激光通信技术论文十篇

激光通信技术论文篇1

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激光通信技术论文篇2

关键词： 自由空间激光通信； 多场快速全场扫描； 无信标光APT系统； 捕获性能

中图分类号： TN929.13?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）07?0020?04

Acquisition performance analysis based on beaconless APT system

LIU Xingshuang

（State Key Laboratory of Space?Ground Integrated Information Technology， Beijing 100086， China）

Abstract： Since the signal light has the problems of small divergence angle and difficult acquisition under the beaconless capture mode of the free space optical （FSO） communication， a capture method of using the precision?tracking fast reflector as the capture executing agency in APT system is proposed. On the basis of the theoretical model of the capture time in the capture process， the theoretical analysis and Monte Carlo simulation for the multi?field stepping scanning and multi?field fast full scanning were performed. The results of simulation analysis prove that the multi?field fast full scanning selected in the beaconless acquisition mode has the best capture performance， and the consistency of the simulation result and theoretical analysis result was verified.

Keywords： FSO communication； multi?field fast full scanning； beaconless APT system； acquisition performance

0 引 言

在窄光束、远距离情况下，如何建立激光通信链路并且保证高可靠的通信，是自由空间激光通信中最关键的问题[1?2]。在激光通信中，为了解决以上问题，提出了捕获、对准及跟踪（APT）技术，其中捕获技术涉及链路的建立和恢复，在APT技术别重要。对于信标光捕获技术，其信标光发散角较大，从而扫描步长大，因此捕获机构通常采用粗扫描机构[3?4]。无信标光捕获系统中减少了激光器以及一些分光器件等光学器件，在体积、重量、功耗等方面信标光捕获有很大的优势[5]，然而在无信标光捕获系统中，直接采用发散角较小的信号光进行捕获，扫描步长小，采用粗扫描机构（通常带宽较低）进行捕获会延长扫描时间。因此考虑采用带宽更高的精跟踪快速反射镜作为执行机构[6?7]来实现捕获扫描以减小捕获时间。在捕获中，捕获方式的选择尤为重要，本文通过捕获过程中捕获时间的理论模型对多场步进扫描、多场快速全场扫描展开分析，以仿真结果为依据，旨在为今后的无信标捕获技术提供一定的理论基础。

1 多场扫描捕获理论模型

在初始对准阶段，卫星通信双方是通过星历表和卫星姿态信息进行双方初始对准的，然而由于定轨误差、位置计算误差、姿控误差及系统装校等误差的存在，因此通信终端双方存在初始对准误差。一般情况下，方位轴和俯仰轴的角度偏差服从标准正态分布且独立，可表示为：

[fθv，θh=fθvfθh=12πδvδhexp-12θ2vδ2v+θ2hδ2h] （1）

式中：[θv]和[θh]分别为俯仰和方位轴的角度偏差；[δv]和[δh]为其标准差。

1.1 螺旋扫描

捕获过程中，信号光对不确定区域进行扫描，其方式通常包括光栅扫描、螺旋扫描、螺旋光栅扫描，其中螺旋扫描和螺旋光栅扫描使用较为广泛，本文以螺旋扫描为基础进行捕获性能的研究。螺旋扫描的极坐标方程为：

[ρ=d2πθ] （2）

式中[d]为扫描步长，与光束的发散角[θb]相关，通常取：

[d=2θb] （3）

螺旋线长度[l]近似为：

[l≈πρ2d] （4）

将式（2）和式（3）代入式（4），可得：

[l=d4πθ2] （5）

由式（4）可推导出：

[θ=4πld=4πdVt] （6）

式中[V]为扫描线速度，可表示为：

[V=dΔt] （7）

3 结 语

自由空间激光通信有着良好的发展前景，本文主要就APT系统的捕获性能进行分析。通过对无信标光捕获系统中多场步进扫描和多场快速全场扫描进行理论分析，对不确定区域进行优化，使捕获时间显著下降，且捕获过程的仿真实验验证了理论分析和仿真结果的一致性。在无信标捕获模式下，对于精跟踪快速反射镜采用快速全场扫描比步进扫描所需的捕获时间更短。本文为无信标光捕获系统提供了一定的理论指导，但是自由空间激光通信中的捕获问题是一项工程问题，在实际应用中应考虑各方面的因素折中选择。

参考文献

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激光通信技术论文篇3

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。

1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

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激光通信技术论文篇4

论文摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。

如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义 的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。

1 世界光电子技术和产业的发展

光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。

Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用 1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激 光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9 亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30 亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。

2 我国的光电子技术和产业

近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。

国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高 技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器 战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。

但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。

激光通信技术论文篇5

【关键词】光纤网络通信技术 关键技术 发展趋势

1 光纤网络通信技术的优点分析

1.1 抗干扰能力强

在日常生活中，我们常常可以遇到这样的情况：在接听或者拨打电话时，如果此时恰逢雷雨天气，往往会导致通信语音模糊不清甚至完全中断。或者电话机靠近电视机等设备的情况下，也会导致通信干扰的情况。而导致这些情况的直接原因，就是传统通信技术所依赖的电磁波容易受到环境电场、磁场的干扰。而光纤通信技术一改传统通信技术依靠电磁波的局面，采用了激光作为信息传输的载体。

