序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇光電子技術的特點，期待它們能激發您的靈感。

篇1

【關鍵詞】數字電視；應用；地面廣播技術

1 數字電視以及和廣播技術標準分析

所謂的地面數字電視，就是指應用數字技術處理、壓縮、碼活動圖像和聲音等信號，經過存儲或實施廣播為用戶提供接收、播放的電視系統，它也屬于數字電視技術范疇內的一種。電視機通過專用機頂盒接收地面數字電視信號，當然前提是電視機具備那種能力。此外，也可以采取其他方式將模擬信號轉換到老式模擬電視上。

國外目前主要有歐洲的DVB-T標準、美國的ATSC標準和日本的ISDB-T標準三種地面數字電視廣播標準。在1998年2月DVB-T標準被批準通過，它在歐洲DVB系列標準中是最為復雜的DVB傳輸系統。它以MPEG-2數字視音頻壓縮碼為核心，即采取碼正交頻分復用COFDM的調制方法對在大范圍內多部發射機8k載波都適用的方式。MPEG-2數字視音頻壓縮碼可向高清晰電視傳輸大于20Mbps的凈荷碼率，也可通過簡單天線室內固定接收信號。此外，它也可向標清電視提供傳輸大于5Mbps的凈荷碼率信號的服務，也可支持在車的移動中移動接收信號，并且還具備單頻率組碼的能力。2007年8月1日我國正式實施了地面數字電視傳輸標準，它將清華和上海交通大學的兩種技術充分融合，具備良好的支持移動接收、單頻組網以及高清數字接收能力。與此同時，在頻譜利用、同步速度、支持單天線移動接收、室內接收等方面，它也能夠表現出的性能比DVB-T還更好。

2 數字電視廣播技術的特性

首先，依據電視臺的天線發射的方式，地面數字電視廣播網絡將數字信號覆蓋在電視用戶上，客戶終端如果需要收視節目的話，可以通過天線與數字電視機接收信號。而作為數字電視廣播最根本、最本質的網絡傳輸形式，地面廣播能夠向廣大用戶提供學習、娛樂等公益服務并且由于它的普遍性、可控性和抗毀性等被公認為是國家安全性措施，因而它也是在緊急的情況下和國民溝通中最為可靠、直接的政府工具。

其次，人們無論何時何地都可收看多媒體節目具體表現在地面數字電視市場的開發。數字電視的發展，不但能夠使人們對于收看內容的量滿足，而且可以在隨意時段內、任何的收看地點觀看節目以滿足人們需求。

再次，地面數字電視服務的開展有益于充分利用當前大量閑置的無線頻譜資源，從而采取更多的應用業務有利于提高頻率效率。廣播運營單位在開展地面數字電視廣播業務的時候可以利用原有的電視頻道或者閑置的無線頻譜，從而有利于移動接收數字電視和接收服務便捷。為了提高頻率以及經濟效益，我們也可以提供高清電視。此外，如果能夠實現接收機定位、雙向交互業務以及定時接收、用戶個性化信息加大等業務與普通數字電視業務與數據廣播的開發同步，那么對于無線頻道的業務能力的拓展將會加大，同時也會給無線電視臺以更為開闊的發展機遇。

3 分析地面數字電視應用的前景與可行性

3.1 我國地面數字電視廣播網建立的可行性

近幾年來，我國廣播電視數字化的工作發展迅猛，并且碩果累累，不僅使自己具備了制作、生產和播送數字電視節目的能力，而且在數字化節目、衛星數字廣播與多媒體節目的制作上已形成了規模。自2004年河南采用清華DMB-T標準實驗組建單頻網國內地面數字電視業務就掀起了建設。各省市經過幾年的建設，均紛紛建立起一套完整的地面數字電視播出平臺，在此基礎上也逐步摸索出一個與自己特點相適合的經營模式。與此同時，后續企業在逐步擴大的市場的背景下獲得了許多數字電視接收設備生產的經驗教訓，因此在開發新技術和生產能力上取得了重大的提高。尤其是最近幾年迅速發展的CMMB為運行了很多年的時間并僅僅采取公交的模式的方式開展運營提供新思路。因此，從總體上考慮，對現有的資源進行整合，用相對較小的代價去對整個地面數字電視行業去進行規劃，大力建立數字電視廣播網，這具有極大的可行性。它是以加強我國數字電視地面廣播標準并推廣應用為根本，以此去推動促進數字電視廣播的發展。

