一、薄膜制備技術(shù)

薄膜制備方法多種多樣，總的說來可以分為兩種——物理的和化學(xué)的。物理方法指在薄膜的制備過程中，原材料只發(fā)生物理的變化，而化學(xué)方法中，則要利用到一些化學(xué)反應(yīng)才能得到薄膜。

1.化學(xué)氣相淀積法(CVD)

目前光電子器件的制備中常用的化學(xué)方法主要有等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積（PECVD）和金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）。

化學(xué)氣相淀積是制備各種薄膜的常用方法，利用這一技術(shù)可以在各種基片上制備多種元素及化合物薄膜。傳統(tǒng)的化學(xué)氣相淀積一般需要在高溫下進(jìn)行，高溫常常會(huì)使基片受到損壞，而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積（PECVD）則能解決這一問題。等離子體的基本作用是促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，等離子體中的電子的平均能量足以使大多數(shù)氣體電離或分解。用電子動(dòng)能代替熱能，這就大大降低了薄膜制備環(huán)境的溫度，采用PECVD技術(shù)，一般在1000℃以下。利用PECVD技術(shù)可以制備SiO2、Si3N4、非晶Si:H、多晶Si、SiC等介電和半導(dǎo)體膜，能夠滿足光電子器件的研發(fā)和制備對新型和優(yōu)質(zhì)材料的大量需求。

金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）是利用有機(jī)金屬熱分解進(jìn)行氣相外延生長的先進(jìn)技術(shù)，目前主要用于化合物半導(dǎo)體的薄膜氣相生長，因此在以化合物半導(dǎo)體為主的光電子器件的制備中，它是一種常用的方法。利用MOCVD技術(shù)可以合成組分按任意比例組成的人工合成材料，薄膜厚度可以精確控制到原子級(jí)，從而可以很方便的得到各種薄膜結(jié)構(gòu)型材料，如量子阱、超晶格等。這種技術(shù)使得量子阱結(jié)構(gòu)在激光器和LED等器件中得到廣泛的應(yīng)用，大大提高了器件性能。2.物理氣相淀積（PVD）

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長121%。整個(gè)激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

2我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計(jì)劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，在很多領(lǐng)域同國外先進(jìn)國家只有兩三年的距離，個(gè)別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。

國內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件）等已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護(hù)的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個(gè)別產(chǎn)品還取得國際市場相關(guān)產(chǎn)品中的銷量最大的成績。我國相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白，打破國外產(chǎn)品在市場上的壟斷地位，同時(shí)爭取進(jìn)入國際市場。

1光電子技術(shù)的相關(guān)概述

光電子技術(shù)是現(xiàn)代化新技術(shù)，具有無可比擬的先進(jìn)性，它是光子技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合而成的新技術(shù)，涉及光的顯示、光的存儲(chǔ)以及激光等眾多領(lǐng)域。它不僅是未來信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，也是煤炭安全生產(chǎn)的重要技術(shù)保障。該技術(shù)涉及的課程體系眾多，包括光學(xué)與物理、IED的生產(chǎn)與檢測、生產(chǎn)管理、3D顯示、光電半導(dǎo)體元件等內(nèi)容，與多種學(xué)科交叉滲透。該技術(shù)的興起運(yùn)用也帶動(dòng)了它在煤炭生產(chǎn)企業(yè)中的運(yùn)用，它能夠?yàn)樯a(chǎn)安全性提供保障。但是據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由于該技術(shù)在我國的發(fā)展時(shí)間尚短，我國又缺乏與該技術(shù)相關(guān)的專業(yè)人才，導(dǎo)致其應(yīng)用面臨嚴(yán)峻的困難，它的效能難以得到發(fā)揮。提高我國該領(lǐng)域的核心技術(shù)能力，培養(yǎng)高技術(shù)人才，并在煤炭安全生產(chǎn)中科學(xué)發(fā)揮它的作用，就成為我國煤炭企業(yè)降低事故發(fā)生率、減少企業(yè)資金浪費(fèi)、切實(shí)提升企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。

2光電子技術(shù)在煤炭安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

2．1近紅外波長瓦斯?jié)舛葯z測技術(shù)

