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篇1

1995年5月22一26日,在美國馬里蘭州巴爾的摩召開的第15屆“激光與光電子學(CLEO)”和第5屆“量子電子學與激光科學(QELS)”會議,是世界規(guī)模最大的激光一光電子一量子電子學領域的重要的國際會議。本會議一個特別新的內(nèi)容是激光在生物學與醫(yī)學上的應用。同時,還舉辦了一個龐大的技術(shù)展覽會,展覽了許多與生物醫(yī)學有關(guān)的新產(chǎn)品。會上千余篇,內(nèi)容主要側(cè)重固態(tài)與半導體激光器、非線性光學、超短脈沖激光光源、激光在醫(yī)學生物學中的應用等。這些論文反映了近年來激光科學技術(shù)的進展,現(xiàn)分述如下。

1半導體激光

十分引人注目的是半導體激光器件研究方面的成果。其中有關(guān)新材料及其處理過程,器件工作物理機制,器件的設計思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的發(fā)展。光子帶隙、半導體量子電子學的理論和實驗研究逐步使量子阱異質(zhì)結(jié)激光器邁向?qū)嵱秒A段,并導致光學和光電子學用的量子阱器件以及超短脈沖半導體激光器和高速光探測器件的迅速發(fā)展。這對推動高速通訊的發(fā)展是十分重要的。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)的功率轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)高于50%,闌值電流200拼A,工作體積7只7(拜m)2;半導體納米結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)可以制作出微腔激光器。一個10nm的腔體可產(chǎn)生1000nm波長的窄頻帶輻射?？梢妳^(qū),特別是藍綠波段半導體激光器研制令人鼓舞,一旦進入實用階段,勢必劇烈改變小功率可見區(qū)激光器銷售市場的狀況,并將大大擴展激光在科技和生活領域的使用范圍。長波可見段630nm,650nm和670nm的紅色激光二極管(LD)制作成本較前兩年已大大下降。目前可以預感到:在激光顯示、激光準直、激光印刷、激光醫(yī)學生物學應用等方面,半導體紅光激光二極管將會迅速占領氦氖激光器的原有市場,取而代之。與此有關(guān)的藍色發(fā)光二極管(LED)已開始以遠較紅、黃、綠色發(fā)光二極管高昂的價格投放市場(隨著技術(shù)改進,將很快降低成本),形成了大型彩色顯示屏幕蓬勃發(fā)展態(tài)勢。在半導體激光領域,近年備受關(guān)注且影響著該領域進一步發(fā)展的課題是半導體納米結(jié)構(gòu)和微腔以及在這類器件中的相干現(xiàn)象的研究。

2固體激光

迅速發(fā)展的另一領域是固體激光器。近兩年,明顯看到:纖維激光和波導固體激光,可調(diào)諧固態(tài)激光,特別是用半導體激光二極管陣列泵浦的“全固態(tài)化”固體激光器的實用化,將可以達到許多目的:相對廉價、穩(wěn)定性好、壽命長、波長可調(diào)諧范圍寬、脈沖寬度窄,還可以具有優(yōu)良的空間分布光束質(zhì)量等。因此,具有廣泛的應用價值。它已開始取代優(yōu)質(zhì)、高功率的氣體激光器,用于微束打印和數(shù)據(jù)存儲。尤其值得一提的是:“全固態(tài)化”的欽寶石激光器,在連續(xù)操作時.波長可調(diào)諧范圍甚寬(從600~1100nm),功率很易達到瓦級水平。在鎖模脈沖運轉(zhuǎn)時,可以產(chǎn)生自鎖模,脈寬達數(shù)十飛鈔,平均功率已達瓦級。如此一來,再配合非線性頻率變換辦法,可以把激光波段擴展到很大的范圍。再加這類激光器的裝里有牢靠、調(diào)節(jié)簡便的優(yōu)點,可以做成車載、機載系統(tǒng)。顯然,在不遠的將來,有可能由它淘汰染料激光。

3非線性光學

非線性光學領域的論文最為吸引人的是一些新的無機或有機光學材料的誕生和應用。目前從紫外到中紅外的實用的光學參童振蕩器已商品化。此外,與高速信息公路有關(guān)的孤子激光產(chǎn)生和傳翰問題,其成果已陸續(xù)投人實際使用。

