信息光学原理精选(九篇)

第1篇：信息光学原理范文

关键词：光纤通讯 教学改革 课程设置

中图分类号：G642         文献标识码：A        文章编号：1674-2117（2014）14-00-02

 近年来，我国信息技术飞速发展，带来了信息科技与技术高速发展的时代。信息科技产业发展的重点是光纤通信技术，它是一门飞速发展的技术学科。为了适应信息科技飞速发展和通信行业对人才需求的变化，我国许多高等学府都设立了光电信息通信类的专业。这些专业都以光信息科学技术为核心。光信息科学是一门综合性很强的学科，它包括光子技术、电子技术、通信技术和信息技术等。

光纤是大量信息传输的重要媒介和人们实现信息获取的重要途径。因此，在其专业课程的设置中，专业的核心主干课程应为光纤类课程，它既是专业类课程也是学科上的特色课程。我国高等学府对光纤传输的物理基础和光纤技术的应用进行全面的阐述并都设置了光纤类学科的课程。但是，由于光纤类学科课程在教学内容、课程设置上与社会所需人才培养上存在着一些问题，致使此类学科的改革刻不容缓。

1 光纤类学科课程体系的构建

当今社会经济、政治都发生了深刻的变化以及科技飞速的发展导致光电通信行业对人才的需求越来越多样化。多样化的人才需求促使我国的高等教育要实行改革，要向基础化和综合化的方向不断地发展。在人才培养上要加强专业基础理论的设置、扩宽专业口径的学习和素质教育。要实现宽口径、厚基础、强素质、广适应的信息人才的培养[1]。

1.1 光纤光学是获取信息的物理基础

专业的基础学科是培养过程中传授学科的基础知识，是高等教育的基本工作。在人才培养的过程中高等学府设置基础课程“光纤光学”，为学生提供宽厚的光导纤维的基础理论知识，讨论传输的模式理论、模耦合理论和光纤的传输特性。在这门专业基础课程的教学中，我们要着重强调基本理论的讲解。基本理论是整个学科的基础，在讲解上要尽量运用实例进行分析，这样才能让学生更加透彻地了解基本概念。理论是应用的基础，只有理论牢固，才能更好地学习以后的光纤技术应用的课程。

1.2 光纤通信和光纤传感是光纤技术的应用

光纤技术从信息领域的角度考察，主要是设计两个方面的内容，即信息的传输和采集。信息的传输是属于光纤通信技术，而信息的采集则是属于光纤传感技术。为了紧跟信息技术的发展，高等学府在教学设计和教学内容的设置上，应随着光纤信息技术的发展而发生变化。在课程设置上应有正确的定位，要通过光纤的基本原理和光器件原理对通讯网络进行阐述和讲解，使学生能够掌握光纤通信的基本原理。只有在原理的基础上方能够对信息的传播和采集有深刻的理解。总之在课程的设置上要把握研究光信息科学发展的基本规律与技术专业人才培养的机制，要以科学的方法为基础，更要把握国内外光纤类学科设置的现状、问题以及趋势，调整光纤类课程的结构体系，建立起基础性强、可操作性强的光纤类学科课程体系[2]。

2 教学课程内容的组织和融合

光纤通讯的人才是具有创新思维和创新能力的高素质、高能力的复合型人才。在光纤系列课程的设置上要针对以上特点并根据光电信息专业人才所需的知识、技术和能力从整体的高度打破传统的教学模式和课程体系，根据行业所需的人才设置光纤类学科课程，进而将其具体化。此外，还应该解决原来各课程中对单一对象和知识进行整合的问题，避免其内容的重复化，重新建立课程结构体系和内容，将教学的内容有机的结合，使其更加丰富。

2.1 理论教学内容的设置

由于光信息科学的发展有着自身的规律，在光纤通讯的课程的设置上要符合这一规律。在课程设置上要将光纤结构知识模块化，只有将其具体的模块化才能更加清晰地进行课程设置，具体分为以下模块：光纤传输理论模块、光纤特性模块、光纤器模块、光纤通信原理模块、光纤通信技术模块、光纤传感原理模块和光纤传感应用模块。见表1。

通过对光纤光学、光纤通讯原理与技术、光纤传感测试技术等三个课程的教学内容进行重新的组织和编排，使这三个课程相辅相成，形成一体。在对各个课程体系安排的同时要对每个课程的侧重点进行明显的突出，使其做到特点鲜明、协调统一。

2.2 实验教学内容的设置

现代人才的培养不仅要强调基础知识、对其创新意识和动手能力都有着一定的要求。实践教学过程已经成为理工科培养人才的重要环节。光信息学科是一门理论与技术相结合的新型学科，对于教学内容的设置上既要有理论知识，同时也要重视实验教学项目。在实验课程的设置上，好的实验仪器是必不可少的，如应配备光纤熔接机、光时域反射仪、光纤信息及传感实验系统等[3]。

（1）光纤基础操作实验。光纤基础实验是学生要掌握的基本实验内容。在实操时要在一定程度上能操作整个实验，这是这个学科实操的重点。基本操作实验是指：光纤数值孔径的性质和测量实验；管线传输耗损性质与测量实验、光源与光纤耦合方法实验、光纤可调衰减器特性实验、光纤隔离器特性及参数实验、半导体激光器和发光二极管特性测试实验、模拟信号光纤传输实验、数字信号光纤传输实验等基础的实验项目。这些实验都是本学科的基础，对学生了解光纤的基础知识有着重要的帮助，应将其内容设置到教学的课程中，要求学生能够掌握。

（2）特种光纤及模式功率分布传感原理实验、光纤分束器参数及MZ干涉仪原理实验、光纤传感的压力测量实验等。这里技术光纤技术实验的内容都为必修的实验内容。

在实验的操作中学校要给学生提供方便，对仪器的操作教师都应尽量地进行实际的指导，并对实验室进行全面开放，帮助学生进行仿真模拟实验。还可以根据学生的特点和兴趣点，选择一些实验项目或者以组单位自己搭建实验系统，这样不仅能够提高高校仪器是使用率，更重要的是培养学生做实验的兴趣和提升学生实际操作的能力[4]。

综上所述，光纤通讯是一个综合性强的学科，对理论和实际操作的能力都有着一定的要求。我们在该学科的设置上要符合光信息科学发展的基本规律，还要结合光信息科学与技术专业人才培养的机制。更要把握我国光纤教学现状以及问题，根据实际情况，构建适合光纤类课程的结构体系。在整个课程的设置方面要强调基础、突出应用。要将理论基础与实践教学相融合，同时教学改革思路也要遵循该原则对整个课程进行设置。要加强实验环节，要运用多种教学手段进行创新教育，使学生对原理知识理解的同时，努力提高对应用环节的操作，培养其动手的能力，使其学以致用。同时要有特色的教学内容，让学生对光纤通讯技术产生兴趣，把枯燥的知识变得有趣，使其适应社会的需求。

参考文献：

[1]敖,马春波,朱勇,敖发良.光纤通信课程教学改革探讨[J].广西教育,2012(11):37-38.

