“光電子學(xué)”和“光電子產(chǎn)業(yè)”的熱潮，光電子技術(shù)已經(jīng)在信息、能源、材料、航空航天、生命 科學(xué) 、環(huán)境科學(xué)和軍事國防等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。光電子學(xué)是從上世紀七十年代，在光學(xué)、電子學(xué)及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)上 發(fā)展 起來的一門科學(xué)，光電子器件的小型化、多樣化和性能的不斷提高是光電子技術(shù)發(fā)展的重要標志，在這個發(fā)展過程中，薄膜技術(shù)功不可沒。
當固體或液體的一維線性尺度遠遠小于它的其它二維尺度時，我們將這樣的固體或液體稱為膜。一般將厚度大于1μm的膜稱為厚膜，厚度小于1μm的膜稱為薄膜，當然，這種劃分具有一定的任意性。薄膜的研究和制備由來已久，但在早期，技術(shù)落后使得薄膜的重復(fù)性較差，其應(yīng)用受到限制，僅用于抗腐蝕和制作鏡面。自從制備薄膜的真空系統(tǒng)和各種表面分析技術(shù)有了長足的進步，以及其他先進工藝（如等離子體技術(shù)）的發(fā)展，薄膜的應(yīng)用開始了迅速的拓展。目前，在光電子器件中，薄膜的使用非常普遍，它們中大部分是化合物半導(dǎo)體材料，厚度低至納米級。
二、薄膜制備技術(shù)
薄膜制備方法多種多樣，總的說來可以分為兩種——物理的和化學(xué)的。物理方法指在薄膜的制備過程中，原材料只發(fā)生物理的變化，而化學(xué)方法中，則要利用到一些化學(xué)反應(yīng)才能得到薄膜。
1.化學(xué)氣相淀積法(cvd)
目前光電子器件的制備中常用的化學(xué)方法主要有等離子體增強化學(xué)氣相淀積（pecvd）和金屬有機物化學(xué)氣相淀積（mocvd）。
化學(xué)氣相淀積是制備各種薄膜的常用方法，利用這一技術(shù)可以在各種基片上制備多種元素及化合物薄膜。傳統(tǒng)的化學(xué)氣相淀積一般需要在高溫下進行，高溫常常會使基片受到損壞，而等離子體增強化學(xué)氣相淀積（pecvd）則能解決這一問題。等離子體的基本作用是促進化學(xué)反應(yīng)，等離子體中的電子的平均能量足以使大多數(shù)氣體電離或分解。用電子動能代替熱能，這就大大降低了薄膜制備環(huán)境的溫度，采用pecvd技術(shù)，一般在1000℃以下。利用pecvd技術(shù)可以制備sio 2 、si 3 n 4 、非晶si:h、多晶si、sic等介電和半導(dǎo)體膜，能夠滿足光電子器件的研發(fā)和制備對新型和品質(zhì)材料的大量需求。
金屬有機物化學(xué)氣相淀積（mocvd）是利用有機金屬熱分解進行氣相外延生長的先進技術(shù)，目前主要用于化合物半導(dǎo)體的薄膜氣相生長，因此在以化合物半導(dǎo)體為主的光電子器件的制備中，它是一種常用的方法。利用mocvd技術(shù)可以合成組分按任意比例組成的人工合成材料，薄膜厚度可以控制到原子級，從而可以很方便的得到各種薄膜結(jié)構(gòu)型材料，如量子阱、超晶格等。這種技術(shù)使得量子阱結(jié)構(gòu)在激光器和led等器件中得到廣泛的應(yīng)用，大大提高了器件性能。
2.物理氣相淀積（pvd）
化學(xué)反應(yīng)一般需要在高溫下進行，基片所處的環(huán)境溫度一般較高，這樣也就同時限制了基片材料的選取。相對于化學(xué)氣相淀積的這些局限性，物理氣相淀積（pvd）則顯示出其獨有的優(yōu)越性，它對淀積材料和基片材料均沒有限制。制備光 電子 器件的薄膜常用的pvd技術(shù)有蒸發(fā)冷凝法、濺射法和分子束外延。
蒸發(fā)冷凝法是薄膜制備中最為廣泛使用的一種技術(shù)，它是在真空環(huán)境下，給待蒸發(fā)物提供足夠的熱量以獲得蒸發(fā)所必需的蒸汽壓，在適當?shù)臏囟认拢舭l(fā)粒子在基片上凝結(jié)，實現(xiàn)薄膜沉積。蒸發(fā)冷凝法按加熱源的不同有可分為電阻加熱法、等離子體加熱法、高頻感應(yīng)法、激光加熱法和電子束加熱法，后兩種在光電子器件的制備中比較常用。
電子束加熱法是將高速電子束打到待蒸發(fā)材料上，電子的動能迅速轉(zhuǎn)換成熱能，是材料蒸發(fā)。它的優(yōu)點是可以避免待蒸發(fā)材料與坩堝發(fā)生反應(yīng)，從而得到高純的薄膜材料。近年來人們又研制出具有磁聚焦和磁彎曲的電子束蒸發(fā)裝置，使用這樣的裝置，電子束可以被聚焦到位于基片之間的一個或多個支架中的待蒸發(fā)物上。
激光蒸發(fā)法是一種在高真空下制備薄膜的技術(shù)，激光作為熱源使待蒸鍍材料蒸發(fā)。激光源放置在真空室外部，激光光束通過真空室窗口打到待蒸鍍材料上使之蒸發(fā)，沉積在基片上。激光蒸發(fā)法具有超清潔、蒸發(fā)速度快、容易實現(xiàn)順序多元蒸發(fā)等優(yōu)點。后來人們使用脈沖激光，可使原材料在很高溫度下迅速加熱和冷卻，瞬間蒸發(fā)在靶的某一小區(qū)域得以實現(xiàn)。由于脈沖激光可產(chǎn)生高功率脈沖，可以創(chuàng)造瞬間蒸發(fā)的條件，因此脈沖激光蒸發(fā)法對于化合物材料的組元蒸發(fā)具有很大優(yōu)勢。使用激光蒸發(fā)法可以得到光學(xué)性質(zhì)較好的薄膜材料，包括zno和ge膜等。
濺射是指具有足夠高能量的粒子轟擊固體表面（靶）使其中的原子或分子發(fā)射出來。這些被濺射出來的粒子帶有一定的動能，并具有方向性。將濺射出來的物質(zhì)沉積到基片上形成薄膜的方法成為濺射法，它也是物理氣相淀積法的一種。濺射法又分直流濺射、離子濺射、射頻濺射和磁控濺射，目前用的比較多的是后兩種。在濺射靶上加有射頻電壓的濺射稱為射頻濺射，它是適用于各種金屬和非金屬材料的一種濺射淀積方法。磁控濺射的原理是，濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速稱為高能電子，但它們并不直接飛向陰極，而是在電場和磁場的聯(lián)合作用下進行近似擺線的運動。在運動中高能電子不斷地與氣體分子發(fā)生碰撞，并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身成為低能電子。這些低能電子沿磁力線漂移到陰極附近的輔助陽極而被吸收，從而避免了高能電子對基片的強烈轟擊，同時，電子要經(jīng)過大約上百米的飛行才能到達陽極，碰撞頻率大約為10 7 /s，因此磁控濺射的電離效率高。磁控濺射不僅可以得到很高的濺射速率，而且在濺射金屬時還可以避免二次電子轟擊而使基板保持接近冷態(tài)。
分子束外延（mbe）技術(shù)是一種可在原子尺度上控制外延厚度、摻雜和界面平整度的超薄層薄膜制備技術(shù)。所謂“外延”就是在一定的單晶材料襯底上，沿著襯底的某個指數(shù)晶面向外延伸生長一層單晶薄膜。分子束外延是在超高真空條件下，控制原材料的分子束強度，把分子束射入被加熱的底片上而進行外延生長的。由于其蒸發(fā)源、監(jiān)控系統(tǒng)和分析系統(tǒng)的高性能和真空環(huán)境的改善，能夠得到極高質(zhì)量的薄膜單晶體，可以說它是一種以真空蒸鍍?yōu)榛A(chǔ)的一種全新的薄膜生長方法。
三、結(jié)語
薄膜技術(shù)是研制新材料、新結(jié)構(gòu)的重要方法之一，用薄膜技術(shù)制作的薄膜材料不僅具有優(yōu)良的光電性能、鈍化性能、強的阻擋雜質(zhì)粒子擴散以及抗水汽滲透能力，在光電子器件中得到廣泛的應(yīng)用，主要用來充當絕緣層、鈍化保護層以及各種敏感膜層等，而且還具有很高的硬度和強的化學(xué)穩(wěn)定性，從而在材料改性技術(shù)領(lǐng)域中也將有著廣闊的應(yīng)用前景。
光電子論文:淺談納米光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀
論文關(guān)鍵詞：納米導(dǎo)線激光器；紫外納米激光器；量子阱激光器；微腔激光器；新型納米激光器
論文摘要：納米光電子技術(shù)是一門新興的技術(shù)，近年來越來越受到世界各國的重視，而隨著該技術(shù)產(chǎn)生的納米光電子器件更是成為了人們關(guān)注的焦點。主要介紹了納米光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。
1納米導(dǎo)線激光器
2001年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器-納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍色到深紫外的激光。研究人員使用一種稱為取向附生的標準技術(shù)，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養(yǎng)"納米導(dǎo)線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導(dǎo)線。然后，當研究人員在溫室下用另一種激光將納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體激活時，純氧化鋅晶體會發(fā)射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計算機磁盤和光子計算機的信息存儲量。
2紫外納米激光器
繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長為385nm的激光，被認為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種zno納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于gan藍光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，zno納米激光器可以進入許多今天的gaas器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長這種激光器，zno納米線要用催化外延晶體生長的氣相輸運法合成。首先，在藍寶石襯底上涂敷一層1 nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生zn蒸汽，再將zn蒸汽輸運到襯底上，在2min~10min的生長過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，zno納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用nd:yag激光器（266nm波長，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對樣品進行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當激射超過zno納米線的閾值（約為40kw／cm）時，發(fā)射光譜中會出現(xiàn)較高點，這些較高點的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長納米激光器可應(yīng)用在光計算、信息存儲和納米分析儀等領(lǐng)域中。
3量子阱激光器
2010年前后，蝕刻在半導(dǎo)體片上的線路寬度將達到100nm以下，在電路中移動的將只有少數(shù)幾個電子，一個電子的增加和減少都會給電路的運行造成很大影響。為了解決這一問題，量子阱激光器就誕生了。在量子力學(xué)中，把能夠?qū)﹄娮拥倪\動產(chǎn)生約束并使其量子化的勢場稱之成為量子阱。而利用這種量子約束在半導(dǎo)體激光器的有源層中形成量子能級，使能級之間的電子躍遷支配激光器的受激輻射，這就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有兩種類型：量子線激光器和量子點激光器。
3.1 量子線激光器
近日，科學(xué)家研制出功率比傳統(tǒng)激光器大1000倍的量子線激光器，從而向創(chuàng)造速度更快的計算機和通信設(shè)備邁進了一大步。這種激光器可以提高音頻、視頻、因特網(wǎng)及其他采用光纖網(wǎng)絡(luò)的通信方式的速度，它是由來自耶魯大學(xué)、位于新澤西洲的朗訊科技公司貝爾實驗室及德國德累斯頓馬克斯·普朗克物理研究所的科學(xué)家們共同研制的。這些較高功率的激光器會減少對昂貴的中繼器的要求，因為這些中繼器在通信線路中每隔80km（50mile）安裝一個，再次產(chǎn)生激光脈沖，脈沖在光纖中傳播時強度會減弱（中繼器）。
3.2 量子點激光器
由直徑小于20nm的一堆物質(zhì)構(gòu)成或者相當于60個硅原子排成一串的長度的量子點，可以控制非常小的電子群的運動而不與量子效應(yīng)沖突。科學(xué)家們希望用量子點代替量子線獲得更大的收獲，但是，研究人員已制成的量子點激光器卻不盡人意。原因是多方面的，包括制造一些大小幾乎相同的電子群有困難。大多數(shù)量子裝置要在極低的溫度條件下工作，甚至微小的熱量也會使電子變得難以控制，并且陷入量子效應(yīng)的困境。但是，通過改變材料使量子點能夠更牢地約束電子，日本電子技術(shù)實驗室的松本和斯坦福大學(xué)的詹姆斯和哈里斯等少數(shù)幾位工程師最近已制成可在室溫下工作的單電子晶體管。但很多問題仍有待解決，開關(guān)速度不高，偶然的電能容易使單個電子脫離預(yù)定的路線。因此，大多數(shù)科學(xué)家正在努力研制全新的方法，而不是仿照目前的計算機設(shè)計量子裝置。
4 微腔激光器
微腔激光器是當代半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的熱點之一，它采用了現(xiàn)代超精細加工技術(shù)和超薄材料加工技術(shù)，具有高集成度、低噪聲的特點，其功耗低的特點尤為顯著，100萬個激光器同時工作，功耗只有5w。
該激光器主要的類型就是微碟激光器，即一種形如碟型的微腔激光器，最早由貝爾實驗室開發(fā)成功。其內(nèi)部為采用先進的蝕刻工藝蝕刻出的直徑只有幾微米、厚度只有100nm的極薄的微型園碟，園碟的周圍是空氣，下面靠一個微小的底座支撐。由于半導(dǎo)體和空氣的折射率相差很大，微碟內(nèi)產(chǎn)生的光在此結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)射，直到所產(chǎn)生的光波積累足夠多的能量后沿著它的邊緣折射，這種激光器的工作效率很高、能量閾值很低，工作時只需大約100μa的電流。
長春光學(xué)精密機械學(xué)院高功率半導(dǎo)體激光國家重點實驗室和中國科學(xué)院北京半導(dǎo)體研究所從經(jīng)典量子電動力學(xué)理論出發(fā)研究了微碟激光器的工作原理，采用光刻、反應(yīng)離子刻蝕和選擇化學(xué)腐蝕等微細加工技術(shù)制備出直徑為9.5μm、低溫光抽運ingaas／ingaasp多量子阱碟狀微腔激光器。它在光通訊、光互聯(lián)和光信息處理等方面有著很好的應(yīng)用前景，可用作信息高速公路中最理想的光源。
微腔光子技術(shù)，如微腔探測器、微腔諧振器、微腔光晶體管、微腔放大器及其集成技術(shù)研究的突破，可使超大規(guī)模集成光子回路成為現(xiàn)實。因此，包括美國在內(nèi)的一些發(fā)達國家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。長春光機與物理所的科技人員打破常規(guī)，用光刻方法實現(xiàn)了碟型微腔激光器件的圖形轉(zhuǎn)移，用濕法及干法刻蝕技術(shù)制作出碟型微腔結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)首次研制出直徑分別為8μm、4.5μm和2μm的光泵浦ingaas／ingaasp微碟激光器。其中，2μm直徑的微碟激光器在77k溫度下的激射闊值功率為5μw，是目前國際上報道中的好水平。此外，他們還在國內(nèi)首次研制出激射波長為1.55μm，激射閾值電流為2.3ma，在77k下激射直徑為10μm的電泵浦ingaas／ingaasp微碟激光器以及國際上首個帶有引出電極結(jié)構(gòu)的電泵浦微柱激光器。值得一提的是，這種微碟激光器具有高集成度、低閾值、低功耗、低噪聲、極高的響應(yīng)、可動態(tài)模式工作等優(yōu)點，在光通信、光互連、光信息處理等方面的應(yīng)用前景廣闊，可用于大規(guī)模光子器件集成光路，并可與光纖通信網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路匹配，組成光電子信息集成網(wǎng)絡(luò)，是當代信息高速公路技術(shù)中最理想的光源；同時，可以和其他光電子元件實現(xiàn)單元集成，用于邏輯運算、光網(wǎng)絡(luò)中的光互連等。
5 新型納米激光器
據(jù)報道，世界上最早的納米激光器是由美國加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家于2001年制造的，當時使用的是氧化鋅納米線，可發(fā)射紫外光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍色到深紫外的激光。但是，美中不足的是只有用另一束激光將納米線中的氧化鋅晶體激活，其才會發(fā)射出激光。而新型納米激光器具備了電子自動開關(guān)的性能，無需借助外力激活，這無疑會使其實用性大為增強。
光電子論文:光電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展
論文關(guān)鍵詞：世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)
論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