4超短超快激光

會議中研討的一個特殊領域是超短脈沖激光的產(chǎn)生與測量及其在電子學、醫(yī)學、成象和超快過程控制方面的應用。欽寶石的鎖模飛秒激光裝置以及光纖激光器的鎖模是與當前研究超短光脈沖發(fā)生技術(shù)的熱點。其中有關(guān)的機理與技術(shù)已趨成熟,將會很快開辟通信、化學、生物學的應用。

5激光生物醫(yī)學應用

這次會議的一個新穎論題是:激光在生物醫(yī)學領域的應用?？磥?由于激光技術(shù)裝置的穩(wěn)定、成熟、易于操作、價格下降以及其特有的難予取代的優(yōu)點,將很快滲入生物學研究。以及極其審慎的臨床醫(yī)學應用領域。其中成效特別顯著的一個方面是激光誘發(fā)熒光技術(shù)應用于細胞動力學的數(shù)字顯微成象和生物學過程監(jiān)測。高速時間分辨熒光光譜技術(shù)已開始成功地用于臨床醫(yī)學診治。

篇2

一、關(guān)于零部件制造設備新技術(shù)應用 

目前汽車廠設備關(guān)于汽車零部件制造的技術(shù)應用形式較多，包括塑料件漆膜粘結(jié)、負荷陶瓷制動盤、鎂合金等等。就塑料件漆膜粘結(jié)新工藝技術(shù)來看，其技術(shù)應用原理并不是將尤其噴撒到零件表面上，而是運用化學形式通過注塑成型機進行漆膜粘貼，現(xiàn)階段關(guān)于該技術(shù)工藝開發(fā)與研究較多，其中以克萊斯勒公司為典型代表。在設備技術(shù)應用過程中，通過塑料件漆膜粘接能夠大大控制零件制造的成本投入，例如在汽車廠設備配備中投入五臺左右注塑成型機，汽車漆膜項目就能夠順利開展，而節(jié)省下的成本投入在數(shù)千萬左右。另外，近幾年關(guān)于鎂合金在汽車廠設備制造中的應用也越來越多。應用鎂自身優(yōu)勢，能夠通過熱轉(zhuǎn)換進行生產(chǎn)，除此之外也可以通過電解工藝技術(shù)進行生產(chǎn)。應該鎂合金進行汽車零件生產(chǎn)其生產(chǎn)成本較高，且耐久性有待進一步提升。但將鎂合金由于汽車制造中的傳動系零部件及儀表板生產(chǎn)零部件，能夠有效提升汽車零件質(zhì)量及整體性能。就現(xiàn)階段的應用及研況來看，鎂合金更傾向于應用在鎂制缸蓋及變速器外殼上，這種技術(shù)應用目前以歐美國家為主，通過實踐技術(shù)應用逐漸實現(xiàn)技術(shù)普及。盡管鎂壓鑄件使用規(guī)模有限，但這種應用技術(shù)是目前較多汽車廠生產(chǎn)制造加大關(guān)注與研發(fā)的新技術(shù)形式。 

二、汽車廠關(guān)于車身技術(shù)應用 

1.計算機模擬技術(shù) 

現(xiàn)階段各國汽車制造企業(yè)已經(jīng)將金屬板料形成過程數(shù)值模擬作為汽車零部件設計中的一個標準工具，通過這種數(shù)值模擬形式能夠有效控制次品率、廢品率，并提升沖壓質(zhì)量，這對汽車制造企業(yè)來講能夠大大降低汽車制造成本。目前在汽車廠設備應用中主要采用模塊化沖壓技術(shù)、特種成型技術(shù)等等。通過采用代用控制功能模塊式?jīng)_壓的壓力機設備，以及帶材矯正機進行系統(tǒng)運行，在運行過程中完成沖模橫向位移，并進行帶材進給定位功能操作。該系統(tǒng)應用可編程沖壓，所以系統(tǒng)能夠柔性的滿足生產(chǎn)需要，在帶材上完成不同汽車零件生產(chǎn)。通過設備串聯(lián)式加工，能夠?qū)ぜM行兩面沖壓加工，最大限度提升設備工藝水平及生產(chǎn)效率。另外，應充分明確應用這種設備技術(shù)能夠?qū)_壓加工系統(tǒng)柔性與生產(chǎn)效能統(tǒng)一。 

2.亞毫米沖壓技術(shù) 

