光电子科学与技术十篇

光电子科学与技术篇1

【关键词】电子科学与技术；光电子技术；教学改革；教学内容

一、引言

电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业，是信息产业的基础学科，涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科，下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛，不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求，而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。

景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府，行业特色鲜明，学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要，突出电子陶瓷特色，积极推进学科专业建设，形成了以工为主，工、文、管相结合，覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来，本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标，形成在省内具有较高知名度的特色专业，毕业生的就业率保持在85%以上，特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高，一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实，动手能力强，创新开发能力强，独立分析和解决问题的能力较突出，能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点，是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来，学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要，德智体美全面发展，具有扎实基础理论，掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识，具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力，使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程：马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的核心课，也是电子信息工程专业，应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。

光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法，实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学，它以光学和电子学为基础，综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段，产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景，掌握一些常用的光学技术信息化方法，并通过实验了解光调制和探测方法，提升就业竞争力。

二、光电子技术课程教学改革的必要性

《光电子技术》这门课程内容饱满，范围广泛，而且近年来该学科领域发展迅速，对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后，电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩，由原来的64学时变成了42学时，学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩，同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养，培养学生的学习兴趣和创造力，对教学手法做一些改进是非常必要的。

三、教学方法的改变

1.增加实践环节

一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴，培养学生的理解能力，让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习，可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计，具有必要性，要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组，设计发光元件和接收元件，以及对光电系统的电路进行设计，尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计，充分发挥每一位同学的特点，让同学们学位沟通，布置团队的协作。

2.引入科研和专题讲座

给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向，同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如：晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光，电致发光，非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程，这时候学生在面临就业和考研的抉择，针对想报考光电子相关领域的研究生的同学，给大家提供一点信息，让同学们提早准备。当然在本书的第七章中，我们也计划挑出四个课题方向，例如课本上的光纤通信，激光雷达，激光制导，红外遥感，把学生们分成四个小组进行查找相关资料，然后进行讨论，最后派出代表，举行一个专题讲座。通过专题讲座，让同学们主动查阅资料，这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源（期刊、文摘、网络及光盘），工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳，也可以提高学生分析问题，解决问题的能力；也可以开阔同学们的视野，让学生更加接近本学科的前沿技术；通过资料的阅读，也可以让同学们看到科技论文如何写作（中文与英文），有兴趣的同学可以参加创新小组，最后尝试完成科技论文的写作。

3.考核方式改革

俗话说：考考老师的法宝，分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核，采用闭卷考试，虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识，也可以更加理解公式之间的衍化，但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前，学生通常喜欢采用平时学习不努力，考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试，考试后就如过眼烟云。针对这种情况，提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计，可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上，给出一个总的分数，但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成，所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识，又可以培养实践与应用能力，团队沟通协作能力。

四、结束语

根据我校电子科学与技术专业的特色情况，从《光电子技术》这门课程的教学内容，教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充，既注重知识的逻辑连贯性，又让学生充分掌握基本理论，了解光电子技术的实际应用，同时也了解了学科发展的前沿知识，开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力，让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际，培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息，锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识，又可以培养实践与应用能力，团队沟通协作能力。

参考文献：

[1]安毓英，刘继芳，李庆辉.光电子技术[M].北京：电子工业出版社，2007.

[2]叶莉华，崔一平，胡国华.“光电子技术”课程教改探索[J].电气电子教学学报，2007，29（2） ：10-12.

[3]杨絮，朱一峰，于林韬.光电子技术课程的教学改革初探[J].教育与职业，2011，（11）：129-130.

[4]赵洪霞， 王金霞，丁志群，方晓惠，鲍吉龙.“光电子技术”课程建设的实践与思考[J].课程教材，2011，（4）：91-92.

光电子科学与技术篇2

而近年来全国工程教育认证标准发生较大的变化，电子科学与技术专业的电类课程设置，逐渐被光学类课程所取代，影响了各高校专业培养方案的制定。本文通过总结国内各高校电子科学与技术专业基础与核心课程设置的经验，分析本科专业对应于电子科学与技术一级学科所属的各二级学科的基础知识，对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。

1 全国工程教育认证标准

全国工程教育认证是我国高等教育为了融入世界得到全球高等教育界的认可而开展的认证，自2007年开始试点实行。近些年来，全国工程教育认证标准已经成为各高校制定专业培养方案的导向标准。

2011年之前的标准 2011年之前的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事信号与信息处理的新型电子、光电子和光子材料及其元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，包括信息光电子技术和光子器件、微纳电子器件、微光机电系统、大规模集成电路和电子信息系统芯片的理论、应用及设计和制造等方面的科研、技术开发、教育和管理等工作。

可以看出，2011年之前的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求非常强调电学方面的基础知识，特别是集成电路和集成电子系统方面的知识，光学方面的知识只是作为辅助。

2012年之后的标准 2012年之后的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业包括电动力学、固体物理、微波与光导波技术、激光原理与技术等知识领域的核心内容。2012年之后的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求较以前有了大幅度的简化，同时也可以看出，电子科学与技术专业的标准更多地强调了光学方面的知识，而减少了电学方面的知识要求，对于集成电路方面的知识没有做具体要求，只是提出各高校可以根据自己的特长设置特色课程。这个标准似乎更适合光电子科学与技术这样的本科专业，当然目前国内并没有光电子科学与技术这样的本科专业，却有光信息科学与技术和光电信息科学与工程这样的本科专业，也就是说此要求跟光学专业的要求是比较接近且有所交叉重叠的。

2 国内高校本科专业课程设置

《电子科学与技术分教指委本科指导性专业规范》指出，电子科学与技术专业涵盖的学科范围广阔，以数学和近代物理为基础，研究电磁波、荷电粒子及中性粒子的产生、运动、变换及其不同媒质相互作用的现象、效应、机理和规律，并在此基础上研究制造电子、光电子各种材料及元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，并研究开发相应的设计、制造技术。

清华大学的电子科学与技术本科专业课程设置与2012年之后的全国工程教育认证标准更为接近，在对电学方面的基础知识进行要求的同时更加强调了光学方面的基础知识，而复旦、同济、上海交大、浙江大学、东南大学等众多高校的电子科学与技术本科专业更多地强调了集成电路、集成电子系统方面的知识，多数都把集成电路方面的知识作为必修的考试科目专业知识。

3 学科知识体系的对应关系

《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中指出，工科类一级学科电子科学与技术，涵盖了物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等4个二级学科。电子科学与技术本科专业应该涵盖一级学科所属各二级学科物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等方面的基础知识，也就是说本科专业应该涵盖固体物理或半导体物理、半导体器件、集成电路、电磁场等方面的基础知识是比较合理的，这样既有利于本科学生将来在本学科领域的继续深造学习，也有利于适应社会需要而就业。

4 结束语

综上所述，集成电路设计这样的课程应该作为电子科学与技术专业核心课程进行设置，有条件的高校还可以分别设置模拟集成电路设计和数字集成电路设计这样的课程作为专业核心课程。这样既能满足本科指导性专业规范的要求，也能满足为后续硕士博士研究生阶段的继续深造打下基础，还能适应国家大力发展集成电路设计与制造产业的要求。这样就需要中国工程教育认证协会对全国工程教育认证的电子科学与技术专业标准做出修改，不再过多强调光学方面的基础知识，而是更多地要求集成电路与集成电子系统方面的知识，这样能引导国内各高校回归到加强电学方面的知识教育的道路上来。

在我国大力支持集成电路设计产业发展的大环境下，本文对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。本文探讨的内容希望能够为全国工程教育认证电子科学与技术专业标准的设定提供参考，也可以为兄弟院校相关专业的课程设置提供借鉴。

参考文献

[1]中国工程教育认证协会.工程教育专业认证标准（试行）[S].2011.

