《光纖傳感技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《光纖傳感技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱光纖傳感技術(shù)TechnologyofOpticalFiberSensing課程編碼SCC621221020開(kāi)課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)光纖傳感技術(shù)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)8適用專業(yè)光電信息科學(xué)與工程授課語(yǔ)言中文先修課程物理光學(xué)、激光原理與技術(shù)課程簡(jiǎn)介（限選）《光纖傳感技術(shù)》課程屬于光電信息科學(xué)與工程專業(yè)限選課，光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維及光通訊技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的，現(xiàn)在已經(jīng)滲透到了生活生產(chǎn)的各個(gè)方面。本課程全面介紹光纖傳感技術(shù)的基本概念和各類光纖傳感器的原理，例如光纖光柵傳感器、各類調(diào)制型光纖傳感器等；講述各類光纖傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解光纖傳感的基本理論，使學(xué)生掌握光纖傳感的基本原理以及常用的傳感器測(cè)量原理；了解各種光纖傳感正在發(fā)展的前沿課題。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用光纖傳感器的基本技能，提高學(xué)生應(yīng)用高科技產(chǎn)品的技能。增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。使學(xué)生具有理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，努力培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)前期學(xué)習(xí)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。Thecourseof"opticalfibersensingtechnology"belongstothelimitedelectivecourseofphotoelectricinformationscienceandengineeringspecialty.Opticalfibersensingtechnologyisgraduallyformedwiththedevelopmentofopticalfiberandopticalcommunicationtechnology,nowithaspenetratedintoallaspectsoflifeandproduction.Thiscoursecomprehensivelyintroducesthebasicconceptsofopticalfibersensingtechnologyandtheprinciplesofvariousopticalfibersensors,suchasfibergratingsensors,variousmodulatedopticalfibersensors,etc.Thetypicalapplicationexamplesofvariousopticalfibersensorsaredescribed.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthebasictheoryofopticalfibersensing,andmasterthebasicprincipleofopticalfibersensingandthecommonlyusedsensormeasurementprinciple;understandthecutting-edgetopicsofvariousopticalfibersensingdevelopments.Tocultivatestudents'basicskillsinapplyingopticalfibersensorsandimprovetheirskillsinapplyinghigh-techproducts.Enhancestudents'scientificliteracy.Toenablestudentstohaveascientificstyleofintegratingtheorywithpracticeandseekingtruthfromfacts,tostrivetocultivatehigh-qualityappliedtalents,andtocultivatestudents'comprehensiveapplicationabilityofearlylearningknowledge.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解光纖傳感的基本理論，掌握光纖傳感的基本原理以及常用的傳感器測(cè)量原理，對(duì)各種光纖傳感技術(shù)有較全面的認(rèn)識(shí)。是4.14.12M2目標(biāo)2：具備跟蹤和掌握國(guó)內(nèi)外光纖傳感領(lǐng)域的新理論、新知識(shí)、新技術(shù)和新成果的能力，拓展在光纖傳感領(lǐng)域的視野，了解光纖傳感正在發(fā)展的前沿方向。是12.212.23M3目標(biāo)3：具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，能綜合運(yùn)用光學(xué)、電路、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等學(xué)科知識(shí)分析光纖傳感系統(tǒng)，具備理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。是10.110.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章光纖傳感技術(shù)的基本概念本章重點(diǎn)難點(diǎn)：光纖的特點(diǎn)、光纖的制作、光纖傳感系統(tǒng)的組成/////21.11.1光纖的基本概念介紹本課程教學(xué)大綱。光纖的發(fā)展歷史、光纖的主要應(yīng)用。M11講授//31.21.2光纖與光纖器件光纖的特點(diǎn)、光纖的制作、常見(jiàn)光纖器件介紹。M12講授//41.31.3光纖傳感系統(tǒng)常用光源、光探測(cè)器、光纖的耦合技術(shù)。M12講授//5第二章第二章光纖傳感技術(shù)的分類與原理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：各類光纖傳感技術(shù)的分類、原理與實(shí)例/////62.12.1強(qiáng)度調(diào)制傳感型光纖傳感器強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感原理、補(bǔ)償技術(shù)、強(qiáng)度調(diào)制型傳感器類型M11講授//72.22.2相位調(diào)制傳感型光纖傳感器邁克爾遜光纖干涉儀、馬赫曾德光纖干涉儀、薩格奈克光纖干涉儀、法布里珀羅光纖干涉儀。M12講授1自學(xué)82.32.3偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器偏振態(tài)調(diào)制型傳感原理、光纖電流傳感器。M12講授//92.42.4波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感原理、波長(zhǎng)調(diào)制機(jī)理、光纖pH值傳感器、光纖磷光傳感器M12講授//102.52.5分布式光纖傳感器光纖的后向散射理論、OTDR技術(shù)。M12講授1自學(xué)11第三章第三章光纖光柵傳感技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：光纖光柵原理、分類、傳感模型、解調(diào)原理/////123.13.1光纖光柵原理光纖的光敏性、光纖光柵原理、光纖光柵的制作。