应用型本科院校光电信息实验中心建设的探索与实践

2017-03-29程荣龙许永红葛立新

赤峰学院学报·自然科学版 2017年1期

关键词：光学激光中心

王莉，程荣龙，许永红，宫昊，葛立新

（蚌埠学院光电信息实验中心，安徽蚌埠 233030）

应用型本科院校光电信息实验中心建设的探索与实践

王莉，程荣龙，许永红，宫昊，葛立新

（蚌埠学院光电信息实验中心，安徽蚌埠 233030）

本文简要介绍了光电信息实验中心的主要内容、实验项目设计等工作过程,并总结了相关经验.

光电信息实验中心；建设；实验平台

1 光电信息实验中心的主要内容和指导思想

蚌埠学院光电信息实验中心的建设思路：蚌埠学院自建校以来，各学科得到飞速发展，办学定位发展为“地方型、应用型、工程化”.学院各学科建设的目标也相应要求学生不仅掌握基本理论知识，还要求学生实践动手能力上收到全面的培养和锻炼.该中心的主要任务是实现光信息传输、获取、信息处理及再现等，致力于培养学生具备激光技术、光信息、光通信器件、光电子和信息电子领域的基本理论知识的学生，而且具备从事这些领域的设计、研究与开发运行维护的能力.

光电信息实验中心的指导思想是在注重专业原理,结合专业方向的基础上，以专业课和专业基础课实验教学为主,同时兼顾教师专业发展.实验室在建设过程中，始终坚持深化改革教学手段、方式、更新教学内容，为落实学生的创新精神和实践能力的培养提供必备的技术条件；加强实验室建设和实验指导教师队伍建设；努力提高实验和实践教学质量，真正把光电实验室建设成为创新型人才培养和应用型本科实验教学的场所.

2 光电信息实验中心的主要现状和建设内容

光电信息实验中心以光源分析、光学成像、光电转换、光载信息为模块规划建设四个实验分室，分别为激光原理与应用、基础光学、光光信息处理与通信、光电子检测技术实验室.实验中心目前主要承担有关光学成像技术与处理、光源分析、光电转换、光载信息检测与分析的实验和实践教学.同时为学生的课外科技活动提供必要的软硬件条件，还可为两个专业每年约150名毕业生的毕业论文（设计）课题提供实验和仿真分析平台.

光电信息实验中心设备配置主要以新型的综合实验装置为主，同时也有部分必需的传统实验装置.新型综合实验设备可以为探究性、综合性、设计性实验，学生的课程设计和毕业论文提供了必备的实验平台.

2.1 激光原理与应用综合实验平台

激光作为一门新颖科学技术发展极快，迄今已渗透到几乎所有的自然科学领域，对物理学、化学、生物学、医学以及检测技术、通信技术、军事技术等都产生了深刻的影响.激光原理与应用综合实验平台作为光电信息实验中心的一部分，着重培养学生对激光技术的整体把握，使学生掌握激光是如何搭建光路而产生的，进而分析激光的一些特性，最后通过一些激光技术改进激光的特性，为学生自行设计创新性实验提供技术支持.同时为全校师生提供科研平台，充分利用实验室实验资源.教师的教研结合可以更好的培养学生，学生的科研可以更好的激发学生的兴趣和锻炼能力.主要建设内容包括:氦氖激光原理与技术综合实验装置，半导体泵浦激光原理实验装置，数字存储示波器，精密隔振光学平台等；可开设激光倍频实验、可饱和吸收晶体被动调Q实验、共焦球面扫描干涉仪调整实验等，完成《激光原理与技术》、《固体物理》和《光电子技术》等课程涉及的实验.每个实验项目按十套配置，满足每套实验仪器1到2名学生的要求.

2.2 光电子检测技术综合实验平台

光电技术是将传统的光学技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，已渗透到许多科学领域，并得到迅猛的发展.光电检测技术是由之产生的一门重要技术，该技术是现代测量技术中的一个重要组成部分.光电子检测技术平台能够完成光电技术方向学生的毕业论文设计，课程设计，相关的实验教学等.该实验平台主要为光电类专业的《光电检测》、《光电子技术》和《光电检测技术及应用》相关课程提供实验平台.主要建设内容包括光学调制盘及信号解调实验、光电倍增管实验仪、光电探测原理实验仪、LD/LED光谱特性测试实验仪、光电传感器实验台、彩色面阵CCD综合实验仪、微弱光测试仪、印制板快速制作系统，光电技术创新实训平台、数字示波器及任意波形函数信号发生器等，主要完成光信息处理、光电检测与信号处理和光电传感等实验.利用该实验平台,可以让学生对各种光电实验仪的性能指表、工作原理、适用场合有直观的了解.同时学生可以设计搭建小型的光信息处理和光学系统，也能够实现各种变换与处理电路，为全国大学生光电设计大赛奠定基础和提供必备的硬件支持.

