光电电子技术范例(3篇)

光电电子技术范文

关键词：光电子技术；技术应用；发展态势

前言

光电子技术是一项非常复杂的技术，其涉及的学科领域非常多，如电子学、光学、光电子学、计算机学等。光电子技术作为当代科技的重要内容之一，其在社会信息化过程中发挥着举足轻重的作用。光电子技术作为推动社会向前发展的力量，其存在意义重大，值得各国投入大量的资本进行研究。伴随着光电子技术应用的广泛化，国内外学者都加大了对光电子技术的研究，推动着光电子技术的不断创新与发展。加强光电子技术的应用，对于促进社会经济的发展有着非常重大的影响。

1光电子技术的发展概述

光电子技术是由光子技术和电子技术相结合而成的新技术，是信息技术中的一个重要的硬件设备，是未来信息产业的核心技术。

1.1国外光电子技术的发展

由于国外技术水平相对较高，因此国外光电子技术发展的较为成熟。目前，国外光电子技术发展较为迅速的地区主要集中在北美和欧洲[1]。欧洲地区以德国为首也已经加大了对光电子技术的研究，积累了一定的研究理论，取得了重大的研究成果。日本作为亚洲地区的发达国家，其经济水平较高，对于新技术的发展具有一定的前瞻性，在光电子技术方面也取得了一定的成绩。通过对国外光电子技术的应用情况分析发现，国外光电子技术主要应用在了信息光电子技术上。随着光纤通讯网的开发与完善，目前信息光电子技术已经得到了迅速的发展，促进了国外一些国家通信传输量和通讯速度的提高，加速了国外信息产业的发展。

1.2国内光电子技术的发展

尽管我国的科学技术与发达国家相比较有一定的差距，但是随着近几年我国经济的不断发展，我国的光电子技术水平也得到了很大的提高。随着我国对光电子技术研究与应用力度的不断加大，目前我国形成了几大光电子技术发展较为领先的地区：京津地区、长三角地区、珠三角地区和华中地区[2]。由于每个地区发展速度及方向的不同，其依托的企业各具特色。以京津地区为例，其在发展光电子技术上主要以北京的高校、研究所为主要研究主体，以企业的应用为发展动力，在半导体激光器、光学仪器方面都有着较为深入的研究，并且取得了一定的成绩。

2光电子技术的实际应用

2.1信息领域

二十一世纪已经进入到计算机时代，网络应用逐渐普及化，渗透到社会生活的各个领域，如教学领域、医学领域、商业领域等。网络应用在社会中发挥着越来越重要的作用，因此高容量和高速度成为人们对网络提出的新的时代要求。传统的电子技术已经无法满足新时代对网络提出的要求，如何对网络技术进行革新成为新的社会问题。光电子技术的应用，恰好以光子的快速性提高了网络信息的传输速度，解决了人们对于网络信息的要求。随着光存储密度的不断提高，光电子技术在信息领域的应用程度得以加大，并且已经取得了一定的应用效果。

2.2能源领域

随着各国工业化进程的加快，对于能源的需求越来越大，随着不可再生能源储备的不断减少，对于新能源的开发成为人类研究的重大课题之一。高效、清洁的能源成为社会发展的宠儿，因此如何对高效、清洁能源进行开发成为研究的重点。太阳能作为一种新型的能源，受到各国的高度关注。在开发太阳能的过程中，光电子技术的应用能够提高太阳能再向电能转化的过程中的效率和稳定性，因此受到人们的广泛关注。为了促进太阳能的开发，目前众多国家纷纷制定了光伏技术发展计划，加大光电子技术在能源领域的应用。

2.3军事领域

随着军事武器的不断现代化，光电子技术在军事领域中同样具有很大的发展空间。目前光电子技术在军事领域主要应用在提高国防反应能力和准确攻击能力方面，一些发达国家针对激光制导武器已经展开了大量的研究，另外各国针对光电子技术在军事单兵作战武器中的应用也加大了力度[3]。随着光电子技术的不断发展，该项技术已经发展成为军事领域的核心技术。对于激光聚变在军事领域应用的研究，在未来将成为拥有重大价值的军事能源。

3光电子技术的发展前景

从光电子技术的发展状态和应用情况来看，光电子技术拥有很大的发展空间。近几年，随着激光技术的发展与应用，使得光电子技术在多个领域的发展速度得以加快，促进了光电子产业的发展。随着光纤网络在国内的不断发展与应用，光电子技术在信息领域的应用程度得以加深。伴随着光电子技术的不断发展，光电子技术将包含更多的内容。随着研究学者对光电子技术的不断研究，在光电子技术研究领域已经出现了很多新的发展趋势和研究热点。

