摘要：SF6氣體具有良好的絕緣和滅弧性能，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但在應(yīng)用期間，會(huì)因種種因素的影響，導(dǎo)致氣體出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。一旦發(fā)生氣體泄漏問題，不但會(huì)降低設(shè)備的絕緣性能，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，并且還會(huì)威脅工作人員的生命健康。因此，對(duì)于電力企業(yè)而言，加強(qiáng)對(duì) SF6氣體絕緣設(shè)備的監(jiān)控十分必要。本文就分析了基于差分檢測(cè)技術(shù)的 SF6光學(xué)傳感器，僅供參考。

關(guān)鍵詞：差分檢測(cè)技術(shù)；SF6氣體；光學(xué)傳感器

SF6氣體具有優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，在全球各國(guó)的電力系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用，成為中壓、高壓及超高壓開關(guān)中所使用的唯一絕緣和滅弧介質(zhì)。但在實(shí)際使用中，因?yàn)榉N種因素的影響，使用了 SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的室內(nèi)開關(guān)，會(huì)出現(xiàn)氣體泄漏問題。一旦 SF6氣體發(fā)生泄漏，就會(huì)在高壓電弧的影響下分解成具有腐蝕性的物質(zhì)，如二氧化硫、氟化硫、硫化氫、四氟化硫以及其他含硫的有害氟化物。同時(shí)，泄漏的 SF6氣體及分解的氣體還會(huì)逐漸積聚在室內(nèi)的底層空間，造成局部的缺氧和帶毒。工作人員一旦進(jìn)入這樣的場(chǎng)所開展工作，就會(huì)對(duì)他們的生命造成嚴(yán)重的威脅。因此，加強(qiáng)對(duì) SF6氣體泄漏的監(jiān)測(cè)，對(duì)于電力企業(yè)而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1  差分檢測(cè)技術(shù)概述

差分檢測(cè)技術(shù)又被稱為差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)，是利用光線在大氣傳播過程中，受到空氣中各種不同氣體分子在不同的波段具有劇痛的差分吸收特性，來反演出這些微量氣體在某一區(qū)域空氣中濃度的檢測(cè)技術(shù)。從 20 世紀(jì) 80 年代末開始，這一檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在歐美各國(guó)得到了廣泛的認(rèn)可。在實(shí)際運(yùn)用中，工作人員借助差分檢測(cè)技術(shù)可以針對(duì)氣體的濃度進(jìn)行檢測(cè)，消除光源不穩(wěn)、光束發(fā)散以及光路結(jié)構(gòu)差異等因素對(duì)測(cè)量工作帶來的誤差，提高傳感器測(cè)量的精度。在運(yùn)用差分檢測(cè)技術(shù)時(shí)，要用到朗伯比爾定理計(jì)算公式， 其 完 整 表 達(dá) 式 為：I(λ)=I0(λ)exp[-a(λ)Cl+β(λ)l+γl+δ]A(λ)。式中的 I(λ) 表示透射光的強(qiáng)度，I0(λ)為入射光的強(qiáng)度，a(λ) 是單一氣體的吸收系數(shù)，C 是待檢測(cè)氣體的濃度，l 為光程，β(λ) 是 Rayleigh  scattering系數(shù)，γ 是 Mie  scattering 系數(shù)，δ 是氣體密度波動(dòng)吸收系數(shù)，A(λ) 是系統(tǒng)傳輸函數(shù)。但在實(shí)際測(cè)量工作中，會(huì)有很多因素影響待測(cè)氣體的密度，例如，氣體的成分、氣體擾動(dòng)以及氣壓變化等，因此，式中的“δ”是一個(gè)隨機(jī)變量。為了提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，需要對(duì)干擾氣體測(cè)量的各種因素進(jìn)行偏差消除，這樣，工作人員只需要測(cè)得測(cè)量光束的透射光強(qiáng)和對(duì)比參考光束的透射光強(qiáng)，并掌握待測(cè)氣體的吸收系數(shù)，就可以借助相應(yīng)的計(jì)算公式準(zhǔn)確計(jì)算出待測(cè)氣體的濃度。目前，將差分檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于氣體濃度檢測(cè)，測(cè)量模型一般分為兩種：一種是單波長(zhǎng)雙光路，另一種是雙波長(zhǎng)單光路。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分別見圖 1 和圖 2。根據(jù)圖 1 和圖 2 的對(duì)比，我們可以看出，單波長(zhǎng)雙光路系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，需要在檢測(cè)的過程中運(yùn)用分光鏡以及反射鏡來調(diào)整光路，一旦在檢測(cè)過程中，系統(tǒng)存在著任何的偏差，特別是測(cè)試光束的角度出現(xiàn)偏差，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果失真。此外，單波長(zhǎng)雙光路系統(tǒng)采用了雙氣室結(jié)構(gòu)，也會(huì)因?yàn)檫@兩個(gè)氣室中各種差異的存在影響測(cè)量的結(jié)果。而雙波長(zhǎng)單光路采用了單氣室，測(cè)試光束穿過含有待測(cè)氣體的氣室時(shí)被分為兩束光，然后分別經(jīng)過兩個(gè)不同的窄帶濾光片，分別作為測(cè)量光束與參考光束，然后分別射在雙通道探測(cè)器的兩個(gè)感光窗口上，這樣就可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，及時(shí)輸出到計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。

2  SF6氣體對(duì)光譜的吸收分析

SF6氣體的分子結(jié)構(gòu)是一種正八面體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，其中，硫原子是氣體分子的核心，位于結(jié)構(gòu)的正中心位置，而六粒氟原子則均勻地分布在硫原子的四周。一般來說，光，特別是紅外光在含有 SF6氣體的空氣中進(jìn)行傳播時(shí)，因受到 SF6分子的吸收，強(qiáng)度會(huì)逐漸衰減。這也是基于差分檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用傳感器分析電力企業(yè)斷路器、GIS 開關(guān)、高壓變壓器、高壓傳輸線、互感器和變電站等電氣設(shè)備是否發(fā)生 SF6氣體泄漏問題的主要依據(jù)。

