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光電技術范文1
關鍵詞：光電互感器；羅夫斯基線圈；泡克而斯效應；法拉第效應
中圖分類號：TP183文獻標識碼：Adoi:10.3969/j.issn.1003-6970.2010.10.006
The Analysis of Optical Transformer Technology
Lv PengHuang YuanliangJin Zhuoyun
(Electric automatization institute of Jinan University, Zhuhai,519070)
Abstract：Optical Transformer bases on Photonics technology and optical fiber sensing technology, it is fit for the constantly developing and progressing of the voltage degree and current quality in electrical industry due to its perfect performance. In addition, it will take the place of traditional transformer gradually. Optical transformer is constituted of Optical Current Transformer, Optical Voltage Transformer and the Combined Optical Transformer. This paper mainly introduces the principle, current problems, solutions and the usage of Optical Transformer, and prospecting the future develop trend.
Key words: Optical Transformer; Rogowski coil; Pockels effect; Faraday effect
1．引 言
光電互感器是利用光電子技術和光纖傳感技術來實現電力系統電壓、電流測量的新型互感器它是光學電壓互感器、光學電流互感器、組合式光學互感器等各種光學互感器的通稱。隨著電力工業的不斷發展，電網電壓等級的不斷提高，電力工業對電壓、電流的測量要求也在不斷提高。互感器作為輸電線路中最基本最重要的檢測設備，其暴露出來的一系列缺點迫使一種安全、可靠、理論完善性能優越的新方法來實現高電壓和高電流的測量?；诠鈱W傳感技術的光學電流互感器（Optical Current Transformer, OCT)和光學電壓互感器（Optical Voltage Transformer, OVT)能有效地克服傳統電磁式互感器所固有的缺點，同時更適應電力系統的智能化，并為計算機高速網絡在實時系統中的開發利用，為變電站信息的采集、傳輸實現數字化處理提供了條件。光電互感器的諸多優點，近三十年來引起了世界各國的關注，尤其美國、法國、日本和中國的學者和工程技術人員都進行了深入的研究。
2.光電互感器的產生與歷史
早在20世紀60十年代，國外的諸多電氣公司就開始了對光電互感器的相互研究，最早研制成功的是美國的西屋電氣公司。但當時研制的基于法拉第光效應（電流互感器）和電光效應（電壓互感器）的光電互感器還僅僅是純光學式的光電元件，他受到溫度限制無法達到戶外環境下0.2級精度的要求。到了60年代，在世界范圍內興起了對光電式電流互感器應用的研究，70年代一度形成，但當時仍處于初級階段，溫度等影響仍未得到較好的解決，精度比較低。直到上世紀80年代，隨著電子技術的飛速發展，光電子技術、PC微機、單片機及數字處理器技術的興起與成熟，為研制出高性能的光電互感器奠定了堅實的基礎，電子式光電互感器得以研制成功，并逐漸開始投入使用。
1992年ABB公司的光電互感器在巴西電力系統投入應用，至今運行良好。SIMENS、ALSTOM等公司也相繼研制成功并投入運行。到2000年，ABB公司已經研制出可用于69kV到765kV電壓等級的光電電流互感器，測量電流范圍為5A~2000A，準確度達到±0.2%。同時，他們研制了用于GIS中的復合電子式電壓、電流互感器，電流測量范圍為5A~2000A，電壓測量范圍為69~500kV，準確度都達到±0.2%，電壓測量是直接使用電容環測量，不用分壓器。法國的Alstom公司利用Faraday效應研制了一套電子式電流互感器，在-30~50℃的范圍內準確度達到±0.2%。
我國最早對光電互感器的研究是在20世紀80年代的一些大學進行的，當時也是以光學式的光電互感器為研究方向，目前已改為主攻電子式的光電互感器。盡管一些高科技公司的某些產品已經進入掛網試運階段，但是對光電互感器的研究仍處于初級階段，與國外還有一定的距離。國內許多科研機構和大專院校的研究人員也正致力于新型光電互感器的研究，從事這方面的主要研究單位有清華大學、華中科技大學、上海大學、西安同維公司、廣州偉鈺光電科技有限公司等，經過幾年的努力，研制工作已逐步向實用化階段發展。光電互感器的高壓以及電氣絕緣特性使得它更加適合我國電力工業的發展，在將來的超高壓以及特高壓系統中將發揮巨大的作用。
3. 光電互感器的工作原理及其分類[1]
簡單的來說OCT工作原理是Faraday磁光效應，OVT工作原理是Pockels線性電光效應，光學電流傳感頭和光學電壓傳感頭位于絕緣套管的高壓區，控制室內的發光二極管發出光信號經絕緣材料制成的光纜傳輸至兩個傳感頭，經高壓母線和電壓調制后，光信號又經光纜從高壓區傳輸回主控室，最后經光電轉換、數據采集和信號處理系統得出被測電流、電壓信號。根據高壓部分是否采用有源器件將光電互感器分為兩類：高壓部分不采用有源器件的稱為無源型光電電流（電壓）互感器，采用有源器件的稱為有源型光電電流（電壓）互感器。
3.1 有源型OCT工作原理[2]
有源型OCT又稱混合式光學電流互感器，它的原理是利用有源器件調制技術,把羅夫斯基線圈測量出的信號經過積分運算得出電流模擬信號,模/數轉換(A/D)電路將積分器輸出的信號轉換成數字信號,然后通過電一光轉換裝置將電信號轉換成光信號,再通過光纖傳輸。到互感器低壓側信號處理電路,有源型OCT原理示意圖如圖1所示。
有源型OCT的關鍵部件為羅夫斯基線圈及積分器。羅夫斯基線圈是一種繞制在非磁性骨架上的空心線圈,具有精度高、穩定性好、抗干擾能力強、動態范圍寬、體積小、重量輕、造價低廉、線性度好等一系列優點。其工作原理如圖2所示。
羅夫斯基線圈直接套在被測量的導體上,從而導體中流過的交流電流在導體周圍產生一個交替變化的磁場,從而在線圈兩端感應出一個與電流變化成比例的交流電壓信號e(t):
其中,di/dt則是電流的變化率, 而L為線圈的電感,i(t)為還原電流,通過對交流電壓信號積分并運算得出所要測量的電流值,其數學表達式為:
