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光电子行业分析范文1
中国科学院半导体研究所“宽带微波信号产生与传输的光子技术”项目摘得2016年中国光学工程学会科技创新奖一等奖的桂冠。消息一出,人们在关注和热议这项创新成果的同时,对于其背后的科研团队,也是好奇心泛滥。
据了解,完成这项科研成果的牵头单位,是中科院半导体研究所微波光电子团队,由祝宁华研究员组建于1998年,是集成光电子学国家联合重点实验室和中国科学院固态光信息技术实验室的重要组成部分,目前有核心成员16人,在读博士和硕士研究生30余人,主要致力于光电子技术相关领域的研究。
可以说,这是一支硕果累累的研究团队――至今为止,他们研制的高速激光器、高速探测器、窄线宽激光器等系列产品在中国电科集团、航天集团等50余家大型知名企业成功应用,好评连连;他们在高速模拟直调激光器的研究上已经达到了国际领先水平;他们出版了3部专著,发表了200余篇高质量学术论文,仅获得的国家授权发明专利就有近百项。
也可以说,这是一支低调的科研队伍――在有点事儿就要“上热搜”、“上头条”的今天,他们瞄准国家重大任务需求,专注探索前沿基础科学和高新技术。就连这次获奖,除了象征性地发了通稿之外,媒体上就再没见关于他们的过多描述。
这种“犹抱琵琶半遮面”的神秘感,更是增加了人们的好奇和猜测,他们为什么如此低调?他们究竟在研究什么?
瞄准行业缺口
事实上,微波光电子团队的研究对象―微波光电子技术、高速光电子技术―并不像人们想象的那样神秘,严格来说都属于光电子技术的交叉方向,目前在很多领域都有广泛应用。而这种交叉融合的方式,也是近年来光电子技术的发展趋势。
光电子技术,确切地应该称为信息光电子技术,是光子技术和电子技术结合而成的高新技术,涉及光显示、光储存、激光等领域,是未来信息产业的核心技术,也是我国的先导产业,在国防工业、能源、汽车、信息技术等产业的发展中发挥着战略性的作用。
1998年,受中科院“百人计划”感召,祝宁华举家从德国回到中国,并在中科院半导体所组建微波光电子研究团队。此后近20年,这支队伍在祝宁华的带领下,逐渐成为我国光电子技术领域的代表性研究团队之一,并在高速半导体激光器等光电子器件及应用研究领域不断取得创新突破,有效提高了我国光电子器件及应用技术的发展水平。
最为称道的成绩之一,是他们提出了高速光电子器件动态特性精确测试方法。祝宁华表示,芯片高频特性的精确测试,一直是困扰业界的老大难问题之一。“因为光电子芯片的尺寸非常小,长度仅有200~300微米,波导宽度仅有2~6微米,这使得芯片与测试夹具尺度之间相差了数百倍,并且芯片与测试仪器本身还存在严重的阻抗失配(激光器3~8欧,探测器和调制器数百欧),所以在原来的技术水平下,要想实现精确测试难度非常大。”
微波光电子团队在祝宁华带领下,针对这一难题开展研究攻关,有效解决了微波矢量网络分析仪校准中的相位不确定性、校准方程相关性、频率限制等关键问题。这一突破让扣除测试仪器和夹具的影响变为可能,为获得较为准确的高频特性参数奠定了基础。
据悉,光电子器件高频响应测试主要分为两类―采用微波网络分析仪测量器件在某一驱动信号幅度和不同频率下的响应特性,以及采用误码分析仪测量器件在不同驱动信号幅度和某一速率时的响应特性。
据祝宁华介绍,一直以来,业界都没有能适用于不同频率和不同驱动幅度下响应特性的测试方法和分析模型。意识到这一需求缺口,微波光电子团队在前期所获突破的基础上继续展开研究,首次提出了激光器动态P-I特性曲线/曲面的概念,并给出了相应的测试方法。一系列测试证明,采用该方法商用仪器能够获得器件特性的直观描述,从理论上解决了工作参数优选的问题,为获得最佳高频响应特性提供了技术保证。
大胆决策创新
正所谓“蛇无头而不行,鸟无翅而不飞”,每个队伍都有其灵魂人物,并且作为队伍的核心,其实力也极其重要。对于微波光电子团队来说,这个人无疑是祝宁华,他专注科研、淡泊名利的精神一直感染着团队里的每一个人。
在从事高速光电子学理论、器件及系统研究的30多年里,祝宁华修正了光电子器件的模场理论,建立了器件优化设计分析模型,提出了一系列测试和封装设计方法,组织了光电子领域发展战略规划的研究和实施,为我国光电子学的发展作出了重要贡献。
多年来,微波光电子团队之所以能够频频在光电子研究领域取得创新和突破,一定程度上与祝宁华这个带头人多次敢为人先的大胆决策息息相关,封装技术的创新就是一个很好的例子。
封装技术,是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术,也可以是指半导体集成电路芯片用的外壳,发挥着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,同时也是沟通芯片内部与外部的桥梁―芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术是非常关键的一环。
TO封装是激光器比较常用的一种成本较低的封装技术,一直以来业界普遍认为,这项技术只适合封装低速率半导体激光器。祝宁华却不这么认为,他向863专家组提出了研制高速TO激光器的大胆建议。
随后,他带领团队展开攻关,提出了一种光电子芯片本征动态特性参数提取方法,可以扣除芯片电极和封装所引入寄生参数的影响。同时,他们还提出了封装设计潜在带宽分析的概念,据此发展了封装寄生参数影响的综合评估技术,为芯片及模块的优化设计提供了有效手段。
这些创新的设计思路后来被微波光电子团队成功应用于激光器、探测器和调制器的封装设计中,研制出10Gb/s和40Gb/s数字通信激光器模块,并与华为、中兴、光迅、海信等公司合作,开发了一系列高速光收发模块,近五年累计创造了近20亿元的新增销售。
与此同时,祝宁华长期从事高速激光器的理论和实验研究,在意识到这一光电子器件的发展前景时,他在我国率先提出了研究高速激光器的建议,并从1998年开始,先后主持研制了2.5GHz、10GHz、18GHz高速激光器相关项目,使我国在该领域的技术水平从起步到跟踪发展再到国际领先,为我国多个重大型号任务中核心元器件的自主可控做出了贡献,相关成果获2013年度国家技术发明二等奖。他将这些研究整理成《光电子器件微波封装和测试》、《光纤光学前沿》等专著并出版,为我国光电子器件产业的发展提供了指导和借鉴。
超前布局规划