如果說微電子技術(shù)推動了以計算機、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識經(jīng)濟初見端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動權(quán)，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀具有代表意義 的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，及時是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動人類科學(xué)技術(shù)的革命。
1 世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠遠超過當初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（dwdm，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（edfa，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點）已取得突破性進展并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在dwdm系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會估計，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達2000億美元。
internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5gbps和10gbps，并已有40gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實驗記錄已經(jīng)達到2.64tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報告指出：“信號傳輸用 1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激 光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9 億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預(yù)期2003年將達到30 億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（cir）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進入的可能。
2 我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)
近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領(lǐng)域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領(lǐng)域還處于世界經(jīng)驗豐富地位。
國內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、edfa、無源光器件）等已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產(chǎn)品還取得國際市場相關(guān)產(chǎn)品中的銷量較大的成績。我國相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高 技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白，打破國外產(chǎn)品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。
摻鉺光纖放大器（edfa）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國內(nèi)市場40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個有能力研制pic和oeic的國家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國際市場。國內(nèi)移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產(chǎn)器件，國產(chǎn)1.55μmdfb激光器 戰(zhàn)勝了國外器件，占領(lǐng)了的國內(nèi)市場。
但是，我們應(yīng)當認識到在我國光電子技術(shù)發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分，但在整個系統(tǒng)和設(shè)備成本中所占的比重較小，其產(chǎn)值較低，目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段，光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)目前還未有實質(zhì)突破；國內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統(tǒng)的要求，導(dǎo)致國外器件占據(jù)國內(nèi)市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場相互脫離的狀況。
我國在光電子技術(shù)方面是與國際水平差距相對較小的一個領(lǐng)域，與世界發(fā)達國家?guī)缀跬瑫r起步。但是我們應(yīng)該清醒地認識到我國制造技術(shù)的落后和材料水平有限，而國際上光電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入加速發(fā)展階段，留給我們的時間只有三到五年，如果我們不在目前產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)發(fā)展階段進入，就會失去大好時機。機不可失，時不再來，到產(chǎn)業(yè)化后期時將要花數(shù)倍的力量才能彌補，也許會徹底失去時機，受制于人。
如果一個國家在一代元件上沒有足夠的投資以發(fā)展自主能力，就會給外國競爭者提供進入并占領(lǐng)下幾代技術(shù)市場的機會。因而在關(guān)鍵器件、部件等方面，要通過引進社會資金和風險投資，知識產(chǎn)權(quán)入股、開發(fā)人員持股等方式加快我國光電子成果的產(chǎn)業(yè)化步伐，鼓勵科研人員成果轉(zhuǎn)化。只要貫徹有“有所為，有所不為”的方針，狠抓創(chuàng)新和高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，打破行業(yè)界限，按市場機制聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)研究和開發(fā)單位，共同作好光電子產(chǎn)業(yè)化的工作，就一定能發(fā)展我國的光電子事業(yè)，有望在研究上取得突破，在產(chǎn)業(yè)上形成規(guī)模經(jīng)濟，取得我國在該領(lǐng)域應(yīng)有的市場份額。
光電子論文:基于協(xié)同創(chuàng)新平臺的光電子材料課程教學(xué)改革探索
摘 要：應(yīng)用技術(shù)大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新平臺的建設(shè)目的旨在通過理論、實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力，構(gòu)建一支高水平的教學(xué)和科研人才隊伍。因此，為進一步提升教學(xué)質(zhì)量，提高應(yīng)用技術(shù)大學(xué)教師團隊和學(xué)生的創(chuàng)新能力，亟需對現(xiàn)有教學(xué)中存在的“學(xué)”和“用”脫節(jié)的問題進行針對性的處理，進行協(xié)同創(chuàng)新平臺背景下的教學(xué)改革建設(shè)。
關(guān)鍵詞：創(chuàng)新平臺 光電子材料 教學(xué)改革
隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，光電子材料已經(jīng)成為新材料產(chǎn)業(yè)和當代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，引領(lǐng)著光電子、通信、新能源等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1，2]。對于光電子材料相關(guān)專業(yè)的高校本科生，需要具備較強的光電子材料方面的實踐能力，以及與這些技能相匹配的理論基礎(chǔ)知識。通過《光電子材料》課程的學(xué)習(xí)，能夠加深學(xué)生對光電子技術(shù)理論知識的理解，幫助學(xué)生將光電子技術(shù)知識與光電子相關(guān)的實驗和實踐能力緊密結(jié)合起來。因此，當代光電子材料相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生亟需學(xué)習(xí)光電子材料的相關(guān)知識，以滿足科技日益發(fā)展的社會需要。[3，4]
光電子材料課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生有良好的電磁學(xué)和光學(xué)等物理學(xué)科的理論基礎(chǔ)知識，同時也是一門實用性強、對動手能力要求較高的課程；其課程目標主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實的專業(yè)知識，同時學(xué)習(xí)實驗和實踐相關(guān)的基本技術(shù)，性能檢測的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力[5]。通過光電子材料實驗可鞏固和加強對有關(guān)專業(yè)理論的理解，提升學(xué)生分析和解決問題的能力，使理論與實踐教學(xué)有機結(jié)合[6]。在以往理論教學(xué)中， 激光原理，光纖導(dǎo)光原理，光調(diào)制，非線性光學(xué)和光電探測等理論知識，涉及較多的電磁學(xué)，光學(xué)，固體物理和量子力學(xué)等專業(yè)知識，對于本科生較難理解，而實驗和實踐方面又要求學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上具備較強的動手操作能力。因此，由于理論知識較難，必須進行較長時間的理論教學(xué)，實驗和實踐操作時間被壓縮，枯燥的理論教學(xué)不能激發(fā)學(xué)生對該課程的興趣，最終導(dǎo)致教學(xué)效果較差。因此，如何增加實驗和實踐教學(xué)的比重，使學(xué)生對該門課程產(chǎn)生濃厚興趣，并將光電子材料基礎(chǔ)理論知識與實驗和實踐結(jié)合起來，使學(xué)生掌握課程的主要知識和基本的操作技能，是達到良好的教學(xué)效果的關(guān)鍵。
1 光電子材料課程改革目標
《光電子材料》課程是材料物理（光電材料）專業(yè)的專業(yè)必修課，涵蓋了《光學(xué)》、《電磁學(xué)》、《固體物理》、《量子力學(xué)》等課程相關(guān)知識，含有較多的物理公式，具有很強的理論性。根據(jù)筆者所在校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦學(xué)特色，結(jié)合課程理論性強的特點，該課程目標如下：
（1）通過該課程的學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解當前光電子技術(shù)及研究的近期進展和實際的應(yīng)用情況。加深學(xué)生對光電子技術(shù)及其發(fā)展的相關(guān)認識，并通過講授光電子技術(shù)的發(fā)展歷程激發(fā)學(xué)生的研究興趣和開拓他們的思維與知識面。
（2）將該課程的理論教學(xué)與光電材料綜合實驗等實驗課程進行有機結(jié)合，力爭形成理論和實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生理論基礎(chǔ)知識的同時提升學(xué)生的綜合實踐能力。
2 光電子材料課程教學(xué)方法和手段改革
根據(jù)教育部的專業(yè)規(guī)范和學(xué)校的課程體系，和筆者所在校培養(yǎng)應(yīng)用型課程人才的辦學(xué)理念和材料物理專業(yè)的特點與培養(yǎng)目標，結(jié)合《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》理論性強的特點，在該課程建設(shè)過程中，以提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力為目的，采用啟發(fā)、互動式教學(xué)，講解與討論相結(jié)合，講授與自學(xué)相結(jié)合。借助多媒體和實物教具進行形象化教學(xué)。充分運用該校多媒體教室所擁有設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)平臺來實現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化，充分運用實物、互聯(lián)網(wǎng)資源以及企業(yè)資源，沓涫悼翁玫哪諶藎使其內(nèi)容具體豐富。
具體采取的教學(xué)方法、手段如下：
（1）制作一系列教學(xué)video，輔助課堂教學(xué)，活躍教學(xué)氣氛，增加課堂互動，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
（2）建設(shè)課程網(wǎng)站，通過學(xué)生熟悉的微博、小木蟲等平臺實現(xiàn)“光電子技術(shù)基礎(chǔ)”網(wǎng)絡(luò)資源庫的建立；并上傳精品課時，在互聯(lián)網(wǎng)上進行國內(nèi)外的共享。
（3）課堂教學(xué)中通過課前回顧、課前提問等方式保持課程的連貫性和邏輯性，采取引入實物、實驗演示及參觀等方式使教學(xué)更加形象化，運用布置課后作業(yè)、小論文等方法使學(xué)生在課下更好地鞏固已學(xué)內(nèi)容，同時對學(xué)生掌握知識的程度得到及時的反饋，為學(xué)生打下扎實的理論基礎(chǔ)。
（4）針對該課程公式偏多的特點，在課上帶領(lǐng)學(xué)生推導(dǎo)重要的公式，使學(xué)生更好地理解公式的物理意義，掌握光電子材料與器件制造及設(shè)計的依據(jù)。
（5）針對該課程與《光電材料綜合實驗》等實驗課程的密切關(guān)聯(lián)性，在該課程理論教學(xué)中先引入關(guān)鍵實驗課程，并逐步與《光電材料綜合實驗》等實驗課程進行有機結(jié)合，力爭做到理論聯(lián)系實際，學(xué)生們學(xué)到的知識有的放矢。
（6）通過教師指定報告內(nèi)容或者討論主題，讓學(xué)生進行分組報告或者分組討論等方式，了解半導(dǎo)體器件物理知識在新器件制造及工藝當中的實際應(yīng)用，分析和研究實際生活中有關(guān)的問題，達到理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的目的，提高學(xué)習(xí)的深度和廣度，促進學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展。
（7）課程考核可采取過程考核的形式，即降低學(xué)期末考試成績占總評成績的比重（50%），另外50%的成績根據(jù)過程考核的成績進行評定，過程考核主要包括學(xué)生的考勤、課堂表現(xiàn)、分組報告或分組討論和團隊作業(yè)等多個部分。這種核算成績的方式可以有效降低學(xué)生平時對課程重視度不夠，只靠期末進行突擊復(fù)習(xí)的弊端。督促學(xué)生平時對課程的各個環(huán)節(jié)進行高度重視，上課積極回答問題，積極思考如何將理論與實際應(yīng)用結(jié)合起來，并且善于進行與團隊協(xié)作完成作業(yè)。
3 結(jié)語
光電子材料的研究和應(yīng)用不但需要較強的光電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，還需要較強的理論聯(lián)系實際，動手操作的實踐能力。因此，為滿足社會光電子材料專業(yè)人才的需要，在協(xié)同創(chuàng)新平臺的基礎(chǔ)上，通過改善原有課程中“學(xué)”與“用”脫節(jié)的現(xiàn)象，進行有針對性的教學(xué)，能夠促進學(xué)生對理論知識的理解以及知識運用和動手操作的實踐能力，促進創(chuàng)新實踐能力的專業(yè)人才的培養(yǎng)。
光電子論文:紅外光電子物理的相關(guān)研究
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進步和物理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，人們逐漸步入了光子時代，對于光的相關(guān)認識也變得更加的透徹和深入。與此同時人們對于物質(zhì)形態(tài)的控制能力和認識等都不斷的加強，在這個背景之下，紅外光電子物理得到快速發(fā)展。本文針對紅外光電子物理的概念及幾個相關(guān)的問題進行論述，希望其能夠在實際生活中得到更好的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：紅外光電子物理；相關(guān)研究