有源型OCT的傳感器和A/D轉換部件是需要電源供電的,目前常用的供能方式主要有利用特制電流互感器(CT)或電容分壓器從母線上取電能,激光供能,太陽能供電及蓄電池供電等。
3.2 無源型OCT的工作原理
無源型OCT與有源型OCT不同,其傳感器部分無需電源供電。無源型OCT以法拉第磁光效應理論為基礎,其實質是光波在通過磁光材料時,電流產生的磁場使光波在通過磁光材料時其偏振面會發生旋轉,測量其旋轉角度的大小即可確定被測電流。法拉第旋轉角θF的表達式為：
其中,V為代表光纖材料特性的維爾德常數；H為光傳播方向上的磁場強度；L為光路長度線；μ0為磁導率；N為繞載流體的光圈數；I為被測電流。
無源型電流互感器的存在問題是其本身的光學系統折射效應隨環境因素而變化,光學傳感頭中存在著各種形式的雙折射,影響了整個系統的精度和穩定性。
3.3 有源型OVT工作原理
有源型OVT的傳感頭部分仍采用傳統的傳感技術,即電容分壓技術。如圖3所示,被測對象通過電容分壓測量單元后形成一較低的電壓,刀轉換單元對電容分壓測量單元的輸出信號進行模擬量與數字量的轉換,形成光電信號,由于電容分壓測量單元和A/D轉換單元都需要供電模塊提供工作電源,有源型OVT的名稱由此而來。
有源型是當前掛網運行時間最長而且最為常見的光電電壓互感器,一方面其原理相對簡單,與傳統的電壓互感器結構相近,容易實現另一方面其生產成本較低,便于制造。但是這種型式的光電互感器只是把傳感器的模擬信號轉換為光電信號,不是真正意義上的光電化產品,它一方面沒有充分體現光學傳感的優越性,另一方面電容分壓器的長期運行會引進額外的測量誤差,因此具有一定的局限性,是一種為了實現光電信號傳輸的過渡性產品。
3.4 無源型OVT
無源型的原理是將高電壓直接加在電光晶體上,應用先進的光學傳感原理一效應來測量電壓的全光纖型光電電壓互感器“泡克爾斯效應”是描述電場對透明晶體影響的電光效應,某些透明的光學介質也稱壓電晶體在外加電場作用下,晶體將變為各向異性的雙軸晶體,從而導致其折射率和通過晶體的偏振光特性發生變化,產生雙折射,使一束光變為兩束相位不同的直線偏振光。圖4為無源型的原理圖,一束線性偏振光照射到壓電晶體表面時分裂成振動方向相互垂直的兩束光,其相位差大小與所加電壓和材料有關。
雙折射后兩束偏振光的相位差可用以下公式計算：
其中：U=Usinωt,λ為入射光波波長；n0為晶體的折射率孔, γ41為晶體(BGO)線性電光系數口為被測電壓是電壓幅值。ω是角頻率。
通常利用偏光干涉的方法將轉變為輸出光強的變化來檢測它,利用1/4波片使兩束光的相位差增加90°,總的相位差為δ+π/2。出射光強可以表示為：
其中,I0是入射光強,U0為半波電壓。
可見,利用出射光強和電壓的關系,通過光電變換和信號處理就能得到被測電壓。
3.5 光學組合式互感器工作原理
光學組合式互感器是基于電光晶體的Pockels效應和磁光玻璃的Faraday效應研制出的可以同時測量高壓輸電線電流及電壓的組合式互感器。它絕緣結構簡單，電壓測量與電流測量間無相互干擾。非線性誤差小于0.3%，在24～33℃溫度范圍電壓傳感器24h內的波動在±0.3%內。
4.光電互感器的優點[3]
與常規的電磁式互感器相比較,光電互感器的突出優點是：
(1)高低壓完全隔離,安全性高,具有優良的絕緣性能和優越的性價比
由于光電互感器是通過由絕緣材料制成的光導纖維將高壓信號傳輸到二次設備，巧妙的避開了傳統互感器絕緣性能差的缺點，大大簡化了絕緣結構，節省資源的同時，提高了互感器電氣絕緣性能。它的適合高壓的特性使它在不斷提高電壓的電力工業中顯示出越來越高的性價比。利用光纜代替電纜作為信號傳輸工具,又實現了高低壓的徹底隔離,不存在電壓互感器二次回路短路或電流互感器二次開路給設備和人身造成的危害,安全性和可靠性也大大地提高。
(2)沒有鐵芯,不存在磁飽和鐵磁諧振等現象
光電互感器在原理上與傳統互感器有著本質的區別,它一般不用鐵芯完成磁藕合,因此,不存在傳統互感器磁飽和及鐵磁諧振現象,使得互感器運行暫態響應好,穩定性好,確保了系統運行的高可靠性。
(3)功能齊全，可靠性高
光電互感器能不但可以用于電壓電流測量，還可以用作保護功能。不必使用多個不同用途的鐵芯線圈,便可同時滿足計量和繼電保護的需要,同時還可以將電壓、電流組合在一起,構成組合式光電互感器。這些對于傳統互感器是無法達到的。目前,光電互感器的測量精度最高可以達到0.2級和0.2S級。
(4)頻率響應寬，動態范圍大
光電互感器傳感頭部分的頻率響應取決于光纖在傳感頭上的渡越時間,實際能測量的頻率范圍主要決定于電子線路部分。光學傳感部件已經用于測量高壓電力線路上的諧波和脈沖暫態電壓。
(5)沒有因充油而潛在的易燃、易爆等危險
由于光電互感器的絕緣結構相對簡單,一般不采用油作為絕緣介質,不會引起火災、爆炸等危險.
(6)體積小、重量輕、減少占地面積
因無鐵芯及絕緣油等，光電互感器的重量一般只有電磁式CT、VT重量的1/10，且體積小，占地面積小，便于運輸和安裝。
(7)無污染、無噪音，具有優越的環保性能
由于光電互感器中信號是通過光來傳輸的,因此不會產生噪音、電磁波等污染源,同時,可采用硅橡膠絕緣子和SF6氣體作為絕緣介質,替代傳統的磁套絕緣子和絕緣油,甚至可以做成無油無氣的OCT,這樣可大大降低這些配套設備生產過程中帶來的環境污染,具有優越的環保性能。
(8)適應了電力系統數字化、智能化和網絡化的需要
光電互感器可以根據需要輸出低壓模擬量和數字量,這可直接用于微機保護和電子式計量設備,而且能實現在線檢測和故障診斷,在變電站綜合自動化中具有明顯的應用優勢。綜上所述,光電互感器以其優越的特性以及明顯的經濟效益和社會效益,使得它在電力工業中占據了一席之地，同時對于保證日益龐大和復雜的電力系統安全可靠運行,并提高其自動化程度具有深遠的意義。光電互感器是世紀電力系統的更新換代產品,盡快使其實用化已經成為電力系統發展的迫切需要。
5.光電互感器的缺點及目前的改進方法
5.1OCT的缺點[4]
根據我國第一臺OCT掛網運行數據顯示，在小電流時OCT輸出的讀數波動較大，線性度較差，準確度也略超出計量要求。一方面是由于小電流引起的法拉第旋轉角非常小，有限的傳感器靈敏度導致被測信號被噪聲所淹沒；另一方面機械振動、溫度變化以及由于光纖偏振特性等因素使得輸出光強的變化，降低了檢測的靈敏度，不過可以通過檢測電路的交直流分離等辦法消除此影響。然而對于有兩種特殊情況會使光強發生很大的變化，因而會對測量產生很大的影響：1.光強波動較快時，直流通道的響應時間遠遠慢于交流通道,采用交流除以直流的方法明顯存在不同步的問題2.當光強急劇下降衰減而超過PIN光電管的探測靈敏度時,OCT無法正常工作。
5.2OCT的改進方法
針對以上諸多影響光電互感器的不利因素，我國許多研究人員做了大量的工作，并取得了一定的成果。
降低溫度影響：為了克服溫度對互感器帶來的影響，清華大學對種8國產光學玻璃磁光系數和溫度特性進行了深入的研究，ZF6在降低溫度影響方面最能滿足OCT的要求。
