光通信实验室的建设与探索

孙春艳

摘 要： 光通信实验室建设要首先做好前期的调研分析工作，其次选择较符合搭建实验室的环境，再次制定各专业等实验内容，最后制定有效的考核手段。通过积极调研，采取学生易接受的教学手段，进而使实验室建设科学发展，也为其他相关专业实验室的建设提供参考。

关键词： 光通信实验室 建设 调研

21世纪，由于因特网等业务的迅速发展，现在对于大容量（超高速和超长距离）的光通信技术更为迫切的需求。光通信已经在很多领域得到了广泛应用，是人们生活必需的通信方式。光通信原理是以实验为基础的学科，让学生具体了解光通信原理。光通信原理实验是光电信息科学与工程专业课程体系中的一项。在光通信原理课程中，实验教学是其重要组成部分，实验教学是强化理论教学效果的有效手段。光通信原理实验是专业教学的有力保障和必要条件，而且专业教师可以通过此实验教学研究教学内容和反思教学方法。因此实验室的建设是一项非常重要的工作。下面我们将从几个部分阐述如何建立光通信实验室。

1.调研

1.1现状

本院光信息科学与工程专业自2011年招生以来[1]，每年招生前景不错，此专业社会需求较大，学生就业前景较好。本实验室为专业实验，大三下学期才投入使用，由于目前该专业办学时间短，相对应的实验、实训等实践环节的设备缺口很大，不利于专业发展，因此在很大程度上会影响到本专业的人才培养质量。为响应学校培养“地方性、应用性”的目标，加快该专业的专业实验实训等设施建设势在必行[2，3]。

在建立实验室之前，本院组织专业教师到兄弟院校（如：安徽师范大学等）调查其开设实验的情况及设备购置情况，组织专业教师到北京杏林等公司参观最新的实验教学器材。并通过网络，对其他院校光通信实验室的开设情况进行了查询与研究。

1.2交流

由于学校实验室有限，我们专业与通信专业共用一个实验室，因此在购置器材之前，与相关院领导和教师进行交流，征求该实验开设内容的意见与建议，通信类主要要求开设信号等方面的研究，我们专业主要注重的是光等方面的研究。这些意见和建议为实验室仪器购置方案设计提供方向性的依据。

通过与学院领导进行交流，明确了学院对实验室建设的规模及目标要求，为实验室建设方案的设计提供了指导与可实现性依据。

1.3定位

定位是专业实验室建设的基本前提。首先根据本实验课程来定位，本实验课程主要目的是增加学生对实际光通信原理的认识，了解该系统的三个基本组成部分：光发射、光接收和传输光路，再学习SDH同步复用体系与异步电复用技术，最后学习光放大的物理知识，学习光路复用技术，掌握光纤通信系统的基本组成、工作原理及一些基本通信方法。理论与实际相联系，培养学生实验能力，还可进一步设计有关光通信方面的电路。

此实验室还可提供教师科研研究使用。因此，实验室的功能定位为：学生实验室和教师教科研究室两种功能。

1.4目标

（1）通过本实验的建设，学生能够全面而深入地了解本专业的核心知识和技术，更能满足社会和企业的实际需求，进而实现专业人才培养与企业需求的链接。

（2）通过本实验的建设，能够促进本专业实践教学体系的改革，提高实验的开出率。既能实现基础与验证性实验为主，又能开展以设计性、综合性、创新性为特色的实验。

（3）通过本实验的建设，为学生的科技创新活动和老师科研提供良好的硬件条件，带动本专业创新实验项目的发展，加强学生专业实践技能的培养，进而提高毕业生就业率。

2.环境

由于光通信实验室研究的是与光有关的通信[4]，我们会用到很多与光有关的器件，因此实验室要求防潮、防尘、挡光等。根据以上考虑，本实验室有以下要求：

2.1一间宽敞明亮的房间，配有深色窗帘，挡光效果要好，还要有黑板和投影仪等。

2.2本实验室主要负责光通信实验和光纤通信实验方面的教学，面向大三6-8个班级的学生开课；光电信息科学与工程专业的光通信实验为36课时，通信专业的光纤通信实验课为18课时；每个班级30-50人，每次实验每个班级分成两大组，由于实验人数较多，因此室内共放置25张实验桌，每张实验桌配有对应的电脑。