3.1各种新型激光器的研究

光电子技术的核心是激光器，正是激光器的产生和发展促进了光电子学的兴起与发展。随着激光器的不断创新，为光电子学和光电子技术的发展注入了新的发展动力。随着半导体激光器在各领域的广泛应用，使其技术呈现出高速增长的趋势。正是由于半导体激光器的发展，才促进了其他各种类型激光器的发展。

3.2生物医学中的光电子技术

随着生命科学在科技领域的发展，为光电子技术的应用提供了新的空间。目前，生物医学中的光电子技术研究的主要内容包括两个方面：一是生物系统中产生的光子及其反映的生命过程，以及这种光子在生物学研究、医学诊断、农业、环境、甚至食品品质检查方面的重要应用，利用光电子技术对生物系统进行检测、治疗、加工与改造等。二是医学光电子学基础和技术，包括组织光学、医学光谱技术、医学成像技术、新颖的激光诊断和激光医疗技术及其作用机理的研究[4]。

3.3有机聚合物光电子材料的研究

随着材料科学的发展，有机聚合物材料作为一种新型的材料发展越来越成熟，聚合物光电子学逐渐被人们所认识和重视。为了对聚合物光电子学有更进一步的认识，人们开展了聚合物超快全光开关的研究，并取得了一定进展。聚合物电光调制器在CATV、高比特网络、相阵列系统和计算机平行互联等方面的研究也取得了很大的进展[5]。聚合物光电子材料的应用前景十分诱人。

光电电子技术范文篇2

关键词：光电子技术基础；理论教学；实验教学；

一、引言

2013年安庆师范学院物理与电气工程学院为适应学校筹建多科性大学的需要，开设了光电信息科学与技术专业。针对光电专业特点，安庆师范学院在2015年新开设了光电子技术基础课程。光电子技术是研究光与物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，主要应用于信息领域包括光通信系统、光纤传感、光电显示以及光存储，医疗，生物科学，激光加工和军事等领域。我国已经形成了发展潜力巨大的光电子产业，掌握光电子技术有助于提升光电专业学生的专业素质和就业竞争力。针对课程特点，我们对该课程的理论课教学做了初步的研究并根据课程特点开设了配套实验课，取得了良好的教学效果。

二、理论教学

第一，课程设置。根据学校对专业的定位，为了能够培养出社会应用型人才，我们选择安毓英主编的《光电子技术》作为主要参考教材，主要介绍光电子领域中光源、光辐射的传播、光束的调制和光探测等关键技术的基本原理和应用实例。针对课程特点重点介绍光电子技术的实际应用，有必要跟踪反映国内外的一些新技术和新设备的动态，充分拓展学生的视野和知识面[1]。对于基础原理的把握需要学生学习一些先修课程，包括激光原理与技术、电磁场与电磁波、半导体物理学以及物理光学等。有了这些基础知识储备，在教学过程中可以将更多的课时放在光电子器件及其发展的介绍上，通过这一门课程的学习真正培养学生的职业能力和专业素质。

第二，教学方法多样性。我们在教学中采取多种教学方法并存的教学模式。结合传统板书教学，充分利用多媒体教学的优势[2]。首先，内容引入。在每一章内容的开始，通过剪辑一段与章节内容相关的视频或者图片集播放展示，用比较直观的方式让学生了解接下来这一章他们将要学习的内容，给学生留下思考题，让他们带着问题开始接下来的学习，激发学生的学习兴趣。其次，建立联系。根据“光电子技术基础”课程偏应用型的特点，通过联想法将课本学习内容与现实生活联系起来，使教学内容深入浅出。比如介绍光通信系统，就可以联想到学生常用的手机，通过介绍手机实现通话的过程：包括信号调制、信号传输、信号接收和信号解调等，涵盖了光电子技术在通信领域应用的多个模块；在讲光敏电阻时可以联系城市里根据亮度自动开关的路灯。通过这些生活中的实例，激发学生的求知欲。最后，反转课堂。加强学生的课堂互动，开设学生讲堂。将学生分成若干小组，3-5人一组。老师讲授基本原理后，布置课后任务，每组分别就一个课题准备10分钟左右的PPT。每一次课最后留15分钟时间让学生展示他们搜集到的资料以及对学习内容的理解。并采取学生互评和老师评价相结合的模式打分，成绩计入平时成绩。

