光电科学技术(6篇)

光电科学技术篇1

[关键词]计算机；科学；技术；发展

中图分类号：TP3-4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）18-0240-01

一、计算机科学技术的发展历史

1946年美国宾尼法尼亚大学和科研机构共同研制出ENIAC计算机，是世界上第一台电子计算机，标志着全球进入计算机时代。它由1.8万个电子管组成，体积和重量较大，计算机运算速度为五千次每秒，运算成本较高，以通信技术、核物理电子计数计数、雷达脉冲技术为基础。ENIAC计算机主要应用于军事方面。1956年科学家们成功研制出第二代电子计算机―晶体管电子计算机。1959年，集成电路电子计算机的问世标志着计算机技术进入第三代。计算机的硬件由单一转为固件、软件组合系统，降低了生产成本，计算机技术发展越来越快，提升了计算机使用性能，种类也多种多样，如微型计算机、小型计算机、通用型计算机、中型计算机、大型计算机和巨型计算机等，标志着计算机科学技术趋于成熟。1976年，计算机技术进入第四代，美国研制出小型化、智能化的计算机―“克雷1号”，一些个人用户和小型公司都开始使用计算机。20世纪90年代，计算机科学技术逐渐向大型化和微型化发展。进入21世纪后，随着科学家们对集成电路的研究，集成电路广泛应用到企业、工厂，计算机也随之趋于智能化、专业化，运算速度更快，操作更方便、简单，逐渐应用到社会生产的各个行业和领域。

二、计算机科学技术的发展现状

1、计算机科学技术在生活中应用广泛

在这个信息化时代，计算机网络作为人们社会生活的重要部分，已经进入千家万户。人们不用出门就可以通过计算机了解国内外新闻、天气预报资讯、股市行情、世界地图、收发电子邮件、检索信息等；不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西；通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等，加强了人们之间的交流和沟通，进一步增进了友谊；人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等，节省排队时间；教师可以更及时、更方便地通过计算机科学技术实现对学生的在线授课；动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫；政府机关也可以通过计算机科学技术建立城市网站，及时了解市民反映的问题，并通过计算机与各个行业的工作人员在线交流；很多企业使用计算机来处理大量数据和信息，代替传统的人工处理，提高工作效率。计算机科学技术潜移默化地影响着人们的生产、工作和学习。

2、计算机科学技术更加智能化和专业化

计算机科学技术的快速发展和广泛应用，推动了集成电路、微电子和半导体晶体管的发展，计算机科学技术更加智能化和专业化。计算机能根据使用对象的不同需要进行改装、更新，对于有更高需求的用户可以专门定做计算机，用户可以根据使用环境的不同选择台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑和平板电脑等。计算机科学技术在其他特殊领域也能发挥自己的优势，如智能化家用电器和智能手机，家庭式网络分布系统代替了传统的单机操作系统，满足人们的生活需求。

3、计算机的微处理器和纳米技术

微处理器能提高计算机的使用性能，缩小传统处理器芯片中的晶体管线宽和尺寸。利用光刻技术，波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光，将晶体管在硅片上制作的更精巧，将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快，体积更微型，操作更智能，传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术，可以研究0.1～100纳米范围内的材料应用和特性。计算机科学技术中利用纳米技术，可以使计算机尺寸变小，解决运算速度和集成度的问题。

三、计算机科学技术的未来发展方向

现今，计算机科学技术的应用越来越广，人们对掌握计算机科学的技术水平要求越来越高，促使数学家和计算机学家们不断研究计算机科学技术，使计算机科学技术在各个领域、各个行业发挥更大的作用，满足了人们的不同需求。下面从DNA生物计算机、光计算机和量子计算机三方面来探究计算机科学技术的发展前景。

1、DNA生物计算机

DNA生物计算机用生物蛋白质芯片代替传统的半导体硅芯片。1994年，美国科学家阿德勒曼率先提出关于生物计算机的设想。在计算机运算数据时，将生物DNA碱基序列作为信息编码载体，运用分子生物学技术和控制酶，改变DNA碱基序列，从而反映信息，处理数据。这一设想增加了计算机操作方式，改变了传统的、单一的物理操作性质，拓宽了人们对计算机的了解视野。DNA生物计算机元件密度比大脑神经元的密度高100万倍，信息数据的传递速度也比人脑思维快100万倍，生物计算机的蛋白质芯片存储量是传统计算机的10亿倍。

