《光電技術(shù)實驗2》課程教學大綱

《光電技術(shù)實驗2》教學大綱課程名稱：光電技術(shù)實驗（2）英文名稱：Optoelectronictechnologyexperiment(2)課程編號：F047093742學分：1.5總學時/課內(nèi)實踐學時：48/36課程性質(zhì)：選修課程開課單位：數(shù)理科學與工程學院應用物理系適應對象：應用物理學專業(yè)課程簡介光電技術(shù)實驗（2）是為應用物理學專業(yè)學生在第六學期開設(shè)的一門選修課程，總課時48課時，1.5學分。該課程為考查課，考核方式為課堂成績加實驗報告成績。實驗項目為“信息光學”、“光電子學”、“激光原理”、“應用光學”等理論課所學內(nèi)容。實驗課的目的是使學生進一步鞏固、加深、驗證理論課所學內(nèi)容，增加學生對學科前沿內(nèi)容的認識及實踐，學會專業(yè)實驗儀器的使用方法。通過本門課程的學習培養(yǎng)學生的知識應用能力、思維判斷與分析問題、解決問題及綜合實踐動手能力和科學素養(yǎng)。課程目標思政目標：強化科學倫理及學術(shù)道德教育，注重科學思維方法訓練和科學精神培養(yǎng)，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。知識目標：掌握現(xiàn)代實驗儀器的使用方法，鞏固所學理論知識，加深對所學理論知識的認知與理解。能力目標：培養(yǎng)學生動手實踐能力、獨立思考能力和分析解決問題的能力。素質(zhì)目標：培養(yǎng)學生的求真務實、嚴謹認真、團隊合作精神、科學素養(yǎng)等綜合素質(zhì)。三、課程目標與畢業(yè)要求對應關(guān)系本課程的課程目標對應用物理學專業(yè)畢業(yè)要求指標點的支撐情況如表1所示：表1課程目標與畢業(yè)要求對應關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：①具有科學的世界觀、愛國主義情操、尊重生命、關(guān)愛他人、主張正義、具有人文知識、思辨能力、處世能力和科學精神。②了解國情，理解社會主義核心價值觀，維護國家利益，具有推動民族復興和社會進步的責任感。1畢業(yè)要求2：①掌握無損檢測、光電檢測、光電傳感的基礎(chǔ)知識和理論，熟悉相關(guān)技術(shù)的應用前景，掌握分析方法/應用技術(shù)；②掌握數(shù)學、外語、計算機及信息技術(shù)、專利申請等方面的知識；2畢業(yè)要求3：①具備獲取自學能力、獲取和加工處理信息的能力，具有一定的批判性思維能力；②掌握光電技術(shù)領(lǐng)域所需的專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本原理，具備選擇合適工程技術(shù)，分析具體問題的能力。3畢業(yè)要求4：①具有科學思維方法、科學精神、創(chuàng)新意識，具有一定的技術(shù)創(chuàng)新和應用意識及工程技術(shù)素養(yǎng)；②德智體美勞全面發(fā)展，善于與人溝通，具有團隊合作精神。4課程教學安排課程共有12項教學內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學安排表序號教學內(nèi)容思政元素課堂教學學時實驗/實踐教學學時學時小計1馬赫增德干涉實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1342自組麥克遜干涉儀培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1343光學圖像相加減培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1344利用復合光柵實現(xiàn)光學微分處理培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1345θ調(diào)制與空間濾波培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1346阿貝成像原理與偽彩色編碼調(diào)制培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神1347LD/LED光源特性測試實驗培養(yǎng)科學精神1348光纖位移傳感實驗培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神1349光纖溫度傳感實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神13410氦氖激光束光斑大小和發(fā)散角的測量培養(yǎng)學生團隊意識、創(chuàng)新精神、科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。