0803光學(xué)工程一級(jí)學(xué)科簡(jiǎn)介

0803一級(jí)學(xué)科〔中文〕名稱：光學(xué)工程〔英文〕名稱：OpticalEngineering一、學(xué)科概況主干學(xué)科經(jīng)受了漫長(zhǎng)的進(jìn)展道路，鑄就了幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、量子光學(xué)及非線性光學(xué)，提醒了光的產(chǎn)生和傳播的規(guī)律以及光與物質(zhì)相互作用的關(guān)系。在早期，主要是基于幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)拓寬人的視覺力量，建立了以望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、照相機(jī)、光譜儀和干預(yù)儀等為典型產(chǎn)品的光學(xué)儀器工業(yè)。這些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)至今仍舊發(fā)揮著重要作用。上世紀(jì)中葉，產(chǎn)生了全息術(shù)和以傅里葉光學(xué)為根底的光學(xué)信息處理理論和技術(shù)，特別是上世紀(jì)六十年月初第一臺(tái)激光器的問世，實(shí)現(xiàn)了高亮度和高時(shí)空相干度的光源，使光子不僅成為了信息的相干載體而且成為了能量的有效載體。隨著激光技術(shù)和光電子技術(shù)的進(jìn)展，光學(xué)工程已進(jìn)展成為以光學(xué)為主，并與信息科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、周密機(jī)械與制造、計(jì)算機(jī)科學(xué)及電子技術(shù)等學(xué)科嚴(yán)密穿插和相互滲透的學(xué)科。它包含了很多重要的興學(xué)科分支，如激光技術(shù)、光通信、光存儲(chǔ)與記錄、光學(xué)信息處理、光電顯示、全息和三維成像、生物光子學(xué)、微納光子學(xué)、薄膜和集成光學(xué)、光電子和光子技術(shù)、激光制造技術(shù)、弱光與紅外熱成像技術(shù)、光電傳感與測(cè)量、光纖光學(xué)、自適應(yīng)光學(xué)、光電子材料與器件、太赫茲光子學(xué)、光電子儀器與技術(shù)、空間與光學(xué)遙感技術(shù)以及綜合光學(xué)工程技術(shù)等。這些分支不僅使光學(xué)工程產(chǎn)生了質(zhì)的躍變，而且推動(dòng)建立了一個(gè)規(guī)模快速擴(kuò)大的前所未有的現(xiàn)代光理、記錄，存儲(chǔ)、顯示和傳感等光電信息領(lǐng)域，具有數(shù)字化、集成化和微構(gòu)造化等技術(shù)特征。二、學(xué)科內(nèi)涵1.爭(zhēng)論對(duì)象1〕以光作為信息傳遞的媒介，對(duì)客觀事物與現(xiàn)象進(jìn)展生疏與探究，特別是以光作為視覺及其它人身感官的2〕光的產(chǎn)生，如激光、LED及其它各種光源等；3〕光與物質(zhì)相互作用的應(yīng)用，如光敏探測(cè)器件、光刻蝕、光化工等；或以光作為能量的媒介及應(yīng)用手段，如激光加工、激光核聚變、激光武器、能量光學(xué)等；4〕利用光學(xué)等效原理進(jìn)展圖像及多維時(shí)空構(gòu)造的觀看及處理，如微光夜視技術(shù)、變像管與高速攝影等。學(xué)時(shí)代。它是爭(zhēng)論光子的產(chǎn)生、傳輸、掌握〔光開關(guān)、光放大、光調(diào)制、光變頻、光波復(fù)用、光限制、光振蕩等、探測(cè)及其與物質(zhì)〔光子本身、電子、原子、分子、激子、極化子等〕相互作用的科學(xué)。在〔如太陽(yáng)能發(fā)電、激光核聚變、地下水下能源探測(cè)等二、學(xué)科內(nèi)涵1.爭(zhēng)論對(duì)象1〕以光作為信息傳遞的媒介，對(duì)客觀事物與現(xiàn)象進(jìn)展生疏與探究，特別是以光作為視覺及其它人身感官的2〕光的產(chǎn)生，如激光、LED及其它各種光源等；3〕光與物質(zhì)相互作用的應(yīng)用，如光敏探測(cè)器件、光刻蝕、光化工等；或以光作為能量的媒介及應(yīng)用手段，如激光加工、激光核聚變、激光武器、能量光學(xué)等；4〕利用光學(xué)等效原理進(jìn)展圖像及多維時(shí)空構(gòu)造的觀看及處理，如微光夜視技術(shù)、變像管與高速攝影等。