光通信論文范例

無線光通信技術篇1

近年來，社會飛速發展的同時，通信技術也得到了突飛猛進的發展。隨著社會的日益復雜，人們對通信的傳輸速率有了更高的要求，無線光通信技術作為通信技術中的一種，對人們的生產與生活有著重要的影響。就目前來看，廣域網中大部分信息都是通過光纖進行傳輸的。無線光通信系統的構成

一、無線光通信系統的構成

無線光通信系統主要就是利用光信號進行信息的傳輸，如果在收發機之間信號傳輸路徑暢通，并且光發射功率充足，就能實現信息的有效傳輸。無線光通信系統主要由三部分組成，分別是發射機、信道和接收機。一般只要信號傳輸是點對點形式，就能夠實現全雙工通信。而無線光通信系統能夠實現信息傳輸，依靠的就是光電轉換。發射機用來發射光源，信道用做傳輸通道，當經過光學望遠鏡的光源流經信道之后，被接收機望遠鏡接收，當光信號收集完成之后，光信號就會聚焦在光電檢測器中，此時光信號被轉換成了電信號，完成信號的傳輸。需要注意的是，不同波長的信號，在大氣中擁有不同的透過率，此時采用高透過率的波段更加合適。通常情況下，如果無線光通信系統是FSO系統，則使用的波長大約在850nm。另外，有的系統為了獲得較大的系統功率，可能會選擇1500nm的波長。

二、無線光通信技術的優勢

（1）頻帶寬，速率高。無線光通信的頻帶相對來說較寬，并且在傳輸信號時傳輸速率非常高。光纖通信的頻帶寬度實際上與無線光通信的頻帶寬度沒有較大區別，只是傳輸介質不同而已。通過觀察無線光通信的電磁波譜圖發現，光波的頻率既包含了紅外光和可見光，還包含了紫外光，這證明無線光通信的頻率資源很廣。另外，由于這些頻率不會受到地域的限制，不需要支付額外費用，因此具有一定的經濟性。（2）容量大、功耗低。無線光通信系統具有容量大、功耗低的特點，這主要是因為，光波的頻率很高，因此可以承載大量的信息。又因為激光具有良好的方向性，即使發射的功率很小，也能夠進行信息傳輸，通信終端的功耗非常低。（3）部署鏈路快捷。無線光通信系統最常見的就是FSO系統，使用該系統可以實現快速部署鏈路，因為FSO設備對安裝環境沒有較大要求，因此可以在多個地方進行部署，可以實現空對地、空對空的信息傳輸。并且部署無線光通信設備操作相對簡單，只需耗用幾個小時就可以完成，另外，該系統的經濟支出也很少。（4）傳輸保密好。無線光通信系統具有良好的保密性，這主要與系統使用的光的波長有關，通常選擇1550nm波長的光，該波長的光不易被發現，并且該波長的光束很窄，而被調至傳輸的光信號本身也可以加密，所以信息被盜的可能性很小。

三、無線光通信技術的應用

【摘要】通信工程作為我國的基礎建設工程，對新時代下我國的經濟發展有著很大的促進作用，尤其是有線傳輸技術的進一步發展，是我國經濟發展的有力支柱。基于此，論文對通信工程中有線傳輸技術的應用以及發展作了相關的研究分析。

【關鍵詞】通信工程；有線傳輸技術；應用

1引言

社會經濟的不斷發展對各行各業都產生了很大的影響，通信領域也不例外。隨著有線傳輸技術越來越成熟，有線傳輸技術也有了更加廣泛的應用，并在社會各行各業中擔任了更加重要的角色，加大推動了通信技術行業的發展。

2通信傳輸技術的特點

2.1產品輕量化

產品輕量化主要指的是數據傳輸設備輕量化，其體積、重量、尺寸都變得更小，這也使得原材料的使用也較少，降低了生產成本，富余的資金也可以用于技術研發，提高技術應用水平。

【摘要】光纖技術作為通信工程中發展較好的重要技術，在信息傳輸過程中能夠將損耗降到最低，從而保證信息傳輸的質量。同時，光纖傳輸還具有抗干擾性強、信息傳輸量大等特點，在我國通信工程中得到了廣泛的應用。論文分析了通信工程中光纖技術的優點、應用和發展趨勢。