多年来,微波光电子团队都能够在激烈竞争中抢占先机,对所处行业未来的发展趋势进行预判,并提早部署研究计划。这已经成为他们的制胜法宝。最具代表性的,就是他们对光电子发展趋势的预判。
众所周知,全球已经步入信息经济时代,信息产业成为了许多国家的支柱产业。而光电子技术的发展在很大程度上决定着信息产业的发展水平。祝宁华介绍说,高速光电子器件在光通信系统的各个层次都有重要应用,如高速光传输、大容量光交换、宽带光接入和微波光子技术等,是实现高速光信息生产、传输、放大、探测、处理等功能的器件,是宽带通信网络的核心,而激光器则是光通信系统的“心脏”。
祝宁华很早之前就曾指出,随着光网络和光通信技术向大容量、低功耗和智能化方向发展,为实现更高速、更宽带光通信传输系统,光电子集成将会成为高速光电子器件的发展趋势之一,同时也是突破速率和能耗两大制约光通信技术未来发展瓶颈的有效途径,而高速激光器的研制也会成为行业焦点。
意识到这一发展方向的重要性,2009年左右,祝宁华组织实施了“信息光电子学”系列研讨会,以及863计划和基金委“十二五”、“十三五”光电子领域发展战略规划研究,促成了多个863主题项目和国家基金委重大项目的立项,积极推动了高速光电子集成芯片的发展。
不仅如此,祝宁华还带领微波光电子团队针对高速光电子集成器件在国内率先开展深入探索研究,取得了突破性进展。他们提出了光电子集成芯片阵列三维封装技术,解决了光电子集成芯片封装过程中面临的微波阻抗严重失配、模场失配和串扰等难题。美国光学学会刊物OPN以《中国光子集成》为题对微波光电子团队的相关研究进展做了大篇幅封面报道,进一步提升了我国在这一前沿领域的国际影响。
成绩证明实力
在过去的近20年,祝宁华带领的这支队伍在高速光电子器件领域的研究中,为我国实现了一个又一个创新突破,但他们却很少对外提及。对他们来说,科研需要沉浸其中,而他们有限的时间只够用来投入研究,再无暇顾及其他。所以这些年,这支队伍证明自己实力的方式“简单”、“粗暴”―不断创新、不断突破,不断刷新成果记录:
他们在光通信和光网络的核心器件高速光波导调制器的研制方面,采用保角变换法和点匹配法,很好地解决了以有限元为代表的常用数值计算法难以精确描述光调制器电极边缘效应的难题,确保了光波和微波传输特性测试分析的精确度,为器件设计和制备提供了有效保证。
他们首次将变分理论用于光波导传输特性分析,有效解决了采用数值分析法进行优化设计时面临的异常困难,建立了光波导基膜和高阶模场分布的解析表达式,并在此基础上获得了导模数目和模式传播常数等参数,在不同结构的光波导分析中成功应用,相关成果荣获中国科学院自然科学三等奖。业内评价称:“该方法表达式简单、参数确定方便、精确度高,为完善光波导理论体系作出了重要贡献。”
他们创新性地提出基于频率分束法的光外差技术,将光谱结构分析从光域转到电域,解决了传统Michelson干涉仪光谱分析法存在的光束发散、透镜振动等限制问题,将光谱分辨率由105提高到了1017。借助这一方法,他们研究了光波列(构成光谱的基本单元)的线宽和长度,以及时间和频率分布规律,建立了半导体激光器超精细光谱结构模型。同时,基于该理论,他们还提出了非对称耦合腔的单片集成激光器机构,能够将线宽压榨到35KHz以下,比常规DFB激光器小了2个量级。航天五院测试后确认其满足航天定标要求,意味着我国在该类核心器件的研发上实现了自主可控。
他们还大胆提出频率相干性概念,完善了波长不同的两束光相干性描述,明确双光束拍频产生微波信号的频谱线宽取决于光束相干性,与光束本身光谱线宽无关,以及两个单片集成激光器的输出光也具有频率相干性,并首次实现了基于微波光子技术的单片集成窄线宽微波源芯片,具有体积小、调谐范围大、不需要微谐振器等特点。
这种可调谐激光器在5微秒内实现了DC~40GHz的快速扫频,与传统电子学微波源技术相比,大大拓宽了频带快读,扫频速率提高了3个量级。这一突出成果一经发表,便立刻获得了UrekAlert和总参某部的高度关注,认为该方法为实现高效电子对抗装置及系统提供了可能。
…………
在科研上,这支队伍的表现其实很高调―提出大胆建议的是他们,提前判断发展趋势的是他们,打破国外禁运限制的也是他们,这些华丽的成果是他们非凡实力的最佳佐证。低调,只是为了屏蔽一切干扰和杂念,心无旁骛地沉浸在科研的世界中。
对于光电子技术的未来,祝宁华表示,光电子技术发展至今,已经对国家的发展产生了重要影响,大到军工、航天、国防等领域,小到家用电器的信号传递、灯光照明等。全球光电子技术产业的市场规模已超1万亿美元,我国的光电子技术产品市场也始终保持着两位数的高速增长,市场可观、潜力巨大。
光电子行业分析范文2
关键词 应用技术型 光电子技术 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.02.062
Applied technical Undergraduate College Optoelectronic
Technical Course Teaching Reform
ZHAO Hongxia, BAO Lei, XU Dawen, CHENG Peihong
(School of Electric and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo, Zhejiang 315016)
Abstract In this paper, according to the characteristics of the application of technical undergraduate course colleges and universities and training target, from writing and enterprise cooperation, the course focuses on the design of the experimental teaching materials, the use of modern teaching means and the use of the reasonable teaching evaluation system of optical electronic technology course teaching to carry on the reform and exploration.