提高系統抗外場干擾能力：在提高系統抗外場干擾方面有幾種方法，改進由Sato等人提出的雙正交反射方案，將原光路設計中的第三角上第一次反射由向上改為向下（見圖4），使傳感頭內光路在小載流導體平行及垂直的兩個面上的投影形成閉合回路來改善系統抗外場干擾能力。相比而言，鍍膜技術在此方面具有的優點是簡化傳感頭使之易于加工，同時光路在任何平面內的投影均及接近完全閉合，傳感頭厚度比雙正交反射方案減小一半以上。目前的保偏膜有兩種：多層介質膜和單層介質膜，多層介質膜可以有效的解決相移問題，但對傳感頭的加工與安裝需十分精細，單層介質膜在具有鍍膜技術的共同有點之外，相比多層介質膜，更節省膜材料和膜加工所需時間，但此方法對膜厚度的控制要求更高的鍍膜工藝。利用多模光纖的消偏與消除相干擾性能，同時結合選用低相干光源，可以有效的一直有振動引起的光線中的噪聲干擾。
Rogowski線圈在OCT中的應用：Rogowski線圈能夠很好的解決以上由于溫度、外場以及振動引起的光電互感器靈敏度以及準確度降低等問題。國內外都已有0.2級Rogowski線圈，清華大學開發了以DSP為核心，集合光纖、通信、微機技術的實用化設計方案。OCT集電流測量和諧波分析于一體,同時還提供遠程計算機接口和繼電保護接口。試驗表明,此種結構簡單、安裝方便、抗干擾能力強和準確度高（優于0.5%）。
5.3OVT的缺點
光電電壓互感器晚于光電電流互感器，經過各國的不斷努力，在理論上和技術上都取得了很大的進展，與光電電流互感器類似，光電電壓互感器也遇到了溫度影響穩定性問題，和長期運行的可靠性問題。其中運行環境的溫度變化是影響光電電壓互感器穩定性和可靠性的重要因素。
5.4OVT的改進方法
目前主要采用雙光路檢測技術來消除熱力效應對光電電壓互感器的溫度穩定性的影響，但是仍然存在無法改變晶體的熱光效應。晶體的熱光效應使得互感器在工作溫度范圍內的準確度只有2.1%，距離實用所需的1%要求還有一段距離。為了避免因晶體的旋光性和自然雙折射會直接對光波引入的附加相位差，目前一般選用立方晶體的BGO材料，它穩定性好，無旋光性和自然雙折射。研究發現，BOG晶體的純度越高，光電電壓互感器的穩定性越好。對于光源發射的光波波長由溫度影響而造成的系統穩定性減弱情況，采用軟件補償技術消除波長變化的影響，明顯的提高了光電電壓互感器的穩定性。通過對光線受到振動和其他機械擾動產生線性雙折射，且單模光纖產生噪聲更為嚴重的現象發現，光線的芯徑越大，噪聲越小，通過使用低相干光源和線偏振光沿光纖的偏振軸輸入，來達到有效抑制噪聲對系統穩定性帶來的嚴重影響
6. 光電互感器在電力工業中的應用[8]
基于西昌地區多高耗能用戶,該類用戶的電爐設備功率大,負荷波動大,產生大量大功率低次諧波污染,同時沖擊電流造成電磁式互感器鐵心飽和,有可能造成繼保誤動作,并使二次電流、電壓產生畸變,影響計量的準確性等情況，2006年4月，安裝了35kV數字式光電互感器及其保護和計量裝置及其二次系統的設計、安裝、運行和運行效果的對比分析,來為西昌地區尋找一條可靠先進的電網技術革新之路。將該組光電互感器安裝于一個對電鐵及高耗能工業園區供電的110kV變電站內一條35kV出線間隔,該線路對冶煉企業供電,日均負荷為1.2萬KW。該線路原裝有電磁式電流互感器,準確級0.2級。35kV母線電壓互感器亦采用JDJJ2-35型電磁式電壓互感器。在出線間隔安裝了一組組合式光電電流電壓互感器,并裝配一套線路保護和一塊具有光纖以太網接口的電能表,以便將光電互感器的采集數據與電磁式互感器采集的模擬量在數據采集、電量及所接保護功能等方面進行對比。同時,南自廠在合并器報文讀取中加進了諧波分析部分,采集了當地的諧波污染情況。截止2007年的數據顯示，該組光電互感器運行狀況良好。
母線保護由于其保護特殊性,需要接入大量的交流量?；贠ET700數字式光電互感器的母線保護采用光纖接入來自多個合并器的電流量、電壓量。開入量(接入母線保護的隔離刀閘輔助接點、失靈啟動開入節點等)和開出量(包括出口跳閘接點、信號接點等)則仍采用傳統的輸入輸出方案,如圖2所示。
若一次系統采用光TV,則電壓模擬量同電流輸入類似。若采用光TA與傳統電磁式混用則通過合并器進行采集一并打包給保護。在技術成熟條件下,開關量輸入、開關量輸出也可通過光纖進行傳輸,以實現整個變電站全部設備的數字化。
同傳統的微機母線保護一樣,基于光電互感的母線保護配置以下保護:差動保護、母聯失靈保護、母聯死區保護、母聯充電保護、母聯過流保護、母聯非全相保護、斷路器失靈保護、復合電壓閉鎖等。所有保護功能均為邏輯圖設計,保護流程可視化、圖形化、模塊化。可根據系統接線要求進行選擇配置,配置和維護方便靈活。
7. 光電互感器的發展趨勢
隨著電力系統智能化、數字化的產生和發展，人們對所采集數據的準確度要求越來越高，新型的OCT都將向著靈敏度更高的方向發展，同時更簡單更節約能源。全反射結構的OCT比相同尺寸的金屬膜結構OCT的輸出響應更加靈敏。全光纖結構的OCT將是未來發展的方向，目前，日本已經開發出0.3級的全光纖OCT。
光電電壓互感器的主要發展方向也是新型全光纖OVT，因為不論從穩定性準確性以及能源的節省和環境的保護方面，它都較傳統電壓互感器有很大的優勢。采用石英晶體和光纖作為敏感元件，通過光纖來檢測和傳輸信號，生產工藝更為簡單，不再需要自動聚焦透鏡、起（檢）偏器、波片、電光晶體等光學元件，節省資源的同時提高了系統的穩定性。全光纖OVT的諸多有點引起了廣泛的關注，在光電互感器方面起領頭作用ABB公司已經開發出類似的產品，我國很多高校也投入了積極的研究。
8. 結 語
經過三十余年的發展，國內的光電互感技術不斷進步。但是相比于國外上世紀60年代就開始研究，90年代就開始掛網運行并將產品推廣到市場還有很長的一段路要走。隨著現代電力工業對電壓級別、電流強度要求的不斷提高，光電互感技術作為一種新技術越來越引起研究人員的關注。電力系統的數字化、智能化、網絡化也都促進了光電互感技術的快速發展。當然光電互感技術目前還存在著很多問題，但隨著測量要求逐步提高，測量技術的逐漸成熟，光電互感技術必定有著非常廣闊的發展空間。光電互感器將作為下一代互感器的主流產品，其不可替代的技術優勢和價格優勢已經凸現出來，隨著當前光電互感器的市場化進程，必將帶來電力系統測量、保護和監控的革命性變化。
參考文獻
[1] 崔文廣.光電式互感器的研究探討．中國科技信息廣東輸電與變電技術[J],2007,8（2）,2005,6（9）.
[2] 許斌斌．光電互感器的原理及應用前景[J]．
[3] 葉妙元,肖霞．光電互感器(一)―21世紀電力系統電壓電流測量的基本設備[J]．
[4] 平紹勛,于波,黃仁山.光電互感器的現狀和發展[J].高電壓技術,2003,29(1):21-23.
[5] 易本順.光電式互感器的研究和發展及其在電力系統中的應用[J]．武漢大學學報(信息科學版),2002, 27(2):57-63．
[6] 李旭光,秦松林,肖登明．光電互感器在特高壓電網
中的應用技術分析[J]．高電壓技術,2007,
6(33):13-15.
