光電子技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇光電子技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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論文摘要：光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯、光信息處理、激光加工、激光醫療和軍事武器裝備，預期還會在未來的光計算中發揮重要作用。本文將介紹國內外光電子技術及光電子產業的發展。

如果說微電子技術推動了以計算機、因特網、光纖通信等為代表的信息技術的高速發展，改變了人們的生活方式，使得知識經濟初見端倪，那么隨著信息技術的發展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出：“90年代，全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展，誰在光電子產業方面取得主動權，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產業，第一是光電子產業，第二是信息通信產業，第三是健康和福利產業……”，可以斷言，光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。

1世界光電子技術和產業的發展

光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介，現在世界上大約有60%的通信業務經光纖傳輸，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完全開發出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內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（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用。現在DWDM系統和光傳輸設備中，光電技術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”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用，給全球的通信業帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業，對國民經濟的發展起著越來越大的作用。美國光電子產業振興協會估計，到2003年，光電子產業的總產值將達2000億美元。

Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發展波分復用技術，增加光纖內通光的路數（光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps）。波分復用技術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，預期2003年將達到30億美元”。美國通信工業研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業化，但是全光交換將在幾年內成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據，但仍有創新性公司進入的可能。

2我國的光電子技術和產業

近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。

國內光電子有關產業基地在光電子器件、部件和子系統（如激光器、探測器、光收發模塊、EDFA、無源光器件）等已經占領了國內較大的市場份額，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，個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發展基地和本領域高技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白，打破國外產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必需的關鍵部件，國內企業產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數幾個有能力研制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紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產器件，國產1.55μmDFB激光器戰勝了國外器件，占領了100%的國內市場。

但是，我們應當認識到在我國光電子技術發展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業的關鍵部分，但在整個系統和設備成本中所占的比重較小，其產值較低，目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段，光電子產業所需的規模化、產業化生產技術目前還未有實質突破；國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統的要求，導致國外器件占據國內市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。

篇2

首先，廣播電視技術呈高速發展趨勢。廣播電視屬于電子信息技術的科學分支，隨著電纜電視、光纖通信技術的日益更新，用戶即可獲取豐富電視節目、廣播節目，利用網絡互動方式，提出自身要求，或向外界傳送節目，現代廣播電視呈靈活性、針對性特點。某些單位雖然經濟實力小，仍可成為廣播電視信息傳播者。可以說，信息傳播者、信息受眾之間的界限趨向模糊化，受眾按照自身能力、需求，可掌握傳播工具。然而，我們必須確保現實社會、科學技術的有效統一，在廣播電視事業發展進程中，注重現代技術概念、傳統技術概念的有效統一，重視精神結合物質。其次，通過廣播電視技術，有效促進社會其它領域改革，進而提升技術社會價值。近些年來，廣播電視技術發展十分迅速，人們文化需求進一步滿足，城鄉之間的信息差別逐漸縮小，廣播電視技術對人們文化價值觀、生活方式具有重要影響。針對廣播電視技術，部分人認為社會道德觀念在逐漸衰退，政治危機進一步加深，廣播電視上花費較多財力、時間，傳統思維方式、方式被改變。部分人認為廣播電視對文學發展，造成了嚴重阻礙，許多青少年不再重視文學美欣賞，無法以邏輯思維，表達自身思想。同時，大多數認為，通過現代廣播電視技術，人們進入了新信息時代，人們生活水平進一步提高，社會聯系越來越緊密，進而促進社會民主、社會安定。不管是積極影響、消極看法，現代廣播技術正在日益發展，從未停止前進步伐。廣播電視技術可看作雙刃劍，一方面又積極效益，同時也有危害一面，現代廣播技術的運用，必須做到揚長避短、趨利避害。

2現代廣播電視技術的發展展望

首先，促進現代廣播電視技術的進一步發展。目前，通過現代廣播電視技術，有效推進廣播電視事業繁榮發展。因噪擾不斷積累，信號失真逐漸累積，進而導致質量低劣問題出現。按照現階段技術水平，還很難解決這些問題，即使近些年從未停止改良、完善，因制式制約，未能實現質的飛躍。而衛星技術、計算機技術與微電子技術的有效運用，使廣播電視技術有了希望，即將開創廣播電視技術革新時代。其次，數字化水平進一步提高。對于廣播電視而言，接收、傳輸模擬信號時，極易噪聲干擾、噪雜，使原信號混淆，嚴重影響信號質量。通過數字化技術，全面提升實用水平，在信號傳輸環節，對噪擾與失真問題，實施整形恢復，進而獲取原始信號。通過數字化技術，提高信號處理、加工便捷性，增強抗干擾能力，有利于電路的集成。因此，提高數字化水平，對廣播電視技術具有重大作用。第三，衛星技術進一步發展。在國際上，先進國家早就開始使用衛星技術，使國民信息需求得到有效滿足。然而，我國啟用衛星電視技術較晚，一直到1990年才普及推廣，大量衛星電視生產企業、經驗企業增多。然而受到生產與技術約束，國外廣播電視產品沖擊，外國企業基本占據了我國衛星接收市場。隨著改革開放進一步深化，我國衛星技術水平明顯提升，然而過度依賴國外技術。近些年來，衛星信道調解芯片逐漸實現國產化，然而國外企業壟斷了解碼芯片市場，我國電視產品進口依賴度較高，自主產品研發力度不高。一直到2012年，國產直播解碼芯片研發成功，使用戶基礎條件得到有效擴大，對于直播衛星服務，正在大力推進戶戶通工程，開拓了我國廣播電視新領域。因此，我國要想發展廣播電視技術，必須不斷加強衛星技術研發，提高衛星芯片產品質量，進一步發展衛星技術。

3結論

篇3

[關鍵詞] 揚州；光電類；高新技術企業；融資問題；對策

[中圖分類號] F230 [文獻標識碼] A

揚州光電技術產業以其低能耗、高效益等優勢，快速發展并將成為揚州地區經濟發展的重要支柱產業和新的經濟增長點，為科技進步與創新、生產力的快速轉化以及光電產業結構升級提供動力。揚州光電類高新技術企業的高投入性決定了高新技術產業的發展必須有大量資金的保障，而融資結構不夠合理以及資金短缺成為制約光電類高新技術企業快速發展的根本原因。初創期以及成長期的光電類高新技術企業規模有限，加之高新技術企業的高投入、高風險、高收益的特點，因此很難從常規渠道進行融資，必須有不同的融資渠道支持來滿足企業的融資需求。因此，解決好融資問題可以促進產業結構優化和產業升級，為揚州地方經濟建設與發展提供有力保障。

一、加強企業素質建設，提高自身融資能力

揚州光電類高新技術企業要想徹底解決融資問題，不能僅僅依靠外部條件與環境的改善，還必須致力于光電類高新技術企業綜合素質與信用等級的提高，通過運用現代融資工具、轉變融資觀念等方法，促進資本運營能力的提高。主要手段包括：

