光电检测技术论文范文第1篇
1. 引言
大学通识教育阶段应以培养有坚实的科学素质、出色的研究能力和创新精神的高素质人才为目标[1]. 物理学是一门集合思想、方法、实验探索为整体的先导学科,在大学通识教育中具有关键性的作用。但长期以来,我国的物理教学模式主要以理论推导教学为主,辅助验证、操作实验教学. 导致理论教学与实验教学分离;学生发现问题、分析问题、解决问题能力的目标与手段分离的窘境。
大学物理涵括了从最小的基本粒子到最遥远宇宙、提供理解和把握世界知识基础的重要学科,是一个庞大的专业知识和方法的体系,要教给学生所有的物理知识是不现实的,但是可以让学生掌握和理解其中的部分知识,可以让学生领略物理知识与现实世界的紧密联系。21世纪的大学生应成为具备坚实的基础理论、出色的实验能力和创新精神的高素质人才. 大学物理集思想、方法、实验于一体, 在演示实验中适当地提供一些相关科技领域的新信息
发展作为“创新点”,以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力推动大学物理教学改革。引入学生自主设计低成本、高智慧演示的教学方法,高智慧、低成本的物理实验,丰富教学手段和教学考核手段尤为必要[2]。
2. 现状
目前大多数学生接受传统教学模式－接受式教学,影响很深,习惯处于一种被动学习的状态。但同时又厌倦了接受式教学方法,导致学生普遍的厌学情绪。大学阶段的物理基础课范围跨度广、理论深度大、专业性强、学术性高,在一定程度上讲,课程的难度大,同时不可避免出现抽象、枯燥的状态。在当前的教学改革中,流行多媒体课件代替板书,多媒体动画演示代替实验演示,虚拟仪器实验代替设备操作,造成学生思辨过程缺位,想像过程的空间、时间受压缩,不能联系实际,抽象出问题,分析、解决问题能力普遍下降,使物理的魅力（思想、方法、实验探索集于一体）无法有力发挥,致使学生对物理课的学习热情不高,教学效果较差.因此,促进学生转变学习观念,发挥学习主动性,是大学物理基础课教学改革亟需解决的问题。
而中外教学方法史上源远流长的“快乐学习”教学思想,则为大学物理教学改革指明了方向,为学生自主设计低成本演示实验在大学物理通识教育中作用研究实践提供了有效的理论基础。通过激发学生发现问题、分析问题、解决问题的欲望。在教学中,学生以一种愉快的、主动的、富有个性情感的态度积极地参与探索学习,其教学效果远远好于传统的接受式教学模式。因此国内外对集高智慧、高技术和新思想于一体的低成本演示装置创新设计的实践青睞有加,由于这类实验的趣味性和较少受语言障碍影响的特性,在国际交流场合往往很受欢迎[3]。
3.自主设计低成本演示装置的自我考核和激励作用
大学物理演示教学是指以具有可见度,可呈现性,以定性与半定量方式为主,侧重培养学生的创新意识、开发学生的创造潜能和科学实验能力,其中包括:
(一)通过形象生动的演示实验,消除学生因抽象、枯燥而产生的畏难、厌烦的心理。激发学习兴趣。
(二)通过形象生动的演示实验、以期达到理解知识,理论联系实际,调动感知功能,最提高物理教学效果和效率。
(三)物理演示教学过程,学生处于探索、发现的过程。能激发思维,培养学生的创新意识和创造力。
虽然多媒体的动画很能说明问题,但是明了的实验更具说服力,更能激发学生的探索发现兴趣。由于学生的知识面较窄,缺少生活经验,以致只能被动接受,不能激发想象。而不少具有成本低、高智慧的实验装置具备教学功能包括: (1) 创设教学情境,便于引入物理知识,同时激发学生学习的兴趣和求知愿望;(2) 提供感性素材,帮助学生建立物理概念和认识规律; (3) 通过观察和思维设计,不仅能达到巩固的目的,还能更好地把知识运用到创新中,进一步发展学生的思维能力; (4) 提供典型范例,为学生训练实验技能和科学研究能力创造条件; (5) 有利于发挥教师的情感、思维方法和科学作风等,潜移默化地教育学生.让学生成为学习的主体,提高学生的参与意识,调动主观能动性,是增强学生实验研究能力的有力环节。
3.1 建立学生关爱周边事物的激情
社会进步,科技发展,与其说是在不断解决问题的过程中促成的,倒不如说是在不断发现、提出问题的过程中促进的,因为,如果不能发现、提出问题,也就谈不上去解决问题。兴趣是学习最好的老师、最好的朋友。因此,只要能够提高学生对物理学的浓厚兴趣,他们就会去关注物理学、去主动学习物理知识,教学效果也就不言而喻。而如何引起、提高和保持学生对物理学的兴趣,一直以来都是物理教师最为关心的问题之一。因此,要培养学生的创造能力,就要培养学生发现、提出问题的能力。发现、提出问题,需要摆脱习惯认识的限制,更富创新性。认真观察周边事物就会成为学生的自我要求提出新发现,提出创新性问题。学生自主设计低成本演示实验装置应具备:学术性 、智慧性、启发性、简单性。低成本物理演示设计更侧重对生活实际的观察,并从中抽象出物理问题。可同时在设计过程中激发学生关爱周边事物的激情,唤起学生学习的主动性和积极性。
3.2 让学生在创新设计活动中培养发散性思维