【關鍵詞】光纖技術；通信工程；發展趨勢

1引言

光纖技術在我國通信工程中的應用范圍十分寬廣，隨著我國科學技術的迅速發展，光纖技術也在朝著提高傳輸信息效率、質量和穩定性的方向發展。光纖技術極大地改善了人們的生活質量，因此，本文對其特點、應用和發展趨勢進行探討。

2通信工程中光纖技術的優點

2.1小巧、輕便、易安裝，材料來源廣泛

通常情況下，光纖體積較小、質量輕、方便攜帶和安裝，這也是許多人愿意應用光纖技術的原因。光纖材料主要有石英、玻璃、塑料3種，它們的來源都十分廣泛，減少了金屬銅的使用，有利于環境的保護.

本文作者：劉雁 藍嵐翎 許云麗 曾曙光 李晶 王飛 黃瑤 單位：三峽大學理學院 三峽大學文學與傳媒學院

全世界光電子技術產業的市場規模己達1萬億美元，國外光電子產業主要集中在美國、西歐和日本等國家和地區。近十年來，中國光電子技術產品市場的年增長率始終保持兩位數的高速增長。隨著信息光電子技術、激光加工、激光醫療、顯示、照明等光電技術的快速發展，我國已經形成市場可觀、發展潛力巨大的光電子產業。2006年，《國家信息產業科技發展“十一五”規劃和2020年中長期規劃綱要》明確提出，未來5～15年15個領域發展的重點技術中就包括了光電子技術，聲明要重點發展激光器、光電探測器、光傳輸和光傳感設備、微光機電系統、半導體照明等產品。[6]2010年10月，國務院正式《國務院關于加快培育發展戰略性新興產業的決定》，進一步明確了光電產業是戰略性新興產業的重要組成部分，包括新型顯示器件、LED等在內的細分產業都在國家戰略性新興產業規劃中明確提到。[7]可見，在光電產業相關技術和生產能力快速提高的情況下，對光信息科學與技術專業人才的需求量也將逐年增大。

光信息科學與技術具有旺盛的生命力，處于高速發展時期。目前，在光通信、光電檢測、光電照明、光學元件與系統、光伏產業、激光技術、光學設計、光學材料等方面都有廣闊的應用前景，對社會的發展和貢獻不可估量。作為高校，除了科研、教學，還要服務于社會，服務地方經濟發展，這些不僅體現在科學研究和教師兼職方面，也體現在人才培養目標和方案上。光信息科學與技術同光學、機械、電子、材料、計算機、自動控制等多學科的知識息息相關，但也不能面面俱到，所以十分有必要結合當地企業的發展，調整學科的發展、人才培養計劃，為地方經濟服務，加強科學研究，引領社會的發展。三峽大學地處湖北省域副中心城市的宜昌，經濟活躍，交通方便?，F在高鐵開通后，宜昌到武漢的時間已經減少到2小時左右。隨著國內光電照明、太陽能、光電顯示產業如火如荼地發展。宜昌太陽能、光電照明等光電企業也有較大的發展，如中國南玻集團宜昌南玻硅材料有限公司（一期項目已累計投資20多億元，專門從事高純多晶硅材料、太陽能硅片及電池片生產的大型制造企業）等等一大批光電企業。這些企業主要集中在光伏產業、節能照明、LED、光學冷加工等方面。這些光電企業有著旺盛的人員需求，對本專業產業人才的培養具有十分重要的意義。2011年出臺的《宜昌市科技發展“十二五”規劃（2011至2015年）》明確提出，在節能環保領域的發展方向要圍繞光電子產業核心技術開發，搶占背景光源行業技術創新制高點，加快液晶照明燈、LED背光源及照明產業化。圍繞太陽能技術開發，加快太陽能熱水系統產品系列開發及產業化。[8]由此可見，在地方政府的扶持下光電子相關產業會得到快速發展，這些都為光信息科學與技術專業結合本地進行產業人才培養提供了難得的機遇。根據三峽大學理學院發展的需要，結合產業的蓬勃發展，產業人才培養措施如下：