3.2 分析地面數字電視應用前景

上海于1999年5月開始試驗數字電視地面廣播，在2004年在全國的范圍內開始試驗網絡建設地面數字建設，到目前為止，已經取得了巨大的成就，同時也對移動電視的市場前景進行了充分的驗證。地面數字電視是有線數字電視電視、衛星數字電視的補充措施之一，一直以來都只是說的多做的少，甚至還被CMMB這個后來者所趕超。但是從本質上來說，地面電視與CMMB個人手持終端所包含的私密性特點有所不同的是，它具有一種大眾媒體所該具備的播出的不間斷性、受眾廣的特性，更加有利于播放突發性、大眾娛樂節目、大眾信息。然而當前的經營模式只適應于幾個經濟較為發達的中心城市，而對于部分地鐵平臺與各大、中城市的公交平臺的經營狀況來說大部分都舉步維艱。與此同時，由于受到廣電總局限制，在城市公交數量小于200臺的中小城市內，私家車、火車、地鐵等地面數字電視可涉足但是卻沒有辦法去觸及的地方因為很多的外來因素不能采取任何的措施，而硬盤廣告卻比比皆是，這對整個網絡的發展進行了嚴重的干擾。但是，倘若對以上所提及的場所進行整合、合理規劃建設，那么就會有利于改善市場前景。此外，數字電視地面廣播的應用一定會在不久的將來能夠完全分享各項已經成熟了的技術以及開拓數字電視外的業務并取得相應的成就，采取準確市場定位好業務的方式去擴大其他的移動載體。而且，迅猛發展的終端產品也會對移動電視業務的發展產生巨大的促進作用，從而有利于更多的其他業務的開辟。與此同時，地面數字電視廣播的特征和應用也會成為人們去收視、獲取信息方式的新導向，我們完全可以憑借數字電視地面廣播技術的手段去開拓、挖掘市場，從而產生巨大的經濟效益！

參考文獻

[1]李軍輝, 郁樺. 數字電視地面廣播技術及應用分析[J]. 科技傳播, 2011,(08)

[2]何世光, 周斌, 黃學良. 發展中國數字電視的SOC[J]. 中國集成電路, 2002,(02)

[3]DVB選擇Java技術作為其數字電視廣播標準的基礎[J]. 廣播與電視技術, 2000,(02)

篇2

【關鍵詞】數字廣播；特點；應用；發展方向

下面就數字廣播的技術和特點及應用進行闡述：

一、數字廣播技術的內涵

何謂數字廣播技術？它是指將數字化音頻、視頻與各種數據信號，在數字狀態下進行各種編碼、調制與傳遞等處理[1]。與人們所熟悉的AM與FM 等傳統的廣播技術相比，數字廣播技術具有自身獨特的優勢，可以利用地面發射站，通過發射數字信號來達到廣播與數據資訊傳輸的目的。隨著數字化技術的不斷發展，數字廣播技術既可以傳輸音頻信號，又能夠傳送包括音頻、視頻、數據、文字與圖形等在內的多媒體信號。

二、數字廣播技術的特點

傳統意義上的調幅與調頻廣播具有一定的局限性，比如聲音品質比較差，容易受到其他信號的影響等。但是，數字廣播技術卻可以打破上述傳統廣播的局限，具有音質純凈、音頻信號質量高、抗干擾能力強、降低播出成本、可以便攜與移動收聽等特點。值得一提的是，不同類型的數字廣播技術又具有各自獨特的特點。

三、數字廣播技術的應用

1.數字聲音廣播（DAB）的應用

1995年9月，BBC開始DAB廣播。然而，在過去一段時間，DAB的市場發展速度遠遠低于人們的預期。究其原因，主要是DAB技術實現受到限制。因為DAB 數據接收須使用專用接收機，接收機工作原理如圖1所示。當時并沒能有效降低接收機的實現成本，第一代DAB接收芯片的功耗根本無法用于便攜接收。同時，也受到市場的限制，居高不下的DAB接收機價格難以迅速啟動市場[2]。

近幾年，隨著數字信號處理技術與芯片技術的不斷發展，DAB接收機的成本與功耗大幅降低，這讓DAB迎來了新的曙光。利用DAB優異的移動接收性能實現無線移動多媒體廣播，用戶的接受意愿正逐步提高。目前，在多個國家得到了廣泛的應用。

2.數字多媒體廣播（DMB）的應用

數字多媒體廣播（DMB）是從數字聲音廣播DAB的基礎上發展而來的。DMB具有潛在的市場優勢，可以擁有多種受眾群體，應用范圍很廣闊。DMB能讓戶外活動者、交通工具（公交、火車、甚至飛機）使用者高質量地接收聲音、數據信息和視頻節目。DMB信息既可移動接收，也可在室內外的固定場合采用移動式或固定式接收。因此，電視用戶、各種數據信息用戶等傳統固定用戶也將會是DMB的用戶群體。

利用DMB能夠開展比較多的服務項目：一是音頻服務。二是移動影視節目服務。三是交通信息服務。四是經濟信息服務。五是網絡服務。利用DMB接收器，計算機可以在固定或移動環境下接收互聯網的網絡信息[3]。