按思维的智力品质分,可分为再现性思维和创新性思维。学生在学习中,再现式思维是主要的学习方式,相比之下,创新性思维的实践机会则非常有限。如何发展创新性思维,就显得尤为关键。心理学认为,学生的发散性（辐射性）思维方式有利于发展创新能力,当学生通过发散性思维所形成的观念,经过收敛性（辐合性）思维方式的组合,便可以提出新发现,提出创新性的物理问题。低成本物理演示装置的设计需要学生发挥发散性思维能力,即使对同一个物理原理的阐释,皆可产生不同的表现形式和方案[4]。
3.3 建立学生的自尊心
当教学过程形成一种压力,把成绩、名次、评奖等荣誉简单的与分数紧密联系时,学生就会想方设法获得高分,而不会去关注学习要求。一旦可以自由选择,学生们总是趋利避害,把时间和精力花在寻求正确答案的线索上。许多学生由于担心失败,害怕提问题,不愿意直面问题。而遇到问题,或者解决问题失败,等同与缺乏能力,就使得学生把碰到困难归结于智力缺陷,归结于学不好。因为学习带来的仅仅是失望,成绩不理想的学生越多,意味着人生失败的学生也就越多。大学物理教学,低成本物理演示装置的设计可营造一个成功的氛围,树立人人都能成功的信念。反馈给学生的信息中包含学习中成功的地方,同时提出怎样才能进一步提高的建议。
3.4 建立学生的自我评价机制
自我评价,是指学生依据一定的标准,对学习进行自我反醒和调节,以提高学习能力的发展。建构主义学说认为,教学过程是学生建构知识的过程,教师只是指导者,对学生的变化只是起影响作用,而最终起决定作用的应是学生自身。在发展性评价体系中,学生自我评价是不可忽视的一部分,通过自我评价,学生可以及时了解学习状态,及时调整,增强自信,形成自我约束的学习习惯[5]。
低成本物理演示装置设计本身是一个过程性很强的研究实践活动,在评价时采用传统的笔试测验是不行的,而表现性评价却是一种很好的评价方式。表现性评价是通过让学生完成某一特定的任务,来评价学生学习状态的一种方式。与传统评价方式的区别在于,它不仅要评测学生完成任务时的表现,还要对学生在学习过程中的行为进行评价。表现性评价不但能评价学生的知识层次,还能评价学生应用水平,并且可以在实验活动中评价学生的创新精神、实践能力、合作与交流能力、学习态度和习惯。使学生参与对自己的评价,不但改变了学生作为学习者的角色,而且改变了师生关系的性质,使得学生对学习肩负起更多的责任。
3.5 重视不成功的创新方案设计过程
任何创新性设计,都不可能完美无缺,以往的设计实验,教师只顾追求设计的完美而忘记了设计的初衷,既然我们把低成本实验装置设计作为锻炼学生的方法,就应该让他们体会真实的设计研究过程,从不成功的设计中他们学到的会更多. 善于从不成功的创新设计过程中发现“闪光点”,要比一做就成功的实验设计更让学生分享创新性设计的过程, 易于突出物理教学过程的本质,富于创新性,更能激发学生的参与热情,开阔学生的视野,从而从发现问题、提出问题,再到分析问题,直至发展学生解决问题的能力,体会科学研究过程中产生的乐趣[6,7]。
4. 学校在演示教学和学生自主设计中的成果
浙江工业大学的国家级基础物理实验教学示范中心,专门设置了学生自选开放创新实验室,建立了自选开放实验教育平台和探索性物理实验平台。演示实验仪器涵盖物理学领域中的力学、光学、电磁学、热力学、振动与波、等教学内容,将一些抽象的定理、定律研制成直观的演示仪器进行形象化教学。自选开放实验教育平台。以全面开放、自主选择、自主实验的教学思想来构建自选开放实验,并使实验教学内容系统化。采取充分利用旧设备和购置新设备相结合的方式,建设自选开放实验室,为学生提供各个层次的设计性实验和制作性实验60个,使之成为培养学生创新能力的教育基地。探索性物理实验平台,全面开放,并集演示和实验探索于一体来建设探索物理实验基地,使之成为理论课堂教学向实验探索延伸（突破传统课堂演示模式,让学生走进探索实验室并亲自动手设计演示实验）,实验教学向理论探索迈进的桥梁,以改变目前理论与实验教学相脱节的现状,已开设探索性物理实验项目58个。
参考文献:
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作者简介:唐轶峻 (1970－),男,浙江工业大学副教授、博士,主要从事大学物理教学和光电子技术研究。
光电检测技术论文范文第2篇
【关键词】光电子技术;应用型高校;课程改革 ;光电实验
【基金项目】应用型课程建设研究与实践---以《光电子技术基础》课程为例（项目编号：2019XJGLX0172）
1. 前言
随着微电子技术、激光技术和计算机技术的飞速发展，大量信息的高速传输、处理显示21世纪是光子与电子交相辉映的新时代。光电子技术应运而生，由光子技术和电子技术相互渗透、互相发展而产生，在现在军事、经济、医疗、工业、生活科技等领域应用广泛，为未来新技术、新产业的不断涌现提供了必要的基础。
光电子技术课程是近年来迅速崛起的一门由光子技术和电子技术相结合的新兴的综合性交叉高新技术学科，以光电子基础理论为主要内容，在理论的基础上以光电子器件为主体，形成应用的仪器设备和相关系统。
2. 光电子技术课程教学存在的问题