現(xiàn)如今人類關(guān)于紅外光電子物理的理論研究和實踐應(yīng)用都取得了一定程度上的進步。另外，社會和時代的發(fā)展對于高科技發(fā)展有著更高的需求，這也就推動了紅外光電子物理的進一步發(fā)展。新世紀以來對于紅外光電子物理的研究主要是針對傳輸和接收，以及紅外輻射在物質(zhì)中的激發(fā)等相關(guān)問題。
一、紅外光電子物理相關(guān)概念論述
（一）紅外光電子物理概念
紅外光電子物理所研究的主要是紅外輻射原理以及紅外探測的相關(guān)機制，對于紅外波段內(nèi)能夠涉及到的電磁輻射和物質(zhì)之間所產(chǎn)生的相互作用也進行了一定的研究[1]。當然對于新材料和新的器件也會有一定的研究，進而豐富紅外光電子物理的理論知識也為其實際的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
紅外光電子物理研究中最為典型的內(nèi)容就是和紅外焦平面相關(guān)的一系列物理問題，比如我們所熟知的導(dǎo)體物理等。隨著紅外光電子物理相關(guān)信息技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展和優(yōu)化，人們對于紅外光電子物理的研究也更加深化。以量子阱紅外探測器和其他相關(guān)的一系列量子器件作為基礎(chǔ)的焦平技術(shù)和鐵電物理技術(shù)得到了進一步的發(fā)展和應(yīng)用。
（二）紅外光電子物理特征
紅外光電子物理具備了特定的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)和其他的運動形態(tài)進行相互轉(zhuǎn)化。構(gòu)成紅外光電子物理物質(zhì)系統(tǒng)的材料主要是天然物質(zhì)材料，比如氧化物、半導(dǎo)體、較為復(fù)雜的生命材料和聚合物材料等，同時由人們所自行設(shè)計的物質(zhì)材料，比如納米材料、量子c、量子線等材料都是其主要的構(gòu)成部分[2]。不管是人工研究的材料還是所應(yīng)用的天然材料，它們的特性、表征、制備等相關(guān)的研究都是紅外光電子物理研究的基礎(chǔ)。另外，氧化物、紅外輻射材料以及半導(dǎo)體材料等都是進行紅外光電子物理研究的基本平臺。
二、紅外光電子物理相關(guān)問題研究
不同階段對于紅外光電子物理研究的側(cè)重點不同，比如在新的階段關(guān)于紅外光電子物理，就更加重視紅外輻射在物質(zhì)中所產(chǎn)生的作用，對其在物質(zhì)中的接收、傳輸?shù)认嚓P(guān)作用進行詳細分析。另外關(guān)于紅外焦平面、紅外波段激光器等應(yīng)用也進行了深入的研究。
（一） 關(guān)于紅外光電子物理材料的研究
紅外光電子物理所應(yīng)用到的材料以及材料的制備等都是研究紅外光電子物理的基礎(chǔ)。這主要是因為紅外光電子物理在和其他形態(tài)的物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)是一個具備特定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)系統(tǒng)。研究與紅外光電子物理材料相對應(yīng)的性能、設(shè)計、控制以及材料制備等，必然是研究紅外光電子物理的根本和基礎(chǔ)。
（二）關(guān)于紅外光電子物理的核心問題
紅外光電子物理既存在基礎(chǔ)問題也存在核心問題，所謂的核心問題就是對整個研究起到?jīng)Q定性作用的相關(guān)問題。紅外光電子物理所研究的核心問題并不僅僅只有有一個，它包含了光電之間的轉(zhuǎn)化、控制以及相關(guān)規(guī)律，還有電光與光光之間的轉(zhuǎn)化等，這些都是紅外光電子物理所研究的和新問題。所以想要提高紅外光電子物理的研究深度和廣度，就必須要建立起相關(guān)的實驗手段，并將其具體應(yīng)用在實踐的過程中，將理論問題變?yōu)橐詫嵺`為基礎(chǔ)的問題，為其以后廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
（三）將紅外光電器件的相關(guān)研究并入其中
紅外光電子物理的相關(guān)研究中主要是研究關(guān)于紅外探測、紅外傳輸以及利用紅外光進行發(fā)射的問題，但是其并不僅僅局限于這些問題，而是將紅外光電器件的相關(guān)研究并入其中，比如電器件的性能研究、制備研究和設(shè)計研究等，都融入到紅外光電子物理的研究之中。當前在紅外光電子物理的相關(guān)研究中最主要的是大規(guī)模的紅外焦平面、紅外單光子探測器的一系列研究。
（四）凝聚態(tài)紅外內(nèi)容重要性逐漸凸顯
隨著紅外光電子物理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，研究的內(nèi)容也變得而更加廣泛，凝聚態(tài)紅外光譜以及相關(guān)的信息獲取處理方式也成為紅外光電子物理研究中的一個重要問題。通過對紅外光譜所呈現(xiàn)出的特征進行認真仔細的研究，進而對譜像做出正確的判斷。因此，凝聚態(tài)紅外相關(guān)研究也成為未來紅外光電子物理研究的重要內(nèi)容之一。
三、總結(jié)
紅外光電子物理中研究的光電轉(zhuǎn)化、可見光和紅外光之間的一系列轉(zhuǎn)化等都對人們的生活產(chǎn)生重要的作用，使得人們對于當前所存在的物理形態(tài)具有更加深入的認識，尤其是對于物質(zhì)形態(tài)的控制能力會大大提高，為人們以后的生活提供便利。與此同時，對于紅外光電子物理相關(guān)內(nèi)容的研究，不但可以提高人們的知識積累，而且也使得高新技術(shù)得到更廣范圍的應(yīng)有。紅外光電子物理的發(fā)展離不開光端技術(shù)的支持和牽引，尤其是在研究紅外光的光電轉(zhuǎn)化和光光轉(zhuǎn)化時，要著重研究其轉(zhuǎn)換的規(guī)律性，把握紅外光電子物理中研究的重要問題，為其以后更好的應(yīng)用提供理論保障。
光電子論文:智能手機輔助光電子技術(shù)教學(xué)的研究與實踐
摘要：以智能手機為標志的移動互聯(lián)網(wǎng)，正對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)構(gòu)成嚴峻的挑戰(zhàn)。本文從實踐教學(xué)與課堂教學(xué)兩方面闡述了智能手機輔助光電子技術(shù)教學(xué)的一些運用策略，實踐結(jié)果表明，將智能手機與教學(xué)改革相結(jié)合可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力，收到了較好的效果。
關(guān)鍵詞：智能手機；光電子；教學(xué)輔助；大學(xué)生；教學(xué)改革
一、引言
在智能手機迅速普及的時代，大學(xué)生作為新興的一代，無疑是使用手機頻度較高的社會群體之一。如今的大學(xué)校園中，幾乎每名學(xué)生都擁有一部甚至多部智能手機。之所以智能手機在青年學(xué)生中能有如此之高的普及率，與其可以作為互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端@一突出特點是密不可分的。采用智能手機上網(wǎng)對于絕大部分的網(wǎng)民來說非常普遍。同時，各種APP軟件在智能手機中的安裝使用，極大地拓展了手機的功能。如今的手機已經(jīng)不再簡單地作為一種通話的工具，而成為一個集通信、娛樂、學(xué)習(xí)、交流于一體的移動智能終端。移動QQ、微信、微博、WPS、支付寶等APP成為智能手機中的標配軟件。智能手機給我們的生活方式帶來了巨大的變化，但與此同時也給大學(xué)的課堂教學(xué)帶來了前所未有的沖擊和挑戰(zhàn)。
放眼整個大學(xué)校園，食堂、路上、自習(xí)室，“低頭族”隨處可見。而且，幾乎每個學(xué)生都會手機不離身，在課堂上發(fā)短信、上網(wǎng)、購物和玩游戲等情形時有發(fā)生。大學(xué)生上課玩手機的現(xiàn)象似乎愈演愈烈，對教師課堂教學(xué)效果和學(xué)生的聽課注意力產(chǎn)生了較大程度的干擾，嚴重影響了高校課堂教學(xué)秩序和效果，成為令老師、家長和學(xué)生們自己倍感頭痛的事。
面對手機對大學(xué)課堂的“入侵”，很多高校都想盡了辦法來防止這個勢頭的蔓延。有的高校創(chuàng)設(shè)“無手機課堂”，上課前讓學(xué)生將手機放到教室里的手機袋中。中南大學(xué)軟件學(xué)院就規(guī)定大一新生上課之前交出手機；揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院購置手機屏蔽器屏蔽信號。然而，僅僅靠“堵截”方式并不能從根本上遏制手機對大學(xué)課堂的入侵，處理不好反而容易引起學(xué)生的逆反心理。也有些老師采用了相反的方式，例如開設(shè)微信公眾號，用微信點名讓學(xué)生回答問題，發(fā)送漂流瓶，或鼓勵學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)送課堂照片和內(nèi)容，計入平時分等。
新形勢下可以采用新的教學(xué)方法，在光電子技術(shù)課程的具體實踐中，嘗試采用大禹治水一樣的“疏導(dǎo)”的方式，將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到教學(xué)上來。
二、實踐應(yīng)用
（一）智能手機在光電子學(xué)相關(guān)實驗中的應(yīng)用
智能手機從硬件角度來看，是一個微電子與光電子緊密結(jié)合的產(chǎn)品，同時自身集成眾多的傳感器，比如溫度、壓強、光強、磁場等等。利用這些特點，可以設(shè)計并完成一些實驗。
1.硅光電池特性曲線測量：實驗中分別采用了光照度計、三星手機、小米手機作為光照度的測量工具，測試了硅光電池在不同光照度下的開路電壓和短路電流，如圖1所示。從三組實驗曲線中可以看出，短路電流隨光照度的增加而呈線性的增加，開路電壓隨光照度增加，在小照度呈現(xiàn)快速增大，而后出現(xiàn)飽和趨勢。雖然從數(shù)值上來看，采用手機的光照度傳感器作為度量工具與照度計并不能一致，但是卻可以得出同樣的結(jié)論，而這正達到了本實驗的目的。由此，也可以推廣到其他需要照度計的實驗中。
學(xué)校的實驗經(jīng)費有限，有時并不能保障每名同學(xué)人手一臺測量儀器，這時就必須采用分組的方式，對于本實驗，可以利用同學(xué)手中的智能手機作為實驗儀器，這樣既可以實現(xiàn)人手一臺儀器，又可以激勵學(xué)生的實驗探索能力、鍛煉學(xué)生開發(fā)利用身邊工具的能力和動手能力。
2.光的三原色：在講解光的加色法原理時，可見光譜中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成，這三種基本色光的顏色就是紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色光。這三種光以相同的比例混合、且達到一定的強度，就呈現(xiàn)白光。不同品牌，不同型號的手機可能會采用不同的手機屏幕，因此像素點的排列組合顯微集成結(jié)構(gòu)也會隨之而不同。圖2分別為三種不同手機屏幕的50倍放大顯微鏡照片。
3.此外在實驗中，手機的拍照功能用來記錄實驗操作過程和實驗現(xiàn)象；秒表功能可以用來計時。
（二）智能手機在課堂教學(xué)中的應(yīng)用
隨著網(wǎng)絡(luò)化進程的加快，大部分學(xué)校都已經(jīng)實現(xiàn)了wifi對教學(xué)樓、寢室、食堂等公共場所的全覆蓋，因此，基于高速網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)成為了可能。移動QQ屬于智能手機的標配應(yīng)用，組建課程QQ群來進行答疑、布置作業(yè)早已為很多老師所采用，QQ軟件里面的一些其他功能可以作為輔助教學(xué)的工具。
1.群投票功能輔助教學(xué)，可以將一些重要的知識點編寫成為選擇題或判斷題，在課前或課中以群投票的形式答題，通過點擊選項還可以查看具體投票人，如圖3所示。一方面可以借此了解學(xué)生對知識的掌握情況，并作為平時成績的一項依據(jù)，另一方面可以由投票人數(shù)了解學(xué)生出勤情況。
2.群視頻功能輔助教學(xué)，在課堂教學(xué)過程中，有時會有演示實驗進行講解，兩班型的課堂不能保障所有同學(xué)都近距離觀看到老師的操作和實現(xiàn)現(xiàn)象。這時可以采用群視頻功能，讓一名同學(xué)做現(xiàn)場直播，其他距離較遠的同學(xué)觀看直播。相較于多媒體播放視頻的形式，這種直播可以全角度、多方位對過程進行展現(xiàn)，配合老師的現(xiàn)場說明，更容易理解。
3.二維碼輔助教學(xué)，在備課過程中，將一些擴展內(nèi)容以二維碼的形式插入課程當中。在上課過程中讓學(xué)生掃描二維碼，進行相關(guān)擴展內(nèi)容的瀏覽。
（三）教學(xué)中引入智能手機的滿意度調(diào)查
針對本學(xué)期在課堂教學(xué)及實驗教學(xué)中引入智能手機，對學(xué)生進行了滿意度調(diào)查，結(jié)果如圖4所示。從調(diào)查結(jié)果來看，絕大部分同學(xué)對智能手機引入課堂和實踐環(huán)節(jié)都相對滿意。
三、結(jié)論及展望
綜上所述，智能手機已經(jīng)逐漸成為當代大學(xué)生身體上的一個“器官”，如何處理教學(xué)和手機之間的關(guān)系，是每位高校教師必須面對的一個現(xiàn)實問題。在這樣的新形式下，將智能手機變成輔助教學(xué)的工具，能帶給學(xué)生更加容易接受的學(xué)習(xí)體驗，達到改善教學(xué)效果的目的。
光電子論文:光電子技術(shù)的發(fā)展綜述及其應(yīng)用
光電子技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如其在現(xiàn)代通訊技術(shù)、先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和國防領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文在對國內(nèi)外光電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上，提出了光電子技術(shù)在激光、太陽能和LED產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，并對其應(yīng)用前景進行了展望。
【關(guān)鍵詞】光電子技術(shù) 物理高新科技
光電子技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如其在現(xiàn)代通訊技術(shù)、先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和國防領(lǐng)域中的應(yīng)用。不僅如此，光電子技術(shù)同時也是相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。以IT信息產(chǎn)業(yè)為樣例，光纖互聯(lián)網(wǎng)，密集波分復(fù)用器（DWDM）和激光多波長光源都是IT業(yè)的物理基礎(chǔ)。因此合理的分析光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，把握光電子產(chǎn)業(yè)突出特點，將能夠更好地使用光電子技術(shù)，為推進光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的總體進步提供有力的保障。本世紀初，人類已經(jīng)進入了信息社會，隨著信息需求的快速增長和對信息技術(shù)的重要性的認識的不斷深入，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷快速發(fā)展的，由此帶來的經(jīng)濟增長點和經(jīng)濟爆炸增長模式比比皆是。所以，光電子技術(shù)作為信息科技領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，不僅在經(jīng)濟的增長上作用顯著，更是極大的推動了社會的進步。目前來說，科技進步及經(jīng)濟發(fā)展的增長速率已經(jīng)十分緩慢，光電子技術(shù)猶如催化劑，其發(fā)展能極大地推動人類文明的進步。
1 光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1995年光電子技術(shù)總產(chǎn)值約10億美元，2001年中國光電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過800億元，目前繼續(xù)高速發(fā)展中。近年來，中國光電子技術(shù)的研究水平已大體上趨于與國際同步發(fā)展的態(tài)勢，整機系統(tǒng)以及器件的生產(chǎn)、制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，并呈現(xiàn)出一定的發(fā)展勢頭，我國光電子信息產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。
近幾年，由于光電子技術(shù)研究開發(fā)體系的不完整，促使訓(xùn)練一批高水準的光電子技術(shù)研究開發(fā)隊伍成為迫在眉睫的任務(wù)。二十世紀以來，中國科學(xué)院建立了半導(dǎo)體研究機構(gòu)，武漢郵電科學(xué)研究院建立信息發(fā)展研究部，中國科學(xué)院在長春建立了光學(xué)精密研究所，一些大學(xué)，如清華大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、東南大學(xué)、南開大學(xué)、華中科技大學(xué)等也先后建立了光電子技術(shù)研究所，并同時組建起高水平的研究開發(fā)隊伍。截止到2016年，各高等院校及研究機構(gòu)已經(jīng)在光電子材料、制作技術(shù)、器械等方面取得了突破，并有了顯著進展。