1.注重企業核心競爭力的培育和管理

核心競爭力是企業推行內部管理性戰略和外部交易性戰略的結果，很大程度上體現了企業客戶的價值以便提高效用。揚州光電類高新技術企業的核心競爭力具有持久性、獨特性和延展性的特點，對于企業實行相關多元化戰略提供支持幫助。核心競爭力能夠帶來長久的盈利能力，揚州光電類高新技術企業要獲得這種競爭優勢，就必須要形成核心競爭力。實踐證明，揚州光電類高新技術企業完全靠自身力量來發展，通常會受到企業內部資源和傳統觀念的約束，從而效率低下，通過戰略聯盟或并購本企業所需技能的企業則可以較快地獲得必要的競爭力要素；其次，揚州光電類高新技術企業在企業內部管理層各方面進行競爭力要素組合，以形成整體競爭力。

2.積極尋找風險投資資金

揚州光電類高新技術企業與國內外風險投資機構應當建立緊密聯系，對于那些處于成長階段且經營前景廣闊的企業尋找風險投資資金。與此同時必須建立健全內部管理制度，加強內部控制，強化生產經營標準，塑造企業形象，與合作單位或客戶加強溝通，多層次、多渠道地獲取商業信息，積極推動交流合作，尋求支持與幫助。

3.提高信譽，樹立誠信形象

從企業發展角度出發，可以清楚地認識到，揚州光電類高新技術企業的成長與發展需要一個漫長的過程。揚州光電類高新技術企業首先應當取得銀行等金融機構的信任，建立起一種良好的長期合作關系，通過這種合作不斷提高企業的社會信譽，增強企業日常事務的自律意識，規范和健全財務管理制度，提高財務工作者信息化會計工作的水平，強化會計職業道德，在工作過程中不弄虛作假，樹立良好的企業形象。信用也可以視為企業無形資產，雖然不同于有形資產，但對于企業而言，充分認識到誠信的重要性，堅持信譽第一的原則，提高自身的信用程度，通過及時足額地償還金融貸款，提高企業資信度的手段，以獲取金融機構的信賴信任與支持，從根本上提高了揚州光電類高新技術企業工作人員的素質，促進企業形象的改善，提高銀行等金融機構的服務水平，改變融資環境的同時促進了融資渠道的拓展。

二、加快融資創新，拓寬融資渠道和方式

1.加大信貸融資力度

在產業項目上揚州光電類高新技術企業必須得爭取金融市場支持。有針對性地與多種金融機構加強合作，創建創投基金，截至2011年末，全市累計建成11支創投基金，規模達20億元，爭取貸款規模繼續保持較快增長。整合揚州城市資源，注入融資平臺，提高融資平臺資質，以符合商業銀行信貸要求。進一步加強與國開行政策性銀行的聯系和溝通，獲得信貸政策上的大力支持。充分運用財政貼息的方式，整合分散擔保資金，在稅收以及償債補貼等過程中利用擔保基金享有優惠，為信貸融資尋求政策的支持。揚州金融市場應進一步加大引進境內外金融機構的力度，特別是與外埠銀行業金融機構的聯系，努力爭取國際金融機構貸款。招商銀行和農業銀行設立了科技支行，投放科技型企業貸款12億元。與此同時，揚州首家科技小貸公司-揚州市金海科技小貸公司已正式開業，為揚州金融市場注入了一股強心針。

2.積極推進股票融資

根據揚州市高新技術企業上市資源培育和儲備發展計劃，加大光電類高新技術企業上市培訓力度，將揚州光電類高新技術企業分批逐步推向股票市場，使得更多的光電類高新技術企業進入多層次且資金充裕的資本市場進行融資，幫助企業解決融資障礙，促進揚州地區光電類高新技術企業的新一輪發展，為揚州地方經濟建設和發展貢獻力量。

4.嘗試其他融資創新方式

具體包括：典當融資方式、使用權抵押貸款方式和“孵化器”融資方式。典當是一種以特定物品或財產權利作為質押的形式，以此向典當機構借貸的特殊融資方式。作為間接融資方式，既表現為典當雙方的質押擔保關系，又表現為債權債務關系，而且典當具有融資性、商業性、小額性、短期性、服務性、便捷性、安全性以及高利性的特點。據揚州商貿局市場建設處報道，2011年全年揚州5家典當行共完成典當金額約2.1億元，較往年大幅提高。揚州現代典當業的重點服務對象已從個人向中小企業及中小高新技術企業轉變，并已成為中小高新技術企業短期融資的重要途徑。信隆典當行是揚州成立最早的一家典當行，原來注冊資本金是500萬，因為這些年營業額激增，今年投資人準備追加注資，擴大營業規模。這些特點決定了典當與揚州光電類高新技術企業之間可以建立密切聯系，為揚州光電類高新技術企業融資發揮巨大的作用，尤其當這些企業出現短期緊急的資金需求時，更容易及時地通過典當渠道來獲得資金。這種融資創新方式，深受江蘇、浙江、上海等企業業主的廣泛歡迎，也適用揚州光電類高新技術企業融資的需要。“孵化器”融資方式是一種全新的海外融資方式，目前提供這種方式的是企業資產及股權交易所。假設某光電類高新技術企業向企業資產及股權交易所提出申請并得到確認后，即可在擁有上萬家的海外投資企業資源的企業資產及股權交易所掛牌，通過轉讓企業資產及股權，引入資金或合作伙伴。這種企業資產及股權交易所揚州地區目前沒有，所以，揚州光電類高新技術企業只能了解這種融資方法，為今后的發展打下基礎。

據悉，目前僅有揚州星浪光電有限公司通過使用權抵押貸款進行融資，而且融資手續簡便，方便快捷，手續費也在合理范圍之內，大大節約了融資時間，提高了資金的使用效率，保障了企業生產經營活動的正常運轉。有了揚州星浪光電有限公司的成功融資經驗，越來越多的光電類高新技術企業把融資的目光轉向了這些創新型的融資渠道，為揚州所有的企業融資環境注入了一股新鮮的血液，加快了揚州地方經濟建設的步伐，促進了地方經濟的迅速發展。

三、構建政府服務平臺，提高服務水平

揚州光電類高新技術企業的融資還要依靠各級服務平臺的建設，整合產權交易、信息、融資等相關社會服務資源，為光電類高新技術企業提供全方位服務，加快推進技術服務，提高企業核心競爭力，重點扶持企業研發機構建設和新產品開發，建立健全技術創新支撐體系，加快科研成果的迅速轉化，建立專家技術服務隊伍，開展信息服務，進一步完善信息服務網絡的建設，推動揚州光電類高新技術企業的信息化建設。