3.數字調幅廣播（DRM）的應用

30MHz以下的長、中、短波數字聲音廣播系統稱為DRM 系統。世界范圍內共提出5 種不同的數字調幅系統建議，分別是：法國天波2000 系統、法國CCETT/TDF 系統、美國中波IBOC DSB 系統、德國數字音樂之波DMW 系統和美國VOA/JPL 數字短波系統。前3 種系統屬于OFDM 多載波并行傳輸方式，而后2種屬于單載波串行傳輸方式。

經過多年的努力，我國在數字調幅廣播系統設備研制和試驗研究方面取得了長足的進步。2004年，通過聯合攻關，中國傳媒大學、國家廣播電影電視總局廣科院和無線局基于DRM（ETSI ES 201980）標準首次在國內自主研制成功了數字調幅廣播（DRM）系統，建立了我國自己的數字調幅廣播（DRM）系統傳輸覆蓋、外場測試實驗平臺和試驗環境，解決了模擬調幅廣播發射機數字化改造中的一系列關鍵技術問題。經系統檢測和比對試驗，該系統符合相關國際標準（ETSI ES 201 980），且與符合該標準的國外相應設備完全兼容，主要性能指標達到國際先進水平。

DRM廣播在大城市進行廣播是可行的，但在高大建筑物和小山旁，內環高架路，收費站等有頂建筑底，隧道內等情況下接收較差，如何作改善還需作進一步的探索。相信隨著對DRM廣播試驗的深入開展，在不斷的探索改進中，DRM技術將會日臻完善與發展并得到更廣泛的應用[4]。

4.數字衛星聲音廣播（DSB）的應用

美國開辦的數字衛星聲音廣播（DSB）主要有兩家電臺。一個是XM廣播電臺，另一個是Sirius電臺。XM廣播電臺于2001年11月15日正式向美國全境開通數字衛星廣播業務，使用兩個位于美國上空的地球同步衛星，主要瞄準國內廣闊的汽車用戶市場。XM衛星廣播電臺主要提供CD音樂、新聞和體育等數字聲音節目，每月付費約10美元。美國通用汽車公司已在其生產的汽車上安裝XM數字衛星廣播接收機。XM電臺使人們在汽車里能像在家里通過有線電視或直播電視一樣，24小時收聽豐富多彩的數字廣播節目。Sirius衛星廣播電臺在2002年春天利用在橢圓形高軌道上運行的衛星開始向休斯頓、丹佛等4個城市播出數字衛星廣播節目，并逐步將業務擴大到美國全境。Sirius電臺主要提供不帶廣告的原創音樂頻道和體育、新聞、訪談與娛樂節目。

目前在中國，全國電視節目約有40套上星，每套TV可帶40套聲音節目。一旦國內的衛星數字聲音廣播形成氣候，就會很快形成衛星數字聲音廣播市場。專家預測，在2015年以后將會形成衛星數字聲音廣播的規模市場。

5.HD Radio的應用

HD Radio是一種數字廣播技術，工作頻率和當前分配給AM和FM電臺的頻率一致，利用正交頻分復用（OFDM）數字技術，HD Radio基于IBOC（帶內同頻道）技術，是由iBiquity Digital公司開發的。HD Radio與傳統的模擬廣播相比較，HD Radio數字廣播的一個突出特點是具有水晶般清晰通透的音質――它將AM廣播音質提升到了調頻立體聲的水平，將FM廣播音質提升到了CD水平。美國于1998年提出的帶內同頻（IBOC）數字音頻廣播后來發展為HD Radio（高清晰度廣播）系統， 最近幾年，美國與世界各地發展很快，我國也做了初步試驗。

HD Radio工作機制與傳統電臺相兼容，利用同樣的發射頻譜、發射儀器、廣播發射塔，可以在傳統的頻道上增加數字廣播的能力，也即在現有廣播分配信道內同時傳送模擬與數字信號。2002年HD Radio技術被美國FCC批準為美國AM與FM波段的數字廣播標準。它在不影響現有模擬廣播的前提下，使用現有模擬廣播的頻譜提供高清晰度的數字聲音廣播與數據業務。

四、數字廣播技術的發展方向

當今世界新技術層出不窮，技術革新日新月異，廣播技術的發展也是如此。聯系實際，根據預測，數字聲音廣播（DAB）、數字多媒體廣播（DMB）、數字調幅廣播（DRM）、數字衛星聲音廣播（DSB）、HD Radio已代表了未來數字廣播技術的發展方向。

五、結語

數字廣播時代的到來，讓傳統廣播超越了聲音的局限，極大地拓寬與延伸了廣播的傳播功能?？梢哉f，數字廣播技術正在塑造新的傳播方式，并且將會改變人們的生活，給人們輕松自由地聽廣播、看廣播、讀廣播、享受廣播帶來無窮的快樂。筆者相信，數字廣播技術前景廣闊，定能豐富人們的精神文化生活。

參考文獻

[1]王靜.廣播電視數字化發展思路[J].科技資訊，2009（8）.[2]陳建忠.簡議數字電視的特點及其關鍵技術[J].科技資訊，2008（17）.