三、配套实验教学

第一，基础实验。针对课程特点，我们引入了配套实验，使所学理论知识与实验有机结合，提高教学效果[3]。光电子技术基础课程教学中，关于光调制和光探测技术的内容介绍了多种调制原理以及探测器件，在学习完相关理论知识后，我们开设相应的配套实验课程。包括电光调制、声光调制和磁光调制的原理演示实验。以及包含多种探测原件的光电探测器特性测试实验平台，该平台涉及的光电探测器包括光敏电阻、光电二极管、APD光电二极管、PIN光电二极管、光电三级管、硅光电池等，涵盖了几乎所有类型的光电探测器。学生可以测试这些探测器的短路电流、开路电压、伏安特性、光电特性、频率响应特性、光谱特性和灵敏度等相关特性，并综合对比不同类别的探测器性能，帮助学生理解如何根据不同场合选用不同的探测器。理论与实验的结合使学生既可以根据所学原理知识自己动手做实验增强动手能力，又可以通过观察实验现象对所学理论知识有更直观的理解，加深对基本原理的掌握。

第二，创新实验。除了传统的验证式本科实验教学，我院还引进了光电技术创新实训平台。提供多种光电器件的应用模块、设计模块、各种数字表头以及设计中所需要的电子元器件，并配备有各种电源接口。学生可以根据提供的实验模块开展各种实验，充分展示自己的创新思维，将所掌握的光电器件真正应用到实际生活中。包括光敏电阻光控开关、热释电报警器和硅光电池光照度计等二十余种光电仪器的设计，都可以通过该实训平成。通过实验教学，极大地提高了学生的动手能力及创新意识，为社会培养出具备实际应用能力的高素质人才，最终达到服务社会的目的。

四、考核方式

根据课程安排特点，学生的最终考核成绩以平时成绩、实验成绩和期末考试成绩相结合。其中，平时成绩占20%（包括考勤、作业和学生讲堂），考试卷面成绩占50%，实验成绩占30%，综合考察学生的学习态度、自学能力、接受新知识的能力和实验创新能力。通过实际教学验证，这种理论与实验相结合的教学方式取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]罗敏.“光电子技术基础原理”教学方法探讨[J].求知导刊2014(10)

[2]于雪莲，顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛2009(9)

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引言

光纤通信技术的车载电子通信在实际应用中想要拥有良好的性能，就需要具有较为完善的安全技术，让车载电子通信真正将其作用发挥出来，增加通信系统科学性管理。

1车载电子通信系统定义

车载电子通信系统是在交通技术及传感技术作为基础构成的，在实际应用中主要通过无线通信形式完成。车辆中安装车载电子通信系统能够将让驾驶人员在实际驾驶过程中进行信息智能化及及时性传递。车载电子通信技术在实际应用中能够让驾驶人员对于路况上的实际情况全面了解，增加驾驶人员在车辆驾驶中的安全性能。车载电子通信系统在实际应用中需要信息网络环境作为载体，驾驶人员能够在驾驶中将信息资源及时性共享，降低车辆安全事故。车辆驾驶人员在没有应用车载电子通信技术以前，在实际驾驶中具有较大的安全隐患，造成交通事故较多，对于整个城市交通安全都有着严重性影响。车载电子通信技术能够在车辆驾驶过程中将通信要求进行满足，驾驶人员在有通信要求时仅仅按一个按键就可以完成通信要求，增加了车辆驾驶中的安全性能。

2车载电子通信安全的重要性

车载电子通信在实际应用中必须具有良好的安全性能，在能够保证驾驶人员在实际驾驶中拥有高水平的数据安全要求，对于数据安全进行保证。现阶段，我国车辆中的车载电子通信主要就是对于道路情况进行监控，驾驶人员对于车辆驾驶周围的情况全面了解，保证车辆在实际驾驶中能够拥有良好的通信环境。车载电子通信想要将驾驶人员对于通信要求全部满足，就需要能够将数据及时性传输并且能够对于数据信息较为精准表现，传输中的数据传输中能够对于外界环境中的干扰具有较强的抵抗能力，保证驾驶人员在传输信息过程中不会保证信息内容的泄漏。因此，车载电子通信在实际信息传输中需要对于信息内容进行加密处理，这样在能够保证驾驶人员的传输的信息不变篡改，增加的数据的稳定性。车载电子通信中对于信息内容的完整性也有一定要求，安全技术对于车载电子通信信息的完整性进行保障。