【摘要】

在高校教改實(shí)踐中，學(xué)校積極探索了物理光學(xué)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，并使用了啟發(fā)式教學(xué)法和理論結(jié)合實(shí)際等教學(xué)方式來迎合物理光學(xué)理論性強(qiáng)、公式多的特點(diǎn)，以便學(xué)生更好的學(xué)學(xué)物理光學(xué)。本文就是針對(duì)高校教改形式下大學(xué)物理光學(xué)教學(xué)進(jìn)行探索和實(shí)踐研究。

【關(guān)鍵詞】

大學(xué)物理；光學(xué)；教學(xué)方法；實(shí)踐研究

物理光學(xué)是理工科開設(shè)的一門專業(yè)課，其課程內(nèi)容主要是波動(dòng)光學(xué)的基本理論，必須以大學(xué)物理和電動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)。同時(shí)，大學(xué)物理光學(xué)又是其他專業(yè)課的基礎(chǔ)課程，例如衛(wèi)星光通信課程、光信息處理課程及紅外技術(shù)等課程開設(shè)必須要先掌握大學(xué)物理光學(xué)這門課程的內(nèi)容。物理光學(xué)這門課程的內(nèi)容主要是波動(dòng)光學(xué)的理論內(nèi)容，就是光在其他的同性介質(zhì)界面上發(fā)生物流光反應(yīng)，比如光反射、折射和光的衍射等內(nèi)容，還包括光在不同性介質(zhì)界面?zhèn)鬏數(shù)奶攸c(diǎn)和其他一些物流光反應(yīng)。

1物理光學(xué)教育中存在的問題

大學(xué)物理光學(xué)本身就是一個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的課程，因其獨(dú)立性、系統(tǒng)性而與其他專業(yè)課程結(jié)合度不高，并且大學(xué)物理光學(xué)主要強(qiáng)調(diào)的是學(xué)科本位，學(xué)科設(shè)置的重心在完善學(xué)科上，而脫離了實(shí)際生活，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理光學(xué)體系的掌握比較難。因此學(xué)生為應(yīng)付學(xué)時(shí)限制和考試制度而過多的對(duì)書本知識(shí)死記硬背，被動(dòng)的學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，對(duì)于物理公式只知其然不知其所以然。

摘要:為了提高采摘機(jī)器人的定位導(dǎo)航精度，將光學(xué)導(dǎo)航方法引入到了采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，通過激光掃描和機(jī)器視覺相結(jié)合的方法，提高了采摘機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率。在進(jìn)行定位時(shí)，首先由激光掃描方法對(duì)采摘機(jī)器人進(jìn)行定位，得到全局坐標(biāo)中的位置，然后利用機(jī)器視覺系統(tǒng)得到采摘機(jī)器人和待采摘目標(biāo)果實(shí)的距離，對(duì)果實(shí)精確定位后進(jìn)行采摘。采摘測(cè)試結(jié)果表明:采用光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)可以準(zhǔn)確完成果實(shí)目標(biāo)的定位，可有效提高采摘機(jī)器人的采摘精度和采摘效率。

關(guān)鍵詞:采摘機(jī)器人;光學(xué)導(dǎo)航;激光掃描;精確定位;機(jī)器視覺

0引言

光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)(ONS)利用物理光學(xué)測(cè)量的方法，通過測(cè)量導(dǎo)航裝置和參考表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的程度(速度和距離)，進(jìn)而確定相對(duì)位置和姿態(tài)信息。光學(xué)導(dǎo)航是借助于光學(xué)敏感器測(cè)量來確定作業(yè)裝置相對(duì)位置和姿態(tài)的一門技術(shù)，由于其導(dǎo)航精度較無線電導(dǎo)航精度更高，故又稱為光學(xué)精確導(dǎo)航。由于光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)具有較高的精度，如果將其使用在采摘機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，將會(huì)較大幅度提高采摘機(jī)器人的定位精度，從而提高作業(yè)質(zhì)量和效率。

1光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展及其在采摘機(jī)器人上的應(yīng)用

光學(xué)導(dǎo)航敏感器是光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，針對(duì)不同任務(wù)的需要，光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備主要分為3種形式，包括導(dǎo)航相機(jī)、激光雷達(dá)和激光成像測(cè)距儀等。導(dǎo)航相機(jī)是最常用的光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備，設(shè)備主要是由CCD相機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元組成，激光雷達(dá)/激光測(cè)距儀可以通過發(fā)射激光信號(hào)然后接收激光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)物理測(cè)距。激光成像測(cè)距儀/激光測(cè)距相機(jī)綜合了光學(xué)導(dǎo)航相機(jī)和激光測(cè)距儀的測(cè)量功能，可以同時(shí)測(cè)量探測(cè)器和目標(biāo)之間的距離信息和圖像信息。如圖1所示，將光學(xué)導(dǎo)航裝置使用在采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)上，可以實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)器人的自主化作業(yè)。自主化作業(yè)采收時(shí)，首先由導(dǎo)航裝置對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后利用激光掃描對(duì)采摘機(jī)器人的位置進(jìn)行定位，定位完成后利用機(jī)器實(shí)際對(duì)采摘機(jī)器人和作業(yè)目標(biāo)果實(shí)進(jìn)行測(cè)距;測(cè)距完成后，采摘機(jī)器人自主地完成果實(shí)目標(biāo)的鎖定，最終執(zhí)行果實(shí)采摘?jiǎng)幼鳌?/p>

2機(jī)器視覺和激光掃描的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)