[2]苗逢春.信息及通讯技术与课程教学整合的国际趋势与借鉴[J].基础教育课程,2012(08):9-14.

第2篇：信息光学原理范文

关键词：光电子技术；理论教学；实验教学

Study on the teaching method in the optoelectronic technology course of electronic information engineering major

Luo Binbin, Zhao Mingfu, She Li, Zhou Dengyi, Cao Yang, Quan Xiaoli

Chongqing university of technology, Chongqing, 400054, China

Abstract: The importance of the optoelectronic technology course in electronic information engineering major is elaborated in this paper, and then according to author’s teaching experience of many years, the content, method and means of theoretical and experimental teaching of optoelectronic technology course in electronic information engineering major are discussed in details.

Key words: optoelectronic technology; theoretical teaching; experimental teaching

电子信息工程专业是一个包含电子科学技术、信息与通信工程、计算机科学与技术设计、研究、应用与开发，电子设备和信息系统的工程专业。当代信息技术的高速发展离不开电子信息科学技术，但是当今很多高端的信息技术成果融合了微电子学、光电子学、计算机工程及通信工程等多门学科的交叉知识。而且，目前很多具有良好基础的电子信息工程专业的学生在他们的硕士和博士阶段，通常会选择光电子技术的相关研究方向，而具备了良好电子学知识的学生更容易将电子学中的概念移植到光频段中，如果在本科阶段也修习了光电子技术这门基础课程，那么在他们的深造阶段将会更容易进入光电子相关领域的课题研究。因此，电子信息工程专业的学生除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技术的其他相关知识，如光电子技术。然而根据笔者的调研，虽然目前很多重点大学及二本院校的电子信息工程专业都意识到光电子技术的重要性，但很少开设光电子技术这门课程。本文从光电子技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光电子课程的理论和实验教学方法。

1 光电子技术简介

早在19世纪，人们就已经用麦克斯韦(Maxwell)的经典电磁理论对光的本质进行了研究，认为光是波动的电磁场，关于光的吸收和辐射，1917年爱因斯坦(Einstein)建立了系统的光电子学理论，使人们认识了光的波粒二相性。但是直到20世纪60年代之前，光学和电子学仍然是两门独立的学科。1960年世界上第一台激光器研制成功，这标志着光学的发展进入了一个新阶段。随后在对激光器和激光应用的广泛研究中，电子学发挥了重要的作用，光学和电子学的研究有了广泛的交叉领域，形成了激光物理、非线性光学、波导光学等新学科。20世纪70年代以来, 由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。

因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。

综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

2 光电子技术课程教学研究

2.1 光电子技术课程的理论教学

第3篇：信息光学原理范文

[关键词]Matlab Gui 空间滤波实验 频谱

一、引言

空间滤波实验是信息光学实验中的一个经典实验，但由于光学实验光路调整较麻烦，再加上学生对空间滤波实验的原理没理解透，导致大部分学生做实验时，效率低下，实验现象不明显，严重的调不出实验现象。为了加深学生对空间滤波实验的理解，近年来有不少人已经开展了该实验仿真工作，但目前该实验的仿真要么缺乏直观的界面[1]，要么界面不够友好，不够丰富[2]，比如界面中没有给出实际的实验光路等。针对上述情况，本文对空间滤波实验进行了Matlab Gui仿真，仿真界面友好、内容丰富，仿真界面不但给出了实际的空间滤波实验光路及注意事项，而且仿真结果验证了所有的空间滤波实验现象，使学生更能深刻理解空间滤波实验现象。

二、空间滤波实验的原理

空间滤波实验的原理源于阿贝成像原理，其原理图如图1所示[3]，阿贝成像原理认为：透镜成像过程可分为两步，第一步是通过物的衍射光在系统的频谱面上形成空间频谱（夫琅和费衍射图样），这是衍射所引起的“分频”作用；第二步是代表不同空间频率的各光束在像平面上相干叠加而形成物体的像，这是干涉所引起的“合成”作用，这也是人们常说的“两次衍射成像理论”。如果在频谱面上设置各种空间滤波器，挡去频谱中某一些空间频率成分，或改变某些分量的位相，则将明显地影响输出图像，这就是空间滤波。光学信息处理的实质就是设法在频谱面上滤去无用信息分量或改变某些分量而保留有用分量，从而在输出面上获得所需要的图像信息。

三、空间滤波实验的Matlab Gui 仿真

图2为空间滤波实验的Matlab Gui 仿真界面，界面的右上方给出了实际的空间滤波实验光路及注意事项，该注意事项是能否做出实际实验的关键。滤波对象为实验中使用的光子屏，则在界面的下面显示物及其频谱，点击滤波器下拉菜单，选中水平狭缝作为滤波器，则界面的下面第三个图显示该滤波器，再点击进行滤波按钮，则在界面的下面第四个图显示经滤波处理后的输出像，由于频谱面上的横向分布是物的纵向结构的信息，由经滤波处理后的像可以看到当光格字经过水平狭缝滤波器之后，图像是呈纵向分布的，如图2（a）所以。当点击滤波器下拉菜单，选中垂直狭缝作为滤波器。由于频谱面上的纵向分布是物的横向结构的信息，由经滤波处理后的像可以看到当光格字经过垂直狭缝滤波器之后，图像是呈横向分布的，如图2（b）所以。当点击滤波器下拉菜单，选中方向滤波器。由经滤波处理后的像可以看到当光格字经过方向滤波器得到的是与之垂直方向的信息，如图2（c）所示。当点击滤波器下拉菜单，选中低通滤波器时，滤波后的像如图2（d）所示，由于光栅为周期性函数，其频谱是有规律排列的离散点阵，而字迹不是周期性函数，它的频谱是连续的，一般不容易看清楚，由于光字笔画较粗，其空间低频成分较多，因此频谱面的光轴附近只有光字信息而没有网格信息。经过低通滤波，滤掉了物的高频信息，输出图像显示了物的低频信息即光字。由于经过滤波后的图像能量有所损失导致输出图像比原图像模糊。当点击滤波器下拉菜单，选中高通滤波器时，滤波后的像如图2（e）所示，。