1.2 传输距离远

传统通信技术特别是无线电通信技术，存在很强的信号衰减问题。也就是说，随着距离的加大，无线电波信号的衰减越严重，如果中间没有中继站的情况下，无线电信号就很难实现数百公里甚至数千公里的传输距离。但是，建设数量众多的信号中继站，不仅大大增加了通信的成本，还需要额外耗费大量的电能，这与新时期下可持续发展的理念是格格不入的。而光纤网络通信技术就不存在较大的信号衰减问题。其原因就在于，通信激光在光纤内几乎可以实现百分之百的折射，而不会因漫反射或者衍射而损失能量。目前，利用光纤网络通信的信息损耗值一般能控制在0.2分贝/km之内。当电信号的损耗值较低时，它传输的单位长度就相应地增长，也就是中继距离的增加。现在，中级距离己经超过了20km。而中继距离增加就意味着中继站数量的减少，系统运行的稳定性提高，通信系统的建设费用和维护费用也就越低。

1.3 容易施工，保密性强

一方面，光纤网络通信不像传统通信线缆那样笨重，它主要由玻璃纤维制成的光纤芯和外部涂覆层组成，不仅很细，而且很轻，同时柔韧性和抗拉伸性能都比较好，非常适合各种地形条件下的通信网络铺设。例如，沟通亚洲和北美洲的海底光缆就是非常典型的例子。如果在传统通信技术下，在广袤的太平洋上建设数以千计的中继站，几乎是不可能的事。而光纤网络通信技术就可以依靠几座减灾岛屿上的基站，实现洲际通信。另一方面，在传统通信技术条件下，信息的保密性是很差的。而信息泄露不仅可能造成重大的经济损失，特别是国防通信，一旦泄露还很有可能危及国家安全。而光纤网络通信技术的传输载体比较特殊，只有光纤包层和纤芯附近存在光波，同时用橡胶护套和金属材质防潮层保护光缆，就避免了光的泄露，加之光纤常埋于地下，更降低了光泄露的可能性，保护好光也就保护了信息的安全性.

2 光纤网络通信关键技术和设施分析

2.1 通信基站

基站是光纤网络通信系统的核心组成部分。我们知道，无论什么样的通信系统，都拥有成千上万甚至上亿个用户终端，光纤网络通信系统也不例外。而通信基站的最重要的作用，就是汇总各个客户端发出的通信信息，进行编码和加密后发送到目的地。举个例子，某一通信应用客户发出了“明天”这两个字的信息，在信息到达基站后，激光编码设备就会将它变成激光脉冲而通过光纤网络发送出去。同时，编码器可以根据数字编码规则，对信息进行加密。

2.2 解码基站

与通信基站一样，解码基站也是光纤网络通信系统的关键。顾名思义，解码基站的作用就是对加密信息进行破解。接着上文中的例子，解码基站就是将激光脉冲转换成数字编码，以便于进一步的破译，也即将“明天”的激光脉冲重新翻译成“明天”的数字代码。因此，解码基站是光纤网络通信系统的另一个核心。在系统的建设过程中，解码基站应当位于用户集中地区的附近。而且，由于单位时间内需要处理大量的激光脉冲信息，因此解码器应当基于大型电子计算机来开发。

2.3 复用技术

话题讨论到这里，很多读者可能会问，如此纤细的光纤，是如何容纳数以万计的通信信息呢？其实，答案与铁路的运行调度颇为类似：一条铁轨同时运行千百列的列车，就是依靠调度系统的调度作用。而对光纤网络通信技术来说，复用技术就是起到了这种“调度”作用，使得同一条光路能够容纳大量额信息。换句话说，复用技术是通过多信道系统增加传输介质的信息容量，提高光纤宽带的利用率。时分复用、波分复用、频分复用、空分复用以及码分复用是其五种常用的复用方式，其中，应用时间最长、应用范围最广的波分复用方式，大大地提高了信息的传递量，从而提高了光纤宽带的利用率。

2.4 色散补偿技术

虽然光线网络通信技术的信号能量损失非常小，但是损失小并不意味着没有损失。根据研究，经过数百公里的传输后，激光信号一般会衰减百分之三十，而且还可能出现乱码，导致信息失真。在这种情况下，就需要利用色散补偿技术来处理。色散补偿技术是为了扩大中继距离，维护信息系统的稳定性。同时，兼顾到插入损耗合理的技术措施，使输出端的电信号足以保证跨距、速率。

