光电技术研究范例

摘要：在惯性空间中，采用光电搜跟技术能够保持稳定探测视轴，精确跟踪目标。但在实际应用过程中，雷达探测结果容易受到扰动，使系统性能受到影响。基于此，对人工智能用于改进光电搜跟技术的思路进行了探讨，对基于人工智能的光电搜跟系统、智能算法、航迹跟踪等内容展开了研究，为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：人工智能；光电搜跟技术；航迹跟踪；目标跟踪分析

伴随着人工智能的发展，机器人、图像识别、专家系统等在内的理论和技术日渐成熟，促使人工智能应用领域不断扩大。而在光电搜跟技术中引入人工智能算法，能够使系统数据处理能力增强，通过减少延迟和误差保证跟踪效果，使光电搜跟动态观测精度得到提高。因此，还应该加强人工智能在光电搜跟技术中的应用研究，从而推动该种探测技术的发展。

1人工智能与光电搜跟技术

1.1人工智能。人工智能又被称之为AI，能够对人的智能理论、方法等进行模拟、延伸及扩展，属于计算机学科分支。从人工智能实现上看，主要包含两种途径，一种为通过计算机编程使系统拥有智能分析效果，无需考虑运用的方法是否与人相同；另一种则是对人采用的逻辑分析方法进行模拟，如人工神经网络、遗传算法等，需要对生物的遗传-进化机制或脑细胞互动进行模拟。其中，第一种人工智能算法属于工程学方法，需要对程序逻辑进行规定，一旦逻辑复杂就需进行烦琐编程，并且出错后需要重新编译、调试[1]；而第二种算法具有自适应能力，可以通过自我不断修正应付各种复杂情况。现阶段，为了使机器视、听、触等感觉和思维模拟人，人工智能在人脸识别、虹膜识别、智能搜索、逻辑推理等多个领域得到了应用。

1.2光电搜跟技术。所谓的光电搜跟技术，其实就是利用红外、激光、微光等不同光学探测设备实施光电跟踪的一门技术，能够对空中或地面目标进行搜索、跟踪，完成脱靶量计算，从而通过控制伺服系统运行达到实时跟踪目标的要求。作为现代化的侦察探测技术，光电搜跟技术在航天、军事等各领域都得到了广泛应用。通过对光学、电学技术手段进行集成应用，光电搜跟技术可以在完成光学探测后，对得到的图像进行处理，实现检测和识别，根据得到的信息有效捕获目标[2]。对疑似目标进行搜索，则要完成各种各样目标特征图像信息记录，然后结合图像特征和运动特征做到精准化识别。将伪目标剔除后，可以使真实目标得到跟踪。在信息源捕获方面，目前主要采用雷达探测方式，需要利用光电跟踪设备完成目标精细化跟踪。由于雷达拥有较大宽视场范围，能够完成广角探测，因此可以快速进行目标搜索。

1.3二者结合的意义在光电搜跟系统中，随着反跟踪技术的发展，采用雷达探测方法容易遭到打击，促使系统内部产生杂波干扰，无法对目标进行有效捕获与跟踪。采用人工智能方法进行系统改进，能够利用图像探测技术进行场景信息获取，之后转化为数字信号进行传输。利用系统程序完成信息处理，可以使图像重要信息得到提取，包含目标相对位置、大小等。根据预设信息完成图像深度处理，能够得到精准的相对位置信息，自动模拟人做出科学决策。因此采用人工智能，无需人工干预就可以快速完成目标数据信息选取，在伺服机电控制方面形成速度闭环，在使系统操作得到简化的同时，达到自动化、精准化跟踪效果。不同于传统光电搜跟技术，采用人工智能对图像信息进行智能化处理，可以通过智能识别高效提供精准数据信息，为自我行为分析提供智能辅助决策，因此能够推动技术的转型升级。

摘要：

我国通信电子技术的迅速发展，能够有效反映出当前科学技术的进步。当前通信电子技术在我国得到广泛应用，特别是城市发展方面，通信电子技术在其中了起到了非常重要的作用。通信市场与通信电子技术有着合作性和兼容性的密切关系，为保证通信电子技术能够长期稳定的发展，必须要在技术和管理等方面进行改革和创新，这样才能真正促进我国通信电子技术发展，扩大应用范围，为社会发展做出贡献.