2001年，以色列科学家研制出世界上第一台DNA生物计算机，体积较小，仅有一滴水的体积。2013年，英国生物信息研究院的科学家们使用DNA碱基序列对文学家莎士比亚154首作品的音乐文件格式和相关照片进行编制，增加了储存密度，使储存密度达到2.2PB/克（1024TB=1PB），提高了人们对信息储存的认识，这一重大突破使生物计算机的设想有望成为现实。

2、光信号和光子计算机

光子计算机是一种由光子信号进行信息处理、信息存储、逻辑操作和数字运算的新型计算机。集成光路是光子计算机的基本构成部件，包括核镜、透镜和激光器。光子计算机和传统计算机相比较，有以下几点好处：（1）光计算机的光子互联芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效应的影响，在自由空间将光子互联，就能提高芯片的集成密度。（2）光子没有质量，不受介质干扰，可以在各种介质和真空中传播。（3）光自身不带电荷，是一种电磁波，可以在自由空间中相互交叉传播，传播时各自不发生干扰。（4）光子在导线中的传播速度更快，是电子传播速度的1000倍，光计算机的运算速度比传统计算机更快。

20世纪50年代末，科学家提出光计算机的设想，即利用光速完成计算机运算和储存等工作。与芯片计算机相比较，光子计算机可以提高计算机运行速度。1896年，戴维米勒首先研制出光开关，体型较小。1990年，贝尔实验室的光计算机工作计划正式开启。根据元器件的不同，光子计算机可以分为全光学型计算机和光电混合型计算机。全光学型计算机比光电混合型计算机运算速度快，还可以对手势、图形、语言等进行合成和识别。贝尔实验室已经成功研制出光电混合型计算机，采用的是混合型元器件。研发制作全光学型计算机的重要工作就是研制晶体管，这种晶体管与现存的光学“晶体管”不同，它能用一条光线控制另一条光线。现存的光学“晶体管”体积较大较笨拙，满足不了全光学型计算机的研发要求。

3、量子理论计算机

量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机CPU和内存，处于量子状态的原子在同一时间内能处于不同位置，根据这一特性可以提高计算机处理信息的精确度，提高处理数据的运算速度，有利于数据储存。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特，取代了传统的“1”和“0”，具有极强的运算能力，运算速度比传统计算机快10亿倍。

四、结束语

总而言之，计算机科学技术已经涉及到社会生活的各个方面，改变了人们传统的生活、工作、学习方式，推动社会的全面发展，具有广阔发展前景的领域。随着网络和科技的不断进步，未来计算机科学技术势必会朝着高性能、环保化、功能化的方向发展。

参考文献

光电科学技术篇2

*是中国光学科技的发源地，经过几十年的建设，*已成为中国光电子领域科研、产业和人才快速发展的地区，被誉为中国光学科技和光电人才培养的摇篮。2*年*月，*被国家批准为光电子产业基地。20*年8月，*市成功承办了第二十届国际光学大会。*光电子产业的独特优势和市场前景为投资者提供了巨大商机。

*具有促进光电子技术及产业发展的创新能力。*有27所高等院校，98个研究院所，19个国家重点科研开放实验室，41万名各类专业技术人员。在光电子领域，有3个国家重点实验室，设置35个相关的学科，拥有全国最大的光电子研究所和全国唯一的以光电子专业为主要学科的大学，在光显示技术、发光学、现代应用光学、光学工程等优势学科领域积累了丰富经验，取得了一批具有自主知识产权的创新成果。

*的光电子信息产业已形成良好的势头。*的光电信息产业是以实现自主创新的技术成果产业化为基础发展起来的，目前投放市场的500多种光电子产品中，80%是自主研发的技术。2000年以来，*平均每年有30种光电子及信息技术产品问世，这些产品主要集中在光显示器件及上下游产品、光电子器件与材料、光电仪器仪表与设备、汽车电子、嵌入式软件等领域。在光显示器件及上下游产品方面，*拥有一支从事平板显示技术开发和产品生产的优秀团队，产品覆盖了TFT-LCD、CSTN-LCD、OLED、PLED、白光二极管、发光材料等领域。*建成了中国第一条TFT-LCD生产线，是中国开展液晶技术研发的重要基地；在光电子器件与基础材料方面，研制和生产全固体激光器，光电编码器，指纹识别模块，紫外写入光栅，彩色光学玻璃，光学晶体及镀膜材料，荧光粉及电致发光材料等100多种产品，其中90%在国内处于领先，部分技术在国际上达到先进水平；在光电仪器仪表与设备方面，主要研制和生产光电医疗仪器设备、电化学仪器、地学仪器、高温金相显微镜、MPT光谱仪、夜视仪、指纹识别仪、车用仪器仪表、COG绑定机、激光调阻机等产品；在汽车电子方面，以车身电子系统、车载电子系统、车辆控制系统等为重点的汽车电子产业成为*光电子产业的发展重点；在软件方面，生物识别、信息安全、车载通讯及与光电子技术和汽车电子技术相融合的嵌入式软件等领域的产品已成为国产软件的知名品牌。围绕五个优势领域的发展，*将在研发中心及产品检测中心等公共平台建设、重大技术成果的产业化、风险投资及终端产品制造商的引进等方面对外开放，外商可通过各种方式开展独资、合资和合作。