瓦斯爆炸是造成煤炭生產(chǎn)不安全的最重要的因素之一，做好瓦斯的檢測工作，明確氣體的濃度就顯得極其重要。利用光電子技術(shù)中的近紅外波長瓦斯?jié)舛葯z測手段，能夠準(zhǔn)確檢測出煤炭井下的氣體濃度，改善原有瓦斯傳感器只能檢測黑白元件的弊端，并且不需要每隔一周進(jìn)行調(diào)試，從而減小誤差，緩解人員工作壓力，大大降低瓦斯爆炸事故發(fā)生的可能性。此外，由于光電子元件的發(fā)展，近紅外波長瓦斯?jié)舛葯z測技術(shù)還具有相對的穩(wěn)定性，使用操作簡便易行，使用年限也更長。

2．2LED礦燈

論文關(guān)鍵詞：世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評(píng)論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長121%。整個(gè)激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

論文關(guān)鍵詞：世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評(píng)論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長121%。整個(gè)激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

摘要：在地方性高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的定位下，“光電子技術(shù)”課程應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生具有解決實(shí)際光電問題的知識(shí)和技能為目標(biāo)。文章對現(xiàn)有“光電子技術(shù)”課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合，增加了前沿模塊和應(yīng)用模塊，提高了教學(xué)內(nèi)容的針對性和應(yīng)用性；采用探討式課堂教學(xué)和專家講座相結(jié)合的教學(xué)方法，并在一些獨(dú)立章節(jié)引入“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，提高了學(xué)生的課堂參與度；建立了分層實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；拓展了課程考核內(nèi)容，改變了評(píng)價(jià)方式，進(jìn)一步保障了各項(xiàng)改革措施的最終落實(shí)。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才培養(yǎng)；光電子技術(shù)；課程內(nèi)容；教學(xué)方法

基于應(yīng)用性人才培養(yǎng)的定位[1]，“光電子技術(shù)”課程應(yīng)將光電基礎(chǔ)知識(shí)和現(xiàn)代應(yīng)用結(jié)合起來，以培養(yǎng)學(xué)生具有解決實(shí)際光電問題的知識(shí)和技能為目的，在課程內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和考核評(píng)價(jià)方面進(jìn)行改革[2-3]。

1調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容

1.1刪舊增新，整合課程內(nèi)容。刪舊，即刪除或壓縮陳舊的或已學(xué)過的內(nèi)容。如陰極射線管現(xiàn)在應(yīng)用較少，可以少講或者不講；有關(guān)光輻射的知識(shí)已經(jīng)在光學(xué)和工程光學(xué)講過，可以刪減。增新，即增加現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展前沿、新技術(shù)及新需求，相關(guān)內(nèi)容都可以編入前沿模塊，既可以提高教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性和應(yīng)用性，又可以拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。同時(shí)，“光電子技術(shù)”課程涉及的知識(shí)面非常廣，各章內(nèi)容比較獨(dú)立，學(xué)生普遍反映這門課程“雜”“難”[4]。針對章節(jié)內(nèi)容缺乏邏輯關(guān)系的問題，整合課程內(nèi)容，按照光學(xué)系統(tǒng)的源、信息加載、傳輸通道、探測、信號(hào)處理和顯示為主線整合內(nèi)容，增加章與章之間的邏輯聯(lián)系，建立“光電子技術(shù)”課程的知識(shí)框架，具體如圖1所示。1.2增加技術(shù)應(yīng)用及市場需求的教學(xué)內(nèi)容。鑒于光電子技術(shù)與光電子產(chǎn)業(yè)市場的密切關(guān)系，課程的內(nèi)容需要緊跟技術(shù)的發(fā)展和市場需求[5]。通過對光電子相關(guān)本土企業(yè)（如長虹電子等）的大量研究，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、科研一體化的模式，了解企業(yè)的具體需求，確定課程培訓(xùn)目標(biāo)，整合課程內(nèi)容，增加應(yīng)用專題模塊，如圖1所示。通過與企業(yè)的深度合作，嘗試與企業(yè)共同編寫校本教材，提高課程中應(yīng)用性知識(shí)比例，提升學(xué)生的應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和專業(yè)競爭力。