关键词：

通信电子技术;创新;措施;发展前景

随着我国科技快速发展和进步，带动了我国整体经济得到发展，并使我国人民的生活质量得到提高。当前我国已经走入了通信电子时代，人们的工作和生活因通信电子技术变得节奏加快，社会中充斥着大量的信息，使信息沟通不再有局限性，不再受容量和地域上的限制。随着我国通信电子技术的发展，使我国的产业结构发生了一定变化，并使很多传统企业都遇到了发展瓶颈。通过创新通信电子技术，能够有效将我国通信市场的竞争力快速提升，并能够升级我国的产业结构，促进我国经济快速增长，可见，创新通信电子技术有其一定的必要性。因此，我国必须要对当前通信电子技术的发展进行分析，找到创新通信电子技术的有效措施，这样才能从根本上推动我国经济和科技同时得到提高，使我国在国际中的地位有所提高。

1当前我国通信市场的机遇与挑战

（1）我国的科学技术在快速进步，不断取得优秀的科技成果，伴随着我国多元的文化历史，使我国通信市场有了更大的发展空间。当前通信市场中已经出现很多高新的电子产品，并且这些电子产品还在不断的升级当中，加之计算机技术在社会中的广泛应用，推动着我国通信电子技术的创新与发展。（2）当前国家已经为通信产业制定了相关的法律与法规，并将其不断进行完善，为给通信市场提供更加广阔和优质的发展空间。伴随着三网融合不断深入到我国市场中，更加有效促进了我国通信行业的发展。（3）2008年的金融危机席卷了世界各国，对我国经济影响也非常大，通过努力，目前我国经济正在快速发展，为通信行业提供了良好的发展契机。随着我国财政政策、货币政策和宏观政策等方面的不断完善，使我国通信市场找到了更多发展渠道，通过通信市场的良好发展能够稳固我国整体经济。（4）随着我国经济和科技的快速发展，使我国不断调整了产业结构和经济结构，在很大程度上促进了我国通信产业的发展，国家也更加重视通信市场，将我国的工业发展与通信电子技术进行了有效融合，更加快速的推动了我国经济的发展。

提升科技期刊质量，办出精品期刊，是每个编辑的义务和责任，高质量的稿件是期刊生存的基础，高素质的作者群则是高质量稿件的保障。在建设、挖掘和培养科技期刊的核心作者群方面，众多期刊采取了适合自身实际的有效措施，并取得了良好的效果。例如:文献［1］提出按“投稿量、贡献率、忠诚度”界定期刊的核心作者，既要重视已有的作者群，还要拓展潜在的作者群;文献［2］提出“学报应重视大学生作者群”;文献［3-5］认为应重视研究生作者的培养;文献［6-7］还提出可通过网络数据库等分析和查找有高学术影响力的作者群。《红外技术》是我国光电子领域科技期刊中创刊最早的刊物之一，立足科研、全面反映“红外及夜视技术”的国内外研究进展及其在国防、工农业及国民经济各领域的应用情况。根据《红外技术》的办刊宗旨及目前来稿现状，本文以刊物拓展作者群的实践提出:在拓展行业领域中从事基础应用研究的作者群的同时，还应拓展生产部门中的产研结合型作者群，将最新技术及创新成果及时地呈现给读者，以期逐步改变科技期刊落后于科技和产业发展的现状［8］。

1《红外技术》作者群现状

近年来，随着我国科技的进步和发展，光电领域科技队伍日益壮大，《红外技术》的自投稿数量呈现增长趋势，投稿作者来自科研院所，地方高校，军事高校，国有、民营企业等。经过对稿件的归纳和分析，发现稿件和作者群呈现如下特点:1)涉及交叉学科的稿件多，优势学科文章数量不多;2)第一作者中硕士研究生较多，中、青年专家少。虽然目前我刊稿件数量充足，但高质量的文章及优秀的作者群仍是迫切需要的，基于这种现状，办刊人员不能坐等来稿，应变被动服务为主动服务，拓展和完善作者群，使期刊与科技进步紧密互动，推动红外及夜视技术的发展。

