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關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)；特點(diǎn)；應(yīng)用
中圖分類號：TN913.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0164-02
引言
進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國科技水平的快速提升，我國光纖通信技術(shù)也在快速發(fā)展，提高了我國通信行業(yè)的便利程度。在現(xiàn)代社會中，光纖通信是一個主要的通信方式，其以光波為主要的信息載體，光纖為主要的傳輸媒介。光纖通信主要是指用光纜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜，并用數(shù)字交換代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)電交換，并使用數(shù)字通信技術(shù)。雖然光纖通信技術(shù)只是經(jīng)過幾十年的發(fā)展，但是，光纖通信技術(shù)已經(jīng)得到了快速發(fā)展，且在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。而隨著我國計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，人們在網(wǎng)絡(luò)時代中對光纖通信技術(shù)的要求也越來越高，在未來光纖通信技術(shù)發(fā)揮的作用也會越來越大[1]。因此，本文主要分析光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)，并具體闡述光纖通信的應(yīng)用。
1 光纖通信技術(shù)的概念
光纖通信技術(shù)主要是在信號傳輸過程中使用光導(dǎo)纖維，而光波也是信息傳輸?shù)妮d體，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健^(qū)別于其他通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，載波頻率存在很大的區(qū)別，光波的載波頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微波載波頻率，通常而言，光波的載波頻率可以達(dá)到100THz，而微波的只處在1GHz～10GHz之間。光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成：發(fā)送部分、接收部分、光纜部分、中繼器（圖1）。
實(shí)現(xiàn)通信過程如下：發(fā)送端將需要發(fā)送的圖像、語音等信息轉(zhuǎn)換為電信號，輸入電信號既可以是模擬信號（如視頻信號）也可以是數(shù)字信號（如PCM信號），調(diào)制器將輸入的電信號變成相應(yīng)的電流信號并注入進(jìn)光源（發(fā)光二極管（LED）或半導(dǎo)體激光器（LD）），進(jìn)行直接強(qiáng)度調(diào)制，光源完成電/光變換，將相應(yīng)的光信號送入光纖。光纖的種類主要有三種：階躍多模光纖、梯度（漸變）多模光纖和單模光纖，目前主要采用單模光纖，它以極小的衰減和良好的性能傳送已調(diào)光信號。在接收端的光電檢測器（PIN光電二極管或APD雪崩二極管）對輸入的光信號進(jìn)行直接檢波，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號，再通過放大、再生等手段，以彌補(bǔ)線路傳輸過程中的能量損耗和波形畸變，最后輸出和原始信號一致的電信號，從而完成整個傳輸過程。
2 光纜通信的關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)
隨著我國科技水平的快速發(fā)展，光纜通信技術(shù)也取得了快速進(jìn)步，并且在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出了很多優(yōu)勢，光纜通信技術(shù)總體呈現(xiàn)出以下幾種特點(diǎn)：成本低、抗磁干擾能力強(qiáng)、需要空間小、通訊容量大、保密性好等特點(diǎn)，具體分述如下。
（1）成本低。在每個行業(yè)中都需要考慮成本問題，光纖通信行業(yè)也是這樣，只有不斷降低成本才可以提高公司的效益?，F(xiàn)階段，商品石英作為傳輸材料，其損耗最低，而未來使用非石英傳輸材料也會大大降低成本，在提升光纖通信技術(shù)的同時還可以降低通訊成本。
（2）抗磁干擾能力強(qiáng)。目前，光纖通信技術(shù)主要使用的材料為石英，石英具有很好的絕緣性和抗腐蝕性，同時，石英還具有性價比高的特點(diǎn)。此外，在實(shí)際傳輸過程中石英還可以具有較高的抗電磁干擾的能力，可以大大提升通信過程中數(shù)據(jù)流的穩(wěn)定性。
（3）需要空間小。在通信環(huán)境中需要考慮一個重要的因素就是使用空間，光纖通信使用的芯較細(xì)，同時采用光纖的通信方式，不僅可以提高環(huán)境的適應(yīng)性，同時還可以降低通訊需要的空間。
（4）通訊容量大。相比于微波的通訊容量，光纖通信容量具有較大的特點(diǎn)，且相比于銅線和電纜寬帶，光纖寬帶也大很多。使用光纖通訊技術(shù)可以提高通訊的容量，同時，還可以提升通信的穩(wěn)定性。
（5）保密性能好。傳統(tǒng)電波通信中存在很多問題，如信息保密性差等特點(diǎn)，這樣不僅會造成信息的泄漏，同時還會影響用戶的安全。而使用光纖通信可以大大提高通信的保密性能。
3 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)階段，隨著我國光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纖通信技術(shù)在實(shí)際中也得到了很好的應(yīng)用，因而分析光纖通信技術(shù)的應(yīng)用就十分必要。
3.1 光纖數(shù)字傳播技術(shù)
光纖數(shù)字傳播技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于設(shè)備（DXC）有著多個信號的接口，這樣可以隨意控制任意信號，在這個系統(tǒng)中，還具有配線、恢復(fù)、保護(hù)及監(jiān)管等多個功能。在光纖通信技術(shù)中，再生器作為核心部件，主要可以用來接收STM-N信號，具有分析和調(diào)整信號的功能。
3.2 光纖在接入技術(shù)的應(yīng)用
光纖接入技術(shù)可以在用戶寬帶網(wǎng)絡(luò)中將高保真視頻和音樂、高速數(shù)據(jù)等高速信息接入。光纖接入網(wǎng)主要分為兩個部分，無源光網(wǎng)絡(luò)和有源光網(wǎng)絡(luò)，其中無源光網(wǎng)絡(luò)指的是沒有有源器件，而有源光網(wǎng)絡(luò)指的是系統(tǒng)SDH、ATM及太網(wǎng)等技術(shù)。依據(jù)光纖到達(dá)位置的不同，可以分為FTTB（光纖到大樓）、FTTH（光纖到戶）、FTTO（光纖到路邊）及FTTCad（光纖到交換箱）四種服務(wù)形式[4]。
3.3 光纖通信技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用
隨著光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的不斷應(yīng)用，大大提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的效率，也提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的專業(yè)性，其中電力生產(chǎn)、寬帶及重要的數(shù)據(jù)都需要光纖通信技術(shù)完成。光纖通信技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用可以提高電力系統(tǒng)功能的穩(wěn)定及安全。如光纖復(fù)合地線（OPGW）的運(yùn)用，該技術(shù)主要是指在電路傳輸過程中起著通信地線的作用，主要有鋁管型、鋼管型及鋁骨架型，都具有很好的可靠性和安全性，同時由于接地的作用，不需要經(jīng)常維護(hù)，適用范圍較廣。同時，這種方法可以滿足遠(yuǎn)距離的輸送。
3.4 光纖通信技術(shù)在軍事上的應(yīng)用
目前，光纖通信技術(shù)在軍事上也獲得了廣泛應(yīng)用，在未來的戰(zhàn)爭中信息戰(zhàn)會成為主要趨勢，光纖通信在軍事信息通訊中占據(jù)著重要的位置，不僅可以提高軍事通信的安全性，同時還可以提高軍隊(duì)之間的交流保密性。利于未來軍事戰(zhàn)爭思想的轉(zhuǎn)變。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著我國光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，在實(shí)際中也得到了廣泛應(yīng)用。光纖通信具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢，如成本低、保密性及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。全文最后分析了光纖通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，有利于促進(jìn)我國光纖通信技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]白愛鎖.光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國科技縱橫，2012（11）：16.
[2]于雪飛.光纖通信技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技與生活，2012（8）：158.