2.3 光通信与光纤技术综合实验平台

光纤通信技术由于具有传送量大，信息传递损耗小，抗电磁干扰能力强，占用空间小等优点，它已经成为现代通讯的主要支柱之一.网络时代的到来，要求学生不仅具备光纤通讯的基本理论知识和能力外，还能够在高起点上进行初步的探索性研究.建设内容包括：光纤通信原理实验系ZY11804I10套、光调制及解调综合实验ZY12234B10套、光纤通信原理实验系统10套、电光调制和磁光调制实验系统各10套,FSO自由空间光通信原理实验系统ZY12235C10套，20M示波器20台，可进行光纤制作、光调制、光通信和光纤特性测试等实验.我们针对某些实验配置光纤熔接机2套,学生通过光纤熔接机自己动手制作光纤，并对制作的光纤直接进行调测、分析，有利于学生实际动手能力的提高，也可以较大的提高仪器的利用率.

2.4 基础光学实验综合平台

该实验平台主要为光信息科学与技术和光电信息科学与工程专业的《应用光学》、《物理光学》和《信息光学》相关课程提供实验平台.建设内容包括：系统像差光学综合实验装置10套，WSZ系列光学平台10套.主要开设光学系统和变焦距系统设计、像差分析两个实验模块，主要通过对经典光学系统的搭建和经典像差的认识，使得学生掌握光学成像的基本规律和影响成像质量的主要因素，为设计创新性光学系统奠定基础.

2.5 光电信息实验中心的硬件模块

光电信息实验中心硬件模块由电子衍射仪、频谱分析仪、光学车间检验实训平台、光学传感三维面型测量仪、光学非线性测量仪、光时域反射计、各类制式光学精密调节架、LIBS实验光学系统、各类现代传感器模块、示波器和接收器件、FSO自由空间光通信原理实验系统、激光拉曼光谱仪、光调制及解调综合实验仪、视频传输组件等构成,可作为进行光电信息类本科生的毕业设计、设计实验和课程设计的硬件平台.

2.6 光电信息实验中心的软件模块

光电信息技术软件模块由光通信系统设计软件(LinkSIM)、光学CAD设计软件 (ZE-MAX)、PDA和EDA软件、光电子器件设计与仿真软件(Optiwave)构成,可作为光电信息类本科生进行创新性毕业设计及设计实验的软件平台.

教育部在第二次全国普通高校本科教学工作会议中强调,要在本科教学中着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力.专业实验室是培养和提高学生学习能力、实践能力和创新能力的重要阵地.考虑到目前光电专业实验中心使用的人数和次数不多，在配备实验装置时以10组为基本配置.为确保实验进度，优化实验设备结构,实验中心经过精心调度，2个实验同时开出，学生交叉进行实验.

3 建设实践与效果

蚌埠学院光电信息实验中心经过近三年的建设,已完成了四个实验平台的建设.该中心目前承担了“光信息科学与技术”和“光电信息科学与工程”专业的综合性、设计性毕业设计和课程设计以及主要的专业实验和专业基础实验.在保证基本教学外还面向全院开放，为学生综合类、创新设计性实验项目创新提供指导和帮助，为教师科研提供平台，最大限度发挥实验中心效能.目前实验中心可以开设光纤通信原理系列实验、光电技术创新综合实验、彩色面阵CCD综合实验、CMOS传感器综合实验、光调制及解调综合实验 (电光、声光、磁光)、传感器检测技术综合实验、FSO自由空间光通信原理实验和氦氖激光器系列实验等综合性实验.其中面向“光信息科学与技术”和“光电信息科学与工程”专业开设“激光原理与技术综合实验”24学时；“基础光学实验”、“光电技术与检测综合实验”各32学时；“光纤通信原理综合实验”40学时.实验中心努力使所开设的实验课程满足现代创新型、应用型人才培养和实验教学模式的需要，逐步形成了基础实验、提高实验、综合实验的分层次教学体系.

4 实验中心建设工作的下一步目标

建设系统性综合性实践环节是光电信息实验中心建设的重点，不只是针对一门课设置实验，而是实现对多门课程或者多个知识点的贯穿应用.实验中心始终以服务专业发展服务社会为宗旨，与用人单位合作开发一些具有针对性的实验实训项目.积极参与与仪器厂家及用人单位的交流合作，努力打造共建实验室，使学生学完相关理论和实践课程后具备综合应用能力和工程实践能力.

实验中心下一步建设的目标是加强软件方面的建设,主要包括以下建设内容：

（1）合理安排减少部分基础性和验证性实验，适当增加创新性、设计性、综合性、实验，确保实验高水平、高质量.

（2）加强实验指导教师队伍的建设.建设一支高质量、高水准、高层次的实验教师队伍是实现创新、实践教育的关键，是良好实施实践教学体系的保障.目前光电信息实验室年轻教师较多，虽然年轻教师理论知识扎实，但实践经验不足，下一步将会采取多种形式提高教师的实践水平，以满足实践教学需要.如：聘请一批学术与技术骨干从事实验技术和管理工作；有计划地组织青年教师参加企业调研培训；鼓励教师参加国内各类学术交流活动；加强与行业和兄弟院校的合作等.

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