2采用多元化的教學(xué)方法和手段

1納米導(dǎo)線激光器

2001年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器-納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。研究人員使用一種稱為取向附生的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養(yǎng)"納米導(dǎo)線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導(dǎo)線。然后，當(dāng)研究人員在溫室下用另一種激光將納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體激活時(shí)，純氧化鋅晶體會(huì)發(fā)射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量。

2紫外納米激光器

繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵(lì)下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長為385nm的激光，被認(rèn)為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實(shí)際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種ZnO納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于GaN藍(lán)光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，ZnO納米激光器可以進(jìn)入許多今天的GaAs器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長這種激光器，ZnO納米線要用催化外延晶體生長的氣相輸運(yùn)法合成。首先，在藍(lán)寶石襯底上涂敷一層1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個(gè)氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運(yùn)到襯底上，在2min~10min的生長過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用Nd:YAG激光器（266nm波長，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對樣品進(jìn)行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當(dāng)激射超過ZnO納米線的閾值（約為40kW／cm）時(shí)，發(fā)射光譜中會(huì)出現(xiàn)最高點(diǎn)，這些最高點(diǎn)的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點(diǎn)的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強(qiáng)度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進(jìn)而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長納米激光器可應(yīng)用在光計(jì)算、信息存儲(chǔ)和納米分析儀等領(lǐng)域中。

3量子阱激光器

2010年前后，蝕刻在半導(dǎo)體片上的線路寬度將達(dá)到100nm以下，在電路中移動(dòng)的將只有少數(shù)幾個(gè)電子，一個(gè)電子的增加和減少都會(huì)給電路的運(yùn)行造成很大影響。為了解決這一問題，量子阱激光器就誕生了。在量子力學(xué)中，把能夠?qū)﹄娮拥倪\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生約束并使其量子化的勢場稱之成為量子阱。而利用這種量子約束在半導(dǎo)體激光器的有源層中形成量子能級(jí)，使能級(jí)之間的電子躍遷支配激光器的受激輻射，這就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有兩種類型：量子線激光器和量子點(diǎn)激光器。

論文關(guān)鍵詞：納米導(dǎo)線激光器；紫外納米激光器；量子阱激光器；微腔激光器；新型納米激光器

論文摘要：納米光電子技術(shù)是一門新興的技術(shù)，近年來越來越受到世界各國的重視，而隨著該技術(shù)產(chǎn)生的納米光電子器件更是成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。主要介紹了納米光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。

1納米導(dǎo)線激光器

2001年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器-納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。研究人員使用一種稱為取向附生的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養(yǎng)"納米導(dǎo)線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導(dǎo)線。然后，當(dāng)研究人員在溫室下用另一種激光將納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體激活時(shí)，純氧化鋅晶體會(huì)發(fā)射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量。

2紫外納米激光器

繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵(lì)下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長為385nm的激光，被認(rèn)為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實(shí)際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種ZnO納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于GaN藍(lán)光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，ZnO納米激光器可以進(jìn)入許多今天的GaAs器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長這種激光器，ZnO納米線要用催化外延晶體生長的氣相輸運(yùn)法合成。首先，在藍(lán)寶石襯底上涂敷一層1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個(gè)氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運(yùn)到襯底上，在2min~10min的生長過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用Nd:YAG激光器（266nm波長，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對樣品進(jìn)行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當(dāng)激射超過ZnO納米線的閾值（約為40kW／cm）時(shí)，發(fā)射光譜中會(huì)出現(xiàn)最高點(diǎn)，這些最高點(diǎn)的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點(diǎn)的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強(qiáng)度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進(jìn)而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長納米激光器可應(yīng)用在光計(jì)算、信息存儲(chǔ)和納米分析儀等領(lǐng)域中。

論文關(guān)鍵詞：世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評(píng)論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長121%。整個(gè)激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

論文摘要：通過對教學(xué)實(shí)踐工作的不斷探索與總結(jié)，從教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)內(nèi)容拓展和教學(xué)手段運(yùn)用三個(gè)方面對“光電技術(shù)”課程的教學(xué)方法進(jìn)行了研究，并將其運(yùn)用到課堂，取得了良好的教學(xué)效果。