M12講授//133.23.2光纖光柵分類光纖光柵的分類、各類光纖光柵的特點(diǎn)（長(zhǎng)周期光柵、啁啾光柵、耐高溫光柵等）。M12講授1自學(xué)143.33.3光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感模型、光纖光柵應(yīng)力傳感和溫度傳感、交叉敏感與溫度補(bǔ)償、光纖光柵傳感器的封裝。M12講授1自學(xué)153.43.4光纖光柵傳感系統(tǒng)光纖光柵傳感系統(tǒng)組成、解調(diào)原理M32講授//16第四章第四章光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用本章重點(diǎn)難點(diǎn)：光纖傳感技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，以及各領(lǐng)域應(yīng)用的原理、特點(diǎn)與案例分析/////174.14.1光纖傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用光纖電流傳感器、光學(xué)電壓傳感器、光纖電功率傳感器M22講授1自學(xué)184.24.2光纖傳感技術(shù)在石油與化工行業(yè)的應(yīng)用光纖測(cè)井、光纖液位計(jì)、光纖監(jiān)測(cè)管道泄漏。M22講授1自學(xué)194.34.3光纖傳感技術(shù)在生物、生醫(yī)生化領(lǐng)域的應(yīng)用光纖生物傳感器、應(yīng)用實(shí)例。M22講授1自學(xué)204.44.4光纖傳感技術(shù)在航空航天和國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用光纖陀螺儀、光纖水聽(tīng)器。M22講授1自學(xué)214.54.5光纖傳感技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用地震監(jiān)測(cè)、礦井監(jiān)測(cè)等。M32講授//四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1分組專題講解針對(duì)本課程內(nèi)容設(shè)置30個(gè)左右的相關(guān)專題供學(xué)生選擇，學(xué)生根據(jù)人數(shù)分為10-20個(gè)小組，每個(gè)小組選擇一個(gè)專題進(jìn)行講解。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)講解內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)講解水平、回答問(wèn)題的情況進(jìn)行綜合評(píng)分。30%2課程論文學(xué)生根據(jù)本課程內(nèi)容自擬題目或從30個(gè)左右的相關(guān)專題中選擇題目撰寫課程論文，重點(diǎn)突出對(duì)相關(guān)專題的理解與認(rèn)識(shí)20%3期末考試開(kāi)卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。40%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況10%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1期末考試80%(見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn))2M1課堂表現(xiàn)20%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問(wèn)題準(zhǔn)確B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤3M2分組專題講解30%A:講解流暢，內(nèi)容豐富，ppt制作精良，引用資料詳細(xì)無(wú)誤，提出的方案或建議理由充沛，有自己的思考，回答問(wèn)題流利無(wú)誤。B:講解較流暢，內(nèi)容充實(shí)，ppt制作認(rèn)真，引用資料無(wú)誤，提出的方案或建議有合理性，有自己的思考，回答問(wèn)題較C:能進(jìn)行一般講解，內(nèi)容能對(duì)于所選題目，ppt制作一般，有引用資料，提出的方案或建議有參考價(jià)值。課程論文D:講解卡頓，內(nèi)容貧乏，ppt制作粗糙，引用資料不足，提出的方案或建議不具有合理性，回答問(wèn)題差。4M2課程論文20%A:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，相關(guān)描述完善、邏輯性較強(qiáng)，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有豐富的了解和闡述，論文撰寫結(jié)構(gòu)合理。B:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)描述不夠完美，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有較多的了解，論文撰寫結(jié)構(gòu)合理，缺乏最新參考文獻(xiàn)。C:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)描述粗糙，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有較少的了解，論文撰寫邏輯性不強(qiáng)，參考文獻(xiàn)較少。D:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)闡述不精確或者所采用的方法不當(dāng)，對(duì)相關(guān)研究對(duì)象的發(fā)展動(dòng)態(tài)不了解。論文字?jǐn)?shù)不足，格式混亂。5M2期末考試40%(見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn))6M2課堂表現(xiàn)10%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問(wèn)題準(zhǔn)確B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤7M3課程論文30%A:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，相關(guān)描述完善、邏輯性較強(qiáng)，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有豐富的了解和闡述，論文撰寫結(jié)構(gòu)合理。B:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)描述不夠完美，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有較多的了解，論文撰寫結(jié)構(gòu)合理，缺乏最新參考文獻(xiàn)。C:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)描述粗糙，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)有較少的了解，論文撰寫邏輯性不強(qiáng)，參考文獻(xiàn)較少。D:能根據(jù)所學(xué)理論和方法對(duì)光纖傳感領(lǐng)域中的新進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論或設(shè)計(jì)，但是相關(guān)闡述不精確或者所采用的方法不當(dāng)，對(duì)相關(guān)研究對(duì)象的發(fā)展動(dòng)態(tài)不了解。論文字?jǐn)?shù)不足，格式混亂。8M3期末考試70%(見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn))評(píng)分等級(jí)說(shuō)明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[