目前，光电子技术的应用型实践资源有限，很难实现理论课程和应用实践的高度统一。应用型课程的建设与实践，是实现应用型本科人才培养转型的关键，课题组通过对我国部分地方性本科院校的课程教学资源现状的调研分析，发现还存在以下问题：
2.1 应用型课程的系统理论不够健全
该课程的理论主要介绍了与光电子技术相关的激光光源、光纤传输、电光调制以及终端显示存储系统等相关光电系统组成部分。但由于学生学习的基础课程（光学、电磁学、电动力学等）不够系统全面，加之课程内容基础理论性较强，公式繁多、推导复杂，很难被学生理解掌握，因此，不能满足应用型课程建设的需求。
2.2 理论教学方式较为传统
目前，该课程的理论教学方式主要采用教师讲解，学生被动听课的传统的教学，该方式致使学生长期处于一种被动接受的状态， 不利于学生学习兴趣的提高和创新思维能力的培养，非常影响授课质量。
2.3 应用型相关资源开发水平不够
教师在应用性课程资源开发过程中，教师很难利用课程外的相关平台，来丰富拔高实验教学内容，很难实现传统教学与现代技术的融合。
2.4 应用型课程实验内容脱离就业岗位群实际需求
应用型课程的开发建设要满足典型性职业性和开放性。现在大部分的应用型课程建设并没有遵循以就业为导向，由经典工作任务确定学习方案的规律，仅仅从学校教学出发，脱离了就业岗位群的实际需求。
2.5 实验内容更新率不高
目前，光电子技术的实验内容较为单一，还停留在较为简单的基础元器件性能认识上，对于学校平台和社会资源的挖掘度不够。实验内容的陈旧与光电子技术的快速发展形成强烈反差，很难达到应用型人才培养的实际目标。
结合现在应用型课程建设的现状，为了满足应用型技术大学的办学定位和办学目标，建设一批优质的应用性课程资源势在必行。
3. 光电子技术基础课程教学改革的基本内容
通过对目前应用型课程建设研究与实践现状分析，为了满足应用型技术大学的办学定位要求，实现培养应用型人才的建设目标，结合电子科学与技术专业光电子技术基础课程的实际情况，准备从以下几个方面对应用型课程建设研究实践进行改革，内容如下：
3.1 应用型实验教材改革
光电子技术基础课程是信息工程学院电子科学与技术学科的专业课，教材的选择必须从应用型技术人才培养的目标出发、结合企业的实际岗位需求，通过一个个的应用型案例、任务、情景等来最终形成具有应用型特色的光电子技术基础实验教材。应用型实验教材内容涵盖新的应用技术基本概念和主要进展，涵盖二次开发内容，可以提高学生的自主创新能力。
3.2 教学方法改革
从知识培养为主向能力培养为主进行转移，是高校《光电子技术基础》课程改革的主要目的。
A.首先要注重提高教師自身的专业技术能力和整体素质修养。由于光电子技术的快速发展，专业教师在该技术领域的应用上与社会存在一定的脱节，为了将理论与实践应用高度的结合起来，专业教师应主动到社会公司锻炼，吸收技术经验，并邀请优秀专业技术人员来校讲学，指导学生的综合设计和创新实践活动;
B. 其次，要建立以学生为中心的实验实践教学方法。要学会充分发挥各类创新竞赛活动的积极推动作用，鼓励竞赛内容转移到教学课堂当中，以具体的应用实践为目标要求，增加相关应用项目的独立完成程度，提高学生的荣誉感。
3.3 实验、实践教学改革
在实验、实践教学方面，要加强现代新兴科技手段的实验应用，并与科学研究实验相结合，让学生加入到老师研究项目当中，实现由基础验证实验向综合应用型实验的转变。
A.虚拟实验教学。光电子技术是一门理论联系实践很强的一门课程。需要引进模拟仿真实验软件，实现可视化元器件结构原理仿真，并在此基础上可以进行器件的操作运行仿真，最终得到真实的实验结果。
B.建立開放性综合性实验平台。实验教学分为基础性实验、综合性实验及二次开发实验，根据学习难度由浅入深的规律进行排序，学生完成一个项目后，可进行下一个更深层次的项目。完成制定任务后，还可根据自主创新在光电综合实验平台上进行二次开发实验。实验教学采取开放式教学模式，不再强调特定的教学时间，充分发挥学生的主动学习性，提高自主创新能力，培养出合格的应用型人才。
C.引入科研型实验任务。要以学校的科研项目为平台，充分合理利用实验室的光色电综合检测分析系统、高灵敏度光谱仪、激光器以及相关显示存储设备，将实验教学与科学研究相结合，提高学生的探索性应用意识，不仅可以为学生的毕业设计选题提供选择，还可以为学生考取高水平大学的研究生打好基础。
3.4 考核方式改革
一般高校的大多数课程的授课成绩平时成绩与期末考试的比值为3：7，这种考核方式更适用一些理论性比较强的课程。为体现应用型技术大学的人才培养目标，光电子技术基础课程应降低期末考试在该课程考核中的比例，提高平时考核所占比重，通过多种方式增加平时考核的内容，例如：小组评比、专题论文、实践设计以及相关竞赛等，将平时考核贯穿于整个教学当中。此外，实验成绩与学生的动手能力密切相关，适当的提高实验成绩比重，可以提高学生平时的学习积极性，又符合应用型人才培养的教学目标。通过改革考核方式可以提高学生对本门课程的兴趣，增加学生对于知识运用的能力，提高他们的自学能力和综合创新实践能力。
4. 总结