[2]中国工程教育认证协会.工程教育认证标准[S].2012.

光电子科学与技术篇3

关键词 多学科 跨大学科平台 研究生培养

中图分类号：G643.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）03-0001-02

在我国研究生规模化教育的背景下，提高研究生教育质量，培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今，不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点，同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台，探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。

1.跨大学科的科研平台构建的必要性

随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展，跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题，而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础，也是高层次人才培养的关键，科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务，进行科研平台的整体谋划和布局调整，以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展，其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。

2.工理结合的光电科研大平台

光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台，其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下，是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力，共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台，平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展，并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广，学科交叉明显，为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。

3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容

本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切，有机结合，支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。

①光电信息材料的理论与技术

光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑，是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象，以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法，为新型光电信息材料，特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导，并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。

②光电感测技术与器件

本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面，在光电信息材料理论与技术研究的基础上，针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象，对其感测机理进行探索，对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨，对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面，根据光电器件的基础理论及关键工艺技术，结合感测信息对象的需求，开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究，以此为基础，研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺，为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。

③光电信息传输体制与系统

光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用，是感知层与应用层之间的连接纽带，负责总体数据传输和数据控制，提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下，结合国内外的技术发展和技术趋势，本研究方向重点面向智慧医疗应用，主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题，形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权，形成基于光电感测与传输的共性技术体系，为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。

4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设

学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上，所涉学院密切合作，形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名，重庆市学术技术带头人1名，重庆市巴渝学者1名，拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队，同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验，为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。

5.人才培养成效

近5年来，本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人，授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人，授予硕士学位人数超过400人，有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时，注重研究生创新实践能力的培养和提高，健全了研究生培养保障体系和质量监控制度，保障了人才培养的质量。

参考文献：

光电子科学与技术篇4

关键词：应用型本科；光电专业类；专业建设；人才培养

应用型地方大学是面向区域经济和社会发展需要，设置应用学科专业；强化实践实训教学，提高应用能力；重视应用研究，促进产学研紧密结合；为基层单位培养具有一定理论基础、理论应用和技术能力的应用型专业人才的地方性大学。中国教育报曾刊登过一项针对12398名大学生的调查，结果表明：79%的人认为在大学里学不到有用的东西，77%的人认为在大学所学东西与现实脱节，80%的人对学校的课程设置、教学内容不满意。其中，相当部分调查对象就是地方高校的毕业生。近三年的麦可思常州工学院社会需求与培养年度报告中提到了光电类毕业生工作与专业相关度较低的问题。如何解决这个问题呢？如何实现人才培养与企业需求的无缝对接？这些问题是地方高校目前所面临的必须解决的重大难题。

一、常州工学院光电类专业建设探索与实践

常州工学院作为应用地方性高校，学院定位为培养高等应用型复合人才，建立具有常工特色的应用型人才培养体系和人才培养模式，建设成特色鲜明的高水平应用型地方大学。然而，要实现这个目标，就必须培养大批的高素质应用型复合人才。依据学校的定位，现有的光电专业类“测控技术与仪器”“光电信息科学与工程”与“新能源科学与工程”三个本科专业分别属于三个不同的学科，如何形成自己的鲜明特色、如何才能培养出高素质的应用型复合人才呢？如何实现光电类人才培养与企业需求无缝对接？近些年，围绕这些问题，常州工学院光电类专业一直在探索解决这些问题的办法。

主动适应地方经济建设和社会发展的需要，紧密结合长三角地域光电产业结构和光电技术特点，合理设置专业布局、明确专业培养方向与培养特色、优化课程体系设计与专业课程设置，加强课堂教学与教学实践相结合，注重培养大学生的综合实践能力，是培养高素质应用型复合人才的有效途径。

常州工学院以长三角地域社会经济发展需要优化光电类专业的人才培养方案，以培养工程应用型、技术应用型、服务应用型、职业应用型、复合应用型等高素质应用型人才为培养目标；以光电产业为各专业的落脚点，确立各专业的培养方向与特色；以光电技术领域与光电产业背景，优化课程体系设计，不仅强调学科，更要强调应用，注重学科和应用两个体系之间的平台建设和应用培养关系，改变传统意义上的主从关系。在课程设置上，由简单地照抄照搬官方规定或名校经验转变为立足培养高素质应用型人才，着力构建总量、比例、单元群落科学合理的课程结构与体系，既要遵循高等教育课程设置的一般要求，如紧扣培养目标，体系结构科学、合理等等，更应突出大众化、地方性和应用型特点和要求，科学设置课程结构与体系，保证后续教育教学活动的规范、有序、质量和水平。

二、结合长三角地域的光电产业背景以及学校的办学定位合理设置专业布局

为适应应用型复合人才的培养目标，围绕学校“让每一个学生都获得成功”的办学理念，树立“以人为本，因材施教，学、做、创并举”的教学理念，为教学改革和创新型人才培养引领方向。围绕长三角地域的光电产业背景，尤其是光伏、LED、测试装备产业，确立以完整光电产业链为服务领域，光电子技术为学科背景，明确“光电材料合成与开发、光电器件开发与应用、光电系统设计与集成，光电检测技术与设备开发”四个产业领域为光电类各专业的落脚点，优化光电类各本科专业人才培养方案，提炼各专业的培养方向与专业特色，体现常州地区的光伏、LED、测试装备产业特色、构建光电类专业知识结构覆盖整个光电产业领域，各专业以光电技术培养方向为主体，以局部领域为侧重，培养从事光电技术领域，尤其是光伏技术、LED、测试装备开发与应用系统的设计、开发、测试、运行、管理等方面的具有创新精神的应用型高级工程技术人才。学习和掌握光电材料、器件与应用、系统与集成、测试技术与装备的基本工作原理和制备、设计方法，拓宽专业应用范围。学生毕业后可在大型现代化光电材料与器件企业、光电测试设备制造企业、能源与环保企业从事研发、生产、经营和管理工作；各级政府部门及事业单位从事光电子、新能源、电力、节能、环保等方面的规划、设计、建设、运营、咨询和监管等工作；科研院所、大专院校从事研究与开发、教学、管理等工作。所以，要基于光电产业链优化光电类本科专业的专业设置与专业特色。

三、以“光电产业链”为主线，构建“模块化”“系列化”的课程群体系

学院迎合地方经济建设和社会发展的需要，紧密结合长三角地域光电产业结构和光电技术特点，依据“以人为本，因材施教，学、做、创并举”的教学理念，构建光电类课程体系及各专业课程设置，各专业之间实现基础课程“模块化”，专业必修课程“有特色”，专业选修课程“能互补”的课程设置体系。光电类课程群体系与各专业课程群设置如图1、2所示。

以光电子技术为核心，横向以“光电产业链中的各种技术领域”为主线，优化各专业课程体系，建立适应光电子技术学科特点，实现各专业均涵盖整个光电产业链，但分别侧重局部技术领域，即涵盖光电材料开发与制备技术、光电器件开发与应用技术、光电系统设计与集成、光电测试技术与设备开发等四大系列的“模块化、系列化”完整的光电类课程群体系，每个专业都有自己侧重的课程群，形成各自的专业特色。