[7] 于蓬勃.光電互感器.天津電力技術[J]，
2005，1:30-32．
[8] 范壽寧,黃瓊輝．數字式光電互感器的應用[J].四川電力技術，2008，31(3):60
光電技術范文2
【關鍵詞】 光電檢測技術 課程設計 教學方法 評價與效果
《光電檢測技術》將光學技術和電子技術相結合，是一門應用性很強的學科，與人類的生產和生活緊密聯系，是光信息科學與技術專業學生必須掌握的一門知識。為了加強課程的實踐性，使學生在學習課本上基本的理論知識外能夠學以致用，組織《光電檢測技術》課程設計就凸顯出其必要性，而在課程設計中選題尤為重要。在課程改革和提倡素質教育的背景下，傳統的滿堂灌的教學方法早已不適用。為了在教學過程中提高課程教學的質量，就需要教育者們在教學內容、教學方法及教學手段的選擇方面進行探索和改革。
1 《光電檢測技術》課程設計的選題
《光電檢測技術》是一門理論性和應用型都很強的學科，學生在學習起來比較難，但它的應用范圍很廣，與人們的生產和生活密切聯系。如果能加強《光電檢測技術》課程的實踐性，在教授理論知識同時，讓學生自己動手實踐，親自體驗光電檢測技術的奧妙，這將大大提高學生的學習積極性，既能鞏固理論知識，又能把理論和實踐緊密地結合起來。組織《光電檢測技術》課程設計對于提高《光電檢測技術》課程的實踐性，培養學生的創新能力具有重要作用，而在進行課程設計時課程設計的選題尤為重要。
首先，老師應該提供可供學生選擇的題目。很多老師都有自己的科研項目，在組織課程設計時老師可以把科研和教學結合起來，把與科研項目有關的內容作為學生課程設計的題目。
第二，學生在選題的時候，要把老師提供的題目范圍、自己的興趣和實踐能力三者結合起來綜合考慮，這對促進課程設計的成功意義重大。
最后，學生根據自己的選題，利用圖書館、互聯網中的資源結合自己的所學，按照老師的設計要求在規定時間內完成課程設計。
2 《光電檢測技術》課程教學方法
2.1 合理選擇與安排教學內容
光電檢測技術內容多而復雜，不僅涉及到光學和電子學，還與計算機等其他學科緊密聯系。在學校規定的課時內完成這門課程的學習，時間緊、任務重，學生學習起來難度很大。只有合理選擇和安排教學內容，才能在有限的時間內完成教學任務。
首先，在授課的開始，就應該讓學生從整體上把握光電檢測技術，讓學生理解各章節之間的內在聯系，形成完整的知識結構體系。
其次，光電檢測技術知識面太廣，在教學中如果“胡子眉毛一把抓”，學生們會覺得知識亂而雜，所以，在教授這門課程時要采取“彈鋼琴”的辦法，去粗取精，少講精講，突出教學重點。
最后，光電檢測技術與最新技術的發展密切相關，但是課本上的知識比較陳舊，與時展脫節，這就對授課老師提出了新要求。老師不僅要精通于課程內的知識，還要與時俱進，了解最新科研結果和光電檢測技術的發展方向，并及時給學生進行補充。另外老師自己也可以申請科研項目，提高自己的科研能力，把自己的教學科研結合起來。
2.2 加強理論教學，開展啟發式教學
光電檢測技術本身理論性很強，而且它涉及的知識面廣，知識點多而零散，學生理解和記憶起來很有難度。為了提高教學效率，老師應當能夠幫助學生建構光電檢測技術知識的整體框架，在講解具體知識時要能夠去粗取精，把復雜的知識簡單化，鞏固學生的理論知識基礎。另外，老師應該認真地組織教學活動，設計教學活動的各個環節，使原本枯燥的課堂富有趣味性。
啟發式教學中，老師只是起到指向性作用，老師從課堂的主導者轉變為課堂的參與者，學生由被動學習轉變為主動學習，這充分體現了學生的主體性，符合新課改的要求。另外，啟發式教學由老師提出問題，并引導學生思考，一步步接近正確答案，這個過程本身有利于讓學生養成自己動腦思考和自主學習習慣。
2.3 借助多媒體手段，提高學生學習興趣
多媒體技術與傳統的板書相比具有其獨特的優勢。傳統板書的書寫占用了課堂的大量時間，且主要起到書寫提綱的作用；多媒體技術本身方便快捷節省了書寫板書的時間，提高了教學效率。另外，多媒體技術具有圖、文、聲、像等多種效果，一方面可以增加課堂的趣味性，提高學生學習興趣，把抽象知識具體化，方便學生理解和記憶，大大改善教學效果；另一方面，又可以擴大教學的信息量，豐富課堂內容。例如，通過多媒體動畫來介紹和演示光電效應能夠讓學生通過自己的感官來親自體驗光電效應，使原本抽象的知識形象生動，既能激發學生學習興趣，又能加深學生對課本理論知識的理解和記憶。
2.4 加強實踐環節，鞏固理論知識
真理必須能夠經受得起實踐的檢驗，《光電檢測技術》具有很強的應用性，所以在教學活動中加強實踐環節，這對學生學以致用意識的形成和學生動手能力的培養具有重要意義。例如，學生進行實驗時，除了讓學生按照課本上寫好的內容和實驗原理進行驗證實驗外，老師還可以讓學生根據自己的興趣選擇一個主題進行實驗，這樣既能完成教學任務又能使課本上的理論知識得到鞏固，還能培養學生用學到的知識解決實際問題的能力。另外，老師在教授理論知識時，可以舉一些與實際生活相聯系的例子，或者給學生布置任務，讓學生通過自己實踐來驗證課本上的理論知識?？傊谡n程實施中應該把理論和實際緊密聯系起來。
3 《光電檢測技術》課程探索的評價與效果
筆者認真研讀了相關學者文獻資料，并根據自己教學實踐，認為進行課題設計，合理組織安排教學內容，選擇科學的教學方法，進行啟發式教學，把理論應用于實踐對于激發學生的學習興趣，提高課堂的教學效率，改善教學效果具有重要意義。在實踐中，學生改變了對《光電檢測技術》的刻板印象，在學習的過程中感受到了《光電檢測技術》的神奇性和課程的活力。
4 結語
《光電檢測技術》課程是一門理論性和應用性很強的課程，也是廣大理工科學生應當掌握的專業知識。針對這樣一門內容廣，知識點多的課程，眾多學者們一直在探索如何從教學內容、教學方法、教學手段上進行改革，使《光電檢測技術》課程具有活力和吸引力。
參考文獻：
光電技術范文3
納米光電子主要是研究在所有納米結構中各個電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關技術相互結合共同組成了納米光電子技術。傳統的半導體硅并不具備發光的基本功能，但是引進了納米技術以后，能夠發出一種非常耀眼的光，同時開設了一門新興的納米光電子。
二、納米光電子技術的發展
新時代的納米電子技術能夠快速的制作各種單電子存儲，同時還可以制作一些非常精巧完美的微電子機械以及電機械系統。隨著現代納米技術的不斷進步與發展，集成電路也將成為一種比較先進的半導體器件，并成為了未來發展的新方向。如今的信息社會對于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高，這就導致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會形勢下，納米電子以及納米電子光技術應運而生，并成為了半導體科學以及各種工程研究的重要領先技術。光電子技術屬于電子技術以及光電子技術的結合體。二十世紀以后，光電子技術逐漸發展，并取得了一定的進步。將光電子技術以及納米技術巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術，成為了未來電子技術不斷發展的新領域。如今的二十一世紀，也為光電子技術以及納米光電子技術發展提供了新的機遇。
三、納米光電子各個器件的具體分類
3.1納米光電技術探測器
如今的納米光電技術探測器主要是利用納米光電子的基本材料進而不斷發展而來。這種微型的探測器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成，例如，超高靈敏度紅外探測器等。
3.2納米發光器件