根据黄淮学院电子科学与技术专业的具体情况，通过对应用型课程建设研究与实践现状分析，根据应用型高校的办学定位要求和人才培养建设目标，并结合光电子技术基础的课程特色，对本课程的教学内容、教学方法、实验实践教学以及考核方式进行了初步的改革探索。改革内容的调整既体现了本课程的特色属性，又平衡了教学培养目标的要求。该教学改革既能够让学生熟练掌握基础理论知识，又可以让学生了解到相关的发展科技前言，激发了学生将理论到实际应用的兴趣，提高了学生的实践创新能力，提高了学生呢的积极性。真正实现了以学生为主体的教学理念。
参考文献：
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光电检测技术论文范文第3篇
本文根据光电检测系统的构成、光电检测电路设计要点, 设计了钢板边缘位置光电检测电路。该电路设计严谨, 对实际检测仪器设计具有一定的参考价值。
1 光电检测系统的基本构成
所谓光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量, 通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。作为一个完整的检测系统, 其基本组成部分可分为:光源、被检测对象及光信号的形成、光信号的匹配处理、光电转换、电信号的放大与处理、微机、控制系统和显示等部分。按照不同的需要, 实际的光电检测系统能简单些, 也可能还要增加某些环节。在有些系统中可能前后排列不同, 或者几个环节是合在—起的, 很难把它们分开。总之, 图中只表征基本原理, 而实际系统的形式是多样的, 复杂的 (如图1) 。
2 光电检测电路设计
2.1 电路设计技术要点
为了保证光电检测系统处于最佳的工作状态, 光电间的电路应满足以下技术要求。
(1) 光电转换能力强。将光信号转变为适合的电信号, 是实现光电检测的先决条件。所以, 光电转换能力的高低对整个光电检测系统有至关重要的影响和作用。因此, 具备较强的光电转换, 是对光电检测电路的最基本要求。 (2) 动态响应速度快。随着对检测系统与器件的要求不断提高, 对检测系统每个环节动态相应的要求也随之提高。 (3) 信号检测能力强。通常光电检测电路具有可靠检测所必须的信噪比或最小可检测信号功率。 (4) 稳定性、可靠性好光电检测电路在长期工作的情况下应该稳定、可靠。特别是在一些特殊场合下, 对稳定性、可靠性的要求会更高。
2.2 光电检测电路的设计
在以信息检测和信号传送为目的的光电系统中, 光电检测器件的作用是将载有被测信息的光辐射能量变换为电能, 并在实现这种变换的过程中完成信息的传递。检测器件是沟通光学和电子系统的接口环节, 它既是光路元件又是电路元件, 有着光学和电子学的双重属性。作为光路元件, 它是光信号接收器, 是前级光学系统的输出端口;作为电路元件, 它是信号发生器, 是后续电子系统的输入端口。正是由于利用了光电检测器件的双重属性, 才建立了光路和电路的联系, 使彼此间得以连通。因此, 光电检测器件类型的选择和工作状态的确定对光电系统的工作品质至关重要, 是系统设计的一个重要问题。
为了提高传输效率, 无畸变地变换光电信号, 光电检测器件不仅要和被测辐射源及光学系统, 而且要和后续的电子系统在特性和工作参数上相匹配, 使每个相互连接的器件都处于最佳的工作状态。
光电检测器件和光路的匹配是在对辐射源和光路进行光谱分析和能量计算的基础上, 通过合理选择光路和器件的光学参数来实现的。而光电检测器件和电路的匹配则应根据选定的光电检测器件的参数, 通过正确选择和设计电路来完成。
3 钢板边缘位置光电检测电路设计
3.1 电路设计 (如图2)
3.2 电路工作原理
光源产生的非线性光, 经过凸透镜后变成一束平行光线。当钢板靠近光源时, 光源经过钢板后反射到光电三级管上, 使光电三极管导通, 在15K电阻上产生分压, 由于这个电压比较小, 需要进行放大才能够驱动后面的电路。在15K电阻产生的小电压经过3014和LM311及周围的电阻构成的两级放大电路, 驱动LED发光 (330K的电阻起到限流作用, 防止LED被烧坏) , 同时也使三极管2N3904导通, 使电源经过扬声器、510Ω的电阻接地构成一条闭合回路, 这样使流过扬声器的加大, 从而使扬声器发声。如果把扬声器直接接到运算放大器后, 扬声器则不会发声, 因为扬声器需要很大的电流才能发声。这样起到检测钢板的边缘的作用, 即当钢板的边缘靠近光源时, LED发光, 同时扬声器发出报警器声音。
4 结语
光电检测技术是光学与电子学技术相结合而产生的一门新兴检测技术。它是利用电子技术对光学信息进行检测, 并进一步传递、储存、控制、计算和显示等。从广义上讲光电信息技术就是光频段的微电子技术, 它将光的快速与电子信息处理的方便、快速相结合, 因而具有许多无可比拟的优点。
摘要：阐述了光电检测技术的基本原理和光电检测系统的基本构成, 给出了光电检测电路的设计要点, 最后给出了钢板边缘位置光电检测电路并对电路的工作原理进行了说明。
关键词：光电检测技术,光电器件,动态响应
参考文献
[1] 杨永才, 等.光电信息技术[M].上海:东华大学出版社, 2005, 8.
