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關(guān)鍵詞：光電子學；教學方法；教學改革；實踐環(huán)節(jié)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介紹

光電子技術(shù)是由光信息技術(shù)和電子技術(shù)的相互結(jié)合而形成的新的光電子技術(shù)，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術(shù)等領域，是未來社會發(fā)展和進步的核心技術(shù)。光電子技術(shù)不僅研究內(nèi)容非常廣泛，而且也是未來信息技術(shù)中的重要推動力量，它包含光信號的產(chǎn)生、光信息的傳遞、光電信號的轉(zhuǎn)換和處理和光電功能材料相關(guān)的內(nèi)容，如：光電功能材料的發(fā)光機理、制備方法和工藝應用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統(tǒng)的集成等一系列從基礎理論到實際工程應用等各個領域的研究。涉及光子學、光信息科學、電子學、材料科學、計算機技術(shù)等前沿學科理論，它是由多個學科之間的交叉而形成的一門高新技術(shù)學科。

光電子技術(shù)在經(jīng)歷上述學科之間的交叉滲透后，其技術(shù)水平和工程應用技術(shù)取得了很多突破，在社會發(fā)展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用，光電子技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品也越來越多地影響我們的生活。目前，國內(nèi)外正掀起一股光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學和光電子技術(shù)的研究和開發(fā)中，許多以光電子技術(shù)為研究方向的研究中心、實驗室和公司越來越多的建立起來。光電子技術(shù)的發(fā)展決定了未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，將給工業(yè)和社會帶來比電子技術(shù)更大的技術(shù)沖擊。光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟建設和科學持續(xù)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。

因此，光電子學基礎是光電子專業(yè)學生必備的基礎知識，也是未來光電子產(chǎn)業(yè)需求的人才中需要掌握的重要基礎知識。

二、課程特點及專業(yè)培養(yǎng)目標

光電子學基礎是整個專業(yè)中的基礎專業(yè)課程，在學生專業(yè)思想和未來培養(yǎng)目標及要求的實現(xiàn)上發(fā)揮重要的作用，也是未來該專業(yè)研究生必需的基礎課程儲備。該課程注重理論聯(lián)系實際，注重對學習者能力的培養(yǎng)，重點培養(yǎng)學生綜合分析、解決問題能力，為將來從事光電技術(shù)領域的科研、開發(fā)和應用工作奠定基礎。

我們的培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學領域具有深厚的理論基礎、扎實的專業(yè)知識和熟練的實驗技能，德、智、體全面發(fā)展的高級光電子技術(shù)科學人才，使學生具有在光學、光電子學、光通信技術(shù)、激光科學、光波導與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計算機應用技術(shù)等領域開展創(chuàng)新性基礎理論研究以及從事設計、開發(fā)應用和管理等工作應具備的理論和技術(shù)基礎。因此，基于我們的專業(yè)培養(yǎng)目標和光電子學基礎課程的自身特點，我們在教學過程中進行了改革探索。

三、教學改革探索

1.教學內(nèi)容改革。①授課體系和講授重點。該課程根據(jù)學生培養(yǎng)需要，從光電子器件和光電子技術(shù)在未來工程應用的需要的角度出發(fā)，研究原理及系統(tǒng)構(gòu)成在光電檢測技術(shù)、光纖通訊領域中的常用光電器件的技術(shù)。重點講述光學基礎、光纖通訊的構(gòu)成、半導體物理、光纖器件、光電子現(xiàn)象和光電轉(zhuǎn)換器件，重點講解光電子器件的結(jié)構(gòu)、工作機理、工作特性和在工程技術(shù)上的具體應用。為了更好地將所學應用到未來的技術(shù)發(fā)展上，對各類光電器件的系統(tǒng)集成、信號的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)也作了詳細的講解，同時給出在工程中的實際例子。②課堂教學內(nèi)容緊跟科學發(fā)展的步伐。光電子課程的教材對于快速發(fā)展的光電子技術(shù)來說，既是基本的原理內(nèi)容，但又是滯后的技術(shù)，若授課時只是按照教材內(nèi)容講解，往往會帶來知識不新、內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)的后果，易使學生對該課程的學習積極性和興趣下降。因此，在教學過程中補充和及時更新教學內(nèi)容，增加一部分現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展前沿、新出現(xiàn)的技術(shù)及需求，從而能給學生提供更多的學習探索和求真的空間。③加強該課程與應用技術(shù)之間的聯(lián)系。專業(yè)基礎課程的基本功能是讓學生了解和掌握所學專業(yè)的發(fā)展方向，培養(yǎng)的學生能在以后的學習中、工作中涉及光電子技術(shù)方面上進行繼續(xù)學習和鉆研。因此在給同學們講解課程中的內(nèi)容時，要與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合。針對在光電檢測技術(shù)、激光應用技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等內(nèi)容進行重點講解，結(jié)合當前社會已有的需求的技術(shù)發(fā)展進行講解，使該專業(yè)的學生明確所學課程內(nèi)容在技術(shù)應用、研究發(fā)展及市場前景，對未來的從事的專業(yè)充滿信心。④為了更加與國際接軌，嘗試了雙語教學。在平時提供給學生光電子相關(guān)的外文讀物和論文，指導學生學習專業(yè)詞匯，在課堂中進行講解，開闊同學們的視野，引導學生進行初步科研潛力的培養(yǎng)和學習，調(diào)動學生的積極性，引導他們進行文獻學習，進一步了解國外光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)興趣。⑤教學內(nèi)容與市場技術(shù)應用及需求的結(jié)合。結(jié)合本校本地區(qū)特點，系統(tǒng)規(guī)劃、組織，實施產(chǎn)、學、研一體化模式。針對光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)市場密切聯(lián)系的特點，在課程內(nèi)容上跟上市場技術(shù)需求，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的實際情況，培養(yǎng)既有專業(yè)知識和跨學科知識，又有極強的實際操作能力、適應性強的學生，全面提升學生的理論素養(yǎng)和實踐能力，增強學生在未來光電子產(chǎn)業(yè)上的競爭力。

2.教學方法探索。①充分利用多媒體技術(shù)進行教學，利用多媒體課件在表達上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點和優(yōu)勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節(jié)約課程上的時間，從而能在課堂教學中講解更多的課程內(nèi)容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認真積極地制作教學課件，充分利用網(wǎng)絡上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學交流，共享多媒體課件。極大地激發(fā)學生對該門課程的學習興趣。②采用課堂教學和專題講座結(jié)合的教學方法。在進行課堂理論教學的同時，利用其他時間安排、組織團隊教師舉辦《光電子技術(shù)專題講座》，開展光電子技術(shù)專題研究，如液晶顯示、光電轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)集成、光纖傳感及應用和近場光學中的探測技術(shù)等，既能強化學生所學的基礎理論，又能激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)學生的科研意識。吸引學生參與到大學生訓練計劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學研究基礎。③在方法改革中，在富有開放性的問題情境中進行實驗探究。對參與到老師研究的課題或參加大學生訓練計劃的老師，幫助學生制定合理的研究計劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發(fā)動研究光電子技術(shù)的老師，為這些同學們提供必要的實驗條件，由學生自己動手去實驗，考證研究方法和方案，來尋求實驗結(jié)果中的答案。這時，教師起到的是一個組織者的角色，指導、規(guī)范學生的探索過程。這樣的過程，不僅僅是要讓學生學量的知識，更重要的是要學習科學研究的過程或方法。