2.3墙上悬挂相关的制度，并贴有2-3幅有关实验的名言名句，营造物理实验的文化氛围。

2.4配置空调，以控制房间的温度和湿度，使得实验中心环境更加优越。

3.内容

本实验室的实验内容分成以下三块：

（1）本实验室每年承担大三6个班约300名学生的实验任务，光通信原理实际所需实验有12个，共36个学时；其中9个必修实验，共27个学时；9个选修实验，每次从中挑选3个实验，共9个学时。本实验知识点包括：数字调制原理实验、光纤耦合端面处理与观察实验、光纤耦合及其效率测量、半导体激光器和发光二极管的P-I特性曲线及其调制信号的波形、半导体激光器发光原理、光纤通信中激光光源工作原理、图像信号在光纤系统中的传输过程等。频谱特性、时间特性、电特性、都是光电探测器的重要参数，了解和掌握这些重要参数的概念、特性和测试方法是光电专业本科生必备的专业知识。

（2）有一部分实验是选做实验，学生可根据自己的兴趣选做非本专业特色实验。学生可以修完相关课程后再走进实验室，这样可以加深对理论知识的理解。

（3）还有一部分是二次开发模块，这块实验内容用来进行课程设计、毕业设计等。

在这三块内容要求下，对于实验项目的安排，由本院领导邀请专家组提出总体构思方案，再根据每块内容分专题小组，每小组由专业教师负责指导编写实验教学大纲及实验教材。

4.考核

4.1具体实验教学环节（平时成绩）：

（1）实验预习（20%）

看懂教材、明确目的、写出预习报告。预习报告要求：

①写实验目的、主要原理、公式（包括式中各量意义）、光路图及关键步骤。

②画好原始数据表格，单独用一张实验报告纸。

③上课教师要检查预习情况，记录预习分。

（2）实验操作（40%）

阅读资料、调整仪器、观察现象、获取数据、仪器还原。

①重视实验能力、作风培养。珍惜独立操作的机会，完成基本内容，争取做实验提高内容。教师在评分上予以鼓励。

②强调记录数据时不得用铅笔，只有数据正确、仪器还原、教师签字后该实验才有效。

③提倡研究问题，注意安全操作。

（3）实验报告（40%）

①实验报告。

②报告内容：实验题目、目的要求、仪器设备、实验原理、实验内容及步骤、原始数据、正式数据及数据处理、结果表示、分析讨论、回答思考题、实验体会等。或者提交小论文等。

③交报告的时间、地点：一周内交给课代表然后下次上课前统一交给任课教师。逾期未交报告，酌减报告分，一个月不交，按无报告处理。

4.2期末考试：根据需要可采取笔试、操作考试、设计性实验等形式（选择一种或两种）。

4.3学期总评：平时成绩与期末考试各占50%。

学生成绩的考核是衡量学习效果的有力手段，平时成绩在总考核中占的比重为50%，在总评中比重较大，不让一纸定成绩，因此这种方法较能客观公正反映学生成绩，有效考核学生平时实验成绩，促使学生严格要求自己，主动学习。

5.总结

光通信实验课程是我院大三下学期，高年级学生的专业实验课，它体现了光通信理论知识的具体应用。做好光通信实验室的建设与探索工作是实验教学的重要保障和必要条件，也是完成课程教学和强化理论教学效果的基础与前提，而且在人才培养方面起着至关重要的作用。

参考文献：

[1]何国兴.厚基础、宽口径、理工复合培养光电信息技术人才[J].光电子技术与信息，2005，18（3）：95-97.

[2]陈国庆等.光信息科学与技术实验室建设的实践和探索[J].实验技术与管理，2005，22：11.

[3]李叶芳等.光信息科学与技术专业实验室的建设[J].实验技术与管理，2005，22：8.

[4]廖延彪.光纤光学[M].北京：清华大学出版社，2003.