篇3

關鍵詞：特殊藥品；電子監管；全面推廣

1、前言

特殊藥品電子監管這個概念很好理解，就是將統一的藥品電子監管碼加印在藥品的生產包裝上，簡單來講，就是對藥品條形碼進行規范和統一；那么每一個條形碼都是唯一的，并且藥品信息還可以從這個條形碼中掃描出來，國家藥品電子監管網可以實時的導入這些信息，這樣監管部門就可以即時監控這些藥品的流向，如果藥品出現了質量問題，控制和召回也比較的簡單和快捷。。

2、我國藥品條形碼使用管理現狀

藥品條形碼的使用范圍還不夠：條形碼目前已經被廣泛的應用于其他各種商品的流通領域，比如食品、日用品等等，但是在藥品條形碼管理使用方面，卻遠遠不夠。根據近些年的調查研究發現，我國沒有條形碼的藥品占到了百分之三十左右，沒有條形碼的處方藥可以達到百分之三十五左右，并且，有些藥品是重點監管的，存在著重大的安全風險，竟然也沒有條形碼。雖然我國近些年采取了一系列的措施，但是在電子監管網中，依然沒有涵蓋所有的流通藥品。

沒有統一的藥品條形碼標準：我國目前還沒有對藥品條形碼的印制標準進行統一，那么很多的條形碼都不規范；我們對使用條形碼的部分藥品包裝進行了調查，發現存在著很多的問題，有些是沒有規范的印刷條形碼，有些是在尺碼上存在著問題，或者是條形碼的藥品信息不夠豐富等等。甚至部分的廠家還將同一個條碼應用在不同批號的藥品中，這些藥品的規格存在著較大的差異，這樣藥品條形碼就不能夠將它的作用發揮出來，它的存在，僅僅就相當于一個裝飾。

藥品條形碼的作用沒有充分的發揮出來：近些年來，部分的藥品經營企業為了提高自身的物流管理水平，開始大力應用條形碼，這是因為條形碼具有自動識別以及數據采集的功能。但是通過上文的敘述我們可以得知，我國藥品條形碼沒有統一的標準，并且印制也不夠規范，這樣在采集數據的時候就會存在著問題，企業需要對藥品進行檢測，然后進行統一的編碼打印和黏貼，這樣才能夠提高物流管理水平。我們需要清晰的認識到，藥品批發經營企業每天經手的藥品不及其實，那么如果要額外貼碼，就會增加大量的物流成本，并且，很容易導致各種差錯的產生。

3、在實現特殊藥品電子監管的基礎上全面推廣藥品電子監管碼

特殊藥品電子監管的實施，其實就在一定程度上促進了藥品電子監管碼的使用和推廣，但是，要想將藥品條形碼的作用給最大限度的發揮出來，還需要做出很大的努力，具體來講，包括這些方面的內容：

一是對藥品電子監管碼進行全面的推廣和應用：近些年，在電子監管方面，逐步的增加了很多的內容，比如特殊藥品、疫苗、血液制品、國家基本藥物目錄全品種等等，這樣就說明了我國在藥品電子監管網絡方面日趨成熟，已經有條件來電子監管所有的流通藥品。另外，要想進一步的開發國家藥品電子監管網絡，還需要統一藥品電子監管碼，并且使其擁有必要的延續性，因此，就要求將電子監管碼全面應用于所有流通的產品之中，對藥品條形碼進行規范，對標準進行統一。

二是在藥品電子監管碼的基礎上，建立藥品準入制度：要想對我國藥品電子監管碼的推行力度進行強化，非?；A的一點就是要讓藥品企業認識到中國藥品電子監管碼推行的重要性，從藥品生產環節就開始控制，國家需要做出相應的努力，出臺一系列的政策， 規定流入到市場之中的藥品，在包裝上都需要有相應的電子監管碼，這種電子監管碼是全國統一的，這樣藥品在流通的過程中，不管是藥品經營企業，還是藥品使用者，都可以無縫對接， 中國藥品電子監管網絡中也可以即時的接收到這些藥品的信息，對藥品流通的各個環節進行監控，從而保證人民的用藥安全。

三是讓藥品電子監管碼變得更加的實用：要想讓藥品電子監管碼應用于藥品經營之中，讓使用單位在藥品管理之中可以主動對其使用，除了需要保證藥品電子監管碼足夠的專業，還需要保證藥品電子監管碼具有較強的實用性。依據上文的分析我們可以得知，藥品經營企業要想提高自身的物流管理水平，需要額外對藥品進行貼碼，那么增強藥品電子監管碼的實用性，其實就在于這個方面，保證各個經營單位和使用單位利用電子監管碼管理就可以實現藥品流轉的整個環節總之，我們既要將藥品電子監管碼的監管作用給充分的發揮出來，又要將它的應用效能給充分的發揮出來，讓其和其他產品的條形碼一樣，可以應用于流通的各個環節之中。要想達到這個目的，相關的部門就需要統一藥品電子監管碼標準，對藥品編碼方式進行規范和統一，同時，要保證條碼中涵蓋的內容足夠豐富。