3.教學實踐環(huán)節(jié)探索。在光電子學基礎課程中，本來并沒有設置時間環(huán)節(jié)，而且多數(shù)放置在大三或大四學習，實驗環(huán)節(jié)很少開始。我們?yōu)榱四軌蚋玫靥嵘龑W生實踐技能和掌握技術(shù)設備的結(jié)合，先在原有課程體系中安排三分之一的時間來安排實踐環(huán)節(jié)，開設具體的、有針對性的實驗內(nèi)容，讓同學們能更有效地了解、認識和掌握知識和技能。在普通物理實驗、電子實驗和光學實驗的基礎上，開設如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發(fā)光器件及光子器件。對光通訊系統(tǒng)的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認識和理解。在此基礎上，結(jié)合地方實際，聯(lián)系相關(guān)光電子產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)，組織學生進行參觀學習，從而讓學生自己體會從書本上理論到實驗實際，再從實驗實際再到光電子技術(shù)，從光電子技術(shù)再到光電子商品的過程，能一下子把整個知識到技術(shù)到效益的過程展現(xiàn)在同學們的內(nèi)心中，從而更能培養(yǎng)和激發(fā)學生興趣，也能將培養(yǎng)目標中的產(chǎn)業(yè)式人才完成，彌補普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。

4.教學目標實現(xiàn)探索。在光電子學基礎課程改革中，把教學目標從以知識教育為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷崿F(xiàn)人才培養(yǎng)和科學人才需求的融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新、探索精神的新時代新型人才。長時間以來，我們在教學過程和專業(yè)培養(yǎng)中，存在著理論與實際技術(shù)需求的相脫離的現(xiàn)象，造成理工科學生對于市場技術(shù)需求常識缺乏。我們把教學內(nèi)容、教學方法和教學實踐環(huán)節(jié)都做了有意義的初步探索。進一步增強了理論學習到實踐環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)到市場技術(shù)發(fā)展的學習過程，極大地激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣，為將來從事該專業(yè)打下堅實的基礎和牢固的信心。在近三年中，我們培養(yǎng)的本科畢業(yè)生就業(yè)率95%以上，該專業(yè)畢業(yè)生考研成功率30%以上，使光信息科學與工程專業(yè)的學生形成了良好的學習氛圍，形成了爭趕超的局面。同時，針對光信息科學和工程專業(yè)的學生，我們注意在進行科學知識教育的同時注重培養(yǎng)市場技術(shù)需求方面的培養(yǎng)，增加了企業(yè)參觀及動手實踐等環(huán)節(jié)，同時講授在科學研究中人文素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性，從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。

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關(guān)鍵詞：光電子技術(shù)；實驗教學改革；教學方法

作者簡介：李忠洋（1983-），男，山東棗莊人，華北水利水電學院電力學院，講師；邴丕彬（1982-），男，山東青島人，華北水利水電學院電力學院，講師。（河南 鄭州 450011）

基金項目：本文系華北水利水電學院2011年教學改革重點項目的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0165-02

光電子技術(shù)是激光技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖傳感、光纖通信等眾多領域的交叉學科，它以電磁波為基本信息載體，通過對電磁波的控制、調(diào)制、接收、存儲、處理和顯示等技術(shù)，獲取所需要的信息?！肮怆娮蛹夹g(shù)”課程是電子科學與技術(shù)專業(yè)的基礎課，承擔著鞏固基本原理、拓寬專業(yè)知識、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要作用。通過對本課程的學習，學生能夠建立起有關(guān)光電子技術(shù)的基本概念，獲得與光電子技術(shù)相關(guān)的基本理論和基本技能，為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習及今后從事本專業(yè)的工程技術(shù)工作和科學研究打下堅實的基礎?！肮怆娮蛹夹g(shù)”實驗教學可以使學生加深對“光電子技術(shù)”理論知識的理解和鞏固，通過對實物的觀察和研究，增強學生的感性認識，深化對光電子技術(shù)深層次規(guī)律的理解和領悟。開展“光電子技術(shù)”實驗對培養(yǎng)學生提出問題、做出假設、設計實驗、觀察記錄、分析推理等方面的能力十分有利。然而現(xiàn)在面臨的情況是一方面隨著科學技術(shù)的日新月異，光電子技術(shù)信息量成爆炸式增加；另一方面由于電子科學與技術(shù)專業(yè)教學計劃的改革，使“光電子技術(shù)”實驗課程的學時數(shù)進一步減少。這種矛盾的出現(xiàn)，要求教師必須及時對實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗手段等進行改革與優(yōu)化，努力提高實驗教學效果，以便在有限的教學時間內(nèi)，將豐富的信息傳遞給學生，提高學生的動手能力，保質(zhì)保量地完成實驗教學任務。

一、當前“光電子技術(shù)”課程實驗教學存在的問題及原因分析

目前，隨著國內(nèi)高校高級教育人才的不斷引進，“光電子技術(shù)”實驗課程的教學質(zhì)量不斷提高，但是隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)該實驗課程仍然存在著一些問題。

1.對實驗教學的重要性認識不夠

部分學院領導受傳統(tǒng)“應試教育”思想的影響，長期以來重視理論教學，輕視實驗教學和學生實踐能力的培養(yǎng)。認為實驗教學僅是作為理論知識的驗證，是理論教學的附屬品?；谏鲜鲥e誤認識，學校對實驗教學的學時越壓越少。從實驗教師的角度來講，實驗教學相對于理論教學難度大，實驗教學不但需要教材，而且需要實驗器材；不但需要動腦，而且需要動手；不但需要與校內(nèi)各部門打交道，而且有時還需要聯(lián)系校外有關(guān)單位。另外，實驗教師在評優(yōu)、評職稱等方面機會較少、難度很大，因此很多教師沒有在實驗教學上投入較多精力。