【摘要】《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技能課。本文從課程的課堂教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選取、課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)以及工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)強(qiáng)化訓(xùn)練幾個(gè)環(huán)節(jié)詳細(xì)描述了本課程對(duì)光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用復(fù)合型人才的培養(yǎng)路線和方法，極大地提高了學(xué)生光學(xué)設(shè)計(jì)的能力和水平，增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)歸屬感，培養(yǎng)效果和社會(huì)反饋良好。

【關(guān)鍵詞】光學(xué)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；項(xiàng)目；訓(xùn)練；專業(yè)技能

在目前光電信息科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，光與電的結(jié)合改變了人類社會(huì)信息獲取、信息轉(zhuǎn)換、信息貯存、傳輸與交流的方式，有著無限的發(fā)展空間和前景。作為信息采集和獲取的最前端系統(tǒng)——光學(xué)系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)雖基于傳統(tǒng)經(jīng)典光學(xué)理論，但設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法和內(nèi)容隨著時(shí)代變遷都在發(fā)生著巨大改變。課程建設(shè)在高校本科教學(xué)中有著舉足輕重的地位，直接影響著高校人才培養(yǎng)質(zhì)量?！豆鈱W(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是許多工科高等院校光電信息、光學(xué)工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)的主修課程，也是一門實(shí)踐性、實(shí)用性特別強(qiáng)的專業(yè)課程。南陽理工學(xué)院地處久負(fù)盛名、擁有數(shù)百家光電企業(yè)的南陽光谷，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和為地方企業(yè)輸送光學(xué)領(lǐng)域優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)人才是南陽理工學(xué)院辦學(xué)宗旨和社會(huì)使命，也是檢驗(yàn)高校教書育人“四個(gè)回歸”質(zhì)量成效的重要途徑。因此，《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容建設(shè)決定了畢業(yè)生光學(xué)設(shè)計(jì)能力和水平，這也是他們將來從事光學(xué)技術(shù)研究和走向光學(xué)工程師崗位的敲門磚。

