实验教学

《光信专业实验》实验教学大纲

信息来源: 作者: 审核人: 发布日期: 2013年07月11日 00:00浏览次数:

课程编码LX7008

课程名称:光信专业实验

英文名称Photoelectronic Information Experiment

实验课性质:独立设课

先修或同修课程光电子技术、信息光学、光电测试技术、光纤通信、激光原理、光显示原理与技术等

适用专业光信息科学与技术(光信专业)

一、制定实验教学大纲的依据

按照教学评估要求和专业培养计划,本实验课程是在光电技术类相关专业课学习的基础上,按照理论与实践相结合的原则,与理论讲授课程进行配套整合的综合实验课程。

二、本实验课程的目的及要求

本实验课程的目的是使学生进一步巩固、加深、验证理论课所学内容,增加学生对学科前沿知识的认识及实践,将有关光电技术方面的基本概念和基本原理、光电技术实验的基本方法和基本技能以及对实验数据的分析处理能力传授给学生。并根据现代科学技术不断分化、不断综合、相互渗透融合的特点,培养学生在所学光电技术领域中分析问题和解决问题的能力。通过实验培养学生满足社会对复合型人才的需求,提高学生动手能力、综合运用所学知识能力、初步科研能力和就业竞争力。本实验课程的基本要求为:

(1)预习。这是实验前的课前准备阶段。根据实验目的,学习实验指导书中的实验原理和书本的有关内容和实验方法,熟悉实验步骤。

(2)实验。首先按照实验方案选取安装与调整仪器及部件,这是实验的关键。实验过程中必须认真观察现象,及时发现问题,解决问题。测试时还需记录原始数据,若有可疑之处须反复测试,发现其规律。

(3)撰写实验报告。撰写实验报告也是一种实验能力和科学总结能力的培养,其内容应包括:①实验目的。②实验原理摘要:包括实验的理论根据,必要的公式及必要的原理示意图。③实验设备仪器:包括实验装置、测试仪器和测试物。④实验结果:主要写出实验测试过程发现的现象,特别鼓励捕捉新的实验现象。进行数据处理包括实验数据分析、计算、列表。⑤思考题:应从实验的观点来回答,不能单纯地从理论上回答。⑥实验总结和体会。

(4)严格遵守有关操作规程和实验室规则。

三、实验成绩考核办法

结合实验操作技能、撰写实验报告数据的准确性及对实验结果的分析,按百分制综合评定每个实验成绩,最后的总成绩为所完成每个实验成绩的加权平均。其中每个实验的成绩为:操作技能(50)+ 撰写报告 (50)=100分。考勤方面要求学生每次实验都签到,迟到一次总成绩扣10分,迟到两次没有成绩,旷课一次没有成绩。

四、实验教材、参考资料

《光信息科学与技术实验》,理学院自编实验教材,2009

《光电信息技术实验》,理学院自编实验教材,2009

《光电技术与实验》,江月松主编,北京理工大学出版社,2007。

五、基本设备与器材配置

1、液晶电光效应仪;2、彩色线阵CCD多功能实验仪;3、微型计算机;4、示波器;5、光纤光学与半导体激光器电光特性;6、光纤微功率计;7、光纤通信实验装置;8、氦氖激光器实验仪;9、半导体激光器试验仪;10、低压钠灯;11、傅立叶光学的空间频谱与空间滤波;12、激光(电子)散斑实验装置;13、光学精密平台;14、二氧化碳激光教学加工设备;15、LED光源与光敏器件特性测量仪;16、晶体声光效应实验仪、17、半导体泵浦激光原理实验系统;18、光具座等

六、实验项目的设置及学时分配

实验总学时:48                                    开课学期: 7

序号

实验项目名称

(宋体5号加黑)