2.實驗室建設問題

實驗儀器落后陳舊，科技含量普遍較低；實驗室面積不足，使得目前實驗條件難以滿足實驗教學的需求。以華北水利水電學院電力學院為例，光電子技術(shù)實驗室面積不足40平方米，實驗臺只有4個，每次只能滿足8位同學同時做實驗，而一個年級光電子技術(shù)專業(yè)的學生有120余人，所以實驗室面積的不足嚴重限制了實驗教學效果。另外，有些光電子技術(shù)實驗需要使用激光器、光學探測器、光譜分析儀等貴重儀器，而實驗室沒有足夠的經(jīng)費購買這些儀器，因此實驗器材的短缺嚴重制約了實驗教學的正常開展。

3.實驗教學的組織管理和考核問題

實驗教學的管理制度不夠完善，因此出現(xiàn)了實驗教學多個部門都管而實際上誰都管理不善的現(xiàn)象。教學質(zhì)量評價體系不夠健全，學生實驗課成績考核不夠細致，對實驗教學的要求遠沒有對理論教學要求的嚴格，使得實驗教學的質(zhì)量難以保證。

由于上述各方面的因素，高校現(xiàn)行的實驗教學理念、教學方法，以及各種實驗教學配套設施等都存在著與現(xiàn)代社會對高素質(zhì)人才要求不相適應的地方。為適應社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)創(chuàng)新型、高素質(zhì)人才必須重視和強化實驗教學改革。

二、“光電子技術(shù)”課程實驗教學改革的對策分析

華北水利水電學院的“光電子技術(shù)”課程實驗由電力學院電子教研室承擔，在教學過程中，該教研室積極響應教改要求，從自身水利水電的特色出發(fā)，針對上述問題積極探索新的實驗教學模式，對如何提高教學質(zhì)量進行了深入探討，逐步形成了一套自己的實驗教學方法。

1.加強實驗室建設

實驗教學效果的好壞在一定程度上取決于實驗教學設施的優(yōu)劣。提高實驗教學效果，必須加大投入，加強實驗室基礎設施建設，爭取讓每一個學生都有實驗的機會和平臺。在設施精良的實驗環(huán)境中培養(yǎng)學生的主動探索能力，無疑會極大地激發(fā)學生的學習積極性，更好地培養(yǎng)學生的動手能力，因此實驗室基礎設施建設對于實驗教學的重要性不言而喻。對于實驗室的建設，一方面可依托學科基礎，積極申請實驗室建設資金，通過項目資助的方式逐步推進實驗室建設；另一方面可積極尋求與相關(guān)單位的合作，以項目合作的形式取得雙方共贏，在鍛煉學生實驗能力的同時，也促進了實驗室建設。學校有關(guān)職能部門要把好關(guān)，根據(jù)學校的開課情況做好實驗室建設規(guī)劃，提前落實實驗教學的各項措施。實驗教師要千方百計的提高實驗室利用率，避免資源閑置和浪費。

2.構(gòu)建一支精良的實驗教師隊伍

一支高水平的實驗教師隊伍是提高實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵所在，因此建設一支理論水平高、實驗技術(shù)精湛、年齡結(jié)構(gòu)合理、責任心強、具有奉獻精神的實驗教學隊伍刻不容緩?；诖耍咝Ｔ谝M教師時應盡可能引進既具有較高專業(yè)理論知識又有較強實踐能力的綜合型人才。對剛參加工作的青年教師進行職業(yè)道德和實驗技能培訓，使青年教師樹立職業(yè)道德觀念，提升業(yè)務水平；聘請業(yè)內(nèi)知名專家對青年教師進行業(yè)務培訓，使青年教師學習新思想、新方法，掌握新設備、新技術(shù)，提高青年教師的實驗教學水平。改善和提高從事實驗教學工作教師的待遇，提高廣大實驗教師的積極性，吸引廣大教師尤其是高職稱教師積極參與實驗教學，使實驗教學崗位成為能夠吸引人才和留住人才的崗位。

3.創(chuàng)新實驗方法，精煉實驗內(nèi)容

在實驗教學中，改變傳統(tǒng)的“教師講，學生聽、教師演示，學生觀看”的方法，以新穎的實驗內(nèi)容，激發(fā)學生探索未知世界的興趣。如在講到非線性光學頻率變換技術(shù)時，先提出問題：一束不可見的激光在一定條件下能不能產(chǎn)生各種顏色的可見光，這樣會激起學生的興趣，使學生集中精力繼續(xù)聽下去；然后通過教師的實驗演示可看到在不同的實驗條件下，不可見光可以轉(zhuǎn)換成紅橙黃綠青藍紫各種顏色的光。這樣在強烈興趣的引導下，學生會迫不及待的探索實驗、了解實驗原理，因此好的實驗內(nèi)容和創(chuàng)新的實驗方法會起到事半功倍的作用。

4.以興趣帶動教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

在人才教育中，培養(yǎng)學生的學習興趣尤為重要。興趣在學習和認識過程中起著巨大的內(nèi)驅(qū)作用。在實驗教學中要想方設法地激發(fā)學生學習的興趣，讓學生主動參與實驗的全過程，并在參與中體會到學習的樂趣和成功的喜悅，真正調(diào)動起學生自主學習的熱情。通過參加實驗設計給學生提供自我展示的平臺，充分調(diào)動學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。為了給學生提供更多的實驗機會，華北水利水電學院光電子實驗室設立了激光開放實驗室、光纖傳感開放實驗室、光譜分析開放實驗室、光學探測開放實驗室，為學生在課外時間提供了廣闊的實驗平臺，吸引了一大批學生進入到各個開放實驗室，在實驗教師的指導下主動探索未知領域，在鞏固理論知識的同時又鍛煉了學生們的實際動手能力。在近幾年學校組織的光電子類和機電類的競賽中華北水利水電學院取得了較優(yōu)異的成績。

5.改革實驗考核方式，促進實驗教學發(fā)展

傳統(tǒng)的考試題型和方式只適合對學生進行理論知識的評價，而實驗能力則是學生將理論知識應用于實踐的綜合能力，傳統(tǒng)的題型和方式顯然無法勝任評價任務，因此對實驗教學的考核要探索新的方式。為了使學生畢業(yè)后能更好地適應當前社會對高素質(zhì)人才的需求，在探索實驗考核的新方式時一定要注意與社會職業(yè)技能鑒定接軌，要建立起基本技能、專業(yè)技能及綜合技能考核體系，鼓勵學生參加各種職業(yè)技術(shù)能力考試，取得社會公認的職業(yè)技能資格考試證書。另外，還要培養(yǎng)學生良好的從業(yè)規(guī)范和職業(yè)素質(zhì)，使其在畢業(yè)時能達到勞動準入制度所要求的相關(guān)技能等級。

