光电子技术的特点精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇光电子技术的特点，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】数字电视；应用；地面广播技术

1 数字电视以及和广播技术标准分析

所谓的地面数字电视，就是指应用数字技术处理、压缩、码活动图像和声音等信号，经过存储或实施广播为用户提供接收、播放的电视系统，它也属于数字电视技术范畴内的一种。电视机通过专用机顶盒接收地面数字电视信号，当然前提是电视机具备那种能力。此外，也可以采取其他方式将模拟信号转换到老式模拟电视上。

国外目前主要有欧洲的DVB-T标准、美国的ATSC标准和日本的ISDB-T标准三种地面数字电视广播标准。在1998年2月DVB-T标准被批准通过，它在欧洲DVB系列标准中是最为复杂的DVB传输系统。它以MPEG-2数字视音频压缩码为核心，即采取码正交频分复用COFDM的调制方法对在大范围内多部发射机8k载波都适用的方式。MPEG-2数字视音频压缩码可向高清晰电视传输大于20Mbps的净荷码率，也可通过简单天线室内固定接收信号。此外，它也可向标清电视提供传输大于5Mbps的净荷码率信号的服务，也可支持在车的移动中移动接收信号，并且还具备单频率组码的能力。2007年8月1日我国正式实施了地面数字电视传输标准，它将清华和上海交通大学的两种技术充分融合，具备良好的支持移动接收、单频组网以及高清数字接收能力。与此同时，在频谱利用、同步速度、支持单天线移动接收、室内接收等方面，它也能够表现出的性能比DVB-T还更好。

2 数字电视广播技术的特性

首先，依据电视台的天线发射的方式，地面数字电视广播网络将数字信号覆盖在电视用户上，客户终端如果需要收视节目的话，可以通过天线与数字电视机接收信号。而作为数字电视广播最根本、最本质的网络传输形式，地面广播能够向广大用户提供学习、娱乐等公益服务并且由于它的普遍性、可控性和抗毁性等被公认为是国家安全性措施，因而它也是在紧急的情况下和国民沟通中最为可靠、直接的政府工具。

其次，人们无论何时何地都可收看多媒体节目具体表现在地面数字电视市场的开发。数字电视的发展，不但能够使人们对于收看内容的量满足，而且可以在随意时段内、任何的收看地点观看节目以满足人们需求。

再次，地面数字电视服务的开展有益于充分利用当前大量闲置的无线频谱资源，从而采取更多的应用业务有利于提高频率效率。广播运营单位在开展地面数字电视广播业务的时候可以利用原有的电视频道或者闲置的无线频谱，从而有利于移动接收数字电视和接收服务便捷。为了提高频率以及经济效益，我们也可以提供高清电视。此外，如果能够实现接收机定位、双向交互业务以及定时接收、用户个性化信息加大等业务与普通数字电视业务与数据广播的开发同步，那么对于无线频道的业务能力的拓展将会加大，同时也会给无线电视台以更为开阔的发展机遇。

3 分析地面数字电视应用的前景与可行性

3.1 我国地面数字电视广播网建立的可行性

近几年来，我国广播电视数字化的工作发展迅猛，并且硕果累累，不仅使自己具备了制作、生产和播送数字电视节目的能力，而且在数字化节目、卫星数字广播与多媒体节目的制作上已形成了规模。自2004年河南采用清华DMB-T标准实验组建单频网国内地面数字电视业务就掀起了建设。各省市经过几年的建设，均纷纷建立起一套完整的地面数字电视播出平台，在此基础上也逐步摸索出一个与自己特点相适合的经营模式。与此同时，后续企业在逐步扩大的市场的背景下获得了许多数字电视接收设备生产的经验教训，因此在开发新技术和生产能力上取得了重大的提高。尤其是最近几年迅速发展的CMMB为运行了很多年的时间并仅仅采取公交的模式的方式开展运营提供新思路。因此，从总体上考虑，对现有的资源进行整合，用相对较小的代价去对整个地面数字电视行业去进行规划，大力建立数字电视广播网，这具有极大的可行性。它是以加强我国数字电视地面广播标准并推广应用为根本，以此去推动促进数字电视广播的发展。