光电检测技术论文范文第4篇
1 Ti O2光电催化技术的主要机理
二氧化钛的外层电子结构较为特殊,一般具有很深的价带能级。当它们接收到的能力超过袋洗能力的光照时,在其外部需要施加一定的偏压,将价带上的电子激发到导带上,使得导带上形成一种活性较强的电子,价带上形成带正电荷的空穴, 以此构建出一个氧化还原系统。溶解氧及水分别与二氧化碳中的电子与空穴发生反应,使得产生活性较强,且氧化性也较强的HO·,以此氧化降解有机废水中的难降解的有机物。但是因为二氧化钛的导带捕捉活性强的电子能力不足,因此很容易使活性强的电子和光生空穴发生再复合的现象。光电催化就是通过在外部施加电场阳极,捕捉活性强的电子,以此避免其余光生空穴再复合的现象,将电子转移至电场阴极上,光生空穴则留在半导体的表面。以此提高光量子的反应效率。
2 Ti02光电极的制备
光电极是构成光电催化反应器的关键,当前使用Ti O2制备光电极,主要方法是悬浮态光电极、透明固定化膜电极和固定化膜光电极等方法。其中,固定化膜光电极的方法较为实用, 且操作也较为简单。催化剂固定化一般是通过溶胶-凝胶法、 直接氧化法、热胶粘合法、化学气相沉积法、阳极氧化法等固定化方法实现的。如果固定床不同,那么光降解的效率也是不同的。特别是在外部施加电场的情况下,催化剂将负载与某个基体表面。基体不仅可以作为电催化剂的反应载体,也可以增强反应,降低催化剂的使用量,甚至和活性组分相瓦发生反应,以此影响电极表面的性能和结构。
3 Ti O2光电催化在水处理方面的应用
二氧化钛光电催化技术是一种比较高级的氧化技术,和传统的水处理技术相比,其能够将废水中的有机污染物完全降解,提高难降解有机物的应用效率,且不会发生再次污染,被广泛应用于各种有机污染物的降解中。
3.1光电催化降解染料
Socha等人利用二氧化钛薄膜电极对双偶氮染料、三偶氮染料进行光电催化反应降解。其温度要求是60摄氏度,电流密度是0.025A·com-2,降解时间为3小时,这两种染料的降解速率能够达到74%与31%,光电催化降解要比直接电解的效果好。 姚清照等人应用纳米结构的二氧化钛膜作为工作电极,对水溶液中的铬蓝K、一品红、铬黑T进行光电催化降解,反应时间为3小时,其降解效率是光降解效率的2倍,比光催化降解高31%。 吴永健等人利用单槽和双槽反应器,光电催化降解水中的蓝色染料,发现双槽反应器的效果明显要比单槽反应器好,当外部施加偏压为0.6V,p H为7时,双槽反应器中的光电催化降解效率能够达到最大。
3.2光电催化降解甲酸
Anderson与Kim利用二氧化钛薄膜电极光电催化降解水中的甲酸,考虑薄膜厚度、氧通量、外部施加偏压等因素,系统深究了甲酸浓度、p H值、传质过程、Ag+效应等对光电催化降解甲酸效率的影响。试验证明,当p H值为3.4的时候起降解率达到最大,当p H值大于6的时候,光电催化降解反应将不再继续,这主要是因为受甲酸的离解常数和二氧化钛表面的电荷性质限制。甲酸初始浓度对光电催化降解的效率影响不大,但是其传质过程却对光电催化降解效率影响比较大。
3.3光电催化降解酚类
Kesselman等人针对溶液不同浓度和p H值下二氧化钛对4-氯酚的光电催化降解效率,实验证明,4-氯酚的降解属于一级反应动学。Taghizadeh等人研究了4-氯间苯二酚和4,6-邻苯二酚等弱吸附质,以及3,4-二羟基苯甲酸和1,2,4-三羟基苯等强吸附质在二氧化钛表面进行光电催化降解试验,发现强吸附质与弱吸附质降解反应较大,整个实验受吸附的化学键、电极性质以及反应物的极性影响。Waldner等人研究了二氧化钛薄膜对草酸和4-氯酚降解的不同效果,发现光电催化降解草酸的效率要高于4-氯酚的效率,这是因为4-氯酚在降解的过程中生成了中间物。
摘要：光电催化技术应用于有机废水处理,是在外部施加偏压以减少光生电子以及空穴的复合率,最终提高水中有机污染物的处理效果。作者综述了基于半导体光电催化的机理、TiO2光电催化在污水处理方面的应用等方面进行介绍。
关键词：光电催化技术,废水处理,有机废水
参考文献
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光电检测技术论文范文第5篇
【关键词】光电信息科学与工程;发展;前景;规划
一、我国光电信息科学与工程发展现状分析
我国的光电信息科学与工程技术虽然在稳步向前发展，但是与国际水平相较还存在一定的差距，发展也较为缓慢，技术应用方面也有所欠缺，这种现象的发生，有着多方面的原因，而阻碍光电信息科学与工程发展的因素主要有以下几点：