1.加大政策性支持力度

揚州市政府應發揮規模效應，在發展光電類高新技術企業集群同時，逐步改善氛圍，加強和完善社會化服務體系，為產業結構升級增添動力。與此同時還應當設置政策性中小金融機構，最大程度地吸引民間閑散資金以及社會投資，便于發放貼息和低息貸款，解決融資問題。適當有效地解決光電類高新技術企業對資金的需求，充分發揮產業集群形成切實有效的示范效應。

2.加快發展區域民營金融

當前揚州光電類高新技術企業群的發展也需依托民營金融機構，充分利用民營金融機構在運作方式以及產權設置等方面的優越性，發揮城市信用社等民營金融機構扎根基層、規模小、機制靈活等特性，充分滿足揚州經濟發展的需要，符合揚州光電類高新技術企業融資需求的特點，整合社會資金，提供資金保障，促進集群中光電類高新技術企業快速成長。

3.設立發展和風險投資基金

揚州地區現有的光電類高新技術企業約為50家，但是大部分企業在集群內不能直接融資，揚州市政府應當積極利用財政資金設立發展和風險投資基金，針對一些生產技術先進、管理運作良好的光電類高新技術企業給予積極支持，根據揚州地區長期經濟發展戰略，其主要目的是促進光電類高新技術企業擴大生產，抓住市場機遇，快速發展壯大，要加大此類基金對企業的投資，提高整體科技水平。

4.設立民營銀行和融資租賃公司等金融機構

由于這類金融機構對揚州光電類高新技術企業資金需求有所限制，所需資金大量來源于社會資金。因此，資金規模小、產權明晰、決策程序簡單等優點決定了民營銀行和融資租賃公司存在的必要性。同時，民營銀行和融資租賃公司等金融機構具有便于及時全面地滲入市場，掌握相關信息，進而降低監督管理成本的優勢。

5.建立信用管理體系

根據揚州地區光電類高新技術企業發展特點，信用管理體系可包括：（1）建立信用等級評估體系，進一步完善信用信息統計平臺；（2）建立征信系統，降低銀行等金融機構的信息成本，約束企業誠實守信；（3）建立信用擔保體系；（4）建立信用投資風險基金和擔保基金等。

總之，揚州光電類高新技術企業融資問題直接影響了揚州光電產業的快速發展，使得大多數企業在發展過程中缺乏資金或因為資金成本較高而限制發展。企業的發展離不開揚州地區金融機構以及揚州市政府的支持與參與，融資問題一定程度上影響了揚州地方經濟建設。為解決揚州光電類高新技術企業的融資問題，揚州市政府要積極完善和建立相關支持體系服務企業，轉變政府職能，重視直接與間接融資體系并重的策略，為揚州光電類高新技術企業開拓融資渠道，提供良好的融資環境。要完善各項政策法規以及擔保體系，建立高效的社會中介服務機構。進一步完善直接融資體系，建立健全場外產權交易市場，為揚州光電類高新技術企業的資金流動、產權轉讓以及高新技術企業間的并購等提供有利條件，拓寬企業的融資渠道，構建適合揚州光電類高新技術企業的融資體系，促進中小型銀行等金融機構的快速發展，解決企業融資困難等問題。

[參 考 文 獻]

[1]王新紅.我國高新技術企業融資效率研究[D].西北大學博士論文，2007（6）

[2]遲憲良.中小企業融資困境與對策研究[D].吉林大學博士論文，2007（12）

[3]趙國忻.高新技術企業融資[M].北京：高等教育出版社，2008（3）

篇4

Abstract： There is more emphasis on scientific research than teaching in current universities. In fact， teaching and research reinforceeach other. This article briefly analyzes the reasons why most universities focus on scientific research and underestimate teaching. Some methods on reinforcing teaching and research mutually are provided based on teaching of optoelectronics-related courses in Huaihai Institute of Technology. Initial teaching results show several methods on integrating scientific research into teaching can improve the training of the talents of the photoelectric information technology. Meanwhile， the teaching process has brought a lot of inspiration to the teachers' scientific research. To a certain extent， we obtain the improvement on scientific research and teaching at the same time.

關鍵詞：教研相長；方法；例子；光電子類課程

Key words： reinforcing teaching and research mutually；methods；example；optoelectronics-related courses

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）30-0172-02

0 引言

中國近代力學之父、著名的科學家錢偉長院士在談論教學與科研的關系時說：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育。”教學是科研的前提和基礎條件，科研是提高教育質量和層次的關鍵，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、輕教學的原因，然后以淮海工學院電子工程學院的光電子類課程教學為例初步探討教研相長的具體實現途徑。相應的研究成果可以在其他工科專業教師中推廣，以幫助他們在教學方面和科研方面都取得好的效果。

1 重科研、輕教學原因分析

目前造成大部分高校重科研、輕教學的原因是多方面的，大致可以總結為以下幾點：

1.1 與大學教師所處的大環境有關

“目前社會上有很多人認為，我國高校和世界一流大學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]，而教學的實際效果對于學校的綜合排名則無足輕重。如，時下流行的“武書連2015中國734所大學教師學術水平排行榜”[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展，學校投入大量人力、財力力爭在科研上有所突破。作為高校一分子的大學教師自然也不可能置身世外。

1.2 與我國現行的職稱評審制度有關

目前我國大學教師的職稱評審，實際上主要依據的是科研， 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。教學在職稱評審中雖然也受重視，作了許多規定，但大都顯得籠統模糊，而且缺乏可操作性。教學水平的高低和教學效果的好壞對教師職稱的評審幾乎沒有什么影響。

1.3 與學校的實際情況有關

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，這在淮海工學院非常普遍。不參與科研工作則容易造成理論與實踐脫節，除了不能提高自己的科研能力，也不利于教學能力和教學效果的提高[3]。這其中部分原因是由于這些教師教學任務繁重，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境，也無法撼動現有的職稱評審制度，但從大學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。同時做好科研與教學是每一位高校教師的職責所在。因此教學和科研孰重孰輕，如何處理好教學工作和科研工作的關系以及如何把自己的科研和教學很好地結合，對于教師自身非常重要。

2 教研相長途徑初步探索

本節從普通高校教師角度出發，探索如何處理好教學與科研之間的關系，如何把科學研究應用到教學實踐，以做到教研相長。下面分別從專業建設、人才培養及教師的教學和科研能力提高三個方面，以淮海工學院電子工程學院光電子類課程教學為例探討教學相長的方法和途徑。

2.1 專業建設方面

目前淮海工學院電子工程學院的電子科學與技術、測控技術與儀器等專業僅有7年的歷史，雖已初具規模，但課程體系與專業建設仍需進一步完善和優化。以光波為信息載體的檢測、控制技術、儀器系統、精密測試等內容是電子科學與技術、儀器科學與技術學科中的重要內容。