亞毫米沖壓主要是指將車身沖壓件精度控制在0-1.0mm范圍。該沖壓技術(shù)應用對精度要求較高，要保證沖壓件尺寸能夠精準的控制在亞毫米范圍，并嚴格控制其敏捷度，要有效減少30%以上沖壓時間，并對模具設計與制造時間、工裝準備時間進行有效控制，縮短整體車型制造時間。 

三、車身焊接設備及工藝技術(shù)分析 

隨著科技水平提升，車身制造工藝也在這個過程中獲得發(fā)展，從租出拼接技術(shù)到激光復合焊接工藝，經(jīng)歷了技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)。 

1、激光復合焊接功能以 

其主要是一種通過借助激光焊接工藝，并同時利用兩種焊接技術(shù)在焊接區(qū)的一種方法。這項技術(shù)具有幾點優(yōu)勢特點：焊接過程中的電弧高穩(wěn)定性以及大熔深；焊接焊縫具有較強韌性；無焊縫背面下垂情況；同時也具有較好的經(jīng)濟性。 

2、實例分析 

采取激光復合焊接工藝過程中，主要借助的是MIG復合焊接技術(shù)，同時因為此項技術(shù)需要與MIG釬焊之間相融合，最終有效克服技術(shù)缺陷，能夠產(chǎn)生良好電弧穩(wěn)定性。焊后焊縫熔寬將會可以充分達到設計需要，焊縫表面所具有的光滑程度以及良好可塑性，通常而言，并不需要PVC涂層，則能夠利用裸表面完成應用。但是焊縫屬于連續(xù)性密封焊縫，為此，可以極大程度上提升汽車車身的剛性以及密封性。 

參考文獻： 

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【關(guān)鍵詞】光電子器件 雙語 創(chuàng)新 小班化教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0223-02

一、《光電子器件》雙語課程的特點

科學技術(shù)的不斷發(fā)展，讓人類社會步入了信息量爆炸性增長的階段。世界再也不是繞著圓形的地球在運轉(zhuǎn)，人們將其描述為：“the world is flat”，即世界扁平化。信息傳送不分晝夜，沒有時差和地域的分別。面臨這一特殊新時期，對于高科技工程領域而言，專業(yè)英語將是獲得、掌握、利用這些信息、緊跟時展步伐的重要國際交流工具。當前，雙語教學已經(jīng)成為各大高校專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，我國各高校根據(jù)自身情況開展雙語教學課程具有重要意義[1-3]。

南京郵電大學長期以來一直高度重視雙語教學在課程建設中的作用。在光學專業(yè)領域，先后開設了《應用光學》、《光電子學》和《光電子器件》等雙語課程。其中，《光電子器件》雙語課程作為光電信息工程專業(yè)的選修課程，旨于培養(yǎng)光電子科學與技術(shù)領域具有國際視野和競爭能力的科研與技術(shù)開發(fā)的后備人才。類似于其他工科類雙語課程，該課程需要靈活地應用兩種不同語言向?qū)W生傳授知識理論，與學生進行交流和溝通，培養(yǎng)其雙語信息的獲取、處理、交流和創(chuàng)新能力。讓學生掌握光電子技術(shù)專業(yè)理論知識的同時，了解該領域國際學術(shù)前沿，成為真正的創(chuàng)新型人才。此外，以小班為單位進行教學。不同于以往的大班授課模式，由于課堂規(guī)模的變化，對教師教學、課堂組織、課程考核等提出了新的要求，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了一種新的方式。

二、《光電子器件》雙語課程小班化教學的特殊性

新時期我國高等教育應用型人才的培養(yǎng)，應該以“綜合素質(zhì)”為方向，以應用為目標，以“能力”為主線和核心。不是培養(yǎng)只求一個職業(yè)飯碗、缺乏事業(yè)志向的人，而是培養(yǎng)具有知識、能力、觀念，具有解決實際問題、應對實際工程問題的技術(shù)人才。和其他高等教育課程一樣，《光電子器件》雙語課程是一門應用型、實踐性強的工程技術(shù)課程，強調(diào)理論聯(lián)系實際，以培養(yǎng)光學工程領域應用型創(chuàng)新人才為目標，內(nèi)容涉及光電子器件（如光源、光纖和光電探測器、光電調(diào)制器等器件）的工作原理和實際器件的設計與選型。部分內(nèi)容需要緊跟技術(shù)發(fā)展前沿，體現(xiàn)最新技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和現(xiàn)狀?！豆怆娮悠骷冯p語課程采用小班化教學，由于其授課對象和課程安排的特殊性，為實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學目標，需要在實際的教學實踐中探索與研究有效的教學模式。