3 我国光纤网络通信技术的建设与发展

光纤网络通信系统出现以后，我国相关领域的研究者敏锐地认识到了这种通信技术的光明前途和优点，并认可了这种新型通信技术的可靠性。因此，在国家的扶持下，我国投入了巨大的人力物力对光纤网络通信技术进行了系统性的研究。故而，进入新的发展时期以来，我国光纤网络通信技术的发展速度是非常快的，而且结出了累累硕果。但是，从整体情况看，受限于我国技术上的限制，光纤网络客户端微型化不足，而且应用价格也不菲，从而在很大程度上限制了这种技术的应用。

4 结束语

总而言之，光纤网络通信技术代表了当代通信技术的前端水平，我国应积极进行理论和技术研究，尽快完成通信网络的光纤化改造，从而提高社会现代化水平。

参考文献

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激光通信技术论文篇6

关键词 激光测距；相位法；脉冲法；云高仪

中图分类号TH76 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0149-02

0 引言

激光测距技术诞生于20世纪60年代初，是激光应用领域里最早最成熟的技术之一，它具有测量精确度准、分辨率高、抗干扰能力强等优点。在有测距需求的航空航天、气象、军事、交通管制等各行业中，各类激光测距仪的研制得到了很大的发展，测距性能日趋提高，测距技术日益成熟与完善。

1 激光测距原理

激光测距方法[3，4]根据测距系统是否需要加载光源可分为被动测距方法和主动测距方法。被动测距系统不需要加载光源，它是靠目标物的环境光束来确定距离信息，现主要应用在军事探测领域。主动测距系统必须要有一个光源来照亮目标物，这种测距方法是当今主要应用的测距方法，它包括TOF（Time-of-Flight）法、三角法、干涉法等。TOF测距法根据所发的激光状态不同，又可分为连续波激光测距（包括相位和调频两种方式）与脉冲激光测距。目前，市场上应用的激光测距设备大都采用相位测距和脉冲激光测距。

1.1 相位激光测距技术

相位激光测距技术，是将发射激光进行幅度调制，然后根据测定这个已调激光信号往返测距仪与被测目标物之间所产生的相位差，间接计算出待测距离。相位激光测距是一种有合作目标要求的测距方式，它一般要求在仪器的测距量程内安装反射镜，用以原路反射回激光光束，并由接收模块进行接收处理。相位激光测距仪的原理图如图1所示。

由图1可知，若调制信号的角频率为ω，待测距离为D，在D内往返一次的时间为t、相位移为φ，则有如下关系公式。

N为待测距离D中半波长的个数；

为激光信号往返一次产生相位延迟中不足半波长的部分；

c为光速；

f为调制信号的频率。

由于在此种测距方法中，N的值在激光信号发出并接收后不能确定，所以这种测距方式的最大缺陷是所测最长距离受限，由调制波的波长决定。然而，相位激光测距能准确测出半个波长内的相位差，这也成就了这种测距仪器的最大的优点：测量精度高，常用于精密测量。

1.2 脉冲激光测距技术

脉冲激光测距的技术，是利用激光发射器向被测目标发射窄带激光脉冲，同时触发计时模块，当激光脉冲到达目标并经其表面反射被接收探测器接收后，停止计时，通过测量从发射到接收激光脉冲的时间间隔，来计算出目标物的距离。

脉冲激光测距公式表达为，（3）

式（3）中，

D为探测距离；

c为光速；

t为激光脉冲飞行的时间。

由此可知，在脉冲法激光测距中，在光速既定的情况下，脉冲激光测距将转化为对激光脉冲飞行时间的测量。

1.3 脉冲激光测距系统构成

脉冲激光测距系统主要包括激光发射模块、激光接收模块、数字控制处理部分和光学系统。

激光发射系统主要是发射峰值功率高、发散角小的窄带激光脉冲，在经过光系统进一步优化后射向探测目标。现在常用的激光测距仪的发射部分主要由激光发生器、激光电源和光学系统组成，这里的核心部分是激光发生器。

激光接收系统是接收被测目标物后向散射回来的微弱脉冲信号，经过光学系统处理后，被光敏器件接收转换成电信号，并经放大处理，送到时间测量单元。一般的接收装置主要由光学处理单元、光电二极管和低噪放大器组成。

数字处理控制部分主要包括时间测量单元和信息处理单元。时间测量单元，其主要作用是测量激光脉冲从测距机到被测目标往返一次的时间，并计算出的距离，这里得到精确的时间间隔至关重要，可通过多种方法进行测量精度的提高。信息处理单元的任务是把具有一定时间间隔的主回波信号经过搜索、跟踪，形成主回波延时信号，并对其进行测量、计算转化为距离信息。

2 激光测距在云高仪中的实现

2.1 测云原理

在现代气象测距仪器中主要使用脉冲激光测距技术，当激光在低空大气中传播时，与大气气溶胶粒子相比较，大气分子对激光束的散射是相当弱的，因此，应主要考虑气溶胶粒子对激光光速的散射作用。云是由小水滴或冰晶凝结而成的粒子，它是一种特殊的气溶胶粒子，对激光光束的散射更加强烈，激光云高仪就是利用云的这种散射特性来测量云高的。