四、结论

为了更好理解空间滤波实验，本文对空间滤波实验进行了Matlab Gui仿真，仿真界面友好、操作方面，内容丰富，本仿真界面不但给出了实际的实验光路，而且实现了实验的所有功能，仿真结果验证了所有的空间滤波实验现象。

[参考文献]

[1]谢嘉宁，赵建林.光学空间滤波过程的计算机仿真，光子学报，2002，31：847-950

[2]李芳菊，耿森林.利用Matlab Gui实现空间滤波的实验仿真，价值工程，2012，29：302-303

第4篇：信息光学原理范文

关键词：光传输技术 教学改革 课程建设

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）09-0002-02

进入21世纪后，随着信息需求的急剧增加，光纤通信技术凭借其巨大的潜在带宽容量，成为支撑通信业务量增长的最重要的通信技术之一。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质。光纤通信系统也必将成为国家信息基础设施的支柱。在我们这样一所具有通信系统行业背景的高校，光纤通信类课程无论是对自己在未来工作岗位上的实践或是今后的进一步深造都具有重要的意义。

一、课程建设的目的

光传输技术是主要研究以光作为信息载体的信号在光波导（如光纤）中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域，是光通信技术的基础。

《光传输技术》课程是光纤通信类课程群中的重要专业基础课，通过对《光传输技术》课程的学习应使学生对光纤传输和光纤通信系统的基本概念、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。光传输技术是每个从事光电信息产业的工程技术人员的必备知识，对光电信息科学与工程专业的学生进一步学习后续课程起着很重要的铺垫作用。通过本课程的教学和实践，应使学生分别从了解、理解和掌握三个层次把握光传输技术中的有关研究方法、基本理论、概念和应用，并能充分运用所学知识进行一些简单的光传输系统设计。

二、教学内容的改革

《光传输技术》课程主要介绍以光作为信息载体的信号在光波导（如光纤）中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域，是光通信技术的基础。通过本课程的学校让学生了解光纤通信系统的构成，掌握光信号发射、光信号接收、光信号在光纤中传输原理与设计；掌握时分复用、波分复用光纤传输系统的原理与设计；了解光纤局域网、相干光通信系统和全光光纤通信网的结构等理论知识，为学生进一步学习专业课程和今后从事与信息通信领域的工作和研究奠定良好的理论和思想方法基础。

在教材方面，我们选择了袁国良、李元元编写的《光纤通信简明教程》（清华大学出版社）作为教材。这本教材的内容章节安排合理，知识点覆盖面广，理论体系较为完整，同时这本教材是在大学的普通物理学的基础上编写的，从光纤通信的物理学基础出发，着重阐明光通信系统的物理概念并对光纤通信系统各部分的基本理论都有较好的介绍，尽量避免过多的理论计算，以掌握光纤通信系统的基本原理和特点为主要目的。因此这本教材的内容对学生来讲不难理解，所讲授的内容比较容易掌握。

三、教学手段的改革

为适应新时期“培养创新型人才”的需求，结合我校培养应用型人才的特点，以及我院光电信息科学与工程专业特点，充分吸收多种教学模式的优点，认真探索和实践有效的课堂教学模式。在近几年的教学中，围绕课堂教学质量的提高，也为了改变传统的“教师一言堂”的死板局面，提出了“教师指导下的学生自主式教学模式”。对于少部分不是非常重要的章节，先由教师提出一些带有线索性的思考题，再由学生带着问题去自学，然后主动上讲台就某个思考题发表演讲，痛快地过把“教师瘾”，以充分调动学生的学习热情，锻炼学生的能力和胆量，培养学生的上进心和自信心。学生讲解不足之处再由教师做纠正和补充。这样，可以有效地帮助学生快速地抓着问题的本质和核心，理清知识条理和脉络，找到自学的窍门。

教学过程中引入计算机的多媒体功能。比如为了增强光在光纤传输过程中教学中关于光场模式分布的直观性，采用快速傅立叶变换法求解傍轴近似波动方程，计算模拟光场模式分布，可以直观地给出三维稳态分布图，融合计算机的灵活性、新颖性和光学现象的直观性及趣味性。通过演示实验，让同学们观察到各种光学现象，展现了“百闻不如一见”的效果，使学生进一步加深了对课程内容的理解，激发学生的求知欲和好奇心，刺激同学们的思考。

同时，我们建立了课程学习网站，将《光传输技术》课程的教学大纲、授课教案、习题和实验指导、参考目录等内容放到课程学习网站上并做到及时更新，建立完善基于网络资源的远程学习环境，逐步完善支持服务规范，为学生的个性化学习提供高质量的支持服务。学生可以在任意地点下载教师的教案进行学习，并且就学习中遇到的问题通过讨论版提出，寻求老师或者同学们的帮助。

四、考核方式的改革

第5篇：信息光学原理范文

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

科学家们开始致力于研究第三代全息图到。这是用激光记录，而用白光再现的全息图，在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变，这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性。第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图，它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。

2全息术的基本原理和特点

全息术是一种“无透镜”的两步成像法，它能在感光胶片上同时记录物体的全部信息，即物体光的振幅和位相。全息照相过程分全息记录和再现两步：第一步称为波前记录(全息记录)；第二步物体的再现(重现)。

波前记录依据的是干涉原理，物光波和参考光波相干叠加而产生干涉条纹。干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征(包括形状、间距、位置)记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的明暗和纵深位置等方面的特征。应当指出，任何感光底片都只能记录振幅(或者说强度)的分布，而不能直接记录位相分布，全息照相之所以能记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。