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图1 光电类专业主干课程群及各专业核心课程群

每个专业按照侧重的技术领域，纵向按知识体系与认知能力模块化专业课程，各专业相互选修其他专业的专业课程，实现各专业之间选修课相互补充。新能源材料与器件专业以“材料类”与“器件类”两个专业课程模块为重点、兼修“材料检测”“器件检测”“器件应用”“检测设备”以及“质量类”五个课程模块中的部分专业课程；光电信息科学与工程专业以“器件类”与“器件应用”两个专业课程模块为重点，兼修“材料类”“材料检测”“器件检测”“检测设备”以及“质量类”五个课程模块中的部分专业课程，突出LED产业特色；新能源科学与工程专业以“器件应用”“系统集成”与“系统检测”三个专业课程模块为重点，兼修“材料类”“器件类”“器件检测”“检测设备”以及“质量类”五个课程模块中的部分专业课程，突出光伏技术特色；测控技术与仪器专业以“材料检测”“器件检测”“系统检测”以及“检测设备”四个专业课程模块为重点，兼修部分质量类”课程模块中部分专业课程。

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图2 光电类专业课程群体系

在课程群体系中，多种不同的课程模块组合成不同的课程群系列，比如，按照知识类别划分，“材料类”与“材料检测”两个课程模块构成材料类课程群，“器件类”“器件检测”与“器件应用”三个课程模块构成器件类课程群，“系统集成”“系统检测”与“检测设备”三个课程模块构成系统类课程群；按照产业领域类别划分又可组成“光伏技术课程群”“LED课程群”“光电器件课程群”以及“测试技术课程群”等，实现纵横交错的课程群网络。

常州工学院作为培养高科技人才的地方高等院校，紧密围绕长三角地域光电子产业背景，确定常州工学院光电类专业以光电子产业链为服务领域，光电子技术为学科发展方向，明确“光电材料与器件开发与应用”“光电系统设计与集成”“光电检测技术与设备开发”三个产业领域为光电类各专业的落脚点，不断优化各光电类本科专业建设，各专业以光电技术培养方向为主体，局部领域为侧重，明确各专业的培养方向，形成了鲜明的专业特色。以“光电产业链”为主线，建立适应光电技术学科特点，实现各专业均涵盖整个光电产业链，但分别侧重局部技术领域，即涵盖光电材料开发与制备技术、光电器件开发与应用技术、光电系统设计与集成、光电测试技术与设备开发等四大系列的“模块化、系列化”完整的光电类课程群体系，形成各专业之间基础课程“模块化”，专业必修课程“有特色”，专业选修课程“能互补”的课程设置体系。根据学生的认知规律，结合光电子技术的理论与实践特点，探索出与光电子产业背景紧密结合、具有明显特色的专业课程设置，培养多层次的光电子技术专业人才，服务于地方经济的发展。

参考文献：

[1]孙建京，吴智泉.地方大学应用型学科专业建设探讨[J].北京教育：高教，2015（5）.

[2]李立国.什么是现代大学[J].新华文摘，2019（19）.

[3]王永，张渊，刘浩，等.常三角地区高职光伏专业建设研究[J].职业教育研究，2012（2）.

[4]杜卫，陈恒.学科交叉：应用型本科院校学科专业建设的战略选择[J].高等工程教育研究，2012（1）.

[5]潘玉驹，廖传景.基于社会需求的应用型本科人才培养及评价[J].高教发展与评估，2014（5）.

[6]张林，陶君成，孙静.应用型本科人才培养目标和人才培养模式创新研究[J].今日科苑，2006（9）.

光电子科学与技术篇5

关键词 光电子技术；发展态势；应用实践；信息技术

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0005-02

光电子技术学科涉及了光学、电子学、光电子学、计算机等技术理论，是一种由多学科相互交叉并渗透形成的一项技术。光电子技术是将光子学为研究核心，电子学为研究支撑的新型技术，兼容了电子技术，而且还具有微电子技术不能相比的优越性，有了更广阔的应用领域和发展空间。21世纪是一个光电子共同作用的时代，光电子技术的高效发展有利于促进世界相关技术的融合、渗透，有利于各科学技术之间相互作用，更好的为社会经济发展做贡献。

1 光电子技术概述

光电子技术更加确切的应该称为光电子信息技术，实现光能与电能的转换是它的核心内容，是指利用光子激发电子或者电子跃迁来产生光子物理现象所提供的一种技术方法。光电子技术是信息技术中一个重要的硬件设备，加大了把全世界计算机进行联系的可能性，也给和卫星或外星联系组成网络提供了希望，是因特网的支柱技术。光电子技术从20世纪60年代产生以来，在众多高新技术发展中它的发展最为迅速，在我国的众多领域内均已被应用、推广。

随着社会经济的快速发展，时代的信息容量不断增加，反映出了信息发展的高容量性以及高速度性在电子学与微电子学技术发展上的局限，而光的高频率与高速度的信息处理特点逐渐在信息技术发展中取得突破性的发展，将信息的探测、传输、显示、运算、储存和处理都使用光子与电子技术相结合来参与完成，确定了光电子技术在信息领域的地位。

2 光电子技术的发展态势与应用实践

1）在传统领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术对改造我国传统产业技术和发展新兴技术产业都有积极作用，对产业结构优化也有促进作用。光电子技术具有准确、快速、精密、高效等优势，能够有效的提高产业的加工水平，增加产业的竞争力和附加值。以激光加工技术为例分析，激光加工技术通常应用在我国重点发展领域，飞机、航天、汽车、通信等领域，其生产特点有加工效率高、速度快、变形小、质量高、易控制，有助于实现自动化生产。能够很大程度的降低生产成本，提高产品的质量，对提高国际竞争力也有重要的积极作用。

2）现代能源结构中，光电子技术的发展与应用。在美国、日本等众多国家都制定了光伏技术的长久发展计划。各国将提高光电池转换效率与稳定性为技术开发方向，逐渐降低产品的生产成本，提高产业效率，扩大产业发展。目前在世界范围内，商业化和半商业化的生产模式已经有80多个国家和地区形成，增长值已经达到16%，市场的开拓也从空间开拓转向了地面的系统应用，甚至在驱动交通工具的领域也逐渐被应用。据相关报道，在世界发展中，对太阳能住宅的建造投资已经达到了600亿美元，光电子技术在建造太阳能住宅中主要是将用光伏技术制作的光电池作为住宅屋顶、墙面、窗户等建材，随着经济和技术的发展，这种新型能源的应用规模也在不断扩大，相关人员分析到2016年，在太阳能住宅的投资规模会扩大一倍，投资将达1300亿

美元。

太阳能光伏技术的应用形成了一种新型能源，太阳能光纤技术发电系统主要是利用太阳电池半导体材料的一种光纤效应，主要是将太阳光辐射能转化为电能的新型的一种发电系统。因世界经济的快速发展，能源出现供不应求现象，经济发展与能源短缺之间的矛盾越来越严重，于是世界各国逐渐的将发展目标统一转向了光伏发电，制定了长期的光伏技术发展计划。光电子技术为光伏发电创造了高性能的材料与电子元件，很大程度的提高了光能的转化率。光电子技术的不断发展扩大了光伏发电的应用范围，上到航天器，下到家用电器，大到兆瓦级电站，小到儿童玩具，都充满着光伏电源，21世纪注定了是光伏技术的发展时代。

3）军事领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术的独特优势可以应用在毁灭性武器、精密制导、监测、瞄准、频谱分析等技术领域。光电子技术能够提高国防的反应能力和准确攻击的能力，为军事领域提供又准又快的信息。光电子技术目前已经成为了军事领域发展的主流技术，逐渐成为了国防军事现代化的发展支柱。