1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀
在國內(nèi)外光電子產(chǎn)業(yè)中，對于光通訊產(chǎn)業(yè)來說，在2003年其增長速率跌落到谷底，與此同時，其回升斜率緩慢，但是，光電子技術(shù)、光顯示技術(shù)以及光存儲技術(shù)在各個產(chǎn)業(yè)中慢慢顯露頭角，應(yīng)用范圍越來越廣，在照明裝置及各類信號指示器中，半導(dǎo)體發(fā)光二極管取得了極高的使用率，若照這樣發(fā)展下去，人類有望在固態(tài)照明的新領(lǐng)域開拓出一片綠洲。
光電子產(chǎn)業(yè)中，以美國和歐洲的發(fā)展為領(lǐng)頭羊，美國和歐洲在光電子產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展決定了整個產(chǎn)業(yè)的走向。發(fā)達國家早就已經(jīng)意識到，光電子產(chǎn)業(yè)是一個朝陽產(chǎn)業(yè)，人類對其認識還尚處在皮毛階段，光電子技術(shù)的發(fā)展空間廣闊，可以滲透到各行各業(yè)并發(fā)揮出色。在二十世紀初，發(fā)達國家的科學(xué)家們就開始進行大量的基礎(chǔ)研究工作。世界光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的布局目前由傳統(tǒng)的儀器設(shè)備和元器件，向高技術(shù)為主的產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)換的趨勢。就目前來說，從技術(shù)高新、競爭激烈度和推動作用大致分為：現(xiàn)在技術(shù)，如激光和液晶技術(shù)；未來技術(shù)，如太陽能技術(shù)和LED技術(shù)。液晶技術(shù)又可以細分為顯示屏的尺寸，顯示屏的分辨率及刷新頻率；激光技術(shù)里有固體、氣體，輸出功率等指標。不過，LED技術(shù)目前只有亮度這一單一技術(shù)指標。對于未來技術(shù)中的太陽能來說，關(guān)鍵之處在于高效的把太陽光線聚集到足夠小的體積內(nèi)，并且，用高分子材料作大口徑聚焦鏡不單是空間重量問題，也是技術(shù)加速降低成本的關(guān)鍵。
2 光電子技術(shù)應(yīng)用與推廣
近幾年，光電子技術(shù)如洪水猛獸，迅猛發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域意識到其重要性及不可替代性。同時，光電子技術(shù)憑借其普適性，不僅在微加工這類基礎(chǔ)工業(yè)中發(fā)揮出色，更是在微機電系統(tǒng)、系統(tǒng)集成這種精密系統(tǒng)中起到了關(guān)鍵作用。特別突出的是，光電子技術(shù)在激光產(chǎn)業(yè)、LED產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)有著重要的作用。
2.1 激光產(chǎn)業(yè)
2.1.1 科學(xué)技術(shù)
激光具有很好的相干性、方向性、單色性和高能量密度，正是因為這些特點，在各個學(xué)科領(lǐng)域，激光都或多或少有所涉及，并形成了新的學(xué)科。如：激光材料加工、激光信息存儲與處理、激光光譜學(xué)、激光醫(yī)學(xué)及生物學(xué)、激光印刷、軍用激光技術(shù)、激光核聚變及激光化學(xué)等，激光的應(yīng)用在一定程度上促進了這些領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)進步與發(fā)展。
2.1.2 國民產(chǎn)業(yè)
激光現(xiàn)在我國正逐步成型，其中包括激光音像、激光加工、激光醫(yī)療、激光全息及激光印刷設(shè)備等，這些產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟增長起到了舉足輕重的作用。例如，目前為止生產(chǎn)激光音像設(shè)備的企業(yè)舉國上下已有400多家，1998年激光產(chǎn)業(yè)已逐漸發(fā)展成為年產(chǎn)值90億元以上的新興產(chǎn)業(yè)。又如，將激光全息技術(shù)做一個拓展，應(yīng)用于裝飾裝修業(yè)及全息模壓防偽商標，不僅生活得到了極大的便利，相關(guān)國民產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。
2.1.3 醫(yī)療產(chǎn)業(yè)
激光醫(yī)療技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生方面現(xiàn)已起到不可或缺的作用。對眼科來說，屈光性角膜切除術(shù)、虹膜切除術(shù)、鞏膜切除等手術(shù)均需要激光設(shè)備方可實施。激光在醫(yī)療診斷方面也效果出色，如激光熒光光譜測量技術(shù)被利用于診斷腹內(nèi)腫瘤，激光多普勒技術(shù)用于探測細胞的流動及軌跡。
2.2 太陽能產(chǎn)業(yè)
2.2.1 太陽能發(fā)電
二十世紀末，由于各國工業(yè)水平的提高，能源的需求量也日漸增加，因此，人類開始進入了能源短缺的時期。能源是否高效，是否清潔成為了能源能否為人類長期使用的先Q條件。目前，人類能源供應(yīng)主要還是以煤炭為主，而煤炭是不可再生資源，消耗殆盡是遲早的事。為此，各大能源科研機構(gòu)絞盡腦汁想找出新的可替代能源。而太陽能光伏發(fā)電不失為一種極好的替代選擇。只要在光伏發(fā)電中應(yīng)用光電子技術(shù)，使用得當?shù)脑挘夥l(fā)電的轉(zhuǎn)換效率可以得到很大的提高，前景廣闊。太陽能發(fā)電的方式通常有兩種，其一是半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等；另一種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。
2.3 LED產(chǎn)業(yè)
2.3.1 交通燈
適用于交通管制的信號燈，現(xiàn)已由LED制成。LED信號燈占到整個LED市場的10%。LED主要有以下兩個優(yōu)點：一是壽命長，由于交通信號燈需要在戶外使用，易損耗，而壽命長的LED燈可以保障使用多年而不需要更換。與交通信號燈易損壞的契合。二是節(jié)能環(huán)保，LED耗電相當?shù)停绷黩?qū)動，超低功耗，電光功率轉(zhuǎn)換接近30%，在相同照明效果條件下比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。
2.3.2 景觀燈
在照明領(lǐng)域里，景觀燈占據(jù)LED材料應(yīng)用一席之地，原因是，在光強相同的條件下，它所消耗的電能僅有普通白熾燈的百分之十，相比于一些大功率的射燈、氣體燈，電能的節(jié)約效果越發(fā)明顯。
3 結(jié)論
作為時下新興的一門朝陽學(xué)科，光電子技術(shù)憑借其在能源，材料，基礎(chǔ)技術(shù)等方面的杰出表現(xiàn)，成功的被大家公認為最有前途的新技術(shù)。若加以有效的發(fā)展及應(yīng)用，必將有效的推動社會科技的進步及經(jīng)濟的發(fā)展
光電子論文:以光電子類課程教學(xué)為例探討教研相長的途徑
摘要：目前，大部分高校存在著過于重視科研而輕教學(xué)的問題。實際上，教學(xué)與科研二者相互支撐，相輔相成。本文首先簡單分析造成重科研、輕教學(xué)的原因，然后重點以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院光電子類相關(guān)課程的教學(xué)為例初步探索教研相長的實現(xiàn)途徑。初步的教學(xué)改革效果表明，幾種科研融入教學(xué)的方法切實提高了光電信息類技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量， 同時，教學(xué)過程也給教師的科研帶來了很大的啟發(fā)。一定程度上，實現(xiàn)了科學(xué)研究和教學(xué)育人互相促進的效果。
關(guān)鍵詞：教研相長；方法；例子；光電子類課程
0 引言
中國近代力學(xué)之父、著名的科學(xué)家錢偉長院士在談?wù)摻虒W(xué)與科研的關(guān)系時說：“大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻，教學(xué)沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育。”教學(xué)是科研的前提和基礎(chǔ)條件，科研是提高教育質(zhì)量和層次的關(guān)鍵，二者相互支撐、相輔相成。但是，當前對于大部分高校來說，教學(xué)和科研之間存在的主要問題在于過于重視科研。本文首先簡單分析造成這種重科研、輕教學(xué)的原因，然后以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院的光電子類課程教學(xué)為例初步探討教研相長的具體實現(xiàn)途徑。相應(yīng)的研究成果可以在其他工科專業(yè)教師中推廣，以幫助他們在教學(xué)方面和科研方面都取得好的效果。
1 重科研、輕教學(xué)原因分析
目前造成大部分高校重科研、輕教學(xué)的原因是多方面的，大致可以總結(jié)為以下幾點：
1.1 與大學(xué)教師所處的大環(huán)境有關(guān)
“目前社會上有很多人認為，我國高校和世界大學(xué)的差距主要是科研水平低、師資差。包括時下流行各種“高校排行榜”，也多以科研為主要指標”[1]，而教學(xué)的實際效果對于學(xué)校的綜合排名則無足輕重。如，時下流行的“武書連2015中國734所大學(xué)教師學(xué)術(shù)水平排行榜”[2]。那些科研搞得好、綜合排名靠前的高校，其知名度也高。在這種情況下，高校為了自身的生存與發(fā)展，學(xué)校投入大量人力、財力力爭在科研上有所突破。作為高校一分子的大學(xué)教師自然也不可能置身世外。
1.2 與我國現(xiàn)行的職稱評審制度有關(guān)
目前我國大學(xué)教師的職稱評審，實際上主要依據(jù)的是科研， 包括有沒有科研論文、論著，有沒有科研立項和科研成果。如評講師、副教授、教授要多少篇論文，什么級別的論文，論著要有多少字，什么級別的立項和成果等。教學(xué)在職稱評審中雖然也受重視，作了許多規(guī)定，但大都顯得籠統(tǒng)模糊，而且缺乏可操作性。教學(xué)水平的高低和教學(xué)效果的好壞對教師職稱的評審幾乎沒有什么影響。
1.3 與學(xué)校的實際情況有關(guān)
有一部分教師，尤其是青年教師，幾乎很少主持或參與科研工作，這在淮海工學(xué)院非常普遍。不參與科研工作則容易造成理論與實踐脫節(jié)，除了不能提高自己的科研能力，也不利于教學(xué)能力和教學(xué)效果的提高[3]。這其中部分原因是由于這些教師教學(xué)任務(wù)繁重，還有一些承擔行政工作；同時沒有良好的科研團隊，形不成一個良好的科研氛圍，而不能提供有效的科研條件讓他們從事科研工作。
上述幾種情況造成科研與教學(xué)分離，更難做到相輔相成，共同進步。作為一名普通的高校教師，自然無法去改變整個社會的大環(huán)境，也無法撼動現(xiàn)有的職稱評審制度，但從大學(xué)教師的自身職責來看，我們不僅需要承擔教書育人的工作，還需要承擔一定的科研任務(wù)。同時做好科研與教學(xué)是每一位高校教師的職責所在。因此教學(xué)和科研孰重孰輕，如何處理好教學(xué)工作和科研工作的關(guān)系以及如何把自己的科研和教學(xué)很好地結(jié)合，對于教師自身非常重要。
2 教研相長途徑初步探索
本節(jié)從普通高校教師角度出發(fā)，探索如何處理好教學(xué)與科研之間的關(guān)系，如何把科學(xué)研究應(yīng)用到教學(xué)實踐，以做到教研相長。下面分別從專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)及教師的教學(xué)和科研能力提高三個方面，以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院光電子類課程教學(xué)為例探討教學(xué)相長的方法和途徑。
2.1 專業(yè)建設(shè)方面
目前淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)僅有7年的歷史，雖已初具規(guī)模，但課程體系與專業(yè)建設(shè)仍需進一步完善和優(yōu)化。以光波為信息載體的檢測、控制技術(shù)、儀器系統(tǒng)、精密測試等內(nèi)容是電子科學(xué)與技術(shù)、儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的重要內(nèi)容。
根據(jù)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域教師的科研基礎(chǔ)，本課題組首先對電子工程學(xué)院的光電子類課程（光電子技術(shù)基礎(chǔ)、光電傳感與檢測技術(shù)、光纖通信技術(shù)等）實施了教改研究，包括課程體系與教學(xué)大綱完善，加深了理論與實踐的結(jié)合，即將教師的科研新成果融入理論和實驗教學(xué)，并利用教師科研條件進行直觀教學(xué)，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生動手能力，也促進了學(xué)生對理論知識學(xué)習(xí)的興趣。
如，電子工程學(xué)院建有自適應(yīng)光學(xué)實驗室，是相關(guān)任課教師的科研平臺。自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)是一門可以讓光波適應(yīng)外界變化而被能動控制的技術(shù)，也可以理解為光學(xué)中的自動化技術(shù)，集科學(xué)性和工程性為一體。相關(guān)專業(yè)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過自動控制原理，對常規(guī)的液位、流量等過程控制非常熟悉，但對“光波”這樣一個看得見摸不著的物理現(xiàn)象該如何完成控制呢？學(xué)生們非常好奇。通過分批次帶領(lǐng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生親自動手完成光電成像校正實驗，學(xué)生既加深了對光信號傳輸、光電信息轉(zhuǎn)換及光電檢測等方面知識的理解，又鞏固和拓展了以前學(xué)習(xí)的自動控制相關(guān)理論知識的應(yīng)用，學(xué)習(xí)到了教材中沒有學(xué)到的內(nèi)容，進一步擴大了學(xué)生的知識面，學(xué)生反饋非常好。
對于一些不具備實驗條件的重點實驗內(nèi)容，由于實驗條件比較苛刻，部分光電現(xiàn)象在實際實驗中不明顯，難以觀察；另外也因為實驗儀器有限，學(xué)生無法通過實驗觀察到所有的實驗現(xiàn)象。針對這種現(xiàn)狀，利用了科研過程中獲得的數(shù)值仿真能力，幫助學(xué)生實現(xiàn)虛擬實驗。
2.2 人才培養(yǎng)方面
通過科研與教學(xué)的有機結(jié)合，提高高等學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)出新形勢下的“綜合型、應(yīng)用型”人才。注重因材施教，將學(xué)有所長的學(xué)生引入到教師的科研項目中。通過教學(xué)改革，重點突出相關(guān)專業(yè)中的光電檢測方法、光電系統(tǒng)研制與工程應(yīng)用的能力培養(yǎng)，強調(diào)學(xué)生實踐動手能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，使之成為應(yīng)用型和創(chuàng)新型高級人才。在這個過程當中，學(xué)生除了實踐書本知識外，還能在科研小組中學(xué)會分工及團隊協(xié)作，為將來攻讀研究生或進入相關(guān)企業(yè)累積經(jīng)驗。
本課題組已承擔和參與國家及省市級科研項目多項，通過光電檢測和光電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，已有相關(guān)專業(yè)的多名學(xué)生主動要求參與到教師的科研項目中來。喜歡編程的學(xué)生讓他們完成實驗平臺的軟件建設(shè)，喜歡擺弄光電子器件的學(xué)生讓他們完成硬件平臺的搭建，愛動腦筋的學(xué)生讓他們直接參與到教師科研課題的實驗，和相關(guān)教師一起分析實驗中出現(xiàn)的問題并解決它們。通過相關(guān)科研項目的訓(xùn)練，將科研滲透到教學(xué)內(nèi)容中，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神以及科研素養(yǎng)。
在2013-2015期間，多名相關(guān)專業(yè)學(xué)生有了參與教師科研項目的經(jīng)歷之后，積極申報各級創(chuàng)新項目。目前，已有多個光電子之創(chuàng)新項目獲得校內(nèi)立項。同時，淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院已有多名畢業(yè)生進入光電專業(yè)研究生階段的學(xué)習(xí)，如太原理工大學(xué)物電學(xué)院、中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所等，開始了他們?nèi)松碌钠隆?