引進納米光電子的相關技術并利用納米光的基本材料，利用納米光刻技術，最終研制出新興的納米發光器件。主要有利用納米粒子等材料制作完成的一種硅發光二極管，使用各種納米尺寸制成的可以實現調諧的納米發光二極管。
3.3納米光子器件
納米量子機構以及量子電路等各種集成技術都蘊含著非常深奧的研究內容。例如，利用三維光電子自身的晶體天線，還可以利用光子晶體技術二極管，以及無損耗產生的光電波，光開關等，這些都屬于先進的納米光子器件，在量子保密通信中的各種重要的關鍵器件，都是利用納米光子器件完成的。
3.4納米顯示器
納米顯示器主要包括碳納米管顯示器，還有一種碳納米發生顯示器等。如今的納米電子學還有納米光子學以及先進的磁學微電子，自身具有的極限線寬都是70nm，這種先進的技術通過幾十年的研究就完成了。為了能夠在最短的時間內完成新興的器件，使用單原子具體的操作方式成為重要的研究方向，并且，利用這種先進的技術能夠制成計算機，并且能夠有效的提升計算機自身的計算能力，甚至可以提高上千倍，但是需要使用的功率只有現在計算機的使用功率的百萬分之一。如果使用先進的納米磁學，計算機具體的信息存儲量甚至能夠達到上千倍。使用納米光電子能夠提升通信帶寬的上百倍。另外，除了以上介紹的各種器件，還可以從廣義上分析，納米器件還有分子電子器件，這種器件無論是在材料上還是在使用的原理上都與上述的半導體量子器件存在較大的差異。
四、結束語
光電技術范文4
【關鍵詞】自動化儀表測量；光電傳輸系統；光電技術；原理
1.前言
高科技技術以飛速度發展，越來越高的工業自動化水平，使得自動化控制技術應用的領域在逐步的擴大。伴隨著微電子技術以及計算機技術的發展，測量儀器和技術也得到了最大水平的發展，先后研制出了很多的高科技、高智能的測量儀器。任何一臺儀器都離不開計算機的硬件以及軟件的支持，充分利用了其優勢，使儀器的測量功能大大增多，技術性能也得到了大幅度的提高。對于一些電參數的測量，包括電壓、電流、相位、功率等，因為有很多模擬指針式儀表的存在，例如電壓表、電流表、相位表、功率表等等，雖然很多儀器有了較高的智能化，可是這些智能儀器只能以計算機為媒介實現數據基本的打印和處理工作，未能實現真正意義上的自動化測試，工作人員的工作量還是很大，很多工作都是通過人工完成，譬如測試點必須通過人眼進行瞄準定位，手動完成儀器的操作，這樣的工作方式不但使工作效率低，而且使工作人員的工作強度較大，并且引入了大量的人為誤差。為了減小測量工作的工作周期，降低工作人員的工作量以及提高工作效率，實現儀表測量的自動化是迫切需要解決的問題。
2.光電傳輸系統的組成原理
一般情況下，光電傳輸系統是由包括光源在內的發射電路、光纖和包括光檢測器的接收電路組成。結構如圖1所示。發射電路常常由信號處理、調制以及E/O即電光轉化構成，發射電路的作用主要是使先將測量信號轉化為便于調制的信號，再通過被調制好的信號使發光二極管工作，使電信號向光信號轉化。通過光纖，光信號傳至接收電路；通常情況下，接收電路由光電轉換、信號的解調以及處理三部分組成，接收電路的主要功能是將通過光纖傳進來的光信號通過光電轉換裝置還原為電信號，再由信號解調以及處理裝置恢復成最初要被測量的電信號。光電傳輸系統通常使用由光電二極管以及發光二極管組合成的電光及光電轉化裝置，進行傳輸的光纖多采用多模光纖。
根據信號的調制和解調方式的不同，將光電傳輸系統分為三大類：模數轉換方式、壓頻轉換方式、調幅方式。詳見以上結構圖。
模數轉換方式也被稱為脈沖編碼調制方式，就是信號將通過ADC即模數轉換器來使光源工作，此時的信號為數字信號，低壓側兩端將使數字信號通過數模轉換器轉換成模擬信號.脈沖編碼調制方式的應用大大提高了光電傳輸系統的傳輸精度。對于不必將信號還原為模擬信號的電路其接收端的電路相對來說比較簡單，不必對信號進行處理，直接將信號和計算機進行連接。因為脈沖編碼調制方式對時序控制電路有要求，所以對應的電路系統比較復雜，并且導致傳輸的速度較低?？墒沁@種調制方式易與數字式的儀表連接，所以在電力控制系統以及繼電保護領域應用的較為廣泛。
壓頻轉換方式也被稱為脈沖頻率調制方式，就是通過對基帶信號的模擬進行對載沖脈波調頻，脈沖頻率的變化規律通過基帶信號的幅值變化規律進行觀察，進而光源的光強通過脈沖調頻信號進行調制。在低壓側一端，通過頻壓轉換器解調脈沖信號。通過壓頻轉換方式，存在于下文將要介紹的調幅方式中的溫度穩定性以及非線性的問題能夠有效的得到解決。并且不需要編碼，較為方便的進行解調與調制，不管環境多么復雜都可以應用該系統。在中短途的傳輸中比較適合。此外，對于光電轉換模塊的輸出，可以直接將數字信號進行輸出，不必解調。處理之后的信號在微機單元里面進行應用。
一般情況下，調幅方式即是將要進行測量的信號可以不通過調制而直接作為光源的驅動信號，通過觀察光信號的強弱來判斷被測信號的大小，光越強，被測信號越大，反之就會越小，而且在與之對應的低壓側的接收電路，也是不需要解調電路的。此種方式的光電電路具有比較簡單的結構電路，但是通過光纖的信號是模擬信號，一些外界因素例如噪音溫度等將會對信號產生較大的影響，線性度比較低，穩定性相對來說較差，所以在實際應用時具有一定的難度。其適用在外界溫度變化較小的環境里，且僅適合較短距離的傳輸。
3.光電技術在自動化儀表中實現方法及原理
要想實現測量電參數的自動化，首先要研制出可以實現人眼功能的儀器來代替人眼的測量，而且該儀器的性能和瞄準度一定要高，當前大多數使用的標準儀器例如標準源、標準表等都自帶和上位機向連接的端口，在硬件方面，要想實現測量系統的自動化還是比較簡單的，若將質量在不斷提高的CCD器件看作是一個人眼仿真技術的標準，是完全能夠實現電參數測量的自動化的。具體的結構圖如圖2所示。
3.1 利用光原理的成像系統以及分辨率較高的CCD
圖3所示的為光學成像原理圖，其體現的主要是通過遠心光學系統，使被測量的儀表指針以及表盤映射到CCD器件的表面，通過驅動器的作用，CCD器件把指針以及表盤的相關信號傳送給模數數據采集系統進行轉換。傳輸的數據在存儲器中以矩陣的形式進行存儲，便于計算機識別成像數據。通常情況下敏單元的尺寸為10m×10m的。而1024×1024為面陣CCD的尺寸。此種照明方式為同軸照明，通過光源亮度的自動調節來實現的。使用16位的模數數據采集卡進行模數信號的采集，這種采集方式可以將非線性誤差控制在0.006FSR以內，進行轉換的時間不大于17微秒。
3.2 微機控制技術
當前的計算機控制技術可以被分為兩部分內容，一部分是將VC語言作為計算機的操作平臺，與數據庫管理系統相結合共同構成了計算機控制系統的軟件，控制方式如下：通過計算機對需要檢測的指針表的測試點進行設置，譬如對于5安培的表，可以將五個點設置在20%、40%、60%、80%、100%處，分別對應著1到5安培五個點，然后通過計算機給標準源發出信號令電流進行平滑的上升，當指針與表盤的20%刻度向吻合的時候計算機將向標準源再次發出信號，令計算機對標準源上的數值進行讀數，隨之與1安培進行比較，得出誤差，對測量的結果進行儲存。當五個點都測試完以后進行測試證書的打印。
另一部分則是對數字圖像的處理軟件。首先計算機先對指針信號以及表盤刻度信號進行處理，通過中值濾波以及高斯濾波進行噪聲信號的處理；利用CANNY算子對提取圖像的邊緣，可以對噪聲的干擾進行抵抗，使得提取數據更加準確，采用灰度矩法的亞像素細分定位可以提高細分精度；為了達到更高精度的擬合度，可以將最小二乘法應用在圖像擬合工序里面。經過了上面的數字圖像化處理，可以使計算機的識別精度比人眼對刻線以及指針的識別精度高出五倍左右。
3.3 標準的三相交流源