Key words application technology; Optoelectronic technology; teaching reform
为了使大学生的培养更好地面向社会,贴近市场、更好地满足社会经济发展的需要。教育部等六部委提出了《现代职业教育体系建设规划(2014-2020年)》,鼓励举办应用技术型高校,将其建设成直接服务区域经济社会发展,以举办本科职业教育为重点,融职业教育、高等教育和继续教育于一体的新型大学。在上述《规划》的指导下,欲推动一批本科高校转型,而宁波工程学院恰是2000年以后转型成立的服务地方经济发展的本科院校,响应转型号召义不容辞。但对于应用技术型大学培养没有现成的经验和轨道可循,只能在借鉴别国同类院校办学成果和积累的经验的基础上探索。“光电子技术”是我校电子科学与技术专业光电子方向的一门专业核心课。其教学任务不仅要传授给学生扎实的光电子技术的专业基础知识,为后续相关课程的学习打下坚实的基础,更为重要的是通过完善的理论和实践教学体系培养和提高学生的工程素质,为毕业后从事光电子方面的相关岗位做准备。本文就光电子技术课程针对应用技术型人才的培养模式提出几点见解。
1 应用技术型本科院校光电子技术课程培养目标
随着我国工业技术的发展和产业结构的转型升级及由此引起的劳动力市场变化,社会大环境对高层次应用型人才的需求更加迫切。由此,作为电子科学与技术专业核心课程的光电子技术课程的培养目标与传统偏学术型定位的课程培养目标存在根本性区别,而应以学生就业岗位需求为导向确立培养目标。培养的学生既要具有扎实的理论基础,更具有较强的动手能力,使学生毕业后在相应的工作岗位能够具有光电产品生产制造、装配、检测、设备操作与维护、技术服务、生产管理等方面的应用才能。经过相关企业大量调研和人才需求分析,笔者认为应用技术型本科院校光电子技术课程的具体目标是以培养从事光电子方向系统设计与集成的应用技术人才为主,注重提高学生光子器件的开发能力,强调学生的综合应用能力,能够理解跨行业的知识融会贯通。
2 目前转型类高校光电子技术课程教学中存在的问题
(1)教材少,内容陈旧,不能与时俱进。我校于2005年由原来的专科学校升格为本科院校,属于地方本科院校。学生使用的教材几乎都是由学术型大学的专家教授编写出来的。这些教材偏重理论,对于培养应用型人才,服务地方经济的宗旨不太匹配。教材更新速度慢,与企业实际情况相距甚远。同时,由于课程内容侧重理论,学生学习起来感到枯燥无味。
(2)授课内容偏重理论,轻实践。光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门新兴的综合叉学科,主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。它包含了激光原理与控制、光电显示、光存储、光辐射的调制及探测等方面的知识,讨论光纤传感器原理,相干测量及激光的各种应用等。当前地方本科高校的培养体系和模式基本都是按照传统的理论人才培养模式构建,在转向应用技术型本科高校的过程中培养内容和课程体系受到传统惯性的影响,理论教学依然占有绝对的比重。这与培养学生具有相应的应用技能相悖。光电子技术本是一门应用性很强的课程,通过该课程的学习应该使学生具备应用所学知识解决实际问题的能力。完备系统的理论知识固然重要,但新颖的实践教学环节的设计更能使学生提高学习兴趣和对实际问题的分析和解决能力。
(3)课程内容较多,课时偏少。光电子技术是电子科学与技术专业的重要组成部分,是21世纪先进科学技术之一,在现代社会中起着举足轻重的作用,他的发展对国民经济及国防建设有着巨大的推动作用。但光电子技术作为专业的主干课程,内容较多,涉及的范围广,而课时量大多在48~64课时之间,有的还包括16课时的课内实验。在少课时的情况下,如何完成内容的讲解,同时在理论学习和实践的过程中提高学生的应用技能成为必须考虑的问题。
(4)评价体系单一。目前大多数高校光电子技术课程的考核方式是教师根据学生的出勤和期末试卷给出课程成绩;出勤占20%,期末试卷占到80%。基本一张试卷决定学习的好坏,偏离课程学习初衷,忽略学生是否能运用科学的方法将所学的理论运用到实践中去发现问题,探究和解决问题,生成新的知识。
3 应用型本科院校光电子技术课程改革措施
3.1 以岗位需求为导向自编教材,及时更新
依据当今科技的发展,企业技术不断革新,通过到光电子方向相关的本地企业光圣科技、奇美电子、首佳液晶、璨宇光电、菱茂光电等进行大量的调研,了解企业对人才具体需求确定课程培养目标。整合课程内容:增加LED显示材料和液晶显示的驱动,删除了阴极摄像管显示和光辐射的电磁场理论。同时增大了液晶显示板的设计,组装和调试等内容。根据行业和企业的实际需求自编教材,且与企业合作共同编写。该教材适合学生更快地进入工作状态,熟悉工业运作,也可作为企业提高自已员工水平的参考资料。
3.2 增加实践学时的比重,提高学生应用技能的培养
应用型本科院校定位后,我院对原有的光电子技术实验室进行了升级改造。一方面增加了设计型实验的比例,同时去掉了验证性实验。因设计性实验能从多角度、多方位、多层次、多途径训练学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,是培养学生应用技能的重要手段。另一方面,根据课程培养目标,与大恒光电及天津拓扑合作共同开发了实验项目。具体内容如表1所示:
表1 实验类型、实验项目及所占比例
3.3 采用课程内容分层、开展课堂讨论及利用现代化的网络平台等多种教学方法
应用技术型本科院校在传授学生系统的理论知识的同时,更重要的是培养学生运用知识的技能。传统的光电子技术课程教学方式已不能适应新时期应用技术型大学生培养的需要。而教育体制改革又要求降低教学的学时数,给学生更加宽松的时间培养综合素质,而技能的培养又需要大量课时。解决教学课时少与应用能力培养之间的矛盾,成了光电子技术教学改革的一项重要任务。笔者认为,首先为了能在有限的学时内,讲解更多的内容,而且还能被学生较好地吸收,需要将教学内容作整体分析、分出层次。比如:哪些内容是重点、要点,需要学生牢固掌握;哪些内容是难点,需要慢讲,细讲;哪些内容属于扩大知识而容易理解的,可以快讲;哪些内容需要压缩甚至删减;哪些内容可以让学生自学。例如,各种显示器的工作原理和驱动方式是重点内容,需要详讲,精讲多练;激光器的清洗,雕刻等应用内容简单,学生可以自学。其次可以针对难点的内容开展课堂讨论,在活跃的课堂气氛下,加深对知识的理解。最后利用现代化的教学和沟通工具,为学生建立一个交流平台,这个平台应用的技术可以由教师自己选择,如BBS、微信、QQ、电子邮箱、社区等,然后教师将认为有用的资料分享到这个平台,并对学生提出的问题进行解答,这样可以达到一个教学相长的效果。
3.4 采用多元化的评价体系
教学评价方面,采用多种考核方式并举,多角度考查学生对知识的掌握程度。目的是淡化考核结果,避免学生机械地背诵书本知识应付考试,注重学习效果和过程,提高学生自学能力,培养学生良好的学习态度和习惯。如根据光电子技术的课程特点,笔者对原有的考核方式进行了适当的调整,偏重实践教学的权重,同时,注重平时课堂表现、学习态度和成效,在期末考试中采取开、闭卷相结合的方式(如表2所示)。
表2 考核内容、考核方式及所占权重