三、教學效果

本文通過分析“光電子技術(shù)”實驗課程存在的問題，從實驗室建設、教師隊伍建設、實驗方法、實驗內(nèi)容、實驗考核等多個環(huán)節(jié)對“光電子技術(shù)”實驗教學改革進行了深入分析，提出了改革方案。實踐證明，改革后的實驗教學能夠有效激發(fā)學生的興趣，使學生在鞏固理論知識的同時又鍛煉了動手能力，有效提高了“光電子技術(shù)”實驗課程的教學質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞：微電子；二元光學器件；制作工藝

隨著二元光學技術(shù)的發(fā)展，二元光學器件已經(jīng)廣泛用于光學傳感、光通信、光計算、數(shù)據(jù)存儲等諸多領域。這類器件主要用于像差校正和消色差，通常的方法是在球面折射鏡的一個面上刻蝕衍射圖案，實現(xiàn)折射和衍射混合消像差和較寬波段上的消色差。此外，二元光學器件能產(chǎn)生任意波面以實現(xiàn)許多特殊功能，從而具有重要的應用價值。

1.二元光學器件及其發(fā)展概述

二元光學是基于光波衍射理論發(fā)展起來的一個新興光學分支，是光學與微電子技術(shù)相互滲透、交叉而形成的前沿學科?；谟嬎銠C輔助設計和微米級加工技術(shù)制成的平面浮雕型二元光學器件具有重量輕、易復制、造價低等特點，并能實現(xiàn)傳統(tǒng)光學難以完成的微小、陣列、集成及任意波面變換等新功能，從而使光學工程與技術(shù)在諸如空間技術(shù)、激光加工、計算技術(shù)與信息處理、光纖通信及生物醫(yī)學等現(xiàn)代國防科技與工業(yè)的眾多領域中顯示出前所未有的重要作用及廣闊的應用前景。

隨著近代光學和光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，光電子儀器及其元件都發(fā)生了深刻而巨大的變化。光學零件已經(jīng)不僅僅是折射透鏡、棱鏡和反射鏡。諸如微透鏡陣列、全息透鏡、衍射光學元件和梯度折射率透鏡等新型光學元件也越來越多地應用在各種光電子儀器中，使光電子儀器及其零部件更加小型化、陣列化和集成化。微光學元件是制造小型光電子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，它具有體積小、質(zhì)量輕、造價低等優(yōu)點，并且能夠?qū)崿F(xiàn)普通光學元件難以實現(xiàn)的微小、陣列、集成、成像和波面轉(zhuǎn)換等新功能。

2.二元光學器件的應用現(xiàn)狀

隨著二元光學技術(shù)的發(fā)展，二元光學元件已廣泛用于光學傳感、光通信、光計算、數(shù)據(jù)存儲、激光醫(yī)學、娛樂消費以及其他特殊的系統(tǒng)中。也許可以說，它的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了三代。第一代，人們采用二元光學技術(shù)來改進傳統(tǒng)的折射光學元件，以提高它們的常規(guī)性能，并實現(xiàn)普通光學元件無法實現(xiàn)的特殊功能。這類元件主 要用于相差校正和消色差。通常是在球面折射透鏡的一個面上刻蝕衍射圖案，實現(xiàn)折/衍復合消像差和較寬波段上的消色差。此外，二元光學元件能產(chǎn)生任意波面以實現(xiàn)許多特殊功能，而具有重要的應用價值。如材料加工和表面熱處理中的光束整形元件、光學并行處理系統(tǒng)中的光互連元件以及輻射聚焦器等。

目前，二元光學瞄準了多層或三維集成微光學，在成像和復雜的光互連中進行光束變換和控制。多層微光學能夠?qū)⒐獾淖儞Q、探測和處理集成在一體，構(gòu)成一種多功能的集成化光電處理器，這一進展將使一種能按不同光強進行適應性調(diào)整、探測出目標的運動并自動確定目標在背景中的位置的圖像傳感器成為可能。這是一種焦平面預處理技術(shù)，它以二元光學元件提供靈活反饋和非線性預處理能力。探測器硅基片上的微透鏡陣列將入射信號光聚焦到陣列探測器的激活區(qū)，該基片的集成電路則利用會聚光激發(fā)砷化鎵銦二極管發(fā)光，其發(fā)射光波第二層平面石英基底兩面的衍射元件引導到第三層面硅基底的陣列探測器上，最終得到處理后的信號。這種多層焦平面預處理器的每一層之間則利用微光學陣列實現(xiàn)互連耦合，它為傳感器的微型化、集成化和智能化開辟了新的途徑。發(fā)展趨勢二元光學是建立在衍射理論、計算機輔助設計和微細加工技術(shù)基礎上的光學領域的前沿科學之一，超精細結(jié)構(gòu)衍射元件的設計與加工是發(fā)展二元光學的關(guān)鍵技術(shù)。二元光學的發(fā)展不僅使光學系統(tǒng)的設計和加工工藝發(fā)生深刻的變革，而且其總體發(fā)展趨勢是未來微光學、微電子學和微機械的集成技術(shù)和高性能的集成系統(tǒng)

3.二元光學器件的制作工藝

3.1二元光學器件的制作原理

二元光學元件的設計問題十分類似于光學變換系統(tǒng)中的相位恢復問題：已知成像系統(tǒng)中入射場和輸出平面上光場分布，如何計算輸入平面上相位調(diào)制元件的相 位分布，使得它正確地調(diào)制入射波場，高精度地給出預期輸出圖樣，實現(xiàn)所需功能。近幾年來，隨著制作工藝水平的發(fā)展和衍射元件應用領域的擴展，二元光學元件 特征尺寸進一步縮小，其設計理論已逐漸從標量衍射理論向矢量衍射理論發(fā)展。通常情況下，當二元光學元件的衍射特征尺寸大于光波波長時，可以采用標量衍射理 論進行設計。計算全息就是利用光的標量衍射理論和傅里葉光學進行分析的，關(guān)于二元光學元件衍射效率與相位階數(shù)之間的數(shù)學表達式也是標量衍射理論的結(jié)果。在 此范圍內(nèi)，可將二元光學元件的設計看作是一個逆衍射問題，即由給定的入射光場和所要求的出射光場求衍射屏的透過率函數(shù)。

二元光學元件的特征 尺寸為波長量級或亞波長量級，刻蝕深度也較大（達到幾個波長量級），標量衍射理論中的假設和近似便不再成立，此時，光波的偏振性質(zhì)和不同偏振光之間的相互 作用對光的衍射結(jié)果起著重大作用，必須發(fā)展嚴格的矢量衍射理論及其設計方法。矢量衍射理論基于電磁場理論，須在適當?shù)倪吔鐥l件上嚴格地求解麥克斯韋方程 組，已經(jīng)發(fā)展幾種有關(guān)的設計理論，如積分法、微分法、模態(tài)法和耦合波法。前兩種方法雖然可以得到精確的結(jié)果，但是很難理解和實現(xiàn)，并需要復雜的數(shù)值計算； 比較起來，模態(tài)法和耦合波法的數(shù)學過程相對簡單些，實現(xiàn)也較容易