当激光从大气进入云层时，在云的边界处发生强烈的散射作用，一些后向散射信号将被测云仪器的接收系统所探测到，并转化为电信号，经过信息处理系统计算，即可得出包括云底高度在内的各种云层的特性信息。后向散射信号的强弱与发射激光的功率、云底高、云状和接收系统的性能相关。通常情况下，探测较高的云层，激光飞行的距离就远，接收机收到的后向散射信号就越弱，这样，通过计算得出的云底高度就越大。反之亦然。

后向散射信号的强度可从下面方程得出（激光雷达方程）。

为从距离z 处接收到的瞬时信号强度；

Eo 为有效的激光能量(考虑所有的光学衰减后) ；

c 为光的速度；

A 为接收机孔径；

z 为所探测的距离；

为在距离z 处被测气溶胶粒子的体积后向散射系数；

为激光传输途中大气分子和气溶胶粒子的衰减率，在透明的大气中，该表达式等于1(也就是没有衰减)。

2.2 半导体激光云高仪

半导体激光云高仪是近年发展起来的，它的发射单元采用固态的近红外激光二极管，接收单元一般采用量子效率很高的雪崩二极管，信息处理模块采用数字信号处理技术，光学单元设计独特，因而成为当前研究的一个热点领域。芬兰Vaisala公司生产的云高仪CL31 就是典型的半导体激光云高仪，它采用In-GaAs半导体脉冲激光二极管作为激光光源，激光波长为905nm，接收探测器采用雪崩光电二极管（APD），先进的增强型单镜头设计，确保了从地面零米起的极佳测量性能。

3 结论

激光测距技术的应用领域日益广泛，技术不断成熟与完善，新的应用产品层出不穷，这在气象测距仪器中也越来越能体现出来，包括航空、航海等常用的各种测能见度仪、云高仪等。采用固态的近红外激光二极管和DSP技术结合，再加上独特的光学镜头设计，促使激光云高仪朝着小型化、分辨率高、监测连续性好的方向发展，可以相信激光测距技术在气象探测仪器中应用会越来越广泛。

参考文献

激光通信技术论文篇7

关键词： PIN探测器； 强光饱和； 码间串扰； 数学模型

中图分类号： TN929.1?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0012?04

0 引 言

1997年10月美国在白沙导弹靶场测试，采用中红外先进MIRACL和LPCL进行激光照射卫星探测器实验[1]，该实验使人们认识到低能激光的优势。然而，光电探测器接收光功率非常低，所以当光功率过大时可能造成探测器永久性“失明”[2]。

目前无线光通信主要应用在800 nm、1 064 nm和1 550 nm三个波段[3]，常用探测器光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。1 064 nm通信元器件国内相对成熟，固本课题以PIN探测器在1 064 nm波段为样本，研究当探测器达到临界饱和功率时的接收现象，并判断能否符合通信要求。通过实验建立数学模型，考虑在临近空间致盲打击的可实现性。

1 致盲理论分析

1.1 PIN探测器的损伤机制

激光对光电探测器的损伤分为软损伤和硬损伤两类[4]。顾名思义，软损伤即当有光照射时探测器经暂时的失效，光源消失一段时间后探测器又恢复原有性能。这里将这种损伤机制称之为强光饱和型失效机制。硬损伤是由于光源功率过大使探测器造成不可恢复性的损伤。硬损伤由于激光损伤应力不同又分为热学效应损伤和力学效应损伤。其中由热学效应损伤可分为：热损伤机制、缺陷型损伤机制和电子雪崩型损伤机制。由力学效应损伤主要有自聚焦型损伤机制、多光子电离型损伤机制[5]。

1.2 干扰致盲方程的建立过程

本文设计了一个用来测量光电探测器激光损伤阈值的实验方案，实验方案如图4所示。实验采用波长为1 064 nm的Nd：YAG激光器，TEM00模型，输出功率为50 mJ，脉冲宽度为18.2 ns，重复频率为800 MHz激光。样品探测器选用德国Menlosystem公司的FPD310，PIN光电二极管。光谱响应范围为850～1 650 nm，最大入射功率为2 mW，探测器最大接收频率为1.8 GHz。

实验中保持入射光功率不变，通过调节衰减片的衰减系数，模拟无线光通信中大气对长距离对激光能量的衰减。分束透镜和能量计可以对入射激光能量进行实时监测。实验主要通过示波器的观测的数据变化判断探测是否进入饱和或深度饱和状态。用He?Ne激光实时监控，防止功率过大激光对探测器的热应力损伤。图5为试验实物的实际测试现场。