波前再现的理论依据是衍射原理，照明光波(再现光)经过全息图衍射后出现一个复杂的光波场。全息图的衍射波含有三种主要成分，即物光波(+1级衍射波)，物光波的共轭波(-1级衍射波)，照明光波的照直前进(零级衍射波)。在现代记录和重现的全息照相装置中，这三种衍射波在空间彼此分离，互不干扰，便于人们用眼睛或镜头去观测物光波的虚像或其共轭波的实像。

全息术的原理决定了它所记录的全息图有下列特点：

(1)三维性——因为全息图记录了物光的相位信息，图像具有显著的视差特性，可以看到逼真的三维图像。

(2)不可撕毁性——因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。

(3)信息容量大——同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。

(4)全息图的再现相可放大或缩小——因为衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现相就会发生放大或缩小。

3全息术的主要应用及其发展方向

全息术经过60年的发展，已与计算机技术、光电技术以及非线性光学技术紧密结合，成为一种高新技术，扩展到医学、艺术、装饰、包装、印刷等领域，在一些发达国家还兴起了全息产业，并且正在形成日益广阔的市场，实用前景非常可观。本文介绍全息术中几个应用较为广泛、产业化较成熟的领域并说明其发展方向。

3.1全息存储

全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。用于全息信息存储的记录介质较多，可永久保存信息的全息图用银盐干板、银盐非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蚀剂等；可擦除重复使用的实时记录材料有光导热塑料、有机或无机光折变材料等。全息存储在存储容量方面具有巨大的优势，原因是：

(1)全息存储具有存储容量大的优势。用感光干板作为普通照相记录信息时，信息存储密度的数量级一般为105bit/mm2；用平面全息图存储信息时，存储密度一般可提高一个数量级达106bit/mm2；如果用体全息图存储信息时，存储密度可高达1013bit/mm2。

(2)全息存储具有极大的冗余性，存储介质的局部缺陷和损伤不会引起信息丢失。

(3)全息存储具有读取速率高和能并行读取的特点，每个数据页可包含达1Mbit的信息，写人一页的时间在100ms左右，读信息的时间可以小于100μs，而磁盘的寻址时间至少需要10ms。

当前，在世界范围内掀起了全息存储研究的热潮，并取得很大的进展，其主要表现在：

(1)存储容量迅速提高和性能不断改善，并逐步走向实用化。例如，1994年美国加州理工学院在1cm3掺铁妮酸锉晶体中记录了1000幅全息图，同年，斯坦福大学的一个研究小组把经压缩的数字化图像视频数据存储在一个全息存储器中，并再现了这些数据而图像质量无显著下降。1999年美国加州理工大学利用空-角复用技术，在同一块在掺铁铌酸锂晶体中存储了26000幅全息图。北京清华大学实现了在掺铁妮酸铿晶体中的同一空间位置记录1500幅全息图，并研制了具有紧凑结构的灵巧型全息存储装置。

(2)实用化的全息存储系统逐渐推出。例如，1995年由美国政府高级研究项目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大学等联合成立了协作组织并在美国国家存储工业联合会(NS1C)支持下川，投资约7000万美元，实施了光折变信息存储材料(PRISM)和全息数据存储系统(HDSS)项目，预期在5年内开发出具有容量为1Tbit数据，存储速率为1000MB/s的一次写人或重复写人的全息数据存储系统。同样的研究在法国、英国、德国和日本等国家也正在加紧进行。

近几年来，光电子技术和器件取得了系列重大进展，为全息存储器提供了所必要的高性能半导体激光器、液晶空间光调制器、CCD阵列探测器等核心元器件，全息存储的理论和方法的发展使这项技术日趋成熟然而，美中不足的是全息图的寿命问题尚待解决，虽然张泽明、谢敬辉等对Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和热定影进行了理论和实验研究，从方法上给出了记录角度越大，光栅周期越小，热定影所需最小离子数密度越高，存储系统的整体性能越好，但是目前还未解决的一个难题是寻找合适的记录材料。无疑，这将成为全息存储界研究的热门课题。

3.2显示全息

显示全息技术是在激光透射全息图的基础上来制作各种类型的全息图，如白光反射全息图、白光透射全息图等，各种类型的显示全息图可用于舞台布景、建筑、室内装饰、投影等；再如，以动态显示的全息技术、层面X射线照相术、3DCAD技术、3D动画片、雷达显示、导向和模拟系统等，每3年一次的显示全息国际会议上都有全息界泰斗展出令人吃惊的全息图，它们充分展示了全息技术创造性的魅力和艺术的美。

显示全息目前主要有两大类：第一类是Lippmann全息图，制作方法有Denisyuk的单光束法和Benton的开窗法。第二类是S.A.Benton的彩虹全息图，这是一种透射式显示全息图，可在白光照明下再现立体图像，且图像的颜色随观察的位置的变化而变化，从红到紫如雨后彩虹而得名。随着高质量记录材料的发展，随后的一些研究者和艺术家不断追求更实用的拍摄技术，如假彩色编码和真彩色反射全息图等。美国光学学会主办的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世纪80年代都有关于这方面的论文报道。由SPIE主办的《Holosphere》和美国全息制造商协会主办的《HolographyNews》以往和近年都不断地报道有关显示全息图的最新制作技术和商业信息。但从这些报道情况来看，显示全息存在不足主要表现在：

(1)视角范围、图像体积有限；

(2)没有获得特别有效的全息图的计算方法；

(3)由于全息计算数量巨大，导致动态显示异常困难。克服以上不足，将可能成为显示全息研究的几个热点。

近年来，显示全息技术掀起一场数字化变革，数字合成全息技术为全息三维显示开辟了前所未有的应用前景。随着计算机运行速度的提高和高分辨空间调制器件的发展，利用显示全息的大视场、大景深、全视差、真彩色、可拼装、价格低廉等特性，在不久的将来开发出真正意义的全息电影和全息电视，为显示全息技术创造良好的商业前景。