這種交流源通常分成三個部分：（1）由精度較高的數字所合成的三相信號源。波形存儲器以及數模轉換器組成的精度非常高的三相信號源。通過脈沖調寬技術對信號源的調幅進行直流基準源的設計，對于信號源的相頻的調制可以通過頻率綜合器、鎖相環技術以及脈沖移相技術的設計來實現。將信號源作為標準，標準源的交流基準可以在較短的時間里使其穩定時間保持在20×10-6/3min；（2）電流及電壓放大器內帶有前饋控制：放大器的作用是將信號在幅值和功率方面進行放大，以便可以使自身能夠帶動功率為20瓦的負載，之所以將前饋控制技術引進來是因為此項技術為無差調節的技術，它對基準信號的準確跟蹤不受任何負載變化的影響，始終保持放大器輸入與輸出信號的一致性；（3）矢量的采樣：這是一種對全部信息進行采樣的技術，不僅包括了信號中的相位信息，還包括了幅值以及諧波信息，這些都可以在采樣完成后通過反饋控制送至控制回路。此種方案對標準源的研制結果在控制相位精度、時間響應和采用了計算式反饋以及有效值反饋所研制出的結果進行比較更符合自動化測量的要求。
4.尚未解決的問題
4.1 發射電路的供電問題
應用在較多領域中的光電傳輸系統均屬于有源系統，高壓側的供電電源是否穩定影響到了整個傳輸系統運行的可靠性，當前所了解到的有源的給高壓側的供電形式主要有三種：（1）通過高壓母線進行供電；（2）把低壓側的電能轉化為光能，然后由光纖輸送至高壓端，再轉為電能為系統供電；（3）通過電池進行供電。方法一存在的缺點是一旦流經母線的電流過小的時候電路就無法得到正常的供電，但是當流經母線的電流過大的時候又會使系統受到較大的沖擊，此時電路極易受到損壞；方法二的性能雖然比較穩定，卻受到激光輸出功率的約束，尤其是受到光電轉換效率的影響，所以提出了微功耗的要求。方法三存在的問題是因為電池所提供的能量有限，要求對電路進行設計時必須要考慮到供電控制，除此以外就是更換電池的工作比較麻煩。另外，其它的供電方式譬如說風能供電、太陽能受外界環境的影響比較嚴重，所以穩定性比較差。
4.2 傳輸過程中的抑制干擾問題
雖然與傳統的傳輸系統相比較，光電傳輸系統具有較高的抗電磁干擾的能力，可是由于光電傳輸系統由發射和接收電路以及光纖三部分組成，為了保證系統的整體抑制干擾的能力均衡，要對電路進行加強，特別要注意高壓側的電路對電磁干擾的抑制能力。為了保證發射電路不受電磁的干擾，必須要做好發射電路的屏蔽工作，除此以外，還要對發射電路的電源以及與其相連接的導線的屏蔽給予高度重視。
4.3 運行過程中的穩定問題
系統的穩定性對處在環境較復雜的系統來說尤為重要，所以，長期運行的光電傳輸系統中的各個電子元器件的穩定性及可靠性亟待解決。
4.4 精度問題
要想使光電技術逐步的替代傳統的傳輸技術，傳輸的精度是首要解決的問題，所以對于光功率波動的消除以及溫度的變化等問題都要及時采取措施解決。
4.5 工藝加工問題
光纖、發光二極管以及光電檢測器件都屬于光電傳輸系統內的器件，這里面存在著較大的光纖與光源的耦合問題，所以，光電傳輸的工藝要求比傳統的要求更高，除此以外，對工作中不可避免振動的抑制以及消除的要求也使得光電傳輸的工藝要求提升了一個水平。
5.結束語
光電技術應用在測量領域中已經有較長時間，伴隨著光電技術的不斷發展，自動化儀表中以點測量為主的自動化儀表也在慢慢地發生著變化，較高水平的功能技術使自動化儀表測量技術得到了更加寬廣的發展領域，并且也促進了電參數測量方式的不斷發展。雖然完全的自動化測量功能并沒有在電能表測量中得到實現。但是當前的電子信息技術以及光電技術正在高速的發展著，自動化儀表測量的發展前景將會更加光明，并且逐步實現儀表測量的全自動化。所以，有必要在測量系統領域中給出更深入的探究，使自動化儀表測量得到發展，發揮光電技術的最大優勢。
參考文獻
[1]張旭忠.自動化儀表測量系統的開發與煤堆體積測量應用分析[J].總裁，2009（2）.
[2]王茂盛.自控溫電伴熱材料在儀表測量管線上的應用[J].石油化工應用，2007（5）.
[3]肖太民.自動化儀表的故障分析及維修方法[J].中國科技縱橫，2012（1）.
光電技術范文5
理解和掌握該門課程的知識對培養學生的創新思維、動手能力以及分析并解決問題的能力都具有重要的實際意義，尤其可以為學生在光電顯示行業就業提供充足的知識儲備。然而，《光電顯示技術》課程開設對任何學校來說都是一個挑戰，因為光電顯示技術更新速度快、涉及面廣、內容繁多，如何使學生所學知識能夠與企業所需有機結合才是這門課程開始成功的關鍵。傳統的以老師講授，學生死記硬背的方式已經不適合這類新型課程的教學。筆者就近幾年在這一門學科中的教學總結一點經驗，同時提出一些思考供廣大教師和同學們作為參考。
1 教學內容的改革
《光電顯示技術》內容繁多、設計知識面廣泛，包括光學、光電子學、通訊技術、計算機技術、機械設計等多方面科學內容。大多數內容又牽扯大量的工藝、工程技術等內容。在48學時的課堂完成教學內容，時間相對不足，為了使得學生能在有限的時間內掌握和理解相關知識要素，我認為必須從以下幾方面進行改革。
1.1 以企業需求為導向，突出重點
自本世紀初，應用型創新人才培養的戰略思想已經深入到高等教育的改革方針之中。2014年我國教育部明確提出將一半以上普通本科高等院校向職業教育轉向。這說明現在人才培養的方向主要取決于市場職位的需求。以前的本科教育的培養體制在當今市場經濟中表現出了很多不適應性，導致教育資源的浪費和人才培養的不合理?！豆怆婏@示技術》由于具有很強的應用性，與企業需求關聯性很強。所以筆者認為這門課的授課主要應以企業需求為導向，針對性的突出重點內容，省略一些傳統且面臨淘汰的技術內容。我校以前的《光電顯示技術》教科書（清華大學李文鋒等編寫的《光電顯示技術》[2]）和教學大綱主要包括各類光電顯示的器件結構、工作原理和驅動方式三個部分的主要內容，知識體系強調面面俱到，而對器件的上游工藝和下游工藝基本沒有太多涉及。企業需求畢業生具有相關領域的基礎理論知識，能夠理解企業產品的工作原理，可以在此基礎上做一些創新研發。同時，企業更需要畢業生具有對產品工藝技術、生產設備以及產品上下游具有一定的整體把握。因為這樣，畢業生才能很快進入工作角色，才能切合實際的開展產品的生產工藝指導、生產現場管理、工藝技術創新及產品關鍵材料源頭創新等。
鑒于此，筆者在大量調研了京東方、華星光電、友達光電及昆山龍騰等企業以及四大LED產業片區（株三角、長三角、福建江西地區、北方地區）的生產領域和產品特點的基礎上，調整了授課內容。具體調整如下：
a）將液晶平板顯示（LCD）、發光二極管（LED）、等離子體顯示（PDP）列為授課重點；
b）將陰極射線管顯示技術的課時縮短，以了解工作原理為基本教學目標；
c）增加重點授課內容所牽扯的上、中、下游產業工藝技術，逐層剖析，使學生掌握從材料到零件再到產品的整體工業生產過程；
d）增加新型光電顯示技術的課后探索環節，培養學生創新思維，制造相關作品。
根據調整內容，以企業需求為導向、以理論基礎知識為根據、以工藝生產流程為線索、以實際探索作品為興趣點，逐步講解光電顯示技術中牽扯的器件工作原理、器件生產流程、器件驅動方式，這樣邏輯清晰、目標明確，學生容易掌握和接受。
1.2 以科研為依托，激發學生興趣，培養創新能力
光電顯示技術與物理學、光學、光譜學、光電子學、鐵電學、半導體技術、微電子技術、通訊技術等學科是相互交叉。它們之間相互促進、相互制約。近幾年由于光電子技術、半導體技術的飛速發展，推動了光電顯示技術的高速發展?，F有的光電顯示技術的飛速發展，使得大部分先進技術還沒有在教科書中體現。為了使得學生在這一領域樹立前瞻性眼光，感觸光電技術發展的脈搏，開拓他們的視野。作為教師必須時刻學習和填充自己的知識結構，提升自己的理論實踐水平；同時注重科研能力的提升，并將科研思維注入教學中，做到科研教學相結合。