一、課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和實(shí)施

《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程自2012級(jí)開始相繼在我院兩個(gè)專業(yè)共三個(gè)班級(jí)開設(shè)。其前置課程主要包括幾何光學(xué)、物理光學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、工程制圖等，后續(xù)主要延伸至各種實(shí)際動(dòng)手能力訓(xùn)練的課堂實(shí)驗(yàn)、課程綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、各級(jí)各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目申報(bào)和實(shí)施、外部光學(xué)工程項(xiàng)目承接等，也為光電檢測(cè)系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)等相關(guān)課程技術(shù)服務(wù)?！豆鈱W(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》自開課以來，一直圍繞以上各層級(jí)專業(yè)能力的培養(yǎng)，循序漸進(jìn)，不斷完善和明確培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，探索和改革教學(xué)方法，致力于把學(xué)生培養(yǎng)成既具有一定理論基礎(chǔ)又具有較強(qiáng)工程設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)能力的復(fù)合型人才。1.課堂教學(xué)優(yōu)化?！豆鈱W(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是建立在光學(xué)成像基本原理、典型光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、像差理論、光學(xué)衍射受限等理論基礎(chǔ)之上的一門專業(yè)平臺(tái)技能課。課堂教學(xué)內(nèi)容選取主要遵循“實(shí)用為主，夠用為度”的原則。在我院安排的有限的24個(gè)理論學(xué)時(shí)里，精研教學(xué)內(nèi)容，尊重教材，又不局限于教材，以最合理的章節(jié)順序講授，按學(xué)生最易接受的方式不斷進(jìn)行內(nèi)容優(yōu)化。首先使學(xué)生了解光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法以及光學(xué)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)布局，在面對(duì)產(chǎn)品客戶的使用規(guī)格和功能需求時(shí)知道如何應(yīng)對(duì)。其次，世界上形形色色的光學(xué)產(chǎn)品都是從為數(shù)不多的經(jīng)典光學(xué)系統(tǒng)中演變而出，比如投影機(jī)鏡頭可從顯微物鏡系統(tǒng)演變，大地測(cè)量?jī)x、激光擴(kuò)束可從望遠(yuǎn)系統(tǒng)演變，因此典型光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、典型光學(xué)系統(tǒng)如望遠(yuǎn)、顯微物鏡設(shè)計(jì)、目鏡設(shè)計(jì)、照相物鏡設(shè)計(jì)都是講授重點(diǎn)。在此過程中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件ZEMAX的操作使用也貫穿于整個(gè)課堂，這是新時(shí)代的高速計(jì)算分析工具，以幫助所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。光學(xué)制圖是光學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果的工程表達(dá)，也是產(chǎn)品制造的依據(jù)，是課堂教學(xué)不可缺少的部分。設(shè)計(jì)課的特點(diǎn)是課堂上隨時(shí)會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)演示和案例導(dǎo)入，多媒體課件中融入了大量的圖形、符號(hào)和顏色管理以及Zemax文件的鏈接。課堂上學(xué)生隨著老師的講授內(nèi)容和講授節(jié)奏在電腦旁邊聽邊學(xué)邊做。老師傳授學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中如何分析問題和解決問題，如何形成對(duì)光學(xué)知識(shí)體系整體的思考和理解，收到很好的教學(xué)反饋。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容構(gòu)思。《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的課程特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)與理論學(xué)時(shí)占比非常大。如何在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握各種類型光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技巧和能力，這就需要統(tǒng)籌合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)際上就是使用計(jì)算機(jī)工具軟件，在一定的系統(tǒng)起點(diǎn)上，不斷調(diào)整光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)使系統(tǒng)達(dá)成用戶提出的功能要求和成像要求。前面講過當(dāng)今世界千千萬萬類型的光學(xué)系統(tǒng)都是從一些典型系統(tǒng)中派生出來的。從典型光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出發(fā)，遇到實(shí)際的工程系統(tǒng)也會(huì)知道如何分析和設(shè)計(jì)。在此思路指導(dǎo)下制訂出了有主有次、有難有易的課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)一為ZEMAX軟件操作及光學(xué)設(shè)計(jì)輸入和像質(zhì)優(yōu)化過程演練；實(shí)驗(yàn)二為離軸折轉(zhuǎn)的牛頓天文望遠(yuǎn)物鏡的設(shè)計(jì)和仿真；實(shí)驗(yàn)三按反向光路設(shè)計(jì)一目鏡系統(tǒng)，訓(xùn)練如何設(shè)置變量和對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行約束控制等；實(shí)驗(yàn)四設(shè)計(jì)一照相物鏡，難度增加，需設(shè)計(jì)技巧；實(shí)驗(yàn)五繪制一光學(xué)零件工程圖紙并標(biāo)注合理公差和技術(shù)要求。以上這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使16個(gè)學(xué)時(shí)的課堂訓(xùn)練真正地實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，學(xué)生較全面地掌握了典型光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和基本方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成了應(yīng)用型人才培養(yǎng)初級(jí)層次。通過學(xué)生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)完成情況和效果測(cè)評(píng)，證明這樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)思是成功的。3.課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容探索。實(shí)踐教學(xué)是高等教育人才培養(yǎng)永恒的主題，要培養(yǎng)出符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)快速發(fā)展的光電產(chǎn)業(yè)格局的光學(xué)設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用型人才，工程綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)必不要少。課程設(shè)計(jì)工程實(shí)訓(xùn)一般持續(xù)兩周及8周不等，實(shí)訓(xùn)任務(wù)也不同于課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。首先光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)具有工程背景；其次是設(shè)計(jì)難度增加，要考慮工程因素；再次學(xué)生必須自己從圖書館、國(guó)家專利庫或其它資料庫中查閱尋找初始結(jié)構(gòu)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和創(chuàng)新。首先讓學(xué)生真實(shí)地體會(huì)一下光學(xué)系統(tǒng)的制造流程，每人組裝一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，加深對(duì)光學(xué)產(chǎn)品的認(rèn)知，了解光學(xué)系統(tǒng)各組成部分的功能，了解設(shè)計(jì)和組裝差錯(cuò)會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生什么樣的影響，這是課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的第一步。第二步，光學(xué)工程設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)，學(xué)生分組完成各自的設(shè)計(jì)任務(wù)。工程訓(xùn)練題目多來自于教師以往設(shè)計(jì)案例，或市場(chǎng)上或某些光電企業(yè)普通產(chǎn)品規(guī)格要求，具有多類型性，有效地?cái)U(kuò)展和提升了前置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。以小米智能攝像機(jī)光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)訓(xùn)練來說，此為南陽某光學(xué)企業(yè)現(xiàn)行量產(chǎn)供應(yīng)產(chǎn)品，焦距4mm，傳感器1/3，F(xiàn)數(shù)2.4；光學(xué)長(zhǎng)度小于22mm，鏡片小于5片，成像要求1M。此任務(wù)要求學(xué)生首先分析尋找合適的初始光學(xué)結(jié)構(gòu)方案，然后按照像差理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和像差平衡校正，最終達(dá)到工程化要求。對(duì)于沒有工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，初始結(jié)構(gòu)的選取會(huì)是他們面臨的第一個(gè)難題。接下來是90度大視場(chǎng)角帶出的大像差的校正難點(diǎn)，需要學(xué)生更多的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)累積。4.工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)強(qiáng)化訓(xùn)練。光學(xué)設(shè)計(jì)無頂峰。在經(jīng)歷了幾個(gè)階段的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)后，學(xué)生雖然對(duì)設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)技巧有了一定的掌握。但光學(xué)系統(tǒng)很多時(shí)候是功能迥異的復(fù)雜工程，并不是單一的物鏡或目鏡光路或單一的消像差。實(shí)際的工程設(shè)計(jì)還要考慮客戶的使用環(huán)境、使用條件，考慮制造工藝和成本，考慮國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其它優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)因素等。學(xué)生要想在畢業(yè)后快速適應(yīng)光電行業(yè)光學(xué)工程師崗位，還需要不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，甚至去光電企業(yè)實(shí)習(xí)。訓(xùn)練項(xiàng)目主要有四類。（1）開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，利用開放實(shí)驗(yàn)室條件和學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室研究學(xué)習(xí)規(guī)律，為他們?cè)趯W(xué)校申請(qǐng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類項(xiàng)目，如“工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)”題目，并獲得一定經(jīng)費(fèi)資助。（2）大學(xué)生國(guó)家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，如2017年協(xié)助四位學(xué)生申請(qǐng)到國(guó)家大創(chuàng)項(xiàng)目“車載寬視角高清系列攝像鏡頭設(shè)計(jì)與開發(fā)”，為學(xué)校贏得了榮譽(yù)，豐富了課程內(nèi)容。（3）外接工程項(xiàng)目，如“廣告用投影機(jī)”項(xiàng)目，指導(dǎo)14級(jí)學(xué)生幫客戶完成照明和投影光學(xué)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，得到用戶認(rèn)可。（4）畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，最近三年共有30人左右申請(qǐng)了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)研究課題，有的項(xiàng)目成果還整理發(fā)表了期刊科技論文，增強(qiáng)了學(xué)生自信。光學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)化訓(xùn)練項(xiàng)目在內(nèi)容上也體現(xiàn)了三個(gè)特征：（1）復(fù)合性特征，如工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括攝像物鏡設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)像透鏡設(shè)計(jì)和目鏡設(shè)計(jì)，相互之間銜接，初期的方案制作就很考驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)水平。（2）多類別特征，研發(fā)項(xiàng)目從攝影光學(xué)系統(tǒng)到投影系統(tǒng)，從激光掃描系統(tǒng)到紅外微光系統(tǒng)，從定焦到變焦系統(tǒng)等。大大擴(kuò)展了學(xué)生畢業(yè)后從業(yè)就業(yè)的范圍。（3）系列性特征，如車載寬視角系列鏡頭研發(fā)，焦距規(guī)格系列包含2.8、3.6等，清晰度包含720P、1080等，使學(xué)生的設(shè)計(jì)訓(xùn)練思路明晰。