*具有良好的投资环境。*作为国家光电子产业基地，可以享受国家的专项扶持政策和振兴东北老工业基地的特殊政策。20*年*月，国家实施振兴东北老工业基地战略，东北地区工业企业的固定资产，可在现行规定的折旧年限基础上，按不高于40%的比例缩短折旧年限以及增值税抵扣政策。20*年，国家实施了扶持液晶产业政策，包括：进口TFT材料免征关税、净化器材免征关税和增值税、允许三年折旧以及液晶产品出口退税由13%提高到17%等。20*年*月，*市把光电信息产业确定为未来五年重点扶持的三个主导产业之一，以开发区为主体，为投资者建设完备的配套环境、服务环境，让投资者享受到部级高新技术产业政策和经济技术产业政策。

20*年年初，组建了*国家光电子产业基地发展股份有限公司，会同高新、净月、汽车、经开等开发区，整合调配各类资源，编制了光电子、汽车电子嵌入式软件工程中心、光电子产业基地工程中心和*国家汽车电子产业园区规划等可研报告，并正式向国家信息产业部申报国家汽车电子产业园区，目前正在审评中。为推动基地与园区建设，分别与高新、净月、汽车等开发区和吉大科技园就光电信息产业发展的投融资体系、风险投资机制、中小企业担保、企业孵化中心建设等问题进行了探讨和论证。形成了以高新区磐谷国际商务港为总部，以经开区中科院光机与物理所为产业化孵化器，以净月启明工业园、汽车区汽车电子工业园、高新区吉大科技园、软件园为依托的*国家光电子产业基地总体方案，编制了申请国家开行资金支持的项目可研。目前，该平台项目正在申报中。综合技术服务平台项目启动后，将进一步推动国内外光电信息企业和项目向向*国家光电子产业基地集聚。

光电科学技术篇3

光信息科学与技术对人类社会影响巨大，光信息科学与技术的应用大大的提高了人类社会科技水平，现今光信息科学与技术已经被应用到了各个领域。光信息科学与技术与通信技术密切相关，光信息科学与技术最早应用的领域就是通信领域，光信信息科学与技术在通信领域的应用彻底改变了传统通信方式，为人类社会带来了光纤通信技术。光纤通信技术相比传统的通信技术，资源消耗率较低、性能更加优秀、频率更高、通信传播速度更快。是构建大容量、长距离、高质量的通信系统的基础。目前光纤通信技术已经成为了互联网、电视网络、电话网络、国家电网的主要信息传播方式。

2光信息科学与技术在光信息存储领域的应用

传统光信息存储技术由于技术原因，易受到光衍射的影响无法将光完全聚焦在体积小于1010cm3的材料上，所以光信息存储必须存储在105bit/cm3的存储器上，这大大的阻碍了我国光信息存储的发展，因为105bit/cm3所占的存储空间也比较大，不能随便携带，并且在使用中十分繁琐重复。光信息科学与技术在光信息存储领域的应用不仅使光信息的储存空间变小，更提高了存储速度和读取速度，存储稳定性也大大被提高，并且存储的信息不易损坏。光信息科学与技术在光信息存储领域应用的原理是利用持续光谱烧孔技术，来存储信息。这种技术打破了陈旧的二维光信息存储方式，实现了三维光信息存储。

3光信息科学与技术在全息信息存储领域的应用

由于我国正处在发展中不论是经济上还是技术上，都与发达国家有着一定的差距，目前我国的存储方式仍然以光盘存储为主，这种存储方式虽然成本低廉，并且在存储容量上也有着一定的优势，但由于光盘存储的信息机率是通过光学头机械运动刻录方式进行信息存储，因此这种存储方式存储的信息稳定性很难得到保障，很容易受到外界影响，如对光盘保护稍有不慎，造成刮痕，就会导致光盘信息无法读取或信息损坏和丢失。光信息科学与技术在全息信息存储领域的应用改变了信息存储领域的现状，为人们带来了一种全新的体验，实现了快捷、大容量、可靠的信息存储。这种全新的存储方式不仅存储效率高，更加节省了存储空间和时间，并且还能够快速再现存储的信息。目前这种存储方式多被应用在唱片制作与发行领域、网络多媒体领域中。光信息科学与技术的广泛应用，不仅有效提高了人们工作效率，更促进了该领域的发展。