2.3 提升教師教學(xué)與科研能力方面
教師一方面通過專業(yè)知識學(xué)習(xí)、關(guān)注本領(lǐng)域近期研究成果來提高自身業(yè)務(wù)能力，又通過教學(xué)工作，學(xué)習(xí)近期研究成果并有意識地積累未知問題、認真思考教學(xué)過程中學(xué)生所提出的疑問，進一步激發(fā)科研熱情，并幫助了科研選題。
教學(xué)內(nèi)容的主體是“基本理論、基本知識、基本技能”，但是，課堂教學(xué)除了圍繞基本理論和概念進行外，還要注重科研成果和科技近期發(fā)展動態(tài)的滲透。讓學(xué)生了解學(xué)科前沿的概況及其發(fā)展動態(tài)，開闊視野，啟迪思維，進一步拓寬學(xué)生的知識面。并且使學(xué)生能夠認識到，基礎(chǔ)知識不僅僅是概念理論和公式，更是實際應(yīng)用中的產(chǎn)品和解決實踐問題的手段，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時使學(xué)生更容易接受抽象的理論知識。
如，教師分別在每學(xué)期開始和結(jié)束時舉辦了激光和光電子領(lǐng)域的近期研究成果或相關(guān)專題講座，既提升了自身的業(yè)務(wù)能力，又達到了教書育人的效果。開學(xué)初的專題講座有助于引領(lǐng)學(xué)生對光電子技術(shù)領(lǐng)域的興趣，講座的內(nèi)容從圍繞人們把光波作為一種載波進行信息傳遞開始一直到現(xiàn)階段的激光通信、激光武器等。講座結(jié)束，學(xué)生對光電子技術(shù)充滿了好奇，這為學(xué)生學(xué)好光電子課程打下了良好的基礎(chǔ)。學(xué)期結(jié)束時專門對學(xué)生比較感興趣的以及近期比較熱門的激光3D打印技術(shù)從原理到應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢進行了一次專題講座，擴大了學(xué)生的視野。
又如，基于光電子類課程涵蓋知識面廣、理論與應(yīng)用相結(jié)合的特點，針對一些典型知識點，為加深學(xué)生理解，設(shè)置專題討論課，鼓勵學(xué)生課前主動查找相關(guān)文獻，讓學(xué)生事先做好研討準備，寫好研討提綱。在課堂上進行交流、討論，培養(yǎng)學(xué)生的表達能力、思維能力、分析能力，讓學(xué)生充分發(fā)表不同意見。學(xué)期過程中，這樣的專題討論課進行了2次，學(xué)生提出的問題給了相關(guān)教師的科研很大的啟發(fā)。
專題講座和討論形式的授課方式深受學(xué)生歡迎，教學(xué)效果好，學(xué)生評教均在90分以上，學(xué)生深受其益。課題組教師通過上述教學(xué)活動充分認識到要通過高水平科學(xué)研究苦練真功夫，又要通過鉆研教學(xué)規(guī)律來加強組織教學(xué)的能力，從而真正做到科學(xué)研究和教學(xué)育人互相促進。
3 結(jié)束語
“教研相長”雖是一個老話題，但目前社會大環(huán)境中面臨的“重研輕教”現(xiàn)象使得我們有必要對這個老話題展開新的研究。如何加強教學(xué)與科研的聯(lián)系、在科學(xué)研究中如何開展教學(xué)活動以使得科研成果能夠支持教學(xué)改革、并使得教學(xué)與科研互相促進是每一個高校教師的職責。本文以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院光電子類課程教改為例，分別從專業(yè)課程建設(shè)、人才培養(yǎng)、教學(xué)和科研能力提升等方面初步探討了實現(xiàn)教研相長的一般化途徑。改革的結(jié)果表明以上為今后存在這方面困惑的青年教師提供有價值的參考。
光電子論文:異質(zhì)兼容集成半導(dǎo)體光電子器件與集成基元功能微結(jié)構(gòu)體系
摘 要：以納米壓印光柵制作為基礎(chǔ)，研究了適應(yīng)納米壓印工藝的對接生長材料結(jié)構(gòu)及生長工藝，生長的材料均勻性好，適合后續(xù)器件工藝制作。通過理論設(shè)計及實驗研究，優(yōu)化了淺刻蝕有源波導(dǎo)及深刻蝕無源波導(dǎo)的變換結(jié)構(gòu)，降低了器件的轉(zhuǎn)換損耗及回波損耗。結(jié)合后續(xù)制作的器件，對接界面插入損耗可以小于1.5 dB。 完成了多種多波長陣列DFB激光器及高性能DFB激光器的制作，包括16通道200 GHz，300 GHz間隔1550 nm波段陣列激光器，4通道20 nm間隔1310 nm波段陣列激光器，雙八分之一相移激光器，非對稱三相移激光器，變節(jié)距啁啾調(diào)制激光器等，廣泛的驗證了壓印工藝的性及適應(yīng)性。研究了陣列器件的熱調(diào)諧特性及熱串擾特性，取得了器件熱特性數(shù)據(jù)。為下一步編寫陣列器件波長控制程序取得了實驗數(shù)據(jù)。依據(jù)2012年度InP基AWG測試結(jié)果，對AWG的結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)進行了修正并重新設(shè)計。修正設(shè)計后制作的通道波長間隔為1.56 nm，通道中心波長1549.7 nm，串擾小于1.5dB。完成了四通道陣列激光器與多模干涉結(jié)構(gòu)合波器（MMI）的單片集成芯片的設(shè)計、制作與測試， 針對集成芯片完成了器件的封裝設(shè)計。由于集成芯片管腳非常多，直流偏置，微波信號，熱調(diào)諧信號互相之間存在耦合，串擾，布線交叉等。為此采用了多層過渡板結(jié)構(gòu)，有效的將各個管腳分開，降低電學(xué)串擾。搭建芯片測試平臺系統(tǒng)。完成了多波長半導(dǎo)體微環(huán)激光器的的制備與測試，采用InP基多量子阱激光器外延材料結(jié)構(gòu)，利用感應(yīng)耦合等離子體（ICP）干法刻蝕技術(shù)和SiO2鈍化工藝，研制了基于環(huán)形諧振腔的雙波長半導(dǎo)體激光器樣品，實現(xiàn)了激光光源的單片集成。改變激光器的注入電流，可調(diào)節(jié)峰值波長與波長間隔。對InP基長波長10 Gb/s 單片集成OEIC光接收機進行了電路建模、共基極和共發(fā)射極OEIC集成電路設(shè)計、制備與測試，跨組放大器達到10 Gb/s傳輸速率，PIN探測器帶寬實現(xiàn)7.8 GHz，OEIC器件傳輸速率達到4 Gb/s，眼圖清晰。探索了Si基準單片光發(fā)射OEIC方案的可行性。該方案是在Si片襯底上濕法腐蝕出溝槽，并在溝槽里濺射金屬層，將FP激光器芯片貼裝在溝槽里，通過金屬層將電極引出，與Si CMOS 激光驅(qū)動電路實現(xiàn)準單片集成。
關(guān)鍵詞：光子集成芯片 多波長微環(huán)激器 多波長陣列激光器 InP基長波長10 Gb/s單片集成OEIC光接收機 納米壓印
光電子論文:《光電子器件》雙語課程中創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的方法探究
【摘要】針對“光電子器件”雙語課程的特點和教學(xué)實際，以培養(yǎng)光電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域具有國際視野和競爭能力的科研與技術(shù)開發(fā)的個性化人才為出發(fā)點，研究并分析了以小班化教學(xué)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為中心的教學(xué)模式特點。總結(jié)了通過案例教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、組織語言內(nèi)容、重構(gòu)考核模式、精選教材等方面來改進課堂教學(xué)方法和學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力，為提高光電類雙語課程的人才培養(yǎng)質(zhì)量提供有益參考。
【關(guān)鍵詞】光電子器件 雙語 創(chuàng)新 小班化教學(xué)
一、《光電子器件》雙語課程的特點
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，讓人類社會步入了信息量爆炸性增長的階段。世界再也不是繞著圓形的地球在運轉(zhuǎn)，人們將其描述為：“the world is flat”，即世界扁平化。信息傳送不分晝夜，沒有時差和地域的分別。面臨這一特殊新時期，對于高科技工程領(lǐng)域而言，專業(yè)英語將是獲得、掌握、利用這些信息、緊跟時展步伐的重要國際交流工具。當前，雙語教學(xué)已經(jīng)成為各大高校專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，我國各高校根據(jù)自身情況開展雙語教學(xué)課程具有重要意義[1-3]。
南京郵電大學(xué)長期以來一直高度重視雙語教學(xué)在課程建設(shè)中的作用。在光學(xué)專業(yè)領(lǐng)域，先后開設(shè)了《應(yīng)用光學(xué)》、《光電子學(xué)》和《光電子器件》等雙語課程。其中，《光電子器件》雙語課程作為光電信息工程專業(yè)的選修課程，旨于培養(yǎng)光電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域具有國際視野和競爭能力的科研與技術(shù)開發(fā)的后備人才。類似于其他工科類雙語課程，該課程需要靈活地應(yīng)用兩種不同語言向?qū)W生傳授知識理論，與學(xué)生進行交流和溝通，培養(yǎng)其雙語信息的獲取、處理、交流和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握光電子技術(shù)專業(yè)理論知識的同時，了解該領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)前沿，成為真正的創(chuàng)新型人才。此外，以小班為單位進行教學(xué)。不同于以往的大班授課模式，由于課堂規(guī)模的變化，對教師教學(xué)、課堂組織、課程考核等提出了新的要求，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了一種新的方式。
二、《光電子器件》雙語課程小班化教學(xué)的特殊性
新時期我國高等教育應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，應(yīng)該以“綜合素質(zhì)”為方向，以應(yīng)用為目標，以“能力”為主線和核心。不是培養(yǎng)只求一個職業(yè)飯碗、缺乏事業(yè)志向的人，而是培養(yǎng)具有知識、能力、觀念，具有解決實際問題、應(yīng)對實際工程問題的技術(shù)人才。和其他高等教育課程一樣，《光電子器件》雙語課程是一門應(yīng)用型、實踐性強的工程技術(shù)課程，強調(diào)理論聯(lián)系實際，以培養(yǎng)光學(xué)工程領(lǐng)域應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標，內(nèi)容涉及光電子器件（如光源、光纖和光電探測器、光電調(diào)制器等器件）的工作原理和實際器件的設(shè)計與選型。部分內(nèi)容需要緊跟技術(shù)發(fā)展前沿，體現(xiàn)近期技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和現(xiàn)狀。《光電子器件》雙語課程采用小班化教學(xué)，由于其授課對象和課程安排的特殊性，為實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標，需要在實際的教學(xué)實踐中探索與研究有效的教學(xué)模式。
在大班雙語教學(xué)課堂上，由于人數(shù)眾多往往只采取一種教學(xué)策略：以教師為重的單向授課。采用一刀切的考核模式，教學(xué)空間的設(shè)置并不理想。由于雙語課程語言使用的特殊性，學(xué)生的英語水平參差不齊，部分書面成績優(yōu)異的學(xué)生還存在口語表達能力方面的不足，授課過程被動接受將大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓其失去學(xué)習(xí)信心。此外，學(xué)生還存在團隊合作能力不高、溝通能力較低、表達能力差、專業(yè)閱讀量較少，解決實際問題的能力較差的不足。開展小班化教學(xué)的本質(zhì)，并不僅僅體現(xiàn)在人數(shù)上。在學(xué)生較少的班級中，開展教育教學(xué)活動的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和評價方法都將產(chǎn)生全新變化，教育觀念將更新，其關(guān)鍵在于促進每個學(xué)生的個性化發(fā)展。實施小班化教學(xué)，首先應(yīng)樹立：“學(xué)生為主導(dǎo)”的意識，即學(xué)生是教學(xué)的主體，處于教學(xué)活動的中心地位。主要體現(xiàn)于：學(xué)生有更多的時間與教師交流，得到教師的個別化教育，能充分享受教育的資源；其次，實施小班化教學(xué)，教師必須樹立服務(wù)意識，需要根據(jù)每個學(xué)生的特點、需求，制定教學(xué)手段，創(chuàng)設(shè)和諧的教學(xué)意境，提高教學(xué)效率；，教師在小班化教學(xué)中的主導(dǎo)地位，主要體現(xiàn)于引導(dǎo)學(xué)生積極探索、有效地組織教學(xué)活動，例如準備課堂問題、組織課堂討論、反饋學(xué)生問題等，培養(yǎng)學(xué)生知識探索的精神和學(xué)以致用的能力。小班教學(xué)中，師生交流的機會明顯增多，學(xué)生最終的學(xué)習(xí)效率也將提高。
三、《光電子器件》雙語教學(xué)小班化教學(xué)實施方法
以培養(yǎng)個性化創(chuàng)新型人才為目標，將小班化教學(xué)引入《光電子器件》雙語課程，實施方法主要包括以下幾個方面：
（1）教學(xué)活動中加入文獻閱讀、匯報，引入實際應(yīng)用相結(jié)合的案例教學(xué)：前者是指教師布置專業(yè)英文文獻閱讀作業(yè)，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成閱讀報告，并在課上用PPT向全班同學(xué)匯報閱讀成果；后者旨于引導(dǎo)課后自主學(xué)習(xí)，多層次遞進式教學(xué)，注重學(xué)用結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，提高水平較弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師積極給予學(xué)生鼓勵。課上介紹實際應(yīng)用案例，課后引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)。例如：講解光伏探測器在社會產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用實例，讓學(xué)生通過文獻查閱、思考并總結(jié)如何提高電池效率以節(jié)約能源。這些實際問題需要應(yīng)用光電子器件理論所學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識去解決，使學(xué)生意識到，所學(xué)的知識與實際應(yīng)用是緊密相連的，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。提出案例的伊始，并不在課堂上立即進行講解，讓學(xué)生課后思考。如激光器的封裝需要考慮哪些因素？應(yīng)采用什么結(jié)構(gòu)？在下次課討論時，學(xué)生的方法將豐富多彩，讓其在掌握基本知識，學(xué)以致用的同時，了解了近期的光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。