（1）技术人员的局限性。虽然在我国技术人员的数量很多，可是大多存在局限性，能够或者是想细致钻研并带来创新的人才非常稀缺，导致了专业型的人才严重缺少，即使现有的技术人员，也存在知识面不广，专业基础薄弱的问题，无法与时俱进，固有思想和国际先进思想差距较大，造成了光电信息科学与工程发展缓慢。
（2）科研资金投入不大。科研人员无法专心持续的进行学术研究的另一个方面，光电信息科学与工程的成果并不很明显，但是却需要大量的投入，国家对于光电信息科学与工程研发投入资金有限，甚至是长期的忽视，让光电信息科学与工程的发展异常缓慢。
二、光电信息科学与工程的发展前景
光电信息技术的发展，更加大的对专业人才的需求，也同时对人才的专业知识掌握提出了更高的要求。光电信息技术具有频宽更宽、信息容量更大、响应速度更快、信息效率的分辨率更高的优点，使其在光电信息产业扩大了在市场上的份额，推动着现代信息技术产业的发展。在发达国家，广泛应用的光电信息技术以及相关的产业，已经占有国民经济总值的百分之五十以上，专业人才竞争力越来越激烈。因此，我们要加快对光电信息技术领域的发展步伐。
1、擁有优秀的技术人才
要想光电信息工程发展的好，其中重要的一个环节就是大力引用优秀人才并对人才进行培养，在光电信息研发及开展过程中，都需要人才的参与，电子信息是一个技术性质的工程、是走在技术前列的大工程，必须是走在技术尖端的人才才能胜任这一工作。所以，发展光电信息工程就必须要选对人才，建立起人才培养机制，让人才成为推动该领域发展的重要动力。而人才的培养则需要从学校做起，校内应提高教学质量，开展光电信息技术培养课程，提高学生们在电子信息方面的了解。企业也应该长期坚持对人才的培养，不断提升人力资源管理的能力，最好将每位人才的才能都激发出来，使效用得到最大化。随着国家对光电领域重视，在人才方面的培养力度也越来越大，所以在不久的将来，中国光电领域的优秀人才会越来越多。
2、光电信息科学与工程拥有良好的市场环境
拥有良好的市场环境对于光电信息的发展是至关重要的，在市场的环境中少不了政府的干预，所以市场环境和政策环境的好坏直接影响了光电信息的发展。在政策环境方面，政府应该出台相关法律法规，用法律法规来规范企业在市场中的行为，为其树立标杆，做到个人信息被保护，专利被保护，并加强对数据托管方面的规范管理。在市场环境中，企业应该努力创新，开发属于自己的专利技术，不要一味的依赖于国外的技术，做到创新型和自主化共同发展，争取拥有自己的核心技术。当然还需要大量的宣传为光电信息工程创造良好的条件。在许多的发达国家，与光电技术有关联的企业已经越来越多，这是在政府与市场共同作用下获得的成果，已经成为国家经济来源的很大一部分。
3、创新性光电信息工程发展迅速
创新是一个事物永垂不朽的源泉，光电信息的发展不仅要依靠人才培养，市场环境，足够的资金，创新也是必不可少的。光电信息技术不能一直依赖于国外，总要有属于自己的东西、建立自己的标志，所以在研发过程中，一定要注意加大创新力度，企业可以适当提供奖励，激发出人才的创新能力，为其创新提供动力，从而提高企业在光电信息技术研发上的地位。我国现在已经是能够依靠自己创新技术的国家，我相信未来在光电领域的创新会更加高效。
三、对我国光电信息科学与工程的人才培养设计与规划
1、优化课程结构，构建适应行业发展的课程体系
在产教融合视域下，课程体系的优化应根据产业人才培养需求而非教师能力设置，确立夯实基础、构建模块化的理论教学课程体系，能力培养导向构建“课程群”，形成人才培养的多层次、立体化课程体系。光电信息科学与工程是多门学科的交叉，涉及的知识面广、知识点多，因此课堂教学内容应该精心组织，各知识点之间的关系要理清楚，要形成一个相对完整的知识体系。在各个理论知识点的讲解上，要注重介绍它在整个检测系统中所起的作用，与其他知识点之间的区别和联系。例如在讲解各类光电检测器件时，应先介绍其作用，再讲解各类光电检测器件的原理、结构、特性及其应用，并与其他检测器件进行对比，最后讲解它们的输入电路。光电检测与信号处理课程内容多，学时短。在有限的学时内完成教学任务，应对教材内容进行合理的取舍和偏重，保留教材中经典内容，删除与其他课程重复内容，并突出重点内容。例如光电检测系统是该课程的重点，各类光电检测器件的原理、结构、特性及应用，光电检测电路的静态和动态设计、噪声与抑制、前置放大电路等，可以结合具体的案例详细讲述，但光纤传感检测以及光电信号的数据采集，由于已在其他相关课程中已经涉及，可以略讲或者不讲。
2、以人才需求为导向，准确改进教学方法目标