4光信息科学与技术在打印领域的应用

随着现代科技的不断发展，传统喷墨式打印机的打印质量已经无法满足现代人们对打印的需求。喷墨打印机所使用的打印墨盒并不便宜，墨盒价格甚至高于打印机本身价格，并且墨盒耐久性非常差、极易损坏。光信息科学与技术在打印领域的应用，实现了激光打印，激光打印机就是对光信息科学与技术的应用，其原理是：充电辊给旋转中的感光鼓表面布上一层均匀的正电荷。然后，携带数字信号的激光束扫描感光鼓的表面，接受激光照射的部位变为导体，静电荷消失，未经激光照射的地方保持原来的电荷，这样鼓的表面就形成了静电潜像。磁辊通磁性在将一定量的碳粉吸附在表面，再充上负电，使碳粉颗粒带上负电荷。带了负电的碳粉颗粒会在电场的作用下，吸附在感光鼓上显正电的区域，使图像清晰可见。最后，携带碳粉图像的感光鼓转动，并与同样速度的纸相遇。转印辊给纸背面施以正的电压，使带负电的碳粉被吸引到纸上。

5结论

光电科学技术篇4

[关键词]光电子技术；电能；光能

光电子技术主要由光子技术和电子技术两者结合组成，同时，技术中包含的技术理论十分广阔。光电子技术主要涉及光学、电子学、计算机学、光电子学等多个学科领域的专业知识理论，是一种典型的多学科交叉渗透的现代技术，对世界科学技术的发展，对社会经济进步，起着重要的推动作用。光电子技术的研究核心是众多学科中的光子学，支撑技术主要是电子学，这电子学是一种近年来兴起的新型研究学科。因此来说，光电子技术具有很强的兼容性，其中的电子技术相对于微电子技术来说，有着更多的发展空间，优势更加明显，能够在更加广泛的领域得以应用。

1光电子技术相关概述

所谓光电子技术，其全称是光电子信息技术，该技术的核心内容是进行电能和光能的转换，是科学技术中的一种全新的技术，其涵盖了材料科学、精细加工、半导体材料以及固体物理等，是多个领域的综合体。光电子技术的诞生是在20世纪60年代，并在当时开始光电子技术相关设备的生产，从一开始的单一的领域应用，迅速发展至今，已经广泛应用在各个领域和各个行业，比如在军事武器的制造业、医疗行业、电子信息行业以及其他高新制造业等领域，应用十分广泛。而最初的光电子技术的发展，主要得益于无线激光器设备的出现，为光电子技术的发展提供了重要的光频波段支持，随着发展和研究的深入，光电子技术逐渐实现了信息的处理、存储、传输等功能。光电子技术能够通过对光子以及电子的利用，来促使产生一种全新的光子物理现象。随着科学技术的发展，由光电子技术原理构造成的相关硬件设备，组成信息技术中重要的应用成分，也为信息技术的发展提供了无限的可能和广阔的发展空间。比如，可以通过光电子技术将全球所有范围内的电子计算机进行联机，这是通过光电子技术能够简单实现的。当然，也可以利用光电子技术实现卫星和地球的联系，从而组成宇宙性质的联系网络，通过光电子技术，这在未来也是有希望得以实现的。当前，光电子技术可以说是互联网当中最重要的支撑性技术，主要应用在高新技术领域。而在我国来说，光电子技术的起步较晚，但是发展的速度是极快的，已经在我国国内诸多领域得以应用和推广。在光电子技术的应用中，体现出诸多方面的应用优势，具有极高的速度和极大的容量，对于日益增长的信息量处理要求和信息化发展时代要求来说，无疑是至关重要的技术，这也是传统的电子学以及微电子学难以实现的。光电子技术能够实现对信息的高速度和高频率处理，能够将信息从探测到最终处理整个流程融为一体，一气呵成，从而在信息技术领域占据着不可动摇的地位。