根據相關專業領域教師的科研基礎，本課題組首先對電子工程學院的光電子類課程（光電子技術基礎、光電傳感與檢測技術、光纖通信技術等）實施了教改研究，包括課程體系與教學大綱完善，加深了理論與實踐的結合，即將教師的科研新成果融入理論和實驗教學，并利用教師科研條件進行直觀教學，這樣既培養了學生動手能力，也促進了學生對理論知識學習的興趣。

如，電子工程學院建有自適應光學實驗室，是相關任課教師的科研平臺。自適應光學技術是一門可以讓光波適應外界變化而被能動控制的技術，也可以理解為光學中的自動化技術，集科學性和工程性為一體。相關專業學生已經學習過自動控制原理，對常規的液位、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象該如何完成控制呢？學生們非常好奇。通過分批次帶領相關專業學生親自動手完成光電成像校正實驗，學生既加深了對光信號傳輸、光電信息轉換及光電檢測等方面知識的理解，又鞏固和拓展了以前學習的自動控制相關理論知識的應用，學習到了教材中沒有學到的內容，進一步擴大了學生的知識面，學生反饋非常好。

對于一些不具備實驗條件的重點實驗內容，由于實驗條件比較苛刻，部分光電現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，學生無法通過實驗觀察到所有的實驗現象。針對這種現狀，利用了科研過程中獲得的數值仿真能力，幫助學生實現虛擬實驗。

2.2 人才培養方面

通過科研與教學的有機結合，提高高等學校的教學質量，從而培養出新形勢下的“綜合型、應用型”人才。注重因材施教，將學有所長的學生引入到教師的科研項目中。通過教學改革，重點突出相關專業中的光電檢測方法、光電系統研制與工程應用的能力培養，強調學生實踐動手能力與創新意識的培養，使之成為應用型和創新型高級人才。在這個過程當中，學生除了實踐書本知識外，還能在科研小組中學會分工及團隊協作，為將來攻讀研究生或進入相關企業累積經驗。

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課程的學習，已有相關專業的多名學生主動要求參與到教師的科研項目中來。喜歡編程的學生讓他們完成實驗平臺的軟件建設，喜歡擺弄光電子器件的學生讓他們完成硬件平臺的搭建，愛動腦筋的學生讓他們直接參與到教師科研課題的實驗，和相關教師一起分析實驗中出現的問題并解決它們。通過相關科研項目的訓練，將科研滲透到教學內容中，培養了學生的創新能力、創新精神以及科研素養。

在2013-2015期間，多名相關專業學生有了參與教師科研項目的經歷之后，積極申報各級創新項目。目前，已有多個光電子之創新項目獲得校內立項。同時，淮海工學院電子工程學院已有多名畢業生進入光電專業研究生階段的學習，如太原理工大學物電學院、中國科學院光電技術研究所等，開始了他們人生新的篇章。

2.3 提升教師教學與科研能力方面

教師一方面通過專業知識學習、關注本領域最新研究成果來提高自身業務能力，又通過教學工作，學習最新研究成果并有意識地積累未知問題、認真思考教學過程中學生所提出的疑問，進一步激發科研熱情，并幫助了科研選題。

教學內容的主體是“基本理論、基本知識、基本技能”，但是，課堂教學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最新發展動態的滲透。讓學生了解學科前沿的概況及其發展動態，開闊視野，啟迪思維，進一步拓寬學生的知識面。并且使學生能夠認識到，基礎知識不僅僅是概念理論和公式，更是實際應用中的產品和解決實踐問題的手段，以此提高學生的學習興趣，同時使學生更容易接受抽象的理論知識。

如，教師分別在每學期開始和結束時舉辦了激光和光電子領域的最新研究成果或相關專題講座，既提升了自身的業務能力，又達到了教書育人的效果。開學初的專題講座有助于引領學生對光電子技術領域的興趣，講座的內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階段的激光通信、激光武器等。講座結束，學生對光電子技術充滿了好奇，這為學生學好光電子課程打下了良好的基礎。學期結束時專門對學生比較感興趣的以及近期比較熱門的激光3D打印技術從原理到應用及未來發展趨勢進行了一次專題講座，擴大了學生的視野。

又如，基于光電子類課程涵蓋知識面廣、理論與應用相結合的特點，針對一些典型知識點，為加深學生理解，設置專題討論課，鼓勵學生課前主動查找相關文獻，讓學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，培養學生的表達能力、思維能力、分析能力，讓學生充分發表不同意見。學期過程中，這樣的專題討論課進行了2次，學生提出的問題給了相關教師的科研很大的啟發。

專題講座和討論形式的授課方式深受學生歡迎，教學效果好，學生評教均在90分以上，學生深受其益。課題組教師通過上述教學活動充分認識到要通過高水平科學研究苦練真功夫，又要通過鉆研教學規律來加強組織教學的能力，從而真正做到科學研究和教學育人互相促進。

3 結束語

“教研相長”雖是一個老話題，但目前社會大環境中面臨的“重研輕教”現象使得我們有必要對這個老話題展開新的研究。如何加強教學與科研的聯系、在科學研究中如何開展教學活動以使得科研成果能夠支持教學改革、并使得教學與科研互相促進是每一個高校教師的職責。本文以淮海工學院電子工程學院光電子類課程教改為例，分別從專業課程建設、人才培養、教學和科研能力提升等方面初步探討了實現教研相長的一般化途徑。改革的結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。

參考文獻：

[1]張志峰，楊婷.“重研輕教”不可取（關注“朱淼華現象”）[N].人民日報，2005-11-28（11）.

篇5

光通信技術是當今信息技術領域的前沿與支撐技術之一。2013年，國務院頒布“寬帶中國”計劃，進一步提升了光通信技術在國家發展戰略中的地位。簡言之，光通信技術是光纖技術與通信技術的綜合體，它具有高速、大容量的優點，但亦存在高成本、高復雜度和多學科交叉的特點。這成為該門課程實踐教學開展的主要困難。而且，對于省屬地方高等院校，同時面臨生源基數大、實驗教學經費短缺、設備更新緩慢等難題，使得該問題更加凸顯。為緩解這一問題所帶來的影響，基于專業光通信仿真軟件，引入虛擬實驗教學時必然趨勢。