3.2二元光學器件的制作工藝

二元光學元件的基本制作工藝是超大規(guī)模集成電路中的微電子加工技術(shù)。但是，微電子加工屬薄膜圖形加工，主要需控制的是二維的薄膜圖形；而二元光學元件則是一種表面三維浮雕結(jié)構(gòu)，需要同時控制平面圖形的精細尺寸和縱向深度，其加工難度更大。近幾年來，在VLSI加工技術(shù)、電子、離子刻蝕技術(shù)發(fā)展的推動 下，二元光學制作工藝方面取得的進展集中表現(xiàn)在：從二值化相位元件向多階相位元件、甚至連續(xù)分布相位元件發(fā)展；從掩模套刻技術(shù)向無掩模直寫技術(shù)發(fā)展。最早的二元光學制作工藝是用圖形發(fā)生器和VLSI技術(shù)制作二階相位型衍射光學元件。

隨著高分辨率掩模版制作技術(shù)的發(fā)展，掩模套刻、多次沉積薄膜的對中精度的提高，可以制作多階相位二元光學元件，大大提高了衍射效率。但是離散化的相位以及掩模的對準誤差，仍影響二元光學元件的制作精度和衍射效率的提高。由直寫技術(shù)的應用，省去掩模制作工序，直接利用激光和電子束在基底材料上寫入所需的二維或三維浮雕圖案。利用這種直寫技術(shù)，通過控制電子束在不同位置處的曝光量，或調(diào)制激光束強度，可以刻蝕多階相位乃至連續(xù)分布的表面浮雕結(jié)構(gòu)。無掩模直寫技術(shù)較適于制作單件的二元或多階相位元件，或簡單的連續(xù)輪廓，而利用激光掩模和套刻制作更適合于復雜輪廓和成批生產(chǎn)。在掩模圖案的刻蝕技術(shù)中，主要采用高分辨率的反應離子刻蝕、薄膜沉積技術(shù)。其中離子束刻蝕的分辨率高達0.1μm，且圖案邊緣陡直準確，是一種較為理想的加工手段。

結(jié)束語：

隨著二元光學技術(shù)的發(fā)展，二元光學器件已經(jīng)廣泛用于光學傳感、光通信、光計算、數(shù)據(jù)存儲等諸多領域。這種技術(shù)的應用使得很多領域得到了快速的發(fā)展，為社會的進步做出了很大貢獻?？傊?，我國的發(fā)展要依靠科技的進步，所以國家還要進一步的發(fā)展科技，最終實現(xiàn)我國社會主義現(xiàn)代化建設的偉大宏愿。

參考文獻：

[1] 雷剛.數(shù)字光刻制作微光學器件的評價研究[D].南昌：南昌航空大學，2011

篇4

自1970年美國康寧公司研制成功第一根低損耗光纖以來，光纖通信得到了飛速發(fā)展，光纖通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。我國已經(jīng)建成了“八縱八橫”國家一級光纜通信網(wǎng)，現(xiàn)正在大力發(fā)展FTTH。在我國，以光纖光纜生產(chǎn)為上游，以通信用光器件制造為中游，以光交換和光網(wǎng)絡設備制造為下游的光纖通信行業(yè)已經(jīng)形成，國內(nèi)涉及光纖通信的企業(yè)已達千家。隨著光纖通信在我國的快速發(fā)展，光纖通信行業(yè)對既懂得光纖通信基本理論，又掌握相關(guān)實用技術(shù)的人才的需求日益增長。因此，各大學的光信息科學與技術(shù)、通信工程、網(wǎng)絡工程、光電子技術(shù)、電子信息科學與技術(shù)等專業(yè)都開設了光纖通信方面的專業(yè)課程。2007年，教育部的1、2號文件提出了實施“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”，要求進一步改革教學內(nèi)容和教學方法，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。2010年的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》中指出“改革教學內(nèi)容、方法、手段，建設現(xiàn)代學校制度”和“支持學生參與科學研究，強化實踐教學環(huán)節(jié)”。根據(jù)文件精神結(jié)合我校電子信息科學與技術(shù)專業(yè)的光纖通信課程的教學實踐，我校的光纖通信實驗教學在實驗儀器和實驗內(nèi)容、教學方法方面作了以下改革。

1實驗儀器的選擇和實驗內(nèi)容的設計

光纖通信課程內(nèi)容主要包括：光纖和光纜的結(jié)構(gòu)和類型；光纖的傳輸原理和特性，光纖特性的測量；光源、光檢測器和光無源器件的類型、原理和性質(zhì)；光端機的組成和特性；數(shù)字光纖通信系統(tǒng)；模擬光纖通信系統(tǒng)；光纖通信的若干新技術(shù)；光纖通信網(wǎng)絡等［1］。從課程的內(nèi)容可以看出，光纖通信是一門實驗性很強的課程，除了理論教學之外，還需要實驗教學與之配合。很多大學都較早地開設了光纖通信課程，但當時光纖通信的實驗器材都很貴，教學主要是課堂理論教學。近幾年國內(nèi)的光纖通信產(chǎn)品的制作技術(shù)逐步成熟，價格逐漸降低，光纖通信實驗教學才逐步開始。由于受學時和實驗條件限制，光纖通信課程中實驗教學的學時大多數(shù)集中在8～12學時。實驗教學內(nèi)容的選取既要與理論教學內(nèi)容相互協(xié)調(diào)，又要便于學生操作實驗或者進行演示實驗；既要兼顧基礎性，又要具有系統(tǒng)性和先進性，使學生在實驗中通過驗證、觀察、分析、操作、運用及科研等實踐，掌握光纖通信課程的基本概念、基本理論和基本技術(shù)，為進一步學習相關(guān)專業(yè)課程及從事通信技術(shù)類工作奠定一定的基礎［2］。我們把光纖通信綜合實驗箱、工程用光纖通信儀器、工程用光纖通信產(chǎn)品、OptiSystem軟件等作為實驗教學工具，根據(jù)各自特點來設計實驗教學內(nèi)容。

1．1光纖通信綜合實驗箱隨著光纖通信課程的開展，國內(nèi)教學儀器生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)、升級各自設計的光纖通信實驗箱產(chǎn)品，實驗箱的功能不斷完善，性能不斷提高。光纖通信實驗箱配合光功率計、示波器、2M誤碼儀等可以完成光發(fā)送機實驗、光接收機實驗、光纖線路實驗、光纖通信系統(tǒng)實驗等光纖通信實驗內(nèi)容［3］。由于實驗箱封裝性強、集成化程度高，在實驗教學方面存在不足［4－6］。