2光电子技术的发展现状

21国内发展现状

我国的光电子技术发展起步较晚，但是在我国的发展十分迅速，已经达到世界先进水平，与最先发展光电子技术的发达国家之间的差距不断缩小，已经达到接近水平。光电子技术在国内取得如此大的成就，主要受益于我国政府对科学技术的重视和大力投入。在电子领域的各个方面，我国皆取得了不错的发展成绩，许多方面达到了世界的先进水平，比如在光收发模块、探测器等一些光电子器件上，水准很高，技术水平相当先进，市场份额占比不论是国内还是世界范围内，都有极大的竞争力。在我国，光电子技术的发展存在明显的地区差异性，光电子技术的先进发展主要集中在我国的几个发达地区，比如珠江三角洲地区、长江三角洲地区以及渤海湾地区，这主要是由目前我国区域经济发展现状决定的。另外，在这些发达的地区，高等院校较多，研究所也多，给光电子技术的研发和发展提供了巨大的技术力量保障。

22国外发展现状

国外的光电子技术的发展和应用参差不齐，最为先进的是美国、日本以及欧洲一些国家。尤其是美国，特别看重光电子技术在未来的发展和应用，并将光电子技术列为21世纪最为重要的战略性技术之一，并进行了大量的研究投入。日本在光电子技术方面，近些年来发展十分迅猛，在国际市场上占据着重要地位。欧洲地区的光电子技术发展和应用，以德国最为先进和典型，德国对光电子技术的投入研究较早，进行了大量的研究，因此积累了许多宝贵的研究成果和发展经验，技术基础十分强大。随着全球化的深入发展，“地球村”理念逐步形成，使全球范围内的人类更加紧密地联系在一起，信息通信十分便捷和快速，并对未来的信息产业提出了更高的需求。光电子技术在信息产业方面所做出的重大贡献，对于全球信息交流的促进有着关键的作用。另外，当今世界的互联网技术发展迅速，俨然已经成为互联网的时代。在高速发展的互联网环境下，对信息传输的需求无论是数量上还是效率上，都有着更高的要求，为了满足这个巨大的要求，发展光电子技术无疑是最佳选择。

3光电子技术的应用领域

31信息领域

当今时代，是一个信息化高速发展的时代，无论是现在还是未来，都离不开信息化的支撑。在信息化发展过程中，信息传输和处理流量正呈现质的增长，传统的电子技术已经无法满足当今时代巨大的信息传输和处理。而光子技术的应用，与电子技术进行完美的融合，并产生全新的光电子技术，能够极大扩大信息容量和信息传输速率，比起传统的电子技术优势巨大，能够有效促进信息产业的快速发展。当前在信息领域已经开始大范围开展光电子技术的应用，并取得了极好的影响效果，为信息产业的蓬勃发展带来了更多的可能和广阔空间，提升了信息领域的发展潜力。

32能源领域

能源是地球上赖以生存的重要发展来源。在过去的许多年发展中，世界对能源的需求巨大，依靠传统能源取得了良好的发展成效。但是与此同时，世界发展在能源方面也逐渐显现出诸多发展瓶颈，主要是传统能源的枯竭，以及世界对环境保护的呼声越来越大。因此，当前的主要办法就是进行清洁能源的生产和利用。如何研发出既清洁环保，又能够高效利用的新能源，成为当今世界能源研究的主要议题。而光电子技术，能够将光能转化成热能的这一伟大功能，使得其在新能源领域备受关注，具有极大的新能源产业潜力，市场前景十分广阔。目前在世界范围内，尤其是在一些发达国家中，利用光电子技术获取新能源的方式已经得到应用，在我国也已经进行了初步的应用。

33汽车领域

汽车是当今世界最主要的交通工具之一，随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对汽车的市场需求不断扩大。在汽车领域，人们开始越来越注重汽车的整体功率、能耗、舒适度以及外观等因素，这就意味着需要更加先进的汽车生产技术。光电子技术在汽车领域的应用，使得汽车的功率转化大大提升，并且通过光电子技术，能够对汽车生产材料进行高精度的加工，极大提升了汽车的整体质量和舒适度，减少汽车在使用中的损耗。

34环境领域

地球环境是人类生存的基本条件，保护环境，是人类共同的责任。步入21世纪以来，世界范围内的工业生产已经到了一个相对成熟的水平，与此同时，工业的生产和发展对环境造成了极大的损耗，比如逐渐出现的全球变暖问题和厄尔尼诺现象等，给地球环境造成了恶劣的影响。当前，人们对生活质量的要求越来越高，环境保护意识越来越强，亟须研发出能够遏制环境逐渐恶化的先进技术。在这种情况下，光电子技术给环境保护和污染治理带来了全新的希望，其通过高精度传感器的制造，能够对环境中污染物的浓度进行准确的测量，并进行有效的治理与防护。