在军事领域，光电子技术的发展主要体现在两个方面：①激光聚变的应用。激光聚变是一种未来能源，它有巨大的军用价值，它能够模仿氢弹爆炸的过程，代替了成本高、危险性大的空中或地下核试验，有效解决了改进核武器的性能的难题。到目前为止，激光致盲武器已经逐渐装备到部队，舰载与机载激光反导器也已经走出了实验室；②电光技术目前已经发展成为了军方的核心技术。随着世界光电子技术的快速发展，美国国防防务水平也呈递增的形势发展，美国平均每年用在防务光电技术开发上的费用就能达到50亿美元。

4）在硅材料中，光电子技术的发展与应用。把硅当材料制造的光电子元器件称为硅光电子学，这是一门新兴技术，具有很大的发展前景。用硅晶体当作材料制造的光电二极管有量子效率高、响应快、噪声低、体积小、动态工作范围大、寿命长等优势，通常被应用在微弱、快速光信号探测等方面。硅光电子学技术的应用能够给世界带来更先进的数字设备，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光电子学是未来发展的重点。

5）在尖端科学技术领域中，光电子的发展与应用。光电子技术对科学技术的发展有积极作用，光电子技术所涉及到的科学领域都是未来发展的尖端科技，如兆兆纪元，这是1996年由惠普公司提出的，是为了满足人类在信息时代的不断增加的新需求，是人们想要在10到15年内实现的一个梦想。具体兆兆纪元技术在传输技术上，每秒兆兆位千线，运用远程的传输网络；处理技术上，每秒运算万亿次计算；存储技术上，有兆兆字节的数据库，有数兆兆字节的盘片驱动和数千兆位的记忆芯片。光纤传输的容量、光处理的能力和光储存的密度都在快速提高，光电子技术的发展态势能够充分实现这个梦想，

再如HIV免疫系统的检测技术。相关人员已经使用光学生物医学仪器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能够有效抵抗艾滋病病毒的新药。在尖端的生物学实验室中应用光学探测，比如研究定量衍生的DNA与定量化的聚合酶链反应PCR，对人类抵抗HIV病毒有非常重要的作用。

3 结束语

光电子技术在这个信息化时代的作用越来越重要，现如今，光电子学的应用已经发展到了经济、军事、科技与社会发展的各个领域，信息的传输、探测、运算、显示、处理与存储等都需要光子技术与电子技术共同参与完成。在世界范围内，光电子技术现已被确定为是未来经济发展的制高点，是未来经济建设中推动传统产业的技术改造工程、结构优化和新产的发展的关键力量，所以各国要加强对光电子技术的研究，推动光电子技术在各个领域中的应用范围，促进世界经济现代化的发展

进程。

光电子科学与技术篇6

【关键词】计算机；技术；特点；发展趋势

一、计算机电子工程技术的特点

1 具有共享性

计算机电子工程技术的应用和发展主要依赖于数据库的支撑和保证。计算机电子工程技术的数据必须具备较高的准确定和真实性。数据库的系统是保证整个计算机电子工程技术在社会各个领域广泛应用的最为基础的保证，其是实现计算机电子工程技术全面应用的关键性技术。计算机电子工程技术能够提高数据检索、查阅、统计、审核的效率。可以实现数据的组合、条件检查和模糊条件检查等，这种优势的存在就为计算机电子信息技术实现共享机制奠定了坚实的基础。

2 具有准确性

计算机电子工程技术的应用和发展主要依赖于计算机程序软件的操作，人的操作不是客观条件，而只是主管条件，这种优势的存在就在很大程度上避免了工作人员因为对计算机电子工程技术和系统的不了而出现错误判断和时间延误等认为的因素造成的经济损失。计算机电子工程技术能够依靠模拟技术为统计项目工程统计数据提供准确的的信息依据，计算机电子工程技术的这种特点在很大程度上能够提高它在各个领域的应用和发展。在社会中积极的应用计算机电子工程技术能够提高社会各个领域科学化决策水平，切实保证决策的准确性。

3 具有智能化作用

随着时代的发展和科学信息技术的进步，我国的计算机电子工程技术主要向着集约化和智能化方向发展。而计算机电子工程技术发展和应用主要是建立在科学技术的基础之上。最近几年，智能化成为了计算机电子工程技术领域一个十分热门的话题，其逐渐向着智能化方向发展。现代计算机电子技术具备了模拟人类思维的和行为的能力。并实现了对信息的智能化和逻辑化分析，在很大程度上提高了信息的分类和综合处理能力。

二、电子信息技术的未来发展趋势

1 计算机技术的发展方向――多媒体，智能化

计算机技术包括有计算技术，服务器、Pc机及服务器外部设备的设计开发技术，人工智能技术与多媒体技术等。其中，计算技术又包含有网络计算技术，移动计算技术与并行计算技术等。随着计算机并行处理技术的不断发展，其性能每两年提供至少一个数量级。现在，CPU已经完成了32位过渡到了64位，计算机产品结构的核心也由计算机转向了因特网的网络设备，系统中存储设备的比例变得更大了，且存储技术的发展趋向于海量存储的发展方向，多媒体技术使通信，家电和计算机联系到了一起，CDROM被DVD光驱所取代，手写、语言识别技术与数字图像交换技术实现了实用化，计算机中的多媒体技术受到了重视，电脑的绿化带配置，加速了电脑的拟人化及个性化。

2 微电子技术向系统集成方向发展

在所有关键技术中，集成电路制造技术又是电子信息硬件产品的“核心”。集成电路的应用范围十分广泛，从计算机的CPU到各种IC卡，都需要运用集成电路。微电子技术已经走过了大规模（LSI）、超大规模（VLSI）、特大规模（ULSI）集成时代，于1995年进入极大规模（GSI）集成时代。作为高科技代表的集成电路技术对世界经济的发展有着举足轻重的作用。集成电路产品的发展趋势是芯片面积越来越大，集成度越来越高，特征尺寸越来越小，片上系统日益完善。未来10年内，集成电路仍将以硅基CMOS电路为主流工艺，其主要发展趋势是加工细微化，硅片大直径化。

3 未来电子信息技术核心技术――光电子技术

如今，电子信息技术已经经历了光电子学和电子学，这两个发展的阶段，开始涉足光子学这一新阶段。据有关人士预测，光电子技术将使得本世纪的电子信息技术产生飞跃性的发展。作为能量以及信息载体的光子，衍生出了两门新学科，分别是能量光子学以及信息光子学，这两个学科方向根据市场发展的需求以及自身特有的规律不断进步发展，进而推动且建立一个在规模以及规模的扩大速度都前所未有之大的，现代的光电子信息产业与光电子交叉学科。

4 网络技术的发展方向― ― 多业务

多业务， 高性能及大容量是目前网络计算的发展方向。随着IP业务的爆炸式的增长趋势，未来网络技术的发展重点将转向超高速因特网和B―ISDN（综合业务宽带数字网）。第一代因特网单一的数据网络将被融合语音、影响及数据的第二代多用因特网网络所取代，网络传输的成本由于DWDM（分多路密集波复用技术）的采用，得到了大幅度的降低，在用户中实现了无线宽带的提供使用以及多媒体的实时通信。在同一网络中，使所有媒体的成份数据实现有效传输，是网络多媒体通信主要的任务。