3.2 分析地面数字电视应用前景

上海于1999年5月开始试验数字电视地面广播，在2004年在全国的范围内开始试验网络建设地面数字建设，到目前为止，已经取得了巨大的成就，同时也对移动电视的市场前景进行了充分的验证。地面数字电视是有线数字电视电视、卫星数字电视的补充措施之一，一直以来都只是说的多做的少，甚至还被CMMB这个后来者所赶超。但是从本质上来说，地面电视与CMMB个人手持终端所包含的私密性特点有所不同的是，它具有一种大众媒体所该具备的播出的不间断性、受众广的特性，更加有利于播放突发性、大众娱乐节目、大众信息。然而当前的经营模式只适应于几个经济较为发达的中心城市，而对于部分地铁平台与各大、中城市的公交平台的经营状况来说大部分都举步维艰。与此同时，由于受到广电总局限制，在城市公交数量小于200台的中小城市内，私家车、火车、地铁等地面数字电视可涉足但是却没有办法去触及的地方因为很多的外来因素不能采取任何的措施，而硬盘广告却比比皆是，这对整个网络的发展进行了严重的干扰。但是，倘若对以上所提及的场所进行整合、合理规划建设，那么就会有利于改善市场前景。此外，数字电视地面广播的应用一定会在不久的将来能够完全分享各项已经成熟了的技术以及开拓数字电视外的业务并取得相应的成就，采取准确市场定位好业务的方式去扩大其他的移动载体。而且，迅猛发展的终端产品也会对移动电视业务的发展产生巨大的促进作用，从而有利于更多的其他业务的开辟。与此同时，地面数字电视广播的特征和应用也会成为人们去收视、获取信息方式的新导向，我们完全可以凭借数字电视地面广播技术的手段去开拓、挖掘市场，从而产生巨大的经济效益！

参考文献

[1]李军辉, 郁桦. 数字电视地面广播技术及应用分析[J]. 科技传播, 2011,(08)

[2]何世光, 周斌, 黄学良. 发展中国数字电视的SOC[J]. 中国集成电路, 2002,(02)

[3]DVB选择Java技术作为其数字电视广播标准的基础[J]. 广播与电视技术, 2000,(02)

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【关键词】数字广播；特点；应用；发展方向

下面就数字广播的技术和特点及应用进行阐述：

一、数字广播技术的内涵

何谓数字广播技术？它是指将数字化音频、视频与各种数据信号，在数字状态下进行各种编码、调制与传递等处理[1]。与人们所熟悉的AM与FM 等传统的广播技术相比，数字广播技术具有自身独特的优势，可以利用地面发射站，通过发射数字信号来达到广播与数据资讯传输的目的。随着数字化技术的不断发展，数字广播技术既可以传输音频信号，又能够传送包括音频、视频、数据、文字与图形等在内的多媒体信号。

二、数字广播技术的特点

传统意义上的调幅与调频广播具有一定的局限性，比如声音品质比较差，容易受到其他信号的影响等。但是，数字广播技术却可以打破上述传统广播的局限，具有音质纯净、音频信号质量高、抗干扰能力强、降低播出成本、可以便携与移动收听等特点。值得一提的是，不同类型的数字广播技术又具有各自独特的特点。

三、数字广播技术的应用

1.数字声音广播（DAB）的应用

1995年9月，BBC开始DAB广播。然而，在过去一段时间，DAB的市场发展速度远远低于人们的预期。究其原因，主要是DAB技术实现受到限制。因为DAB 数据接收须使用专用接收机，接收机工作原理如图1所示。当时并没能有效降低接收机的实现成本，第一代DAB接收芯片的功耗根本无法用于便携接收。同时，也受到市场的限制，居高不下的DAB接收机价格难以迅速启动市场[2]。

近几年，随着数字信号处理技术与芯片技术的不断发展，DAB接收机的成本与功耗大幅降低，这让DAB迎来了新的曙光。利用DAB优异的移动接收性能实现无线移动多媒体广播，用户的接受意愿正逐步提高。目前，在多个国家得到了广泛的应用。