鴻利光電所生產(chǎn)的LED器件產(chǎn)品已成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)會開幕式“星光”、“奧運(yùn)五環(huán)”、“太空人”等節(jié)目；2010年，公司大功率LED器件產(chǎn)品在上海世博會觀景點(diǎn)盧浦大橋上成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用；同年，公司產(chǎn)品成功應(yīng)用于“廣州地鐵LED綠色節(jié)能示范工程”。
探究企業(yè)
LED企業(yè)參差不齊
目前中國大陸約有2000多家LED生產(chǎn)公司，分布在LED產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游，其中上游外延材料和芯片制造商有50多家，2009年總產(chǎn)值超過20億元；中游器件與模塊封裝制造商有600多家，總產(chǎn)值超過200億元；下游顯示與照明應(yīng)用公司有2000多家，總產(chǎn)值約450 億元。從上游至下游，行業(yè)進(jìn)入門檻漸低。內(nèi)資LED企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，沒有占絕對優(yōu)勢的龍頭企業(yè)。
我國LED封裝市場的競爭呈現(xiàn)兩極分化格局，行業(yè)大部分企業(yè)集中于生產(chǎn)低端LED產(chǎn)品，根據(jù)證監(jiān)會公布信息顯示，中高端LED產(chǎn)品的封裝企業(yè)主要包括國星光電、鴻利光電、雷曼光電、洲明光電、勤上光電等中國大陸企業(yè)，以及億光、佰鴻、宏齊等臺灣企業(yè)。
面臨競爭加劇格局
3月15日鴻利光電年度報告顯示，公司2011年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入5.49億元，同比增長25.50%；實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤7303萬元，同比增長16.11%；2011年白光LED器件產(chǎn)品的銷售收入達(dá)3.17億元，較2010年增長43.34%，白光LED器件產(chǎn)品收入占LED器件產(chǎn)品收入比例由2010年的66.21%提升至77.09%。
2011年、2012年兩年被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為將是LED行業(yè)的低谷調(diào)整期，國內(nèi)的LED企業(yè)將面臨生存危機(jī)，行業(yè)整合將成為常態(tài)。而對于像鴻利光電這樣的上市公司而言這既是大機(jī)遇又是大挑戰(zhàn)。
在過去的五年里，全球LED產(chǎn)業(yè)不斷向中國大陸轉(zhuǎn)移，國外行業(yè)龍頭陸續(xù)開始在大陸設(shè)廠。同時，國內(nèi)LED封裝技術(shù)不斷成熟和創(chuàng)新。在市場需求不斷擴(kuò)大的大背景下，未來可能有更多的資本進(jìn)入LED行業(yè)，鴻利光電將面對更為激烈的市場競爭。
鴻利光電雖為國內(nèi)封裝領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，但受制于資金實(shí)力限制，在擴(kuò)大產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面受到一定的制約，特別是與臺灣及國外行業(yè)龍頭企業(yè)在綜合實(shí)力上尚有一定差距。因此，若本公司不能持續(xù)在技術(shù)、管理、規(guī)模、品牌及技術(shù)研發(fā)等方面保持優(yōu)勢，公司在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位將受到一定影響。
對此，鴻利光電董事長李國平在接受《小康?財智》記者采訪時也表示壓力很大。鴻利光電正在加大對技術(shù)的研發(fā)和投入力度，力求突破目前國內(nèi)封裝產(chǎn)品低價同質(zhì)化的格局。
而對于目前現(xiàn)有白光LED器件的業(yè)績前景，李國平向記者透露,鴻利光電正在加快擴(kuò)產(chǎn)步伐，公司最近購買了兩三千萬的封裝設(shè)備。購買設(shè)備出于兩方面的考量：第一，現(xiàn)階段設(shè)備較為便宜；第二，產(chǎn)品賣價正在下降，要保住原來的收入和利潤，產(chǎn)能必須要比賣價及毛利率下降的速度高出很多。LED領(lǐng)域競爭相對激烈，產(chǎn)品質(zhì)量和品牌已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。產(chǎn)品質(zhì)量是靠技術(shù)的提升和管理的嚴(yán)格，產(chǎn)品品牌的價值則體現(xiàn)在形成難以復(fù)制的核心競爭力。這兩點(diǎn)鴻利光電都在追求更好。
加速布局照明產(chǎn)業(yè)
為了分擔(dān)封裝領(lǐng)域的競爭壓力，鴻利光電也在積極發(fā)展照明應(yīng)用。按照李國平的規(guī)劃，未來鴻利光電的產(chǎn)業(yè)鏈將以白光照明為中心，業(yè)務(wù)分為三大板塊:中高檔白光器件、商業(yè)照明和汽車照明。
據(jù)記者了解，鴻利光電旗下?lián)碛猩钲谌R帝亞照明有限公司、廣州市佛達(dá)信號設(shè)備有限公司、佛山市科思佰麗光電有限公司(參股企業(yè))三家照明公司。
鴻利光電計劃將封裝器件基地全部搬至花都光電子基地，將公司現(xiàn)有生產(chǎn)基地汽車城東風(fēng)大道以西租賃予控股子公司廣州市佛達(dá)信號設(shè)備有限公司使用。汽車照明是李國平非?？春玫氖袌?，公司花了兩年的時間來研發(fā)新產(chǎn)品。
近幾年，汽車用LED燈在近兩年市場逐漸升溫。現(xiàn)在小汽車除了前燈，其他部位的燈如尾燈、剎車燈等開始陸續(xù)用LED替換，公共汽車照明也在用LED，未來市場容量非常大。
對于未來的產(chǎn)品布局，考慮到汽車儀表盤燈基本上由歐司朗占據(jù)90%的市場份額，所以這一塊不會涉及很多。公司將主要布局轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、霧燈和bus室內(nèi)照明燈等歐司朗并沒有壟斷的市場，這些領(lǐng)域目前占據(jù)市場最大份額的是臺灣企業(yè)。而汽車前大燈目前還沒有形成市場，佛達(dá)已經(jīng)研制了一款中高檔的前燈，針對汽車照明對LED產(chǎn)品的高要求。
渠道建設(shè)有待時日
涉足照明應(yīng)用領(lǐng)域必然面臨的一個殘酷現(xiàn)實(shí)：如何建立渠道。
李國平透露公司正在做建設(shè)渠道的準(zhǔn)備工作?！皩Ｙu店這種做法我們還是擔(dān)心效果不會太好，因?yàn)樽鰧Ｙu店成本很高，可能效果也不一定很明顯?！睂τ谇赖慕ㄔO(shè)問題，李國平還是顯得非常謹(jǐn)慎?！翱赡芪覀儠炔扇』蛘呒用说男问剑膊慌懦谀承┑胤讲扇Ｙu店的形式。幾條路我們都會同時走，但是步子不會邁得很快很大。只有當(dāng)我們確定這條路好走的情況下，才會再繼續(xù)走下去?！?/p>
鴻利光電是上市公司，在布局渠道方面有資金作為后盾，但在渠道方面顯然稍遜傳統(tǒng)照明企業(yè)一籌。某封裝企業(yè)負(fù)責(zé)人對記者表示：“做渠道布局，人脈和經(jīng)驗(yàn)非常重要，不是誰的產(chǎn)品好誰就能夠成功?！彼嘎?，傳統(tǒng)照明企業(yè)涉足LED照明，選擇OEM加工模式，依靠強(qiáng)大的銷售渠道迅速占領(lǐng)市場。在成長性方面，他更看好傳統(tǒng)照明企業(yè)，他的企業(yè)也選擇幫助照明企業(yè)做一些后端的加工，自己并不涉足燈具成品的銷售。
“價格和渠道是占領(lǐng)終端照明市場的最佳砝碼，LED企業(yè)要么去傳統(tǒng)照明企業(yè)挖人，要么做成傳統(tǒng)照明企業(yè)的代工廠。總之需要付出很多的人力、物力和資金。”上述負(fù)責(zé)人表示。對于LED照明企業(yè)的自有渠道建設(shè)，李國平也承認(rèn)，鴻利光電“花了很大的時間代價”。
同時，作為過來人，李國平認(rèn)為封裝企業(yè)發(fā)展下游應(yīng)用領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)可以配合，但是必須要分開管理?！胺庋b跟應(yīng)用是完全不一樣的領(lǐng)域，對人的要求也是不一樣的，封裝講究精細(xì)化的管理，照明可能講究是外觀、光學(xué)設(shè)計，完全不一樣?！卑l(fā)展下游有利有弊，有些企業(yè)把下游應(yīng)用領(lǐng)域做大，反而忽略了封裝業(yè)務(wù)，但鴻利光電還是想固守住封裝業(yè)務(wù)。
券商分析
興業(yè)證券分析師劉亮認(rèn)為，毛利率下滑與LED封裝行業(yè)由于產(chǎn)能釋放過快同時需求疲弱造成產(chǎn)品價格下滑明顯的整體趨勢一致，但公司毛利率下滑幅度要好于封裝行業(yè)整體情況。這與公司LED應(yīng)用收入占比高有關(guān)，通用照明等產(chǎn)品毛利率下滑幅度要慢于封裝器件產(chǎn)品。
民生證券表示看好公司LED產(chǎn)品的發(fā)展前景，預(yù)計2011-2013年的EPS分別為0.59元、0.84元、1.32元，給予“謹(jǐn)慎推薦”的評級。
劉亮則認(rèn)為，公司作為國內(nèi)白光LED領(lǐng)軍者，將充分受益于LED照明市場的啟動，未來公司募投項(xiàng)目實(shí)施將解決產(chǎn)能瓶頸，但短期內(nèi)行業(yè)景氣程度及下游需求疲弱仍是制約公司業(yè)績大幅增長的主要因素。
事實(shí)上，盡管業(yè)績表現(xiàn)并不算好，但是頭頂著“LED概念股”的光環(huán)，鴻利光電還是受到了眾多基金的青睞。截至2011年三季度，公司的前十大流通股股東中就有7只基金。
高管訪談
記者：面對LED行業(yè)毛利持續(xù)下滑的現(xiàn)狀，成本的優(yōu)化顯得尤為重要。鴻利光電是怎么控制成本的？
李國平：鴻利光電定位中高端，管理和營銷成本普遍高于同行水平。以白光為例，因?yàn)楫a(chǎn)品線較長，管理相對細(xì)化，我們非常注重產(chǎn)品品質(zhì)，僅外觀檢查一項(xiàng)就有30-40個人專門負(fù)責(zé)。而在營銷方面，我們也非常注重客戶的維護(hù)，只要在珠三角地區(qū)，客服人員24小時隨傳隨到，由此也造成了公司經(jīng)營成本的高企。
高額的經(jīng)營成本顯然不利于企業(yè)的發(fā)展，鴻利光電開始努力去解決成本問題。在一些費(fèi)用方面，實(shí)行打包制，逐漸控制成本。比如說某一個部門，今年實(shí)現(xiàn)200KK的產(chǎn)能，明年增長到300KK，但費(fèi)用方面，可能今年100塊的費(fèi)用，明年的費(fèi)用為110塊，嚴(yán)格控制費(fèi)用支出，不按比例增加。
記者：鴻利光電上市了，募集了一部分資金，請問下一步有什么規(guī)劃和打算？
李國平：在產(chǎn)品開發(fā)方面，公司進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品品種，并借助自身在LED封裝領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品資源，進(jìn)一步加強(qiáng)LED照明器具等應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。
在市場開拓方面，將推進(jìn)國內(nèi)營銷網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并繼續(xù)采用直銷模式，在維護(hù)和鞏固與現(xiàn)有大客戶戰(zhàn)略合作關(guān)系的基礎(chǔ)上，積極開發(fā)新應(yīng)用領(lǐng)域客戶。同時努力通過國際通行的質(zhì)量認(rèn)證從而進(jìn)入其全球采購供應(yīng)鏈，提升公司產(chǎn)品的國際競爭力。
在經(jīng)營管理方面，建立現(xiàn)代化經(jīng)營管理制度，確保各項(xiàng)工作都有章可循，形成了規(guī)范的管理體系，并加強(qiáng)信息化建設(shè)，擴(kuò)充人力資源，提高公司生產(chǎn)經(jīng)營效率。
記者：近期原材料上漲很厲害，如何消化原材料的上漲？
