《光电技术实验2》课程教学大纲

《光电技术实验2》教学大纲课程名称：光电技术实验（2）英文名称：Optoelectronictechnologyexperiment(2)课程编号：F047093742学分：1.5总学时/课内实践学时：48/36课程性质：选修课程开课单位：数理科学与工程学院应用物理系适应对象：应用物理学专业课程简介光电技术实验（2）是为应用物理学专业学生在第六学期开设的一门选修课程，总课时48课时，1.5学分。该课程为考查课，考核方式为课堂成绩加实验报告成绩。实验项目为“信息光学”、“光电子学”、“激光原理”、“应用光学”等理论课所学内容。实验课的目的是使学生进一步巩固、加深、验证理论课所学内容，增加学生对学科前沿内容的认识及实践，学会专业实验仪器的使用方法。通过本门课程的学习培养学生的知识应用能力、思维判断与分析问题、解决问题及综合实践动手能力和科学素养。课程目标思政目标：强化科学伦理及学术道德教育，注重科学思维方法训练和科学精神培养，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。知识目标：掌握现代实验仪器的使用方法，巩固所学理论知识，加深对所学理论知识的认知与理解。能力目标：培养学生动手实践能力、独立思考能力和分析解决问题的能力。素质目标：培养学生的求真务实、严谨认真、团队合作精神、科学素养等综合素质。三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对应用物理学专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：①具有科学的世界观、爱国主义情操、尊重生命、关爱他人、主张正义、具有人文知识、思辨能力、处世能力和科学精神。②了解国情，理解社会主义核心价值观，维护国家利益，具有推动民族复兴和社会进步的责任感。1毕业要求2：①掌握无损检测、光电检测、光电传感的基础知识和理论，熟悉相关技术的应用前景，掌握分析方法/应用技术；②掌握数学、外语、计算机及信息技术、专利申请等方面的知识；2毕业要求3：①具备获取自学能力、获取和加工处理信息的能力，具有一定的批判性思维能力；②掌握光电技术领域所需的专业基础知识和基本原理，具备选择合适工程技术，分析具体问题的能力。3毕业要求4：①具有科学思维方法、科学精神、创新意识，具有一定的技术创新和应用意识及工程技术素养；②德智体美劳全面发展，善于与人沟通，具有团队合作精神。4课程教学安排课程共有12项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1马赫增德干涉实验培养学生创新和团队精神1342自组麦克逊干涉仪培养学生创新和团队精神1343光学图像相加减培养学生创新和团队精神1344利用复合光栅实现光学微分处理培养学生创新和团队精神1345θ调制与空间滤波培养学生创新和团队精神1346阿贝成像原理与伪彩色编码调制培养学生创新和团队精神1347LD/LED光源特性测试实验培养科学精神1348光纤位移传感实验培养学生精益求精的大国工匠精神1349光纤温度传感实验培养学生创新精神13410氦氖激光束光斑大小和发散角的测量培养学生团队意识、创新精神、科学严谨的工作态度。13411电光调制实验培养学生爱国精神13412液晶电光效应实验创新教育134合计123648教学安排马赫增德干涉实验教学要求：（1）熟悉光学实验平台和光学实验器件。（2）搭建马赫增德干涉仪，获得各种干涉条纹。教学内容：搭建马赫增德干涉仪，获得并调节干涉条纹。重点难点：获得能够观察的宽干涉条纹，需要干涉光束极小的夹角。思政元素：培养学生创新和团队精神2.自组麦克逊干涉仪教学要求：（1）搭建麦克逊干涉仪。（2）获得圆环干涉条纹，调节及观察条纹吞吐。教学内容：自组麦克逊干涉仪，获得圆环状干涉条纹。重点难点：两个干涉光束垂直调节。思政元素：培养学生创新和团队精神3.光学图像相加减教学要求：（1）掌握利用光栅实现图像加减的原理。（2）实现光学图像相加和相减。教学内容：搭建光学系统利用光栅实现光学图像相加和相减。重点难点：光栅精细调节实现图像相减。思政元素：培养学生创新和团队精神4.利用复合光栅实现光学微分处理教学要求：（1）掌握复合光栅实现微分的原理。（2）搭建光路实现光学微分处理。教学内容：搭建光学系统利用复合光栅实现光学微分处理。重点难点：复合光栅实现光学微分的原理。思政元素：培养学生创新和团队精神5.θ调制与空间滤波教学要求：（1）掌握θ调制的原理和各种滤波器的结构。（2）搭建系统利用各种滤波器进行空间滤波。教学内容：学习θ调制的原理，搭建光学系统实现空间滤波。重点难点：频谱高低分量的区分和获得。思政元素：培养学生创新和团队精神。6.