基金项目:浙江省高等教育学会高等教育研究课题(项目编号:KT2014079)
参考文献
光电子行业分析范文3
关键词:电子信息技术 系统集成 光电子技术 应用特点
一、电子信息技术的主要内涵
所谓电子信息技术,是指运用电子技术来获取、传递、处理和利用信息。电子信息技术
主要包括传感技术、通信技术、计算机技术、信号处理技术。目前,电子信息技术己经涉及到了通信设备制造业、计算机设备制造业、微电子器件制造业、视频音频产品、信息应用设备制造业、软件业、信息服务业、网络建设等多个产业,逐渐得到了各领域行业的重视。
二、电子信息技术的主要应用方向
电子信息技术作为计算机的主要发展特征,己经在计算机网络上得到多方面应用,主要应用方向有以下几点:
一是智能集约化。可以说,智能化是计算机发展道路上的一个重要方向。计算机智能是通过科学研究而建立的,运用现代网络信息技术对人的思维活动、感觉行为进行适当模拟,并对相关信息开展集约化逻辑分析和综合处理。
二是网络数字化。在计算机在现代社会中的不断深入运用中,网络逐渐成为计算机技术和信息技术结合的产物。计算机以其高清晰的数字处理技术,通过网络化运行,对信息资源进行互动交流共享,使网络数字化得到了实现。
三是高效快捷化。可以说,现代计算机网络技术最大的特点就是高效快捷。在整合存储各种信息资源的基础上,通过运用计算机电子信息处理技术,使各种管理都能实现高效快捷化。
三、前我国电子信息技术存在的问题
1.技术力量比较缺乏
当前,技术人才缺乏、技术力量不足,成为制约我国电子信息技术发展的最主要问题。
虽然我国高校在电子信息技术方面的人才培养力度不断加大,也取得了一定的实效,但这些
技术人才多是单一型,从事的计算机信息技术领域比较单一,复合型的技术人才在我国十分少见。与此同时,这些电子信息技术人才相对低端,高端的电子信息技术人才严重欠缺。这都在很大程度上制约了我国电子信息技术的高速发展。
2.发展环境资源紧缺
制约我国电子信息技术发展的又一难题是发展环境资源的严重紧缺。造成这一局面的主要原因是我国电子信息产品的假冒伪劣、知识产权侵权行为、盗版产品的走私贩卖以及企业间不良竞争等多个方面。这些现象的存在,使我国电子信息技术在国际市场的竞争力持续下降,同时降低了我国电子信息技术的发展潜力。所以,要着力为电子信息技术营造良好发展环境,充分发挥电子信息技术人才的能力水平,全面推动我国电子信息技术市场的发展进步。
3.产业机构不够合理
目前我国的电子信息技术产业机构不够合理,这在一定程度上导致我国电子信息技术
产品,与其他发达国家相比,各方面都比较落后。我国的电子信息技术产业虽然具有良好的发展前景,但正是因为产业机构不合理,制约了我国电子信息技术的发展快速升级。只有着
力打破传统的产业机构设置,按照我国电子信息技术实际情况和发展特点,构建起完备科学的电子信息技术产业机构,才能真正推进电子信息技术科学、健康发展。
四、未来电子信息技术的发展趋势
1.系统集成发展
在电子信息技术发展过程中,系统集成电路制造技术是重要的组成部分。作为电子信息硬件产品核心,集成电路在应用范围上十分广阔,包括计算机的C即、各种工C卡,都要运用集成电路。可以说,集成电路技术是我国高科技成果的代表,在世界经济发展上具有举足轻重的作用。而且,系统集成电路产品的芯片面积变大,集成度也逐渐变高,但尺寸越来越小,系统日益完善。估计在未来十几年的时间里,系统集成电路主要发展趋势就是加工细微化、硅片大直径化。
2.光电子技术发展
电子信息技术经历了光电子学和电子学两个发展阶段,己经逐步进入光电子技术发展时期,这是电子信息技术的飞跃性发展。光电子技术正逐渐衍生出两门学科,分别是能量光子学、信息光子学,根据市场发展的需求和自身特有的规律,能量光子学和信息光子学两个学科不断进步发展,正在逐步推动建立现代光电子信息产业与光电子交叉学科的形成,这在规模和扩大速度上,都是前所未有的。
3.个性化业务发展
未来计算机网络发展的主要趋势和方向就是高性能、大容量、多业务,逐步满足用户个性化的发展需求。同时,随着IP业务的持续增长,未来网络技术必将以超高速因特网为发展重点。我国的第一代因特网数据比较单一,第二代因特网了将融合语音、影响及数据等,正逐渐取代第一代英特网。可以说,由于DWDM的广泛采用,网络传输的成本大幅降低,用户实现了无线宽带与多媒体的实时通信。
五、结语
总之,随着我国科学技术水平的不断提升,电子信息技术正逐步发展壮大。实践证明,电子信息技术容易受到科技水平的制约,所以必须要牢牢把握其技术应用特点和发展趋势。笔者认为,只要我们充分认清电子信息技术的主要内涵,把握好智能集约化、网络数字化、高效快捷化等电子信息技术的主要应用方向,进一步正视当前我国电子信息技术存在技术力量比较缺乏、发展环境资源紧缺、产业机构不够合理等诸多问题,真正明晰未来电子信息技术系统集成发展、光电子技术发展、个性化业务发展的趋势,就一定能够促进电子信息技术更好的服务于人类社会和生活。
参考文献:
光电子行业分析范文4
此举,对江苏省半导体照明产业来说,令人振奋;对科技部正在“十城万盏”万盏工程来说,同样提振人心。
回顾“十城万盏”工程实施一周年的历程,我国的半导体相关科研院所、检测机构做出了许多可圈可点的贡献。仅以上海为例,上海拥有同济大学与照明艺术研究中心、复旦大学光源与照明工程系、复旦大学材料科学系、上海光机所、上海技术物理研究所、上海光学仪器研究所、国家光学仪器质检中心等科研院所、检测机构。
近年,上海已在绿色照明光源领域取得多项技术突破,在半导体照明材料的制备、工艺、器件的研究和应用等方面开展了许多富有成效的研究,并已取得了一些具有国际先进水平和自主知识产权的关键技术,为产业化应用奠定了坚实的基础。2009年,上海市LED产业实现产值100亿元,其中,上海市的科研院所、检测中心功不可没。
同样,各试点城市取得的成绩,军功章上也有科研院所及检测机构的“一半”。但面对成绩,科研院所及检测机构真的可以高枕无忧了吗?
虽然时间过去了两年,但提及“337”事件、提及那位令人发怵的“美国老太太”,半导体照明产业从业者们依然如鲠在喉。
目前,我国的半导体照明研发中,依然存在诸多需要反思的问题。众所周知,作为一个科技含量较高的产业,要想实现半导体产业的利润最大化,掌握其核心技术,是必然的选择。
然而,反观我国半导体产业现实,半导体照明行业的核心专利中绝大部分都被日亚、丰田合成、科锐等国外LED企业所垄断。我国LED企业所申请的专利主要集中于,保护范围较小。目前除南昌晶能光电外,其余芯片企业的技术或多或少都涉及一些专利侵权。据了解,目前我国LED封装所用的两类荧光粉YAG:Ce 和YAG:Tb 的专利也分别为日亚、欧司朗所掌控。
因此,加强拥有核心自主知识产权的各种材料的研究,对相关科研院所来说,迫在眉睫。
从长远来看,如果无法打破国际LED巨头的技术垄断,则那位令人发怵的“美国老太太”导演的LED行业“337”事件,将会一次次地重演。
2010年1月11日,总理在国家科学技术奖励大会上发表了重要讲话。温总理在讲话中强调:“要紧密跟踪世界经济科技发展趋势,大力发展战略性新兴产业。在新能源、新材料和高端制造、信息网络、生命科学、空天海洋地球科学等领域,推动共性关键技术攻关,加快科研成果向现实生产力转化,逐步使战略性新兴产业成为可持续发展的主导力量。”
科学技术是第一生产力!