开展启发式教学能够激发学生的学习兴趣，充分调动他们的主观能动性。例如在讲解授光电耦合器时，可以先提供一些光电耦合器用于智能汽车导航的具体案例，让学生思考其工作原理，然后引导他们掌握相关的知识。为使学生了解光电检测技术的最新研究进展，可结合本专业特点和学生的兴趣，设置若干专题，让学生利用课余时间进行调研和撰写报告，并在课堂上展开讨论。这种方法有利于提高学生表达能力，挖掘学生学习潜力。此外，可以充分利用网络教学的便利条件，将电子版讲义、习题答案以及补充的内容发布到网上，多让学生自主学习，同时教师多发起网上讨论和答疑，及时了解学生学习动态。这种方法可以引导学生由被动学习方式向主动学习方式的转变。
结语：在国际上，光电信息科学与工程已经成为相对成熟的领域，而我国相比之下还受到很多限制，没有提起足够的重视和思考，相关的技术和科研人员不能仅仅止步于学习和借鉴的层面，更应在国际水平的基础上，对我国的光电信息科学与工程的相关技术进行更好的拓展。重视对技术人才的培养，国家对于科研项目加大投入力度，创造一个良好的市场环境，并且相关技术和科研人员不断创新，为我国光电信息科学与工程技术的发展做出贡献。
参考文献：
[1]齐沛良.浅谈光电信息科学与工程的发展前景[J].信息记录材料，2018，19（2）：16-17.
[2]李珣.光电信息技术的应用及发展前景分析[J].无线互联科技，2017（16）：142-143.
（作者单位：汉口学院）
光电检测技术论文范文第6篇
关键词：光电信息工程专业;教学改革;物理光学;计算机仿真
随着信息技术与信息产业的蓬勃发展，光电子产业已成为全球战略产业。加快建设我国的光电子产业和培养高层次光电子人才，是现代社会信息技术发展的需要，也是未来光电子产业的需要。为了适应光电子产业日益增长的人才需求，国内越来越多的高校开设了光电信息工程专业(简称光电专业)。光电信息工程作为教育部本科专业目录中的重点学科，涉及光学、光电子、微电子、通信等高新核心技術。光电专业与其他专业一样，侧重于培养理论基础扎实，实践能力较强，具有人文精神和创新意识的应用型、复合型人才，为我国经济建设和社会发展服务。
一、物理光学的课程特点与教学现状
物理光学是光电信息工程、电子科学与技术等本科专业的一门重要的专业必修课，起着承上启下的衔接作用。其先修课程主要为高等数学、大学物理、应用光学、电磁理论等基础课程。后续的专业课程则包括激光原理与技术、激光加工、光电检测技术、光纤光学、信息光学、光纤通信等。该课程以光的电磁理论为理论基础，讲述光在各向同性和异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性以及光的吸收、色散和散射等内容。专业的物理光学在大三第一学期开设，总学时为96学时，其中理论为72学时，实验为24学时。该课程内容概念繁多，物理规律较为抽象，光学现象与规律讲授难以生动形象。物理光学内容包含大量的原理推导和数学公式，学生往往容易记住公式却忘记了公式背后的物理意义和分析方法，无法举一反三、学以致用。课堂中，如果采用填鸭式的方法将传播条件与规律告诉学生，显然没有明显的说服力。该教学方法既影响学生对课程内容的理解掌握，也会影响学生的学习和探索兴趣，阻碍学生创新能力和探究能力的培养。
二、课程建设改革的实践与探索
针对物理光学在光电专业课程体系中的特殊地位，近几年我校光电系对该课程的课堂教学内容、教学方法和教学手段等方面进行了一系列的实践和探索，取得了积极的效果。
1.一条红线，八大现象。学生在经历了高中物理基础和大学物理课程学习之后，对光的认识上升到了一个新的科学高度。对于光的波动现象等理论，学生开始接受并有似懂非懂之感。物理光学的课程中，则是采用数学的方法描述光波的传播特性。因此，在授课过程中可删繁就简，遇到重复的内容可一带而过。物理光学课程内容繁多，在学习该课程时，需谨记一条红线，即光波的传播。光波在同性或异性介质，自由或半自由空间传播时呈现的八大传播现象，即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散与散射现象。在进行课堂讲述时，先由光波的传播现象，引出光波发生此现象的条件，进而总结光波的传播规律。为了理论知识与实际问题密切联系，着重介绍光波理论的理论和所涉及的行业领域，通过丰富的课程内容让学生真实地感触知识的应用。