在大班雙語教學課堂上，由于人數(shù)眾多往往只采取一種教學策略：以教師為重的單向授課。采用一刀切的考核模式，教學空間的設置并不理想。由于雙語課程語言使用的特殊性，學生的英語水平參差不齊，部分書面成績優(yōu)異的學生還存在口語表達能力方面的不足，授課過程被動接受將大大降低學生的學習效率，讓其失去學習信心。此外，學生還存在團隊合作能力不高、溝通能力較低、表達能力差、專業(yè)閱讀量較少，解決實際問題的能力較差的不足。開展小班化教學的本質(zhì)，并不僅僅體現(xiàn)在人數(shù)上。在學生較少的班級中，開展教育教學活動的教學內(nèi)容、教學模式和評價方法都將產(chǎn)生全新變化，教育觀念將更新，其關(guān)鍵在于促進每個學生的個性化發(fā)展。實施小班化教學，首先應樹立：“學生為主導”的意識，即學生是教學的主體，處于教學活動的中心地位。主要體現(xiàn)于：學生有更多的時間與教師交流，得到教師的個別化教育，能充分享受教育的資源；其次，實施小班化教學，教師必須樹立服務意識，需要根據(jù)每個學生的特點、需求，制定教學手段，創(chuàng)設和諧的教學意境，提高教學效率；最后，教師在小班化教學中的主導地位，主要體現(xiàn)于引導學生積極探索、有效地組織教學活動，例如準備課堂問題、組織課堂討論、反饋學生問題等，培養(yǎng)學生知識探索的精神和學以致用的能力。小班教學中，師生交流的機會明顯增多，學生最終的學習效率也將提高。

三、《光電子器件》雙語教學小班化教學實施方法

以培養(yǎng)個性化創(chuàng)新型人才為目標，將小班化教學引入《光電子器件》雙語課程，實施方法主要包括以下幾個方面：

（1）教學活動中加入文獻閱讀、匯報，引入實際應用相結(jié)合的案例教學：前者是指教師布置專業(yè)英文文獻閱讀作業(yè)，學生在規(guī)定時間內(nèi)完成閱讀報告，并在課上用PPT向全班同學匯報閱讀成果；后者旨于引導課后自主學習，多層次遞進式教學，注重學用結(jié)合，發(fā)揮優(yōu)秀學生的學習潛能，提高水平較弱學生的學習興趣，教師積極給予學生鼓勵。課上介紹實際應用案例，課后引導自主學習。例如：講解光伏探測器在社會產(chǎn)業(yè)中的應用實例，讓學生通過文獻查閱、思考并總結(jié)如何提高電池效率以節(jié)約能源。這些實際問題需要應用光電子器件理論所學習到的相關(guān)知識去解決，使學生意識到，所學的知識與實際應用是緊密相連的，激發(fā)他們的學習興趣。提出案例的伊始，并不在課堂上立即進行講解，讓學生課后思考。如激光器的封裝需要考慮哪些因素？應采用什么結(jié)構(gòu)？在下次課討論時，學生的方法將豐富多彩，讓其在掌握基本知識，學以致用的同時，了解了最新的光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。

（2）利用小班教學的優(yōu)勢，實施差異性教學：基于拓展性課題的研究性學習：安排拓展性課題，部分內(nèi)容超出教學教材，由學生根據(jù)教學進度在不同周分組研究完成。讓學生抽取題目，根據(jù)要求，完成資料搜索、整理、歸納總結(jié)知識點并完成報告。（目的：讓學生在理解課堂教學內(nèi)容的基礎上展開課外的團隊式探索學習、文獻分析等活動，在擴充學生知識面的同時，強化其對所學理論知識的理解和應用。在傳遞知識的同時，通過安排探索性的學習任務培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)乃季S習慣，為其將來的科學研究與工作打下良好基礎）。如此方式安排難易不同的拓展性課題供學生選擇，為優(yōu)秀學生提供拓展思維、獨立探索和發(fā)揮才能的機會；讓水平弱一些的同學看到自身學習課程的收獲。培養(yǎng)思考問題、解決問題的興趣、提升主動學習的機會。根據(jù)學生差異、興趣愛好和需求，進行同質(zhì)或異質(zhì)編組。同質(zhì)：有利于教師重點輔導，使每個學生獲得成功；異質(zhì)：有利于同學互相幫助、合作互補，并且可在教案的制定上體現(xiàn)出不同分組和不同要求的特點。這種方式能夠體現(xiàn)“以人為本”，“因材施教”的差異化培養(yǎng)理念，促進課程教學中的“教與學”、“教學和科研”的融合與相互促進。