5 通信技术向宽带化、个性化和综合化方向发展

通信技术包括卫星、光纤传输技术、移动通信技术、数字微波技术、有线与无线接入技术等。低轨道卫星通信目前已经实用化；光纤传输技术使传输速度每3-4个月翻一番，传递活动画面的通信业务已经实现；移动通信技术发展迅速，GSM、CDMA数字移动通信已全面取代模拟移动通信，GPRS（2.5代）走向商用，第三代移动通信系统国际标准正在制定；数字微波通信系统由准同步数字系列（PDH）全面转向同步数字系列（SDH）；宽带接入技术发展迅速，光纤主干网站接入带宽已超过G级，Internet无线接入技术和蓝牙技术日臻成熟；IP电话向电信业务的渗透，使传统电信技术与IP技术融合速度进一步加快，包交换、DWDM光传输、IP选路和Web应用已成为下一代宽带网必须考虑的四大要素，ATM技术将与IP技术相互结合、扬长补短。

三、结语

随着人类的科技不断发展进步，电子工程技术也随之产生。在应用的领域上，电子工程技术受到科技水平的制约，就其的发展趋势来说，其进步也必然要依赖着人类科技与社会的进步。所以，要让电子工程技术更好地为人类的社会与生活服务，必须将其技术的应用特点以及发展的趋势好好把握住。

参考文献：

[1] 孙小平，方万芽. 小议计算机电子信息技术与工程管理[J]. 计算机光盘软件与应用. 2012（14）

光电子科学与技术篇7

全世界光电子技术产业的市场规模己达1万亿美元，国外光电子产业主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。近十年来，中国光电子技术产品市场的年增长率始终保持两位数的高速增长。随着信息光电子技术、激光加工、激光医疗、显示、照明等光电技术的快速发展，我国已经形成市场可观、发展潜力巨大的光电子产业。2006年，《国家信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》明确提出，未来5～15年15个领域发展的重点技术中就包括了光电子技术，声明要重点发展激光器、光电探测器、光传输和光传感设备、微光机电系统、半导体照明等产品。[6]2010年10月，国务院正式《国务院关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》，进一步明确了光电产业是战略性新兴产业的重要组成部分，包括新型显示器件、LED等在内的细分产业都在国家战略性新兴产业规划中明确提到。[7]可见，在光电产业相关技术和生产能力快速提高的情况下，对光信息科学与技术专业人才的需求量也将逐年增大。

光信息科学与技术具有旺盛的生命力，处于高速发展时期。目前，在光通信、光电检测、光电照明、光学元件与系统、光伏产业、激光技术、光学设计、光学材料等方面都有广阔的应用前景，对社会的发展和贡献不可估量。作为高校，除了科研、教学，还要服务于社会，服务地方经济发展，这些不仅体现在科学研究和教师兼职方面，也体现在人才培养目标和方案上。光信息科学与技术同光学、机械、电子、材料、计算机、自动控制等多学科的知识息息相关，但也不能面面俱到，所以十分有必要结合当地企业的发展，调整学科的发展、人才培养计划，为地方经济服务，加强科学研究，引领社会的发展。三峡大学地处湖北省域副中心城市的宜昌，经济活跃，交通方便。现在高铁开通后，宜昌到武汉的时间已经减少到2小时左右。随着国内光电照明、太阳能、光电显示产业如火如荼地发展。宜昌太阳能、光电照明等光电企业也有较大的发展，如中国南玻集团宜昌南玻硅材料有限公司（一期项目已累计投资20多亿元，专门从事高纯多晶硅材料、太阳能硅片及电池片生产的大型制造企业）等等一大批光电企业。这些企业主要集中在光伏产业、节能照明、LED、光学冷加工等方面。这些光电企业有着旺盛的人员需求，对本专业产业人才的培养具有十分重要的意义。2011年出台的《宜昌市科技发展“十二五”规划（2011至2015年）》明确提出，在节能环保领域的发展方向要围绕光电子产业核心技术开发，抢占背景光源行业技术创新制高点，加快液晶照明灯、LED背光源及照明产业化。围绕太阳能技术开发，加快太阳能热水系统产品系列开发及产业化。[8]由此可见，在地方政府的扶持下光电子相关产业会得到快速发展，这些都为光信息科学与技术专业结合本地进行产业人才培养提供了难得的机遇。根据三峡大学理学院发展的需要，结合产业的蓬勃发展，产业人才培养措施如下：

改革本科教学培养方案，加强专业基础理论学习，巩固专业思想教育光信息科学与技术专业需要学生在系统、扎实的理论基础和在光电子技术、光通信及应用等方面具有较宽广的专业知识、较强实践动手能力，并成为在电光源、光学设计、光学材料、光纤通信等专业领域中的一个或两个方向具有特色的人才。毕业生能在光信息技术产业及其相关领域从事信息科学与技术的研究、设计、集成及开发、制造、技术管理等方面工作的应用型人才。因此要加强几何光学中的光学设计、模拟电子技术数字电子技术课程设计、嵌入式系统、光电检测技术、机械原理和设计等课程的实践环节，同时要加强专业思想教育，了解社会发展的动态，密切了解光电信息的最新发展和应用，掌握一些主流软件的应用。另外，为了使培养方案切合社会发展的实际，我们广泛征求本地企业的意见，积极邀请了相关企业参与了光信息科学与技术专业培养方案的修订工作。

加大力度开展实验教学，开足基本实验，充分利用专业实验，开展创新实践要加强实践的教学，更新教学设备和教学内容，加强电路设计和光学设计方面的实践教学，充实实验室设备，培养学生的实践能力。条件允许的情况下，将安排学生到实习基地完成相关实验。另外，创新实验室的设立为学生创新实践的培养提供了良好的工作平台。虽然这个方面的工作才刚开始，但是已经受到学生的积极评价。

拓展实习基地的实践教学，提升专业技能在目前联系的实习基地基础上，增强与当地光电企业联系，经常参观了解企业的发展和社会需求，同时能争取进入相关企业实习，锻炼培养专业能力。我们已经同宜昌劲森光电（主要从事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明开发、制造、销售的高新技术企业）、中船重工388厂（光学冷加工、光电系统）、匡通照明（LED封装）等相关的光电企业建立了实质的合作关系。陆续有学生进入上述企业实习，一些优秀的学生也相继进入这些企业工作。教师参与了劲森照明新型节能灯具的开发。与匡通照明组建了联合的工程试验中心，投入1000万元左右，很快试验设备就将到位。这些不仅仅提高了教师的科研能力，反过来又提高了教师的教学水平，同时也为本专业的学生实习提供了一个良好的实践平台。实习基地的建立是一个长期的过程，需要与生产企业进行有效地沟通，制订实习项目，并且跟踪学生对实习的反馈，建立有效的实习效果的评估体制，保证学生的生产实践能力得到实质的训练。学生实习基地的进一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的实习训练对学生实践能力的培养有利，有助于学生进一步深刻了解产业界对本专业的要求，反过来会激励学生对本专业的学习欲望。

人才培养与科研开发相结合人才培养能力与科研能力息息相关，科研不仅能提高教师的教学能力，也增强学生对专业的信心。在横向科研项目上，尽可能让部分能力强的学生参与进来，直接培养学生的专业技能。实践证明，学生参与科研项目是培养学生实践能力的及其有效的手段。比如学生的毕业论文有些涉及到大坝光纤传感、节能灯设计等实践性很强的课题。鼓励学生申请学校针对学生的创新基金项目，虽然经费不多，但是对学生实践能力、创新能力的培养是十分有益的，同时也提高了学生参与科研的热情。随着相关科研能力的快速提高，可以预见未来的几年内，伴随着学生进入实验室，至少有一部分本科生的科研能力也会得到极大的提高。#p#分页标题#e#