2.数字多媒体广播（DMB）的应用

数字多媒体广播（DMB）是从数字声音广播DAB的基础上发展而来的。DMB具有潜在的市场优势，可以拥有多种受众群体，应用范围很广阔。DMB能让户外活动者、交通工具（公交、火车、甚至飞机）使用者高质量地接收声音、数据信息和视频节目。DMB信息既可移动接收，也可在室内外的固定场合采用移动式或固定式接收。因此，电视用户、各种数据信息用户等传统固定用户也将会是DMB的用户群体。

利用DMB能够开展比较多的服务项目：一是音频服务。二是移动影视节目服务。三是交通信息服务。四是经济信息服务。五是网络服务。利用DMB接收器，计算机可以在固定或移动环境下接收互联网的网络信息[3]。

3.数字调幅广播（DRM）的应用

30MHz以下的长、中、短波数字声音广播系统称为DRM 系统。世界范围内共提出5 种不同的数字调幅系统建议，分别是：法国天波2000 系统、法国CCETT/TDF 系统、美国中波IBOC DSB 系统、德国数字音乐之波DMW 系统和美国VOA/JPL 数字短波系统。前3 种系统属于OFDM 多载波并行传输方式，而后2种属于单载波串行传输方式。

经过多年的努力，我国在数字调幅广播系统设备研制和试验研究方面取得了长足的进步。2004年，通过联合攻关，中国传媒大学、国家广播电影电视总局广科院和无线局基于DRM（ETSI ES 201980）标准首次在国内自主研制成功了数字调幅广播（DRM）系统，建立了我国自己的数字调幅广播（DRM）系统传输覆盖、外场测试实验平台和试验环境，解决了模拟调幅广播发射机数字化改造中的一系列关键技术问题。经系统检测和比对试验，该系统符合相关国际标准（ETSI ES 201 980），且与符合该标准的国外相应设备完全兼容，主要性能指标达到国际先进水平。

DRM广播在大城市进行广播是可行的，但在高大建筑物和小山旁，内环高架路，收费站等有顶建筑底，隧道内等情况下接收较差，如何作改善还需作进一步的探索。相信随着对DRM广播试验的深入开展，在不断的探索改进中，DRM技术将会日臻完善与发展并得到更广泛的应用[4]。

4.数字卫星声音广播（DSB）的应用

美国开办的数字卫星声音广播（DSB）主要有两家电台。一个是XM广播电台，另一个是Sirius电台。XM广播电台于2001年11月15日正式向美国全境开通数字卫星广播业务，使用两个位于美国上空的地球同步卫星，主要瞄准国内广阔的汽车用户市场。XM卫星广播电台主要提供CD音乐、新闻和体育等数字声音节目，每月付费约10美元。美国通用汽车公司已在其生产的汽车上安装XM数字卫星广播接收机。XM电台使人们在汽车里能像在家里通过有线电视或直播电视一样，24小时收听丰富多彩的数字广播节目。Sirius卫星广播电台在2002年春天利用在椭圆形高轨道上运行的卫星开始向休斯顿、丹佛等4个城市播出数字卫星广播节目，并逐步将业务扩大到美国全境。Sirius电台主要提供不带广告的原创音乐频道和体育、新闻、访谈与娱乐节目。

目前在中国，全国电视节目约有40套上星，每套TV可带40套声音节目。一旦国内的卫星数字声音广播形成气候，就会很快形成卫星数字声音广播市场。专家预测，在2015年以后将会形成卫星数字声音广播的规模市场。

5.HD Radio的应用

HD Radio是一种数字广播技术，工作频率和当前分配给AM和FM电台的频率一致，利用正交频分复用（OFDM）数字技术，HD Radio基于IBOC（带内同频道）技术，是由iBiquity Digital公司开发的。HD Radio与传统的模拟广播相比较，HD Radio数字广播的一个突出特点是具有水晶般清晰通透的音质――它将AM广播音质提升到了调频立体声的水平，将FM广播音质提升到了CD水平。美国于1998年提出的带内同频（IBOC）数字音频广播后来发展为HD Radio（高清晰度广播）系统， 最近几年，美国与世界各地发展很快，我国也做了初步试验。