（3）合理組織課堂的語言和內(nèi)容安排：據(jù)情況合理搭配語言模式，根據(jù)不同學生的外語水平，在一個學期的不同階段，合理搭配英語授課比例教學法，即每節(jié)課首先用英語復習上節(jié)課的內(nèi)容，然后用中文講授新課。注重活躍課堂氣氛，進行師生同堂授課或者角色互換，體現(xiàn)教學民主、教學相長，營造溫馨、愉快的氛圍。許多研究都體現(xiàn)了師生互動、生生互動、學生―媒介―環(huán)境等多維互動對雙語教學的重要性。

（4）重構(gòu)《光電子器件》雙語課程的考核模式：實現(xiàn)從注重知識點的考核向知識與能力并重考核的轉(zhuǎn)變。例如，在掌握光電轉(zhuǎn)換基本原理的基礎上，要求學生通過文獻閱讀和課堂討論，總結(jié)與思考，以撰寫大論文的方式，遞交基于理論知識獲得的最新的關(guān)于光電子器件（如半導體激光器、光電導探測器等）的設計方案。安排課后作業(yè)采用英文題目，要求以英文形式完成，使學生學會使用一些簡單句型來表達專業(yè)問題。課堂匯報則旨于提高學生獨立思考及口語表達能力。教師結(jié)合課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、演講匯報等內(nèi)容進行綜合考核，包括現(xiàn)場打分和匯報材料打分。以現(xiàn)場打分為主，包括匯報格式規(guī)范、思路清晰、表達流暢程度、對問題的分析應對能力、團隊成員的協(xié)調(diào)能力等；在材料打分方面，主要為大作業(yè)報告及其演講匯報材料的評判，主要評估對所選主題的理解是否透徹，是否抓住了問題的本質(zhì)。是否具有創(chuàng)新性等。改進后的課程考核方式，將最終考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核占主導地位，體現(xiàn)學生的綜合能力，發(fā)揮考試的真實體現(xiàn)價值。

（5）精選教材、豐富教學資源：采用難易適中的英文原版教材或原版教材搭配中文參考書的形式。選用原版教材的原因有原版教材內(nèi)容更詳盡，理論更系統(tǒng)更具前沿性，加快了國內(nèi)與國際接軌教學。將教學過程分為課堂教學和課外學習網(wǎng)站，通過后者將每章的知識點、重點及難點提供給學生，讓學生預習。在課堂上采用多維互動教學模式，系統(tǒng)針對性地進行知識點講授，使學生在較短時間內(nèi)掌握主要知識。最后，設計教學問卷，內(nèi)容包括改課程的學習是否能提高英語水平、所選教材是否合適、授課方式是否合理、對授課內(nèi)容（包括多媒體課件與板書等）是否滿意、學生對老師的語言和專業(yè)知識是否肯定等。

四、總結(jié)

綜上所述，雙語教學是我國與國際接軌、教育改革發(fā)展的必然趨勢?！豆怆娮悠骷冯p語課程作為一門培養(yǎng)工程技術(shù)領域國際化創(chuàng)新型人才的課程，需要充分考慮到班級學生的個體差異性，發(fā)揮小班教學在《光電子器件》課程教學中的優(yōu)勢，促進教育機會的平等，合作學習，保護學生的個性差異，增加師生互動和師生關(guān)系的融洽與和諧，增加學生學習的信心，成為創(chuàng)新型的個性化人才。