1．2工程用光纖通信儀器隨著國內(nèi)光纖通信技術(shù)的發(fā)展，一些工程用儀器儀表實現(xiàn)了國產(chǎn)化，產(chǎn)品性能完全滿足施工的要求，產(chǎn)品價格也逐漸降低。我校光電子實驗室就購買了中國電子科技集團公司第四十一研究所生產(chǎn)的光纖熔接機、光時域反射計、光纖多用表等產(chǎn)品，再配置橫向開纜刀、縱向開纜刀等施工工具，可以完成光纖熔接實驗、光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性和插入法測光纖的衰減系數(shù)實驗等。光纖熔接機、光時域反射計比較貴重（每臺套的價格在4．5萬元左右），我們在學生實驗前集中進行使用方法的講解，近幾年的實驗教學中沒有出現(xiàn)儀器損壞的現(xiàn)象。通過實驗可以使學生掌握這些光纖通信行業(yè)常用儀表的使用方法和光纖的特性參數(shù)，還可以鼓勵學生應用這些產(chǎn)品進行光纖彎曲損耗的研究［7］。

1．3工程用光纖通信產(chǎn)品光纖通信實驗箱的實驗方法與實際工程的測試方法有一些區(qū)別，通過已開設的實驗，學生難以真正掌握實際工程的測試方法［8］。隨著光纖通信產(chǎn)品制作技術(shù)的成熟，一些產(chǎn)品實現(xiàn)了國產(chǎn)化，價格也比較低。我們的實驗室陸續(xù)購買了杭州億邦的數(shù)字視頻光端機、光纖收發(fā)器、北京的室內(nèi)4芯光纜、富通集團的G．652B光纖、光纖跳線、4芯／6芯中心束管式光纜、光纜終端盒、光纜接續(xù)盒等。工程用產(chǎn)品和儀表結(jié)合可以開展簡單的工程實踐活動，讓學生體會光纖通信的優(yōu)點和施工，更深刻地理解一些器件的參數(shù)，如光源波長、插入損耗、回波損耗、光纖損耗系數(shù)、接收靈敏度等。在實驗教學中可以讓學生對比實驗箱和數(shù)字視頻光端機的圖像傳輸?shù)漠愅?、對比實驗箱與光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠愅Ｅ渲霉飧綦x器、光環(huán)行器等光無源器件，可以豐富實驗測試內(nèi)容。

1．4OptiSystem軟件OptiSystem軟件是一款光纖通信仿真軟件，它集設計、測試和優(yōu)化各種類型寬帶光網(wǎng)絡物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通信系統(tǒng)到LAN和MAN都能使用。軟件具有強大的模擬環(huán)境和真實的器件、系統(tǒng)的分級定義，它有15個器件庫、200多種元件模型。由于受實驗教學經(jīng)費的限制，高校不可能購買光示波器、光譜分析儀、光波分復用分析儀等昂貴的工程用儀器來進行實驗教學，但在學生具備了一定的實驗經(jīng)驗的基礎上，可以應用OptiSystem軟件來進行仿真實驗。燕山大學、長春理工大學等高校已經(jīng)把這個軟件用于科研和教學工作中［9］。充分利用OptiSys－tem軟件的功能，可以開展仿真實驗、課程設計、科研實踐等教學活動，例如可以進行光波分復用系統(tǒng)設計、EDFA的增益優(yōu)化、對基于SOA全光波長變換進行模擬等研究［10］。

2教學方法的研究與改革光纖通信課程起源于工程實踐的需要，我們在教學中把實驗教學與理論教學、工程實踐、科研實踐三者有機地結(jié)合起來，可以達到很好的教學效果。

2．1實驗教學和理論教學相結(jié)合可以利用上面提到的實驗儀器設計出很多的實驗題目，但是不可把實驗教學和理論教學完全分開［11］，要根據(jù)教學內(nèi)容的特點來合理安排理論教學和實驗教學，例如：對光源、光檢測器、光發(fā)射機、光接收機等內(nèi)容在理論教學時進行了詳細的討論，在實驗教學時通過光發(fā)送機實驗、光接收機實驗來進行驗證，從而加深對這部分內(nèi)容的理解和掌握；光纜的結(jié)構(gòu)和類型、光無源器件的參數(shù)和測量方法等內(nèi)容更適合實驗教學，在理論教學時作簡單介紹，實驗教學的效果會更好；對EDFA、WDM、全光波長變換、光孤子通信等光纖通信新技術(shù)內(nèi)容的教學，可以理論教學和OptiSystem軟件仿真實驗相結(jié)合，這將提高學生的學習興趣，能達到很好的教學效果。對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題要鼓勵學生用理論來分析和解釋。

2．2實驗教學和工程實踐相結(jié)合把通信工程用產(chǎn)品和儀表引入光纖通信實驗教學中，使實驗教學和工程實踐結(jié)合起來，學生可以體會實驗教學和工程實踐的異同，極大地提高了學生學習光纖通信課程的積極性。例如我們可以用光纜、尾纖、攝像頭、監(jiān)視器、光端機來進行樓宇安全監(jiān)控的工程實踐。在光纖熔接實驗中，先讓學生熟練掌握涂敷光纖的熔接，再完成6芯中心束管式光纜在光纜終端盒（或光纜接續(xù)盒）中的連接。當?shù)毓饫|接續(xù)的施工價格30元／芯。把1km長的4芯中心束管式光纜兩端的光纖進行熔接或活動連接，學生使用光時域反射計（OT－DR）完成相關(guān)測試。學生在用4路視頻光端機傳輸信號時，用可變光衰減器改變光纖鏈路的損耗，觀察到了視頻信號通路的切換現(xiàn)象，繼而分析了4路電視信號的復用方式。在實驗教學中要讓學生學會閱讀光纖通信產(chǎn)品的使用說明書，如數(shù)字視頻光端機、光纖收發(fā)器、AgilentHFBR系列光收發(fā)模塊的使用說明書等，提高學生自學能力，培養(yǎng)參與工程實踐的能力。在使用光纖通信產(chǎn)品時，我們不僅講解產(chǎn)品的性能和使用方法，還要介紹該產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的基本情況，以及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)，讓學生了解生產(chǎn)企業(yè)和各種職業(yè)崗位，更好地幫助學生確定職業(yè)理想，做好職業(yè)生涯規(guī)劃，使學生適應用人單位的要求，提高學生的就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力。招聘企業(yè)對我校應屆畢業(yè)生會使用光纖熔接機、光時域反射計表示驚訝和認可。通過全新設計和工程實踐緊密結(jié)合的實驗內(nèi)容的教學改革實踐，使學生對光纖通信課程的學習興趣明顯增強［12］。