理論作為一門理工穿插的學(xué)科，光學(xué)工程學(xué)科的理論體系得到不斷地完善，其中包括以光作為信息傳遞的媒介，光電成像及光電信息的傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示理論；以光與物質(zhì)的相互作用為根底，光的產(chǎn)生、光的傳輸、掌握及光信息探測(cè)理論與技術(shù)；以光子作為能量載體，光子與物質(zhì)的相互作用理論及光能轉(zhuǎn)換理論與技術(shù)等。學(xué)問根底光學(xué)工程學(xué)科在長(zhǎng)期的進(jìn)展過程中形成了支撐學(xué)科體系的兩大學(xué)問根底，即以光作為信息傳遞媒介的光電信息技術(shù)與工程；以光與物質(zhì)相互作用為根底的光電子技術(shù)與光子學(xué)。光學(xué)與光電子技術(shù)原理是光學(xué)工程學(xué)科的必備入門學(xué)問，光電成像原理、光電探測(cè)理論、光度學(xué)與色度學(xué)、光學(xué)信息處理、光通信技術(shù)、紅外與夜視技術(shù)、激光原理、光電子技術(shù)、光子學(xué)理論、生物光子學(xué)理論、光電子材料與器件等是光學(xué)工程學(xué)科的專業(yè)根底。更重要的是光學(xué)工程學(xué)科應(yīng)高度重視系統(tǒng)分析與解決簡(jiǎn)單光學(xué)工程問題的力量培育，即獵取學(xué)問的力量、應(yīng)用學(xué)問的力量和創(chuàng)力量。光學(xué)工程學(xué)科是光學(xué)與工程相結(jié)合的學(xué)科，而光學(xué)是物理學(xué)的重要分支之一，因此從事光學(xué)工程學(xué)科的學(xué)習(xí)和爭(zhēng)論，必不行少地需要堅(jiān)實(shí)的數(shù)理根底學(xué)問；光學(xué)工程學(xué)科具有鮮亮的學(xué)科穿插性和科技前沿性，它嚴(yán)密地與計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、微電子科學(xué)聯(lián)系在一起，因此，除光學(xué)工程學(xué)科的相關(guān)工程和技術(shù)科學(xué)根底學(xué)問外，還應(yīng)有電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、儀器科學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)等工程與技術(shù)科學(xué)根底學(xué)問；光學(xué)工程學(xué)科具有明顯的推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的特征，尤其當(dāng)前的光電子技術(shù)、光子技術(shù)等關(guān)系到現(xiàn)代科技、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防科技的進(jìn)展，它的每一項(xiàng)爭(zhēng)論成果都將在轉(zhuǎn)變客觀世界的同時(shí)，不同程度地推動(dòng)人類社會(huì)的文明與進(jìn)步，因此需要有人文社會(huì)科學(xué)學(xué)問根底。爭(zhēng)論方法在光學(xué)工程學(xué)科產(chǎn)生和進(jìn)展的過程中，消滅了重要的科學(xué)方法與科學(xué)思想，不僅推動(dòng)了光學(xué)工程學(xué)科自身的進(jìn)展，也使得它成為最具方法論性質(zhì)的學(xué)科之一。光學(xué)工程學(xué)科在科學(xué)爭(zhēng)論過程中，具有方法論性質(zhì)的主要方法有：數(shù)學(xué)物理方法：任何一個(gè)光學(xué)工程領(lǐng)域爭(zhēng)論的問題都可以通過建立一個(gè)數(shù)學(xué)物理模型進(jìn)展描述、分析，也可以從數(shù)學(xué)物理模型的仿真分析中總結(jié)出指導(dǎo)實(shí)際光電器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用的根本規(guī)律，從而削減盲目性。