4、結語

條形碼，從實質上來講，它是一種計算機語言，但是是可以印制的，在其他商品的流通領域已經得到了廣泛的應用，條形碼不僅可以證明產品的身份，達到防偽的目的，還可以提高物流的工作效率；另外，如果商品出現了質量問題，控制和召回也比較的簡單和快捷。但是，在我國藥品條形碼使用管理方面，還存在著諸多的問題，需要采取一系列的措施來全面推廣藥品電子監管碼。本文簡要分析了藥品條形碼的使用管理現狀，然后探討了如何在特殊藥品電子監管的基礎上，全面推廣電子監管碼，希望可以提供一些有價值的參考意見。

參考文獻：

[1]胡鐵軍.淺談建立小型藥品電子監管碼賦碼生產線的模式[J].中小企業管理與科技，2012，2（13）：123-125.

篇4

20世紀70年代以來,由于半導體激光器和光纖技術的重要突破，推動了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲與顯示、光計算以及光信息處理等技術的蓬勃發展，從深度和廣度上促進了光學和電子學及其他相應學科(數學、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個邊緣的研究領域。光電子學一經出現就引起了人們的廣泛關注，反過來又進一步促進了光電子學及光電子技術的發展。光電子技術包括光的產生、傳輸、調制、放大、頻率轉換和檢測以及光信息存儲和處理等。因此，可以這么說，現代信息技術的支撐學科是微電子學和光學，光電子學則是由電子學和光學交叉形成的新興學科，對信息技術的發展起著至關重要的作用。光電子技術是光頻段的電子技術，是電子技術與光學技術相結合的產物，光電子技術是光電信息產業的支柱與基礎，涉及光電子學、光學、電子學、計算機技術等前沿學科理論，是多學科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術學科，其技術廣泛應用于光電探測、光通信、光存儲、光顯示、光處理等高新技術光電信息產業。同時，隨著生物醫學、生命科學等新興學科的發展，其中的信息獲取手段對光電子技術的依賴程度越來越高，加快了這些學科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學科，比如生物光子學、光醫學等。綜上所述，可見光電子技術在現代信息產業技術中的重要地位，因此，光電子技術這門課程不僅是光學工程專業的基礎必修課程，也應該作為電子信息工程專業的專業選修課程來開設。

電子信息工程專業的光電子技術課程的基礎理論知識包括：光度學基本知識、光輻射傳播、光束調制與解調、光輻射探測技術等。其中，光度學基本知識是最基礎的內容，包括：電磁波波譜、輻射度學、光度學、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律與特性、光波在電光晶體中的傳播規律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規律與特性、光波在光纖波導中的傳播規律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線性介質中的傳播等。光度學基本知識和光輻射傳播這兩個基礎內容可以說是光電子技術課程基礎中的基礎，而對于電子信息工程專業的學生來說，這些知識點比較抽象，為了便于該專業學生對光電知識的接受和激發他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時間重點講解這部分的知識點，同時在制作PPT教案時盡可能使用圖片或動畫描述一些原理性的知識。

比如：在講解激光是如何產生的時候，可制作動畫描述自發輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結構和工作原理時，可制作多色圖片對激光在各種光學諧振腔中的受激放大過程進行描述；在介紹各種典型的激光器時，最好收集到它們的實物照片進行講解；在講解光波在各種光學晶體中的傳播特性與規律時，最好能制作三維立體的圖片描述光學晶體的各向異性的特性，相應的公式表達盡量簡潔化，然后結合動畫描述光波在其中傳播時所發生的變化。光束的調制、掃描和解調技術的理論教學內容包括：光束調制的基本原理、電光調制技術、聲光調制技術、磁光調制技術、直接調制技術、光束機械掃描技術、光束電光掃描技術、光束聲光掃描技術、空間光調制器等。這些知識點的理論基礎都是“光輻射在光學晶體中的傳播規律和特性”。其中光束調制的基本原理移植了微電子學中微波調制中的很多概念，電子信息工程專業的學生易于理解，但是光束調制和掃描的實現技術中，除了需要使用各種光學晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個系統完成光束的調制和掃描。這些光學器件對于沒有光學工程基礎的電子信息工程專業的學生來說比較陌生，因此，在講解過程中應該通過動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概念，并借用相關的光學參考資料對這些光學器件的功能和原理進行簡單介紹。