HD Radio工作机制与传统电台相兼容，利用同样的发射频谱、发射仪器、广播发射塔，可以在传统的频道上增加数字广播的能力，也即在现有广播分配信道内同时传送模拟与数字信号。2002年HD Radio技术被美国FCC批准为美国AM与FM波段的数字广播标准。它在不影响现有模拟广播的前提下，使用现有模拟广播的频谱提供高清晰度的数字声音广播与数据业务。

四、数字广播技术的发展方向

当今世界新技术层出不穷，技术革新日新月异，广播技术的发展也是如此。联系实际，根据预测，数字声音广播（DAB）、数字多媒体广播（DMB）、数字调幅广播（DRM）、数字卫星声音广播（DSB）、HD Radio已代表了未来数字广播技术的发展方向。

五、结语

数字广播时代的到来，让传统广播超越了声音的局限，极大地拓宽与延伸了广播的传播功能。可以说，数字广播技术正在塑造新的传播方式，并且将会改变人们的生活，给人们轻松自由地听广播、看广播、读广播、享受广播带来无穷的快乐。笔者相信，数字广播技术前景广阔，定能丰富人们的精神文化生活。

参考文献

[1]王静.广播电视数字化发展思路[J].科技资讯，2009（8）.[2]陈建忠.简议数字电视的特点及其关键技术[J].科技资讯，2008（17）.

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关键词：特殊药品；电子监管；全面推广

1、前言

特殊药品电子监管这个概念很好理解，就是将统一的药品电子监管码加印在药品的生产包装上，简单来讲，就是对药品条形码进行规范和统一；那么每一个条形码都是唯一的，并且药品信息还可以从这个条形码中扫描出来，国家药品电子监管网可以实时的导入这些信息，这样监管部门就可以即时监控这些药品的流向，如果药品出现了质量问题，控制和召回也比较的简单和快捷。。

2、我国药品条形码使用管理现状

药品条形码的使用范围还不够：条形码目前已经被广泛的应用于其他各种商品的流通领域，比如食品、日用品等等，但是在药品条形码管理使用方面，却远远不够。根据近些年的调查研究发现，我国没有条形码的药品占到了百分之三十左右，没有条形码的处方药可以达到百分之三十五左右，并且，有些药品是重点监管的，存在着重大的安全风险，竟然也没有条形码。虽然我国近些年采取了一系列的措施，但是在电子监管网中，依然没有涵盖所有的流通药品。

没有统一的药品条形码标准：我国目前还没有对药品条形码的印制标准进行统一，那么很多的条形码都不规范；我们对使用条形码的部分药品包装进行了调查，发现存在着很多的问题，有些是没有规范的印刷条形码，有些是在尺码上存在着问题，或者是条形码的药品信息不够丰富等等。甚至部分的厂家还将同一个条码应用在不同批号的药品中，这些药品的规格存在着较大的差异，这样药品条形码就不能够将它的作用发挥出来，它的存在，仅仅就相当于一个装饰。

药品条形码的作用没有充分的发挥出来：近些年来，部分的药品经营企业为了提高自身的物流管理水平，开始大力应用条形码，这是因为条形码具有自动识别以及数据采集的功能。但是通过上文的叙述我们可以得知，我国药品条形码没有统一的标准，并且印制也不够规范，这样在采集数据的时候就会存在着问题，企业需要对药品进行检测，然后进行统一的编码打印和黏贴，这样才能够提高物流管理水平。我们需要清晰的认识到，药品批发经营企业每天经手的药品不及其实，那么如果要额外贴码，就会增加大量的物流成本，并且，很容易导致各种差错的产生。

3、在实现特殊药品电子监管的基础上全面推广药品电子监管码

特殊药品电子监管的实施，其实就在一定程度上促进了药品电子监管码的使用和推广，但是，要想将药品条形码的作用给最大限度的发挥出来，还需要做出很大的努力，具体来讲，包括这些方面的内容：