李國平：公司的主要原材料包括芯片、支架和熒光粉等，2008年至2010年，上述原材料采購金額合計占公司產(chǎn)品材料采購金額的比例分別為82.25%、77.53%和76.59%。公司一方面與客戶協(xié)商確定產(chǎn)品價格時，會充分考慮主要原材料價格變動對產(chǎn)品成本的影響；另一方面，公司依靠在業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位及良好的信譽(yù)，與三安光電、奇力光電科技股份有限公司等重要原材料供應(yīng)商已建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，在一定程度上保證了原材料價格的穩(wěn)定性及供應(yīng)的充足性。同時，公司在保證合理庫存的前提下，根據(jù)原材料市場價格的變動趨勢，靈活主動地進(jìn)行原材料采購，以降低原材料的平均成本。
記者手記
關(guān)鍵詞：光電信息技術(shù)；特種設(shè)備；應(yīng)用研究
0 前言
隨著科技的發(fā)展，光電信息技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，因而在各個領(lǐng)域當(dāng)中都得到了良好的應(yīng)用。其中融合了光學(xué)、微電子、紅外遙感、超聲波、光電子等都想技術(shù)，同時涉及了光信息的探測、傳輸、輻射，以及廣電信息的存儲、顯示、轉(zhuǎn)換、處理等方面的內(nèi)容。在特種設(shè)備領(lǐng)域當(dāng)中，光電信息技術(shù)正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，有效地提高了特種設(shè)備的安全性能。
1 特種設(shè)備與光電信息技術(shù)的基本概述
1.1 特種設(shè)備
特種設(shè)備指的是具有較大危險性，甚至?xí){到人們生命安全的設(shè)備，如鍋爐、壓力管道、壓力容器、電梯、起重設(shè)備、大型游樂設(shè)施、客運(yùn)索道、場內(nèi)專用機(jī)動車輛等。其中，機(jī)電類特種設(shè)備主要包括客運(yùn)索道、電梯、大型游樂設(shè)施、起重設(shè)備等，承壓類特種設(shè)備則主要包括壓力管道、壓力容器、鍋爐等。由此可見，在人們的日常生活當(dāng)中，特種設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的意義。[1]隨著光電信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在化學(xué)品、醫(yī)療、傳統(tǒng)設(shè)備制造等行業(yè)和領(lǐng)域當(dāng)中，都將光電信息技術(shù)應(yīng)用與特種設(shè)備當(dāng)中，使得特種設(shè)備的使用安全得到了良好的保證，其使用性能也得到了有效的提升。
1.2 光電信息技術(shù)
在當(dāng)前社會中，隨著科技的發(fā)展，新材料技術(shù)、生物技術(shù)、海洋開發(fā)技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)等，并成為六大高技術(shù)群體。其中，光電信息技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，極大地推動了人類社會的進(jìn)步。在科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，對于光電信息技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的定義，其中包含了光學(xué)、超聲波、微電子、光電子等多種技術(shù)，是一項(xiàng)綜合性的信息技術(shù)，包含著光信息的輻射、探測、存儲、顯示、處理、轉(zhuǎn)換、傳播等方面的內(nèi)容。[2]在信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命中，光電信息技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)。在光電信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用當(dāng)中，能夠更好地提高人們的生活水平，而其在特種設(shè)備中的應(yīng)用，也發(fā)揮了良好的作用。
2 光電信息技術(shù)在特種設(shè)備上的應(yīng)用
2.1 醫(yī)療行業(yè)
在人們的日常生活中，醫(yī)療行業(yè)與人們的健康息息相關(guān)，因而需要應(yīng)用到很多的設(shè)備。例如，膠囊型內(nèi)窺鏡，是一種帶有攝像機(jī)的內(nèi)窺鏡，長度為2.3cm，直徑為0.9cm。病人將其吞下，可以拍攝大腸、小腸、胃、十二指腸等部位的圖像。應(yīng)用此種特種設(shè)備，可以讓病人免受傳統(tǒng)檢查中的痛苦。在膠囊行內(nèi)窺鏡當(dāng)中，融合了電、機(jī)、光等微系統(tǒng)，被患者吞服之后，隨著消化道蠕動前進(jìn)，利用微型攝像機(jī)對數(shù)字圖像進(jìn)行拍攝，然后利用微波技術(shù)進(jìn)行傳輸，最終隨著患者排泄物排出體外。[3]在膠囊行內(nèi)窺鏡當(dāng)中，次啊用了CMOS或CCD攝像機(jī)，通過體外微波或自身電池提供電能，同時通過微波將拍攝的圖片傳輸?shù)襟w外的控制裝置，從而實(shí)現(xiàn)圖像的打印、顯示和記錄。由此可見，在醫(yī)療行業(yè)特種設(shè)備當(dāng)中，對光電信息技術(shù)的應(yīng)用，取得了良好的效果。
2.2 日常工作
在人們的日常生活中，也常常會涉及應(yīng)用了光電信息技術(shù)的特種設(shè)備，例如光控電焊眼罩，就是對光電遙控原理進(jìn)行了應(yīng)用。焊工在進(jìn)行電焊的時候，需要防護(hù)面罩，以免強(qiáng)光刺激損傷眼睛。而在應(yīng)用光電信息技術(shù)之后，可以利用液晶屏對傳統(tǒng)的防護(hù)玻璃進(jìn)行替代，這樣，焊工在查看焊縫質(zhì)量的時候，就無需頻繁的摘帶護(hù)目鏡，能夠更好地保護(hù)焊工的研究，同時也能夠提升工作效率。另外，在印刷機(jī)紙張監(jiān)控器中，也對光電繼電器的原理進(jìn)行了應(yīng)用。利用該監(jiān)控器，能夠?qū)γ看斡∷r使用一張紙進(jìn)行監(jiān)控，如果超過了一張紙，將會自動停止印刷，同時發(fā)出警報。此外，在路表的霓虹燈、路燈當(dāng)中，將光敏二極管作為光敏器件，應(yīng)用在自動控制電路中，能夠有效地提高霓虹燈控制的靈敏度。
2.3 傳統(tǒng)制造業(yè)
在傳統(tǒng)制造業(yè)當(dāng)中，鍋爐的應(yīng)用十分廣泛，但是在實(shí)際應(yīng)用中，鍋爐具有很高的危險性，時常會發(fā)生爆炸等安全事故。[4]這些事故的主要原因大都在于水位計失靈，因此，可以利用光電信息技術(shù)，將雙通道比色溫度計應(yīng)用其中，從而更好地解決這一問題。通過對適當(dāng)電路和光電器件的應(yīng)用，可以引入兩個不同的波段，然后對兩個光波段內(nèi)輻射能量的比值進(jìn)行測量，在經(jīng)過易性的關(guān)系運(yùn)算，從而得到被測物體的溫度。在測量高溫的時候，可以采用窄且靠近的波段，如果輻射能量較小，則選用兩個較寬較靠近的波段，這樣，在實(shí)際應(yīng)用中，能夠?qū)诙认禂?shù)造成的影響進(jìn)行降低。裝通道比色溫度計具有兩個光電器件和兩個通道，具有良好的穩(wěn)定性和正確性。因此，在鍋爐這樣的特種設(shè)備中應(yīng)用光電信息技術(shù)，能夠有效地降低安全事故。
3 結(jié)語
作為一項(xiàng)十分先進(jìn)的技術(shù)，光電信息技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出了良好的效果，在各個相關(guān)領(lǐng)域中，都得到了極大的應(yīng)用。對于特種設(shè)備來說，由于其與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此，將光電信息技術(shù)應(yīng)用其中，能夠有效地提高特種設(shè)備的安全性能，從而發(fā)揮出更為良好的作用。
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作者簡介：唐光遠(yuǎn)（1995―），男，河北唐山人，沈陽理工大學(xué)學(xué)生。
關(guān)鍵詞：光電信息;實(shí)踐教學(xué);學(xué)生
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）20-0000-02
一、中北大學(xué)光電信息類專業(yè)簡介
目前，中北大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科管理部（隸屬于中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院）有兩個本科專業(yè)，“光電信息科學(xué)與工程”（2013年前為光信息科學(xué)與技術(shù)，2002年開始招生，山西省特色專業(yè)）和“電子信息科學(xué)與技術(shù)”（2001年開始招生，本專業(yè)側(cè)重于光電信息的獲取與處理方面，所以歸到“光學(xué)工程”學(xué)科管理部）。相對于國內(nèi)高水平光電類專業(yè)的學(xué)校，中北大學(xué)在光電信息類專業(yè)方面招生較晚，再加之?dāng)U招以及光電類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較貴等多方面的原因，實(shí)踐教學(xué)（課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生動手創(chuàng)新環(huán)節(jié)等）在2013年以前各方面條件差，甚至一些重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)也只能用一臺實(shí)驗(yàn)儀器給幾十名學(xué)生演示一下或計算機(jī)簡單仿真，也沒有形成完整的實(shí)踐教學(xué)體系。2012年教育部本科專業(yè)更新調(diào)整后，學(xué)校也提出了抓內(nèi)涵建設(shè)，并且把本科專業(yè)建設(shè)和學(xué)科建設(shè)統(tǒng)籌考慮，2013年成立了學(xué)科管理部，這兩年進(jìn)行了較大的改革和建設(shè)。
二、近兩年的實(shí)踐教學(xué)改革思想
隨著教育部2012年版新專業(yè)目錄招生的變化以及中北大學(xué)抓本科教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)，學(xué)校從管理、資金投入、專業(yè)評估方式等多方面對促進(jìn)本科建設(shè)進(jìn)行了較大的改變。中北大學(xué)的光電信息類專業(yè)歸口到“光學(xué)工程”學(xué)科管理部這個基層單位，結(jié)合學(xué)校學(xué)科建設(shè)、科研方向項(xiàng)目、研究生教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢、教師科研優(yōu)勢（包括科研儀器設(shè)備、教師在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等方面結(jié)合科研），這兩年在實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行了建設(shè)和改革。
結(jié)合本類專業(yè)十多年的建設(shè)與探索，結(jié)合學(xué)校學(xué)科建設(shè)、科研方向項(xiàng)目，相關(guān)學(xué)科帶頭人、教授、多年從事教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教師廣泛討論、交流。首先在2013年初對培養(yǎng)方案也進(jìn)行了修訂，增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，多種途徑申請學(xué)校在本科實(shí)驗(yàn)室的投入，也鼓勵教師科研和教學(xué)集合，構(gòu)建了較完善的、適合于本校專業(yè)方向和定位的實(shí)踐教學(xué)體系，初步形成了光電類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)思路（之所以說是思路是因?yàn)橛行┮驗(yàn)榻?jīng)費(fèi)、場地、人員等方面的原因還沒有完全實(shí)現(xiàn)）。
三、光電信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建