2拓展作者群的策略及实践

2．1走进优势学科实验室组织稿件，拓展科研人员作者群

研究所和高校的研发人员，是重要产学研结合型任务、重点预研、基金项目的承担者和参与者。期刊编辑应及时了解和跟踪项目研制进程，与承担或参与项目的研发人员保持紧密互动，并在其中发展撰写论文能力强又对论文有需求的作者群，同研发团队约定稿件计划，使期刊的稿件能围绕项目研制的进程，以便及时地将其项目研发中的新技术、新方法、新思路等研究成果呈现在刊物上。从2013年至今，《红外技术》编辑部先后在主办单位通过拜访院士工作站，云南省专家工作站，夜视技术研究院，微光夜视技术重点实验室等研发部门向部分技术骨干和科技带头人组稿。此外还走出主办单位，分别走访了中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室、南京理工大学光电技术实验室等，了解其项目研究进展，并向其项目负责人约稿。组稿对象中有的是“千人计划”的入选者，有的是学科领军人物，还有海外归来的学者，他们年富力强，学术思想活跃，学术见解独到。编辑部对其来稿建立了快速发表的“绿色通道”，力争将其创新成果在本刊首发，从而使刊物围绕着光电领域的重点型号任务及重大科研攻关项目，使刊物报道的内容尽量紧跟科技的进步。例如:2016年编辑部特约的专家稿“数字化红外焦平面技术”中报道的读出电路技术是探测器和所有信号处理都在数字域完成的红外热成像技术，是国际上最先进的新一代红外焦平面技术［9］，《红外技术》对此稿件实现了首发。《红外技术》主办单位昆明物理研究所拥有光学工程硕士、博士一级学科学位授予权和博士后科研工作站，所招研究生中既包括有工作经验的在职人员，也包括在校毕业生，他们都在科研岗位上边学习边参与课题的研发，课题和科研项目紧密相关，其课题论文也成为我刊关注的方向之一，每年编辑部都参加研究生的开题报告、中期检查汇报及论文答辩，从中择优选出适合的稿件发表。

2．2到生产线，拓展产研结合型作者群

本文作者：刘剑 杨立才 刘常春 单位：山东大学控制科学与工程学院

生物医学工程是利用工程技术研究生命科学现象,运用工程手段解决生物医学基础理论及临床应用问题的综合性专业[1]。其中“生物医学传感器与测量”课程的教学是专业教学体系的核心组成部分。近年来,随着微电子技术、新材料技术和电子信息技术的飞速发展,各种新型生物医学传感器不断涌现,原有的教学内容显得有些陈旧。笔者结合科研背景,提出“兴趣引导,自主学习,实践探索”的指导思想,尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革。

1教学内容的改革

本课程原有教学内容主要是对各种传统物理类传感器原理和测量电路的讲授,基本上移植了自动化类专业的传感器教学内容。我们根据生物医学专业特点,对该课程的教学内容进行了调整,除了介绍应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式和光电式等经典的物理类传感器的基本原理和测量电路外,增加了这些传感器在医学上应用内容,如多普勒频移血流计、电容式心音传感器和光电式脉搏传感器等内容。此外,还补充了近年发展起来的一类新型的传感器———生物传感器内容。生物传感器融合了生物学、化学、物理学和信息学等相关学科,在国内外已经发展成为一个活跃的研究领域。所增加的生物传感器的主要内容有:生物传感器的基本概念和类型,生物分子识别元件及其生物反应基础及生物敏感材料的固定化。这三部分是生物传感器的基础。在此基础上,讲授了电化学生物传感器(包括酶电极、微生物电极、免疫电极、亲和电极、介体电极和生物组织电极等内容)、光学生物传感器、热生物传感器、压电晶体生物传感器、半导体生物传感器、表面等离子体生物传感器、光纤生物传感器及分子印记生物传感器和基因芯片,这些内容都是生物传感器近年来最新研究成果[2]。新内容的补充可以拓展和丰富传感器的类型,特别是生物传感器利用生物反应巧妙的实现生命信息的探测和转换内容。