35军事领域

一个国家的军事基础，是一个国家安全力量的巨大保障。光电子技术在军事领域的应用，能够极大加强国防军事力量，并有着广阔的应用前景。通过光电子技术，能够制造先进的激光制导武器，目前，这方面许多发达国家正在加大力度进行研发和应用。另外，光电子技术能够形成更加有效的图像传感器，使得单兵作战更加强化，得到许多国家的重视。

36医疗领域

随着生活水平的提升，人们越来越开始注重医疗健康。光电子技术在医疗领域的应用主要是通过激光来治疗一些以传统治疗手段难以解决的疾病，比如通过激光进行角膜的切除手术和治疗，能够帮助人类矫正视力。随着光电子技术在医疗领域中的应用，以相关设备进行手术，能够使手术更加精准，治疗效果更好，提升手术的成功率和稳定程度。

4发展趋势

光电子技术的应用前景十分广阔，发展潜力十分巨大。在未来，光电子技术的发展趋势主要会从集成化、扩大化、强适应性三个方面进行优化发展。

光电子技术的发展还需要诸多辅助材料的发展来促进，比如半导体激光以及相关电气元件，这些辅助材料和技术的发展，才能够推动光电子技术更加迅速和完善发展。在导体激光以及半导体激光的迅速发展之下，通过各种辅助材料和技术与光电子技术的融合，在未来，光电子技术将会呈现集成化发展状态，并不断研发出新的设备以及材料。这些新设备和新材料与光电子技术的融合应用，将会推动光电子技术的应用效果，并且在光电子技术的应用经济性以及简便性方面得到较大提升与优化。

5结束语

综上所述，光电子技术是当今世界最重要的高新技术之一，对世界经济发展具有至关重要的推动作用。当前，光电子技术已经在众多重要领域得到了初步的应用，在未来，光电子技术的用前景相对广阔，有着无限的发展可能。

参考文献：

[1]杨娇瑜光电子技术的发展现状及应用探讨分析[J].信息通信，2014（11）：129

光电科学技术篇5

关键词：光电技术及应用；教学改革；因材施教；科研与教学相结合；教学模式

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2012）04-0115-02

一、课程改革背景及意义

1960年激光器的诞生，推动了光电子技术的飞速发展，使得光电子技术逐渐成为高新科学技术领域的先导和核心，在科学技术、国防建设、工农业生产、交通、邮电、天文、地质、医疗、卫生等国民经济领域获得了日益重要的应用[1]。作为光学与电子学的交叉学科，《光电技术及应用》的教学和研究工作也逐渐被国内外高校和科研机构所重视，以光电技术为基础的新课题、新理论、新方法、新技术、新材料、新应用正在并将不断涌现。为满足这种不断涌现的发展需求，国内高校纷纷在通信类、电子类、物理类等相关专业中开设《光电技术及应用》课程，该课程能有机地衔接《光学原理》、《激光技术及应用》、《传感器原理》、《电子测量技术》、《电子线路基础》等课程，拓展学生的思维宽度，培养学生在分析和解决问题时的发散思维能力[2-4]。为响应我校关于工科类专业课程教学改革的号召，在西华大学电气信息学院相关领导的支持下，课题组对《光电技术及应用》课程的教材、课时、教学模式等展开了深入研究，取得了一定成绩。下面就目前教学中存在的问题，教学改革建议等进行介绍和分析：

二、教学中存在的问题

结合课题组多年讲授《光电技术及应用》的实践经验和兄弟院校授课教师的交流，发现在目前的教学过程中，普遍存在以下几个问题：

1.很难选择到一本合适的教材。近年来出现了不少《光电技术及应用》方面的优秀教材和著作，为推动我国光电子技术专业的教学和科研以及光电产业的发展做出了重要的贡献。然而要选取一本非常合适的教材却并不是一件容易的事。原因在于：目前很多教材缺乏系统性、完整性，不能给学生一个全面、简单的认识；教材的更新速度跟不上光电子技术的高速发展速度，教学内容陈旧，缺乏新颖性，提不起学生的学习兴趣；大多数教材过于注重光学理论知识和公式推导，对于实际应用介绍过少显得空洞，导致学生不知道学完这门课程以后能有什么具体工程应用。

