《光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)2》課程教學(xué)大綱

《光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)2》教學(xué)大綱課程名稱：光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)（2）英文名稱：Optoelectronictechnologyexperiment(2)課程編號(hào)：F047093742學(xué)分：1.5總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：48/36課程性質(zhì)：選修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用物理系適應(yīng)對(duì)象：應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)課程簡介光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)（2）是為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生在第六學(xué)期開設(shè)的一門選修課程，總課時(shí)48課時(shí)，1.5學(xué)分。該課程為考查課，考核方式為課堂成績加實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為“信息光學(xué)”、“光電子學(xué)”、“激光原理”、“應(yīng)用光學(xué)”等理論課所學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課的目的是使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、加深、驗(yàn)證理論課所學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿內(nèi)容的認(rèn)識(shí)及實(shí)踐，學(xué)會(huì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法。通過本門課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、思維判斷與分析問題、解決問題及綜合實(shí)踐動(dòng)手能力和科學(xué)素養(yǎng)。課程目標(biāo)思政目標(biāo)：強(qiáng)化科學(xué)倫理及學(xué)術(shù)道德教育，注重科學(xué)思維方法訓(xùn)練和科學(xué)精神培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。知識(shí)目標(biāo)：掌握現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，鞏固所學(xué)理論知識(shí)，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)知與理解。能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、獨(dú)立思考能力和分析解決問題的能力。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、團(tuán)隊(duì)合作精神、科學(xué)素養(yǎng)等綜合素質(zhì)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：①具有科學(xué)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(shí)、思辨能力、處世能力和科學(xué)精神。②了解國情，理解社會(huì)主義核心價(jià)值觀，維護(hù)國家利益，具有推動(dòng)民族復(fù)興和社會(huì)進(jìn)步的責(zé)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(shí)和理論，熟悉相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用前景，掌握分析方法/應(yīng)用技術(shù)；②掌握數(shù)學(xué)、外語、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)、專利申請(qǐng)等方面的知識(shí)；2畢業(yè)要求3：①具備獲取自學(xué)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(shí)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(xué)思維方法、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)，具有一定的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用意識(shí)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(tuán)隊(duì)合作精神。4課程教學(xué)安排課程共有12項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1馬赫增德干涉實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1342自組麥克遜干涉儀培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1343光學(xué)圖像相加減培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1344利用復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1345θ調(diào)制與空間濾波培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1346阿貝成像原理與偽彩色編碼調(diào)制培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神1347LD/LED光源特性測試實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科學(xué)精神1348光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神1349光纖溫度傳感實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)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(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。13411電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生愛國精神13412液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育134合計(jì)123648教學(xué)安排馬赫增德干涉實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：（1）熟悉光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。教學(xué)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(diǎn)難點(diǎn)：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(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神2.自組麥克遜干涉儀教學(xué)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(xué)內(nèi)容：自組麥克遜干涉儀，獲得圓環(huán)狀干涉條紋。重點(diǎn)難點(diǎn)：兩個(gè)干涉光束垂直調(diào)節(jié)。思政元素：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神3.光學(xué)圖像相加減教學(xué)要求：（1）掌握利用光柵實(shí)現(xiàn)圖像加減的原理。（2）實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像相加和相減。教學(xué)內(nèi)容：搭建光學(xué)系統(tǒng)利用光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像相加和相減。重點(diǎn)難點(diǎn)：光柵精細(xì)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)圖像相減。思政元素：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神4.利用復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理教學(xué)要求：（1）掌握復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)微分的原理。（2）搭建光路實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理。教學(xué)內(nèi)容：搭建光學(xué)系統(tǒng)利用復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理。重點(diǎn)難點(diǎn)：復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分的原理。思政元素：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神5.θ調(diào)制與空間濾波教學(xué)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(jìn)行空間濾波。教學(xué)內(nèi)容：學(xué)習(xí)θ調(diào)制的原理，搭建光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間濾波。重點(diǎn)難點(diǎn)：頻譜高低分量的區(qū)分和獲得。思政元素：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神。6.阿貝成像原理與偽彩色編碼調(diào)制教學(xué)要求：（1）掌握阿貝成像的原理和光學(xué)表現(xiàn)（2）搭建系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)偽彩色編碼調(diào)制教學(xué)內(nèi)容：阿貝成像原理及其與幾何成像的差異。重點(diǎn)難點(diǎn)：空間濾波的物理意義。思政元素：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)精神。7.LD/LED光源特性測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：熟悉半導(dǎo)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(xué)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(diǎn)難點(diǎn)：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(dǎo)學(xué)生思考，進(jìn)一步引入光譜的概念，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。8.光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(xué)內(nèi)容：光纖位移傳感器測量位移的方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：光纖位移傳感器工作原理及其特性；思政元素：讓學(xué)生通過各種途徑方法提高實(shí)驗(yàn)測量的準(zhǔn)確性，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神9.光纖溫度傳感實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：(1)了解并掌握傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器工作原理及其應(yīng)用。(2)掌握傳導(dǎo)型光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)及探測器接收。教學(xué)內(nèi)容：傳導(dǎo)型光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)及探測器接收。重點(diǎn)難點(diǎn)：光纖溫度傳感光學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(diǎn)難點(diǎn)：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(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。11.電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：(1)掌握晶體電光調(diào)制的原理和實(shí)驗(yàn)方法.(2)了解電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測量電光晶體的各參數(shù)。(3)了解模擬光通訊實(shí)現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容：電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝調(diào)及測量重點(diǎn)難點(diǎn)：測量并計(jì)算所測電光晶體的半波電壓思政元素：培養(yǎng)學(xué)生愛國精神12.液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(duì)比度Dr、陡度b等電光效應(yīng)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(yīng)曲線，并得到液晶樣品的相應(yīng)時(shí)間。教學(xué)內(nèi)容：液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝調(diào)及液晶電光曲線測量。重點(diǎn)難點(diǎn)：液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝調(diào)。思政元素：通過講解當(dāng)前我國科學(xué)儀器的發(fā)展與國際先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器的差別，對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育。課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1實(shí)驗(yàn)馬赫增德干涉實(shí)驗(yàn)（1）熟悉光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。2實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)光學(xué)圖像相加減掌握利用光柵實(shí)現(xiàn)圖像加減的原理實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像相加和相減4實(shí)驗(yàn)利用復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理（1）掌握復(fù)合光柵實(shí)現(xiàn)微分的原理（2）搭建光路實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分處理5實(shí)驗(yàn)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(jìn)行空間濾波6實(shí)驗(yàn)馬赫增德干涉實(shí)驗(yàn)（1）熟悉光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)器件。（2）搭建馬赫增德干涉儀，獲得各種干涉條紋。7實(shí)驗(yàn)LD、LED特性測試實(shí)驗(yàn)熟悉半導(dǎo)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(shí)驗(yàn)光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)(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(shí)驗(yàn)光纖溫度傳感實(shí)驗(yàn)(1)了解并掌握傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器工作原理及其應(yīng)用。(2)掌握傳導(dǎo)型光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)組裝調(diào)試，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)及探測器接收。10實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)(1)掌握晶體電光調(diào)制的原理和實(shí)驗(yàn)方法.(2)了解電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測量電光晶體的各參數(shù)。(3)了解模擬光通訊實(shí)現(xiàn)。12實(shí)驗(yàn)液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)(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(duì)比度Dr、陡度b等電光效應(yīng)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(yīng)曲線，并得到液晶樣品的相應(yīng)時(shí)間。課程考核與評(píng)價(jià)表4：成績評(píng)定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)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(shí)驗(yàn)操作情況，按照課堂表現(xiàn)