人才专职与兼职相结合以“双师型”教师为重点，加强专业教师队伍建设，加大专业教师的培训力度。依托相关的大中型企业，共建“双师型”教师培养培训基地。一方面要努力完善教师定期到企业实践制度。本专业的教师在条件许可的情况下，要轮流、定期到相关企业进行培训或者兼职工作一段时间，力争在3～5年内实现所有专业教师都有在相关企业工作的经历。另一方面，要聘任（聘用）具有实践经验的专业技术人员和高技能人才担任本专业专兼职教师，到学校指导教学、技术咨询、技术服务，甚至可以参与本科毕业论文的指导。这种指导可以是单独的，也可以是合作形式的。只要是有利于人才培养，有利于教学，这种合作的形式是灵活的。

光电子科学与技术篇8

[关键词]计算机；科学；技术；发展

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0240-01

一、计算机科学技术的发展历史

1946 年美国宾尼法尼亚大学和科研机构共同研制出 ENIAC 计算机，是世界上第一台电子计算机，标志着全球进入计算机时代。它由 1.8 万个电子管组成，体积和重量较大，计算机运算速度为五千次每秒，运算成本较高，以通信技术、核物理电子计数计数、雷达脉冲技术为基础。ENIAC 计算机主要应用于军事方面。1956 年科学家们成功研制出第二代电子计算机―晶体管电子计算机。1959 年，集成电路电子计算机的问世标志着计算机技术进入第三代。计算机的硬件由单一转为固件、软件组合系统，降低了生产成本，计算机技术发展越来越快，提升了计算机使用性能，种类也多种多样，如微型计算机、小型计算机、通用型计算机、中型计算机、大型计算机和巨型计算机等，标志着计算机科学技术趋于成熟。1976 年，计算机技术进入第四代，美国研制出小型化、智能化的计算机―“克雷 1 号”，一些个人用户和小型公司都开始使用计算机。20世纪 90 年代，计算机科学技术逐渐向大型化和微型化发展。进入 21 世纪后，随着科学家们对集成电路的研究，集成电路广泛应用到企业、工厂，计算机也随之趋于智能化、专业化，运算速度更快，操作更方便、简单，逐渐应用到社会生产的各个行业和领域。

二、计算机科学技术的发展现状

1、计算机科学技术在生活中应用广泛

在这个信息化时代，计算机网络作为人们社会生活的重要部分，已经进入千家万户。人们不用出门就可以通过计算机了解国内外新闻、天气预报资讯、股市行情、世界地图、收发电子邮件、检索信息等 ；不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西 ；通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等，加强了人们之间的交流和沟通，进一步增进了友谊 ；人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等，节省排队时间 ；教师可以更及时、更方便地通过计算机科学技术实现对学生的在线授课 ；动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫 ；政府机关也可以通过计算机科学技术建立城市网站，及时了解市民反映的问题，并通过计算机与各个行业的工作人员在线交流 ；很多企业使用计算机来处理大量数据和信息，代替传统的人工处理，提高工作效率。计算机科学技术潜移默化地影响着人们的生产、工作和学习。

2、计算机科学技术更加智能化和专业化

计算机科学技术的快速发展和广泛应用，推动了集成电路、微电子和半导体晶体管的发展，计算机科学技术更加智能化和专业化。计算机能根据使用对象的不同需要进行改装、更新，对于有更高需求的用户可以专门定做计算机，用户可以根据使用环境的不同选择台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑和平板电脑等。计算机科学技术在其他特殊领域也能发挥自己的优势，如智能化家用电器和智能手机，家庭式网络分布系统代替了传统的单机操作系统，满足人们的生活需求。

3、计算机的微处理器和纳米技术

微处理器能提高计算机的使用性能，缩小传统处理器芯片中的晶体管线宽和尺寸。利用光刻技术，波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光，将晶体管在硅片上制作的更精巧，将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快，体积更微型，操作更智能，传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术，可以研究 0.1 ～ 100 纳米范围内的材料应用和特性。计算机科学技术中利用纳米技术，可以使计算机尺寸变小，解决运算速度和集成度的问题。

三、计算机科学技术的未来发展方向

现今，计算机科学技术的应用越来越广，人们对掌握计算机科学的技术水平要求越来越高，促使数学家和计算机学家们不断研究计算机科学技术，使计算机科学技术在各个领域、各个行业发挥更大的作用，满足了人们的不同需求。下面从 DNA 生物计算机、光计算机和量子计算机三方面来探究计算机科学技术的发展前景。

1、DNA 生物计算机

DNA 生物计算机用生物蛋白质芯片代替传统的半导体硅芯片。1994 年，美国科学家阿德勒曼率先提出关于生物计算机的设想。在计算机运算数据时，将生物DNA 碱基序列作为信息编码载体，运用分子生物学技术和控制酶，改变 DNA 碱基序列，从而反映信息，处理数据。这一设想增加了计算机操作方式，改变了传统的、单一的物理操作性质，拓宽了人们对计算机的了解视野。DNA 生物计算机元件密度比大脑神经元的密度高 100 万倍，信息数据的传递速度也比人脑思维快 100 万倍，生物计算机的蛋白质芯片存储量是传统计算机的 10 亿倍。

2001 年，以色列科学家研制出世界上第一台 DNA 生物计算机，体积较小，仅有一滴水的体积。2013 年，英国生物信息研究院的科学家们使用 DNA 碱基序列对文学家莎士比亚154首作品的音乐文件格式和相关照片进行编制，增加了储存密度，使储存密度达到2.2PB/克（1024TB=1PB），提高了人们对信息储存的认识，这一重大突破使生物计算机的设想有望成为现实。

2、光信号和光子计算机

光子计算机是一种由光子信号进行信息处理、信息存储、逻辑操作和数字运算的新型计算机。集成光路是光子计算机的基本构成部件，包括核镜、透镜和激光器。光子计算机和传统计算机相比较，有以下几点好处 ：（1） 光计算机的光子互联芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效应的影响，在自由空间将光子互联，就能提高芯片的集成密度。（2） 光子没有质量，不受介质干扰，可以在各种介质和真空中传播。（3） 光自身不带电荷，是一种电磁波，可以在自由空间中相互交叉传播，传播时各自不发生干扰。（4） 光子在导线中的传播速度更快，是电子传播速度的 1000 倍，光计算机的运算速度比传统计算机更快。

20 世纪 50 年代末，科学家提出光计算机的设想，即利用光速完成计算机运算和储存等工作。与芯片计算机相比较，光子计算机可以提高计算机运行速度。1896 年，戴维 米勒首先研制出光开关，体型较小。1990 年，贝尔实验室的光计算机工作计划正式开启。根据元器件的不同，光子计算机可以分为全光学型计算机和光电混合型计算机。全光学型计算机比光电混合型计算机运算速度快，还可以对手势、图形、语言等进行合成和识别。贝尔实验室已经成功研制出光电混合型计算机，采用的是混合型元器件。研发制作全光学型计算机的重要工作就是研制晶体管，这种晶体管与现存的光学“晶体管”不同，它能用一条光线控制另一条光线。现存的光学“晶体管”体积较大较笨拙，满足不了全光学型计算机的研发要求。

3、量子理论计算机

量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机 CPU 和内存，处于量子状态的原子在同一时间内能处于不同位置，根据这一特性可以提高计算机处理信息的精确度，提高处理数据的运算速度，有利于数据储存。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特，取代了传统的“1”和“0”，具有极强的运算能力，运算速度比传统计算机快 10 亿倍。