1.中北大學(xué)的“光電信息科學(xué)與工程”、“電子信息科學(xué)與技術(shù)”兩個專業(yè)都屬于“電子信息類”本科專業(yè)，其培養(yǎng)方案中的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課主要包括以下幾方面的知識：①電子技術(shù)基礎(chǔ)（如電路分析、電子線路、數(shù)字電子技術(shù)）;②信息基礎(chǔ)（如信號與系統(tǒng)、通信原理等）;③計算機(jī)類知識（如c語言、單片機(jī)、微機(jī)原理等）;④光電信息類（這部分內(nèi)容較多）。實(shí)踐性環(huán)節(jié)包括：課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課程（一般16學(xué)時以上單獨(dú)設(shè)課）、大型實(shí)驗(yàn)周、課程設(shè)計（2～3周）、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)。其中前三個內(nèi)容（電子技術(shù)基礎(chǔ)、信息基礎(chǔ)、計算機(jī)基礎(chǔ)）在我院由相關(guān)教師與相關(guān)的學(xué)科部實(shí)驗(yàn)室共同完成。另一個主要的光電信息類的實(shí)踐環(huán)節(jié)由“光學(xué)工程”學(xué)科部來規(guī)劃、設(shè)計和實(shí)踐。
2.結(jié)合本類專業(yè)的方向構(gòu)建光電信息類實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)置有：①激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室;②光纖技術(shù)與光通信實(shí)驗(yàn)室;③工程光學(xué)與光信息處理實(shí)驗(yàn)室;④光電檢測與綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室;⑤光電信息系統(tǒng)仿真及軟硬件聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)室;⑥專業(yè)特色與光電創(chuàng)新平臺實(shí)驗(yàn)室。其中各實(shí)驗(yàn)室主要完成實(shí)驗(yàn)及涉及的課程如表1所示。表1中含蓋了本學(xué)科下設(shè)的兩個專業(yè)的光學(xué)、光電類課程及課程設(shè)計、綜合實(shí)踐等方面的內(nèi)容，其中有些是兩個專業(yè)共有的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課（激光原理與技術(shù)、應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電信息處理、光電檢測技術(shù)、單片機(jī)原理及用、光電信息課程設(shè)計等），有些主要是為一個專業(yè)服務(wù)，但為另一個專業(yè)選修或畢業(yè)設(shè)計等共用（如信息光學(xué)、機(jī)器視覺、光譜分析與測試等）。有些實(shí)驗(yàn)室主要是提供課程實(shí)驗(yàn)（如激光原理、應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)等課程實(shí)驗(yàn)），有些實(shí)驗(yàn)室除提供課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)外，還為綜合性課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生課外創(chuàng)新訓(xùn)練（比賽）等提供條件。
中北大學(xué)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是山西省特色專業(yè)，在實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)方面、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，結(jié)合本?！肮鈱W(xué)工程”、“信息與通信工程”學(xué)科師資情況及科研情況，構(gòu)建了光電信息類方面四個層次的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如表2所示。包括專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計綜合性實(shí)驗(yàn)、光電綜合課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、光電創(chuàng)新與比賽。
近幾年來，國內(nèi)的高速電梯控制手段及群控管理方法、速度有著極大的革新。其控制技術(shù)可以歸整為八個發(fā)展階段，司機(jī)控制、按鈕控制、微驅(qū)動平層控制、集選控制、交流雙速控制、直流變壓調(diào)速控制、交流調(diào)速控制、PC－PLC控制;群控管理方法為兩類方式，區(qū)段分配方式及呼叫分配方式，這些技術(shù)使得電梯的群控體系控制特性有了極大改善;各國電梯廠商對于電梯速度也有著很大的競爭，現(xiàn)如今世界上電梯最高速可達(dá)到17．4m/s。
2光電開關(guān)與斯密特觸發(fā)器
2．1光電開關(guān)
大多傳感器電路所選擇的都是槽型光電開關(guān)，其一般會利用最標(biāo)準(zhǔn)的U型結(jié)構(gòu)，發(fā)射器及接收器在U型槽的兩邊，呈現(xiàn)出一個光軸，在對應(yīng)檢測物通過該槽并隔斷光軸時，這時的光電開關(guān)就出現(xiàn)了開關(guān)量號。以槽式光電開關(guān)來講，其最適宜檢測運(yùn)行速度較高的物體，其可以很好的分辨出透明及半透明的物體，應(yīng)用安全性較高。因?yàn)楣怆婇_關(guān)輸出及輸入回路之間是利用電緣絕來實(shí)現(xiàn)的，因此其能夠應(yīng)用于眾多的場合中。利用集成電路相關(guān)技術(shù)以及表面安裝工藝制作的新型光電開關(guān)元件，其具有較好的延時性、拓展性、外同步、抗干擾、可靠性、運(yùn)行區(qū)域穩(wěn)定、自行診斷等諸多智能化功能。該光電開關(guān)屬于脈沖調(diào)制主動式的光電探測體系類電子開關(guān)，其主要應(yīng)用的冷光源為紅外光、紅、綠、藍(lán)色光，可以不接觸、無損害、快速將各類固體、液體、透明體、黑體、柔軟體等物質(zhì)控制其對應(yīng)狀態(tài)及動作。
2．2斯密特觸發(fā)器
該傳感器電路運(yùn)用斯密特觸發(fā)器對相關(guān)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，便于很好地滿足于傳感器體系測量的精確度，斯密特觸發(fā)器自身有著巧妙的滯后特性數(shù)字化傳送門。其電路閥值電壓為兩個，正向閥值及負(fù)向閥值電壓;雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不相同，斯密特觸發(fā)器整體上是電平觸發(fā)型的電路，并不會依靠周邊較為陡峭脈沖。其屬于閥值開關(guān)電路的一類，輸入級輸出特性容易突變的門電路。該電路設(shè)計為阻隔相關(guān)輸入電壓所存在的微笑變化而導(dǎo)致的輸出電壓變化。斯密特觸發(fā)器對應(yīng)輸出情況轉(zhuǎn)換是由其相關(guān)輸入信號變化而決定的，輸入信號在最低電平提高時，電路狀況變化中輸入的電平及其相關(guān)輸入信號是與高電平處降低中的輸入變化電平不相同的，其對應(yīng)閥值電壓被稱之為正向閥值及負(fù)向閥值電壓。并且，因?yàn)樗姑芴赜|發(fā)器之內(nèi)會有相關(guān)正反應(yīng)，因此其輸出電壓所對應(yīng)的波形通常較為陡峭。使用斯密特觸發(fā)器不止是可以把周邊轉(zhuǎn)化減緩信號所呈現(xiàn)的波形進(jìn)行一定整形，最終形成邊沿陡峭型矩形波，并且能夠把其互相疊加于矩形波的脈沖高與低處電平噪音合理清除。
3電路模塊設(shè)計及實(shí)現(xiàn)
總體傳感器電路模塊呈現(xiàn)為:電梯脫離信號光電開關(guān)觸發(fā)信號觸發(fā)器終端處理元件。在相關(guān)電梯并未脫離緩沖器時，對應(yīng)傳感器有一個小擋板位于槽型光電開關(guān)之間，合理得隔檔LED對三極管的觸發(fā)。在電梯脫離了相關(guān)緩沖器時，經(jīng)由安裝于傳感器間的對應(yīng)彈簧將擋板有效的彈開，這時LED就能夠輕易的觸發(fā)光敏三極管。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞： 光電器件；光電特性；傳感器應(yīng)用
0 緒論
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器，它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，光電傳感器一般由光源，光學(xué)通路和光電元件三部分組，光電檢測方法具有精度高，反應(yīng)快，非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。
1 光電傳感器原理
光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，由三部分構(gòu)成：發(fā)送器、接收器和檢測電路。
發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管（LED）、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。
槽型光電傳感器把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關(guān)便動作。輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。
對射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。
反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。
2 光電傳感器的應(yīng)用
2.1 透射式光電傳感器在煙塵濁度檢測上的應(yīng)用
防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一。為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對煙塵源進(jìn)行監(jiān)測、自動顯示和超標(biāo)報警。
為了檢測出煙塵中對人體危害性最大的亞微米顆粒的濁度和避免水蒸氣與二氧二碳對光源衰減的影響，選取可見光作光源。光檢測器光譜響應(yīng)范圍為400-600nm的光電管，獲取隨濁度變化的相應(yīng)電信號。為了提高檢測靈敏度，采用具有高增閃、高輸入阻抗、低零漂、高共模抑制比的運(yùn)算放大器，對信號進(jìn)行放大?？潭刃Ｕ挥脕磉M(jìn)行調(diào)零與調(diào)滿刻度，以保證測試準(zhǔn)確性。顯示器可顯示濁度瞬時值。報警電路由多諧振蕩器組成，當(dāng)運(yùn)算放大器輸出濁度信號超過規(guī)定時，多諧振蕩器工作，輸出信號經(jīng)放大后推動喇叭發(fā)出報警信號。
2.2 漫射聚焦型傳感器
漫射-聚焦型傳感器是效率較高的一種漫射型光電傳感器。發(fā)光器透鏡聚焦在傳感器前面固定的一點(diǎn)上。接收器透鏡也是聚焦在同一點(diǎn)上。敏感的范圍是固定的，取決于聚焦點(diǎn)的位置。這種傳感器能夠檢測在焦點(diǎn)上的物體，允許物體前后偏離焦點(diǎn)一定距離，這個距離稱作“敏感窗口”。當(dāng)物體在敏感窗口以外，在焦點(diǎn)之前或者之后時便檢測不到。敏感窗口取決于目標(biāo)的反射性能和靈敏度的調(diào)節(jié)狀況。因?yàn)樗涑鰜淼墓饽苁蔷劢乖谝粋€點(diǎn)上面，增益增大了很多，于是傳感器很容易地就檢測到窄小的物體或者反射性能差的物體。
具有背景光抑制功能的漫射型光電傳感器只能檢測一定距離的目標(biāo)物體，在這個距離以外的物體它便檢測不到。在各種漫射型光電傳感器中，這種類型的傳感器敏感目標(biāo)物體顏色的靈敏度是最低的。這種傳感器的一個主要優(yōu)點(diǎn)是，它不會檢測背景物體。而普通的漫射型光電傳感器往往會把背景物體誤認(rèn)為是目標(biāo)物體。