2教学方式的改革

2.1多媒体与传统板书结合

多媒体教学是现代主流的教学方式,可以提高教学效率[3]。但我们发现如果单纯依赖多媒体教学,学生认为只要拷贝教师的课件就可以掌握上课内容,所以往往不会做笔记,忽视了教师讲授的知识。针对本课程特点,我们采用多媒体教学和传统板书教学手段相结合的方式。例如对于传感器的结构、外形及应用采用多媒体的图片和动画展示,增加学生的印象,而对于传感器的基本原理及测量电路中的公式推导,采用传统板书的方式,提醒学生做笔记。

【摘要】本文介绍了一套完整的可见光通信系统，兼容字符、音频和视频数据的传输。其发送端和接收端均为独立PCB设计，在发送端，有三组信源接口，分别为字符、音频和视频接口，其中，字符传输接口为串行通信接口，信源PC通过该接口将数据加载到系统中；音频传输接口为3.5mm音频接口，信源可采用任何支持三段式音频接口输出的设备；视频接口可接至AV摄像头，使用AV摄像头作为视频传输的信源。这些数据经过软硬件的一系列处理后，送至大功率LED发射，使加载有信息的可见光信号在自由空间传播。在接收端分别使用两个低速PIN光电管和一个高速PIN光电管接收字符、音频和视频信号，分三路进行软硬件的处理后，字符信号可通过接收端的串行通信接口传输至信宿PC，亦可以直接在接收端板载OLED上显示；音频信号处理后直接传输至外置扬声器；视频信号通过视频分量线传输到USB视频采集卡上，通过采集卡将数据上传至信宿PC，并在信宿PC的上位机程序中显示。经过长期对本系统软硬件的调试，本系统的工况已经基本稳定，随后利用本系统进行了数十次字符、音频和视频数据的可见光通信实验，实验结果表明，系统可以实现预期的基本功能，通信效果良好。

【关键词】可见光通信大功率LEDPIN光电管

1引言

可见光通信的概念在21世纪初提出之后，迅速获得了世界各国的研究机构、学校和知名企业的关注和支持，在短短的几十年间得到了迅猛的发展，从最初的几十kb/s的传输速率到今天的Gb/s的传输速率，从最初的不使用均衡技术到今天的预均衡、后均衡技术，从最初的点对点到MIMO，从基带传输到低阶调制再到高阶调制，技术发展一日千里。可见光通信已被美国的《时代周刊》评委2011年全球50大科技发明之一。西方认为可见光通信技术的潜力无穷，前景十分美好，大力鼓励研究该技术。但目前，国内除上海复旦大学迟楠教授的研究小组外，还没有其它研究机构或学校明确表示致力于这方面的研究，可以说该项技术在国内尚有很大的研究空间。长期以来，世界各国的致力于可见光通信系统研究的主流学者和研究人员大多已经实现了基于可见光的字符、音频或视频格式数据的通信系统，但由于LED的带宽和光电探测器的带宽制约，导致更加复杂的数据格式未经高阶调制无法直接传输，高阶调制又大大的加大了系统的复杂性。本文所述的可见光通信系统的研究方向侧重于不加高阶调制系统、使用更高带宽的光电探测器。本文成稿时间较短，不足之处在所难免，诚恳希望广大读者多提宝贵意见，以利于我们今后的改进和提高。

2应用范围

可见光通信如果可以被推广普及，将会得到广泛的应用，其主要应用范围，有如下三点：a.应用于电磁敏感环境或电磁屏蔽环境内。可见光通信应用于电磁敏感环境中的优势在于，光信号一般不会对环境造成电磁干扰。另外，其亦可应用在一些电磁屏蔽环境内，例如电梯，矿井等电磁波不易到达的环境内，不需加装庞杂的通信系统，仅需一组LED照明灯引入环境内，即可实现电磁屏蔽环境内对外界的通信；b.应用于汽车领域。汽车领域如若可以引入可见光通信技术，将有望可能加快车联网的进程。例如加载了信息的车灯光线照射到路边的可见光接收设备后，设备将会马上反馈给车载导航仪实时路况信息；另外，在汽车高速行驶时，司机如果分神，接近前车，其车身上的可见光通信设备将主动对本车采取制动措施，并把接近信号传给前车，使前车主动避让。这些都将会给驾驶员提供更优质、更优越的驾驶体验；c.推动智能家居广泛普及。未来可见光通信系统将很可能取代WIFI，未来我们不需要在家中放置无线路由器，仅需打开一盏LED照明灯，我们的手机即可接收到互联网上的气象预报信息、新闻等，另外亦可通过该系统实现家庭成员的终端到终端间的数据秒传