3 实验结果及分析

3.1 损伤阈值

经实验得出：当衰减系数为60 dB时，此时激光器峰峰值电压为40 mV，探测器的光功率密度为0.64 μJ/cm2，经示波器观测探测器输出峰峰值为420 mV。当衰减系数为45 dB时，激光器峰峰值电压为60 mV，探测器的光功率密度为20.1 μJ/cm2，示波器观测探测器达到最大输出电压输出峰峰值为3 800 mV。当衰减系数为35 dB时，此时激光器峰峰值电压为80 mV，探测器的光功率密度为201.3 μJ/cm2，经示波器观测探测器输出峰峰值为4 000 mV，示波器显示接收脉冲出现展宽现象，展宽幅度约200%，展宽现象如图6所示，展宽时输出眼图如图7所示。此时，满足不了通信条件，出现码间串扰现象，无法提取有效信息，探测器达到测试阈值。衰减系数和探测器峰峰值统计结果见表1。

4 结 论

综合以上实验结果及分析，得出以下结论：对于天基干扰致盲，使用半导体激光器就能实现致盲效果；当激光器功率大于探测器接收阈值时，探测器出现脉宽展宽现象，该现象出现码间串扰。无法正常通信；激光束散角越小，致盲距离越短，辐照面与接收面夹角越小，对干扰致盲激光器的功率要求越低。

参考文献

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[10] 王海晏.光电技术原理及应用[M].北京：国防工业出版社，2007.

激光通信技术论文篇8

（安徽工程大学电气工程学院，安徽 芜湖 241000）

【摘　要】光电子产业作为21世纪具有代表性的主导产业之一，对当今世界科技发展起到巨大驱动力的作用。而《光电子技术》则是电子信息科学类专业的基础学科，本文从分析该课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把科学研究引入课堂，采用诱导式教学方法和多元化的考核评价标准，对《光电子技术》的教学模式进行创新性探索。实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

关键词 光电子技术；教学方法；诱导式教学

基金项目：安徽工程大学引进人才项目（2013YQ002）

作者简介：张艳（1983—），女，汉族，博士，安徽工程大学电气工程学院，讲师。

0　引言

随着国家信息化建设的逐步深入，我国采取了一系列积极、稳妥、有效的措施促进电子信息技术产业高速、持续、健康的发展。从2002年开始国家计委组织实施光电产业化专项计划，光电专项产业化目标[1]是：（1）根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源特点，重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电产品，实现产业技术升级，并尽快形成规模生产。（2）“十五”期间初步形成具有一定自有知识产权和产业优势的光电产业体系。通过对我国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持，力争在“十五”期间使国内光电产业能够满足国内各行业的需要，并进入国际市场。（3）通过技术创新和项目建设的带动，扶持光电产业基地的形成。光电信息技术产业的迅速发展，使得具有光电信息技术知识背景的从业人员的需求逐年增加。作为培养专业人才的摇篮，近年来，很多高校相继开设了光电信息工程专业。它以培养可从事光学工程、光通信、图象与信息处理等技术领域的科学研究及相关领域的产品设计与制造、开发及应用等工作的应用型人才为目的。

而《光电子技术》作为光电信息工程专业的一门专业基础课，从了解光电子技术的发展和应用开始，通过学习光学基础知识，以光学系统的源、传输通道、信息加载、探测、信号处理、显示和存储为主线，引导学生系统、全面的学习光电子技术。通过本课程的学习应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。

本文从分析《光电子技术》课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把书本上的内容与当前光电信息产业的发展现状相结合，采用诱导式教学把科学研究引入课堂，对《光电子技术》的教学思路进行创新性探索。实践表明这些教学探测极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

1　《光电子技术》的教学现状及问题

就《光电子技术》这门课程而言，由于教学内容的逻辑推导内容较多，要求以大学数学为基础，具备物理学，材料学，电路电子等多学科的知识和理论体系，导致部分学生对其缺乏兴趣，进而 影响到教学的效果。

尽管近年来，随着的电子设备走进课堂，授课方法也日趋多样，如、“现代化多媒体与传统板书”相结合的教学方法、“图片演示与实物展示”相结合的教学方法、“课堂讲授与小组讨论”相结合的教学方法等[2]。对传统意义上的教学模式进行了改革，如，讲解到激光原理与技术这一章节的时候，在课件中放上激光器以及激光光束的图片，把文字描述的内容以实实在在的实物图片展现在学生的眼前，加深了学生对知识点的理解和接受。这些教育教学方法的改革在很长的一段时间的确取得了很好的教学效果。

然而，随着的物联网技术的发展，现在的大学生可以从互联网上获取海量信息，仅仅是一副图，一个装置器件已经无法引起学生过多的关注。那么，如何吸引到学生的注意力，激发学生的学习兴趣，把《光电子技术基础》这门光电信息工程专业基础课讲解的生动，打开学生通往光电子技术领域的大门，为进一步学习相关专业课打下基础是我们亟需解决的问题。

2　诱导式教学方法

传统意义上的诱导式教学方法早在20世纪80年代被提出，其理论依据出自《论语-述而》：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也。”意思是只有当学生百思而不得其解时，教师才可以有选择的启发他，当学生心里明白但不知如何表达时再去开导他，如果学生不能举一反三，就先不要往下进行了。因而诱导式教学应当是“启发”和“引导”相结合，通过“启发”和“引导”学生，使得学生在有限的课堂教学时间内做到触类旁通，提高教学效率。