3.3模压全息

模压全息是1979年RCA公司为解决视频标准件的全息拷贝而提出的，它是将全息术和电镀、压印技术结合起来，使全息图的制作产业化，用白光再现时，可得到色彩鲜艳逼真的三维图像，并可通过印刷方式大批量生产，使得它在许多领域得到广泛的应用，以商品形式走向市场。模压全息的制作主要分为三个阶段：激光摄制原片全息图；电成型制金属模板；模压复制。这三个阶段生产工艺和技术要求都比较高，因此，模压全息作为安全防伪首当其冲，是安全防伪技术的一个里程碑。正如全息图的新奇性、强烈的视角效果、制作的难度以及易于应用在钞票的包装上，不能去除性、价格低廉、容易验证等特点，使它很快占领了防伪领域。模压全息是一种技术与艺术结合的高科技产品，无论在高档商品促销、名优商品的防假冒或在有价证券(如信用卡、钞票、护照签证)的防伪和加密以及图书、印刷、印染、装磺、纪念邮票和广告标牌等都有采用模压全息技术，并备受使用者青睐。

模压全息出现于20世纪70年代，80年代中期已形成了一种产业，90年代达到了鼎盛时期。本世纪初，随着防伪技术要求的不断提高，模压全息技术又有了新的突破：美国斑马图像公司推出了二维图像的数字化采集和拍摄技术；2003年，苏州大学研制成功并已批量生产“数码激光全息照排系统”；同年，倪星元、张志华等成功研制了可替代传统镀铝防伪薄膜的透明TiO2激光全息防伪薄膜。这些模压全息的一个个技术突破，使防伪功能有了提高，让激光全息防伪技术达到新的境界。

模压全息产业在我国起步较晚，但发展速度迅猛，目前国内已有100多条模压全息生产线。为了使模压全息技术健康发展，我国模压全息产业发展必须在三个方向上引起重视：首先是开拓全息烫金材料，取代金膜和银膜，其次开发全息包装材料，实现立体防伪包装，第三个方向是模压全息技术和现代印刷术相结合，体现传统的美术效果和现代科技的艺术魅力。

3.4全息干涉计量

全息干涉计量术是将不同物光，在不同的时间记录在同一张全息干板上，然后利用全息术的空间波前再现原理，非接触地对物体表面进行三维测量而获得信息。全息干涉计量术是全息应用的一个重要方面，它能实现高精度非接触性无损测量，比一般光学干涉计量有很多优点。一般光学计量只能测量形状比较简单、表面光度很高的零部件，而全息计量方法则能对任意形状、任意粗糙表面的物体进行测量，测量精度为光波波长λ的数量级。目前，全息干涉计量术在方法上先后发展了实时全息干涉法(单次曝光法)、二次曝光全息干涉法、时间平均全息干涉法、双波长干涉法以及双脉冲频闪全息干涉法，此外，J.A.Leendertz开辟了全息干涉计量术的另一个新的分支-激光斑纹计量术。随着光电技术、计算机技术、CCD器件及光纤技术的飞速发展，使得全息干涉计量技术在信息采集和处理上更为方便、快捷和可靠，并得以在恶劣环境条件下对某些物理量进行定时测量。再加之相移技术、外差技术和锁相技术等，可使测量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉计量在20世纪80年代美国等西方先进国家已产业化，我国在20世纪80年代初有几所大学和科研单位的研究项目通过鉴定，其中有些达到当时的先进水平。经过近几年的开发和研制，我国在全息干涉计量测试设备方面主要发展有：

(1)用于测试火箭发动机喷雾化特性的YSCI型离子瞬态激光全息测试仪；

(2)用于激光热核聚变稠密等离子体电子密度测量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外线激光全息探测仪；

(3)包括记录、再现、图像处理三部分的瞬态激光全息干涉计量测试系统；

(4)用于对航空、航天、石油化工等部门常用的膜盒进行位移检侧的激光全息光栅精密测试系统。目前美国和德国已经研制出有菌子质记录介质的激光全息干涉计量设备。

将全息干涉计量术与计算机图像处理技术相结合，借助光电图像传感器、大孔径面阵CCD器件和小型化的脉冲固体激光器等先进设备的出现，发展系统化、智能化、小型化的全息干涉计量装置将是未来全息干涉计量术的发展方向。

第6篇：信息光学原理范文

[关键词]激光成像技术;隧道检测;数据采集

1.前言

激光是二十世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后的又一重大发明。光由物质原子中发射出来，原子获得能量后处于不稳定状态，被称为激发状态，它将以光子形式发射能量。电灯泡等普通光源发来各不相同的光子，而不团结跑向各个方向。激光是被激发的光子队列，具有相同光学特性的光子队列保持一致步调，因此具有很大威力。激光是由英文LASER音译而成，是指扩大的受激辐射光。激光的英文名已充分表述了激光制造的过程，1916年美国物理学家爱因斯坦发现了激光原理，根据我国著名科学家钱学森建议，1964年将“光受激辐射”改称激光，随着近年来，激光技术的不断发展，目前已得到十分广泛的应用。

激光成像主要是利用激光束对物体进行扫描后，根据反射回来的反射光束获得不同排布顺序而形成图像，利用图像落差对成像进行反映。激光成像具有超视距的探测能力，可广泛应用于卫星激光扫描成像，未来应用于遥感测绘、激光解析电离成像技术、激光扫描显示等众多科技领域。

2.公路隧道应用激光成像技术检测的原理

激光成像技术应用的软件系统包括前端信息数据采集与后台信息数据分析两个系统。通常情况下，采集、存储及整合公路隧道的动态实时信息时，主要在前端信息数据采集系统中应用激光成像技术。采用图像形式对整理好的信息迅速处理，进而生成二、三维图像，直至形成数据结果分析报表。结合隧道数据采样密度要求及空间分布状况，激光扫描传感器将激光测量光束采用光学扫描方式向被测物体表面进行精确投射，受反射作用影响，采用天线回收反射波，最后采用信号处理器处理收集的数据信号成像。全过程应根据采样要求严格执行，但对测量光束发射和对反射波采用激光扫描传感器采集过程中，有关人员可采用激发成像技术记录反射波信号强度。由于隧道物质表面具有不同介质而使得其反射系数也各不相同，导致产生不同强度的反射波信号。采用信号处理服务器将不同信号强度的信号向灰度图像转化后进行计算，灰度值不同可实现检测公路隧道的成像。