一、虛擬實驗教學改革的背景與意義

作者所在的黑龍江大學電子工程學院，《光通信技術》實驗需為兩個本科專業（光電子技術系和通信工程系）學生（約180人/年）提供課程資源。原有《光通信技術》包含“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”“光時域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統演示”5個基礎專業實驗，僅能覆蓋《光纖技術》和《光通信技術》兩門專業必修課程的實驗教學任務，學生缺乏對“光電子器件”應用的認知。而且，光纖與光通信技術是本專業最重要的兩個研究方向之一，是專業學生就業與求學的主要支撐技術。近10年來，光通信技術在“光傳輸”“光交換”“光接入”和“可見光電力線通信”等領域高速發展。然而，現有實驗教學設備多購置于2001年，部分已陳舊、老化。與此同時，面臨教學經費不足，設備臺套數有限，儀器價格昂貴，由于普通高校擴招導致生源劇增的雙重壓力，對應的實驗內容無法得到更新，課程講授內容與實驗教學脫節，學生學習興趣低下。

圖1 原有專業基礎實驗方案

與之相比，專業仿真軟件具有價格低廉，覆蓋領域廣，專業性強，靈活性、操作性好等系列優點，可實現光放大器設計，光電轉換器件測試，多光通信系統實時在線模擬等功能，與本專業光纖技術、光電器件與檢測、光通信技術課程內容吻合。鑒于此，將虛擬實驗與原有的專業實驗相結合，以專業實驗為基礎，虛擬實驗為進階，二者相互補充、取長補短，將可有效緩解專業實驗教學中所面臨的困難。

二、虛擬實驗教學改革的具體實施方法

（一）方案設計與實驗室建設

1.保留原有的“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”作為基礎實驗，刪除“光時域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統演示”兩個實驗，節省6學時的課程資源。

2.開設“光通信仿真設計”課程設計，以虛擬實驗教學方式提高學生對于“光通信系統架構”“光纖放大器設計”“光電子器件工作特性”的掌握能力。課程設計采用機房集中教學模式，包含“光發射機/光接收機的實現”，“誤碼率與質量因子評價”“色散補償特性測試”“光放大器性能優化”“格式生成與轉換”五個模塊，共計32學時。其中，講授學時8學時，實驗學時24學時，第一、二模塊為必選，后三個模塊至少任選其一。

3.將原有機房進行升級與改造，新購置計算機50臺套，服務器1臺套，投影教學設備1臺套。更新原有網絡布線與系統，實現教師與學生互動能力，提升學生間的交互學習能力，改善學生個人的實驗學習平臺環境。購置專業光通信仿真軟件OptiSystem（12.0版）1套，可同時滿足30人在線仿真需求。

圖2 虛擬實驗設計方案

（二）虛擬實驗教學實施方法

在實際的教學過程中，該門課程對于光電子技術專業學生（年均60人）為必修課程，分成2個教學班級循環教學；對于通信工程專業學生為選修課程，根據以往統計，選修課程人員約60―80人，亦分成2個教學班級循環教學。除講授8學時外，學生需在2周內完成24實驗學時，教學資源采用開放模式提供，學生可自行安排學習時間，學時計算由智能管理系統完成。教學模式除課上教學、實驗外，還包括師生在線交流與在線答疑。課程考試采用報告模式提交，3人一組，需分工明確，格式統一，數據與分析清楚有效。

圖3 虛擬實驗教學的實施與執行

三、效果與評價

對于通信工程專業，該門課程設置在第六學期，需學習前期的光纖基礎實驗。對于光電子技術專業，該門課程設置在第七學期。作為中間環節，他是專業實驗的進階，同時作為本科畢業設計的前期訓練，起到承上啟下作用。運行一年來，效果顯著。主要體現在：（1）增加了實驗教學資源，緩解了實驗設備臺套數少的困難，提升了學生的實踐實訓能力；（2）完成了課堂教學與實驗教學的完整對接，教學內容與深度得到進一步提升；（3）激發學生學習興趣，為教師的科學研究提供有效輔助。截至2014年12月，已有11名專業學生參與到教師的科研團隊中，并在光通信設計領域發表EI檢索科研論文3篇，申報發明專利1項，獲授權實用新型專利2項，獲批省級、校級創新創業課題2項。

篇6

論文摘要：納米光電子技術是一門新興的技術，近年來越來越受到世界各國的重視，而隨著該技術產生的納米光電子器件更是成為了人們關注的焦點。主要介紹了納米光電子器件的發展現狀。

1納米導線激光器

2001年，美國加利福尼亞大學伯克利分校的研究人員在只及人的頭發絲千分之一的納米光導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射紫外激光，經過調整后還能發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，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養"納米導線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導線。然后，當研究人員在溫室下用另一種激光將納米導線中的純氧化鋅晶體激活時，純氧化鋅晶體會發射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學物質，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的化學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，也是采用納米技術制造的首批實際器件之一。在開發的初始階段，研究人員就預言這種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用領域。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℃，產生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運到襯底上，在2min~10min的生長過程內生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發現，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，發射光譜中會出現最高點，這些最高點的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發射頂點的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發射強度的迅速提高使研究人員得出結論：受激發射的確發生在這些納米線中。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用在光計算、信息存儲和納米分析儀等領域中。

3量子阱激光器

2010年前后，蝕刻在半導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。在量子力學中，把能夠對電子的運動產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，科學家研制出功率比傳統激光器大1000倍的量子線激光器，從而向創造速度更快的計算機和通信設備邁進了一大步。這種激光器可以提高音頻、視頻、因特網及其他采用光纖網絡的通信方式的速度，它是由來自耶魯大學、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的一堆物質構成或者相當于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沖突。科學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完全相同的電子群有困難。大多數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，日本電子技術實驗室的松本和斯坦福大學的詹姆斯和哈里斯等少數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，開關速度不高，偶然的電能容易使單個電子脫離預定的路線。因此，大多數科學家正在努力研制全新的方法，而不是仿照目前的計算機設計量子裝置。

4 微腔激光器

微腔激光器是當代半導體研究領域的熱點之一，它采用了現代超精細加工技術和超薄材料加工技術，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。 轉貼于

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成功。其內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。由于半導體和空氣的折射率相差很大，微碟內產生的光在此結構內發射，直到所產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。

長春光學精密機械學院高功率半導體激光國家重點實驗室和中國科學院北京半導體研究所從經典量子電動力學理論出發研究了微碟激光器的工作原理，采用光刻、反應離子刻蝕和選擇化學腐蝕等微細加工技術制備出直徑為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、光互聯和光信息處理等方面有著很好的應用前景，可用作信息高速公路中最理想的光源。

微腔光子技術，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研究的突破，可使超大規模集成光子回路成為現實。因此，包括美國在內的一些發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，用光刻方法實現了碟型微腔激光器件的圖形轉移，用濕法及干法刻蝕技術制作出碟型微腔結構，在國內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最好水平。此外，他們還在國內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構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、可動態模式工作等優點，在光通信、光互連、光信息處理等方面的應用前景廣闊，可用于大規模光子器件集成光路，并可與光纖通信網絡和大規模、超大規模集成電路匹配，組成光電子信息集成網絡，是當代信息高速公路技術中最理想的光源；同時，可以和其他光電子元件實現單元集成，用于邏輯運算、光網絡中的光互連等。