一是对药品电子监管码进行全面的推广和应用：近些年，在电子监管方面，逐步的增加了很多的内容，比如特殊药品、疫苗、血液制品、国家基本药物目录全品种等等，这样就说明了我国在药品电子监管网络方面日趋成熟，已经有条件来电子监管所有的流通药品。另外，要想进一步的开发国家药品电子监管网络，还需要统一药品电子监管码，并且使其拥有必要的延续性，因此，就要求将电子监管码全面应用于所有流通的产品之中，对药品条形码进行规范，对标准进行统一。

二是在药品电子监管码的基础上，建立药品准入制度：要想对我国药品电子监管码的推行力度进行强化，非常基础的一点就是要让药品企业认识到中国药品电子监管码推行的重要性，从药品生产环节就开始控制，国家需要做出相应的努力，出台一系列的政策， 规定流入到市场之中的药品，在包装上都需要有相应的电子监管码，这种电子监管码是全国统一的，这样药品在流通的过程中，不管是药品经营企业，还是药品使用者，都可以无缝对接， 中国药品电子监管网络中也可以即时的接收到这些药品的信息，对药品流通的各个环节进行监控，从而保证人民的用药安全。

三是让药品电子监管码变得更加的实用：要想让药品电子监管码应用于药品经营之中，让使用单位在药品管理之中可以主动对其使用，除了需要保证药品电子监管码足够的专业，还需要保证药品电子监管码具有较强的实用性。依据上文的分析我们可以得知，药品经营企业要想提高自身的物流管理水平，需要额外对药品进行贴码，那么增强药品电子监管码的实用性，其实就在于这个方面，保证各个经营单位和使用单位利用电子监管码管理就可以实现药品流转的整个环节总之，我们既要将药品电子监管码的监管作用给充分的发挥出来，又要将它的应用效能给充分的发挥出来，让其和其他产品的条形码一样，可以应用于流通的各个环节之中。要想达到这个目的，相关的部门就需要统一药品电子监管码标准，对药品编码方式进行规范和统一，同时，要保证条码中涵盖的内容足够丰富。

4、结语

条形码，从实质上来讲，它是一种计算机语言，但是是可以印制的，在其他商品的流通领域已经得到了广泛的应用，条形码不仅可以证明产品的身份，达到防伪的目的，还可以提高物流的工作效率；另外，如果商品出现了质量问题，控制和召回也比较的简单和快捷。但是，在我国药品条形码使用管理方面，还存在着诸多的问题，需要采取一系列的措施来全面推广药品电子监管码。本文简要分析了药品条形码的使用管理现状，然后探讨了如何在特殊药品电子监管的基础上，全面推广电子监管码，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献：

[1]胡铁军.浅谈建立小型药品电子监管码赋码生产线的模式[J].中小企业管理与科技，2012，2（13）：123-125.

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20世纪70年代以来,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

电子信息工程专业的光电子技术课程的基础理论知识包括：光度学基本知识、光辐射传播、光束调制与解调、光辐射探测技术等。其中，光度学基本知识是最基础的内容，包括：电磁波波谱、辐射度学、光度学、热辐射基本定律、激光原理、典型激光器等。光辐射传播包括：光辐射的电磁理论、光波在大气中的传播规律与特性、光波在电光晶体中的传播规律与特性、光波在声光晶体中的传播规律与特性、光波在磁光晶体中的传播规律与特性、光波在光纤波导中的传播规律与特性、光波在水中的传播特性、光波在非线性介质中的传播等。光度学基本知识和光辐射传播这两个基础内容可以说是光电子技术课程基础中的基础，而对于电子信息工程专业的学生来说，这些知识点比较抽象，为了便于该专业学生对光电知识的接受和激发他们的兴趣，因此，在课堂上有必要多花时间重点讲解这部分的知识点，同时在制作PPT教案时尽可能使用图片或动画描述一些原理性的知识。