3系统设计

摘要：设计了一种室内智能机器人靶车，其能携带一个平面半身多部位靶，实现多部位报靶功能，且能携带侧转机构组件或起倒机构组件，实现运动过程中侧转或起倒等拟人动作，还能根据激光雷达自主定位，实现靶车按预设路径运行的要求。靶车经过设计计算确定驱动电机参数，并通过试验验证，满足设计要求。

关键词：智能机器人靶车；平面半身多部位靶；自主定位

0引言

随着当前警用实弹战术射击实战化训练的推进，对运动靶标所模拟的假想敌的运动特性逼真度要求也越来越高，为此，本文设计了一种室内智能机器人靶车，其能携带一个平面半身多部位靶，实现多部位报靶功能，且能携带侧转机构组件或起倒机构组件，实现运动过程中侧转或起倒等拟人动作，还能根据激光雷达自主定位，在多种室内靶场中按预设路径或自主规划路径运行，模拟假想敌目标的多种特征。

1设计要求

某项目要求研制一种室内智能机器人靶车，该机器人靶车总重为60kg，最大速度为4m/s，能够携带平面多部位靶，且能实现起倒功能[0°～90°（前向），起倒时间≯1s]或侧转功能[0°～360°，侧转角速度≮180（°）/s]。

2室内智能机器人靶车组成及设计

摘要：近些年随着我国建筑产业的发展以及人们对建筑工程整体要求的不断提升，新材料不断的被应用于建筑工程施工中。新材料的使用有效的提升了建筑工程质量，同时降低了施工成本，对于建筑产业的发展具有积极意义。本文对新材料在建筑工程中的应用进行了分析，能够给同行业工作人员提供一些参考。

关键词：新材料；建筑工程；应用分析；影响探讨

1前言

新材料的应用要跟新技术保持一致的发展，其积极应用在建筑工程项目中，展现出新材料自身所具备的主要优势。新材料应用于建筑工程施工中，有效的提升了建筑工程质量，同时降低了施工成本，对于现代建筑行业的发展具有显著推动作用。

2新型防水材料对建筑工程的影响

2.1新型建筑防水材料

相比于传统的建筑防水材料,新型建筑防水材料可以有效的提高建筑材料的防水性能。新型建筑防水材料的主要特点就在于"新",新型建筑防水材料的"新"主要表现在建筑材料新以及施工技术新。新型建筑防水材料根据建筑防水的新规范与新要求,利用新技术改进传统建筑材料的防水性能,从而使传统的建筑防水材料变成新型的建筑防水材料。比如:对传统的建筑防水材料"沥青",采用催化氧化处理,可以有效的降低沥青对温度的敏感度,从而让传统的建筑防水材料"沥青",成为新型的建筑防水材料"优质氧化沥青";在对"沥青"进行催化氧化处理之后,可以使沥青的品质得到极大的改善。

【摘要】《光学系统设计》是一门实践性很强的专业技能课。本文从课程的课堂教学内容优化、实验教学内容选取、课程设计综合实训以及工程项目设计强化训练几个环节详细描述了本课程对光学领域应用复合型人才的培养路线和方法，极大地提高了学生光学设计的能力和水平，增强了学生的专业归属感，培养效果和社会反馈良好。