此外，對于產品制造中牽扯的上、中、下游產業牽扯的工藝技術在授課中是一個難以實現教學效果的環節。桂林電子科技大學材料科學與工程學院具有廣西區信息材料自治區重點實驗室，其中幾乎涵蓋了光電器件制備的所有工藝設備和技術。比如，LED制備、光刻技術、CVD設備、真空蒸鍍設備、磁控濺射設備、透明電極制備技術及襯底表面處理設備等等。在教學過程中，筆者在課程教學、實驗實踐、畢業設計（論文）等方面開展了改革探索。具體包括：
a）圍繞設備，講解工作原理與操作
設備是實現工藝技術、大規模生產的基礎。講述工藝技術必講述設備的工作原理和操作。結合重點實驗室的設備和人員配置，給大學生們講解設備的工作原理和操作步驟。讓他們熟悉光電顯示器件生產中的設備儀器和操作流程。筆者通過這一環節，使得學生深入了解了所學知識和實際之間的對接，效果很好。
b）?n題帶動，深入培養創新能力
以筆者研究課題相關的前沿問題，面向學生開設與光電顯示相關課題。讓學生加入到實際科研探索中，通過設計探索實驗和解決問題的探索思路，讓廣大學生們對光電顯示技術領域的上游行業進行充分認識。培養他們的獨立創新能力和研發能力。通過實踐，激發了一部分學生對于光電顯示技術相關的探索興趣。
c）緊扣畢業設計，重點提升
結合筆者研究基礎，針對有意在LED領域發展的同學，設置專項的LED畢業設計課題。讓學生獨立思考并提出相關問題，集中培養大學生的科研素養，讓大學生具備獨立進行技術開發和研發的初步技能。這一過程中，重點培養學生的在LED領域的原創開發能力。筆者已經指導了少數本科生順利完成了LED相關的畢業設計，現已經成功進入相關企業進行工作。
2 教學方法改革
教學方法是針對教學內容選擇使用的。沒有好的教學內容，教學方法顯得蒼白無力；但是只有好的教學內容，沒有好的教學方法則達不到預期的教學目標。如何將教學內容以生動、形象的形式展現給學生，讓他們容易接受和掌握，就需要好的教學方法來誘導?！豆怆婏@示技術》由于知識繁雜，缺乏體系，掌握和理解起來比較困難，教學方法顯得尤為重要。
2.1 啟發式教學為主
通常所說的教學方法是指老師在課堂上以講述為主，結合板書或是教學媒體將知識點傳遞或灌輸給學生。教師是整個教學環節的主體，學生成為學習的被動方。這種教學方法有利于教師對于課堂的組織與管理，但是忽略了學生的能動性和創造性。如何達到預期的教學效果，調動學生的積極性才是關鍵。據不完全統計，由于光電顯示技術的發展，大學生上課玩手機的現象已經變得非常普遍。如果學生對課堂失去興趣，那么教師講述得再具體、再透徹也是失敗的。因此，必須充分調動學生學習的主觀能動性。首先，《光電顯示技術》是一門非常接近應用的課程，所以講述每一種光電顯示技術之前，必須結合身邊實例，激發學生的求知欲。比如：在講解液晶顯示器章節之前，提出一個討論題目“以自身成長為線索，談談你對家里電視機的更新換代的感受？”，讓學生分組討論，得出小組意見。這樣讓學生體會光電顯示技術發展的速度和帶來的便捷。同時也借助光電顯示技術的縮影-電視機來說明光電顯示技術就在我們身邊。然后提出一個具體問題“你知道家中的電視機是何品牌，是如何制造和工作的呢？”，這樣讓學生帶有一定的疑問來學習液晶平板顯示的內容。當學生對于你提的問題存在疑問，并且這個顯示器件又是經常接觸的，就會激發他們的求知欲。這樣會使得他們認真聽講，教學效果也就有質的提升，掌握的知識也最牢固。所以《光電顯示技術》課程教學中的啟發式教學容易實現，能大幅度提升教學效果。這就要求教師對每一種顯示技術能提出適當的問題，讓學生帶著問題進入課堂學習。課后布置一些思考題，讓學生學會借助網絡資源加深學習的效果以及拓展自己的知識結構。教師集中一段時間集中和學生討論，分析學生自主學習中存在的問題。這樣通過啟發式教學手段，結合課內課外學習，提升學生的學習興趣和學習效果，培養他們自主學習能力、分析能力。
2.2 介入翻轉課堂
對于有一些新型光電顯示技術，如果采用教師講解為主的教學方式，難以達到預期的教學效果。適當介入翻轉課堂，發揮學生的能動性。翻轉課堂的形式采用團隊協作形式。以新型顯示技術為課題，分為基礎理論、基礎制作工藝、驅動原理與方式、顯示器的優缺點分析等模塊。將這些模塊分給一個小組，小組人數一般在5-7人，由組長組織討論，結合教材，借助網絡和重點實驗室師資平臺，最終完成一個講稿PPT。最后由組代表進行15-20分鐘時間講述。講述結束后由教師總結并針對講述內容進行評價和補充。經過筆者總結，適當引入翻轉課堂可以在很大程度上激發學生主動學習的興趣，有的學生還根據網絡資源，采用簡單的光學投影裝置制備出了立體的全息投影實例，并在課堂上進行了展示。還有很多學生根據自己的親身動手嘗試制備了一些其他簡單的顯示裝置。這種先根據基礎理論，結合網絡資源，再通過親手制作，加深了對基礎理論的理解，也讓學生覺得學有所用。
2.3 介入研究型教學方式
在教學內容中，筆者將課程教學與畢業設計、大學生創新活動結合。將學生帶入課題中。給他們樹立解決工程問題的信心、培養他們解決實際問題的能力。在指導學生畢業設計過程中，采取大方向由教師給出，然后根據方向進行大約1-2個月摸索，然后開小組會議討論確定具體的研究內容。隨時讓他們總結實驗探索過程中存在的問題和提出擬解決的思路，和教師共同制定下一步研究計劃。通過反復的摸索，總結失敗、成功的教訓，最后實現小的研究目標。以此培養學生嚴謹的科研態度，體會科研中探索創新的樂趣，進而加深他們對知識的理解深度，拓寬他們對光電顯示前沿的相關認知，培養他們基本的研發素養，為學校教育和社會需求的銜接提供基石。
3 對該課程進一步深化改革的幾點思考
3.1 校企聯合
在上述教學內容和教學方法的改革的基礎上，本課程還需要強大的實驗平臺作為支撐。這里所述的實驗平臺，筆者認為包括兩個部分：第一包含學?；A實驗平臺。第二包含企業見習實驗平臺。國內很多高校開展了該課程的教學，但是具有相關完整的實驗設備的學校較少。必須健全這一課程實驗課的開展，形成與理論課程配套的實驗課程，才能加強這門課的培養作用。比如開設：LCD驅動方式實驗、LED制備實驗、LCD＼LED驅動實驗、顯示器參數測試實驗、光刻實驗、透明電極表面處理實驗等等。在學校實驗平臺建設的基礎上，通過學校積極和相關企業達成實習合作機制，積極鼓勵學生參加企業見習實踐，使學生真正的融入光電顯示器件生產中。在見習過程中，讓學生熟悉顯示器件制備流程、工業制備設備的運作模式、顯示器件存在的主要問題、企業的相關崗位設置等，加深學生對該行業的工業生產、研發的了解。這樣做到學校的培養和企業的需求能夠基本實現無縫對接。
3.2 調整課程考核制度
該課程和很多基礎課程性質存在很大差別，沒有比較系統的知識體系和理論結構。這門課程主要強調的是學生能夠學以致用。所以考核可以采用卷面考試、科研小論文、創意小作品等多元化的綜合考核形式。同時可以結合企業實習表現，與企業協同考核。這樣可以避免現有的純試卷考試的弊端。
光電技術范文6
關鍵詞：光電子技術；實驗教學改革；教學方法
作者簡介：李忠洋（1983-），男，山東棗莊人，華北水利水電學院電力學院，講師；邴丕彬（1982-），男，山東青島人，華北水利水電學院電力學院，講師。（河南 鄭州 450011）
基金項目：本文系華北水利水電學院2011年教學改革重點項目的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0165-02