二、結(jié)束語

《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過一系列的精挑細(xì)選、優(yōu)化探索，逐步實(shí)現(xiàn)了理論指導(dǎo)、軟件輔助、課堂訓(xùn)練、工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)為主干的科學(xué)培育路線。學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)，是真真正正掌握了一門專業(yè)技能。近幾年畢業(yè)生中從事光學(xué)設(shè)計(jì)工作相關(guān)人員激增，考取光學(xué)工程專業(yè)研究生人數(shù)暴漲，企業(yè)用人反饋良好，極大地增強(qiáng)了在校學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和就業(yè)信心。今后，我們?nèi)詫⒉煌跣?，不辱使命，繼續(xù)在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中探索更加優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，為社會(huì)培養(yǎng)更加優(yōu)秀的光學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。

本文作者：羅彬彬 趙明富 舍麗 周登義 曹陽 全曉莉 單位：重慶理工大學(xué)電子信息工程與自動(dòng)化學(xué)院

20世紀(jì)70年代以來,由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動(dòng)了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲(chǔ)與顯示、光計(jì)算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進(jìn)了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個(gè)邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測(cè)以及光信息存儲(chǔ)和處理等。因此，可以這么說，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)、光通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對(duì)光電子技術(shù)的依賴程度越來越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。綜上所述，可見光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門課程不僅是光學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設(shè)。

電子信息工程專業(yè)的光電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)包括：光度學(xué)基本知識(shí)、光輻射傳播、光束調(diào)制與解調(diào)、光輻射探測(cè)技術(shù)等。其中，光度學(xué)基本知識(shí)是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，包括：電磁波波譜、輻射度學(xué)、光度學(xué)、熱輻射基本定律、激光原理、典型激光器等。光輻射傳播包括：光輻射的電磁理論、光波在大氣中的傳播規(guī)律與特性、光波在電光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在光纖波導(dǎo)中的傳播規(guī)律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線性介質(zhì)中的傳播等。光度學(xué)基本知識(shí)和光輻射傳播這兩個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容可以說是光電子技術(shù)課程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，而對(duì)于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說，這些知識(shí)點(diǎn)比較抽象，為了便于該專業(yè)學(xué)生對(duì)光電知識(shí)的接受和激發(fā)他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時(shí)間重點(diǎn)講解這部分的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)在制作PPT教案時(shí)盡可能使用圖片或動(dòng)畫描述一些原理性的知識(shí)。

比如：在講解激光是如何產(chǎn)生的時(shí)候，可制作動(dòng)畫描述自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，可制作多色圖片對(duì)激光在各種光學(xué)諧振腔中的受激放大過程進(jìn)行描述；在介紹各種典型的激光器時(shí)，最好收集到它們的實(shí)物照片進(jìn)行講解；在講解光波在各種光學(xué)晶體中的傳播特性與規(guī)律時(shí)，最好能制作三維立體的圖片描述光學(xué)晶體的各向異性的特性，相應(yīng)的公式表達(dá)盡量簡(jiǎn)潔化，然后結(jié)合動(dòng)畫描述光波在其中傳播時(shí)所發(fā)生的變化。光束的調(diào)制、掃描和解調(diào)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容包括：光束調(diào)制的基本原理、電光調(diào)制技術(shù)、聲光調(diào)制技術(shù)、磁光調(diào)制技術(shù)、直接調(diào)制技術(shù)、光束機(jī)械掃描技術(shù)、光束電光掃描技術(shù)、光束聲光掃描技術(shù)、空間光調(diào)制器等。這些知識(shí)點(diǎn)的理論基礎(chǔ)都是“光輻射在光學(xué)晶體中的傳播規(guī)律和特性”。其中光束調(diào)制的基本原理移植了微電子學(xué)中微波調(diào)制中的很多概念，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生易于理解，但是光束調(diào)制和掃描的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，除了需要使用各種光學(xué)晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個(gè)系統(tǒng)完成光束的調(diào)制和掃描。這些光學(xué)器件對(duì)于沒有光學(xué)工程基礎(chǔ)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，因此，在講解過程中應(yīng)該通過動(dòng)畫或圖片等手段形象地描繪線偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光等基本光學(xué)概念，并借用相關(guān)的光學(xué)參考資料對(duì)這些光學(xué)器件的功能和原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

只有這樣，才有利于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生深刻理解光束的調(diào)制、掃描、解調(diào)等技術(shù)。光輻射探測(cè)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：光電探測(cè)的物理效應(yīng)、光電探測(cè)器的性能參數(shù)、光電探測(cè)器的噪聲、光電導(dǎo)探測(cè)器—光敏電阻、PN結(jié)光伏探測(cè)器的工作模式、硅光探測(cè)器、光電二極管、光熱探測(cè)器、直接光電探測(cè)系統(tǒng)、光頻外差探測(cè)的基本原理等。由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備了較好的半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ)知識(shí)，而光電子器件本身也屬于半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生只要掌握了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。該部分所介紹的各種光電半導(dǎo)體器件很可能會(huì)在學(xué)生將來從事信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的相關(guān)工作中用到，也可能會(huì)在將來某些學(xué)生跨到光電信息或光學(xué)工程相關(guān)專業(yè)進(jìn)一步深造時(shí)從事相關(guān)科研課題研究時(shí)用到，比如：PN結(jié)光伏探測(cè)器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會(huì)經(jīng)常用到。因此，建議在理論教學(xué)過程中，除了結(jié)合圖片等多媒體教學(xué)手段介紹相關(guān)光電子器件的工作原理外，最好能夠給學(xué)生展示光電子器件的實(shí)物，以便給學(xué)生一些感官認(rèn)識(shí)。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程的系統(tǒng)方面的知識(shí)點(diǎn)包括：光電成像系統(tǒng)、光電顯示系統(tǒng)等。