對于具有機(jī)械式背景光抑制功能的漫射型光電傳感器，它里面有兩個接收元件：一個接收來自目標(biāo)物體的光，另一個接收背景光。目標(biāo)接收器E1上的反射光的強(qiáng)度超過背景光接收器E2上的反射光時，便把目標(biāo)檢測出來，產(chǎn)生輸出信號。當(dāng)背景光接收器上的反射光的強(qiáng)度超過目標(biāo)接收器上的反射光時，不檢測目標(biāo)，輸出狀態(tài)不發(fā)生變化。在距離可變的傳感器中，焦點(diǎn)可以用機(jī)械的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。
對于具有電子式背景光抑制功能的漫射型傳感器，在傳感器中使用一只位置敏感元件（PSD）而不是使用機(jī)械元件。發(fā)光器發(fā)出一束光線，光束反射回來，從目標(biāo)物體反射回來的光線和從背景物體反射回來的光線到達(dá)位置敏感元件的兩個不同位置。
3 光電傳感器的發(fā)展前景
光電式傳感器可非接觸地探測物體，廣泛用于自動化領(lǐng)域，如管理系統(tǒng)、機(jī)械制造、包裝工業(yè)等。當(dāng)然，光電式傳感器也有它的缺點(diǎn)，它是以光為媒介進(jìn)行無接觸檢測，光是一種頻率很高的電磁波，光干擾也算一種電磁干擾，它是導(dǎo)致傳感器誤動作的主要因素之一。環(huán)境光、背景光和周圍其他光電式傳感器所發(fā)出的光都是光干擾源。故設(shè)計時，采用偏振光及高頻調(diào)制的脈沖光，采用同步檢波方式，有利于抑制光干擾。
在各行業(yè)、各領(lǐng)域中，光電傳感器都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在電力、工業(yè)、軍事、農(nóng)業(yè)及生活領(lǐng)域，光電傳感器的應(yīng)用不達(dá)標(biāo)有利于電力電子設(shè)備的升級與改造，而且客觀促進(jìn)了社會生產(chǎn)力水平的提高。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光電傳感器的應(yīng)用展現(xiàn)了更為廣闊的發(fā)展空間，我們應(yīng)注重對于國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究成果的積累和借鑒，并且加強(qiáng)與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，從而不斷拓展光電傳感器的應(yīng)用范圍，更好的服務(wù)于現(xiàn)代社會的發(fā)展。
4 結(jié)論語
以上對光電傳感器的檢測技術(shù)和部分光電傳感器的應(yīng)用做了分析說明，在現(xiàn)展中，光電技術(shù)有很多種，同時工作方式也又很多。在多方面考慮，應(yīng)該仔細(xì)的選擇性能比較穩(wěn)定價格適應(yīng)的技術(shù)和類型，實(shí)施好設(shè)計方案。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實(shí)踐環(huán)節(jié)；光電子；弱勢學(xué)科
中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671―1580（2014）03―0049―02
工科專業(yè)直接面向工礦企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，尤其是包括光電子技術(shù)在內(nèi)的電子科學(xué)與技術(shù)這樣的前沿學(xué)科，具有專業(yè)知識更新快、理論基礎(chǔ)要求高、實(shí)踐應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，對社會高新技術(shù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。因而，培養(yǎng)既具備理論基礎(chǔ)又掌握實(shí)踐技能的復(fù)合應(yīng)用型人才成為社會發(fā)展的迫切需要。
一、我系光電子專業(yè)方向概況
近年來，許多高校先后開設(shè)與光電子相關(guān)的專業(yè)或?qū)I(yè)方向，但受客觀辦學(xué)條件和主觀重視程度的影響，各個院校的光電子專業(yè)（方向）發(fā)展參差不齊。中國礦業(yè)大學(xué)作為以礦業(yè)為特色的高等院校，在與煤炭能源相關(guān)的領(lǐng)域形成了優(yōu)勢學(xué)科，但“電子科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科起步較晚且基礎(chǔ)薄弱，1998年獲批設(shè)置本科專業(yè)，2011年3月獲批碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科點(diǎn)，目前有近500在校生。本文以礦業(yè)院校背景下光電子專業(yè)方向的相關(guān)實(shí)踐教學(xué)改革為例，探討如何更好地解決實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)這個專業(yè)發(fā)展的軟肋。
本系學(xué)生在第一、二學(xué)年已系統(tǒng)學(xué)習(xí)通識教育課程、專業(yè)大類課程；第三學(xué)年通過自主選擇由專業(yè)類轉(zhuǎn)入具體專業(yè)學(xué)習(xí)，包括微電子和光電子兩個專業(yè)方向，主要開設(shè)的專業(yè)核心課程有《激光原理與技術(shù)》《半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)》《光電子技術(shù)》等；第四學(xué)年則加入了若干專業(yè)課程供選修，其中與光電子相關(guān)的有《光電檢測技術(shù)》《半導(dǎo)體光電子器件》《微波技術(shù)》《學(xué)科講座》，這些課程全部或部分承接《光電子技術(shù)》，主要任務(wù)是進(jìn)一步加深和拓寬專業(yè)知識體系。相對于微電子方向的課程內(nèi)容較固定單一、本科階段無需配套硬件實(shí)驗(yàn)等情況，光電子方向所面臨的問題要復(fù)雜和困難得多，其研究領(lǐng)域“廣”、相關(guān)課程“雜”、所需硬件“多”，因而其實(shí)踐環(huán)節(jié)的作用就顯得格外突出，需要合理規(guī)劃和大力建設(shè)。為此，我們制定了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力、偏應(yīng)用”的教學(xué)原則，特別是“重能力、偏應(yīng)用”主要靠實(shí)踐環(huán)節(jié)來加強(qiáng)。
二、光電子專業(yè)方向的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革
針對光電子方向的“廣、雜、多”特點(diǎn)，我們從人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展兩方面考慮，根據(jù)我系目前光電子技術(shù)相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置做好實(shí)踐環(huán)節(jié)改革和建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)既“厚基礎(chǔ)、寬口徑”又“重能力、偏應(yīng)用”的教學(xué)原則和培養(yǎng)目標(biāo)。以此為思路，主要從以下三方面入手，做好實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)工作。
1.根據(jù)已有專業(yè)課程體系，合理配置實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備
這一方面是硬件條件基礎(chǔ)，既需國家和學(xué)校的大力支持，更要自己精打細(xì)算，在資金有限的情況下合理配置。作為學(xué)校的弱勢學(xué)科，光電子的實(shí)驗(yàn)多年來一直是教學(xué)方面的軟肋，特別是其中的光學(xué)、光電儀器一般比較精密和昂貴，添置與使用都要耗費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)和人力，因而應(yīng)當(dāng)貴精不在多。根據(jù)我系光電子技術(shù)相關(guān)專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)要求，兼顧專業(yè)綜合實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計等，我們配置了系統(tǒng)類、器件類的多套綜合設(shè)備，涵蓋激光原理、光纖通信、光電信息、光電檢測與成像等光電子的主要領(lǐng)域，所購置設(shè)備盡量滿足模塊化、易組合、可替換、可綜合等要求，除了保證驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)功能，更應(yīng)讓師生自主設(shè)計、開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)功能。目前所配置的光電子儀器設(shè)備已可滿足相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其中“光纖信息與光通信綜合實(shí)驗(yàn)平臺”既可提供完整的系統(tǒng)級傳輸、通信實(shí)驗(yàn)，也可提供光纖、無源光器件、有源光器件、波分復(fù)用、光纖光柵傳感等器件級功能驗(yàn)證、測試實(shí)驗(yàn)；“大功率氦氖氣體激光器”、“半導(dǎo)體泵浦激光原理與技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”等可提供激光原理相關(guān)實(shí)驗(yàn)、研究的設(shè)備支持；“光電技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”既能提供幾何光學(xué)、物理光學(xué)、光電檢測（含光電成像）等基本的器件級實(shí)驗(yàn)，也可搭建創(chuàng)新性的系統(tǒng)級實(shí)驗(yàn)。
2.引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長，保證實(shí)踐環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣
這一方面是具體實(shí)施過程，需要師生合力完成。我系與光電子相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，固定的是《光電子技術(shù)》等專業(yè)核心課程和《光電檢測技術(shù)》等專業(yè)選修課程的課堂實(shí)驗(yàn)和課后設(shè)計，可選的是《專業(yè)綜合實(shí)踐II（微波與光電子）》、畢業(yè)設(shè)計。此外，諸如電子技術(shù)綜合設(shè)計等其他課程也會有部分學(xué)生選擇光電子方面的題目。另外，一些學(xué)生還主動將這些知識應(yīng)用于各類大學(xué)生科技競賽和畢業(yè)設(shè)計。這樣從第5學(xué)期至第7學(xué)期乃至畢業(yè)，從課堂到課后甚至課外，都有光電子的實(shí)踐內(nèi)容。在上述各種實(shí)踐環(huán)節(jié)中，課堂實(shí)驗(yàn)是重中之重，也是師生互動最多的一環(huán)。實(shí)用性強(qiáng)是光電子方向?qū)I(yè)課的顯著特點(diǎn)，無論從課堂教學(xué)效果還是學(xué)生未來就業(yè)來看，都需要配套實(shí)驗(yàn)。從課堂教學(xué)看，光電子技術(shù)知識中大部分采用光學(xué)微觀視角，僅理論闡述而無實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生難以親身體會具體的光電物理現(xiàn)象和觀察測試指標(biāo)數(shù)據(jù)，只能被動地聽講和接受，難有動力思考和交流；相反，若能通過實(shí)驗(yàn)展示其中有趣的物理現(xiàn)象和高效的處理手段，則可激發(fā)學(xué)生的探索興趣。從多年教學(xué)實(shí)踐看，絕大多數(shù)學(xué)生喜歡用實(shí)驗(yàn)去學(xué)習(xí)體會知識，也愿意在實(shí)驗(yàn)中和老師交流，往往還能提出很好的想法，實(shí)現(xiàn)師生間教學(xué)相長。從學(xué)生就業(yè)看，只有平時接觸過實(shí)物和進(jìn)行過操作，才能避免眼高手低，防止理論與實(shí)踐脫節(jié)，增加就業(yè)競爭力，更快更好地適應(yīng)實(shí)際工作。