【关键词】光学设计；优化；项目；训练；专业技能

在目前光电信息科学技术高速发展的时代，光与电的结合改变了人类社会信息获取、信息转换、信息贮存、传输与交流的方式，有着无限的发展空间和前景。作为信息采集和获取的最前端系统——光学系统，它的设计虽基于传统经典光学理论，但设计理念、设计方法和内容随着时代变迁都在发生着巨大改变。课程建设在高校本科教学中有着举足轻重的地位，直接影响着高校人才培养质量。《光学系统设计》是许多工科高等院校光电信息、光学工程专业、电子科学与技术专业、测控技术与仪器等专业的主修课程，也是一门实践性、实用性特别强的专业课程。南阳理工学院地处久负盛名、拥有数百家光电企业的南阳光谷，服务地方经济发展和为地方企业输送光学领域优秀的工程设计人才是南阳理工学院办学宗旨和社会使命，也是检验高校教书育人“四个回归”质量成效的重要途径。因此，《光学系统设计》课程内容建设决定了毕业生光学设计能力和水平，这也是他们将来从事光学技术研究和走向光学工程师岗位的敲门砖。

一、课程教学内容优化和实施

《光学系统设计》课程自2012级开始相继在我院两个专业共三个班级开设。其前置课程主要包括几何光学、物理光学、计算机基础、工程制图等，后续主要延伸至各种实际动手能力训练的课堂实验、课程综合实训、毕业设计、各级各类大学生创新创业项目申报和实施、外部光学工程项目承接等，也为光电检测系统、光通信系统等相关课程技术服务。《光学系统设计》自开课以来，一直围绕以上各层级专业能力的培养，循序渐进，不断完善和明确培养目标，优化教学内容，探索和改革教学方法，致力于把学生培养成既具有一定理论基础又具有较强工程设计实战能力的复合型人才。1.课堂教学优化。《光学系统设计》是建立在光学成像基本原理、典型光学系统结构、像差理论、光学衍射受限等理论基础之上的一门专业平台技能课。课堂教学内容选取主要遵循“实用为主，够用为度”的原则。在我院安排的有限的24个理论学时里，精研教学内容，尊重教材，又不局限于教材，以最合理的章节顺序讲授，按学生最易接受的方式不断进行内容优化。首先使学生了解光学系统的设计流程、光学系统的像质评价方法以及光学系统的总体设计布局，在面对产品客户的使用规格和功能需求时知道如何应对。其次，世界上形形色色的光学产品都是从为数不多的经典光学系统中演变而出，比如投影机镜头可从显微物镜系统演变，大地测量仪、激光扩束可从望远系统演变，因此典型光学系统的初始结构设计、典型光学系统如望远、显微物镜设计、目镜设计、照相物镜设计都是讲授重点。在此过程中，计算机辅助设计软件ZEMAX的操作使用也贯穿于整个课堂，这是新时代的高速计算分析工具，以帮助所有系统的设计实现。光学制图是光学设计数据结果的工程表达，也是产品制造的依据，是课堂教学不可缺少的部分。设计课的特点是课堂上随时会进行设计演示和案例导入，多媒体课件中融入了大量的图形、符号和颜色管理以及Zemax文件的链接。课堂上学生随着老师的讲授内容和讲授节奏在电脑旁边听边学边做。老师传授学生在设计过程中如何分析问题和解决问题，如何形成对光学知识体系整体的思考和理解，收到很好的教学反馈。2.实验教学内容构思。《光学系统设计》的课程特点是实践性强，实验学时与理论学时占比非常大。如何在有限的实验学时内让学生掌握各种类型光学系统设计的技巧和能力，这就需要统筹合理安排实验教学内容。光学设计实际上就是使用计算机工具软件，在一定的系统起点上，不断调整光学元件的结构参数使系统达成用户提出的功能要求和成像要求。前面讲过当今世界千千万万类型的光学系统都是从一些典型系统中派生出来的。从典型光学系统的设计出发，遇到实际的工程系统也会知道如何分析和设计。在此思路指导下制订出了有主有次、有难有易的课程实验项目，实验一为ZEMAX软件操作及光学设计输入和像质优化过程演练；实验二为离轴折转的牛顿天文望远物镜的设计和仿真；实验三按反向光路设计一目镜系统，训练如何设置变量和对系统参数进行约束控制等；实验四设计一照相物镜，难度增加，需设计技巧；实验五绘制一光学零件工程图纸并标注合理公差和技术要求。