而大学教育赋予了“诱导式教学”新的含义，除具有传统意义上的诱导式教学的思想以外，还包含了用发展的眼光看待书本上的知识体系，把科学研究、最新的科技发明、科技产品引入课堂。就《光电子技术基础》这门课程而言，可以从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的的内容，通过光电产业的新发明，新应用吸引学生的注意力，在讲解这些发明或应用的过程中传授教学内容，激发学生的学习《光电子技术》的兴趣。以《光电子技术》[3]中“偏振——起偏——检偏”这一知识点为例，如果仅仅从书本上给出的概念出发讲解：（1）偏振指的是振动方向对于传播方向的不对称性；（2）自然光得到偏振光的过程称之为起偏，所用器件为起偏器；（3）检测某一光束是否为偏振光的过程称之为检偏，所用器件为检偏器。抑或在多媒体课件上放置光束起偏/检偏的图片，都不能起到很好的教学效果。为了吸引学生的注意力，激发学生对“光的传播”这一教课内容的兴趣和求知欲，同时扩展学生的知识面，可以从近阶段的热门话题个人全息手机(takee手机)引入，takee手机的亮点之一是可以使用户从各个角度都能感受到浮在屏幕上的全息立体3D效果，进而联系到学生身边的光电信息技术——3D电影，观众要戴上一副特制的眼镜，而这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片，由此把重点落到“偏振”这个知识点上，让学生在一个轻松的教学氛围中不仅学到了新知识，（下转第82页）（上接第86页）而且知道新知识的应用领域和当前发展的现状，扩宽了学生的知识面和眼界。

因此，大学课堂中的诱导式教学方法应该：（1）培养学生具有批判性思维；（2）具有科学的想象力；（3）具备自我塑造和发展能力。在此基础上，“以点带面”提高学生的创新能力和动手实践能力。

3　多元化的考核评价标准

北京航空航天大学校长前校长曹传钧教授在本科教学上，提出“讲一、练二、考三”的教学模式。指出学生的学习效果体现在：（1）知识面的宽窄；（2）学习，实践的经历；（3）自学的能力；（4）是否具备创造性思维和创造性能力，具有独立的见解等几个方面[4]。那么单纯的一张试卷，一次考试就不能够作为学生掌握知识的依据。

而《光电子技术基础》是理论与实践相结合的一门课程，这就要求其课程的考核评价标准应该具备多元化，多样性的要求。整个课程的考试分为三部分：（1）理论部分的考核：可以采取闭卷考试了解学生对基本概念，基本理论的掌握程度，或者把基本理论深入剖析，采用开卷考试的方式，考察学生运用书本知识分析问题的能力；（2）实验部分的考核：通过实验不仅能够加深学生对知识的掌握，实验本身更是对整个章节，甚至整个课程内容的一个体现，如电光调制实验，旨在让学生掌握晶体电光调制的原理和实验方法，但是该实验从激光发射出的光波经由起偏器，电光晶体，1/4波片，检偏器之后被光电探测器接收，通过信号处理，学生可以在示波器上观察到作用到电光晶体上的调制信号曲线和光电探测器解调后的信号曲线。而这么一套设备展现出来的就是一个完整的光电系统。学生在实验的过程中可以运用光电系统的知识搭建好实验线路，确定光路信号的走向，通过示波器显示的信号曲线分析实验过程中出现的问题，思考该问题出现的原因以及采用何种解决这些问题，从而考察了学生对于光电调制内容的掌握程度，促使学生从实践中意识到理论知识的重要性，提高学生分析问题解决问题的能力；（3）课程设计部分：课程设计旨在学生根据授课内容，通过自学扩大自己的知识面，结合日常生活中使用的光电子产品，培养学生科学的想象力和创新能力。整个成绩采用百分制的标准，三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式评判学生对《光电子技术基础》的学习掌握程度。

通过对两届学生的采用诱导式教学和多元化考核评价的教学，其实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了学生运用所学知识分析问题，解决问题的能力，培养了学生的动手能力和创新能力，达到了《光电子技术》的教学效果。

4　结束语

光是人们最为熟悉的现象之一，从17世纪关于光的本质的两大对立学说到21世纪的信息时代，光电信息技术已经渗透到人们日常生活之中，除了光电子技术专业的学生需要深入系统地学习《光电子技术》外，微电子技术、材料、电子科学与技术等专业的学生也需要了解光电的基本概念和基础知识。探索诱导式教学方法在《光电子技术》课程的新模式和多元化的考核评价标准，把光电基本概念和基础知识与当前光电信息产业的发展现状相结合，使学生较好地掌握所学知识，把握知识点的学术前沿，为学生的进一步学习和发展打下坚实的基础。

参考文献

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［3］朱京平.光电子技术基础[M].2版.科学出版社,2009.