論文關(guān)鍵詞：光電技術(shù)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)手段

1960年第一臺(tái)紅寶石激光器的問世可以說是光學(xué)發(fā)展史上的里程碑，該發(fā)明解決了光頻載波問題，此后光電子技術(shù)得以蓬勃發(fā)展，在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中扮演著重要角色?！捎谏鐣?huì)發(fā)展的需要，近十多年來許多高校紛紛開設(shè)“光信息科學(xué)與技術(shù)”或“光電子技術(shù)”專業(yè)，著力培養(yǎng)專門的光電子人才“光電技術(shù)”作為該學(xué)科的主干課程，將系統(tǒng)地介紹光電子技術(shù)的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。在講授這門課程的過程中，筆者對其具體的教學(xué)方法有一些體會(huì)和思考，文章將進(jìn)行詳細(xì)的論述。

一、教學(xué)內(nèi)容的合理安排

一門課程教學(xué)效果的好壞在很大程度上取決于課堂教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生是否具有吸引力，能否激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。而教學(xué)內(nèi)容又來源于老師選擇教材是否合適。在圖書庫中鍵入“光電子技術(shù)”的檢索詞會(huì)出現(xiàn)十幾本相同名稱的教材，但是否每本書都適合課堂教學(xué)呢?答案是否定的。雖然書的名稱都叫做《光電子技術(shù)》，但細(xì)細(xì)翻閱，每本書的側(cè)重點(diǎn)都是不相同的，有的大部分章節(jié)是介紹激光原理和激光器工藝，對光電檢測和顯示涉及較少；有的偏重于理論推導(dǎo)，對實(shí)際的應(yīng)用涉及很少。還有一些教材雖然內(nèi)容較為全面，但書本頁數(shù)很多，在三十多個(gè)課時(shí)內(nèi)難以講完。針對長沙理工大學(xué)實(shí)際的課時(shí)要求和學(xué)生專業(yè)背景，通過仔細(xì)比較選擇了安毓英編寫的《光電子技術(shù)》(電子工業(yè)出版社)一書。

教材選好后，在實(shí)際的教學(xué)過程中教師仍需對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真斟酌。教材共有七個(gè)章節(jié)，分別為“光輻射、發(fā)光源與光傳播基本定律”、“光輻射的傳播”、“光束的調(diào)制和掃描”、“光輻射的探測技術(shù)”、“光電成像系統(tǒng)”、“顯示技術(shù)”和“光電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)例”。其中“光輻射的傳播”一章中主要從理論上介紹光束在各種媒質(zhì)中的傳播規(guī)律，在光電子應(yīng)用中較為重要的是光波在電光晶體(2．2節(jié))、聲光晶體(2．3節(jié))、磁光介質(zhì)(2．4節(jié))和光纖波導(dǎo)中的傳播(2．5節(jié))。而這四部分內(nèi)容應(yīng)用在實(shí)際中恰好是電光調(diào)制器(3．2節(jié))、聲光調(diào)制器(3．3節(jié))、磁光調(diào)制器(3．4節(jié))和光纖通信技術(shù)(7．1節(jié))。所以在講課的時(shí)候可以把2．2節(jié)和3．2節(jié)、2．3節(jié)和3．3節(jié)、2．4節(jié)和3．4節(jié)、2．5節(jié)和7．1節(jié)內(nèi)容綜合起來講授，第二章將不作為獨(dú)立的一章來專門講述理論推導(dǎo)。在講第三章中每一種調(diào)制器工作原理的時(shí)候，先講第二章涉及的理論知識(shí)，隨后在學(xué)生對理論還有深刻記憶的情況下緊接著把這一理論在工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行講授，這樣就增強(qiáng)了學(xué)生在學(xué)習(xí)理論時(shí)的目的性。對教材的其他內(nèi)容細(xì)細(xì)推敲，還有很多地方可以這樣來安排。這種將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用綜合講解的方法讓學(xué)生明白了理論并非空洞的理論，既提高了注意力，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在實(shí)踐中收到了很好的教學(xué)效果。