（2）利用小班教學(xué)的優(yōu)勢，實施差異性教學(xué)：基于拓展性課題的研究性學(xué)習(xí)：安排拓展性課題，部分內(nèi)容超出教學(xué)教材，由學(xué)生根據(jù)教學(xué)進度在不同周分組研究完成。讓學(xué)生抽取題目，根據(jù)要求，完成資料搜索、整理、歸納總結(jié)知識點并完成報告。（目的：讓學(xué)生在理解課堂教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上展開課外的團隊式探索學(xué)習(xí)、文獻分析等活動，在擴充學(xué)生知識面的同時，強化其對所學(xué)理論知識的理解和應(yīng)用。在傳遞知識的同時，通過安排探索性的學(xué)習(xí)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)乃季S習(xí)慣，為其將來的科學(xué)研究與工作打下良好基礎(chǔ)）。如此方式安排難易不同的拓展性課題供學(xué)生選擇，為學(xué)生提供拓展思維、獨立探索和發(fā)揮才能的機會；讓水平弱一些的同學(xué)看到自身學(xué)習(xí)課程的收獲。培養(yǎng)思考問題、解決問題的興趣、提升主動學(xué)習(xí)的機會。根據(jù)學(xué)生差異、興趣愛好和需求，進行同質(zhì)或異質(zhì)編組。同質(zhì)：有利于教師重點輔導(dǎo)，使每個學(xué)生獲得成功；異質(zhì)：有利于同學(xué)互相幫助、合作互補，并且可在教案的制定上體現(xiàn)出不同分組和不同要求的特點。這種方式能夠體現(xiàn)“以人為本”，“因材施教”的差異化培養(yǎng)理念，促進課程教學(xué)中的“教與學(xué)”、“教學(xué)和科研”的融合與相互促進。
（3）合理組織課堂的語言和內(nèi)容安排：據(jù)情況合理搭配語言模式，根據(jù)不同學(xué)生的外語水平，在一個學(xué)期的不同階段，合理搭配英語授課比例教學(xué)法，即每節(jié)課首先用英語復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容，然后用中文講授新課。注重活躍課堂氣氛，進行師生同堂授課或者角色互換，體現(xiàn)教學(xué)民主、教學(xué)相長，營造溫馨、愉快的氛圍。許多研究都體現(xiàn)了師生互動、生生互動、學(xué)生―媒介―環(huán)境等多維互動對雙語教學(xué)的重要性。
（4）重構(gòu)《光電子器件》雙語課程的考核模式：實現(xiàn)從注重知識點的考核向知識與能力并重考核的轉(zhuǎn)變。例如，在掌握光電轉(zhuǎn)換基本原理的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生通過文獻閱讀和課堂討論，總結(jié)與思考，以撰寫大論文的方式，遞交基于理論知識獲得的近期的關(guān)于光電子器件（如半導(dǎo)體激光器、光電導(dǎo)探測器等）的設(shè)計方案。安排課后作業(yè)采用英文題目，要求以英文形式完成，使學(xué)生學(xué)會使用一些簡單句型來表達專業(yè)問題。課堂匯報則旨于提高學(xué)生獨立思考及口語表達能力。教師結(jié)合課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、演講匯報等內(nèi)容進行綜合考核，包括現(xiàn)場打分和匯報材料打分。以現(xiàn)場打分為主，包括匯報格式規(guī)范、思路清晰、表達流暢程度、對問題的分析應(yīng)對能力、團隊成員的協(xié)調(diào)能力等；在材料打分方面，主要為大作業(yè)報告及其演講匯報材料的評判，主要評估對所選主題的理解是否透徹，是否抓住了問題的本質(zhì)。是否具有創(chuàng)新性等。改進后的課程考核方式，將最終考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核占主導(dǎo)地位，體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力，發(fā)揮考試的真實體現(xiàn)價值。
（5）精選教材、豐富教學(xué)資源：采用難易適中的英文原版教材或原版教材搭配中文參考書的形式。選用原版教材的原因有原版教材內(nèi)容更詳盡，理論更系統(tǒng)更具前沿性，加快了國內(nèi)與國際接軌教學(xué)。將教學(xué)過程分為課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)網(wǎng)站，通過后者將每章的知識點、重點及難點提供給學(xué)生，讓學(xué)生預(yù)習(xí)。在課堂上采用多維互動教學(xué)模式，系統(tǒng)針對性地進行知識點講授，使學(xué)生在較短時間內(nèi)掌握主要知識。，設(shè)計教學(xué)問卷，內(nèi)容包括改課程的學(xué)習(xí)是否能提高英語水平、所選教材是否合適、授課方式是否合理、對授課內(nèi)容（包括多媒體課件與板書等）是否滿意、學(xué)生對老師的語言和專業(yè)知識是否肯定等。
四、總結(jié)
綜上所述，雙語教學(xué)是我國與國際接軌、教育改革發(fā)展的必然趨勢。《光電子器件》雙語課程作為一門培養(yǎng)工程技術(shù)領(lǐng)域國際化創(chuàng)新型人才的課程，需要充分考慮到班級學(xué)生的個體差異性，發(fā)揮小班教學(xué)在《光電子器件》課程教學(xué)中的優(yōu)勢，促進教育機會的平等，合作學(xué)習(xí)，保護學(xué)生的個性差異，增加師生互動和師生關(guān)系的融洽與和諧，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，成為創(chuàng)新型的個性化人才。
光電子論文:“光電子技術(shù)”雙語課教學(xué)的實踐與探索
摘要：本文結(jié)合光電子技術(shù)和雙語教學(xué)的特點，探討了專業(yè)知識與專業(yè)英語在專業(yè)課雙語教與學(xué)中的平衡與促進關(guān)系，分析了“光電子技術(shù)”雙語課程大綱確立、教材選用的限制因素，介紹了自編多媒體課件的特點，并在授課過程中展開互動式教學(xué)的探索與實踐，收到了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：光電子技術(shù)；雙語教學(xué)；多媒體課件；互動式教學(xué)
一、光電子技術(shù)與雙語教學(xué)
光電子技術(shù)是一個非常寬泛的概念，它圍繞著光信號的產(chǎn)生、傳輸、處理和接收，涵蓋了新材料（新型發(fā)光感光材料、非線性光學(xué)材料、襯底材料、傳輸材料和人工材料的微結(jié)構(gòu)等）、微加工和微機電、器件和系統(tǒng)集成等一系列從基礎(chǔ)到應(yīng)用的各個領(lǐng)域。光電子技術(shù)作為一門專業(yè)課程，主要涵蓋光輻射與發(fā)光源、光的傳播、光的調(diào)制、光電探測、光電顯示與成像、光存儲等內(nèi)容。光電子技術(shù)不僅是一門專業(yè)課程，而且已發(fā)展成為一門學(xué)科，即電子技術(shù)與光子技術(shù)相結(jié)合而形成的一門新興的綜合性的交叉學(xué)科，主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)。光電子技術(shù)科學(xué)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，是未來信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。雙語教學(xué)是運用外語進行的非語言教學(xué)，具有如下特征：及時，強調(diào)在語言類的專業(yè)學(xué)科中用外語教學(xué)；第二，強調(diào)運用外語進行課堂教學(xué)的交流與互動。雙語教學(xué)與專業(yè)外語教學(xué)在性質(zhì)上不同。前者外語是一種教學(xué)語言，以外語為手段，講授一門課程為目的。后者是一種語言教學(xué)，以相關(guān)知識為手段，講授外語為目的[1]。因此，在雙語教學(xué)中，專業(yè)知識與專業(yè)外語之間存在相互平衡的關(guān)系。在有限的學(xué)時條件下，教師既要講授專業(yè)知識又要講授專業(yè)外語，學(xué)生要在專業(yè)知識與專業(yè)外語兩方面取得進步，二者之間的平衡關(guān)系需要根據(jù)課程的要求、學(xué)生的實際情況在教學(xué)過程中不斷調(diào)整。同時，專業(yè)知識與專業(yè)外語之間存在相互促進的關(guān)系。扎實的專業(yè)知識為課程內(nèi)容的掌握奠定了基礎(chǔ)，為專業(yè)外語的理解與提高提供了知識背景；堅實的專業(yè)外語基礎(chǔ)為理解原汁原味的教材內(nèi)容提供了保障，促進了學(xué)生進一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識。
隨著知識經(jīng)濟、信息社會的到來，全球競爭日益激烈，現(xiàn)代科學(xué)正以前所未有的速度迅猛發(fā)展，不斷引發(fā)各個領(lǐng)域深層次的革命。為縮短差距，提高人才的國際競爭力，滿足社會對國際化復(fù)合人才的需求，雙語教學(xué)的迫切性和重要性日益凸顯。及時，雙語教學(xué)是知識經(jīng)濟發(fā)展的形勢需要。國際間競爭不僅表現(xiàn)為產(chǎn)品和市場競爭，更多表現(xiàn)為人力資源的競爭。面對競爭，只有善于抓住機遇，應(yīng)對挑戰(zhàn)，加速高等教育國際化進程，培養(yǎng)的人才，才能促進科學(xué)教育的發(fā)展和變革，使學(xué)生具有參與未來國際活動和國際競爭能力。雙語教學(xué)有利于培養(yǎng)符合市場需求的高素質(zhì)國際化人才，增加就業(yè)機會，保障我國科學(xué)教育更加開放地面向世界，促進我國科學(xué)教育可持續(xù)發(fā)展，促進我國知識經(jīng)濟的發(fā)展。第二，雙語教學(xué)是知識信息交流的客觀需要，加強中外交流，提高我國科學(xué)術(shù)水平，縮短與世界先進國家的差距，為實踐科教興國的戰(zhàn)略做出貢獻。第三，雙語教學(xué)有利于復(fù)合型人才的培養(yǎng)。這種既懂外語，又有專業(yè)知識的復(fù)合型人才無疑提高了人才的競爭力。
二、“光電子技術(shù)”雙語課程建設(shè)
雙語課程建設(shè)內(nèi)容主要包括：大綱確立，教材選用，講稿教案撰寫，課件制作，課堂講授，課程考試[2]。下面，我們介紹在上述方面的具體工作。
1.“光電子技術(shù)”雙語課程教材的選取。西安工程大學(xué)理學(xué)院物理系自2009年以來開設(shè)《光電子技術(shù)（雙語）》課程，其定位為物理系各專業(yè)的一門平臺課。結(jié)合光電子技術(shù)的發(fā)展、光電子技術(shù)雙語課程的定位、物理系學(xué)生的具體情況以及就業(yè)去向，采用S.O. Kasap編著的“Optoelectronics and Photonics-principles and practices”為教材，并且以相關(guān)的中英文教材作為參考書[3-6]。課程以“普通物理”、“光學(xué)”、“量子力學(xué)”系列課程為基礎(chǔ)，主要講授光的波動理論、介質(zhì)波導(dǎo)和光纖、半導(dǎo)體科學(xué)和發(fā)光二極管、光伏器件、激光基本原理與技術(shù)、光束的調(diào)制、光電探測等基本概念及基本技術(shù)。
2.“光電子技術(shù)”雙語課程大綱制定。“光電子技術(shù)”雙語課程性質(zhì)為學(xué)科基礎(chǔ)課，授課對象為物理系本科三年級學(xué)生，48個學(xué)時，3個學(xué)分。制定課程大綱的宗旨和目標在于，通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)怆娮蛹夹g(shù)中的基本概念、基本技術(shù)和基本器件有比較、系統(tǒng)的認識，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力。同時，學(xué)生能夠熟悉光電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，了解目前光電子技術(shù)的近期成就，掌握光電子技術(shù)的發(fā)展方向。采用雙語教學(xué)（漢語和英語），提高學(xué)生查英文文獻、讀英文著作、寫英文文章，以及專業(yè)的口頭交流能力。為了實現(xiàn)課程大綱中提出的目標，將每一章的內(nèi)容分為四個層次，即熟練掌握、掌握、理解和了解，并配以相應(yīng)的課時。
3.“光電子技術(shù)”雙語課程多媒體課件。考慮課程內(nèi)容更新速度較快的特點，備課在依據(jù)原版教材的基礎(chǔ)上，增加了與教材內(nèi)容相關(guān)的一些嶄新成果。既讓學(xué)生感受到原汁原味的英語表達方法，又讓學(xué)生開拓了視野，把握學(xué)科發(fā)展動態(tài)和發(fā)展方向。課程的教案、講稿以及多媒體課件全部用英語書寫，多媒體課件包含下列特點。及時，內(nèi)容新穎：除了涵蓋教材的全部內(nèi)容，在每一章的部分增加了與這一章相關(guān)的科技新進展，使學(xué)生在掌握課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上了解相關(guān)領(lǐng)域的動態(tài)和近期進展，為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了切實的幫助。第二，結(jié)構(gòu)合理：由于課程涵蓋了經(jīng)典光學(xué)、波導(dǎo)與光纖、半導(dǎo)體、激光、光電探測、非線性光學(xué)等內(nèi)容，每一章都自成體系，可以進行跳躍式教學(xué)。并且，每一章的開頭都有本章的目錄，每一章的結(jié)尾部分都進行了小結(jié)，做到了首尾呼應(yīng)，有始有終。第三，圖表豐富：收錄了與本課程相關(guān)的光電子領(lǐng)域的一些著名科學(xué)家的照片，介紹了他們的簡歷及主要成就。同時加入了相關(guān)的動畫和視頻，使學(xué)生對抽象概念的理解與掌握變得直觀而容易，并且引用了一些著名科學(xué)家的重要話語，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的思維方式提供了翔實的資料。第四，行文規(guī)范：由于是雙語課程，課件的文字敘述與使用教材緊密聯(lián)系，并采用規(guī)范的科技英語表達方式，使學(xué)生在本科階段就能夠接觸相關(guān)的專業(yè)詞匯以及規(guī)范的專業(yè)英語，為將來的進一步學(xué)習(xí)和工作打下良好的專業(yè)英語基礎(chǔ).