2.有限的课时量和丰富的教学内容之间很难平衡。《光电技术及应用》课程的教学内容多、知识面广，涉及到光学、电子学、传感器、微电子学、半导体学、计算机学等学科，具体包括基本光学原理、光电探测器件、光电成像器件、光电发射器件、激光器及应用、光纤通信技术、光电检测技术、光电信号处理等内容[5-6]，而该课程在大多数高校都是作为专业课或专业选修课的形式开设的，学时量十分有限，甚至有的学校仅32个学时。如何在有限的学时内，处理好“广度”和“深度”之间的关系是一个必须解决的问题。

3.教学模式过于陈旧。目前，被广泛采用的教学模式就是PPT或黑板板书，缺乏教师和学生之间的互动环节，学生的积极性得不到很好的调动。如何引导学生由被动学习转变成主动学习，是另一个重要问题[7]。

三、教学改革建议

针对教学过程中存在的几个突出问题，结合课题组多年的教学实践经验和历届学生的反馈意见，提出以下建议：

1.因材施教，并以讲座形式更新教学内容。学生是整个教学活动的主体，在选取教材的时候，必须充分考虑学生的实际情况，如先修课程是否充足？学生的专业构成？物理类、光学类专业学生的光学基础较好，在实际应用方面有所欠缺。测控类、通信类专业学生的工程实践能力较强，在光学原理方面有所欠缺。每个学校的实际情况又不尽相同，如何正确引导和平衡他们的优缺点是值得研究的。建议教师结合自己学校学生的功底和先修课程，参考历届学生毕业设计及就业状况，编写合适的教材，做到因材施教。为解决教材更新慢的不足，建议结合自身的科研经验，以讲座的形式更新教学内容，使学生了解光电技术领域的前沿知识，如MEMS器件及应用、DSP与光电检测系统的交叉结合、微光学与微电子的交叉结合等。

2.保留经典理论，侧重工程应用，培养学生分析和解决问题的能力。在有限的课时内，要做到面面俱到是不可能的.在教学过程中必须对教材进行合理的取舍，建议教师要根据专业特点及学生基本情况，构建合适的知识体系，既要注重经典的理论，如黑体辐射三大定律、光电发射第一定律、光电发射第二定律等，又要突出应用性强的特点，如光电技术在机械（表面粗糙度检测、CT探伤）、环境保护（大气质量监测、水质污染监测）、生物医学（生物芯片、光电式血糖分析仪）、军事（光电制导、激光雷达）等领域的应用。适当地删除教材中过于陈旧的知识点和与先修课程中重复的知识点，同时要注意各个知识点之间的衔接关系，形成一个相对完整的知识结构。对于实验课学时应适当增加，针对那些对光电技术感兴趣的学生，建议他们提前进入实验室参加相关的科研工作，选择相关课题作为自己的毕业设计题目，这样既能满足他们的兴趣，培养动手能力，又能作出高质量本科毕业设计。

3.充分利用多媒体技术和网络技术，丰富教学模式。在传统的教学模式中，教师占据主导地位，以PPT和板书的方式进行授课，忽略了学生的主动性，不利于调动学生的思考积极性。经调查发现在PPT制作过程中，多使用Flash技术，直观简单，会使学生注意力更集中[8]。与此同时充分利用网络技术和学生展开互动，将电子版的讲义、教材、教案以及补充的相关知识到网上。定期在网上设定讨论主题，一般为近年来光电技术领域的研究热点，小组讨论，最后形成报告，可作为平时成绩的参考依据。通过这种教学模式，可锻炼学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，对准备进一步深造硕士或博士学位的学生十分有利。

三、结论

《光电技术与应用》课程的教学改革是一个系统、持续的工作。作为一门应用性极强的课程，它的更新速度极快，近年来随着光电子和半导体技术，尤其是微电子的飞速发展，光电技术也在不断发展和进步，新理论、新技术、新应用不断出现，这就要求教师不断更新自己的知识结构，跟踪光电技术领域的前沿知识，更新自己的授课内容。通过优化教学内容，删去陈旧的知识点；结合科研的实践经验，做到教学和科研相互促进，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习；改进教学手段，将课堂教学和实际应用相结合，从而达到《光电技术与应用》课程教学改革的目的。

参考文献：

[1]石顺祥，过已吉.光电子技术及其应用[M].成都：电子科技大学出版社，2000.

[2]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报，2007，13（5）：425-427.

[3]崔岩.光电子技术课程的教学体会[J].科技教育创新，2009，（6）：259-260.