3.分析处理公路隧道的检测数据

激光成像技术在处理分析公路隧道监测数据的过程中，主要是在后端信息数据分析系统中体现，系统主要用于分析处理采集的数据结果并生成相应报表。在断面显示设置中将由前端信息数据采集系统整理的数据信息向灰度转化，直至将公路隧道内部表面生成全息展示图。而生成报表是修正信息数据后，以二维或三维图像的形式采用系统逻辑分析运算展示公路隧道内部病害情况，以利于有关技术人员获得检测报表。激光成像技术应用于公路隧道检测中可将隧道基本轮廓图进行实时显示，在现场利于有关技术人员实施初步测量估算。在相关数据信息得到后，由专业人员与隧道图像信息及专用数据处理软件相结合对其处理。根据采集获得的隧道表面图像初步判断隧道中可能存在的隐藏病害，并在数据库中及时存入检测得到的有关病害信息，以利于日后采取修复处理措施。还可统计分析探测得到的病害，利于有关技术人员实施后续工作。

通常情况下，在对公路隧道检测数据进行处理时，可根据以下流程分步实施。首先，采用激光扫描测量隧道，处理采集到的有关数据信息，再将处理的图像向信息管理系统导入，由软件系统判读图像后，评价数据，最后，根据评价结果形成隧道砌衬病害的检测报告。

4.分析具体实例的应用

在实际应用中，结合采用激光成像技术检测正在安全应用的公路隧道的具体案例开始分析研究，初步探讨激光成像技术在隧道检测中的探测效果。探测人员应用激光成像技术分析处理前端的有关信息数据，并与断面显示画面相结合初步判断隧道表面发生病害的具体部位，再利用后端信息数据处理分析系统的逻辑运算作用，定量分析公路隧道病害。在检测过程中，轨道小车运行匀速、平稳，确保技术人员可有效采集公路隧道信息数据。在对公路隧道衬砌表面病害进行处理的过程中，将获得的病害扫描图像与图像信息管理系统相结合，标明分布在隧道内避车洞、接触网等设施及衬砌表面发生掉块、渗水、裂纹、腐蚀等病害的具体部位，利用统计分析法定量评价公路隧道的病害程度。由上述步骤可发现，激光成像技术应用在公路隧道检测中不只是使最终的检测报表及时迅速的自动获得，还可以获得隧道发生具体病害情况的扫描图像，使隧道检测明显提高效率和准确性。

在实际检测过程中，对比隧道数据分析结果与现场实际情况，可发现还应深入解决有关技术问题，才可确保激光成像技术得到预期效果。针对季节性渗水病害问题进行处理时，难以确保隧道无水渗出而水痕迹留在隧道壁的情况下，在图像中可甄别出渗水病害是否存在。此外，在白天对隧道洞口位置的裂纹进行检测时，可能由于受到光线影响而难以全部识别裂纹。除此之外，在裂纹与隧道壁具有比较接近的颜色时，对裂纹识别时激光成像技术也具有较大难度，准确度也将受到一定影响。在导入图像管理系统放入处理后的图像时，经压缩后，在图像管理软件中某些细小裂纹图像难以进行识别，这在一定程度上增大了探测病害的难度。所以，激光成像技术在应用与公路隧道病害检测的过程中，判读病害情况一定要根据导出图片实施，以确保整个探测过程达到所需要求。

5.总结

总之，对公路隧道衬砌表面病害采用激光成像技术进行检测，可及时有效地获得比较准确的隧道病害状况展开图，利于有关技术人员将病害分布的具置掌握清楚。在公路隧道检测中，激光成像技术的应用为日后隧道病害数字化管理平台构建打下十分重要的数据基础。有关技术人员可充分利用导出得到的图片判读通常难以准确判断的各类病害，从而采取有效措施防控对到病害，进而明显提高公路隧道质量及使用安全性。

参考文献

[1]宋国华，刘建瑞.激光成像技术在公路隧道检测中的应用[J].公路技术创新，2013.10

[2]石利锋.地质雷达技术在某公路隧道质量检测中的应用[J].福建地质，2014.15

[3]赵常要，侯殿英，姜忠宇.探地雷达在隧道检测中里程偏差修正方法探讨[J].现代隧道技术，2014.21

[4]梅本荣，蒋宣艳.探地雷达在隧道检测中的应用[J].黑龙江交通科技，2013.10

[5]许团江，姬文瑞，范飞.探地雷达工作原理及其在隧道质量检测中的应用[J].工程与建设，2013.17

第7篇：信息光学原理范文

关键词：信息光学 改革与实践 教学效果

引言

信息光学课程是光信息科学与技术专业的必修课之一，是一门迅速发展并获得广泛应用的一门学科，它的开设为培养合格的光学专业技术人才提供了必备的理论基础，同时其频谱分析方法也是光学专业学生必须掌握的一种基本分析问题的方法，在今后的科研和工作中是不可或缺的工具，因此学好信息光学这门课程对于光学专业的学生而言是至关重要的，但该课程理论性强，同时应用性强，学生普遍觉得公式多，难理解，不会将理论应用于解决实际问题。针对上述情况，本文分析了该课程目前的教学中存在的问题，结合信息光学课程的特点，对课程的教学内容、教学手段与方法、实践环节、精品课程建设以及改革考核方法等方面进行了改革和实践，取得了较好的教学效果。[1]

一、课程教学存在的问题

信息光学是光学专业的必修课，加上又比较重要，同时是在大三上学期开课，所以学生学习的热情较高，课堂纪律好、大部分学生竖着耳朵听，课堂的学习态度和认真度没得说，但由于学生基础较薄弱，课外学习能动性较差，即使老师讲解很到位，学生也很难将所学的内容消化，所以教学效果一直难以提高。出现上述问题的一个最大的原因是学生投入这门课的时间不够，没有反复琢磨老师讲解的内容，和老师交流太少。另一个原因是信息光学前半部分理论性较强，公式多而且复杂难记、难理解，在这种情况下，学生又沉不下心思去学习理解公式。[2]

二、课程教学改革措施

1.优化课程的教学内容

我校信息光学课程的教材选用的是苏显渝教授编写的〈〈信息光学〉〉第二版，该教材总共有14章内容，但该课程只有56个学时，不可能将所有的内容学完，所以优化课程的教学内容是很必要的，针对上述情况，我们选择了第一、二、三、五、六、八章内容进行授课，这些章节的部分内容要选择性的讲解，比如：第二章的复杂相干光学系统的分析就可以不讲，让学生自学；第6章的相息图等内容可以不讲。其它应用部分的内容让学生写课程设计报告。