只有這樣，才有利于電子信息工程專業的學生深刻理解光束的調制、掃描、解調等技術。光輻射探測技術的理論教學內容主要包括：光電探測的物理效應、光電探測器的性能參數、光電探測器的噪聲、光電導探測器—光敏電阻、PN結光伏探測器的工作模式、硅光探測器、光電二極管、光熱探測器、直接光電探測系統、光頻外差探測的基本原理等。由于電子信息工程專業的學生已經具備了較好的半導體器件理論基礎知識，而光電子器件本身也屬于半導體器件，因此學生只要掌握了愛因斯坦的光電效應原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點及應用領域。該部分所介紹的各種光電半導體器件很可能會在學生將來從事信息產業技術的相關工作中用到，也可能會在將來某些學生跨到光電信息或光學工程相關專業進一步深造時從事相關科研課題研究時用到，比如：PN結光伏探測器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會經常用到。因此，建議在理論教學過程中，除了結合圖片等多媒體教學手段介紹相關光電子器件的工作原理外，最好能夠給學生展示光電子器件的實物，以便給學生一些感官認識。電子信息工程專業光電子技術課程的系統方面的知識點包括：光電成像系統、光電顯示系統等。

其中，光電成像系統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，其原理基礎仍然是光電半導體器件和兩相或三相電極電路的結合。因此，教學中應結合脈沖數字電路知識重點講解CCD的原理和特點。光電成像系統的內容包括：系統基本結構、基本參數、紅外成像系統、紅外成像中的信號處理及綜合特性等。其中紅外成像系統涉及很多應用光學方面的知識，這對沒有應用光學基礎知識的電子信息工程專業的學生來說比較陌生，而且屬于光學工程專業學生的研究方向之一，因此，這部分內容簡單介紹即可。而紅外成像中的信號處理都涉及電子電路方面的知識，屬于電子信息工程專業的范疇，這部分內容可以重點講解。光電顯示系統包括陰極射線管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類顯示技術的應用已很廣泛和成熟，可以重點講解，而后兩類顯示技術比較前沿，可以簡單介紹，以便讓電子信息工程專業的學生了解當今光電顯示技術的發展趨勢。電子信息工程專業光電子技術課程應用方面的內容包括：光纖通信、激光雷達、激光制導、紅外遙感、紅外跟蹤制導、光纖傳感技術等。這些應用技術可以分別舉一個相應的實際應用系統進行介紹，讓學生體會到光電子技術的重要性和廣泛性，激發他們對這門技術的興趣。#p#分頁標題#e#

對于電子信息工程本科專業而言，畢竟培養的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業已有很多屬于本專業的實驗課程及課程設計，筆者認為光電子技術課程的實驗教學應根據該專業學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應用最易于電子信息工程專業的學生理解，而且也是電子信息工程師應該具備的基本知識，因此，筆者建議開設一些光電子器件的相關實驗課。由于光電子技術課程的總學時設置為48學時，所以建議理論教學為40學時，8學時為實驗教學(共4個實驗)。

篇5

電子科學與技術（以下簡稱“電科”）專業是以培養具備微電子、光電子、集成電路等領域寬厚理論基礎、實驗能力和專業知識，能在電子科學與技術及相關領域從事各種電子材料、元器件、集成電路、電子系統、光電子系統的設計、制造、科技開發，以及科學研究、教學和生產管理工作的復合型專業人才為目標的工程專業。作為電科專業教育中重要內容的光電子技術，不僅是當代信息技術兩大支柱之一，而且隨著現代科學技術的發展持續煥發著生命活力。而讓光電子技術保持如此強勁發展勢頭的主要原因之一，正是光電子材料與器件的廣泛應用，例如激光器與新型光電探測器的應用的人你還。另外，諸如納米光電材料與器件、光子晶體及相關器件、超材料及相關器件與表面等離子體激元及器件等新型光電子材料與器件的研究與應用，是目前國際上光學與光電子學研究領域的前沿熱門方向。由此可見，學習光電子材料與器件的相關知識，不僅對電科學生知識體系的構建與就業方向的確定具有積極的影響，也為那些將來希望從事新型光電子材料與器件科研工作的學生，提供了堅實的理論基礎與知識儲備。然而，根據筆者的調研，雖然國內許多重點大學的電科專業都開設了光電子技術課程，但很少有大學專門開設光電子材料與器件這門課程。而由于光電子技術的內容多、涉及知識面廣，教學課時又往往有限（一般為32或48個學時），因此在光電子技術的實際教學過程中，講授教師往往重視光電子技術基本概念與理論知識的教學，而輕視光電子材料與器件的教學。該文從光電子材料與器件的研究內容、應用及發展等方面說明其在電科專業教育中的重要性，并結合自身光電子材料與器件課程的教學經驗，研討電科專業中光電子材料與器件的教學方法。