其中，光電成像系統(tǒng)的基本器件是電荷耦合攝像器件(CCD)，CMOS攝像器件和電荷注入器件(CID)。目前，CCD攝像器件的應(yīng)用最為成熟和廣泛，主要包括線陣CCD和面陣CCD等，其原理基礎(chǔ)仍然是光電半導(dǎo)體器件和兩相或三相電極電路的結(jié)合。因此，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合脈沖數(shù)字電路知識(shí)重點(diǎn)講解CCD的原理和特點(diǎn)。光電成像系統(tǒng)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、紅外成像系統(tǒng)、紅外成像中的信號(hào)處理及綜合特性等。其中紅外成像系統(tǒng)涉及很多應(yīng)用光學(xué)方面的知識(shí)，這對(duì)沒有應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，而且屬于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的研究方向之一，因此，這部分內(nèi)容簡(jiǎn)單介紹即可。而紅外成像中的信號(hào)處理都涉及電子電路方面的知識(shí)，屬于電子信息工程專業(yè)的范疇，這部分內(nèi)容可以重點(diǎn)講解。光電顯示系統(tǒng)包括陰極射線管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發(fā)光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類顯示技術(shù)的應(yīng)用已很廣泛和成熟，可以重點(diǎn)講解，而后兩類顯示技術(shù)比較前沿，可以簡(jiǎn)單介紹，以便讓電子信息工程專業(yè)的學(xué)生了解當(dāng)今光電顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程應(yīng)用方面的內(nèi)容包括：光纖通信、激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)、紅外遙感、紅外跟蹤制導(dǎo)、光纖傳感技術(shù)等。這些應(yīng)用技術(shù)可以分別舉一個(gè)相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行介紹，讓學(xué)生體會(huì)到光電子技術(shù)的重要性和廣泛性，激發(fā)他們對(duì)這門技術(shù)的興趣。#p#分頁標(biāo)題#e#

對(duì)于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學(xué)生不屬于光學(xué)工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專業(yè)已有很多屬于本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程及課程設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為光電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)根據(jù)該專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和將來他們最可能需要的工程能力而設(shè)置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應(yīng)用最易于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生理解，而且也是電子信息工程師應(yīng)該具備的基本知識(shí)，因此，筆者建議開設(shè)一些光電子器件的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課。由于光電子技術(shù)課程的總學(xué)時(shí)設(shè)置為48學(xué)時(shí)，所以建議理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)，8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)(共4個(gè)實(shí)驗(yàn))。

1.一條紅線，八大現(xiàn)象

學(xué)生在經(jīng)歷了高中物理基礎(chǔ)和大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)之后，對(duì)光的認(rèn)識(shí)上升到了一個(gè)新的科學(xué)高度。對(duì)于光的波動(dòng)現(xiàn)象等理論，學(xué)生開始接受并有似懂非懂之感。物理光學(xué)的課程中，則是采用數(shù)學(xué)的方法描述光波的傳播特性。因此，在授課過程中可刪繁就簡(jiǎn)，遇到重復(fù)的內(nèi)容可一帶而過。物理光學(xué)課程內(nèi)容繁多，在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，需謹(jǐn)記一條紅線，即光波的傳播。光波在同性或異性介質(zhì)，自由或半自由空間傳播時(shí)呈現(xiàn)的八大傳播現(xiàn)象，即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散與散射現(xiàn)象。在進(jìn)行課堂講述時(shí)，先由光波的傳播現(xiàn)象，引出光波發(fā)生此現(xiàn)象的條件，進(jìn)而總結(jié)光波的傳播規(guī)律。為了理論知識(shí)與實(shí)際問題密切聯(lián)系，著重介紹光波理論的理論和所涉及的行業(yè)領(lǐng)域，通過豐富的課程內(nèi)容讓學(xué)生真實(shí)地感觸知識(shí)的應(yīng)用。

2.問題導(dǎo)入式的教學(xué)方法

物理光學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有抽象性強(qiáng)、枯燥乏味等特點(diǎn)。同時(shí)，物理光學(xué)也具有較強(qiáng)的專業(yè)性，該學(xué)科的創(chuàng)建均來源于對(duì)實(shí)際光學(xué)問題的解釋。在介紹一個(gè)知識(shí)點(diǎn)之前，為了理論聯(lián)系實(shí)際，我們首先要有目的地設(shè)置問題。通過一步一步地啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生帶著問題思考解決的方法與思路，進(jìn)而解決問題。例如，我們講授光波的衍射時(shí)，首先從白光通過指縫的衍射現(xiàn)象出發(fā)，提出產(chǎn)生衍射的條件。如果采用單色光源，指縫轉(zhuǎn)變?yōu)閳A孔、矩形孔或不規(guī)則孔，衍射條紋如何變化？引導(dǎo)學(xué)生思考如果采用多縫或透射光柵，衍射條紋又將如何變化？從而引出影響衍射現(xiàn)象的因素和采用數(shù)學(xué)模型描述衍射現(xiàn)象的問題。實(shí)踐證明，這種以實(shí)際問題為先導(dǎo)的模式，激發(fā)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，得到了良好的教學(xué)效果。