3.積極尋求高新企業(yè)合作，建設(shè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地
最后這一方面是完善提高途徑，需要社會力量的參與。人才的培養(yǎng)是面向社會需求的，我國的光電子產(chǎn)業(yè)正處速發(fā)展階段，需要大量的光電子技術(shù)人才。因而，與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行密切合作交流是將人才培養(yǎng)和社會需求接軌的有效手段。從國內(nèi)光電產(chǎn)業(yè)來看，已形成環(huán)渤海、長三角、珠三角、中西部等四大區(qū)域。我校所在的江蘇省徐州市位于環(huán)渤海和長三角兩大區(qū)域之間，可向這些區(qū)域中的光電企業(yè)尋求合作交流，目前已建立合作關(guān)系的企業(yè)有天津拓普、天津耀輝、大恒等知名光電企業(yè)。同時，還應(yīng)在本地積極尋求建立實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，目前已和本市的江煤集團(tuán)共建“礦大信電學(xué)院――江煤集團(tuán)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地”，每年暑期可安排全系學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，參與企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理、企業(yè)文化等諸多方面，體驗(yàn)光電傳感等設(shè)備、安全監(jiān)控等系統(tǒng)的生產(chǎn)過程。
三、結(jié)論
總之，像我系這樣的弱勢學(xué)科，發(fā)展光電子專業(yè)方向的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，需要從硬件條件基礎(chǔ)、具體實(shí)施過程、完善提高途徑多方面著手解決。通過做好實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)工作，本系本學(xué)科的發(fā)展獲得了極大的推動，正在穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、偏應(yīng)用”的符合社會需要的復(fù)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
[參考文獻(xiàn)]
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隨著科技發(fā)展和企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，需要更多的應(yīng)用技術(shù)型人才，而高校的擴(kuò)招，也迫切需要解決畢業(yè)生的就業(yè)之路，校企合作人才培養(yǎng)模式，能夠使學(xué)校和企業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享、互惠互利、共謀發(fā)展。本文是以上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院光電科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式為例，對校企合作培養(yǎng)人才的實(shí)踐活動進(jìn)行總結(jié)和分析，為LED相關(guān)專業(yè)的教育改革提供參考。
關(guān)鍵詞：
校企合作；人才培養(yǎng)；培養(yǎng)模式
一、引言
在全球環(huán)保、能源危機(jī)的巨大壓力下，半導(dǎo)體照明LED（LightEmittingDiode）已被公認(rèn)為是健康、節(jié)能、環(huán)保的照明革命。在各國政府政策及資金支持下，相關(guān)企業(yè)不斷突破技術(shù)壁壘，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品價格，加速市場滲透。2015年全球LED照明市場規(guī)模已達(dá)257億美元，滲透率為31%，預(yù)計2016年將達(dá)305億美元，滲透率可提升至36%。國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)也蓬勃發(fā)展，2013年下半年進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期，目前中國已成為全球LED行業(yè)的主要生產(chǎn)基地。經(jīng)過近幾年的發(fā)展與沉淀，我國LED行業(yè)缺乏的不是資金和設(shè)備，而是人才，尤其是高級技術(shù)人才。照明技術(shù)的發(fā)展十分迅速，但人才培養(yǎng)不可一蹴而就。僅通過在企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中臨時培養(yǎng)人才，不僅難度大，而且容易出現(xiàn)人才流動，讓企業(yè)有許多的顧慮和矛盾。因此，廣大高等院校應(yīng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，盡快設(shè)置和完善相關(guān)專業(yè)體系，成為培養(yǎng)我國LED人才的主體。
二、校企合作人才培養(yǎng)
立足于“一線工程師”培養(yǎng)的客觀需求，新建本科院校本身也需向應(yīng)用型職業(yè)教育轉(zhuǎn)型，LED應(yīng)用人才的培養(yǎng)應(yīng)走深層次校企合作人才培養(yǎng)之路。作為一種獨(dú)特的模式，校企合作是學(xué)校本位模式和企業(yè)本位模式的優(yōu)勢結(jié)合[1]。應(yīng)用型本科院校應(yīng)堅(jiān)持“以就業(yè)為導(dǎo)向”的辦學(xué)原則，積極參與到企業(yè)的生產(chǎn)和人才培訓(xùn)過程中，充分調(diào)動企業(yè)的積極性，搭建校企雙贏合作平臺，同時和企業(yè)建立有效的監(jiān)管約束機(jī)制，保證校企合作人才培養(yǎng)的效果。為了適應(yīng)長三角經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和人才市場的需求，上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院理學(xué)院在2010年申報了“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)，主要針對LED產(chǎn)業(yè)鏈，課程覆蓋光、電、熱、材料等專業(yè)領(lǐng)域，以培養(yǎng)掌握LED技術(shù)和光電檢測技術(shù)的應(yīng)用型人才，滿足長三角LED行業(yè)對人才的需求，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供社會服務(wù)。這項(xiàng)舉措主要基于以下幾個方面的考慮：
（一）踐行轉(zhuǎn)型，立足應(yīng)用，定位半導(dǎo)體照明，服務(wù)地方，實(shí)現(xiàn)“新型”轉(zhuǎn)型發(fā)展工程是教育部力主實(shí)施的旨在推動
我國新建本科院校應(yīng)用科技大學(xué)戰(zhàn)略改革的重大項(xiàng)目[2]。本校堅(jiān)持以“應(yīng)用技術(shù)”為本，強(qiáng)化內(nèi)涵建設(shè)，走出了一條應(yīng)用技術(shù)型本科院校的特色發(fā)展之路。在教育部《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》及《關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》文件的指導(dǎo)下，本校進(jìn)行了“二次轉(zhuǎn)型”，形成了“依托行業(yè)、服務(wù)企業(yè)，培養(yǎng)一線工程師為主的高端應(yīng)用技術(shù)人才”的辦學(xué)特色。理學(xué)院建立專業(yè)初期，堅(jiān)決執(zhí)行教育部和學(xué)院的指導(dǎo)方針，堅(jiān)定走“工程應(yīng)用”的發(fā)展方向之路。在進(jìn)行廣泛的學(xué)科調(diào)研和市場考察后，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)專家充分分析長三角經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和急需人才結(jié)構(gòu)，確定了“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)，以LED封裝和檢測為切入點(diǎn)，面向LED上、中、下整個產(chǎn)業(yè)鏈，以傳授LED專業(yè)前沿知識和應(yīng)用操作技能為主，培養(yǎng)LED行業(yè)各層次應(yīng)用技術(shù)人才，適應(yīng)科技新興行業(yè)的發(fā)展對急需人才的需求，為長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，力爭實(shí)現(xiàn)從“新建”專業(yè)到“新型”專業(yè)的躍遷。
（二）校企合作，走“產(chǎn)學(xué)研用”之路，開放辦學(xué)，協(xié)同發(fā)展
長三角地區(qū)是中國LED上中游企業(yè)的主要集中地之一，也是最大投資開發(fā)區(qū)之一。其環(huán)境優(yōu)良，勞動力富集，并擁有上海、揚(yáng)州、寧波、杭州四大國家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)基地，聚集了眾多外延芯片制造和封裝企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈條齊備，規(guī)模宏大，急需LED行業(yè)相關(guān)人才。目前，上海市已在半導(dǎo)體芯片制造和封裝應(yīng)用方面呈現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，并形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈與企業(yè)群，也需要LED專業(yè)技術(shù)人員。這些區(qū)域的LED行業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)為本專業(yè)提供了校企合作必備的實(shí)施平臺。校企合作，是最有效、最快捷的應(yīng)用技術(shù)人員的培訓(xùn)方式[3]。一方面，企業(yè)對人才的需求體現(xiàn)了社會的需求和市場的選擇，引導(dǎo)人才結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，同時提供LED行業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和一流的生產(chǎn)工藝，體現(xiàn)企業(yè)的引導(dǎo)價值。另一方面，學(xué)院利用自身教育資源，結(jié)合企業(yè)反饋與需求，與企業(yè)環(huán)境相融合，在校企實(shí)踐教學(xué)中全面提升學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力，有針對性地培養(yǎng)適合行業(yè)、企業(yè)所需的應(yīng)用技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校的教育價值。由此可見，深層次的校企合作是一種“雙贏”模式。校企合作，能做到學(xué)校與企業(yè)信息、資源共享，企業(yè)提供設(shè)備和技術(shù)，學(xué)校提供場地和教育資源，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生“學(xué)中做，做中學(xué)”，學(xué)生在校所學(xué)與企業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，學(xué)校和企業(yè)的設(shè)備、技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，節(jié)約了教育與企業(yè)成本。
（三）以市場為驅(qū)動，促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，科研思維創(chuàng)新，學(xué)生教育創(chuàng)新