2.问题导入式的教学方法。物理光学作为一门专业基础课，具有抽象性强、枯燥乏味等特点。同时，物理光学也具有较强的专业性，该学科的创建均来源于对实际光学问题的解释。在介绍一个知识点之前，为了理论联系实际，我们首先要有目的地设置问题。通过一步一步地启发学生，让学生带着问题思考解决的方法与思路，进而解决问题。例如，我们讲授光波的衍射时，首先从白光通过指缝的衍射现象出发，提出产生衍射的条件。如果采用单色光源，指缝转变为圆孔、矩形孔或不规则孔，衍射条纹如何变化?引导学生思考如果采用多缝或透射光栅，衍射条纹又将如何变化?从而引出影响衍射现象的因素和采用数学模型描述衍射现象的问题。实践证明，这种以实际问题为先导的模式，激发学生的思考和学习兴趣，培养学生分析和解决问题的能力，得到了良好的教学效果。
3.充分利用多媒体教学。多媒体教学在许多方面是传统教学模式所无法比拟的，具有直观性强、图文声像并茂、信息量大、生动活泼等特点。但运用不当，也会适得其反。为了弥补两方面的不足，我们采用了多媒体课件与传统板书相结合的教学方法。在物理光学课程中，采用PPT课件形式与FLASH动画结合，生动描述光波的传播现象与规律。多媒体课件重点介绍物理概念及方法，而大量的公式推导可在课后参考教材或其他课本。制作这种多媒体课件的教学方法不仅给学生留下深刻的印象，而且还给教师留下充足的时间来强调重点、难点和核心内容。
4.利用计算机虚拟仿真技术提高教学效果。在课堂教学之余，训练学生利用计算机仿真技术处理物理光学相关问题。利用现代计算机辅助手段，加深学生对光学现象的理解，发现学习中的盲区和误区，提高教学的针对性。计算机虚拟仿真技术将抽象难懂的光学规律和概念形象直观展现给学生，激发学生的求知欲。光学仿真设计软件有很多种，MATLAB、TracePro、Zemax、Fred、OptiSystem，分别应用于不同的光学领域。MATLAB是Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，具有数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等功能，是工程界最流行的软件工具，在大学理工课程教学中的应用亦渐成热点。目前，已有众多文献采用MATLAB软件模拟光波发生干涉、衍射现象后光强度的分布。MATLAB软件中的图形用户界面(Graphical User Interfaces，GUI)，可以实现交互式模拟。采用交互式滚动条动态地展现各物理量对衍射结果的影响，有利于加深学生对物理规律的理解和认识。TracePro是一款基于蒙特卡罗法的非序列光线追迹软件，为美国Lambda Research公司开发。TracePro以实体对象来构建光路系统，通过计算反射、折射、散热、吸收和衍射等行为来模拟光线与实体表面的作用，对真实场景进行计算和显示。TracePro图形使用界面简单，且具有强大的仿真功能，能对光学镜头、背光板、照明灯具、投影显示器、医疗仪器等进行光学模拟及分析。目前，在校学生已采用TracePro仿真软件成功对偏振棱镜、衍射光栅进行了模拟仿真，采用光线追迹方法形象直观地展现光波传播过程及特性的变化，加深对光波传播规律的认识和理解。
当然，计算机虚拟仿真技术只是物理光学教学的辅助，不能代替理论教学。学生应该在认真掌握基本物理知识的基础上，逐步学会运用计算机仿真软件，才能达到促进学习的效果。计算机虚拟仿真的实际操作，培养了学生将理论知识应用于分析实际问题的能力，检验了学生专业知识的掌握程度，也为下一阶段的课程教学提供了指导方向。
三、总结
在物理光学课程教学改革实践中，针对课程内容理论性与专业较强，数学公式与物理概念较多等特点，我们对教学内容、教学方法和教学手段等进行了积极探索和实践。在学习过程中，始终围绕光波的传播这条红线，介绍光波的传播规律与现象。采用问题导入式的教学方法，充分利用多媒体教学和计算机虚拟仿真技术的教学手段，加深专业课程的抽象理论形象化。在教学中注重基础理论和知识的应用性，培养学生的独立思考能力和创新意识，促进了学生学习兴趣的提高和发展，增强学习效果，实现学以致用。
参考文献：
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[6]王诩，王银河，姚春龙.基于TracePro软件的组合反光镜设计与分析[J].灯与照明，2010，34(3).
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基金项目：华中科技大学文华学院信息之光学术团队建设(编号：j0900740421)。
作者简介：尹娟娟(1984-)，华中科技大学文华学院尹娟娟，女，湖北武汉人，硕士研究生，研究方向：非线性光学。