以上这些实验内容使16个学时的课堂训练真正地实现高负荷运转，学生较全面地掌握了典型光学系统的设计流程和基本方法。实验教学完成了应用型人才培养初级层次。通过学生设计性实验完成情况和效果测评，证明这样的实验项目构思是成功的。3.课程设计实训内容探索。实践教学是高等教育人才培养永恒的主题，要培养出符合工程教育认证标准、适应当今社会快速发展的光电产业格局的光学设计高级应用型人才，工程综合实训环节必不要少。课程设计工程实训一般持续两周及8周不等，实训任务也不同于课堂实验环节。首先光学系统设计任务具有工程背景；其次是设计难度增加，要考虑工程因素；再次学生必须自己从图书馆、国家专利库或其它资料库中查阅寻找初始结构参数，并在此基础上进行设计优化和创新。首先让学生真实地体会一下光学系统的制造流程，每人组装一台望远镜，加深对光学产品的认知，了解光学系统各组成部分的功能，了解设计和组装差错会对产品产生什么样的影响，这是课程设计实训的第一步。第二步，光学工程设计任务下达，学生分组完成各自的设计任务。工程训练题目多来自于教师以往设计案例，或市场上或某些光电企业普通产品规格要求，具有多类型性，有效地扩展和提升了前置的实验教学内容。以小米智能摄像机光学镜头的设计训练来说，此为南阳某光学企业现行量产供应产品，焦距4mm，传感器1/3，F数2.4；光学长度小于22mm，镜片小于5片，成像要求1M。此任务要求学生首先分析寻找合适的初始光学结构方案，然后按照像差理论进行结构参数优化和像差平衡校正，最终达到工程化要求。对于没有工作经验的学生来说，初始结构的选取会是他们面临的第一个难题。接下来是90度大视场角带出的大像差的校正难点，需要学生更多的专业知识和经验累积。4.工程项目设计强化训练。光学设计无顶峰。在经历了几个阶段的学习和实训后，学生虽然对设计理念、设计流程、设计技巧有了一定的掌握。但光学系统很多时候是功能迥异的复杂工程，并不是单一的物镜或目镜光路或单一的消像差。实际的工程设计还要考虑客户的使用环境、使用条件，考虑制造工艺和成本，考虑国家行业标准或其它优势竞争因素等。学生要想在毕业后快速适应光电行业光学工程师岗位，还需要不断加强设计训练，甚至去光电企业实习。训练项目主要有四类。（1）开放实验室项目，利用开放实验室条件和学生长时间在实验室研究学习规律，为他们在学校申请光学系统设计类项目，如“工业内窥镜系统光学设计”题目，并获得一定经费资助。（2）大学生国家创新创业训练项目，如2017年协助四位学生申请到国家大创项目“车载宽视角高清系列摄像镜头设计与开发”，为学校赢得了荣誉，丰富了课程内容。（3）外接工程项目，如“广告用投影机”项目，指导14级学生帮客户完成照明和投影光学系统工程设计，得到用户认可。（4）毕业设计课题，最近三年共有30人左右申请了光学系统设计毕业研究课题，有的项目成果还整理发表了期刊科技论文，增强了学生自信。光学设计强化训练项目在内容上也体现了三个特征：（1）复合性特征，如工业内窥镜系统包括摄像物镜设计、转像透镜设计和目镜设计，相互之间衔接，初期的方案制作就很考验学生的专业水平。（2）多类别特征，研发项目从摄影光学系统到投影系统，从激光扫描系统到红外微光系统，从定焦到变焦系统等。大大扩展了学生毕业后从业就业的范围。（3）系列性特征，如车载宽视角系列镜头研发，焦距规格系列包含2.8、3.6等，清晰度包含720P、1080等，使学生的设计训练思路明晰。

二、结束语

《光学系统设计》教学内容经过一系列的精挑细选、优化探索，逐步实现了理论指导、软件辅助、课堂训练、工程项目设计实战为主干的科学培育路线。学生通过这门课程的学习，是真真正正掌握了一门专业技能。近几年毕业生中从事光学设计工作相关人员激增，考取光学工程专业研究生人数暴涨，企业用人反馈良好，极大地增强了在校学生的专业学习兴趣和就业信心。今后，我们仍将不忘初心，不辱使命，继续在教学实践活动中探索更加优化的教学内容和教学方法，为社会培养更加优秀的光学领域专业人才。