激光通信技术论文篇9

关键词：空载激光扫描测量；发展现状；河道测量；应用

中图分类号：TV85文献标识码：A 文章编号：

1激光扫描测量技术简介

LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母组合，即激光探测及测距系统，它是采用单个激光脉冲量测从激光源到目标，再回到激光接收器的时间，同时结合飞机上传感器定位、定向数据，精确量测出被测物体（目标）的三维坐标。

LIDAR数据采集系统由安装于同一个飞行器上的以下几个部分组成：

1）机载GPS，为飞机提供精确的三维坐标。

2） 惯性测量系统，为激光束提供准确方向。

3） 激光发射、接收装置。

4） 反射镜，用于将发射的激光束反射到地面。

LIDAR数据采集系统收集到的点云数据，经过误差改正、求参数等，处理后可以得到高精度的数字高程模型、三维模型。采集流程如图1.

2 激光扫描测量技术发展现状

随着LiDAR硬件设备的提高，DGPS高精度差分系统、高精度三维姿态感应等技术的发展，LiDAR的产品体积、重量都在不断减小，工作成本也继续下降，使得此项技术真正步入实用阶段。经过数多年的研究发展，LiDAR的测量精度也达到了一个相当高的水平，其水平测量精度达到15cm，垂直精度达到10cm。现在全世界范围，已经有三十多种系列产品投入使用。

2l世纪是3s技术时代，国家大力投入、发展“数字海洋”、“数字地球”、”数字城市”，同时也对测绘工作提出了更高的要求。而激光扫描测量技术，更具有高效率、高精度、全时空测量的特点。

目前，激光测量做为一门新兴技术在测量行业正逐渐被广泛应用。与传统的三维空间信息采集手段相比，LiDAR技术除了较高的精度之外，它还不受天气，太阳光照射的影响，所采集到的数据，可以很轻松的进行分类提取，等等这些都是普通航测无可比拟的。因此，利用LiDAR系统，快速获取大面积三维地物和地形数据，继而生成数字高程地形模型已经成为应用广泛的测量手段。

3在河道测量方面的应用

由于激光扫描测量技术可以在大的测量区域提供高密度、高精度的测量数据且能够识别重要地物，使得它在河道测量中得到广泛应用。

河道地形测量，长期以来由于江河两岸地形复杂，条件艰苦，现有的陆地、船载测量仪器难以有效使用，特别是在植被茂盛的山区，GPS接收机卫星信号差，无线电传输距离有限，使得现在的GPS-RTK难以得到固定解，测量技术效率不高，若采用全站仪，通视情况又不佳，劳动强度大，危险性高，工作效率、测量精度也难以保障，迫切需要新的测量手段和技术设备来改变这一现状。

激光扫描测量技术能够获得高精度、高密度的高程数据，在高精度的可连续运行参考站技术和三维姿态技术的支持下，无需大量地面控制点，就可生成高精度的数字高程模型（DEM）和DTM。

水深测量部分，在激光测量技术之前，船载声波测深系统是最为有效和常用的手段。LiDAR水深测量系统，依靠蓝绿激光发射和接受设备，可以分别获得水面和水底的高程数据。 与传统的船载声波测深系统相比，LiDAR测深系统具有很多的优势：首先，它不受浅水区域和陆地的影响；测深精度和几何分辨率高，由于激光脉冲可以压缩到很窄的时间宽度内，向水中以纳秒级脉宽发射，因此测深点密度高，精度高，水下地形图质量好；而且节约时间，它可以快速的对大面积水域进行测量。对于一些山区性河流，船只无法航行的水域，LiDAR测深技术将提供高效的服务。研究人员指出，LiDAR测深技术是一种极具诱惑力的测深技术，必将开创一个崭新的局面。

4建议

激光测量系统的研究在我国引来了众多学者的重点关注，相信不久的将来，现在已经很成熟的硬件设备还会得到进一步发展，LiDAR系统数据后处理软件的研发将是又一个关键。随着技术的进一步发展，将越来越多的应用到测量行业中。我们应该时刻关注此项技术的新发展，积极主动的学习，勇敢的创新，为推动河道测量事业的新发展做出应有贡献。

5参考文献：

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激光通信技术论文篇10

关键词 教学改革；军校；激光原理；网络虚拟实验；实验仿真平台；MATLAB

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）18-0110-03

1 前言

军队院校教育是当代教育的重要组成部分，它担负着培养高素质军事人才的任务，其重要目的是培养学员创新精神、创新意识，提高学员的创新能力，求新、突破、开放和超越是对军校教育的重要要求。