2.改革教学手段与方法

好的教学方法对于提高教学效果是极其重要的。早期的教学中因经验不足存在满堂讲、满堂灌的缺点，学生没有足够的时间消化。经过几年的积累和经验总结，每次课应该多讲经典体现及其应用，同时留一些时间给学生做题目练习，加深理解，有些内容还可以将matlab编程模拟相关现象，激发学生的学习兴趣，同时鼓励学生编程模拟相关现象，每周三下午78节课安排答疑，解决学生编程、理解知识点等障碍。教学方法调整后，明显感觉学生学习的兴趣增强了，有了兴趣学生学习的积极性也高，对所学的内容也理解更深刻。所以授课教师要重要的地方多讲、讲透，并且多用黑板讲，少用课件，非重点内容少讲，同时多腾点时间让学生自己做练习，及时消化、理解所学知识。只有学生自己真正思考了、有兴趣了，才能真正理解所学知识，并将所学用于解决实际面临的问题。

3.重视实践教学环节

由于信息光学是理论性和实践性都很强的学科，因此必须加大实践教学环节。加大信息光学实验环节的讲解和监管，引进Matlab模拟相关信息光学现象，由于得到了校教研课题的资助，这项工作目前已有长足发展，一些现象已经完成了Matlab Gui仿真，仿真界面友好而且和实验步骤接近，同时程序代码向学生公开，方便学生学习，并鼓励学生改进代码，该项目很好的促进了实践环节的开展。[3]

4.改革考核方法

考核方法也是提高教学质量的一个重要途径，传统方法的平时成绩占30%，期末成绩占70%进行考核，考核方式太单调，而且不利于提高实践动手能力、自主学习能力的培养。目前学校推进721人才培养模式，1指的是培养创新性人才为改变传统考核方法提供了条件，在传统考核的基础上，可增加学生写学习报告环节、编程环节等实践环节，实践环节占比重为20%，平时成绩占30%，期末成绩占50%进行考核。[4]

三、结论

本文总结了信息光学课程教学过程中存在的问题，分析了问题存在的原因，提出了教学内容、教学手段与方法、实践环节以及课程考核方法等方面进行了改革和实践措施，经过一年多的实践，上述提出的方法能起到较好的教学效果。

参考文献：

[1] 苏显渝主编.〈〈信息光学〉〉第二版，科学出版社，2010

[2] 王仕，刘艺. 《信息光学》课程教学改革探索与实践， 实验科学与技术， 2012， 6：42-43

第8篇：信息光学原理范文

[关键词]狭义相对论、惯性系、非惯性系、惯性系范畴、非惯性系范畴、光速、超光速。

中图分类号：O412.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0169-01

今天当我们重新审视狭义性对论的时候，惊奇的发现它仅适应于非力场惯性系范畴，而不适应于力场非惯性系范畴。

当年爱翁在迈克尔逊-莫雷实验的基础上，总结出狭义相对论的两条基本原理：狭义相对论的相对性原理和光速不变原理。并根据以上两条基本原理建立新的狭义相论坐标变换式，即洛仑兹坐标变换式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2以替代伽利略变换式。并认定洛仑兹式中：当 v>c时，该式就失去意义，而设定光速为宇宙的极限速度，其它任何物质包括光的本身和信息在内，均不得超过这一极限速度。

事实上自从宇宙大爆炸以来，宇宙空间包括实验室在内的光、信息和物质的超光速现象（事实）就一直存。譬如：宇宙大爆炸后的初期“暴胀”，由一个原子核大小的空间，历经102次倍增，爆胀到一光年的宇宙大小时，其前沿光速达到5.9X1044公里/秒，超过光速的1.96X1039倍；爆胀空间内部的光和物质速度绝大部分也都超过了光速；70亿年前暗能量（反重力）取代引力控制宇宙，促使宇宙膨胀，实现了宇宙前沿光的速度超光速；当膨胀宇宙半径超过4.075×104光年时，宇宙球体之外的空间，一直延续到宇宙天边，半径为243亿光年（因宇宙膨胀经计算当今半径）球体之内的宇宙空间，这个若大范围内的所有星系、恒星、行星、卫星、星云和尘埃等物质的速度都超过了光速；当光接近大质量星体或黑洞时，它将被加速或大大加速而超光速。以上这些都是非惯性系范畴的力场即加速场加速光和物质的超光速。

在实验室的超光速：譬如，美国伯克利加州大学的雷蒙德乔的小组曾实验由双光子赛跑，其中一路通过交叠介质层位（势）垒而实现超光速；科隆大学的冈特尼姆茨博士，用微波将莫扎特的40交响乐编码，通过一个隧穿装置发射信号时，被编码的微波的速度，是真空光速的4.7倍。在他将信号解码后，莫扎特的杰作依然可辨。这证明信息真的比光传得更快；2008年8月14日出版的杂志，刊载了瑞士五位科学家“量子纠缠”的实验成果显示，子信息传输速度超越了光速10000倍。

不允许超光速存在的狭义相对论，并未阻止以上包括实验室在内的宇宙空间光、信息和物质超光速的现象（事实）存在。这是为什么？因此，促使人们重新审视狭义相对论，到底出了什么问题？

当我们重新审视狭义相对论时发现：原来从迈克尔逊-莫雷的实验到狭义相对论的相对性原理和光速不变原理以及洛仑兹坐标变换式等都是建立在非力场惯性系基础上的。它们属于非力场惯性系范畴，而适应于非力场惯性系范畴。光在非力场，即矢量合力为零的情况下，将保持其光速C不变（因为C 在真空中是恒量），而不可能有超光速的存在，这就是非力场惯性系中的光速为什么不变的根本所在。故不允许超光速的存在，事实上也不可能有超光速的存在，因为惯性系不存在力场；洛仑兹坐标变换式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2 在狭义相对论创立之前，是一道不可证明的假设，但在狭义相对论创立后，应用狭义相对论两条基本原理才被推导出来。因此，它纯属非力场惯性系范畴。在非力场惯性系的前提下，而不允许任何物质达到或超过光速。它适应于非力场惯性系，而不适应于力场非惯性系。把它扩大扩大到整个宇宙空间就不合理了。