内容提要

学时

实验类型

实验类别

每组学生数

1

氦氖激光束光斑尺寸和发散角

描述高斯光束传播特性的主要参数:光斑尺寸和远场发散角的测量方法。基模激光束横向光场高斯分布特性及激光束发散角

3

综合性

选修

2~3

2

氦氖激光器的模式分析

通过测量分析,掌握模式分析的基本方法及相关参量的测量和计算。对本实验使用的重要分光仪器—共焦球面扫描干涉仪,了解其原理、性能,学会正确使用。

3

验证性

选修

2~3

3

半导体激光器的模式分析

激光器的结构和半导体激光器的工作原理。测定半导体激光器输出功率随注入电流的变化。

3

验证性

选修

2~3

4

半导体激光器的光电特性

掌握相关光路的调节。测定半导体激光器的发散角、偏振度和光谱特性。

3

验证性

选修

2~3

5

光纤中的光传输时间等测量

光纤的基本结构及光纤模式。通过求解阈值电流,了解半导体激光器的使用方法,掌握半导体激光器的电光特性。

3

综合性

必修

2~3

6

光纤的端面处理、耦合和模式实验

通过测量传输时间及数值孔径,掌握根据光纤长度能够推算出光在光纤中的传输速度和纤芯折射率,同时掌握数值孔径的近似计算。

3

综合性

必修

2~3

7

电终端实验及线路码变换实验

帧的结构、帧的组成;熟悉帧信号的观测方法。熟悉CMI码的编码规则和CMI编译码系统的特性。熟悉5B6B线路码型的特点和适用场合,掌握5B6B线路码的编码和译码的基本原理。

3

综合性

必修

2~3

8

光信号的发送、接收及无源光器件的连接实验

光连接器和光纤跳线器的各种特性,熟悉光连接器和光纤跳线器的应用方法。了解光可变衰减器的各种特性,熟悉光可变衰减器的应用方法。

3

综合性

必修

2~3

9

电子散斑干涉(ESPI--表面形变显示

了解电子散斑干涉原理,掌握干涉光路及记录方法,了解电子散斑图像处理软件

3

综合性

必修

2~3

10

电子散斑干涉(ESPI--离面位移测量

测量三维面内和离面位移和振动,运用该系统进行无损检测

3

综合性

必修

2~3

11

空间频谱与空间滤波

加深对傅立叶光学中空间频谱和空间滤波等概念的理解,对阿贝成象原理有一感性认识

3

综合性

必修

2~3

12

θ调制实验

掌握空间滤波的光路及进行高通、低通、方向滤波的基本方法

3

综合性

必修

2~3

13

LED光源与光敏器件特性实验

LED光源驱动特性,光敏器件的基本特点和原理,光敏器件作可控电位器的工作原理及作可变频率振荡器的工作原理。

3

综合性

必修

2~3

14

光敏电阻与入射光信号关系实验

光敏电阻与入射光信号的关系。熟悉光敏电阻的光控特性

3

综合性

必修

2~3

15

气体激光器的红外光谱特性及应用实验

利用二氧化碳激光器实现的气体激光器的光机电一体化应用原理及组成特性

3

综合性

必修

2~3

16

非金属材料的激光加工实验

非金属材料的激光加工图形设计及加工雕刻实验

3

设计性

必修

2~3

17

半导体泵浦激光倍频实验

808nm半导体泵浦NdYVO4激光器为研究对象,调整激光器光路,在腔中插入KTP晶体产生532nm倍频激光

3

综合性

必修

2~3

18

倍频晶体相位匹配参数测量

观察倍频现象,测量阈值、相位匹配等基本参数。

3

综合性

必修

2~3

19

晶体声光效应及应用

掌握声光效应的原理和实验规律;观察喇曼-奈斯(Ranman—Nath)衍射的实验条件和特点

3

综合性

必修

2~3

20

声光器件参数测量

利用声光效应测量声波在介质中的传播速度;测量声光器件的衍射效率和带宽

3

综合性

必修

2~3

21

液晶电光效应实验

液晶的物理性质和扭曲向列型液晶盒的结构及显示原理;测定液晶样品的电光曲线

3

综合性

选修

2~3

22

液晶影响时间测量

液晶的物理性质和扭曲向列型液晶盒的结构及显示原理;利用数字存储示波器,测量液晶样品的电光响应曲线,求得液晶的开启时间、关断时间和响应时间。

3

综合性

选修

2~3

23

线阵CCD原理与驱动

用双踪迹示波器观测二相线阵CCD驱动脉冲的频率、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的测量方法。线阵CCD驱动脉冲时序和相位关系观测