篇7

關鍵詞：材料物理性能 電學性能 光學性能 電光轉換

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（b）-0083-02

《材料物理性能》在材料科學與工程專業中具有傳承基礎、步入專業的核心價值。在光電子技術高速發展和全面普及的今天，材料電學性能、光學性能、以及電光轉換特性實驗毫無疑問在該課程的實踐教學環節中占有舉足輕重的地位。據作者所知，目前出版的有關書籍中和教研論文方面還很少涉及到電光轉換特性方面的實驗，作者在《材料物理性能》課程中作了探索性嘗試。

1 實驗設計

有關材料與器件中的電學性能、光學性能、以及二者之間的相互轉換特性及其應用等方面的理論和工藝，通稱為光電子技術，材料電學性能與光學性能緊密相連、相輔相成。因此，考慮電光轉換特性如轉換效率，驅動電壓、驅動電流、發光光譜、發光亮度、發光色度等需充分考慮材料的綜合性能和器件的結構優化設計。基于此我們提出以多層功能薄膜材料構建電致發光器件來設計材料的電學性能、光學性能、以及二者的轉換特性方面的創新性綜合實驗。具體的實驗設計步驟如下。

（1）電致發光器件設計與機理分析。

電致發光是利用材料的光電功能特性，將電能直接轉換為光能的過程。其基本工作原理是從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子在發光層中復合形成激子并以光能的形式發出，基本過程大致可以分為以下五個階段。

①載流子的注入。

電致發光器件在外加電場的作用下，空穴和電子分別從陽極和陰極注入到相應的空穴傳輸層和電子傳輸層。

②載流子的傳輸。

空穴和電子分別從空穴傳輸層和電子傳輸層中移動并向發光層遷移。

③載流子的復合及激子的形成。

空穴和電子在發光層中復合，形成高能量狀態（激發態）的激子。

④發光。

激子經過馳豫、擴散等過程其能量以光子的形式發出。

⑤光子逃離器件。

光子穿過薄膜材料及透明電極發射出去。由于薄膜材料和透明導電電極本身的吸收和反射，光能要受到很大的損失。

（2）實驗數據記錄與分析。

實驗的電學性能涉及：驅動電壓、驅動電流、以及電功率。實驗的光學性能涉及：發光光譜、發光亮度、發光色度、以及光功率。電光轉換特性重點要考慮電光轉化效率，具體以發光效率（單位電流密度下的亮度）和功率效率（電功率轉換成為光功率的效率），對于材料科學和材料物理方面的科研人員傾向于用發光效率來表達，而材料工程領域的科研人員對功率效率更受關注。對于平面型發光光源（面光源）來說，不同視角下的發光光譜特征符合Lambertian分布，因此發光效率和功率效率之間的換算可以用關系式“功率效率=發光效率*π/驅動電壓”來計算。發光效率和功率效率都與發光光譜視覺靈敏度有關，光譜峰值位置不同，這兩個值有很大的差異。這兩種表示效率的方法都是從實用角度出發的，是平板顯示、特殊光源、固態照明等領域中表示效率的常用方法，與物理學中的傳統量子效率表示方法既有聯系又有區別。

將實驗的測試數據記錄于表1中，根據發光光源的面積、驅動電流、電壓、和發光亮度計算出相應的發光效率（cd/A）和功率效率（l m/W）。對于發光光譜的數據記錄，畫出以光波長為橫坐標，以光強度為縱坐標的光譜圖，并確定發光峰值波長，典型的藍光光譜圖如圖2所示。

2 實驗效果與思考

通過電致發光器件實現了材料電學性能、光學性能以及電光轉換特性的表征與評價。還可以繼續思考和理解以下幾個問題加深對知識的系統理解與綜合運用。

（1）分析影響發光光譜、發光亮度和發光色度測試的因素主要有哪些？

（2）如何根據發光光譜計算出發光亮度和色度？

（3）如何根據發光光譜、驅動電壓和電流計算量子效率？

3 結語

通過在《材料物理性能》實驗課程中開設電光轉換特性綜合實驗，使學生深入理解材料電學性能、光學性能、以及電光轉換特性之間的關聯性。同時也增加了學生的學習興趣，將理論知識與實驗實踐緊密結合起來，進一步貼近了實際應用。本文為目前大學本科《材料物理性能》實驗課程的開設和教學模式提供了重要參考價值。

參考文獻

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篇8

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品

光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2發展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：

（1）激光技術

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

（3）激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

（4）光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

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篇9

關鍵詞： OLED；驅動電路；設計

中圖分類號：TN383+.1；TN873+.3 文獻標識碼：A

Research and Design on OLED Driving Circuit

JIN Wei

（Suzhou Institute of Industrial Technology， Suzhou Jiangsu 215104， China）

Abstract： Based on the structure and luminescence mechanism of OLED， this paper Introduces the OLED driving circuits， discusses some problems of the various driving circuits， and puts forward their applicability.

Keywords： OLED； driving circuit； design

引 言

在光電顯示領域，經歷了陰極射線管顯示器（CRT）、液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）、發光二極管顯示器（LED）和有機電致發光顯示器（OLED）幾個時期。CRT顯示器由于體積大、重量大、功耗較大、長時間使用令人眼部不適、容易造成近視等缺點已經被淘汰。LCD顯示器由于色域不夠寬、顏色重現不夠逼真、響應速度偏低也將逐漸淡出舞臺。PDP顯示器可以做到超大屏幕、超寬視角、亮度均勻、綠色環保、圖像清晰、彩色鮮艷，處于發展的頂峰時期。OLED是自發光顯示的半導體，具有柔軟、透明、畫質清晰、節能環保等特點，被視為下一代最具潛力的新型平面顯示技術。

1 OLED的發光機理

OLED的發光原理和LED相似。其發光過程一般由（1）載流子的注入；（2）載流子的遷移；（3）載流子的復合；（4）激子的遷移；（5）電致發光五個階段完成。在外界電壓的驅動下，電子與空穴分別由陰極與陽極注入元件，兩者在有機材料中復合而釋放出能量，并將能量傳遞給有機發光物質的分子，使其受到激發產生發光現象。通過搭配不同的有機材料，可以使OLED發出不同顏色的光，來達成全彩顯示器的需求。

2 OLED的驅動電路

為了能靈活地顯示的圖像和文字信息，OLED顯示器屏幕通常由許多整齊排列的發光像素點組成，成為點陣結構。點陣越密集，灰度級別越高，則顯示出來的圖像就越逼真。OLED的驅動方式有很多種分類，通常可按驅動電壓性質及尋址方式來分類。