系統(tǒng)科學(xué)方法：在光學(xué)工程學(xué)科的爭(zhēng)論中，其核心是將爭(zhēng)論的對(duì)象看成一個(gè)整體,以使思維對(duì)應(yīng)于適當(dāng)?shù)某橄蠹?jí)別上,抓主要沖突，力爭(zhēng)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。首先從系統(tǒng)的觀點(diǎn)動(dòng)身，考慮其組成局部或整個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用；其次，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，影響因素極其簡(jiǎn)單，有時(shí)甚至到達(dá)無(wú)從下手的程度，此時(shí)應(yīng)抓住主要沖突，無(wú)視次要因素的影響是解決問題的關(guān)鍵；另外，追求光學(xué)系統(tǒng)的單項(xiàng)優(yōu)化指標(biāo)，勢(shì)必會(huì)造成加工困難、本錢昂貴，但利用系統(tǒng)各局部?jī)?yōu)缺點(diǎn)的相互補(bǔ)償，可得到最低本錢下最優(yōu)化方案。宏觀、微觀相結(jié)合的方法：光學(xué)工程領(lǐng)域爭(zhēng)論的問題既涉及宏觀的器件及所構(gòu)成的簡(jiǎn)單大系統(tǒng)，又涉及微觀光子－電子之間的相互作用。因此，要求從事該領(lǐng)域爭(zhēng)論工作的人員必需具備從宏觀到微觀，再?gòu)奈⒂^到宏觀的爭(zhēng)論、分析和解決問題的方法。多學(xué)科融合、綜合集成方法：光學(xué)工程是以物理學(xué)一級(jí)學(xué)科〔技術(shù)為主要根底的穿插綜合學(xué)科，其學(xué)問領(lǐng)域涉及物理〔特別是光學(xué)、數(shù)學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、周密機(jī)械、電子信息工程、掌握科學(xué)、通信等多學(xué)科，因此，任何一個(gè)光學(xué)工程爭(zhēng)論的對(duì)象都是多學(xué)科學(xué)問穿插、融合、綜合集成的結(jié)晶。這就必定要求從事該領(lǐng)域爭(zhēng)論工作的人員應(yīng)當(dāng)具備多學(xué)科穿插的學(xué)問和綜合集成的方法。5〕哲學(xué)的思維方法：從哲學(xué)的角度觀看，可以覺察光學(xué)工程領(lǐng)域爭(zhēng)論的問題很多都蘊(yùn)涵著樸實(shí)的哲學(xué)原理和方法，如對(duì)光的波粒二像性理解、承受光學(xué)手段偵察對(duì)方的同時(shí)也為對(duì)方反偵察供給了可能，等等。這就要求從事該領(lǐng)域爭(zhēng)論工作的人員應(yīng)當(dāng)把握哲學(xué)的思維方法，能深刻理解沖突的雙重性以及相互轉(zhuǎn)化的方式和條件。三、學(xué)科范圍光學(xué)工程一級(jí)學(xué)科現(xiàn)下設(shè)光電信息技術(shù)與工程、光電子技術(shù)與光子學(xué)兩個(gè)重要學(xué)科分支，既有側(cè)重點(diǎn)，又有穿插，主要爭(zhēng)論方向有：光電信息技術(shù)與工程光電信息技術(shù)與工程學(xué)科分支以光作為信息傳遞的媒介，對(duì)客觀事物與現(xiàn)象進(jìn)展生疏與探究，特別是光作為視覺及其它人身感官的延長(zhǎng)，涉及圖像及多維時(shí)空信息的探測(cè)、成像、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示和傳感等；利用光與物質(zhì)的相互作用，產(chǎn)生光敏器件進(jìn)展光電信息探測(cè)；利用光的等效性原理進(jìn)展圖像及多維時(shí)空構(gòu)造的觀看與處理等。其主要爭(zhēng)論內(nèi)容為：光電儀器，光電成像技術(shù)與系統(tǒng)，光電檢測(cè)與光電傳感，光學(xué)技術(shù)與制造，輻射度學(xué)、色度學(xué)與光譜技術(shù)，光電材料與器件，大氣光學(xué)與自適應(yīng)光學(xué)，空間與海洋光學(xué)，光信息處理技術(shù)，光存儲(chǔ)與顯示技術(shù)，紅外與夜視探測(cè)技術(shù)，光通信技術(shù)與器件，光纖光學(xué)與技術(shù)，環(huán)境光學(xué)與技術(shù)，視光學(xué)技術(shù)等。