改革本科教學培養方案，加強專業基礎理論學習，鞏固專業思想教育光信息科學與技術專業需要學生在系統、扎實的理論基礎和在光電子技術、光通信及應用等方面具有較寬廣的專業知識、較強實踐動手能力，并成為在電光源、光學設計、光學材料、光纖通信等專業領域中的一個或兩個方向具有特色的人才。畢業生能在光信息技術產業及其相關領域從事信息科學與技術的研究、設計、集成及開發、制造、技術管理等方面工作的應用型人才。因此要加強幾何光學中的光學設計、模擬電子技術數字電子技術課程設計、嵌入式系統、光電檢測技術、機械原理和設計等課程的實踐環節，同時要加強專業思想教育，了解社會發展的動態，密切了解光電信息的最新發展和應用，掌握一些主流軟件的應用。另外，為了使培養方案切合社會發展的實際，我們廣泛征求本地企業的意見，積極邀請了相關企業參與了光信息科學與技術專業培養方案的修訂工作。

加大力度開展實驗教學，開足基本實驗，充分利用專業實驗，開展創新實踐要加強實踐的教學，更新教學設備和教學內容，加強電路設計和光學設計方面的實踐教學，充實實驗室設備，培養學生的實踐能力。條件允許的情況下，將安排學生到實習基地完成相關實驗。另外，創新實驗室的設立為學生創新實踐的培養提供了良好的工作平臺。雖然這個方面的工作才剛開始，但是已經受到學生的積極評價。

拓展實習基地的實踐教學，提升專業技能在目前聯系的實習基地基礎上，增強與當地光電企業聯系，經常參觀了解企業的發展和社會需求，同時能爭取進入相關企業實習，鍛煉培養專業能力。我們已經同宜昌勁森光電（主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發、制造、銷售的高新技術企業）、中船重工388廠（光學冷加工、光電系統）、匡通照明（LED封裝）等相關的光電企業建立了實質的合作關系。陸續有學生進入上述企業實習，一些優秀的學生也相繼進入這些企業工作。教師參與了勁森照明新型節能燈具的開發。與匡通照明組建了聯合的工程試驗中心，投入1000萬元左右，很快試驗設備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力，反過來又提高了教師的教學水平，同時也為本專業的學生實習提供了一個良好的實踐平臺。實習基地的建立是一個長期的過程，需要與生產企業進行有效地溝通，制訂實習項目，并且跟蹤學生對實習的反饋，建立有效的實習效果的評估體制，保證學生的生產實踐能力得到實質的訓練。學生實習基地的進一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的實習訓練對學生實踐能力的培養有利，有助于學生進一步深刻了解產業界對本專業的要求，反過來會激勵學生對本專業的學習欲望。

人才培養與科研開發相結合人才培養能力與科研能力息息相關，科研不僅能提高教師的教學能力，也增強學生對專業的信心。在橫向科研項目上，盡可能讓部分能力強的學生參與進來，直接培養學生的專業技能。實踐證明，學生參與科研項目是培養學生實踐能力的及其有效的手段。比如學生的畢業論文有些涉及到大壩光纖傳感、節能燈設計等實踐性很強的課題。鼓勵學生申請學校針對學生的創新基金項目，雖然經費不多，但是對學生實踐能力、創新能力的培養是十分有益的，同時也提高了學生參與科研的熱情。隨著相關科研能力的快速提高，可以預見未來的幾年內，伴隨著學生進入實驗室，至少有一部分本科生的科研能力也會得到極大的提高。#p#分頁標題#e#

摘要：

隨著通信技術的發展，社會和用人單位對通信工程專業畢業生的要求越來越高，本文結合高校通信工程專業的辦學實際，分析了目前通信工程專業在課程體系安排中存在的問題，并從課程設置、專業特色、實踐教學等方面提出了優化該專業課程的方案，從而滿足創新型人才培養的需要。