參考文獻：

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作者簡介：

萬洪丹（1984-），女，講師。

篇4

關(guān)鍵詞：工業(yè)CT；載物平臺；無線遙控；步進電機；單片機；運動控制

引言

工業(yè) CT是計算機斷層成像技術(shù)在工業(yè)上的應用，涉及核物理學、光電子學、儀器儀表、精密機械與控制、計算機圖像處理與模式識別等多個學科，是一項技術(shù)密集型的高新技術(shù)[1]。工業(yè) CT 依據(jù)其工作原理大致包括射線源-探測器系統(tǒng)、掃描運動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、圖像重建與處理系統(tǒng)等四部分，其中，掃描運動控制系統(tǒng)是其重要組成部分，它的性能直接影響 CT 圖像的質(zhì)量[2～3]。

研究分析多功能工業(yè) CT測量機掃描運動控制系統(tǒng)存在的運動控制弊端，其載物臺僅作X軸的平移和Z軸的轉(zhuǎn)動，在很多場合不能滿足所需要的實時成像的需求，因此，對載物臺運動控制進行研究，擴展其運動的自由度，進而提出一個在硬件和軟件上都具有通用性的無線遙控裝置的設計方法進行CT機的徑向和層厚方向的掃描運動控制，即Z、Y軸方向移動的載物平臺控制裝置（Z軸方向既是掃描運動控制的層厚方向，Y軸方向即是CT機掃描運動控制的徑向方向），此裝置以步進電機為控制對象，繼承傳統(tǒng)步進電機控制的優(yōu)點，研制基于單片機的步進電機無線控制Z、Y軸方向的載物臺系統(tǒng)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)掃描過程的自動化。

1.系統(tǒng)運動方案設計和控制方案設計

1.1系統(tǒng)運動方案設計

由流程圖可以看出，在軟件設計時，無線遙控載物臺移動狀態(tài)改變前都有讓載物臺停下的一段語句，這是為了給載物臺移動狀態(tài)改變前加一段緩沖時間，以免轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生太大的沖擊。另外，在載物臺要往相反方向移動時，因為載物平臺在兩軸端的位置時，霍爾傳感器會接收單片機一個低電平，發(fā)出指令控制步進電機停止工作，為了避免停止時可能產(chǎn)生瞬時閉合的失誤，而使正在得電的電機損壞。

8.結(jié)束語

本研究是以解決多功能工業(yè)CT測量機在掃描運動控制的徑向和層厚方向上的手動操作缺陷，采用無線遙控控制載物平臺對其進行位置調(diào)整，從而達到最佳的CT成像圖像質(zhì)量為主要研究內(nèi)容的，通過將無線通信技術(shù)、自動控制技術(shù)以及單片機與接口相關(guān)知識結(jié)合完成并實現(xiàn)無線控制功能，

完成了從無線遙控到接收，從單片機處理到執(zhí)行，從控制步進電機轉(zhuǎn)動到載物平臺的軟硬件設計的整體設計過程。因此，研究無線遙控載物平臺對CT成像質(zhì)量的影響，對改善工業(yè)CT掃描運動控制系統(tǒng)的成像性能具有重要的意義。

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關(guān)鍵詞 激光晶體 徑向溫度分布 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TG156.33 文獻標識碼：A

0前言

固體激光器在運轉(zhuǎn)的過程中吸收泵浦光能量，除小部分以激光方式輸出外，大多數(shù)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊岵⒊练e在激光工作物質(zhì)內(nèi)使其產(chǎn)生溫升，在不斷重復泵浦和熱傳導作用下，工作物質(zhì)中溫度梯度的存在使原本折射率完全均勻的工作物質(zhì)變?yōu)檎凵渎什痪鶆虻墓ぷ魑镔|(zhì)。由于固體激光器中熱效應一直影響著高輸出功率和高光束質(zhì)量，因此，有利于激光工作物質(zhì)散熱是選擇激光器工作物質(zhì)形狀的一種因素。因為激光工作物質(zhì)的熱效應嚴重影響了固體激光器的發(fā)展。所以限制熱梯度的增加和減小溫度梯度對波前影響是獲得高光束質(zhì)量、高功率輸出的關(guān)鍵。因此國外為解決固體激光器的熱效應問題做不少工作。

1國內(nèi)外徑向溫度減小方法的發(fā)展現(xiàn)狀

在早期的固體激光器中，工作物質(zhì)通常被加工成圓柱形，這種激光棒目前仍然被國內(nèi)外廣泛使用，但圓柱型的激光棒有很大的徑向溫度梯度，這種溫度梯度是隨激光棒直徑增加而增大。為了更好散熱，減小固體激光器的熱效應，人們還把工作物質(zhì)制造為板條形狀、盤片形狀等等。目的是在給定激光材料體積情況下增加冷卻面積，板條形狀激光棒在1972年由美國通用電氣公司申報了美國專利。專利號：NO.3.633.126。