光電子技術(shù)與光子學(xué)光電子技術(shù)與光子學(xué)學(xué)科分支以光與物質(zhì)的相互作用為根底，爭(zhēng)論光子的產(chǎn)生、傳輸以及掌握，如激光與發(fā)光光源，光放大與光的非線性效應(yīng)等；爭(zhēng)論光能轉(zhuǎn)換形式，如激光制造技術(shù)，激光核聚變和光能應(yīng)用等。以光子作為信息載體，爭(zhēng)論光子與物質(zhì)的相互作用機(jī)理及其相關(guān)技術(shù)，如微構(gòu)造光學(xué)與光集成，各類光子器件等。其主要爭(zhēng)論內(nèi)容為：激光與光子學(xué)技術(shù)，激光應(yīng)用技術(shù)，微納光子學(xué)與技術(shù)，生物與醫(yī)學(xué)光子學(xué)，光電子材料與器件，超快光子學(xué)，能量光子學(xué)與技術(shù)，紫外與X射線光學(xué)，微波光子學(xué)，量子光學(xué)與器件，紅外與太赫茲光子學(xué)等。四、培育目標(biāo)學(xué)士學(xué)位：具有光學(xué)工程學(xué)科扎實(shí)的專業(yè)根底學(xué)問，較強(qiáng)的綜合和分析力量，能夠從事光學(xué)工程領(lǐng)域相關(guān)工作的特地優(yōu)秀人才。具體包括：應(yīng)在光學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域具有較扎實(shí)的理論根底和較寬廣的專業(yè)學(xué)問，了解本專業(yè)的進(jìn)展方向和學(xué)科前沿。有較強(qiáng)的工程實(shí)踐力量和工程創(chuàng)力量，有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，初步把握一門外國(guó)語(yǔ)。學(xué)士學(xué)位獲得者應(yīng)能從事本專業(yè)或?qū)I(yè)方向方面的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)和技術(shù)治理等工作。碩士學(xué)位：具有光學(xué)工程學(xué)科系統(tǒng)、扎實(shí)的專業(yè)根底學(xué)問，具有學(xué)術(shù)爭(zhēng)論的根本力量和獨(dú)立從事光學(xué)工程領(lǐng)域爭(zhēng)論、開發(fā)工作的創(chuàng)型人才。具體包括：應(yīng)在光學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)理論根底和系統(tǒng)的特地學(xué)問。生疏本學(xué)科領(lǐng)域的進(jìn)展方向和學(xué)術(shù)爭(zhēng)論前沿，有較扎實(shí)的工程實(shí)踐力量，有獨(dú)立進(jìn)展理論和試驗(yàn)爭(zhēng)論的初步力量和從事技術(shù)開發(fā)的力量，有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，把握一門外國(guó)語(yǔ)，碩士學(xué)位獲得者應(yīng)能擔(dān)當(dāng)本專業(yè)或相近專業(yè)的科研、教學(xué)、工程技術(shù)和治理工作。博士學(xué)位：具有全面、扎實(shí)的專業(yè)根底學(xué)問，在某一領(lǐng)域或方向上有深入而系統(tǒng)的爭(zhēng)論，具備獨(dú)立從事光學(xué)工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)爭(zhēng)論和教學(xué)力量的高層次人才。具體包括：應(yīng)在光學(xué)工程學(xué)科的爭(zhēng)論領(lǐng)域中具有堅(jiān)實(shí)而寬廣的理論根底和系統(tǒng)深入的特地學(xué)問。生疏本學(xué)科領(lǐng)域的進(jìn)展方向及國(guó)際學(xué)術(shù)爭(zhēng)論前沿，有扎實(shí)的工程實(shí)踐力量，能夠制造性地從事理論和試驗(yàn)爭(zhēng)論并做出創(chuàng)性的成果，具有獨(dú)立從事科學(xué)爭(zhēng)論和技術(shù)開發(fā)的力量，有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)。應(yīng)至少嫻熟地把握一門外國(guó)語(yǔ)，能嫻熟地閱讀本專