比如：在讲解激光是如何产生的时候，可制作动画描述自发辐射、受激吸收、受激辐射的原理；在讲解激光器的结构和工作原理时，可制作多色图片对激光在各种光学谐振腔中的受激放大过程进行描述；在介绍各种典型的激光器时，最好收集到它们的实物照片进行讲解；在讲解光波在各种光学晶体中的传播特性与规律时，最好能制作三维立体的图片描述光学晶体的各向异性的特性，相应的公式表达尽量简洁化，然后结合动画描述光波在其中传播时所发生的变化。光束的调制、扫描和解调技术的理论教学内容包括：光束调制的基本原理、电光调制技术、声光调制技术、磁光调制技术、直接调制技术、光束机械扫描技术、光束电光扫描技术、光束声光扫描技术、空间光调制器等。这些知识点的理论基础都是“光辐射在光学晶体中的传播规律和特性”。其中光束调制的基本原理移植了微电子学中微波调制中的很多概念，电子信息工程专业的学生易于理解，但是光束调制和扫描的实现技术中，除了需要使用各种光学晶体以外，还需要使用半波片、全波片、起偏器、检偏器共同组成一个系统完成光束的调制和扫描。这些光学器件对于没有光学工程基础的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，因此，在讲解过程中应该通过动画或图片等手段形象地描绘线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等基本光学概念，并借用相关的光学参考资料对这些光学器件的功能和原理进行简单介绍。

只有这样，才有利于电子信息工程专业的学生深刻理解光束的调制、扫描、解调等技术。光辐射探测技术的理论教学内容主要包括：光电探测的物理效应、光电探测器的性能参数、光电探测器的噪声、光电导探测器—光敏电阻、PN结光伏探测器的工作模式、硅光探测器、光电二极管、光热探测器、直接光电探测系统、光频外差探测的基本原理等。由于电子信息工程专业的学生已经具备了较好的半导体器件理论基础知识，而光电子器件本身也属于半导体器件，因此学生只要掌握了爱因斯坦的光电效应原理，就很容易理解各种光电子器件的工作原理、性能特点及应用领域。该部分所介绍的各种光电半导体器件很可能会在学生将来从事信息产业技术的相关工作中用到，也可能会在将来某些学生跨到光电信息或光学工程相关专业进一步深造时从事相关科研课题研究时用到，比如：PN结光伏探测器、光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，都会经常用到。因此，建议在理论教学过程中，除了结合图片等多媒体教学手段介绍相关光电子器件的工作原理外，最好能够给学生展示光电子器件的实物，以便给学生一些感官认识。电子信息工程专业光电子技术课程的系统方面的知识点包括：光电成像系统、光电显示系统等。

其中，光电成像系统的基本器件是电荷耦合摄像器件(CCD)，CMOS摄像器件和电荷注入器件(CID)。目前，CCD摄像器件的应用最为成熟和广泛，主要包括线阵CCD和面阵CCD等，其原理基础仍然是光电半导体器件和两相或三相电极电路的结合。因此，教学中应结合脉冲数字电路知识重点讲解CCD的原理和特点。光电成像系统的内容包括：系统基本结构、基本参数、红外成像系统、红外成像中的信号处理及综合特性等。其中红外成像系统涉及很多应用光学方面的知识，这对没有应用光学基础知识的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，而且属于光学工程专业学生的研究方向之一，因此，这部分内容简单介绍即可。而红外成像中的信号处理都涉及电子电路方面的知识，属于电子信息工程专业的范畴，这部分内容可以重点讲解。光电显示系统包括阴极射线管原理、液晶显示原理、等离子体显示原理、电致发光显示原理及多色激光显示原理等，其中前三类显示技术的应用已很广泛和成熟，可以重点讲解，而后两类显示技术比较前沿，可以简单介绍，以便让电子信息工程专业的学生了解当今光电显示技术的发展趋势。电子信息工程专业光电子技术课程应用方面的内容包括：光纤通信、激光雷达、激光制导、红外遥感、红外跟踪制导、光纤传感技术等。这些应用技术可以分别举一个相应的实际应用系统进行介绍，让学生体会到光电子技术的重要性和广泛性，激发他们对这门技术的兴趣。#p#分页标题#e#

对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业已有很多属于本专业的实验课程及课程设计，笔者认为光电子技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。在该课程中，各种光电子器件和原理、功能及应用最易于电子信息工程专业的学生理解，而且也是电子信息工程师应该具备的基本知识，因此，笔者建议开设一些光电子器件的相关实验课。由于光电子技术课程的总学时设置为48学时，所以建议理论教学为40学时，8学时为实验教学(共4个实验)。