板條形狀有好的散熱條件，但是光學加工難度很大，而且寬而薄的板條固定技術(shù)也是困難的，同時制造這樣的板條還需要大直徑晶體，生長大直徑晶體的費用很高。1991年，中國專利申請?zhí)枮椋?0205494.5，名稱為：新型激光棒。它是在激光棒柱面上刻槽，改變截面面型，擴大散熱面。但是這種激光棒加工工藝要求高，實現(xiàn)也不容易。

激光二極管陣列（LDA）泵浦同體激光器，因其與燈泵浦同體激光器相比較，具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應用。然而，隨著抽運功率的提高。激光品體的熱效應同樣也非常嚴重。

近年來，很多人對激光介質(zhì)的熱效應進行了研究lJ-嘲。激光二極管的光束是高斯或者近高斯分布，根據(jù)抽運光的特點，以往假設激光晶體軸向抽運光是均勻分布的已經(jīng)不適用。

由于全固態(tài)激光器的應用既要求有高的輸出功率又要求有較高的光束質(zhì)量，為了改善激光晶體熱效應對激光光束質(zhì)量的影響。在圓柱形的激光晶體中軸線上穿一個孔，孔的形狀可以根據(jù)激光晶體的形狀而定，形成中空的激光晶體，在激光晶體的中空部分加上強制型冷卻。

2徑向溫度減小方法的發(fā)展現(xiàn)狀

提高冷卻技術(shù)：現(xiàn)有技術(shù)下，激光晶體中心部分沒有加入冷卻，激光棒內(nèi)存在很大的溫度梯度。

提高泵浦技術(shù)：激光二極管陣列（LDA）泵浦同體激光器，因其與燈泵浦同體激光器相比較，具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應用。然而，隨著抽運功率的提高。激光品體的熱效應同樣也非常嚴重。近年來，很多人對激光介質(zhì)的熱效應進行了研究。

3結(jié)論

高功率激光器技術(shù)向著更高功率、更好光束質(zhì)量、更佳大氣傳輸性能、更高能量轉(zhuǎn)換效率、更緊湊簡便的方向發(fā)展。在圓柱狀的激光棒圓周和中心進行冷卻，增大了冷卻面積，減小了沿激光棒徑向的溫度差，因而折射率梯度也減小了，因此：晶體的熱透鏡效應得到改善，可以提高激光輸出功率和光束質(zhì)量；光束通過晶體不同位置時經(jīng)歷光學長度差異減小，可以有效改善光束產(chǎn)生的波前畸變。并且激光棒易于加工和固定。

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【關(guān)鍵詞】圖案；實訓；設計

在現(xiàn)在的教學實踐活動中，應該減少圖案課程編排中變形方面的比重，在題材的選擇和變現(xiàn)方式上更加傾向自由隨意的風格。

（1）在課程設計和安排上，應該盡量條理化和清晰化圖案設計的設計規(guī)律的講解，教師在課程中就應該讓學生在實踐活動中，自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律、自己總結(jié)規(guī)律，這種規(guī)律類似于學科知識，枯燥無味，過于枯燥晦澀的規(guī)律往往會限制住學生的跳躍性思維，尤其是處于思維極度發(fā)展的青少年，過于規(guī)律化的條理性規(guī)律會將學生局限在這些規(guī)律之中，使學生在思考問題時無法跳出來，遇見任何事情都習慣用這個規(guī)律去解決，從而導致作品生硬呆板，缺乏個性和創(chuàng)意，通過變形，我們可以讓學生自己去總結(jié)總結(jié)自己作品中表現(xiàn)出的規(guī)律，從而讓學生更加深入的理解圖案設計中所存在的規(guī)律。

（2）21世紀是一個青春非常，充滿個性的時代，較之前相比，每個人的審美理念和時尚觀念都發(fā)生了天翻地覆的變化，我們現(xiàn)在所處的社會已經(jīng)進入了一個崇尚自由民主、思維跳躍的時代，而圖案設計作為美化生活的一個有力武器，就更應該靈活多變，體現(xiàn)當代人多變的性格。也就是這道理，我們不必再將自己局限在之前設定好的條條框框里，我們可以放開自己的思維。作為授課教師，不要談“變形”色變，而更應該緊跟現(xiàn)展的潮流，充分體現(xiàn)當代設計理念和潮流，不必再跟“幾何”等概念牽扯。新的時尚觀念也帶來了新的圖案理念，自由跳躍的畫風可以在最大程度上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新觀念，有利于學生設計潛力的發(fā)揮和培養(yǎng)。