因为宇宙空间，除了非力场惯性系范畴之外，还有力场非惯性系范畴的存在。非惯性系力场的加速场将加速包括实验室在内的宇宙空间光、信息和物质超越光速。因此，在此之前包括实验室在内的宇宙空间，不但有着诸多超光速的光的存在，而且还有着诸多超光速的信息和超光速物质的存在。这也验证了力场非惯性系范畴允许超光速存在的正确性。也就否定了非力场惯性系范畴的洛伦兹坐标变换式对力场非惯性系的适应性，即洛伦兹坐标变换式并不适应于力场非惯性系。

厘清本源，还原狭义相对论的真实自我：狭义性对论是建立在非力场惯性系基础之上的，其相对性原理、光速不变原理和洛仑兹坐标变换式等，均适应于非力场惯性系范畴，而不允许超光速的存在。不能将此属性涵盖整个宇宙，因为宇宙空间除非力场惯性系范畴外，还有力场非惯性系范畴的存在，它是允许超光速存在的。

所以，包括实验室在内的宇宙空间，有着诸多光、信息和物质超光速的存在，这是顺理成章的事情，也是自然规律必然的结果。

参考文献

[1] 《宇宙学》.爱德华・哈里森著.

[2] 《超光速研究的40年回顾与展望》.黄志洵著.

第9篇：信息光学原理范文

关键词：光信息科学与技术；必要性；措施

作为一门新兴的热门专业，光信息科学与技术专业是教育部在1998年调整后增加的新专业，经过10几年的发展，国内近百所大学已经开设了光信息科学与技术专业，而且，目前仍有许多大学在争取开设光信息科学与技术专业。因此，重视光信息科学与技术专业的重要地位，积极开展光信息科学与技术课程改革，激发学生的学习兴趣，提高光信息科学与技术的教学质量，培养学生的实践能力和创新能力，提升学生的综合能力，促进学生的全面发展，成为高校光信息科学与技术专业的教学任务。

一、光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性

光信息科学与技术的使用范围广泛，具有很强的实践性，因此，在教学过程中，教师需要培养学生的实践能力和创新能力，不断提高学生的综合能力，以确保学生能够满足社会对高素质专业人才的需求，但是，在实际的教学活动中，许多高校忽视了培养学生的实践能力和创新能力，致使光信息科学与技术专业的教学质量不高，严重阻碍了学生的进一步发展。因此，高校光信息科学与技术专业需要进行课程改革，以提高教学质量，提升学生的综合素质[2]。同时，在光信息科学与技术教学活动中，许多教师过分强调自己的主导地位，采用传统的注入式的教学方式，传授理论知识，未能充分调动学生学习的积极性，并且忽视了培养学生的实践能力，使得学生处于被动学习状态，从而大大降低了课堂教学效果，因此，高校需要通过光信息科学与技术课程改革，提高教师的执教能力，增强教学质量，从而提高学生的实践能力。另外，由于有些高校的教学条件有限，在开展光信息科学与技术教学活动中，学生只能做一些简单的实验，例如测量透镜的焦距、光的偏振现象、观察透镜成像等实验，难以引发学生的学习兴趣，使得学生的学习动力不足，从而降低了教学效果，因此，高校应该开展光信息科学与技术课程改革，培养学生的学习兴趣，引发学生的学习热情，以提高教学质量，提升学生的实践能力。

二、光信息科学与技术专业具体的改革措施

（一）建立完善的光信息科学与技术课程体系

光信息科学与技术专业需要扎实的理论知识和较强的实践能力，因此，高校应该加强光信息科学与技术课程建设，建立完善的课程体系，以确保光信息科学与技术教学的质量。高校应该根据光信息科学与技术专业的实际情况，合理安排教学课程，以提高光信息科学与技术教学的效果。在光子学基础方面，高校应该注重强调基础理论知识，重视描述方法、物理量以及概念之间的联系，开设信息光学、电动力学、激光原理、量子力学和光电子学等必修课，确保学生能够具有扎实的理论知识。在信息技术方面，高校应该重视电子信息技术，开设数字电路、电路理论和模拟电路等必修课，合理取舍教学内容，采用科学的教学方法，提高教学的有效性，以提高学生的综合素质。在光信息技术方面，高校应该合理设置课程，适当安排光通信原理、光电检测与处理、光信息存储与显示这三门课程，拓宽学生的知识面，增加学生的专业知识，从而提高光信息科学与技术的教学质量，促进学生的全面发展。

（二）不断提高学生的实践能力

目前，在光信息科学与技术专业教学中，许多高校只重视学生的理论知识，忽视了培养学生的实践能力和创新能力，使得学生的实际操作能力较差，严重降低了光信息科学与技术专业的教学质量，因此，在大力提倡素质教育的环境下，高校应该积极转变传统的教育观念，采用科学的教学方式，提高光信息科学与技术的教学质量，注意培养学生的实践能力和创新能力，以提升学生的综合能力，促进学生的全面发展。高校应该重视实验教学，加大资金投入，为光信息科学与技术专业提供必需的硬件设施，确保光信息科学与技术专业实验教学的有序开展，从而提高教学的有效性。同时，在教学过程中，教师应该创设良好的教学氛围，充分发挥学生的主观能动性，注意培养学生的思维能力、实践能力和创新意识，促使学生积极主动的参与到教学活动中来，从而提高教学效率，提升学生的实际操作能力[3]。

三、总结

总而言之，作为新时期的热门专业之一，光信息科学与技术专业具有很强的实践性和实用性，因此，在教育事业蓬勃发展的今天，高校应该重视光信息科学与技术专业的重要地位，加强光信息科学与技术专业的课程建设，积极开展光信息科学与技术专业课程改革，不断优化光信息科学与技术专业的课程体系，丰富光信息科学与技术的教学内容，激发学生的学习兴趣，提高光信息科学与技术的教学质量，提高学生的实践能力，从而为社会提供专业的高素质光信息科学与技术人才[4]。

参考文献：

[1]刘雁,蓝岚翎,谢世伟,王习东,.光信息科学与技术专业课程体系的优化与实践[J].中国电力教育,2011,23:87-88.

[2]李淑红,孟华茂,包磊.光信息科学与技术专业课程设计的探索[J].科技风,2011,20:224.

[3]王晓玲,郎晓萍,牛春晖.光信息科学与技术专业课程改革研究[A].2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会.2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C].2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会,2010:2.