2．3實驗教學和科研實踐相結(jié)合在教育部2007年的文件中指出：“創(chuàng)造條件，組織學生積極開展社會調(diào)查、社會實踐活動，參與科學研究，進行創(chuàng)新性實驗和實踐，提升學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”。培養(yǎng)本科學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，在專業(yè)課程的教學中就可以逐步開展，并不一定需要高水平和高難度的課題。例如：在進行光纖損耗特性測量時，鼓勵學生用電磁場理論分析方法討論精確條件下模式的特征方程和截止條件，用數(shù)值模擬各種模式下光纖中的光場分布，從而理解實驗中為何需要擾模器、濾模器和包層模剝除器等；在光纖彎曲損耗的測量實驗中，要求學生分別測量單模、多模光纖在不同傳輸波長、不同彎曲半徑時的損耗，并進行對比和討論，在此基礎上鼓勵學生建立光纖彎曲損耗的理論模型并進行數(shù)值模擬，不斷優(yōu)化理論模型的參數(shù)，與“傳感器原理與應用”課程內(nèi)容結(jié)合可以進行光纖傳感器的實驗研究。對光纖通信新技術(shù)中的EDFA、SOA等內(nèi)容，可以讓學生使用OptiSystem軟件來驗證和討論已有的研究結(jié)果，逐步培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力；光子晶體光纖是近年來的研究熱點，國內(nèi)僅烽火通信科技股份有限公司有相關(guān)產(chǎn)品，學生使用OptiFDTD軟件來分析和設計光子晶體光纖，并與用OptiFiber軟件設計的G．65＊光纖進行對比研究。

篇5

多媒體技術(shù)就是通過計算機把文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等多種媒體綜合起來，使之建立起邏輯連接，并對它們進行采樣量化、編碼壓縮、編輯修改、存儲傳輸和重建顯示等處理。計算機以其無可比擬的便捷、高效、精確、易于修改和存儲方便等特點不斷刷新各項紀錄。近年來多媒體技術(shù)的加速發(fā)展，軟件的不斷更新，為計算機在設計表現(xiàn)領域的廣泛應用提供了廣闊前景,不僅以它嶄新的形式給舞臺視覺藝術(shù)帶來了一場革命，還促使人們的審美理念發(fā)生了很大的變革。在多媒體技術(shù)的幫助下，舞美藝術(shù)正擺脫手工業(yè)時代的封閉性和局限性，將舞臺設計成一個時間藝術(shù)和空間藝術(shù)的綜合體，既有文學與音樂的時間性、聽覺性，又有繪畫與建筑的空間性、視覺性。在功能上，它不但要擴展人們的視覺范圍，還要擴展人們的思維能力。計算機對于圖形設計及舞美創(chuàng)作方面起重要的主導作用，給我們提供了一條思路，可以把計算機轉(zhuǎn)換成一種全新的“舞臺語言”，我們有理由相信計算機與舞美的聯(lián)姻必將激發(fā)更多的靈活性和創(chuàng)作激情。

二、多媒體技術(shù)在舞美中的應用

舞臺美術(shù)簡稱舞美,包括布景、燈光、服裝、化妝、道具、效果等內(nèi)容.舞臺美術(shù)的主要作用在于運用多種表演藝術(shù)手段,營造戲劇環(huán)境、渲染舞臺氣氛、塑造人物形象.舞臺美術(shù)有其自己的創(chuàng)作藝術(shù)規(guī)律.可以說它是一種集"平面"、"空間"和"時間"為一體的極具觀賞性的藝術(shù).長期以來，我國的舞臺美術(shù)緊跟21世紀時代前進的步伐,不斷發(fā)展,不斷創(chuàng)新,并呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的喜人態(tài)勢.舞美藝術(shù)密切滲透于多媒體技術(shù)的應用之中。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在舞美中的應用

計算機神奇的表現(xiàn)力使理想形態(tài)的創(chuàng)造達到隨心所欲的境地。計算機三維技術(shù)有極強的仿真能力和創(chuàng)造力，它可以在虛擬的空間里，創(chuàng)造出極其逼真的世界，又可以憑借想像力創(chuàng)造出大自然的視野，在三維動畫所表現(xiàn)的空間畫面中，以超現(xiàn)實的表現(xiàn)力設計出動態(tài)的理想世界，在這里傳統(tǒng)的描繪材料工具及技法都望塵莫及。傳統(tǒng)的舞美設計，總是先要有一個初步構(gòu)思，畫出草圖，通過與導演和各部門的協(xié)商，讓構(gòu)思具體化，然后畫出效果圖。但是手畫的效果圖是二維空間表現(xiàn)三維空間的，與真實的場景有一定的差距，又很不直觀。另外燈光的效果也無法體現(xiàn)，因為一臺晚會的燈光變化是很多的，不可能每一種變化都要畫一張效果圖。所以，舞美設計的最終面貌還是要到裝臺后才能看到。在舞臺上，燈光布景都裝好后，一旦對光時發(fā)現(xiàn)燈光、布景存在什么問題或有什么不足之外的話，想改是很困難的。利用計算機三維技術(shù)可以在一定程度上解決這些問題。

特別對于燈光設計效果圖來說，應該充分表現(xiàn)出光與景的關(guān)系，表現(xiàn)出不同材質(zhì)、不同介質(zhì)的特點，準確地表現(xiàn)光線、包括光線在空間的造型。而利用計算機燈光設計軟件，可在瞬時對顏色、材質(zhì)、影子、光及大量附加效果進行如意的編輯、強大的動畫工具和快速的圖像生成功能，可以使燈光效果圖更接近現(xiàn)場的效果，達到藝術(shù)設計理念的氛圍。當電腦作為對舞臺演出燈光的控制設備時，即可嚴格依照燈光設計者鍵入的編程方案，迅速而準確無誤地調(diào)控燈具完成對光色的組合、移動、變化，極大地強化了舞臺燈光的可控性和可塑性，從而拓展了設計者對假定時空的想象和創(chuàng)造及舞臺體現(xiàn)前瞻能力。