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电子科学与技术（以下简称“电科”）专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术，不仅是当代信息技术两大支柱之一，而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一，正是光电子材料与器件的广泛应用，例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外，诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用，是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见，学习光电子材料与器件的相关知识，不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响，也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生，提供了坚实的理论基础与知识储备。然而，根据笔者的调研，虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程，但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广，教学课时又往往有限（一般为32或48个学时），因此在光电子技术的实际教学过程中，讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学，而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性，并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验，研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。

1 光电子材料与器件简介

光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来，光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里，光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明，到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世；从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段；从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步，并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下，各种新型光电子材料与器件层出不穷，性能也不断提高。尤其是近年来，随着微米及纳米级加工技术的成熟，新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕，为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。

综上所述，光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位，因此，光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学，而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。

2 光电子材料与器件课程教学研究

2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择

光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识，例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等，而且与实际应用结合精密，因此，本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。

在课时安排方面，作为电科专业的一门核心专业课程，光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时（2学分），理论课学时不低于26学时，实验课不低于6学时。

另外，在教材选择方面，由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容，而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多，其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材，例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1]，西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件，但是，目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少，市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之，该书中所涉及的理论知识较深，基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见，对于光电子材料与器件这门新兴课程而言，设立统一的教材并不合适。因此，笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容，自行编写该课程的讲义与课件。

2.2 光电子材料与器件课程的理论教学

按照电科专业的专业定位以及培养目标，光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容，在光电子材料与器件教学中要弱化；而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识，要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下，让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。

在教学内容的设置方面，由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中，因此，为了便于学生的理解与知识体系的构建，笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程（共26学时）为例，该理论课程共被分成了绪论（2学时）、激光原理与典型激光器（5学时）、太阳能电池（4学时）、光通信器件与材料（5学时）、光探测器件（5学时）、光电显示器件（3学时）与光存储器件（2学时）等七个章节，这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章内容的设置上，也尽可能突出“工程”内容，弱化“理论”知识。下面，笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。

第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中，向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍，让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中，重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系，并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍，让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。

第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性，其主要内容包括三个部分：激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分，由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程，所以该部分内容为简略介绍的内容，主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重，在该部分内容中，将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似，在介绍完半导体激光器后，可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外，本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。

太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用，但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势，该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中，主要分两小节给学生介绍，第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用，让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求，然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势；第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。

第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节：第一小节介绍光纤通信的基础知识，包括光纤通信的定义，光纤的结构、导光原理、发展历史，以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中，最重要的器件当属光纤，所以，本节开始就着重介绍光纤的相关知识，包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后，又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类，并分别介绍了这两类光器件中的代表器件：掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后，在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件，例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。

第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声；其次，按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器（光电管与光电倍增管）与内光电效应探测器（光电导、光电池与光电二极管）。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。

第六章光显示器件重点介绍四种光显示器：阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。

第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。

2.3 光电子材料与器件课程的实验教学

光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连，并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件，实验课程的学时应不低于6学时，开设的时间最好在理论教学完成之后，以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面，既要保证与理论课程内容的相辅相成，又要尽量避免与其它课程实验项目的重复，造成资源的浪费。例如，许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程，并配备了相应的激光器实验。在这种情况下，如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容，不仅消耗了宝贵的实验时间，实验效果也会大大降低。

下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学（6学时）中的实验安排。

（1）实验内容：共包含六个实验项目，它们分别是：光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验（每个实验1学时）。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件，这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件，例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件；而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。

（2）实验要求：以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析，但经笔者调研，这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力，因此，在对原有的实验指导书进行改良后，笔者自行编写了实验的指导书，并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验，原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果，但是，在新改良的实验指导书中，要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流，并要求学生分析比较其差别。通过这种方式，充分调动学生的实验积极性，在具体的实验教学中也取得了很好的效果。

（3）实验方式：分组实验，共同撰写实验报告。这样，不仅提高实验效率，还能够锻炼学生的团队协作意识。

（4）考核方式：根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。