我们相信,相关科研院所、检测机构定能不负重望,在未来的“十城万盏”工程推进中,担负起半导体照明核心技术研发的重任,力争打破国际LED巨头的技术垄断,促进我国的LED产业健康发展。
北京大学宽禁带半导体研究中心
北京大学宽禁带半导体研究中心,是国内宽禁带半导体的主要研究基地之一。
物理学院Ⅲ族氮化物半导体研究组1993年起在国内最早开展了MOCVD生长GaN基材料与蓝光LED的研究工作,成功地研制出GaN基蓝光、绿光和白光LED,掌握了拥有自主知识产权的GaN基LED制备关键技术,在上海依靠自己的技术建立了北大蓝光公司并成86计划产业化基地。中心在半导体照明用大功率白光LED研制和GaN基脊型LED研制上又取得了重大突破。
北京工业大学北京光电子技术实验室
国家有色金属复合材料工程技术研究中心
北京工业大学北京光电子技术实验室国家有色金属复合材料工程技术研究中心,是国家级工程中心。中心主要从事颗粒增强复合材料、有色金属半固态加工技术、喷射成形技术、激光快速成形技术、先进雾化技术等研究开发工作。
主要研究方向包括:颗粒增强金属基复合材料制备技术、有色金属半固态加工技术、喷射成形技术、激光快速成形技术、快速凝固气雾化技术、超声雾化技术、快冷铸带技术、金属纳米制备技术等。
“九五”以来,产业建设取得较快的发展,建成了具有一定规模的SMT焊粉和粉末触媒2条生产线,形成了焊粉、焊料、喷涂粉末、触媒等具有特色的高技术产品。
清华大学电子工程系集成电子学国家重点实验室
清华大学集成光电子实验室是国内从事光电子材料与器件及其在光纤通信与网络中的应用技术的主要研究基地,在许多重要的研究领域取得了突出成果。
实验室重点研究基于半导体光电子材料、低维纳米结构材料和石英光纤的各种新型光电子器件以及集成器件,研究上述器件在光纤通信系统与网络、信息处理与平板显示系统中的应用技术,及其未来高速、宽带光纤通讯与网络技术。
自1999年10月起,实验室开始GaN基蓝绿光LED研究,在GaN基LED材料的MOVCD外延生长、器件制备、管芯封装以及系统应用技术的研究等方面积累了丰富的经验。
中国电子科技集团公司第四十五研究所
中国电子科技集团公司第四十五研究所是国内从事电子专用设备技术、整机系统和应用工艺研究开发与生产制造的专业化科研生产单位,传承50年半导体专用设备研发经验,在微电子学、精密光学、计算机应用、自动控制、精密机械、液压、气动及系统工程等诸多技术应用方面居国内领先地位。
目前,研究所已形成以IC关键工艺设备“光刻机”为龙头,晶圆加工设备、芯片封装设备及电子元件设备等门类齐全,系列配套的产品。由我所研制的材料加工、光刻、清洗、中测、划片、键合设备在国内处于技术领先地位并已具备规模生产能力。
中科院物理研究所
中国科学院物理研究所是以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。研究方向以凝聚态物理为主,包括凝聚态物理、光物理、原子分子物理、等离子体物理、软物质物理、凝聚态理论和计算物理等。
近年来,物理所新型化合物材料实验室利用MOCVD设备,进行超高亮度GAN基光二极管关键技术研发,具有完善的研发和测试设备。近年出色地完成了多项国家计划、973计划、科学院创新计划等项目。目前正致力于提高LED材料发光效率、深紫外材料、非极性材料、单芯片白光材料等领域的研究。
中科院半导体照明研发中心
中国科学院半导体照明研发中心经几年的基本建设,已经成为半导体照明科学技术的创新中心及我国半导体照明产业可持续发展的技术辐射中心和产业服务平台。中心在半导体照明核心,技术方面取得了重大突破,形成了一系列成果和知识产权。
中心在半导体照明重大设备、材料生长、器件工艺、重大应用等方面与国内外相关研发机构建立了良好的关系。通过技术辐射,增强了国内外相关企业的竞争力,促进产业整体水平的提高,有力地推进了半导体照明用LED的发展和应用。
中国电子科技集团第四十六研究所
中国电子科技集团公司第四十六研究所始建于1958年,是国内最早从事半导体材料和光纤材料技术研究开发与生产的专业科研单位之一。
经过四十多年的发展壮大,我所目前已形成三大专业科研领域,主要涉及半导体电子功能材料、特种光纤材料的研究开发和电子材料检测,并承担一定的生产任务。该所质量检测中心是信息产业部专用电子材料质量检测中心,主要承担对电子材料的检测、检测技术改进等任务,将建成国家级电子信息材料的检测中心。
中国电子科技集团公司第十三研究试验中心
中国电子科技集团第十三研究所试验中心国家半导体器件质量监督检验中心和信息产业部半导体器件产品质量监督检验中心,是国家首批规划的100个国家级中心之一。
中心曾多次承担以高频、超高频低噪声晶体管和微波晶体管为主的半导体分立器件的生产许可证确认试验、仲裁试验、创优试验和鉴定试验。同时还是全国半导体标准委员会主任单位、IEC/TC 47的归口单位及国际标准化工作网秘书单位,曾多次承担或参与国家标准和专业标准的制定、修订及标准的验证工作。
吉林大学
有机白光器件(WOLED)是下一代节能照明型技术之一,WOLED具有以下特点:是一种面光源,实用于高性能照明设备的制备:进一步发展的柔性WOLED在民用与国防照明方面应用前景更为广阔;工艺简单、有益环保、原料丰富、与无机LED有互补性。吉林大学在有机白光材料与器件方面取得了一系列有意义的研究成果。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(简称“长春光机所”)以知识创新和高技术创新为主线,从事基础研究、应用基础研究、工程技术研究和高新技术产业化的多学科综合性基地型研究所。
该所在以王大珩院士、徐叙院士为代表的一批科学家的带领下,在发光学、应用光学、光学工程和精密机械与仪器等领域先后取得了1700多项科研成果,研制出了中国第一台红宝石激光器、第一台大型经纬仪等十多项“中国第一”,被誉为“中国光学的摇篮”。
中国科学院长春应用化学研究所
经不懈努力,中国科学院长春应用化学研究所现已发展成为集基础研究、应用研究和高技术创新研究及产业化于一体的综合性化学研究所,成为我国化学界的重要力量和创新基地。
在“光电功能高分子与塑料电子学”方向,研究所以发展光电功能高分子的可控合成、微加工攻器件组装涉及的关键科学问题为核心,围绕平板显示、照明光源、光通信组件等应用目标,以“分子工程―凝聚态调控―微加工方法―器件工程”研究链条为主线,在高分子设计与合成、高分子薄膜生长与调控、微加工方法学、器件工程等方面开展具有重大科学目标导向的基础研究。