4.“光電子技術(shù)”雙語課程互動式教學(xué)。當前的社會需求對課程的教學(xué)方式提出了新的要求，其中包括教學(xué)內(nèi)容的整合，教學(xué)內(nèi)容的拓展，教學(xué)手段的更新，教學(xué)方法的改革等。在全球步入信息化時代的今天，講課不僅是對己有知識的簡單闡述，而且是教師的一種再創(chuàng)造過程。“一塊黑板加一支粉筆”這樣的傳統(tǒng)教學(xué)方法己經(jīng)不適合現(xiàn)代化的今天了，現(xiàn)今的教學(xué)方法應(yīng)該更趨多元化。不但要注重課程體系的完整性，課程內(nèi)容之間的有機聯(lián)系，而且要豐富教學(xué)手段，圖文聲像等多種效果的多媒體課件與板書結(jié)合的模式，同時要采用啟發(fā)式、互動式的教學(xué)方法。在明確教學(xué)目標，考慮教學(xué)目的和本專業(yè)實際情況的條件下，我們采取互動式的授課方式，表現(xiàn)在如下幾個方面：及時，學(xué)生之間、師生之間互動行程。在課堂上，首先簡要回顧上次課的主要內(nèi)容，讓二位同學(xué)依次補充細節(jié)。其次，講解并翻譯這次課所涉及的專業(yè)術(shù)語以及重點段落，領(lǐng)讀一遍后，讓一位同學(xué)讀一遍，其他同學(xué)找不足之處，然后進行課程內(nèi)容講授，多媒體課件與板書全部用英語書寫，漢語講授為主，英語為輔。其間，教師常常會提出和講授內(nèi)容相關(guān)的問題，并鼓勵學(xué)生可隨時提問，收到了非常好的教學(xué)效果。第二，教師在課后的反思。互動式教學(xué)的主要目的是激發(fā)學(xué)生獲取知識、提高能力的主動性和積極性。要有效實現(xiàn)這一目標，應(yīng)將以下幾個方面有機地結(jié)合起來：知識的傳授、互動題材、師生之間互動行程、教師的點評。總之，量體裁衣地選用互動模式才能確保教學(xué)互動流程的順暢，才能激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性，增強學(xué)生的自信心與表達能力。
光電子技術(shù)和微電子技術(shù)是未來信息領(lǐng)域的兩大支柱。光電子技術(shù)的雙語教學(xué)不但能夠促進學(xué)生對相關(guān)學(xué)科前沿學(xué)科理論的掌握與了解，而且有利于學(xué)生外語綜合能力和跨國文化交際能力的培養(yǎng)。在雙語教學(xué)中，專業(yè)知識與專業(yè)外語之間既存在相互平衡的關(guān)系，又存在相互促進的關(guān)系。雙語課程建設(shè)應(yīng)在大綱確立、教材選用、講稿教案撰寫、課件制作、課堂講授、課程考試等方面加大力度。采用互動式教學(xué)方法講授光電子技術(shù)，將知識的傳授、互動題材、師生之間互動行程、教師的點評等方面有機地結(jié)合起來，有利于激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性，增強學(xué)生的自信心與表達能力。
光電子論文:武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力分析
光電子信息產(chǎn)業(yè)是武漢自主創(chuàng)新代表性產(chǎn)業(yè)，其創(chuàng)新能力的強弱，不僅直接關(guān)系到武漢中國光谷與國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)，而且對于增強我國光電子等特色產(chǎn)業(yè)的國際競爭力、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變也起著舉足輕重的決定性作用。客觀科學(xué)地評價其創(chuàng)新能力，對于產(chǎn)業(yè)定位自身的創(chuàng)新狀態(tài)，培養(yǎng)和增強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，推進產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與高效快速發(fā)展，具有特別重要的意義。本文借助最直接、最重要的客觀數(shù)據(jù)對武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力進行分析；在此基礎(chǔ)上，對技術(shù)創(chuàng)新能力提升過程中存在的問題進行分析，并提出相關(guān)的對策建議。
一、技術(shù)創(chuàng)新能力現(xiàn)狀分析
光電子信息產(chǎn)業(yè)作為新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是以知識為基礎(chǔ)的知識經(jīng)濟，其創(chuàng)新能力的關(guān)鍵是對知識的掌握與創(chuàng)新，而衡量知識創(chuàng)新的標志只有知識產(chǎn)權(quán)。知識產(chǎn)權(quán)包括很多類，如專利權(quán)、著作權(quán)、商標權(quán)、技術(shù)標準等。對于一個以知識為基礎(chǔ)的創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)，專利才是最有價值的知識產(chǎn)權(quán)。盡管不同產(chǎn)業(yè)、不同地區(qū)、不同時期的專利傾向有所不同，并且不是所有發(fā)明與創(chuàng)新都可申請或獲得專利；同時專利質(zhì)量不同，帶來的經(jīng)濟效益也可能有天壤之別。但和創(chuàng)新關(guān)系最密切、最客觀的指標仍然是專利，同時專利數(shù)據(jù)依法生成、公開透明，且分類體系國際統(tǒng)一。因此，用專利數(shù)量及增長率來評價光電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，有較高的科學(xué)性和客觀性。
本文專利統(tǒng)計截止到2011年10月，且2011年度數(shù)據(jù)為不統(tǒng)計，在這里僅供參考，不作為評價的有效數(shù)據(jù)。武漢市專利總量由2005年的3140件增加到2010年10533件，每年都以大于20%的速度遞增，說明武漢市整體的創(chuàng)新意識與能力得到不斷地增強與提升。其中實用新型專利保持了46%以上的較高比例，外觀設(shè)計專利也占有近20%的比例，且一直處于上升的趨勢，而科技含量和技術(shù)創(chuàng)新水平較高的發(fā)明專利所占比例基本保持在35%左右。反映出高水平的創(chuàng)新活動與建設(shè)創(chuàng)新型城市的要求還有較大的距離，還需要更加得力的措施培育城市區(qū)域的創(chuàng)新能力。
對不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的專利對比分析可以知道，基礎(chǔ)、信息、機械電力與化工材料各領(lǐng)域從數(shù)量上所占比例分別保持在2.2~3.1%、10~11.8%、39.5~46.3%與42~45.6%之間（如圖1所示）。信息領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量雖然不高，但所含發(fā)明專利的比例較高，分別在56~60.8%之間（如圖2所示）。從專利的增長速度看，近兩年基礎(chǔ)領(lǐng)域的專利數(shù)量沒有太大的增長，而信息領(lǐng)域的專利數(shù)量確以32.7%的速度增長，大大超過了機械電力（11.95%）與化工材料（10.5%）等領(lǐng)域的增長速度。特別是發(fā)明專利，在其它領(lǐng)域出現(xiàn)負增長的情況下，信息領(lǐng)域卻以25.4%的速度在增長。武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利數(shù)量的增加、相對增長速度的加大，說明其創(chuàng)新效果明顯、步伐加快，其技術(shù)創(chuàng)新能力較其它產(chǎn)業(yè)明顯得到加強與提升。
從國內(nèi)企業(yè)上看，武漢市光電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)烽火通信、長飛光纖與同是中國電子信息百強企業(yè)的深圳華為相比較，在專利數(shù)量上差距較大（如表1所示）。從年度增長情況看，武漢長飛光纖除2009年度有57%增長外，其它年度都沒有太大的變化，但武漢烽火通信一直在不斷地增長，其發(fā)明專利的平均增長速度在34.8%，個別年度達到78%，而深圳華為卻存在比較明顯的下降趨勢。說明武漢光電子企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新規(guī)模和強度與國內(nèi)同行還有較大差距，但技術(shù)創(chuàng)新能力正處于上升階段。將這些企業(yè)與美國蘋果公司相比，不僅在專利數(shù)量上差距較大，在年度增長率上更是無法相比。蘋果公司在2009到2010年度不僅沒受到國際金融危機的影響，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的強度和能力反而得以加強，專利增長率分別保持在55.4%和94.8%。所以，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新規(guī)模與能力雖然同國內(nèi)外相比還有較大的差距，但創(chuàng)新能力的增強勢頭在國內(nèi)處于經(jīng)驗豐富地位。
二、存在的問題分析
首先是產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力差別較大，阻礙了整個產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的提升。有科研院所作支撐的企業(yè)，科技人才總量豐富，而且技術(shù)積累與儲備量大，發(fā)明專利增長較快，技術(shù)創(chuàng)新能力較強。而許多引進的高新技術(shù)企業(yè)，雖然資金投入大、設(shè)備硬件設(shè)施先進，但沒有任何專利；企業(yè)重“引進”，忽視“消化吸收再創(chuàng)新”，技術(shù)創(chuàng)新能力較弱。
其次是產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新各自為陣，技術(shù)創(chuàng)新相互支撐與集成創(chuàng)新能力較差。武漢光谷通過近十年的建設(shè)，形成了以光通信、移動通信為主導(dǎo)，激光、光電顯示、光伏及半導(dǎo)體照明、消費電子、集成電路、地球空間信息等競相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)中光纖光纜的生產(chǎn)規(guī)模居全球及時，國際市場占有率達到15%；光電器件國際市場占有率達到12%。但這些經(jīng)濟上的成功，并沒從根本上改變武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)社會、自我創(chuàng)新發(fā)展的方式。世界上最快的信息網(wǎng)絡(luò)并不在武漢，武漢地區(qū)也沒能建成世界以光通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代高速通信示范區(qū)，用以引領(lǐng)和推動光電子信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和變革。
是基礎(chǔ)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等支撐領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新能力較弱，嚴重制約著光電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的進一步提升。基礎(chǔ)領(lǐng)域發(fā)明專利雖然較高，但數(shù)量有限。沒有基礎(chǔ)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)明專利在量上的積累，就不能真正保障將基礎(chǔ)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力。武漢機械電力與化工材料等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量雖然在不斷的增加，但發(fā)明專利有逐年下降的趨勢，以致傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新能力較弱。
三、相關(guān)的對策建議
及時、大力倡導(dǎo)與發(fā)展先進文化建設(shè)，通過體現(xiàn)社會主義核心價值的文化需求去激勵產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，也只有代表先進文化發(fā)展方向的需求，才能激勵產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新沿著正確的方向發(fā)展。加強產(chǎn)業(yè)自身的創(chuàng)新文化建設(shè)，把創(chuàng)新文化作為產(chǎn)業(yè)核心競爭力的重要支柱和手段來運用，并有意識地塑造產(chǎn)業(yè)共同擁有的創(chuàng)新文化氛圍，共同培育產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。
第二、圍繞國家重大需求提煉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重大科技問題和策劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，完善由產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)、結(jié)合武漢高校與科研院所的特色、發(fā)揮多學(xué)科綜合優(yōu)勢、集中力量開展重大科技創(chuàng)新活動的組織機制，凝聚國內(nèi)外創(chuàng)新資源加快促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力提升。
第三、加強集成創(chuàng)新和引進技術(shù)消化再創(chuàng)新。要站在全人類文明基點上，加大消化吸收再創(chuàng)新的力度。特別是針對產(chǎn)業(yè)鏈上的薄弱環(huán)節(jié)，要堅持以我為主，通過實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成創(chuàng)新，避免產(chǎn)業(yè)鏈中的“木桶效應(yīng)”阻礙整個產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的提升。
第四、加強基礎(chǔ)與共性技術(shù)的創(chuàng)新。基礎(chǔ)領(lǐng)域創(chuàng)新能力的加強與提升，會催生一系列前所未有、與眾不同的原始創(chuàng)新。原始性創(chuàng)新在原理、技術(shù)、方法等某個或多個方面實現(xiàn)突破性的變革，將在對科技自身發(fā)展產(chǎn)生重大牽引作用同時，必將對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)形態(tài)產(chǎn)生重大影響與變革。
光電子論文:光電子信息產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展現(xiàn)狀及特點分析
內(nèi)容摘要：本文主要從武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模、產(chǎn)業(yè)效益水平、產(chǎn)業(yè)市場占有率、產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境這四個方面來分析武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并將其集群發(fā)展特點與日本光電子產(chǎn)業(yè)進行比較分析，提出促進武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的對策建議。
關(guān)鍵詞：光電子信息產(chǎn)業(yè) 武漢光谷 產(chǎn)業(yè)集群 發(fā)展現(xiàn)狀