關鍵詞：

通信工程；課程體系；實踐改革

1通信工程專業課程體系改革的必要性

隨著通信技術迅速發展和革新，社會和用人單位越來越要求人才具有一定的綜合素質能力并熟練掌握通信技術，所以迅速發展的通信技術對傳統的高校通信工程專業發展帶來了前所未有的挑戰。以一些高校的通信工程專業為例，傳統的通信工程專業課程體系存在以下幾方面的問題：

1.1課程體系結構不合理

摘要:針對信息光電子學課程教學中存在的“實踐環節缺乏”、“教學模式單一”的現狀,系統研究該課程仿真案例教學平臺的建設與實踐,通過拆分“信息光電子學”課程重難點形成層次化教學內容,利用虛擬仿真軟件開發應用于該課程的仿真實驗與案例教學微課資源,促進理論與實踐一體化,借助翻轉課堂開展仿真案例教學平臺實踐,強化學生自主學習與知識應用.實踐表明,仿真案例教學平臺的建設不但很好解決了理論與實踐脫節的問題,還能充分調動學生的學習興趣,培養學生的科研創新能力.

關鍵詞:信息光電子學;虛擬仿真技術;案例教學;微課;翻轉課堂

0引言

案例教學是指借用經典性和針對性的案例指導教學的一種開放互動的教學方式[1~4],它主要以學生為主體,通過“思考創見”的方式來提升學生的學習能力.這種案例教學方式注重師生雙向交流,能調動學生學習主動性,易于學習和理解,已被許多高校列入教學改革計劃.隨著虛擬仿真技術的迅猛發展,仿真案例教學也應運而生.仿真案例教學是將虛擬仿真技術引入案例教學中的一種教學模式[5~6].相比于傳統的案例教學,仿真案例教學不僅內容豐富靈活,更重要的是它解決了實驗受硬件設備條件和場地限制的問題,彌補了實驗的空白.同時,仿真案例教學將抽象的理論知識與可視的圖形相結合,也便于學生理解理論知識.近年來,很多高校提出對仿真案例教學進行改革,如中國石油大學對“滲流物理實驗”的仿真案例教學模式進行探索[7],安徽理工大學對單片機原理及接口技術的仿真案例教學模式進行研究實踐[8].本課題組也開展了信號與系統的仿真案例教學研究應用[9~10],突出對學生理論和實踐的培養,強調理論與實踐的相互聯系,在教學方面取得了顯著成效.目前,仿真案例教學的改革與實踐在本科生課程中進行得比較多,在研究生課程中的探索較少,但仿真案例教學對改革理論性較強的研究生課程教學有著至關重要的作用,故需對此進行研究.信息光電子學是一門在研究光與物質相互作用的過程中發展起來的新興課程,具有基礎理論與前沿研究相結合的特點,是信息與通信工程學科“光通信與信息器件方向”研究生從事研究和開發工作所必須掌握的專業基礎課程.信息光電子學課程包含許多復雜的數學公式推導,具有“較強的理論性”;只有理論授課環節,從而導致“理論與實踐脫節”;教學模式也是以教師在課堂上傳授知識、學生被動接收知識為主,導致“教學方式比較單一”.這些問題阻礙了研究生在本課程學習中主觀能動性的發揮.為了改變信息光電子學的“教難學更難”的教學現狀,本文擬基于虛擬仿真軟件設計教學案例微課,建立理論與實踐一體化的信息光電子學仿真案例教學平臺,并在此基礎上開展翻轉課堂的教學實踐,充分強化學生在學習過程中的主體地位,促進教學過程中理論、實踐與科研的有機融合.