經(jīng)過近十年的發(fā)展，LED行業(yè)的生產(chǎn)能力不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模和市場滲透率不斷擴(kuò)大。但由于LED產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)加工門檻低，簡單重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致市場競爭激烈，盈利空間降低，許多企業(yè)處于倒閉邊緣。在此境況下，LED企業(yè)求生存要發(fā)展的主要動力就是技術(shù)創(chuàng)新。企業(yè)須面向市場需求，研發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高盈利空間。教師研發(fā)團(tuán)隊(duì)可將研究場地建立在企業(yè)生產(chǎn)線上，以企業(yè)的產(chǎn)品需求來引導(dǎo)研發(fā)方向，將產(chǎn)品研發(fā)作為科研的驅(qū)動力。教師把參與企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的過程匯編成教學(xué)內(nèi)容，作為學(xué)生學(xué)習(xí)的一手資料，同時學(xué)生也可參與企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)過程。這是應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的一種全新教育模式。
（四）以實(shí)習(xí)基地為平臺，推行企業(yè)導(dǎo)師制，提升學(xué)生綜合實(shí)力，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)和就業(yè)
企業(yè)實(shí)習(xí)基地是校內(nèi)教學(xué)資源的有力補(bǔ)充，是提高學(xué)生動手能力的重要陣地，是行業(yè)認(rèn)同感和企業(yè)文化形成培育的載體，是學(xué)生綜合能力提高的有效手段，是校企合作培養(yǎng)應(yīng)用人才的重要紐帶[4]。要想有效地發(fā)揮實(shí)習(xí)基地培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要作用，除了通過組織、制度和監(jiān)控等手段來嚴(yán)格監(jiān)控實(shí)習(xí)基地的各種工作正常運(yùn)行外[5]，合理的學(xué)生指導(dǎo)和學(xué)習(xí)的模式也非常關(guān)鍵。企業(yè)導(dǎo)師制就是非常有效地一種現(xiàn)代化學(xué)徒培養(yǎng)模式。學(xué)院聘請企業(yè)資深的工程師、技術(shù)骨干、人事經(jīng)理作為學(xué)生的企業(yè)指導(dǎo)教師。企業(yè)導(dǎo)師通過親身傳授，不僅將自己的技術(shù)、技能傳授給學(xué)生，完成畢業(yè)設(shè)計，同時也將企業(yè)文化、社會責(zé)任傳遞給學(xué)生。在此過程中，學(xué)生的專業(yè)技術(shù)，行業(yè)的認(rèn)知感、榮譽(yù)感和責(zé)任感也不斷增強(qiáng)，綜合素質(zhì)不斷提升。此學(xué)習(xí)模式能使畢業(yè)生具有較高素質(zhì)，容易獲得較高層次的崗位，具有較強(qiáng)的就業(yè)競爭力。對于勇于創(chuàng)業(yè)的學(xué)生，企業(yè)導(dǎo)師可幫助分析行業(yè)發(fā)展動態(tài)，指導(dǎo)創(chuàng)業(yè)方向，提供相應(yīng)人脈資源，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)夢想。
三、人才培養(yǎng)體系取得的成績
我校近幾年的實(shí)踐和探索充分證明了“產(chǎn)學(xué)研用”是校企結(jié)合的有效模式。理學(xué)院立足LED產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展態(tài)勢及人才需求，努力打造生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、科研、應(yīng)用四位一體的人才培養(yǎng)體系，實(shí)現(xiàn)了校企在人才培養(yǎng)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、技術(shù)研發(fā)，實(shí)踐應(yīng)用等方面的多贏，取得的主要成績?nèi)缦拢?/p>
（一）改變傳統(tǒng)教學(xué)框架，完善專業(yè)課程和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，引入LED先進(jìn)理論和工藝設(shè)計理論
以《LED照明技術(shù)及實(shí)驗(yàn)》課程為例，其主要內(nèi)容包括LED固晶、焊線、點(diǎn)膠等封裝工藝、提高外量子效率的因素及常用方法、FlipChip、涂敷點(diǎn)膠、CSP等先進(jìn)的封裝技術(shù)等理論知識和生產(chǎn)實(shí)踐，并建立了“LED封裝與可靠性實(shí)驗(yàn)室”。本課程教學(xué)活動包括三個環(huán)節(jié)：（1）理論教學(xué)，通過課堂講授完成；（2）LED封裝流程的感知認(rèn)識和生產(chǎn)見習(xí)，在浙江億米光電科技有限公司的生產(chǎn)線上完成；（3）LED封裝流程和光電檢測技術(shù)實(shí)踐，在“LED封裝與可靠性實(shí)驗(yàn)室”完成。此教學(xué)環(huán)節(jié)有助于學(xué)生掌握LED封裝相關(guān)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)前沿，熟練完成LED封裝生產(chǎn)線各工藝的實(shí)際操作，能夠快速成為一線操作員。至今，已建設(shè)完成LED封裝與可靠性實(shí)驗(yàn)室、LED設(shè)計與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、光電熱設(shè)計模擬實(shí)驗(yàn)室、固體發(fā)光材料研究實(shí)驗(yàn)室、光電綜合實(shí)驗(yàn)室及工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并投入教學(xué)實(shí)踐活動中。本專業(yè)編纂的教材主要有《LED外延片及芯片生產(chǎn)工藝》、《LED照明技術(shù)及實(shí)驗(yàn)》、《LED電源驅(qū)動》、《計算機(jī)輔助光學(xué)設(shè)計》、《LED散熱設(shè)計》（部分教材待出版）?？傊?，本專業(yè)從學(xué)科特點(diǎn)及行業(yè)發(fā)展出發(fā)，在理論和生產(chǎn)實(shí)踐兩方面來完善教學(xué)活動，不但具有完善的理論基礎(chǔ)，且覆蓋行業(yè)基本技術(shù)和生產(chǎn)工藝，同時兼顧行業(yè)前沿及發(fā)展態(tài)勢。
（二）公司高管參與課程設(shè)計和考核機(jī)制管理，將學(xué)校教學(xué)管理制度和公司管理機(jī)制有機(jī)結(jié)合，用準(zhǔn)公司模式來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)流程管理及成績考核
為使課程內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)相對接，圍繞提高學(xué)生的應(yīng)用能力進(jìn)行課程設(shè)計。本專業(yè)進(jìn)行了6門“校企合作課程”和“校企聯(lián)合開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”的申報建設(shè)及教學(xué)活動。校企共同進(jìn)行課程設(shè)計和制定課程大綱，共同開展教材和指導(dǎo)書的建設(shè)工作共同建立課程試題庫，并參與到教學(xué)過程中，企業(yè)人員參與授課時數(shù)不少于總課時的1/3，且將公司的規(guī)范管理制度引用到課程考核中，強(qiáng)化過程考核，將生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)作為試驗(yàn)考核的主要內(nèi)容。通過此類教學(xué)活動，進(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作的教育教學(xué)改革，強(qiáng)化應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色，提升學(xué)生實(shí)踐動手能力，而且及時更新和增加行業(yè)企業(yè)的新知識、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新工具和新流程。
（三）以校企聯(lián)盟和實(shí)習(xí)基地為基礎(chǔ)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和公司流水線有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)公司見習(xí)—實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)—公司流水線頂崗實(shí)習(xí)，以探索培養(yǎng)初級技能人員模式
產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)較學(xué)校教育系統(tǒng)更直接面對生產(chǎn)實(shí)踐、工藝流程、技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)際，尤其是一些高科技產(chǎn)業(yè)與高科技開發(fā)部門更是立足于科技的前沿。專業(yè)建設(shè)至今，我院和上游企業(yè)（上海博恩世通光電股份有限公司、晶能光電（江西）有限公司、晶品光電（常州）有限公司）、中游企業(yè)（浙江億米光電科技有限公司）、下游公司諾臣光電科技（上海）股份有限公司、上海亞明照明有限公司、嘉興天城光電科技有限公司、國家半導(dǎo)體照明工程上海產(chǎn)業(yè)化基地、嘉善恒杰熱管科技有限公司、浙江嘉熙光電設(shè)備制造有限公司、南京光研軟件系統(tǒng)有限公司、上海坤道信息技術(shù)有限公司）簽署了合作協(xié)議，建立了專業(yè)實(shí)習(xí)基地。將實(shí)驗(yàn)操作部分和企業(yè)生產(chǎn)線有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生了解LED相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)流程，并參與生產(chǎn)實(shí)踐，同時體驗(yàn)了企業(yè)先進(jìn)技術(shù)、前沿工藝、社會需求、市場導(dǎo)向、企業(yè)文化、管理理念、考核機(jī)制，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和吃苦耐勞的精神。此教學(xué)模式豐富了大學(xué)教育體系，形成了較完整的社會需求的應(yīng)用人才培養(yǎng)體系。
（四）專業(yè)教師分工負(fù)責(zé)LED上中下游不同領(lǐng)域，與相關(guān)企業(yè)緊密合作，通過申請國家支持項(xiàng)目以及和企業(yè)的合作項(xiàng)目，以學(xué)校為主體發(fā)展校企合作研發(fā)平臺，培育科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，共建企業(yè)創(chuàng)新孵化器
到目前為止，本專業(yè)已有5名專業(yè)教師深入企業(yè)進(jìn)行脫產(chǎn)1年的“產(chǎn)學(xué)研踐習(xí)”，與企業(yè)建立密切的合作關(guān)系，并形成LED封裝及設(shè)計、LED光學(xué)設(shè)計、LED散熱設(shè)計、固體發(fā)光材料、LED照明燈具設(shè)計及光學(xué)測量等研究團(tuán)隊(duì)。申請了3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金，5項(xiàng)上海市科研支持項(xiàng)目，10項(xiàng)企業(yè)合作項(xiàng)目及聯(lián)盟計劃項(xiàng)目。教師科研能力顯著提高，并且和企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，為企業(yè)解決在生產(chǎn)、管理中的技術(shù)性難題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的產(chǎn)品和工藝創(chuàng)新。