1 光電子材料與器件簡介

光電子材料是指能產生、轉換、傳輸、處理、存儲光電子信號的材料。光電子器件是指能實現光輻射能量與信號之間轉換功能或光電信號傳輸、處理和存儲等功能的器件。自1960年美國科學家梅曼發明世界上第一臺紅寶石激光器以來，光電子材料與器件如雨后春筍般發展迅速。在短短的50多年里，光電子材料與器件經歷了從紅寶石激光器的發明，到半導體激光器、CCD器件及低損耗光纖的相繼問世；從各種光無源器件、光調制器件、探測與顯示器件的小規模應用到系統級集成制造實用化階段；從大功率量子阱陣列激光器的出現再到光纖激光器、光纖放大器和光纖傳感器的誕生。光電子材料與器件從未停止過發展的腳步，并正在不斷深刻影響著人類社會的方方面面。在實際需求的引導下，各種新型光電子材料與器件層出不窮，性能也不斷提高。尤其是近年來，隨著微米及納米級加工技術的成熟，新型的微納光電子材料與器件的研究異常活躍。納米光電材料、光子晶體、超材料、表面等離子體器件等領域的研究成果豐碩，為未來光電子器件的微型化、集成化發展奠定了堅實的基礎。

綜上所述，光電子材料與器件在當代信息產業與科學技術中具有極其重要的地位，因此，光電子材料與器件這門課程不僅應當單獨作為一門課程獨立教學，而且應該作為重視工程教育的電科專業的核心課程。

2 光電子材料與器件課程教學研究

2.1 光電子材料與器件課程的教學形式、課時安排與教材選擇

光電子材料與器件課程不僅包含豐富的理論知識，例如光電子材料的物理特性以及光電子器件的工作原理等，而且與實際應用結合精密，因此，本課程宜采取理論教學與實驗教學相結合的教學形式。

在課時安排方面，作為電科專業的一門核心專業課程，光電子材料與器件課程的總課時應不低于32學時（2學分），理論課學時不低于26學時，實驗課不低于6學時。

另外，在教材選擇方面，由于光電子材料與器件是光電子技術中的一部分內容，而目前國內關于光電子技術方向的參考書籍很多，其中亦不乏一些光電子技術課程的經典教材，例如西安電子科技大學安毓英主編的《光電子技術》[1]，西安交通大學朱京平主編的《光電子技術基礎》[2]等。雖然這些光電子技術參考書中或多或少都會介紹與光電子技術相關的材料與器件，但是，目前專門介紹光電子材料與器件方向的教科書卻是少之又少，市面上僅有國防工業出版社2012年出版的侯宏錄主編的《光電子材料與器件》[3]一書。加之，該書中所涉及的理論知識較深，基礎淺薄的本科生很難駕馭。由此可見，對于光電子材料與器件這門新興課程而言，設立統一的教材并不合適。因此，筆者建議該課程的講授教師根據理論教學與實驗教學的內容，自行編寫該課程的講義與課件。

2.2 光電子材料與器件課程的理論教學

按照電科專業的專業定位以及培養目標，光電子材料與器件課程的理論教學也應該突出“工程”內容。傳統的光電子技術教學中所重視的原理、定律與規律等內容，在光電子材料與器件教學中要弱化；而傳統光電子技術教學中往往被弱化乃至忽視的光電子材料與光電子器件的相關知識，要在光電子材料與器件課程教學中占主體地位。如此才能保證在有限理論課時的前提下，讓學生對光電子材料與器件有一個全面的認識。

在教學內容的設置方面，由于光電子材料與器件主要應用于光電子技術之中，因此，為了便于學生的理解與知識體系的構建，筆者建議光電子材料與器件課程理論教學的章節設置按照光電子技術的章節設置進行。以筆者講授光電子材料與器件理論課程（共26學時）為例，該理論課程共被分成了緒論（2學時）、激光原理與典型激光器（5學時）、太陽能電池（4學時）、光通信器件與材料（5學時）、光探測器件（5學時）、光電顯示器件（3學時）與光存儲器件（2學時）等七個章節，這七章內容基本囊括了光電子技術中光產生、光轉化、光傳輸、光探測、光顯示以及光存儲等各個重要環節中最為典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章內容的設置上，也盡可能突出“工程”內容，弱化“理論”知識。下面，筆者將詳細介紹筆者在光電子材料與器件教學中各章的教學內容。

第一章緒論主要包括光電子材料與器件課程簡介以及光電子技術的基本知識簡介。在光電子材料與器件課程簡介中，向學生介紹課程設置的目的和意義、課程的主要內容、教學與考試方式與參考資料等。通過這部分內容的介紹，讓學生對本課程的意義、內容、側重點有一定的認識。在光電子技術基礎知識簡介中，重點向學生介紹光電子材料與器件與光電子技術的關系，并通過對光電子技術的概念、特征、發展等方面的介紹，讓學生對光電子技術以及光電子材料與器件有一個整體的認識。