（二）新型影像設備在舞美中的應用

隨著計算機技術(shù)、光學、電子技術(shù)、視頻技術(shù)的發(fā)展,各種影像設備在舞臺演出中的應用也日益增多,促進了舞臺演出藝術(shù)的發(fā)展。LED電子顯示屏是集光電子技術(shù)，視頻技術(shù)，計算機技術(shù)和微電子技術(shù)為一體的科技產(chǎn)品。LED因其強大的功能在現(xiàn)代舞臺演出中得到了廣泛的應用。它的表現(xiàn)力非常豐富：可以模擬實景，再現(xiàn)自然，也可以顯示效果圖像，還可以用來展現(xiàn)資料等等。它有傳統(tǒng)布景所無法比擬的靈活性和虛擬性，又有燈光系統(tǒng)所具備的部分光源特點，如大屏幕是利用發(fā)光二極管制作，通過本身的光源性能摸擬出現(xiàn)形態(tài)迥異的現(xiàn)實空間造型，還能表現(xiàn)出燈光的光效效果。隨著LED大屏幕在舞臺演出中的使用越來越頻繁和設計者創(chuàng)作觀念的改善，在某些演出中，它已經(jīng)作為舞臺美術(shù)中極其重要的構(gòu)成元素出現(xiàn)了。在演出中，大屏幕出現(xiàn)與演出節(jié)目相匹配畫面，代替了傳統(tǒng)布景功能，而且所營造出的虛擬畫面給了我們想象的空間，比實景更有氣氛。傳統(tǒng)舞美布景是用具體的物質(zhì)材料構(gòu)造，具有可視的外部樣式，給觀眾以實體般的感受，但是不便于靈活替換，而且制作成本較高。而LED能播放任何可以想象到的畫面，動態(tài)的、靜態(tài)的、寫實的、寫意的、內(nèi)容多姿多彩，效果也更為生動逼真，能夠給觀眾身臨其境的完美享受，進而直接影響觀眾的心理變化，左右觀眾的情緒?？v觀近幾年的春晚歌舞類節(jié)目，原本非常不受關(guān)注的舞蹈類節(jié)目借助形式上的創(chuàng)新和內(nèi)容上的豐富化，變成了包裝精美，具有吸引力的亮點。在2007年中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會舞蹈類最佳節(jié)目評選中，獲得第一名的是將舞蹈藝術(shù)與多媒體技術(shù)結(jié)合起來的《小城雨巷》。悠揚的絲竹聲中，薄薄水霧和著煙雨，頃刻間將觀眾帶到了細雨飄零的江南水鄉(xiāng)；當舞者手執(zhí)一把紙傘，在空靈的旋律中翩翩起舞時，讓人不禁想到了戴望舒的詩篇《雨巷》。如此美好的畫面，除了舞蹈演員曼妙的舞姿，我們還要歸功于舞臺后方的LED電子顯示屏。整個大屏幕使用動態(tài)實景和燈光的變幻烘托江南水鄉(xiāng)的氛圍，很有立體感和縱深感，加上近距離取景，畫面很逼真，有“人在畫中走”的意境。

（三）視聽特技在舞美中的應用

視聽特技在舞美領域的應用非常廣泛，其中舞臺照明和舞臺音響是最重要的兩大板塊。

利用燈光手段為舞臺照明并為人物、景物造型的藝術(shù)，稱做舞臺照明。其作用是根據(jù)演出要求，按照舞臺美術(shù)的整體構(gòu)思，運用舞臺燈光的技術(shù)設備及手段配合演員表演，塑造舞臺上的視覺形象。燈光設計面對如今多樣的節(jié)目形式，必須緊扣晚會的主題，對不同的節(jié)目內(nèi)容進行針對性的設計與藝術(shù)創(chuàng)作，只有這樣才能實現(xiàn)燈光的表現(xiàn)形式與節(jié)目內(nèi)容的高度統(tǒng)一。通常晚會舞臺的燈光主要是以節(jié)目的音樂變化和節(jié)奏的變化來控制燈光的亮度與閃光點閃頻速度，燈光的色彩變換主要是以聚焦變化為主，通常可以制造色彩的變化與亮度和聚焦燈點有交叉影合的絢麗美感，為節(jié)目內(nèi)容增光添彩，渲染氣氛，增強節(jié)目電視畫面的視覺效果。在上世紀80年代初，舞臺燈光一直采用人工更換滌綸色紙的方法，這種手動操作模式的繁瑣、不安全，及演出過程中同一盞燈不能換色等問題制約了燈光設計的發(fā)展。隨著我國文藝演出逐漸興盛、演出規(guī)模日益擴大，燈具的使用數(shù)量越來越大，逐漸擺脫了手動換色的局限，讓舞臺變幻出更多更美的色彩，推進了舞臺燈光藝術(shù)向更高水平發(fā)展。而實現(xiàn)舞臺燈光自動化、智能化和科學化則是一個富有挑戰(zhàn)性的目標，它涉及人們對藝術(shù)觀念的認識、照明設備的創(chuàng)新、劇場建筑的配合、演藝制作的工作方式等方面的變革，這是戲劇藝術(shù)、劇場建筑、科學技術(shù)三者緊密結(jié)合的“大系統(tǒng)”工程。

舞臺音響技術(shù)也是隨著當代科技的發(fā)展而產(chǎn)生的一門嶄新學科。近年來，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，舞臺音響技術(shù)也朝著數(shù)字化方向呈現(xiàn)出越來越精細的趨勢，其作用也隨著當代傳播方式的數(shù)字化及傳播范圍的普泛化而顯得越來越重要。在當代舞臺藝術(shù)創(chuàng)作中，即在當代傳媒技術(shù)高速發(fā)展的形勢下，音響技術(shù)已開創(chuàng)了“從技術(shù)到藝術(shù)”的設計理念,即技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合,人性與科技的結(jié)合，成為了舞臺表現(xiàn)的重要手段。目前多維數(shù)字音響技術(shù)這個新概念進入了人們的視野，并被預言將得到進一步創(chuàng)新及普及，這是我們值得探究的新領域。三、多媒體技術(shù)在舞美領域的發(fā)展前景

在當今國際藝術(shù)創(chuàng)作潮流中，舞臺藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為表演藝術(shù)中不可分割的創(chuàng)作體現(xiàn)元素，文藝科技已作為文化藝術(shù)創(chuàng)作的重要載體。在發(fā)達國家中以高科技聲、光、電等各種先進技術(shù)組合體現(xiàn)的舞臺藝術(shù)已經(jīng)獨樹一幟，足以讓人為之振奮，它符合了人們的現(xiàn)代審美理念和文化消費需求，已成為強大的文化產(chǎn)業(yè)的基礎。國外舞臺藝術(shù)創(chuàng)造運用高科技手段所呈現(xiàn)的表演樣式，在現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展的形勢下，為優(yōu)秀舞臺藝術(shù)作品的產(chǎn)生和傳播提供了豐富的體現(xiàn)手段。我國的舞臺科技研究開發(fā)由原來的單一舞臺科技項目研究，發(fā)展到以技術(shù)項目的整體綜合。戲劇演出的震撼力，不但在于藝術(shù)創(chuàng)作的內(nèi)涵，還在于充分利用科技手段，使演出更具張力，而且利用與拓展舞臺表演空間，增強劇情氣氛，提升演出表現(xiàn)力與震撼力。我們要使舞臺科技從單一硬件設備、設施的改造走向用于舞臺藝術(shù)的互動發(fā)展。