3.充分利用多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)在許多方面是傳統(tǒng)教學(xué)模式所無法比擬的，具有直觀性強(qiáng)、圖文聲像并茂、信息量大、生動(dòng)活潑等特點(diǎn)。但運(yùn)用不當(dāng)，也會(huì)適得其反。為了彌補(bǔ)兩方面的不足，我們采用了多媒體課件與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)方法。在物理光學(xué)課程中，采用PPT課件形式與FLASH動(dòng)畫結(jié)合，生動(dòng)描述光波的傳播現(xiàn)象與規(guī)律。多媒體課件重點(diǎn)介紹物理概念及方法，而大量的公式推導(dǎo)可在課后參考教材或其他課本。制作這種多媒體課件的教學(xué)方法不僅給學(xué)生留下深刻的印象，而且還給教師留下充足的時(shí)間來強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、難點(diǎn)和核心內(nèi)容。

4.利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)提高教學(xué)效果

摘  要：眼視光學(xué)教育在中國(guó)內(nèi)地、香港和臺(tái)灣都有著各自的發(fā)展歷程和相似的發(fā)展模式，通過對(duì)三者眼視光學(xué)教育的比較和分析，針對(duì)我國(guó)地區(qū)眼視光學(xué)教育的未來發(fā)展提出意見，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的眼視光學(xué)專業(yè)高級(jí)應(yīng)用型專門人才。

關(guān)鍵詞：眼視光學(xué) 教育 比較

        根據(jù)世界眼視光學(xué)委員會(huì)（WCO）的定義：“眼視光學(xué)專業(yè)是一項(xiàng)自主的，需要教育的和規(guī)范的（經(jīng)認(rèn)證\注冊(cè)）健康保健專業(yè)。眼視光師是眼和視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)健康保健醫(yī)師，提供全面的視覺保健服務(wù)，包括屈光檢查和配鏡，發(fā)現(xiàn)\診斷和處理眼疾以及視覺系統(tǒng)癥狀的康復(fù)。” 目前對(duì)眼視光專業(yè)的共識(shí)基本為：眼視光專業(yè)培養(yǎng)的是運(yùn)用光學(xué)技術(shù)手段，以改善和促進(jìn)清晰舒適視覺為目標(biāo)，以保護(hù)眼睛健康為己任的高級(jí)應(yīng)用型專門人才。

        中國(guó)的眼視光學(xué)教育及服務(wù)在很大程度上受到英語國(guó)家，特別是美國(guó)、澳大利亞、加拿大和英國(guó)的影響。而隨著中國(guó)內(nèi)地、香港、臺(tái)灣眼視光學(xué)教育的不斷進(jìn)步和發(fā)展，三地的眼視光學(xué)領(lǐng)域也呈現(xiàn)出了多樣化與共性結(jié)合的和諧發(fā)展趨勢(shì)。

        一、中國(guó)內(nèi)地、香港和臺(tái)灣的眼視光學(xué)教育

        （一）中國(guó)內(nèi)地

        多年來，內(nèi)地的眼鏡視光行業(yè)從業(yè)者都是通過師傅帶徒弟的方式接受眼視光學(xué)教育和培訓(xùn)。伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨著國(guó)人對(duì)眼與視覺健康的重視，社會(huì)對(duì)眼視光學(xué)從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)要求越來越高，需求量也越來越大。在這種大背景下，內(nèi)地的眼視光學(xué)教育得到了前所未有的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，二十年來，內(nèi)地開展眼視光學(xué)教育的高等院校由二十世紀(jì)九十年代初期的三、四所發(fā)展到目前的近五十所，這些院校從教育層次上主要有以下四種：

本文作者：劉雁 藍(lán)嵐翎 許云麗 曾曙光 李晶 王飛 黃瑤 單位：三峽大學(xué)理學(xué)院 三峽大學(xué)文學(xué)與傳媒學(xué)院

全世界光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模己達(dá)1萬億美元，國(guó)外光電子產(chǎn)業(yè)主要集中在美國(guó)、西歐和日本等國(guó)家和地區(qū)。近十年來，中國(guó)光電子技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率始終保持兩位數(shù)的高速增長(zhǎng)。隨著信息光電子技術(shù)、激光加工、激光醫(yī)療、顯示、照明等光電技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)形成市場(chǎng)可觀、發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)。2006年，《國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》明確提出，未來5～15年15個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)中就包括了光電子技術(shù)，聲明要重點(diǎn)發(fā)展激光器、光電探測(cè)器、光傳輸和光傳感設(shè)備、微光機(jī)電系統(tǒng)、半導(dǎo)體照明等產(chǎn)品。[6]2010年10月，國(guó)務(wù)院正式《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，進(jìn)一步明確了光電產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，包括新型顯示器件、LED等在內(nèi)的細(xì)分產(chǎn)業(yè)都在國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中明確提到。[7]可見，在光電產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)和生產(chǎn)能力快速提高的情況下，對(duì)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的需求量也將逐年增大。

光信息科學(xué)與技術(shù)具有旺盛的生命力，處于高速發(fā)展時(shí)期。目前，在光通信、光電檢測(cè)、光電照明、光學(xué)元件與系統(tǒng)、光伏產(chǎn)業(yè)、激光技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)材料等方面都有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和貢獻(xiàn)不可估量。作為高校，除了科研、教學(xué)，還要服務(wù)于社會(huì)，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這些不僅體現(xiàn)在科學(xué)研究和教師兼職方面，也體現(xiàn)在人才培養(yǎng)目標(biāo)和方案上。光信息科學(xué)與技術(shù)同光學(xué)、機(jī)械、電子、材料、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科的知識(shí)息息相關(guān)，但也不能面面俱到，所以十分有必要結(jié)合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的發(fā)展，調(diào)整學(xué)科的發(fā)展、人才培養(yǎng)計(jì)劃，為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)，加強(qiáng)科學(xué)研究，引領(lǐng)社會(huì)的發(fā)展。三峽大學(xué)地處湖北省域副中心城市的宜昌，經(jīng)濟(jì)活躍，交通方便?，F(xiàn)在高鐵開通后，宜昌到武漢的時(shí)間已經(jīng)減少到2小時(shí)左右。隨著國(guó)內(nèi)光電照明、太陽能、光電顯示產(chǎn)業(yè)如火如荼地發(fā)展。宜昌太陽能、光電照明等光電企業(yè)也有較大的發(fā)展，如中國(guó)南玻集團(tuán)宜昌南玻硅材料有限公司（一期項(xiàng)目已累計(jì)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(chǎn)的大型制造企業(yè)）等等一大批光電企業(yè)。這些企業(yè)主要集中在光伏產(chǎn)業(yè)、節(jié)能照明、LED、光學(xué)冷加工等方面。這些光電企業(yè)有著旺盛的人員需求，對(duì)本專業(yè)產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。2011年出臺(tái)的《宜昌市科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011至2015年）》明確提出，在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展方向要圍繞光電子產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)開發(fā)，搶占背景光源行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新制高點(diǎn)，加快液晶照明燈、LED背光源及照明產(chǎn)業(yè)化。圍繞太陽能技術(shù)開發(fā)，加快太陽能熱水系統(tǒng)產(chǎn)品系列開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。[8]由此可見，在地方政府的扶持下光電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)會(huì)得到快速發(fā)展，這些都為光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合本地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)提供了難得的機(jī)遇。根據(jù)三峽大學(xué)理學(xué)院發(fā)展的需要，結(jié)合產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)措施如下：