第二章激光原理與激光器重點介紹幾種典型激光器的材料、結構與工作特性，其主要內容包括三個部分：激光原理簡述、典型激光器與激光器的應用。在激光原理簡述部分，由于多數電科專業在學習光電子材料與器件課程之前已經修過激光原理等類似課程，所以該部分內容為簡略介紹的內容，主要幫助學生回顧激光的特征、歷史與光輻射理論等知識點。而第二部分內容典型激光器是本章內容的重中之重，在該部分內容中，將依次向學生介紹固體、氣體、液體與半導體這四大類激光器中的典型激光器的結構、特征與工作特性等知識。由于發光二極管與半導體激光器結構與工作原理上的相似，在介紹完半導體激光器后，可以順理成章地介紹發光二極管的結構與特征。另外，本章最后還簡單介紹了激光器的幾種常見應用。

太陽能電池雖然是光電探測器中光伏效應的一種特殊應用，但是由于它在現如今光電子技術產業以及光電子器件中的重要地位以及良好的發展趨勢，該部分內容被獨立成一章。在第三章太陽能電池中，主要分兩小節給學生介紹，第一小節介紹當今能源與環境問題以及太陽能的開發和利用，讓學生了解當今能源資源的現狀以及新能源研究與應用的迫切需求，然后介紹太陽能利用的歷史以及發展趨勢；第二小節正式介紹太陽能電池的工作原理、結構以及特性等知識。

第四章光通信器件與材料主要介紹的是光通信系統中所用到的有源與無源光器件。本章內容共分為兩小節：第一小節介紹光纖通信的基礎知識，包括光纖通信的定義，光纖的結構、導光原理、發展歷史，以及光纖通信系統的組成與特點。第二小節正式介紹光纖通信系統中所用到的各類光電子器件以及構成這些器件的核心材料。在光纖通信中，最重要的器件當屬光纖，所以，本節開始就著重介紹光纖的相關知識，包括它的結構、原理、分類、特征參數與傳輸特性。然后，又將光纖通信系統中的其它光電子器件分為有源與無源器件兩類，并分別介紹了這兩類光器件中的代表器件：摻鉺光纖放大器與波分復用與解復用器。最后，在本章結尾還介紹了光纖通信系統中其它幾種常用光器件，例如光耦合器、光衰減器、光環行器等。

第五章光探測器首先介紹了光電探測器的物理效應、性能參數、噪聲；其次，按照光電探測器物理效應的不同一一介紹了幾種典型的外光電效應探測器（光電管與光電倍增管）與內光電效應探測器（光電導、光電池與光電二極管）。教學的重心仍然放在對探測器結構、工作原理以及特性等方面。

第六章光顯示器件重點介紹四種光顯示器：陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯示器與電致發光顯示器。

第七章光存儲器件主要介紹了現如今最常用的一種光存儲系統―― 光盤系統以及其中最總要的器件光盤。

2.3 光電子材料與器件課程的實驗教學

光電子材料與器件實驗課程的教學要與理論教學緊密相連，并重點介紹理論課上講解過的光電子材料與器件，實驗課程的學時應不低于6學時，開設的時間最好在理論教學完成之后，以保證學生在實驗前已對實驗器件與實驗原理有一定的了解。在實驗項目的設定方面，既要保證與理論課程內容的相輔相成，又要盡量避免與其它課程實驗項目的重復，造成資源的浪費。例如，許多大學的電科專業都已經將激光原理一課作為該專業的核心專業課程，并配備了相應的激光器實驗。在這種情況下，如果在光電子材料與器件實驗教學中再次引入激光器的實驗內容，不僅消耗了寶貴的實驗時間，實驗效果也會大大降低。

下面跟大家簡單介紹筆者在光電子材料與器件實驗教學（6學時）中的實驗安排。

（1）實驗內容：共包含六個實驗項目，它們分別是：光控開關實驗、光照度計實驗、紅外遙控實驗、PSD位移測試實驗、太陽能充電實驗與光纖位移測量系統實驗（每個實驗1學時）。各實驗中都應用到了一個或幾個核心光電子器件，這些光電子器件基本涵蓋了學生在理論課程中所學到的最為重要的幾類器件，例如光控開關實驗應用到了光電探測器中的光敏電阻作為核心元器件；而紅外遙控實驗中用到了發光二極管光源與紅外探測器等光電子器件。

（2）實驗要求：以往的光電子技術實驗往往重視現象的觀察與定性分析，但經筆者調研，這種實驗方法很難最大限度激發學生的求知欲與動手能力，因此，在對原有的實驗指導書進行改良后，筆者自行編寫了實驗的指導書，并在每個實驗項目中加入了一些測量與定量分析的實驗內容。例如太陽能充電實驗，原來的實驗指導書只是觀察太陽能充電的效果，但是，在新改良的實驗指導書中，要求同學測量不同光源照射下太陽能電池的輸出電壓與輸出電流，并要求學生分析比較其差別。通過這種方式，充分調動學生的實驗積極性，在具體的實驗教學中也取得了很好的效果。

（3）實驗方式：分組實驗，共同撰寫實驗報告。這樣，不僅提高實驗效率，還能夠鍛煉學生的團隊協作意識。

（4）考核方式：根據每位學生實驗完成的情況與實驗報告撰寫的情況綜合評分。