光電子信息產(chǎn)業(yè)作為武漢市的四大產(chǎn)業(yè)之一，也是湖北省的重要產(chǎn)業(yè)支柱。自2001年由國家科技部、發(fā)改委批準在武漢建設(shè)及時個國家光電子產(chǎn)業(yè)化基地以來，“武漢?中國光谷”發(fā)展迅速，已經(jīng)成為我國在光電子信息領(lǐng)域參與國際競爭的標志性品牌。據(jù)東湖高新區(qū)管委會通報，2010年武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)總收入1144.88億元，成為該區(qū)首個突破千億元的產(chǎn)業(yè)，這也是繼汽車之后武漢第二個千億產(chǎn)業(yè)。
作為國家批準建設(shè)的首個光電子產(chǎn)業(yè)基地和的國家地球空間信息產(chǎn)業(yè)化基地，東湖高新區(qū)已在國際競爭中取得了一定話語權(quán)。2010年，其光纖光纜生產(chǎn)規(guī)模已達到全球及時。通過建設(shè)國家自主創(chuàng)新示范區(qū)，到2013年，武漢東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過五千億元人民幣，將成為中國科學(xué)發(fā)展的試驗區(qū)、先進產(chǎn)業(yè)的集聚區(qū)、自主創(chuàng)新的示范區(qū)和改革開放的先行區(qū)，成為中國重要的綜合性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地。光電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將深刻改變國家的社會經(jīng)濟面貌，提高國家的綜合國力，成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平和綜合國力的重要標志之一。
“武漢?中國光谷”光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
（一）發(fā)展規(guī)模與產(chǎn)業(yè)效益水平
2009年，東湖高新區(qū)繼續(xù)保持以光電子信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)格局。光電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)收入835.6億元，同比增長27.3%，占總收入的37.72%，與其他產(chǎn)業(yè)相比其增長的速度最快。與此同時，光電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量也在逐年增長（見表1）。產(chǎn)業(yè)效益水平。東湖高新區(qū)2009年光電子信息產(chǎn)業(yè)總收入超過了八百億元，凈利潤超過了五百億元，具體經(jīng)濟指標如表2所示。
（二）市場占有率
全球光電子產(chǎn)業(yè)始于20世紀70年代，在90年代獲得了高速增長。由于在全球范圍內(nèi)的競爭十分激烈，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)果斷積極地參與全球光電子上游產(chǎn)業(yè)鏈的分工，不斷擴大自己主導(dǎo)產(chǎn)品的市場份額。如今，“武漢?中國光谷”已發(fā)展成為中國較大的光纖光纜制造基地、中國光通信領(lǐng)域?qū)嵙ψ顝姷目蒲虚_發(fā)基地和中國較大的IC卡網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生產(chǎn)基地和較大的激光設(shè)備生產(chǎn)基地，武漢光電子產(chǎn)業(yè)中龍頭企業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模也已經(jīng)達到世界先進的行列。
2007年，“武漢?中國光谷”全年生產(chǎn)光纖1200萬公里、光纜300萬芯公里，占有50%的國內(nèi)市場，國際市場占有率也達到了12%， 在光電器件方面國內(nèi)市場排名及時。 2009年，其光纖光纜國際市場占有率達到25%，光電器件國際市場占有率達到6%，并成功封裝出目前世界上較大功率的人工光源。2010年，其光纖光纜生產(chǎn)規(guī)模全球及時；光電器件國內(nèi)市場占有率達到60%，國際市場占有率達到12%；激光產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率一直保持在50%左右。
（三）發(fā)展環(huán)境
人力資源。“武漢?中國光谷”是國家及省市重點項目，規(guī)劃面積224平方公里，已建成約90平方公里。區(qū)內(nèi)集聚了各類高等院校42所、56個部級科研院所、700 多個技術(shù)開發(fā)機構(gòu)、20多萬各類專業(yè)技術(shù)人員和70多萬在校大學(xué)生、51名兩院院士。光電子信息技術(shù)是以尖端科技知識為基礎(chǔ)的，而大學(xué)和科研機構(gòu)正好能夠為光電子信息產(chǎn)業(yè)提供高水平知識型人才和高水平管理型人才。“武漢?中國光谷”依靠大學(xué)及科研機構(gòu)為其提供了強大的人才優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢。
政策環(huán)境。在“武漢?中國光谷”建立之初，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)就得到了政府的大力支持。湖北省政府及武漢市政府在大力提倡自主創(chuàng)新的同時，還在產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的許多方面都制定了激勵性的政策。由于政府給予了極大的優(yōu)惠，使得武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，大大增強了其國際競爭力。如今，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，初步形成了專業(yè)門類基本齊全、技術(shù)力量相對雄厚、產(chǎn)業(yè)特色較突出的產(chǎn)業(yè)體系，已成為全省國民經(jīng)濟新的增長點。
武漢與日本光電子信息產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展特點比較
（一）武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展特點
積極與國外企業(yè)合作，整合國際資源。與其它產(chǎn)業(yè)集群相比，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的較大特點在于其非常重視國際化的發(fā)展，力爭站在國際光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最前沿。武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)積極整合國際資源，在為自己拓寬了融資渠道的同時，還不斷引進國際先進技術(shù)。
“武漢?中國光谷”在集群形成中，努力吸引一大批國內(nèi)外高科技企業(yè)、跨國公司、國際化人才的入駐。武漢光電子企業(yè)還非常重視國際化戰(zhàn)略，烽火通信、華工科技、楚天激光等大步走向國際市場，在國外設(shè)立研發(fā)和市場機構(gòu)，以便引進國外的先進技術(shù)。一些國際知名企業(yè)也紛紛到武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)集群進行考察了解和項目合作，在科技研發(fā)和資金籌措方面給予了極大的支持。
堅持自主創(chuàng)新，打造光電子產(chǎn)業(yè)核心競爭力。武漢光電子產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中，除了與國外的企業(yè)合作外，堅持實施自主創(chuàng)新的策略也是一大特點。自主創(chuàng)新構(gòu)建了武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，使區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了很大一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，并聚集了一些擁有自主創(chuàng)新能力的企業(yè)。2009年，整個東湖高新區(qū)申請專利4121項，其中發(fā)明專利1751多項，當年擁有發(fā)明專利1787項。
（二）日本光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點
政府重視基礎(chǔ)建設(shè)。光電子產(chǎn)業(yè)在全球剛剛興起時，日本就非常重視其基礎(chǔ)建設(shè)。日本企業(yè)抓住了光電子產(chǎn)業(yè)前期產(chǎn)品量小、技術(shù)含量高的特點，還專門制定了科技經(jīng)驗豐富戰(zhàn)略。日本政府不但為加強基礎(chǔ)研究而投入了大量資金，還在企業(yè)稅收等方面提供了一系列優(yōu)惠政策，給光電子產(chǎn)業(yè)帶來了直接和間接的支持。正是由于日本政府在早期對光電子基礎(chǔ)建設(shè)的大力支持，讓其抓住了光電子產(chǎn)業(yè)前期產(chǎn)品批量小、技術(shù)含量高的特點，才使得其光電子產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，并且給光電子產(chǎn)業(yè)的啟動發(fā)揮了強有力的示范效應(yīng)。
采用從引進模仿到自主創(chuàng)新的技術(shù)路線。近幾年來，日本光電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了很大的規(guī)模，其光電子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長也越來越依賴于新技術(shù)的自主開發(fā)與研究。由于日本在技術(shù)領(lǐng)域加強了應(yīng)用基礎(chǔ)的研究，很輕松地就將引進模仿提升到了自主創(chuàng)新的高度。日本光電子產(chǎn)業(yè)以模仿創(chuàng)新為主，再借助其后發(fā)優(yōu)勢與其他發(fā)達國家展開競爭，使其在國際上一直保持著光電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)的經(jīng)驗豐富地位，并且日本嚴格控制技術(shù)出口，進一步確保了其壟斷地位。
促進武漢光電子產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的建議
（一）加強基礎(chǔ)研究
首先，政府要制訂發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃和武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)的資源狀況，進行科學(xué)合理的規(guī)劃，集中力量，從光電產(chǎn)業(yè)某些重點領(lǐng)域突破帶動更多領(lǐng)域的突破，實施戰(zhàn)略布局。例如在光通信領(lǐng)域中，由于武漢是中國光纖通信頂尖技術(shù)和規(guī)模化生產(chǎn)的代表，但在光電子的信息化應(yīng)用領(lǐng)域，不僅用光電子產(chǎn)品解決人和人之間的通信，還要用光電子產(chǎn)品解決人和機器的通信、機器和機器的通信，即與國家“十二五”重大項目目標一致；要組織力量研究，突破制約光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，提高自主開發(fā)能力和整體技術(shù)水平；要完善國家光電實驗室的運行機制，規(guī)范實驗室的運行管理，有效保障實驗室的開放運行，努力把武漢國家光電實驗室建設(shè)成為具有世界影響的光電研究機構(gòu)，力爭取得一批具有世界影響的重大成果，為光電子技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新、重大原始創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。
其次，開展光電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵在人才。政府可以在激勵制度建設(shè)上大膽創(chuàng)新，吸引國內(nèi)外光電子技術(shù)領(lǐng)域的高層次人才，提高武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)研究水平。
（二）完善自主創(chuàng)新激勵機制
在制定自主創(chuàng)新機制中對技術(shù)研發(fā)人員的激勵制度尤為關(guān)鍵。對人力資本最有效的激勵就是讓他們分享企業(yè)的成功，而分享企業(yè)成功的方式包括給予人力資本經(jīng)濟性激勵和非經(jīng)濟性激勵。
經(jīng)濟性激勵由兩部分組成：一部分是基薪、津貼和福利等相對固定收入，這些通常是與技術(shù)研發(fā)人員個人的工作績效相關(guān)的，成為研發(fā)人員正常工作的基本保障；另一部分則是股權(quán)等非固定的風險收入，這些經(jīng)濟性激勵則是與整個企業(yè)的經(jīng)營狀況相關(guān)，是由企業(yè)成功所提供的一種激勵。
二者的主要區(qū)別是在股權(quán)等非固定的風險收入部分，這是拉大技術(shù)研發(fā)人員之間報酬差距的最主要的因素，成為最有效的經(jīng)濟性激勵手段。此外，建議政府要制定有力的財政、稅收支持政策，對企業(yè)R&D投入除采取一般的財政、稅收支持外，還可以給予具體的研發(fā)項目支持，鼓勵企業(yè)逐步增加研究開發(fā)費用，掌握高新技術(shù)的核心技術(shù)。
（三）加強對知識產(chǎn)權(quán)的重視和保護
知識產(chǎn)權(quán)是光電子信息產(chǎn)業(yè)的核心競爭力之一，但在自主知識產(chǎn)權(quán)方面，中國和國外的差距較大。很多企業(yè)對于在如何利用知識產(chǎn)權(quán)幫助企業(yè)發(fā)展方面，認識比較模糊，執(zhí)行中缺乏系統(tǒng)、清晰地規(guī)劃，對知識產(chǎn)權(quán)保護大多停留在企業(yè)商標、專利技術(shù)的層面，對于研發(fā)過程中的產(chǎn)權(quán)保護、產(chǎn)權(quán)利用方面的工作則尚待完善。因此，在企業(yè)創(chuàng)新活動中，要高度重視自己知識產(chǎn)權(quán)和專利工作，要高度重視知識產(chǎn)權(quán)的保護管理。隨著進一步的開放，今后中國企業(yè)將面臨著更多紛繁復(fù)雜的知識產(chǎn)權(quán)糾紛，必須抓緊建立完整的知識產(chǎn)權(quán)體系，重視專利工作，建立專利信息中心，對與本企業(yè)產(chǎn)品相關(guān)的專利進行分類管理。要教育員工樹立知識產(chǎn)權(quán)保護意識，推動企業(yè)實施知識產(chǎn)權(quán)保護工作。
（四）建立融資服務(wù)平臺
武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著企業(yè)融資成本高，并且融資渠道少的問題。可以建立以政府為主導(dǎo)的光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，同時探討吸引民營資本進入產(chǎn)業(yè)基金的運作方式。首先，通過產(chǎn)業(yè)基金可以推進光電子信息技術(shù)核心領(lǐng)域和前瞻性技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展、扶植行業(yè)骨干企業(yè)成長，并通過政府背景的產(chǎn)業(yè)基金引導(dǎo)光電子領(lǐng)域風險投資的發(fā)展。其次，還要制定一系列財政支持、稅收優(yōu)惠的政策法規(guī)，鼓勵并建立科技型中小企業(yè)信用擔保體系，解決中小企業(yè)融資難的問題，如政府為科技型中小企業(yè)信息擔保機構(gòu)拓寬資金籌措渠道、對科技型中小企業(yè)信用擔保機構(gòu)實行免征營業(yè)稅和所得稅的優(yōu)惠政策等。只有形成了通暢的投入渠道，才能促進資本市場與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有機融合。