3

综合性

选修

2~3

24

线阵CCDA/D数据采集

线阵CCDA/D数据采集基本原理,掌握线阵CCD积分时间与光照灵敏度的关系,掌握本实验仪配套软件的基本操作

3

综合性

选修

2~3

附件1      

《             》实验教学大纲-/宋体四号/

(空一行)

课程编码

课程名称

英文名称

实验课性质:    -/大多为非独立设课,大学物理实验为独立设课/

先修或同修课程

适用专业

-/前面说明空两格起,均为宋体小四号加黑,后面用宋体小四号/

一、制定实验教学大纲的依据  /宋体小四号加黑/

内容:(宋体5号)  /一般依据专业培养计划及教学计划中理论课程教学大纲的要求/

二、本实验课程的目的及要求 /宋体小四号加黑/

1、实验理论方面(宋体5号)

2、实验教学方面(宋体5号)

3、对学生能力培养方面(宋体5号)-/应突出培养学生的创新意识/

三、实验成绩考核办法  /宋体小四号加黑/

内容:(宋体5号)  -/应体现实验成绩占课程成绩的比例情况,并列出主要考核的实验环节,包括实验报告、考勤、实验操作等/

四、实验教材、参考资料  /宋体小四号加黑/

内容:(宋体5号)  -/包括实验教材名称、编者、出版社、出版时间/

五、基本设备与器材配置  /宋体小四号加黑/

1、微型计算机;2、显微镜。-/内容:(宋体5号)/

六、实验项目的设置及学时分配  /宋体小四号加黑/

实验总学时:6(―宋体五号加黑)                    开课学期: 5(―宋体五号加黑)

序号

实验项目名称

(宋体5号加黑)

内容提要

学时

实验类型

实验类别

每组学生数

1

内容:(宋体5号)

2

验证性

1

2

内容:(宋体5号)

学生了解内容及掌握熟悉的方法

2

综合性

必修

5

3

内容:(宋体5号)

内容:(宋体5号)

4

设计性

选修

1

格式要求与说明

一、格式说明

1、页面设置:上下页边距均为2.5cm;左边距为3.2cm,右边距3.1cm;

2、行间距为1.5倍行距;

3、表格中实验项目的常用类型有:验证性、演示性、设计性、综合性。开设有综合性设计性实验项目的实验应占学院总实验课比例的50%以上;

4、基础课实验每组学生1人,专业课实验每组学生不超过5人,大型仪器设备除外。

(大纲格式参考山东师范大学、轻工业学院、长春工业大学、吉林工业大学、山东农业大学等学校的实验教学大纲格式。)

二、实验类型、层次与模块参考

1、实验类型有:验证性、演示性、设计性、综合性等。

2、实验层次的设计

实验层次设计为三个层次:基本层次、综合层次和设计研究层次。

三个层次的初步设计:基本层次实验——培养学生分析问题、解决问题的能力及严谨的科学态度和基本操作技能;综合层次实验——培养学生综合运用学科群的知识能力,以综合性实验为主,放手让学生自己完成从实验准备到整个实验的结束,让学生独立思维、独立操作;设计研究层次实验——培养学生设计、研究能力和创新思维能力。

(2)实验模块设计

实验模块设计为四个模块:基本技能训练模块、专业综合能力训练模块、工程训练模块和创新训练模块,重点研究每个模块在创新实验教学体系中的作用与地位。

四个模块的初步设计为:基本技能训练模块——以公共基础实验、专业基础实验、外语听说读写、计算机基础训练等为主,培养学生扎实的基础知识和技能能力;专业综合能力训练模块——以专业实验、课程设计实验、综合实验周等为主,根据专业培养目标和专业特点,对学生进行的专业综合能力训练,初步奠定创新基本理论和基本能力的基础;工程训练模块——以校内实习实训基地为主的工程训练,主要为学生提供一个工程背景,对学生进行非技术因素的大工程意识培养;创新训练模块——以学生参加实验室开放、各类学科科技竞赛,发挥学生的创新思维和创造性,使学生的理论知识得到巩固和升华,突出学生个性发展,提高学生创新能力。


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