改革本科教學(xué)培養(yǎng)方案，加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，鞏固專業(yè)思想教育光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)需要學(xué)生在系統(tǒng)、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和在光電子技術(shù)、光通信及應(yīng)用等方面具有較寬廣的專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，并成為在電光源、光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)材料、光纖通信等專業(yè)領(lǐng)域中的一個(gè)或兩個(gè)方向具有特色的人才。畢業(yè)生能在光信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域從事信息科學(xué)與技術(shù)的研究、設(shè)計(jì)、集成及開發(fā)、制造、技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型人才。因此要加強(qiáng)幾何光學(xué)中的光學(xué)設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)、光電檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械原理和設(shè)計(jì)等課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時(shí)要加強(qiáng)專業(yè)思想教育，了解社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，密切了解光電信息的最新發(fā)展和應(yīng)用，掌握一些主流軟件的應(yīng)用。另外，為了使培養(yǎng)方案切合社會(huì)發(fā)展的實(shí)際，我們廣泛征求本地企業(yè)的意見，積極邀請(qǐng)了相關(guān)企業(yè)參與了光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂工作。

加大力度開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開足基本實(shí)驗(yàn)，充分利用專業(yè)實(shí)驗(yàn)，開展創(chuàng)新實(shí)踐要加強(qiáng)實(shí)踐的教學(xué)，更新教學(xué)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)電路設(shè)計(jì)和光學(xué)設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐教學(xué)，充實(shí)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。條件允許的情況下，將安排學(xué)生到實(shí)習(xí)基地完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。另外，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)提供了良好的工作平臺(tái)。雖然這個(gè)方面的工作才剛開始，但是已經(jīng)受到學(xué)生的積極評(píng)價(jià)。

拓展實(shí)習(xí)基地的實(shí)踐教學(xué)，提升專業(yè)技能在目前聯(lián)系的實(shí)習(xí)基地基礎(chǔ)上，增強(qiáng)與當(dāng)?shù)毓怆娖髽I(yè)聯(lián)系，經(jīng)常參觀了解企業(yè)的發(fā)展和社會(huì)需求，同時(shí)能爭(zhēng)取進(jìn)入相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)，鍛煉培養(yǎng)專業(yè)能力。我們已經(jīng)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(fā)、制造、銷售的高新技術(shù)企業(yè)）、中船重工388廠（光學(xué)冷加工、光電系統(tǒng)）、匡通照明（LED封裝）等相關(guān)的光電企業(yè)建立了實(shí)質(zhì)的合作關(guān)系。陸續(xù)有學(xué)生進(jìn)入上述企業(yè)實(shí)習(xí)，一些優(yōu)秀的學(xué)生也相繼進(jìn)入這些企業(yè)工作。教師參與了勁森照明新型節(jié)能燈具的開發(fā)。與匡通照明組建了聯(lián)合的工程試驗(yàn)中心，投入1000萬元左右，很快試驗(yàn)設(shè)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(xué)水平，同時(shí)也為本專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí)提供了一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)。實(shí)習(xí)基地的建立是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，需要與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效地溝通，制訂實(shí)習(xí)項(xiàng)目，并且跟蹤學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的反饋，建立有效的實(shí)習(xí)效果的評(píng)估體制，保證學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐能力得到實(shí)質(zhì)的訓(xùn)練。學(xué)生實(shí)習(xí)基地的進(jìn)一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的實(shí)習(xí)訓(xùn)練對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)有利，有助于學(xué)生進(jìn)一步深刻了解產(chǎn)業(yè)界對(duì)本專業(yè)的要求，反過來會(huì)激勵(lì)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)欲望。

人才培養(yǎng)與科研開發(fā)相結(jié)合人才培養(yǎng)能力與科研能力息息相關(guān)，科研不僅能提高教師的教學(xué)能力，也增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的信心。在橫向科研項(xiàng)目上，盡可能讓部分能力強(qiáng)的學(xué)生參與進(jìn)來，直接培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。實(shí)踐證明，學(xué)生參與科研項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的及其有效的手段。比如學(xué)生的畢業(yè)論文有些涉及到大壩光纖傳感、節(jié)能燈設(shè)計(jì)等實(shí)踐性很強(qiáng)的課題。鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)學(xué)校針對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新基金項(xiàng)目，雖然經(jīng)費(fèi)不多，但是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分有益的，同時(shí)也提高了學(xué)生參與科研的熱情。隨著相關(guān)科研能力的快速提高，可以預(yù)見未來的幾年內(nèi)，伴隨著學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，至少有一部分本科生的科研能力也會(huì)得到極大的提高。#p#分頁標(biāo)題#e#