（五）立足LED行業(yè)，夯實(shí)學(xué)生基本知識，激勵學(xué)生參與科研項(xiàng)目，培養(yǎng)中、高級研發(fā)人才，促使學(xué)生帶著技術(shù)和成果去擇業(yè)
根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，本專業(yè)提出層次人才培養(yǎng)方案。教師吸收學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)、立足于本專業(yè)發(fā)展的學(xué)生，使其參與到科研項(xiàng)目，組建學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，參與企業(yè)冠名的設(shè)計大賽、學(xué)生技能大賽等活動，并且深入企業(yè)，在企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行企業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)及設(shè)計，并進(jìn)行深層次的研究和課題申請，立足使其成為中高級研發(fā)人才，并取得豐厚成果。目前為止，學(xué)生申請的上海市和校級創(chuàng)新項(xiàng)目已達(dá)30多項(xiàng)，專利13項(xiàng)，為企業(yè)設(shè)計產(chǎn)品3項(xiàng)，參與企業(yè)冠名大賽26人。此培養(yǎng)方式也得到了企業(yè)的認(rèn)可，并有多名畢業(yè)生進(jìn)入世界500強(qiáng)企業(yè)和國內(nèi)著名企業(yè)。
四、總結(jié)
綜上所述，企業(yè)生產(chǎn)提供了培養(yǎng)人才的實(shí)際需求，企業(yè)需求指導(dǎo)校企人才培養(yǎng)，科學(xué)研究促進(jìn)企業(yè)和人才的創(chuàng)新，人才培養(yǎng)和科研成果服務(wù)企業(yè)和社會。校企合作人才培養(yǎng)模式對我國高校LED相關(guān)專業(yè)的發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時，校企合作培養(yǎng)人才的深層次發(fā)展還存在一些問題，如企業(yè)的高效管理和學(xué)校事務(wù)的冗長審批對接不太融洽等，需要校企雙方共同努力，探討更加健全合理的合作模式。
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關(guān)鍵詞：光電檢測 人機(jī)交互 電路設(shè)計
中圖分類號：TP27
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1007-3973（2012）007-051-02
光電檢測作為光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)，主要包括光信息獲取、光電變換、光信息測量以及測量信息的智能化處理等，具有精度高、速度快、距離遠(yuǎn)、容量大、非接觸、壽命長、易于自動化和智能化等優(yōu)點(diǎn),在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，如光掃描、光跟蹤測量，光纖測量，激光測量，紅外測量，圖像測量，微光、弱光測量等，是當(dāng)前最主要和最具有潛力的光電信息技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能光電檢測已成為光電檢測技術(shù)的發(fā)展方向。
1 智能光電檢測的基本原理
在基于光信息采集和光電轉(zhuǎn)換的光纖光柵傳感系統(tǒng)中，光電檢測儀器起著關(guān)鍵作用，而要使光電檢測儀器能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境和檢測出光纖光柵波長的微小位移，并將光信號轉(zhuǎn)化為易于處理的電信號，就需要設(shè)計出光電檢測電路。
本文設(shè)計的智能光電檢測電路融合了機(jī)、光、電、計算機(jī)、人工智能等新技術(shù)，其檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨被測對象的不同而不盡相同。一般智能電子檢測系統(tǒng)由智能信號處理系統(tǒng)、光電傳感系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和接口單元等組成。它以智能信號處理系統(tǒng)為核心，集成了光學(xué)采集、光學(xué)變換、光電轉(zhuǎn)換、電路調(diào)理、接口及信息輸出等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)光信息采集、光電信號轉(zhuǎn)換、信號探測、邏輯運(yùn)算與推理、記憶存儲及信息傳輸?shù)裙δ?，并自動完成自檢自校和自我診斷與調(diào)整等功能。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理參見圖1。
智能信號處理系統(tǒng)由微處理器和智能模塊組成，其中，微處理器承擔(dān)數(shù)據(jù)的處理、運(yùn)算、存儲、管理及信息傳輸?shù)热蝿?wù)，是智能光電檢測系統(tǒng)的核心，并決定其性能。微處理器通常由高性能的單片機(jī)或嵌入式微處理器組成，如 8 位的 51 系列單片機(jī)、16 位低功耗 MSP430系列單片機(jī)、DSP信息處理系統(tǒng)和ARM系統(tǒng)設(shè)計芯片等。智能模塊實(shí)際上是一個智能程序，它集光電檢測領(lǐng)域?qū)＜抑R之大成，代替專家適時解決檢測中出現(xiàn)的各種問題，通常由專家知識庫、數(shù)據(jù)模塊、邏輯運(yùn)算與推理程序等組成。
光電傳感器系統(tǒng)主要由光電檢測元件組成，包括光源、光學(xué)通路和光電元件等組成，其功能是實(shí)現(xiàn)光學(xué)變換和光電轉(zhuǎn)換與傳輸。目前，常用的光電檢測元件有光敏電阻、光電倍增管、光電耦合器件、光電二極管、光電三極管、發(fā)光二極管（LED）等。
測控電路是對輸入的光電傳感器信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，其主要功能是對信號進(jìn)行放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)、運(yùn)算、控制、轉(zhuǎn)換及環(huán)境檢測等。
輸出系統(tǒng)用于輸出經(jīng)過智能信號處理系統(tǒng)確認(rèn)正確的傳感器信息，供用戶使用，包括信息存儲和輸出顯示等。
接口包括人機(jī)交互接口和總線與網(wǎng)絡(luò)接口，前者是用于外界對嵌入式智能光電檢測系統(tǒng)進(jìn)行的人機(jī)交互，如對數(shù)據(jù)的修改、添加、刪除、維護(hù)等；后者指設(shè)備之間鏈接和網(wǎng)絡(luò)間的通信，以方便信息傳輸和共享。
2 智能光電檢測系統(tǒng)的電路設(shè)計
智能光電檢測系統(tǒng)主要由光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、濾波電路、環(huán)境檢測電路、智能控制電路、接口電路等組成。其系統(tǒng)框架參見圖2。
首先，將采集的光信息通過光電探測器轉(zhuǎn)換成電信號；其次，針對信號轉(zhuǎn)換過程中的信號弱和噪聲大的問題進(jìn)行信號放大和噪聲濾除，并對環(huán)境信號適時檢測。光電轉(zhuǎn)換的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字信號，進(jìn)入智能信號處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，隨后由輸出系統(tǒng)傳送處理后的信息，完成一次信息循環(huán)。因此，良好的光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計，應(yīng)充分滿足輸出信噪比高、被測信號無頻率失真和輸出信號功率大的要求。
(1) 光電轉(zhuǎn)換電路
采用光電檢測技術(shù)首先應(yīng)設(shè)計光電轉(zhuǎn)換電路解決光電轉(zhuǎn)換問題。在采集光信息時，由于反射光的強(qiáng)弱受反射物表面的形狀、顏色、陽光、燈光照射等多因素的影響，除了選擇好采光點(diǎn)外，還應(yīng)采用在光源范圍內(nèi)有較高靈敏度的元器件，如光敏三極管靈敏度比光電池、光敏電阻、光敏二極管高，不僅隨光線變換有較好的線性，而且對光電流有放大作用。圖3為靈敏度可調(diào)的光電轉(zhuǎn)換電路。利用OPT201可以構(gòu)建靈敏度可調(diào)的光電轉(zhuǎn)換電路，調(diào)節(jié)分壓電阻，即改變5K%R電位器，可改變放大器增益。
（2）信號放大電路
在光電信號轉(zhuǎn)換的過程中，由于輸出電壓信號微弱，需要設(shè)計放大電路予以放大。圖4提供了T型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的放大電路。圖4中，
這種放大電路由電阻比值結(jié)構(gòu)決定放大器的增益，且反饋電阻擴(kuò)展了(1+Rx/R2)倍，減少了熱噪聲和對運(yùn)放輸入偏置電流的影響，放大器具有精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。其不足是當(dāng)單通道輸入的時候，若輸入為不穩(wěn)定的誤差信號，就會直接影響輸出端，導(dǎo)致電路穩(wěn)定性下降。
(3)濾波電路
在光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程中，由于混合有自然光等非檢測光源，加上白噪聲和器件自身的噪聲，使被檢測信號的頻率有可能失真。為了消除光電信號轉(zhuǎn)換中的這種不利影響，應(yīng)設(shè)計濾波電路，濾除自然光及噪聲的干擾。圖5為有源濾波電路。
有源濾波器是含有半導(dǎo)體三極管等有源器件的濾波器，與無源濾波器相比，具有體積小、重量輕、價格低、結(jié)構(gòu)牢固、便于集成的特點(diǎn)。圖5為壓控電壓源有源濾波器(VCVS)，采用運(yùn)算放大OP27和雙RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成性能優(yōu)良的二階有源濾波電路，可以濾除5Hz以上的信號。
3 結(jié)束語
本文分析了智能光電檢測的基本原理，在此基礎(chǔ)上對完整的智能光電檢測系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的電路設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)的探討，包括光電信息采集系統(tǒng)中的光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、信號放大電路設(shè)計、濾波電路設(shè)計，環(huán)境信號檢測系統(tǒng)的溫度過熱檢測電路設(shè)計、溫度補(bǔ)償電路設(shè)計，智能信號處理系統(tǒng)的智能模塊電路設(shè)計，以及總線及人機(jī)交互接口和信息輸出系統(tǒng)中的電路設(shè)計。智能光電檢測系統(tǒng)由于環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，測量范圍廣，測量精確度高，尤其是強(qiáng)化了人工智能系統(tǒng)，可以自動對噪聲、溫度、電壓波動及光源的變化進(jìn)行修正，加上良好的人機(jī)交互界面，大大簡化了操作程序，提高了數(shù)值處理和分析的效率。我們相信，隨著光纖材料、計算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)等的不斷進(jìn)步，智能光電檢測技術(shù)將會不斷得到完善和改進(jìn)，并將引領(lǐng)光電檢測技術(shù)未來的發(fā)展方向。
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