1建設仿真案例教學平臺,實現理論與實踐的交融

信息光電子學課程全面介紹了光電子系統信息傳遞與處理各個環節的基本概念、基本原理與基礎應用.這門課程知識點眾多,內容復雜抽象.為了使學生更好地學習這門課程,首先對信息光電子學課程內容進行研究和拆分,確定每個章節的重點和框架,具體如圖1所示.按照信息的傳輸處理環節將信息光電子學分為“光源”、“信息加載”、“光信息傳輸”、“光信號接收”、“光信息處理儲存”五個部分.“光源”部分主要包括“激光原理與技術”,講述光源的種類和激光的產生.“信息加載”部分主要包括“光信息系統的信號加載與控制”,講述光的調制,為學習光傳輸打下基礎.“光信號傳輸”包括“光學基礎知識與光場傳播規律”和“光波導技術基礎”兩部分,主要講解光信號的傳輸規律和傳輸通道.“光信號接收”部分包括“光電探測技術”和“光電顯示技術”兩部分,詳細描述提取以及轉換電信號的各環節.“光信號處理儲存”部分包括“光盤與光儲存技術”,講述對接收到的信號進行記錄與儲存的過程.在對信息光電子學課程內容進行研究和拆解分析之后,針對本課程教學存在“理論與公式較多”、“缺乏實驗教學環節”等問題,構建如圖2所示仿真案例教學平臺方案,加強學生在學習過程中理論與實踐的聯系.該仿真案例教學平臺主要思想是,針對拆解知識點利用仿真技術設計出虛擬實驗微課,模糊理論教學和實踐教學的界限,將理論教學和實踐教學真正融為一體.通過認真研究教材,挖掘光電方向的實驗室資源,同時結合國內外信息光電子學的最新研究動態,基于Matlab和Mathematica等仿真軟件設計出包括“麥克斯韋方程組”、“高斯光束”、“偏振光學”、“平面光波導”、“光纖”、“光子自旋霍爾效應”等核心內容的虛擬實驗微課及其配套內容.這些仿真案例教學既利用虛擬實驗加深了對課程重難點內容的理解,又借助學科實驗室資源開發了實物實驗,彌補了實物實驗環節的空白,將教與學融為一體.因此應用這種仿真案例教學平臺,很好地解決了教學模式單一的問題,又使得理論與實踐相結合,提高了學生的科研能力.接下來,以“麥克斯韋方程組”教學為例,簡要說明仿真案例教學平臺微課資源的開發思路.“麥克斯韋方程組”是理解宏觀電磁現象的核心內容,在信息光電子學課程中屬于重難點,學生僅從方程組的形式上難以將麥克斯韋方程組的理論與實際應用相聯系.從理論知識出發,我們設計了電磁場在均勻介質中傳輸的仿真實驗,并在仿真軟件Matlab中利用時域有限差分算法對均勻介質中的麥克斯韋方程組進行求解,不同時刻的場強分布如圖3所示.圖3動態描述出點光源在這種介質中的傳輸情況,也可以形象地反映介質參數和光源設置改變后的傳輸特性,結合國內外“麥克斯韋方程組”的最新研究動態,將其制作成仿真案例教學微課.這樣使得研究生可以更全面更形象地理解麥克斯韋方程組,更好地將課程與科研結合,提升自身的主觀能動性.

2借助翻轉課堂模式,培養學習的主觀能動性

【摘要】《光學系統設計》是一門實踐性很強的專業技能課。本文從課程的課堂教學內容優化、實驗教學內容選取、課程設計綜合實訓以及工程項目設計強化訓練幾個環節詳細描述了本課程對光學領域應用復合型人才的培養路線和方法，極大地提高了學生光學設計的能力和水平，增強了學生的專業歸屬感，培養效果和社會反饋良好。

【關鍵詞】光學設計；優化；項目；訓練；專業技能

在目前光電信息科學技術高速發展的時代，光與電的結合改變了人類社會信息獲取、信息轉換、信息貯存、傳輸與交流的方式，有著無限的發展空間和前景。作為信息采集和獲取的最前端系統——光學系統，它的設計雖基于傳統經典光學理論，但設計理念、設計方法和內容隨著時代變遷都在發生著巨大改變。課程建設在高校本科教學中有著舉足輕重的地位，直接影響著高校人才培養質量?！豆鈱W系統設計》是許多工科高等院校光電信息、光學工程專業、電子科學與技術專業、測控技術與儀器等專業的主修課程，也是一門實踐性、實用性特別強的專業課程。南陽理工學院地處久負盛名、擁有數百家光電企業的南陽光谷，服務地方經濟發展和為地方企業輸送光學領域優秀的工程設計人才是南陽理工學院辦學宗旨和社會使命，也是檢驗高校教書育人“四個回歸”質量成效的重要途徑。因此，《光學系統設計》課程內容建設決定了畢業生光學設計能力和水平，這也是他們將來從事光學技術研究和走向光學工程師崗位的敲門磚。