光電子技術是激光技術、微電子技術、光纖傳感、光纖通信等眾多領域的交叉學科，它以電磁波為基本信息載體，通過對電磁波的控制、調制、接收、存儲、處理和顯示等技術，獲取所需要的信息?！肮怆娮蛹夹g”課程是電子科學與技術專業的基礎課，承擔著鞏固基本原理、拓寬專業知識、培養學生創新能力的重要作用。通過對本課程的學習，學生能夠建立起有關光電子技術的基本概念，獲得與光電子技術相關的基本理論和基本技能，為學生后續專業課程的學習及今后從事本專業的工程技術工作和科學研究打下堅實的基礎。“光電子技術”實驗教學可以使學生加深對“光電子技術”理論知識的理解和鞏固，通過對實物的觀察和研究，增強學生的感性認識，深化對光電子技術深層次規律的理解和領悟。開展“光電子技術”實驗對培養學生提出問題、做出假設、設計實驗、觀察記錄、分析推理等方面的能力十分有利。然而現在面臨的情況是一方面隨著科學技術的日新月異，光電子技術信息量成爆炸式增加；另一方面由于電子科學與技術專業教學計劃的改革，使“光電子技術”實驗課程的學時數進一步減少。這種矛盾的出現，要求教師必須及時對實驗內容、實驗方法、實驗手段等進行改革與優化，努力提高實驗教學效果，以便在有限的教學時間內，將豐富的信息傳遞給學生，提高學生的動手能力，保質保量地完成實驗教學任務。
一、當前“光電子技術”課程實驗教學存在的問題及原因分析
目前，隨著國內高校高級教育人才的不斷引進，“光電子技術”實驗課程的教學質量不斷提高，但是隨著研究的深入發現該實驗課程仍然存在著一些問題。
1.對實驗教學的重要性認識不夠
部分學院領導受傳統“應試教育”思想的影響，長期以來重視理論教學，輕視實驗教學和學生實踐能力的培養。認為實驗教學僅是作為理論知識的驗證，是理論教學的附屬品?；谏鲜鲥e誤認識，學校對實驗教學的學時越壓越少。從實驗教師的角度來講，實驗教學相對于理論教學難度大，實驗教學不但需要教材，而且需要實驗器材；不但需要動腦，而且需要動手；不但需要與校內各部門打交道，而且有時還需要聯系校外有關單位。另外，實驗教師在評優、評職稱等方面機會較少、難度很大，因此很多教師沒有在實驗教學上投入較多精力。
2.實驗室建設問題
實驗儀器落后陳舊，科技含量普遍較低；實驗室面積不足，使得目前實驗條件難以滿足實驗教學的需求。以華北水利水電學院電力學院為例，光電子技術實驗室面積不足40平方米，實驗臺只有4個，每次只能滿足8位同學同時做實驗，而一個年級光電子技術專業的學生有120余人，所以實驗室面積的不足嚴重限制了實驗教學效果。另外，有些光電子技術實驗需要使用激光器、光學探測器、光譜分析儀等貴重儀器，而實驗室沒有足夠的經費購買這些儀器，因此實驗器材的短缺嚴重制約了實驗教學的正常開展。
3.實驗教學的組織管理和考核問題
實驗教學的管理制度不夠完善，因此出現了實驗教學多個部門都管而實際上誰都管理不善的現象。教學質量評價體系不夠健全，學生實驗課成績考核不夠細致，對實驗教學的要求遠沒有對理論教學要求的嚴格，使得實驗教學的質量難以保證。
由于上述各方面的因素，高?，F行的實驗教學理念、教學方法，以及各種實驗教學配套設施等都存在著與現代社會對高素質人才要求不相適應的地方。為適應社會發展的需要，培養創新型、高素質人才必須重視和強化實驗教學改革。
二、“光電子技術”課程實驗教學改革的對策分析
華北水利水電學院的“光電子技術”課程實驗由電力學院電子教研室承擔，在教學過程中，該教研室積極響應教改要求，從自身水利水電的特色出發，針對上述問題積極探索新的實驗教學模式，對如何提高教學質量進行了深入探討，逐步形成了一套自己的實驗教學方法。
1.加強實驗室建設
實驗教學效果的好壞在一定程度上取決于實驗教學設施的優劣。提高實驗教學效果，必須加大投入，加強實驗室基礎設施建設，爭取讓每一個學生都有實驗的機會和平臺。在設施精良的實驗環境中培養學生的主動探索能力，無疑會極大地激發學生的學習積極性，更好地培養學生的動手能力，因此實驗室基礎設施建設對于實驗教學的重要性不言而喻。對于實驗室的建設，一方面可依托學科基礎，積極申請實驗室建設資金，通過項目資助的方式逐步推進實驗室建設；另一方面可積極尋求與相關單位的合作，以項目合作的形式取得雙方共贏，在鍛煉學生實驗能力的同時，也促進了實驗室建設。學校有關職能部門要把好關，根據學校的開課情況做好實驗室建設規劃，提前落實實驗教學的各項措施。實驗教師要千方百計的提高實驗室利用率，避免資源閑置和浪費。
2.構建一支精良的實驗教師隊伍
一支高水平的實驗教師隊伍是提高實驗教學質量的關鍵所在，因此建設一支理論水平高、實驗技術精湛、年齡結構合理、責任心強、具有奉獻精神的實驗教學隊伍刻不容緩?；诖?，高校在引進教師時應盡可能引進既具有較高專業理論知識又有較強實踐能力的綜合型人才。對剛參加工作的青年教師進行職業道德和實驗技能培訓，使青年教師樹立職業道德觀念，提升業務水平；聘請業內知名專家對青年教師進行業務培訓，使青年教師學習新思想、新方法，掌握新設備、新技術，提高青年教師的實驗教學水平。改善和提高從事實驗教學工作教師的待遇，提高廣大實驗教師的積極性，吸引廣大教師尤其是高職稱教師積極參與實驗教學，使實驗教學崗位成為能夠吸引人才和留住人才的崗位。
3.創新實驗方法，精煉實驗內容
在實驗教學中，改變傳統的“教師講，學生聽、教師演示，學生觀看”的方法，以新穎的實驗內容，激發學生探索未知世界的興趣。如在講到非線性光學頻率變換技術時，先提出問題：一束不可見的激光在一定條件下能不能產生各種顏色的可見光，這樣會激起學生的興趣，使學生集中精力繼續聽下去；然后通過教師的實驗演示可看到在不同的實驗條件下，不可見光可以轉換成紅橙黃綠青藍紫各種顏色的光。這樣在強烈興趣的引導下，學生會迫不及待的探索實驗、了解實驗原理，因此好的實驗內容和創新的實驗方法會起到事半功倍的作用。
4.以興趣帶動教學，培養學生創新能力
在人才教育中，培養學生的學習興趣尤為重要。興趣在學習和認識過程中起著巨大的內驅作用。在實驗教學中要想方設法地激發學生學習的興趣，讓學生主動參與實驗的全過程，并在參與中體會到學習的樂趣和成功的喜悅，真正調動起學生自主學習的熱情。通過參加實驗設計給學生提供自我展示的平臺，充分調動學生的主觀能動性，培養學生的創新能力。為了給學生提供更多的實驗機會，華北水利水電學院光電子實驗室設立了激光開放實驗室、光纖傳感開放實驗室、光譜分析開放實驗室、光學探測開放實驗室，為學生在課外時間提供了廣闊的實驗平臺，吸引了一大批學生進入到各個開放實驗室，在實驗教師的指導下主動探索未知領域，在鞏固理論知識的同時又鍛煉了學生們的實際動手能力。在近幾年學校組織的光電子類和機電類的競賽中華北水利水電學院取得了較優異的成績。
5.改革實驗考核方式，促進實驗教學發展
傳統的考試題型和方式只適合對學生進行理論知識的評價，而實驗能力則是學生將理論知識應用于實踐的綜合能力，傳統的題型和方式顯然無法勝任評價任務，因此對實驗教學的考核要探索新的方式。為了使學生畢業后能更好地適應當前社會對高素質人才的需求，在探索實驗考核的新方式時一定要注意與社會職業技能鑒定接軌，要建立起基本技能、專業技能及綜合技能考核體系，鼓勵學生參加各種職業技術能力考試，取得社會公認的職業技能資格考試證書。另外，還要培養學生良好的從業規范和職業素質，使其在畢業時能達到勞動準入制度所要求的相關技能等級。
三、教學效果
本文通過分析“光電子技術”實驗課程存在的問題，從實驗室建設、教師隊伍建設、實驗方法、實驗內容、實驗考核等多個環節對“光電子技術”實驗教學改革進行了深入分析，提出了改革方案。實踐證明，改革后的實驗教學能夠有效激發學生的興趣，使學生在鞏固理論知識的同時又鍛煉了動手能力，有效提高了“光電子技術”實驗課程的教學質量。
參考文獻：
[1]于雪蓮，顧國華.《光電子技術》教學方法的探討[J].高教論壇，
2009，（9）.
[2]席鋒.《光電子技術》教學改革探討[J].重慶工商大學學報，
2012，（2）.
[3]雷群安.高校實踐教學存在的問題及對策研究[J].焦作師范高等專科學校學報，2010，（1）.
[4]彭潤伍，唐立軍，郭裕.結合前沿科學培養光電子專業創新人才[J].中國電力教育，2009，（23）.