13411電光調(diào)制實驗培養(yǎng)學生愛國精神13412液晶電光效應實驗創(chuàng)新教育134合計123648教學安排馬赫增德干涉實驗教學要求：（1）熟悉光學實驗平臺和光學實驗器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。教學內(nèi)容：搭建馬赫增德干涉儀，獲得并調(diào)節(jié)干涉條紋。重點難點：獲得能夠觀察的寬干涉條紋，需要干涉光束極小的夾角。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神2.自組麥克遜干涉儀教學要求：（1）搭建麥克遜干涉儀。（2）獲得圓環(huán)干涉條紋，調(diào)節(jié)及觀察條紋吞吐。教學內(nèi)容：自組麥克遜干涉儀，獲得圓環(huán)狀干涉條紋。重點難點：兩個干涉光束垂直調(diào)節(jié)。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神3.光學圖像相加減教學要求：（1）掌握利用光柵實現(xiàn)圖像加減的原理。（2）實現(xiàn)光學圖像相加和相減。教學內(nèi)容：搭建光學系統(tǒng)利用光柵實現(xiàn)光學圖像相加和相減。重點難點：光柵精細調(diào)節(jié)實現(xiàn)圖像相減。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神4.利用復合光柵實現(xiàn)光學微分處理教學要求：（1）掌握復合光柵實現(xiàn)微分的原理。（2）搭建光路實現(xiàn)光學微分處理。教學內(nèi)容：搭建光學系統(tǒng)利用復合光柵實現(xiàn)光學微分處理。重點難點：復合光柵實現(xiàn)光學微分的原理。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神5.θ調(diào)制與空間濾波教學要求：（1）掌握θ調(diào)制的原理和各種濾波器的結(jié)構(gòu)。（2）搭建系統(tǒng)利用各種濾波器進行空間濾波。教學內(nèi)容：學習θ調(diào)制的原理，搭建光學系統(tǒng)實現(xiàn)空間濾波。重點難點：頻譜高低分量的區(qū)分和獲得。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神。6.阿貝成像原理與偽彩色編碼調(diào)制教學要求：（1）掌握阿貝成像的原理和光學表現(xiàn)（2）搭建系統(tǒng)實現(xiàn)偽彩色編碼調(diào)制教學內(nèi)容：阿貝成像原理及其與幾何成像的差異。重點難點：空間濾波的物理意義。思政元素：培養(yǎng)學生創(chuàng)新和團隊精神。7.LD/LED光源特性測試實驗教學要求：熟悉半導體材料基本原理；掌握LD激光器和LED發(fā)光二極管的工作原理及其主要技術(shù)參數(shù)及其測試方法。教學內(nèi)容：LD激光器和LED發(fā)光二極管的特性測試光路裝調(diào)及測量方法。LD激光器和LED發(fā)光二極管的基本使用方法。重點難點：LD、LED參數(shù)的測量。思政元素：通過提問LD、LED測量操作方法的不同，引導學生思考，進一步引入光譜的概念，培養(yǎng)學生獨立思考的能力，拓展學生的知識面，培養(yǎng)學生的科學精神。8.光纖位移傳感實驗教學要求：(1)理解光纖位移傳感器工作原理及其特性。(2)掌握光纖位移傳感器測量位移的方法。教學內(nèi)容：光纖位移傳感器測量位移的方法。重點難點：光纖位移傳感器工作原理及其特性；思政元素：讓學生通過各種途徑方法提高實驗測量的準確性，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神9.光纖溫度傳感實驗教學要求：(1)了解并掌握傳導型光纖溫度傳感器工作原理及其應用。(2)掌握傳導型光纖溫度傳感光學系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動及探測器接收。教學內(nèi)容：傳導型光纖溫度傳感光學系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動及探測器接收。