四、结束语

总而言之，计算机科学技术已经涉及到社会生活的各个方面，改变了人们传统的生活、工作、学习方式，推动社会的全面发展，具有广阔发展前景的领域。随着网络和科技的不断进步，未来计算机科学技术势必会朝着高性能、环保化、功能化的方向发展。

参考文献

光电子科学与技术篇9

关键词：电子信息技术；应用；发展

随着电子信息技术的快速发展，信息技术、电子技术、计算机技术、微电子技术及通信技术等多种新型技术也在不断地涌现，改变了我国传统的生产生活方式。当前，随着我国科学技术的不断发展与创新，电子信息技术已应用在各个行业及领域中，促使我国市场经济的发展和提高人们的生产方式、生活质量、技术水平等多方面都发挥了十分积极的作用。因此，电子信息技术已经成为学者研究的热点内容，专业人士也经常探讨其发展。下面，对电子信息技术在实际应用中的特点以及未来的发展方向进行探究。

1电子信息技术概述

1.1电子信息技术的内涵信息是体现事物状态的一种传递形式，描述一些事物运动轨迹的变化状态，信息一般是以信号、数据、图像、文字等内容传递和处理的一门技术。信息技术主要通过互联网平台、计算机应用技术和电子信息应用技术进行信息传递和处理的。电子信息技术主要是利用信息核心技术来识别、分析研究、处理、传递信息具体内容，信号处理科学与技术、通信应用技术、传感器应用技术、计算机科学技术、现代电子技术是这些信息的核心技术。电子信息技术与社会现代化和生产力创新已经密不可分了，在互联网建设、多媒体产业、通讯器材产品应用、计算机、制造业、自动化、应用程序等领域被广泛运用。1.2电子信息技术实际应用电子信息技术在生产生活实际应用中，包括操作功能控制、信息存储、信息分析、信息处理和信息传递。超市销售商品时在结账的过程中，利用了电子信息技术建立商品的详细的销售信息，只需工作人员扫描商品外包装上条形码即可。目前，我国互联网技术的普及和覆盖越来越大，如何将电子信息技术与互联网技术更加紧密融合是发展趋势，此项技术能够实现对信息的远程控制和操作，也可以做到信息资源共享功能，从而有效地完成对信息进行智能监控。截至目前，影响建设电子信息工程质量和技术的关键是提升电子信息硬件产品及计算机网络的利用。在实际应用的过程中，电子信息技术必须与电子硬件、计算机应用程序、通信技术及电路进行组合，才能实现真正的产品。

2电子信息技术具有的特点

2.1电子信息技术具有集成化、微型化的特点，在实际应用中旧的理念下设计出的产品体积大，功能不完善，已经无法适应人们的生产生活所需。采用电子信息技术可以实现在设计时将电路集成在一起，这样可以大大缩小电路功能模块占用空间，从而使产品在使用过程中操作较方便。2.2电子信息技术在现实中应用主要体现网络化、数字化、现代化，目前，电子行业研发的内容是如何提升产品的数字化和网络化，因此在设计、生产电子产品时一定将产品的功能与网络技术深度融合，产品的网络化、数字化是决定产品能被市场和消费者接受的关键点。将网络化与智能化应用在电子产品的设计中，可以使得用户在使用时能体验到电子产品功能更加多样化，从而改善人民的生活方式。2.3电子信息技术在实际应用时具有智能化和集约化的特点，目前，在应用电子信息技术时将网络技术、信息技术等多种技术整合在一起，在设备操作时应用自动化相关技术，根据所要达到的技术要求来确定与之对应的设备使用功能，大大地提升电子产品的实际使用效率。结合电子信息技术的智能化特点，现在也将电子信息技术运用到通讯设备里，用户利用网络可以提升通信设备使用功能的多样化。2.4电子信息技术在实际应用中具有效率高、快捷方便的特点，相比旧的信息传递方法，采用电子信息技术，可以改变信息传递方式，这种信息传递主要通过互联网来完成，信息资源共享与查询更加方便，提升信息传输的准确率，信息的传递速度大大提升。同时，在任何地点都可以进行传递信息和接收信息，例如，手机已经改变人们的生活，手机在使用时拨打电话和信息收接保持非常快速的速度，同时在任何时间和任何地点都可以实现，使消息能够快速及准确的在人们之间传递。2.5电子信息技术和集成电路技术的快速发展，目前采用了先进的技术和高新材料的传感器也正在发生革新，传感器的设计比以前小了许多。此项技术的进步，使电子信息技术应用产品也随之变得越来越小，使人们携带的方便程度有很大的提升。例如，现在人们生活必备的手机和笔记本电脑，在以前人们是不可能方便的携带它，但是现在很方面的携带，随时随地使用，同时电子信息技术的发展也促使电子的产品成本的降低，使一些高科技产品也能走进百姓的生活中，应用更加广泛。

3电子信息技术的发展趋势

3.1光电子技术是电子信息技术的发展趋势，也是电子信息技术的核心技术，电子信息技术已经经历了两个重要阶段，主要是光电子学和电子学，以后光电子学将成为电子信息技术研究与发展的新阶段。可以搭载信息和能量传递，在应用发展中，光子学又细分为能量光子学和信息光子学，根据市场的实际需求，发展中光电子信息产业及光电子已经成为一门新兴学科，因此光电子技术在未来的发展趋势中将成为电子信息技术的重要技术。3.2电子信息技术的发展趋势是如何使系统更加集成化，集成电路的制造技术决定系统集成化的关键，在电子信息技术的发展中也扮演着非常重要的角色。目前，集成电路制造技术在我国发展较快，但与国外技术还是有差距的，在电子产品中有广泛应用，智能卡和及计算机中央处理器等都是用集成电路制造技术来完成的。目前微电子技术越来越成熟。将来集成电路的产品集成化将大大提升、芯片功能更加完善，体积越来越小。3.3电子信息技术的发展趋势是如何拓展计算机技术应用，使计算机技术更加智能化、多媒体化方向发展，计算机技术的拓展包括移动计算机技术、网络技术、服务器、电子硬件及一些附加产品的设计开发技术、智能多媒体技术。并行处理技术在计算机中的广泛应用，大大提升计算机的性能及处理效率。3.4光电子技术快速进展，前景较为广阔，目前光电子技术还处在发展期阶段，技术还不是特别成熟，但从目前的技术成果看光电子技术是电子信息技术的研究方向。电子技术和光子技术的融合就是光电子技术，包括光存储技术、光传输技术、光处理技术等内容。光电子技术与电子技术相比具有速度更快、安全性能更高、节能环保等特点。而且对于我们还没有探测到的领域及关键技术，利用光电子技术是有可能实现的，例如深海资源开采、太空探索、军工、核心技术等。光电子技术都有很大的发挥空间。3.5目前，电子技术发展较为快速，已经达到了纳米级技术，CPU的制造过程主要采用了这一技术。通过利用纳米级技术是产品更加集成化，改变的以前产品大体积的问题，可以将电子元件集成到一块芯片上，使产品的体积大大降低。纳米技术对于电子信息技术发展发挥至关重要的作用，是电子信息技术以后研究和发展的重要的方向。同时也促进了通信技术的快速发展，现在通信技术改变人们的生活方式，利用卫星系统导航技术应用到我们日常生活的各个领域，GPS通信设备及技术已经比较完善了。现在国家正在实现全方位的光纤，想要用光纤替代以前的有线通信，而光纤也将成为应用最广泛的通信媒介。移动通信技术越来越先进，移动通信速度、宽度都有大幅提升，满足人们生活的实际需求。总之，社会科技的发展，人民生产生活的实际需求变化，电子信息技术在促进国家现代化及强国的建设中发挥至关重要的作用。电子信息技术的进步都标志着国家科技的进步，创新的成果，技术的水平。因此，当前国家发展互联网+，电子商务成为经济的新增长点，提升电子信息技术的研究及应用水平，我们一定要更加充分研究电子信息技术应用的特点的背景下探讨在实际应用中电子信息技术应用方向和发展趋势。

参考文献

[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014(8).