[4]张婷.《光电技术》教学改革的探索与实践[J].教育理论与实践，2011，（6C）：39-40.

[5]郭培源，付扬.光电检测技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

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光电科学技术篇6

作者：李俊杰单位：贵州大学科技学院电子信息科学与技术

第一电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。今天，面对电子科学与技术的迅猛发展，世界上许多发达国家，像美国、德国、日本、英国、法国等，都竞相将微电子技术和光电子技术引入国家发展计划。我国对微电子技术和光电子技术的研究给予了高度重视，在多项部级战略性科技计划中，如“863计划”、“973计划”、国家攻关计划中微电子技术（集成电路技术）和光电子技术（激光技术）都有立项；1995年，原电子工业部提出了“九五”集成电路发展战略，并实施了“909工程”；国家自然科学基金委员会在1996年底立项开展“光子学与光子技术发展战略”研究；在“九五”和“十五”期间，国家自然科学基金委员会在重大、重点和杰出青年基金中对电子科学与技术方面的立项给予了足够的重视和支持。在全国电子科学与技术的科研、教学、生产和使用单位的共同努力下，我国已经形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的微电子和光电子技术的科学研究领域，并在产业化方面形成了一定规模，取得了可喜的进步，为我国的科学技术、国民经济和国防建设做出了积极贡献，在国际上了也争得了一席之地。但是我们应该清醒地看到，在电子科学与技术领域，我国与世界上发达国家的先进水平仍有不小的差距，特别在微电子技术方面的差距更大。这既有历史、体制、技术、工艺和资金方面的原因，也有各个层次所需专业人才短缺的原因。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域中高新技术的制高点，就必须统筹教育、科研、开发、人才、资金和市场等各种资源和要素，其中人才培养是极其重要的一个环节。在新的历史条件下，开展电子科学与技术专业发展战略研究是非常必要的，这对于建立学科专业规范，培养出具有知识、能力、素质协调发展的，适合我国电子科学与技术领域不同层次发展要求的有用人才具有重要指导意义和战略意义。二、电子科学与技术专业发展简史电子科学与技术专业中微电子技术和光电子技术的前身是半导体专业和激光专业。

1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，开创了固体电子技术时代。根据国外发展电子器件的进程，我国在1956年提出了“向科学进军”，将半导体技术列为重点发展的领域之一。同年，中科院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班，请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。由北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学五所大学联合开办了半导体物理专业；在工科院校，清华大学率先开办了半导体专业。1957年，中国科学院在长春建立了第一个光学精密仪器机械研究所。

1964年，中国科学院在上海建立了当时世界上第一所激光技术专业研究所──上海光学精密机械研究所。电子工业部成立了从事激光与红外研究的11所等。这些国家研究所是早期培养光电子技术高层次研究型人才的摇篮。到了1970年前后，随着对半导体器件需求量的增加，尤其是大型电子计算机对集成电路需求的推动，促进了国内半导体工业的发展以及对专业人才的需求，全国很多高校都先后增加了半导体物理与器件专业。进入20世纪80年代，由于国内半导体器件和集成电路生产还缺乏竞争力，受到进口元器件的冲击，很多半导体器件厂下马或转产，市场不景气导致了很多高校的半导体专业被迫取消，专业萎缩。进入20世纪90年代，由于微型计算机、通信、家电等信息产业的发展和普及，对集成电路芯片的需求量越来越大，此外几场局部战争让全世界接受了电子战、信息战的高科技战争的理念。微电子技术得到了前所未有的重视，半导体技术专业由此更名为微电子技术专业。为了在信息时代和高科技领域赶上国际先进水平，国家加大了对微电子技术行业的支持力度，并不断吸引外资，市场对微电子技术专业毕业生的需求不断增加，从而迎来了微电子技术专业发展的新高峰。随着20世纪60年代激光技术的飞速发展，我国在1971年，由清华大学、北京大学、天津大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、西北电讯工程学院、北京工业学院、华中工学院、成都电讯工程学院等院校在科学研究的基础上，成立了激光专业，后来又有多所学校相继成立了激光专业。

1985年，根据原国家教委颁布的专业目录，将激光专业和红外光谱学合并，更名为光电子技术专业。为了拓宽专业口径和与国际接轨，教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录，将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。近年来，许多高校都纷纷建立电子科学与技术专业。各学校的办学特点不尽相同，但主要培养目标均是培养适应社会主义现代化建设需要的、德智体美等全面发展的高层次电子科学与技术人才。目前，设有电子科学与技术专业的院校有111所。21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用。因此，电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。