2.1 按驅動電壓性質來分

OLED的驅動方式按驅動電壓性質來分，可分為直流驅動和交流驅動。

2.1.1 直流驅動

當OLED陽極接直流電源正極、陰極接直流電源負極時，空穴和電子分別從電源正、負極注入發光層，在發光層中形成激子，輻射發光。在OLED反向偏置時，由于勢壘較強，電子和空穴復合的概率非常微小，OLED基本不變化或十分微弱。

2.1.2 交流驅動

在交流電壓正半周時，OLED的發光機理與直流正向驅動時相同。在交流電壓負半周時，原先在交流電壓正半周作用時在發光層界面處積累的未復合的多余電子和空穴朝著相反方向運動，從而削弱了交流電壓正半周驅動時多余載流子在OLED內部形成的內建電場，增強了下一個正半周時載流子的注入和復合，提高了復合效率。

2.2 按尋址方式來分

OLED的驅動方式按尋址方式來分，可分為靜態驅動和動態驅動。

2.2.1 靜態驅動

采用這種驅動方式時，OLED顯示器的各像素的陽極分立引出，陰極連在一起引出。若要使一個像素發光，只要讓加在陽極的恒流源電壓與陰極電壓差高于像素發光值。這種驅動方式適合于段式OLED顯示器件，在圖像變化較大時可能會出現交叉效應。

2.2.2 動態驅動

在顯示像素較多時，如果采用靜態驅動，則需要的電極數量會很多，這樣顯示器件的體積會很大，費用較高，所以一般采用動態矩陣掃描驅動。

動態矩陣掃描驅動是把像素以空間方式排列成X行和Y列做成矩陣結構，行和列分別對應像素的陽極和陰極。在驅動過程中通常采用逐行掃描的方式，列電極為數據電極。如果要點亮某一位置的發光顯示像素，只需在該像素的對應行列電極加上電壓差，輸入電流即可。當要點亮整個屏的像素，則需采用動態驅動方法逐點點亮，要求點亮整個屏的時間小于人眼視覺暫留極限。具體實現方式為：循環地給每行電極施加脈沖，同時所有列電極給出該行像素的驅動電流脈沖，從而實現一行所有像素的顯示。對于不在同一行或同一列的像素，就加上反向電壓使其不顯示，以避免出現“交叉效應”。

在動態驅動中，根據每個OLED像素中是否引入開關元件將OLED的驅動方式分為無源驅動（Passive Matrix，PM-OLED即被動式驅動）與有源驅動（Active Matrix，AM-OLED即主動式驅動）兩種。

（1）PM-OLED

PM-OLED的電路原理如圖1所示。PM-OLED中行、列相互正交，在交叉處連接OLED，在驅動時直接把各個像素的驅動電壓加到各個像素點上，通常數據信號輸入到列上，并與行掃描同步。對于PM-OLED顯示器，每個像素點的結構和等效驅動電路如圖2所示，每一個OLED發光器件都可以等效為一個發光二極管和一個電容并聯的結構，整個OLED面板可以等效為各個點為發光二極管和電容并聯構成的矩陣。面板上每列像素的ITO電極連接在一起形成數據線，每行的金屬電極連接在一起形成掃描線。當對面板進行逐行掃描時，某列數據線上的信息將決定處在該行該列上的像素是否發光。

當某行剛開始掃描時，列驅動電路經數據線給寄生電容充電，在寄生電容上的電壓達到等效發光二極管的開啟電壓時，二極管才發光。所以實際使用時，必須注意寄生電容的快速充電問題，以實現較好的顯示效果。另外，由于每一行的顯示時間非常短，要達到正常的圖像亮度，每一行OLED的亮度都要足夠高，需要很大的電流和電壓，從而引起功耗增加，導致顯示效率較低，這就使得PM-OLED在大面積顯示中的應用受到限制。

（2）AM-OLED

AM-OLED為每個OLED像素設置了薄膜場效應晶體管（thin film transistor，TFT）和信號存儲電容CS來驅動。OLED依賴電流驅動，其亮度與電流大小成正比。因為LCD采用的是電壓驅動，所以與LCD相同的TFT結構無法用于OLED。因此AM-OLED除了需要具有開關功能的尋址TFT之外，還需要能讓足夠電流通過的導通阻抗較低的驅動TFT。AM-OLED的電路原理如圖3所示，兩個TFT均為P溝道器件，T1為尋址TFT，T2為驅動TFT。寫數據時，掃描線（行）置負電平，打開T1，數據信號儲存到電容CS上；顯示時，掃描線置0，關閉T1，T2受存儲電容CS上的電壓驅動將數據輸出至OLED使之發光。

有源驅動由于使用TFT驅動每個像素，使得發光元件在整個幀周期的時間里都是點亮的，克服了無源驅動中使用占空比很小的脈沖信號驅動帶來的問題。在AM-OLED方式下，OLED不需要驅動到非常高的亮度，可以達到較佳的壽命。但是OLED有源驅動的制作成本及技術較高。

3 結 論

本文主要介紹了OLED的幾種常用驅動方式。PM-OLED采用矩陣型結構，每個像素需要用很強的輸入數據電流來達到較高的亮度。AM-OLED采用獨立的結構，每個像素都有自己的驅動電路，可以同時驅動同一行的多個像素發光。AM-OLED相比PM-OLED，更適于實現高分辨率的圖像，而且可以用較小的電流驅動，從而很節能。

參考文獻

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篇10

教學內容與方法理工融合。教學中需要加強理論知識與實際應用的“接口”，需要重視方法論教育并引導學生將課堂教學與自主學習相結合。基礎課程按理科的要求強調基本理論與方法，重點培養學生的分析問題、抽象思維能力；專業基礎和專業課程方面則理工兼有；在“理工融合”理念指導下，開展光電信息科學與工程專業教學改革，培養具有創新精神與實踐能力的復合型人才。

1.強化數理基礎數學物理等基礎課程是為學生提供基礎知識，培養學生基本能力與基本素質的重要課程，不僅應有助于學生夯實基礎知識和基本技能，而且能促進學生創新意識、創新能力和終身學習能力的形成。選用理論性強有深度的教材，著眼于為學生終身學習奠定基礎，精講最核心的數學物理基礎知識、理論和方法。培養學生既具有數學的高度抽象思維能力，又具有現代物理學的理論素養和實驗技能。訓練和提高學生的數學物理素質、思維能力與應用能力，使學生形成良好的科學素養和強勁的發展后勁。開設數學物理方法、矢量分析等課程以強化數理基礎。