同济大学
同济大学是教育部直属重点大学,是首批被国务院批准成立研究生院的高校之一,并被列入国家财政立项资助的"211工程"和国家教育振兴行动计划与地方重点共建的高水平大学行列。
“九五”以来,同济大学围绕信息、生物、新材料、能源、汽车制造、机电一体化、环保等高新术领域,取得了一大批高新技术重大科研成果。
同济大学正在承担着近百项“863”项目及国家攻关项目,一大批高新技术和科研技术实现了产业化,取得了巨大的社会效益和经济效益。
中国科学院上海光学精密机械研究所
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称中科院上海光机所)现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。
上海光机所重点学科领域为:强激光技术、强场物理与强光光学、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。
经多年的努力,上海光机所在各种新型、高性能激光器件、激光与光电子功能材料的研制方面进入了国际先进水平。
江苏省光电信息功能材料重点实验室
江苏省光电信息功能材料重点实验室以南京大学微电子学与固体电子学国家重点学科为主干学科,部分覆盖理论物理国家重点学科、光学与光电子学和有机化学两个博士学科点。部分覆盖的研究机构有南京大学金属有机化合物(MO)源工程研究开发中心,南京大学光通信系统与网络工程研究中心。交叉与支撑研究机构有南京大学固体微结构国家重点实验室、现代分析中心、固体物理研究所等。
实验室的建设目标是:成为一个开放的、具有国际竞争力的新型光电信息功能材料研究和开发中心,一个材料、电子、物理和化学学科交叉的高素质信息功能材料人才培养基地
杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室
杭州师范学院有机硅化学及材料技术实验室,从1991年开始从事有机硅化学及材料技术的研究与开发,是教育部系统最早为国防军工配套的民口研制单位之一、中国氟硅材料工业协会(硅)理事单位、中国材料网副理事长单位,现为杭州市、浙江省和教育部重点实验室。
可进行有机硅及硅酮塑料等有机材料的研制、开发,也可以进行由原材料到产品的性能检测及结构和性能关系分析等工作。还建立了“863”项目转化基地,实现了产业化技术开发批量生产,为用户提供有机硅材料、制件、产品技术。
中国计量学院信息工程学院
信息工程学院早在1985就初具雏形,其中无线电计量与测试是学校最早的专业之一。2000年8月,信息工程学院由原信息工程系与计算机科学与技术系组成而建,现主要从事电子信息与通信技术、计算机技术和生物医学工程等领域的教学和研究工作。
学院设有3个学科性研究所:电子信息与通信研究所、计算机应用技术研究所和计算机软件研究所。
厦门大学
厦门大学半导体物理学科曾经创造过许多国内第一,包括全国第一台晶体管收音机,第一个GaP红色、绿色、黄色的平面LED,第一台平板示波器等,在半导体材料和器件研发,尤其在具有光电子功能的半导体研究方面,拥有雄厚的研究力量。
曾经在晶体管收音机、平面LED、平版显示器、ZNS场致发光、LED测量、半导体材料设计等研究方面取得了重大成果,为国家半导体科学的发展作出了重要的贡献。在有光电子功能的半导体研究上,形成了VI族、Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅳ族材料和器件门类齐全的研究力量。
山东大学晶体材料国家重点实验室
晶体材料国家重点实验室是我国首批建设的重点实验室之一,主要致力于应用基础研究。
目前,晶体材料国家重点实验室已发展成由材料学、凝聚态物理两个国家级重点学科和材料科学与工程、物理学、化学三个一级学科博士点支撑的高层次人才培养基地以及上、中、下游紧密衔接的科技成果辐射基地。
国家重点实验室建立以来,先后有LAP、KTP、双掺杂TGS、KNSBN、KTN、NdPP、NYAB、LT、DKDP、KDP、MHBA、BN等晶体材料的创新性研究工作受到了国际同行的广泛关注。
武汉光电国家实验室微光机电系统研究部
武汉光电国家实验室,是科技部于2003年11月批准筹建的五个国家实验室之一。
武汉光电国家实验室是国家科技创新体系的重要组成部分,也是“武汉.中国光谷”的创新研究基地。在光电子研究方面,实验室着眼于解决国家光电子产业发展中的重大关键技术问题,为推动武汉国家光电子产业基地的建设和发展提供原创性、实用性科研成果;为推动民族光电子产业进一步发展,提升我国光电子产业国际竞争力提供强有力的科学和技术支撑。
华南理工大学高分子光电材料与器件研究所
华南理工大学材料科学与工程学院高分子光电材料及器件研究所(简称光电所)在高分子发光材料及器件、高分子光伏材料及器件及高分子场发射材料及器件三个国际前沿领域展开特色研究。
目前承担的科研任务以国家级项目为主,包括科技部提出的国家高技术重大研究计划项目(863),国家重大基础研究项目(973)和国家基金委重大研究项目等,光电所是973首席科学家单位。此外,还有教育部、广东省、广州市重大或专项项目。
国家半导体器件质量监督检验中心
国家半导体器件质量监督检验中心筹建于1986年,为国家首批规划的100个国家级中心之一,1990年通过原国家技术监督局审查认可和国家计量认证,并授权开展工作,成为对半导体器件产品进行检测工作的第三方中立机构。
中心曾多次承担以高频、超高频低噪声晶体管和微波晶体管为主的半导体分立器件的生产许可证确认试验,仲裁试验,创优试验和鉴定试验。同时还是全国半导体标准委员会主任单位,IEC/TC47的归口单位,国际标准化工作网秘书单位,曾多次承担或参与国家标准和专业标准的制订、修订及标准的验证工作。
中心可按照GB、GJB、SJ、IEC、MIL标准对半导体器件、集成电路、微波组件、小整机、微型计算机、印制电路板等进行测试、筛选、DPA试验、老化试验以及鉴定检验和质量一致性检验。
国家电光源质量监督检验中心(北京)
国家电光源质量监督检验中心(北京)是国家质量技术监督局授权的国家级照明电器专业检测中心,具有独立的法人资格。中心下设办公室、光源检验室、电器附件检验室、灯具及灯头灯座检验室和寿命检验室。中心于1995年通过中国实验室国家认可委员会的认可(按ISO导则25),并在2002年按ISO/IEC17025标准变更了质量体系。