一、課程教學內容優化和實施

《光學系統設計》課程自2012級開始相繼在我院兩個專業共三個班級開設。其前置課程主要包括幾何光學、物理光學、計算機基礎、工程制圖等，后續主要延伸至各種實際動手能力訓練的課堂實驗、課程綜合實訓、畢業設計、各級各類大學生創新創業項目申報和實施、外部光學工程項目承接等，也為光電檢測系統、光通信系統等相關課程技術服務。《光學系統設計》自開課以來，一直圍繞以上各層級專業能力的培養，循序漸進，不斷完善和明確培養目標，優化教學內容，探索和改革教學方法，致力于把學生培養成既具有一定理論基礎又具有較強工程設計實戰能力的復合型人才。1.課堂教學優化?！豆鈱W系統設計》是建立在光學成像基本原理、典型光學系統結構、像差理論、光學衍射受限等理論基礎之上的一門專業平臺技能課。課堂教學內容選取主要遵循“實用為主，夠用為度”的原則。在我院安排的有限的24個理論學時里，精研教學內容，尊重教材，又不局限于教材，以最合理的章節順序講授，按學生最易接受的方式不斷進行內容優化。首先使學生了解光學系統的設計流程、光學系統的像質評價方法以及光學系統的總體設計布局，在面對產品客戶的使用規格和功能需求時知道如何應對。其次，世界上形形色色的光學產品都是從為數不多的經典光學系統中演變而出，比如投影機鏡頭可從顯微物鏡系統演變，大地測量儀、激光擴束可從望遠系統演變，因此典型光學系統的初始結構設計、典型光學系統如望遠、顯微物鏡設計、目鏡設計、照相物鏡設計都是講授重點。在此過程中，計算機輔助設計軟件ZEMAX的操作使用也貫穿于整個課堂，這是新時代的高速計算分析工具，以幫助所有系統的設計實現。光學制圖是光學設計數據結果的工程表達，也是產品制造的依據，是課堂教學不可缺少的部分。設計課的特點是課堂上隨時會進行設計演示和案例導入，多媒體課件中融入了大量的圖形、符號和顏色管理以及Zemax文件的鏈接。課堂上學生隨著老師的講授內容和講授節奏在電腦旁邊聽邊學邊做。老師傳授學生在設計過程中如何分析問題和解決問題，如何形成對光學知識體系整體的思考和理解，收到很好的教學反饋。2.實驗教學內容構思?！豆鈱W系統設計》的課程特點是實踐性強，實驗學時與理論學時占比非常大。如何在有限的實驗學時內讓學生掌握各種類型光學系統設計的技巧和能力，這就需要統籌合理安排實驗教學內容。光學設計實際上就是使用計算機工具軟件，在一定的系統起點上，不斷調整光學元件的結構參數使系統達成用戶提出的功能要求和成像要求。前面講過當今世界千千萬萬類型的光學系統都是從一些典型系統中派生出來的。從典型光學系統的設計出發，遇到實際的工程系統也會知道如何分析和設計。在此思路指導下制訂出了有主有次、有難有易的課程實驗項目，實驗一為ZEMAX軟件操作及光學設計輸入和像質優化過程演練；實驗二為離軸折轉的牛頓天文望遠物鏡的設計和仿真；實驗三按反向光路設計一目鏡系統，訓練如何設置變量和對系統參數進行約束控制等；實驗四設計一照相物鏡，難度增加，需設計技巧；實驗五繪制一光學零件工程圖紙并標注合理公差和技術要求。以上這些實驗內容使16個學時的課堂訓練真正地實現高負荷運轉，學生較全面地掌握了典型光學系統的設計流程和基本方法。實驗教學完成了應用型人才培養初級層次。通過學生設計性實驗完成情況和效果測評，證明這樣的實驗項目構思是成功的。3.課程設計實訓內容探索。實踐教學是高等教育人才培養永恒的主題，要培養出符合工程教育認證標準、適應當今社會快速發展的光電產業格局的光學設計高級應用型人才，工程綜合實訓環節必不要少。