最新问卷调查表明，目前军校学员的主体是95后，他们的身心呈现出许多新特点：

1）自尊心强、好面子，同时渴望得到关注；

2）对第一任职需求存在认识不足，就业压力小，求知欲不足；

3）对军事装备内容格外关注；

4）信息化程度高，接受新事物速度快，习惯网络交流和学习等。

在此前提下，继续沿用旧的教学思维和理念，已经无法满足军校学员的心理和知识需求，必将导致教学效果的不断削弱。

教育心理学表明，改进教学方法和手段是培养学员学习兴趣和学习动机的有效手段之一。现代教育技术和教育理念无疑是深化教学改革、增强教学效果的突破口。在激光原理与技术课程教学过程中，在引入信息化方法和手段的同时，改进传统教学手段，并努力将两者相融合，从而有效增强课堂教学效果。

2 虚实结合的网络虚拟实验

网络虚拟实验是利用人工生成接近真实效果的实验环境，并将其置于网络，便于远程操作的一种实验形式。这种实验形式借助信息化教学手段的优势，突破了传统理论课程对演示实验的时空限制，能够将实验直接引入课堂。

激光器属于精密光学设备，其相关实验设备体积大，调试困难，不易搬进课堂，所以各学校的激光技术课程大都将理论与实验分别开设。教学实践表明，这种教学模式不利于学生对理论知识的理解。

网络虚拟实验的出现无疑为激光技术课程的改革提供了突破口，笔者在这方面也做了一些有益探索。在制作过程中，使用Solidwrks三维模型制作软件、Okino PolyTrans

格式转换软件、NGRAIN Producer三维交互动画制作软件、会声会影视频制作软件及Dreamweaver网页制作软件等工具，将等比例实验设备与真实测量结果相结合，开发了He-Ne激光器特性、普通脉冲激光器输出特性、调Q激光器输出特性等一系列虚实结合的虚拟实验（见图1），并其放在网络平台上供学员学习。

两年的教学结果表明，上述网络虚拟实验既可以增加学员对理论知识的形象认知，又可以让学员与后续实验课程前后呼应，同时有助于学员课下自主学习，因而可以获得良好的教学效果。

3 基于Ngrin互动平台的可操控激光设备

三维制作工具NGRAIN Producer是NGRAIN公司生产的一款能够直接从现有产品的各种CAD三维数据模型，快速生成交互的产品功能展示、维修和学习培训材料的软件。它可帮助普通用户在普通计算机上快速创作出富含大量信息元素的虚拟设备，提高现有的电子教学素材质量，同时保证新手在第一时间正确操作。

激光教学小组将这种在装备类或更复杂类课程中使用的技术引入激光原理课程，为激光器这类精密光学设备的教学提供服务。课程以虚拟实验建设为基础，将前期等比例制作的各类激光实验设备通过一定的格式转换放在远程NGRAIN互动平台上。这样一来，在教学过程中，只要安装一个很小的NGRAIN Viewer软件，就可以通过远程访问的方式随时调用实验设备，并可以为学员提供设备现场的拆解、任意角度的翻转等，让学员更直观地了解激光器等精密光学设备的内部结构，见图2。

4 基于GUI平台的激光仿真实验

激光原理与技术课程理论性很强，如果没有实验验证，学员很难理解。但是，激光实验设备非常昂贵，许多结论不具备实验条件。如基于不同谐振腔的激光器、调Q激光器和锁模激光器等工作特性均与激光器多个结构参数相关，但不可能买来所有样品，对各个参数一一测试，而光学仿真实验恰恰以其科学准确、简单易行、操作灵活等诸多优点弥补了这一不足。对此，利用MATLAB软件，通过建模和编程，对激光原理与技术的部分实验进行仿真模拟，并构建基于GUI用户图形界面的实验仿真平台，为激光原理与技术的教学提供一个新的途径。

5 定制化的板书呈现形式

板书是最基本的传统教学手段，可以给学员一个完整、系统的课堂教学内容框架，但是并非所有教学内容都适合以传统形式加以呈现。为此，根据不同教学内容，进行定制化的板书设计，使板书形式更利于不同教学内容的展现，以及学员理解和记忆。如在激光原理与技术课程中，就设计有传统型、图表型、思维导图型等多种形式，在“调Q原理”一节中就采用了思维导图型板书。显然，这种新颖的板书形式，不仅可以清晰地呈现整节课的思维过程，而且有助于学员理清脉络，记忆内容。

6 结语

激光课程教学改革5年以来，取得明显成效。

1）教员层面：笔者及小组成员以“激光调Q技术”“激光产生的基本原理”为授课内容，参加总装备部举办的院校优质授课评比，分获二等奖和三等奖。

2）学员层面：学员学习积极性明显提高，考研率显著增加，说明学员对激光学科产生研究兴趣。在对2006～

2011届学员做的问卷调查中，80%以上的学员对激光教学改革工作给予充分肯定。

现代教育技术和教育理念无疑是深化教学改革、增强教学效果的突破口。本文以自身教学实践为基础，在激光原理与技术课程的教学过程中，在引入信息化方法和手段的同时，不断改进传统教学手段，并努力将两者相融合，从而有效增强课堂教学效果，为进一步促进军校教学改革提供参考。

参考文献

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