阿贝成像原理与伪彩色编码调制教学要求：（1）掌握阿贝成像的原理和光学表现（2）搭建系统实现伪彩色编码调制教学内容：阿贝成像原理及其与几何成像的差异。重点难点：空间滤波的物理意义。思政元素：培养学生创新和团队精神。7.LD/LED光源特性测试实验教学要求：熟悉半导体材料基本原理；掌握LD激光器和LED发光二极管的工作原理及其主要技术参数及其测试方法。教学内容：LD激光器和LED发光二极管的特性测试光路装调及测量方法。LD激光器和LED发光二极管的基本使用方法。重点难点：LD、LED参数的测量。思政元素：通过提问LD、LED测量操作方法的不同，引导学生思考，进一步引入光谱的概念，培养学生独立思考的能力，拓展学生的知识面，培养学生的科学精神。8.光纤位移传感实验教学要求：(1)理解光纤位移传感器工作原理及其特性。(2)掌握光纤位移传感器测量位移的方法。教学内容：光纤位移传感器测量位移的方法。重点难点：光纤位移传感器工作原理及其特性；思政元素：让学生通过各种途径方法提高实验测量的准确性，培养学生精益求精的大国工匠精神9.光纤温度传感实验教学要求：(1)了解并掌握传导型光纤温度传感器工作原理及其应用。(2)掌握传导型光纤温度传感光学系统组装调试，发光二极管驱动及探测器接收。教学内容：传导型光纤温度传感光学系统组装调试，发光二极管驱动及探测器接收。重点难点：光纤温度传感光学系统组装调试思政元素：由光纤温度传感器研发背景，培养学生创新精神10.氦氖激光束光斑大小和发散角的测量教学要求：(1)掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。(2)理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。教学内容：高斯光束光斑大小和发散角的测量原理及测量方法。重点难点：高斯光束光斑大小和发散角的测量原理思政元素：培养学生团队意识、创新精神、科学严谨的工作态度。11.电光调制实验教学要求：(1)掌握晶体电光调制的原理和实验方法.(2)了解电光调制实验现象，并测量电光晶体的各参数。(3)了解模拟光通讯实现。教学内容：电光调制实验系统装调及测量重点难点：测量并计算所测电光晶体的半波电压思政元素：培养学生爱国精神12.液晶电光效应实验教学要求：(1)了解液晶样品的电光曲线测定。(2)理解电光曲线，并求出样品的阈值电压Uth、饱和电压Ut、对比度Dr、陡度b等电光效应的主要参数。(3)掌握利用示波器测量液晶样品的电光相应曲线，并得到液晶样品的相应时间。教学内容：液晶电光效应实验设备装调及液晶电光曲线测量。重点难点：液晶电光效应实验设备装调。思政元素：通过讲解当前我国科学仪器的发展与国际先进实验仪器的差别，对学生进行创新教育。课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1实验马赫增德干涉实验（1）熟悉光学实验平台和光学实验器件。（2）搭建马赫增德干涉仪，获得各种干涉条纹。2实验自组麦克逊干涉仪搭建麦克逊干涉仪获得圆环干涉条纹，调节及观察条纹吞吐3实验光学图像相加减掌握利用光栅实现图像加减的原理实现光学图像相加和相减4实验利用复合光栅实现光学微分处理（1）掌握复合光栅实现微分的原理（2）搭建光路实现光学微分处理5实验θ调制与空间滤波掌握θ调制的原理和各种滤波器的结构搭建系统利用各种滤波器进行空间滤波6实验马赫增德干涉实验（1）熟悉光学实验平台和光学实验器件。（2）搭建马赫增德干涉仪，获得各种干涉条纹。7实验LD、LED特性测试实验熟悉半导体材料基本原理；掌握LD激光器和LED发光二极管的工作原理及其主要技术参数及其测试方法。8实验光纤位移传感器实验(1)理解光纤位移传感器工作原理及其特性。(2)掌握光纤位移传感器测量位移的方法。9实验光纤温度传感实验(1)了解并掌握传导型光纤温度传感器工作原理及其应用。(2)掌握传导型光纤温度传感光学系统组装调试，发光二极管驱动及探测器接收。10实验氦氖激光束光斑大小和发散角的测量(1)掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。(2)理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。11实验电光调制实验(1)掌握晶体电光调制的原理和实验方法.(2)了解电光调制实验现象，并测量电光晶体的各参数。(3)了解模拟光通讯实现。12实验液晶电光效应实验(1)了解液晶样品的电光曲线测定。(2)理解电光曲线，并求出样品的阈值电压Uth、饱和电压Us、对比度Dr、陡度b等电光效应的主要参数。(3)掌握利用示波器测量液晶样品的电光相应曲线，并得到液晶样品的相应时间。课程考核与评价表4：成绩评定方式表考核环节分值考核/评价细则出勤率10签到情况，缺勤一次扣除总成绩5%课堂表现40实验操作情况，按照课堂表现