課程設計工程實訓一般持續兩周及8周不等，實訓任務也不同于課堂實驗環節。首先光學系統設計任務具有工程背景；其次是設計難度增加，要考慮工程因素；再次學生必須自己從圖書館、國家專利庫或其它資料庫中查閱尋找初始結構參數，并在此基礎上進行設計優化和創新。首先讓學生真實地體會一下光學系統的制造流程，每人組裝一臺望遠鏡，加深對光學產品的認知，了解光學系統各組成部分的功能，了解設計和組裝差錯會對產品產生什么樣的影響，這是課程設計實訓的第一步。第二步，光學工程設計任務下達，學生分組完成各自的設計任務。工程訓練題目多來自于教師以往設計案例，或市場上或某些光電企業普通產品規格要求，具有多類型性，有效地擴展和提升了前置的實驗教學內容。以小米智能攝像機光學鏡頭的設計訓練來說，此為南陽某光學企業現行量產供應產品，焦距4mm，傳感器1/3，F數2.4；光學長度小于22mm，鏡片小于5片，成像要求1M。此任務要求學生首先分析尋找合適的初始光學結構方案，然后按照像差理論進行結構參數優化和像差平衡校正，最終達到工程化要求。對于沒有工作經驗的學生來說，初始結構的選取會是他們面臨的第一個難題。接下來是90度大視場角帶出的大像差的校正難點，需要學生更多的專業知識和經驗累積。4.工程項目設計強化訓練。光學設計無頂峰。在經歷了幾個階段的學習和實訓后，學生雖然對設計理念、設計流程、設計技巧有了一定的掌握。但光學系統很多時候是功能迥異的復雜工程，并不是單一的物鏡或目鏡光路或單一的消像差。實際的工程設計還要考慮客戶的使用環境、使用條件，考慮制造工藝和成本，考慮國家行業標準或其它優勢競爭因素等。學生要想在畢業后快速適應光電行業光學工程師崗位，還需要不斷加強設計訓練，甚至去光電企業實習。訓練項目主要有四類。（1）開放實驗室項目，利用開放實驗室條件和學生長時間在實驗室研究學習規律，為他們在學校申請光學系統設計類項目，如“工業內窺鏡系統光學設計”題目，并獲得一定經費資助。（2）大學生國家創新創業訓練項目，如2017年協助四位學生申請到國家大創項目“車載寬視角高清系列攝像鏡頭設計與開發”，為學校贏得了榮譽，豐富了課程內容。（3）外接工程項目，如“廣告用投影機”項目，指導14級學生幫客戶完成照明和投影光學系統工程設計，得到用戶認可。（4）畢業設計課題，最近三年共有30人左右申請了光學系統設計畢業研究課題，有的項目成果還整理發表了期刊科技論文，增強了學生自信。光學設計強化訓練項目在內容上也體現了三個特征：（1）復合性特征，如工業內窺鏡系統包括攝像物鏡設計、轉像透鏡設計和目鏡設計，相互之間銜接，初期的方案制作就很考驗學生的專業水平。（2）多類別特征，研發項目從攝影光學系統到投影系統，從激光掃描系統到紅外微光系統，從定焦到變焦系統等。大大擴展了學生畢業后從業就業的范圍。（3）系列性特征，如車載寬視角系列鏡頭研發，焦距規格系列包含2.8、3.6等，清晰度包含720P、1080等，使學生的設計訓練思路明晰。

二、結束語

《光學系統設計》教學內容經過一系列的精挑細選、優化探索，逐步實現了理論指導、軟件輔助、課堂訓練、工程項目設計實戰為主干的科學培育路線。學生通過這門課程的學習，是真真正正掌握了一門專業技能。近幾年畢業生中從事光學設計工作相關人員激增，考取光學工程專業研究生人數暴漲，企業用人反饋良好，極大地增強了在校學生的專業學習興趣和就業信心。今后，我們仍將不忘初心，不辱使命，繼續在教學實踐活動中探索更加優化的教學內容和教學方法，為社會培養更加優秀的光學領域專業人才。