检测中心的主要业务是对照明电器产品进行产品安全认证、节能认证、验货检验、委托检验,以及承担国家、北京市相关部门下达的照明产品质量抽查、新产品技术鉴定、产品质量仲裁等检验任务。是中国电光源行业中专业水平最高、技术能力最强、经验最丰富、设备设施最齐全的专业检测中心之一。
国家电光源质量监督检验中心(上海)
国家电光源质量监督检验中心(上海)于1992年成立,行政上隶属于上海市质量监督检验技术研究院。中心是专门从事电光源等照明设备的检测机构,授权检测能力共79项184个标准。国家电光源质量监督检验中心(上海)是经中国合格评定国家认可委员会认可的实验室、国家认证认可监督管理委员会指定CCC认证检测机构。
国家电光源质量监督检验中心(上海)可对LED模块用直流或交流电子控制装置等附件、固体发光光源(LED发光二极管、OLED有机发光材料、EL平面可弯曲发光材料)等光源产品进行安全、性能和节能指标的检测,同时能提供照明产品的EMC检测服务。
国家通用电子元器件质量监督检验中心
国家通用电子元器件质量监督检验中心(信息产业部电子第五研究所元器件检测中心)是中国第一批获得国际/国家认可和授权、专业从事电子元器件检测、鉴定和评价的非盈利性第三方检验机构,是按照ISO/IEC17025建立的文件化质量管理体系的国家级实验室。目前,试验室已在上海、并将在深圳、北京设立办事处。
中心依托信息产业部电子第五研究所在电子元器件测试、试验、评价等领域的专业技术优势,采用国际一流设备,与国内外著名专业技术机构合作,计划建设成具有年测10亿片封装集成电路和30万片集成电路裸片测试能力的中国最大的集成电路综合测试基地。
国家半导体照明产品质量监督检验中心(筹)/江苏省工矿及民用灯具产品质量监督检验中心
光电子行业分析范文5
【关键词】光电科技 通信 能源 光电跟踪测量 系统
由光的作用产生的电叫光电,是以光电子学为基础,综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。其信息载体正在由电磁波段扩展到光波段,从而使光电科学与光机电一体化技术的运用扩展至光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业方向。
目前,关于光电领域的技术应用主要集中在精密检测与光学成像方面。以光子计算机为理想代表的光波应用是光电最吸引人的地方,但是要达到这一目标,还需时日。
一、光电涉及的范围
光电行业在近展的涉及面也逐渐扩大,其中,在光通讯、激光、光电显示、光学、太阳能光伏、电子工程、物流网等领域发展的比较明显,并逐渐向更广的空间渗透。
二、光电效应
光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。一般来说,金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长,与光强度无关。事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎都是瞬时的,不超过十的负九次方秒。因此,光是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用,在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响。
三、光电跟踪测量
光电科技是结合光学、电子与电机的尖端科技,近十年来技术突破发展迅速,随着产品不断的推陈出新,其应用层面扩展至通讯、信息、生化、医疗、能源、民生等工业,光电产业已成为众所瞩目的明星产业,未来随着光电在通讯、网络、多媒体等扮演核心技术角色,可以预见21世纪将是光电的世纪。
光电测量系统是采用光学原理采集飞行目标信息,经处理得到所需的弹道参数与目标特性参数,并获取飞行实况图像资料的专用测量系统,是导弹测控系统的重要组成部分。
光电跟踪测量系统主要包括两大部分:跟踪系统和光电测量系统。但是由于对系统的作用和功能要求不同,不同种类的光电跟踪测量系统,其组成不同,即使是同一种类的光电跟踪测量系统,由于用途不同,要完成的测量任务的差别,其组成也会有所差异。
四、光电跟踪系统的发展
光电跟踪测量系统,在导弹和航天器的试验中,已成为有多种功能和高精度的跟踪测量手段,国外的导弹航天靶场很重视靶场光电跟踪测量系统的建设和发展,其设备的型号品种多、数量多、测量精度高、更新换代快,使用的光波波段有紫外、可见光、红外;测量平台除了陆基光电跟踪测量设备外,还有舰载的、机载的、星载的;作用距离有近程几百米、几千米的,远程几百千米到上千千米,还有几万千米光电深空监视系统等。
据20世纪70年代初统计,美国太平洋导弹靶场的光电跟踪测量设备有近100台(其中电影经纬仪23台、电影望远镜3台、机动光学跟踪架11台、高速摄影机及其他类型光电跟踪测量设备60多台)。大西洋导弹靶场的光电跟踪测量设备也不少,仅次于太平洋导弹靶场。白沙导弹靶场是世界上光电跟踪测量设备配置最好的靶场之一,光电跟踪站达110多个。
在跟踪运动目标能力方面,国外靶场光电跟踪测量系统的提法上与国内有所不同,一般只有跟踪角逮度、角加速度和跟踪精度;而不区分工作角速度、工作角加速度与最大角速度、最大角加速度。
我国早期的靶场光测仪器是KT-50电影经纬仪(苏联造),以及20世纪50年代末我国自行研制生产的第一台光电经纬仪,电影经纬仪,目前它们在靶场光测仪器中已被淘汰。最近几年来,根据导弹航天飞行试验的需求,我国研制了多种系列的光电跟踪测量设备,并对早期研制的光电跟踪测量设备进行了更新改造和完善提高,可基本满足飞行试验任务的需要。我国自行研制的靶场光电跟踪测量设备,其总体性能和主要技术指标与国外同类产品相当,并具有一定的特色。但在精密跟踪、自适应技术应用、激光雷达、远距离目标探测、目标物理特性测量技术及其自动化程度等方面还有一定的差距。今后需要加强这方面的预先研究和试验,加速新技术和新测量体制在光电跟踪测量设备中的应用,研制更好、更先进的靶场光电跟踪测量设备。
综上所述,今后光电跟踪测量系统应向自动化、智能化、数字化、高测量精度、高可靠性、远距离实时测量方向发展。
参考文献:
[1]刘文耀,等,光电图像处理[M].北京:电子工业出版社,2010.
[2]余明,陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D].计算机技术与运用;2011.
[3]严洁.光电跟踪系统信息处理技术研究[D].西安:西安电子科技大学;2006..
[4]李楷,姚红萍,光电跟踪仪目标捕获过程控制技术研究[J].激光与红外,2009.