2.注重理工融合重視理工聯合、交叉和滲透。在教學中傳授數學物理思路與方法，著重數學邏輯思維能力與分析問題能力的培養，理解和應用物理模型，增加數學物理應用方面的實例，培養學生將所學數學物理知識運用于計算機實現，加強學生數學建模能力的培養，解決實際問題。按照“理工融合”教育理念，改革數學、物理學等基礎課程與學科專業核心課程的教學內容和課程體系，并根據專業培養目標實現物理、光學工程、機械、電子以及信息類課程的交叉和滲透。通過適合的課程體系、知識結構設計融入良好的科學方法與工程方法相結合的思維模式，培養學生具有較好的基礎理論修養、抽象思維能力和技術開發能力，增強理科背景。重視方法論教育，通過各個教學環節在不同程度上使學生受到科學思維、科學方法、科學精神以及工程意識、工程方法等方面的熏陶和教育，培養學生的創新精神和實踐能力，提高學生的綜合素質。

3.優化教學內容數理與學科基礎課程注重基礎理論，加強新理論、新技術，充實應用實例分析，以豐富教學內容，提高教學內容的啟發性和生動性，重視理論與實踐的結合，激發學生的創新思維和基礎理論與專業知識的應用能力。綜合提煉課程內容，引入學科前沿內容，分清必講內容和自學討論內容，重新制訂各課程的教學計劃。優化課程設置：專業課程開設學期適當前移，大四盡量安排課程設計等實踐教學環節；加強各門課程之間的銜接，減少重復教學內容。光信專業原有培養方案在二年級下開始機械、電子、光學、計算機基礎課程教學，三年級下才結束基礎課程的理論教學或剛開始專業課程的教學。學生學習后沒有自己實踐的時間就匆匆求職，導致應用能力嚴重不足。因此，原有光信息專業課程體系前移半學期非常有必要，且應用性強的課程要增加相應的課時，如C語言、單片機原理與應用設計、光纖通信等課程可以適當增加課時，而微機原理等課程可以刪減課時或與單片機課程組并。考慮到4年級上學期的2個月里，學生急于求職的心態，理論教學效果較差，可以開設2~3門實踐性的設計課程，如PCB設計與制造、光電系統的FRED設計、CAD2007設計、單片機應用系統實作等。授課形式可以采用開放式教學，多教師根據自己的專業特長分組指導，將重點放在動手能力的培養上。實踐內容要與就業緊密相關，爭取讓學生帶著自己的實踐作品求職。

4.改革教學方法加強理論教學與實踐密切結合，加強習題、作業、研討、實驗、實習、專題等多種形式作為理論學習的補充和拓寬，將課堂教學與自主學習相結合。要求學生結合課程進行相關問題的討論、研究和實踐，部分學科基礎和專業課程需有專題設計內容，定期開設學科進展和重大工程專題講座。推行多媒體、網絡、仿真等現代化教學技術，提高教學質量和效率。鼓勵學生研究性學習和自主學習。從大三上、下兩個學期開始開設“專題研究”目的是培養學生在教師指導下的自學研究、綜合與聯想能力。留出時間讓學生閱讀文獻資料、撰寫讀書報告、工程實例分析、專題設計與分析、實驗方案設計與試驗等，加強學生的動手、應用和創新能力，提高學生提出問題、解決實際問題的能力，培養創新專業人才的專業素養。改革考試方式，加大平時綜合考核力度。采取綜合性實驗、大作業、小型課題、口試等多種形式考查學生平時學習情況，引導學生多查閱資料，鍛煉和培養學生的學習能力。筆試采用半開卷形式，學生可攜帶一張A4紙。每學期的題目更新率達70%，學生可獲得前幾年的考試題目。

二、實踐環節的教學改革

以就業為導向，在機械、電子、光學、計算機的基礎知識教學中，重點加強基礎實踐環節能力培養，具體操作如下：機械制圖課程：2年級講授基本制圖原理、CAD2007基本操作，再通過增加2周的機械制圖課程設計，采用CAD2007軟件設計一個實際的光電裝置，來提升繪圖能力。電子技術基礎中的模擬電路：延長模擬電路的課程設計，由1周改為2周，動手實做一個具體的產品（如半導體收音機）；由多個老師分小組指導，提高學生元器件識別、焊接、測試儀器使用、簡單電路分析的能力，為PCB設計打下基礎。計算機基礎：強化C語言教學，增加教學學時，爭取自主教學；增加C語言課程設計2周，由多個老師分小組指導，要求學生能動手編小型應用程序，切實培養學生程序設計的基本能力。實踐教學（含課程設計、畢業設計、實習等）采用工科模式，包括課程設計、畢業設計、各類實習。通過數學建模、電子設計、光電子設計等學科競賽與科技創新促進理工融合。

探索多種形式的實踐教學方法和途徑，增加綜合型、設計型、自主型與仿真型實驗，訓練學生的動手實踐能力。鼓勵課外科技活動、社會實踐、興趣小組，必須以實際的科研項目進行畢業論文或畢業設計訓練。設計類課程采用自主設計的模式：選題查閱文獻資料確定設計方案與技術路線設計計算研制或方案實施設計圖紙或實驗報告答辯導師點評分析總結（、申請專利）。重視科研訓練，支持學生參與教師的課題研究，鼓勵學生參與大學生科研訓練計劃（SRTP）、學科競賽、科技制作和實踐創新活動并提供各種條件。培養學生發現問題、解決問題的能力，為進一步深造打下基礎。加強實踐教學條件建設，新建了光電技術實驗室與電子信息創新實驗室。向學生開放實驗室，引導自主學習。在已有南京覃泰、宜昌勁森光電、武漢肯特電子等實踐基地的基礎上，新建了三江航天萬峰、宜昌三八八廠、宜昌七環通訊等實踐基地。

三、教學改革的作用與意義

通過教學改革，構建與理工融合培養模式相適應的光信息科學與技術專業課程體系，開展理工融合教學改革，使學生掌握的基礎理論和方法能與實際應用“接口”，培養基礎厚實、適應性強、有發展潛力的光電行業優秀人才。探索出具有可操作性的改革措施，增強學生實踐與創新能力，并以此為契機提升專業教師能力。第一，加強我校光電信息科學與工程建設，使本專業學生更好地為光電行業與湖北（中國光谷所在地）地方經濟社會發展服務。第二，在優化知識結構的同時，重視方法論教育，使學生受到科學思維、科學方法、科學精神以及工程意識、工程方法等方面的熏陶和教育，培養學生的創新精神和實踐能力。第三，通過理工融合培養模式能有效推動光電信息科學與工程專業數學、物理、電子電路等基礎與專業主干課程教學內容、方法和課程體系改革。第四，可為現有專業目錄中既可授予理學又可授予工學學位專業建設提供借鑒與參考。如我校光電信息科學與工程專業理工融合培養模式教學改革效果較好，也可推廣到我校理學院電子信息和信息與計算科學專業，進一步可為其它高校亦理亦工專業的建設與改造提供借鑒。第五，通過本項目的研究與實踐，能促進光信息科學與技術專業教師教學能力的提升。

四、總結