重點難點：光纖溫度傳感光學系統(tǒng)組裝調(diào)試思政元素：由光纖溫度傳感器研發(fā)背景，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神10.氦氖激光束光斑大小和發(fā)散角的測量教學要求：(1)掌握測量激光束光斑大小和發(fā)散角的方法。(2)理解基模激光束橫向光場高斯分布的特性及激光束發(fā)散角的意義。教學內(nèi)容：高斯光束光斑大小和發(fā)散角的測量原理及測量方法。重點難點：高斯光束光斑大小和發(fā)散角的測量原理思政元素：培養(yǎng)學生團隊意識、創(chuàng)新精神、科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。11.電光調(diào)制實驗教學要求：(1)掌握晶體電光調(diào)制的原理和實驗方法.(2)了解電光調(diào)制實驗現(xiàn)象，并測量電光晶體的各參數(shù)。(3)了解模擬光通訊實現(xiàn)。教學內(nèi)容：電光調(diào)制實驗系統(tǒng)裝調(diào)及測量重點難點：測量并計算所測電光晶體的半波電壓思政元素：培養(yǎng)學生愛國精神12.液晶電光效應實驗教學要求：(1)了解液晶樣品的電光曲線測定。(2)理解電光曲線，并求出樣品的閾值電壓Uth、飽和電壓Ut、對比度Dr、陡度b等電光效應的主要參數(shù)。(3)掌握利用示波器測量液晶樣品的電光相應曲線，并得到液晶樣品的相應時間。教學內(nèi)容：液晶電光效應實驗設(shè)備裝調(diào)及液晶電光曲線測量。重點難點：液晶電光效應實驗設(shè)備裝調(diào)。思政元素：通過講解當前我國科學儀器的發(fā)展與國際先進實驗儀器的差別，對學生進行創(chuàng)新教育。課內(nèi)實踐教學內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實踐教學內(nèi)容及要求序號教學類型教學內(nèi)容教學要求1實驗馬赫增德干涉實驗（1）熟悉光學實驗平臺和光學實驗器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。2實驗自組麥克遜干涉儀搭建麥克遜干涉儀獲得圓環(huán)干涉條紋，調(diào)節(jié)及觀察條紋吞吐3實驗光學圖像相加減掌握利用光柵實現(xiàn)圖像加減的原理實現(xiàn)光學圖像相加和相減4實驗利用復合光柵實現(xiàn)光學微分處理（1）掌握復合光柵實現(xiàn)微分的原理（2）搭建光路實現(xiàn)光學微分處理5實驗θ調(diào)制與空間濾波掌握θ調(diào)制的原理和各種濾波器的結(jié)構(gòu)搭建系統(tǒng)利用各種濾波器進行空間濾波6實驗馬赫增德干涉實驗（1）熟悉光學實驗平臺和光學實驗器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。7實驗LD、LED特性測試實驗熟悉半導體材料基本原理；掌握LD激光器和LED發(fā)光二極管的工作原理及其主要技術(shù)參數(shù)及其測試方法。8實驗光纖位移傳感器實驗(1)理解光纖位移傳感器工作原理及其特性。(2)掌握光纖位移傳感器測量位移的方法。9實驗光纖溫度傳感實驗(1)了解并掌握傳導型光纖溫度傳感器工作原理及其應用。(2)掌握傳導型光纖溫度傳感光學系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動及探測器接收。10實驗氦氖激光束光斑大小和發(fā)散角的測量(1)掌握測量激光束光斑大小和發(fā)散角的方法。(2)理解基模激光束橫向光場高斯分布的特性及激光束發(fā)散角的意義。11實驗電光調(diào)制實驗(1)掌握晶體電光調(diào)制的原理和實驗方法.(2)了解電光調(diào)制實驗現(xiàn)象，并測量電光晶體的各參數(shù)。(3)了解模擬光通訊實現(xiàn)。12實驗液晶電光效應實驗(1)了解液晶樣品的電光曲線測定。(2)理解電光曲線，并求出樣品的閾值電壓Uth、飽和電壓Us、對比度Dr、陡度b等電光效應的主要參數(shù)。(3)掌握利用示波器測量液晶樣品的電光相應曲線，并得到液晶樣品的相應時間。課程考核與評價表4：成績評定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則出勤率10簽到情況，缺勤一次扣除總成績5%課堂表現(xiàn)40實驗操作情況，按照課堂表現(xiàn)