光电子行业分析范文6
关键词:光信息科学与技术;多维实践教学;课程设计;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)33-0193-02
一、引言
高等教育是知识创新、传播和应用的主要途径,更是培养创新精神和创新人才的摇篮。教育部副部长赵沁平表示,在建设创新型国家过程中,高等学校应该也必须发挥重要的作用,可以提供全面的人才支持。而《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出,要“创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制”。实践教学是战略性新兴产业所需的创新人才培养过程中不可缺少的重要环节。[1]创新教育的基础是实践,要培养大学生的创新能力,必须为大学生构建良好的实践平台。[2]
光电信息产业是湖北省重点扶持的产业之一,光电子行业一直保持快速、健康发展势头,成为湖北省重要的支柱产业和先导产业,对于促进社会就业、拉动经济增长、调整产业结构、转变发展方式具有十分重要的作用。“十二五”期间是光电产业的关键时期,必须紧紧抓住这个战略关键时期,大力培养高水平光电产业技术人才、创新产业组织方式,实现光电子产业战略目标[3]。本专业面向我省战略新兴产业和区域内重点产业,培养德智体全面发展,专业基础理论扎实,具备光电信息技术方面的基本技能和工程实践能力,能很好地掌握计算机技术、电子技术和光电技术,具备设计节能环保光电产品的能力,能在光电产业、科研部门从事光电信息领域的科学研究、技术开发、设备使用与维护工作的高级专业人才。
本文针对光信息科学与技术专业实践教学特点和专业发展特性,以武汉工程大学理学院校内实践环节、校外实践环节和校企产学研三个实践环节三位一体实践平台为例,讨论实践教学模式的改革与创新的方法和意义。其探讨对本专业建设发展以及其他理工科专业建设发展有一定意义。
二、现有实践教学中存在的问题
我校的光信息科学与技术专业于2003正式招生,至今已经发展12年,开设了光电子、激光和光通信等3个专业方向,并在筹建光学信息技术省重点实验室。本专业学生主要学习光信息科学与技术的基本理论和技术,熟悉光学、电子学技术和计算机技术,目标培养具有扎实的数学、物理、电子和计算机的基础知识,系统地掌握光学信息处理技术、现代电子学技术和计算机应用技术的基本技能,能在应用光电子学及相关的电子信息科学、光通讯、激光技术、光机电算一体化产业等领域从事科学研究、教学、产品设计、生产技术或管理工作的光信息科学与技术高级专门人才。但在专业发展的同时我们也看到了存在的一些问题。
(一)课程与实践脱节
光信专业课程设计包括光电子电路、工程光学、光通信技术、光电技术、激光技术、太阳能光伏系统等,其学时约占总课时的三分之一,是专业课的理论教学的延伸与有效支撑。但通过与企业沟通和与往届毕业生沟通了解到,专业课程内容存在陈旧落后,理论脱离实际,缺乏社会实践性,导致学生进入工作单位后发现所学知识用不上,而实际需要的知识又没学的现象。不仅课程设计,专业开设的各个实践环节之间也出现脱节现象,各自为政,缺乏有设计的联系。
(二)实践教学考核体系不合理
大部分实践课程考核方式仍然和普通专业课程考核方式一样,比如实验仅仅是专业课程考核中的一部分,普遍只占总成绩20%,而这20%中还主要以出勤率和实验报告,基本上老师的主观印象评价占主要成分。而独立于课程之外的生成实习环节也存在这一问题,对其的评价主要依赖企业出勤率和实习报告,其最后成绩往往流于形式,而缺乏对实习过程中本应最重要的实践过程及创新性的体现。这些不合理的考核评价方法最后会大大影响学生对实践环节的重视程度,致使学生对实践类学习项目敷衍忽视。
三、多维实践教学模式
针对实践教学中存在的问题,本专业提出了一系列改革措施。借用与美国佛罗里达理工学院合作办学平台,借鉴国内外高等工程实践教育改革经验[4-6],通过与光电高新企业密切合作,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质与工程实践能力,在光通信器件、激光加工、太阳能应用和LED节能环保照明等领域培养从事光电系统设计、光电技术应用以及管理的应用型高级工程人才。
针对光电专业的实践教学中校内实践环节(实验、课程设计)、校外实践环节(生产实习)和校企产学研三个实践环节进行有机整合,形成由校外生产实习基地、校内实验室和校企联合研发中心共同组成的、面向全体学生、多角度、多层面的学生实践学习平台,旨在提高学生的实践和创新能力。
(一)加强具备国际视野的“双师型”教师队伍建设
在现有的实习基地基础上,进一步扩宽和深化校企合作。专业每年派遣若干名具备留学经历的专业教师深入企业,参与企业的生产管理、产品研发和现场管理,培养专业教师的工程实践能力,同时解决企业高水平专业人才不足的实际困难。另外,邀请企业技术骨干参与专业课程教学和实验指导和专业教材建设,让教学内容更贴近生产和研发需求,避免教学和生产实际的脱节,保证教学内容的实用性,真正提高教学质量,培养创新和实践能力。
(二)多维实践平台建设
专业实践基地分为校内和校外2部分。在校内建设有光电子创新创业基地和专业实验室,基地室内面积约300平方米,指导教师8名,接纳规模40人,专业实验室面积接近1000平方米;学校拟再投入300万元建设飞秒激光实验室,目前正在申报湖北省光学信息技术重点实验室,随着实验室建设的不断完善,课外实习实践基地的成形,能为培养方案中的实践环节的实施和学生实践能力的培养提供保障。在校外部分,院里已经签约校外实习基地6个,接纳规模120人,能够承担认识实习、生产实习、毕业实习、工程实践,以及职业岗位技能培训。
1.三位一体实践平台硬件的建设。现有的校外生产实习基地的巩固、规范,进而开拓新的学生生产实习基地;完善校内实验室建设和运作管理,增加实验室的开放性;促进光电专业与企业的产学研合作,推动校企联合研发中心的建设和规范。
2.三位一体实践平台运作机制的建设。构建生产实习基地、实验室、教研室的互动、协作,促成校企联合研发模式的建立,以研发合作为桥梁,协调校内外学生实践环节,真正提高学生的应用能力,以及在应用中的创新能力的培养。
3.根据合作的光电信息企业的需求,采用订单培养模式,充分利用学校专业人才的培训提高,调整专业实践培养内容,优先为合作单位培养合格本科毕业生。
四、结论
多维实践教学系统改革依托湖北省战略新兴产业人才培养针对光电专业的实践教学中校内实践环节(实验、课程设计)、校外实践环节(生产实习)和校企产学研三个实践环节进行有机整合,形成由校外生产实习基地、校内实验室和校企联合研发中心共同组成的、面向全体学生、多角度、多层面的学生实践学习平台,旨在提高学生的实践和创新能力。改革现有的实践教学管理体制和运行模式,创造新的人才培养模式,引导学生积极参与教学过程,进行主动的创造性学习,并使学生较早地参与科学研究和生产实践,提高大学生的科学素质、创新精神和创业、实践能力,以培养适应新世纪我国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才。
参考文献:
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[6]郝鹃,路美秀,安清波.多维教学模式在数据库原理课程中的应用[J].信息系统工程,2011,(12):145-146.