3车载电子通信安全需求

车载电子通信想要在车辆内广泛使用，就需要保证驾驶人员在通信中对于信息安全、安全性能的权威性、信息内容完整性、便捷性进行保证。车载电子通信在实际应用中能够对于车辆驾驶中的路况实际情况全天候及时性监控，积极调整车辆驾驶状况，满足人们能够在车辆驾驶中办公的要求，这种就需要车载电子通信在实际应用中能够有较高的稳定性能。车载电子通信在实际应用中需要对于驾驶人员的身份进行验证，防治驾驶人员在信息传递中出现信息篡改的情况，车辆中的信息内容也不会被第三方所侵入。车载电子通信在实际应用中还需要具有一定的特殊性，例如车辆在驾驶中出现交通事故后，车载电子通信还能够保证稳定安全运行。车载电子通信在实际运行中通常都是通过数字形式传输，这就需要对于数字网络环境进行安全性能保护，防治车辆中的信息被复制。

4光纤通信技术

高速公路信息传输中最核心的技术就是光纤通信技术，对于高速公路信息中整个流程具有重要作用。光纤通信技术在实际应用中需要涉及发的范围广泛，因此光线通信系统是一个十分繁琐的系统，在实际运行中需要将多个模块进行协调性使用。现阶段，光纤通信技术主要从通信系统使用的光纤及特种光纤两个方面研究。光线通信技术在实际应用中具有低消耗等优势，因此对于高速公路信息系统能够带来较为良好的经济利益。

5光纤通信技术在车载电子通信安全技术中的应用

5.1车载电子通信安全协议

车载电子通信系统的安全协议是较为容易受到攻击的环节。安全协议所受到的攻击主要来自于路由链路。车载电子通信系统无线链路的一个特点就是具有较高的开放性，导致通信过程极其容易受到其他节点的窃听，且这种行为还很难被检测出来。除此之外，路由链路的攻击还会造成安全协议的失效、链路被篡改等。为了有效应对链路攻击。SAODV是利用数字签名来进行信息的安全验证。在这种验证方式下，其他节点是无法对信息进行篡改的，从而起到了防止链路攻击的作用。能够更好地提高节点身份的可靠性以及链路信息的完整性和可靠性，实现信息传输端和接收端身份的同步验证，从而防止恶意节点的入侵。SRP协议则是通过共享密钥和安全链接的方式来防止链路的攻击。SRP协议通过对节点的身份进行一一验证来确保节点身份的可靠性，从而防止恶意节点对服务器的攻击。

5.2车载电子通信密钥管理安全技术

在车载电子通信系统的安全保护中，加密技术也是最有效和最常用的手段之一。车载电子通信系统研制出特有的密钥管理方式，分别是局部分布式认证、完全分布式认证和自发认证三种方式。局部分布式采用的是公钥加密方式，再使用共享算法的形式进行密钥分配，从而确保每一个节点都能获得相应的安全证书，最终再组合成一个完善的证书。这些证书还能进行定期更新，从而确保证书始终具有较好的可靠性和有效性。但是，这种密钥管理方式也存在自身的缺陷，就是没有证书的撤销机制，且对证书的同步性有较高的要求。一旦处于离线状态，公钥的管理效果就会下降，实用性并不强。完全分布式认证也使用了密钥共享机制，但是不局限于特殊节点，而是将密钥在所有节点中进行平均分配。因此，即使处于离线状态下，管理的效果也有较好的保障。缺陷则在于密钥的初始化和更新过程较为复杂，耗时也较长。自发式认证改变授权中心认证这一流程，而是直接由节点认证，从而提高系统工作的效率和灵活性，大大提高了安全性。

5.3车载电子通信入侵检测安全技术

入侵检测技术是对上述安全保护技术的补充。它主要是对数据进行检测、分析，一旦发现数据存在不符合安全策略的现象，就能启动安全保护机制，对通信系统进行实时保护。车载电子通信的数据收集和传输都仅限于在无线通信环境下进行，因此对入侵行为的检测就仅仅局限在局部和本地检测，而无法对系统的异常状况进行深入检测，特别是在系统入侵和系统故障的分辨上还存在着较大缺陷。

6加强车载电子通信安全的措施

6.1完善车载电子通信系统的安全机制，加大科技创新力度

要建立更加完善的车载电子通信系统，就需要有良好的科技创新水平作为支撑，才能研发出更加优良、更具推广性的安全保护机制。同时，还要不断加强对软件的开发力度，加大对资金的投入。

6.2做好车载电子通信系统数据资料保密工作

车载电子通信系统通过一定的软件和硬件设备，实现车辆在行车过程中的无线通信。车载无线通信系统的应用能够为驾驶员提供实时的路况和车辆信息，以及车辆周边的环境情况，实现车辆之间的信息共享，提高城市的交通状况和行车的安全性。在这一过程中，数据的安全性起到了重要作用。要确保系统的功能得到有效实行，就要做好数据的保密工作。良好的数据保密工作可以确保信息的安全性、可靠性，更好、更及时地披露信息。