[2]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).

[3]冯亚娜.电子信息技术的应用特点与未来发展趋势探讨[J].电子技术与软件工程,2015(10).

[4]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).

光电子科学与技术篇10

【关键词】纳米技术；纳米材料；纳米光电子器件；光通信

五十年前，硅材料的研制成功和硅晶体管的发明，导致了电子信息行业的一次大革命。材料科学在不断地向前发展，随之而来的光通信时代、量子时代带给人们的是更多的“不可思议”。预计纳米技术总的社会影响将大于硅集成电路，尤其在通信领域，它将使得光器件的体积微型化，功能大大提高，满足人类对信息的需求。

1、纳米科技为光通信带来的影响

纳米是一个微小的尺度单位，1纳米是十亿分之一米（10-9），大约是单个原子直径的4倍。纳米科技是指在原子分子层次上对物质精细的观测识别与控制的研究与应用， 它将对于21世纪的信息科学、生命科学、分子生物学、新材料科学和生态系统可持续发展科学提供一个新的技术基础，这将引起一场产业革命，其深远的意义可与18世纪的工业革命相媲美，它涉及面十分广泛，包括物理学、化学、生物医学和材料等有关的领域。纳米科技中最具有生命力的、最代表纳米科技发展前途的、对未来新技术和产业可能带来革命性冲击的是未来的纳米器件。将来的纳米器件应该是高集成的、多功能的和智能化的。它应该将信息的探测（传感器）、运算（芯片）、传输（通信）和动作的执行诸功能集为一纳米结构。

纳米激光器的第一个重要应用很可能是芯片互联。过去，处理器速度一直是阻碍计算技术和电信技术发展的主要因素。但是，当处理器速度提高到一定程度时，互联就成了制约发展的因素。为此，半导体制造商采用铜互联取代了过去的铝互联。现在他们又在对光互联以及超低K 值材料和碳纳米管进行实验。光互联能够提供足够的带宽，并能向最快的处理器提供数据。但是，考虑到尺寸和成本的因素，对于这种应用的激光器，要求将会非常苛刻。在板卡上可以采用VCSEL，同时使用保偏光纤也是降低成本的一种方法。在芯片中，激光器和波导都需要采用纳米技术制造。

另一个需要面对的难题是如何将光子和电子集成起来。这就促进了硅光子技术的发展。如果硅既可以用来处理光子，又可以用来处理电子，那么就可以将二者集成到一起。硅加工方面的深厚技术积累对推动光互联产品迅速进入市场将起到非常重要的作用。这一领域已引起最大的几家半导体公司的关注。英特尔已推出了硅调制器和激光器，最近IBM也宣布了一种在硅片上制作光路的方法。小公司同样不甘示弱，生产硅调制器的Luxtera就是其中的一个。

那么，纳米光子互联的市场到底有多大呢？这很难说。对于片上应用，激光器必须嵌入到芯片上，其价格将高于整个芯片的价格。但是一项针对板上应用的市场调查表明，纳米互联技术所带来的市场需求可能非常大。假设在一块板卡上有10个器件，如果要将这些器件互相连接在一起，那么就需要90个激光器来完成这项工作。目前每年售出的芯片板有上亿只，激光器的数量之大就不难想象了。与此同时，英特尔、摩托罗拉和IBM等公司认为网络发展中的下一个重大事件是光纳米传感器网络。但它距离商用还有待时日，因为纳米传感器的研发主要靠政府资助，目前已知应用仅限于国土安全和军事。

最后，纳米科技还可以帮助我们降低10Gbit/s和40Gbit/s网络的成本。随着FTTX的迅速发展，市场对低成本器件肯定会有需求。尽管一些新兴纳米光子公司在大谈降低现有网络技术的成本，但是纳米工程能否如他们所愿，就不得而知了。实际上，除非新技术具有无可比拟的绝对优势，否则设备制造商决不会在这上面冒风险。上述的量子点激光器就表明纳米科技并不总是集经济实用于一体的。

2、纳米技术在光通信中的应用

2.1应用于光通信中的纳米光电子器件

2.1.1整齐排列的交叉式纳米光缆线是一种“Y-形状”的氧化硅纳米光缆线，该纳米光缆线的直径为10nm，长度可达毫米级，线直而均匀并且是透明的，最重要的是该纳米光缆线在生长过程中自动由一根分叉成为两根，两根可以分叉成四根，依次继续分裂。

2.1.2纳米级导电纤维是一种仅有一个分子粗细的导电纤维，可谓世界上最细“电线”。它的直径仅3nm，中心部分具有良好导电性的丁二炔链，四周包覆着糖的衍生物，并作为绝缘层，防止漏电。

2.1.3纳米聚合体电子器件是一种将化学合成的纳米粒子和与其共扼的聚合体组合制成的二极管发光作用区，终于首次实现了具有应用价值的、转化效率达2%～3%的有机近红外发光二极管。

2.1.4新型纳米激光器提高电脑信息存储盆这种新型激光器实际上是以半导体硫化锅为原料制成的纳米线，直径仅为一万分之一毫米。研究人员将硫化锅纳米线安装在涂有硅材料的基底上，制成一个回路。

2.2纳米科技在光通信中的应用

2.2.1纳米激光器

纳米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少数几个状态上，而低音廊效应则使光子受到约束，直到所产生的光波累积起足够多的能量后透过此结构。其结果是激光器达到极高的工作效率，而能量阈则很低。纳米激光器实际上是一根弯曲成极薄面包圈的形状的光子导线，实验发现，纳米激光器的大小和形状能够有效控制它发射出的光子的量子行为，从而影响激光器的工作。

2.2.2纳米光纤

将碳纳米管与聚乙烯醇（PVA）材料及水相混合，这样就使得聚乙烯醇材料能够将碳纳米管紧紧包裹住，从而将无数的单个碳纳米管捆绑在一起。这种最新材料的韧性比蛛死高4倍比用于制造防弹衣的凯夫拉尔纤维韧性强度高出了17倍。与同样重量的铁丝相比，新型纳米光纤材料的硬度是前者的2倍，韧性是前者的20。

2.2.3纳米光纤传感器

纳米光纤气体传感器的样机，的特点在于核心部件采用了体积小、重量轻的普通光纤和纳米光纤，耗电小、寿命长、不会中毒.除了一般条件下的用途外，适用于矿井井下的潮湿、强噪音、强振动、高粉尘的恶劣环境.该检测仪的适应性强，除了应用于瓦斯的检测外，简单改变发光二极管和光电检测管的工作波长，可以用于氢气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、水蒸气、硫化氢、氨气等多种用途。五十年前，硅材料的研制成功和硅晶体管的发明，导致了电子信息行业的一次大革命。材料科学在不断地向前发展，随之而来的光通信时代、量子时代带给人们的是更多的“不可思议”。预计纳米技术总的社会影响将大于硅集成电路，尤其在通信领域，它将使得光器件的体积微型化，功能大大提高，满足人类对信息的需求。

【参考文献】

[1]程开富.纳米电子/纳米光电子技术[J].飞通电子技术，2002（2）：76-80.