（3）教師在授課中，要增強教學內(nèi)容的連貫和互動。尤其是在實訓課中，要貼近藝術(shù)，滿足藝術(shù)設計課程的要求，把之前單獨設計的動物、植物、人物、景物等課程融會貫通起來，發(fā)展成為多種方面的多方面訓練。學生可以選擇自己感興趣的話題進行選擇。同時教師要注意到不同學生所存在的不同的優(yōu)勢，要有針對性的進行訓練，要單獨進行輔導，并且要強調(diào)在表現(xiàn)手法上不能在過于拘泥，可以把所學過的所有的表現(xiàn)手法進行歸納和選擇，這樣不僅可以提高學生的設計能力，也能提高學生的審美觀念和意識。

一、必須對中國傳統(tǒng)紋樣進行深入的記憶，以及熟悉外國傳統(tǒng)紋樣

隨著中國改革開放的發(fā)展，中國越來越融入了世界的潮流，外國文化不斷涌入中國，使得中國傳統(tǒng)的文化難以得到繼承和發(fā)揮?，F(xiàn)在的學生對于中國傳統(tǒng)文化知識的缺乏已經(jīng)成為大家公認的事實。在課堂中，由于各種教學工具的使用，學生對傳統(tǒng)文化的學習也缺乏重視和激情，在要展開設計時，往往面臨的就是沒有靈感沒有思維，在面對復雜難懂的紋樣圖案時，往往又表現(xiàn)出了不耐煩和缺乏耐心。為什么會產(chǎn)生這種情況？究其主要原因，就是學生缺乏對中國傳統(tǒng)知識的理解和認識。所以說，在傳統(tǒng)的圖案教學活動中，最主要的就是教會學生重視當今傳統(tǒng)的圖案紋樣，為自己鋪平設計之路。讓學生試圖自己總結(jié)傳統(tǒng)圖案設計的規(guī)律。如何能準備把我住傳統(tǒng)紋樣設計的精髓，我認為最主要的就是在學習中，把握住每個圖案的造型類型、色彩搭配、構(gòu)圖方式等等，并對這些加以總結(jié)，只要將這些進行仔細的歸納和分析，我們才能在最大程度上把握古人的設計理念和設計精髓。

二、結(jié)合傳統(tǒng)圖案設計理念進行創(chuàng)新

其實仔細研究便可發(fā)現(xiàn)，學生在對傳統(tǒng)紋樣設計進行學習之時，往往存在很多的學習誤區(qū)。比如：沒有靈感，照搬照抄源設計，要么就是對源設計進行簡單的修改，換湯不換藥，其所表現(xiàn)的作品枯燥乏味，沒有生動性。何為重塑，就是對傳統(tǒng)的作品進行回爐重造，重點體現(xiàn)創(chuàng)新觀念。在課堂實際的教學活動中，要讓學生根據(jù)當今流行的時尚設計理念，當今季度所流行的暢銷元素，對經(jīng)典進行重新解釋和再造，體現(xiàn)自己的創(chuàng)新理念，表現(xiàn)自己的設計思維和理念。讓自己的作品更多的貼上時代的標簽。賦予它時代意義。

三、結(jié)束語

綜上所述，我們所做的這些，都是為了讓學生把握住圖案實訓課程的精髓所在，提高學生的設計水平。一方面可以提高學生對枯燥乏味的課程的學習興趣，另一方面，也可以通過實訓，讓學生體會到圖案與時代之間的密切關(guān)系，讓自己的作品更多的被賦予時代含義。這樣不僅可以讓學生的學習和見解視野更加的開闊，就可以進一步的引導和激勵學生，使學生朝著正確的設計之路上順利前行。除此之外，我們還可以采取更加有趣的方式增強學生的動手能力。我們可以將學生已經(jīng)設計完結(jié)的作品進行一些一些小小的改動，可以將這些作品移植在短袖、一次性紙杯、陶瓷杯等實物上，這樣的話，不僅可以提高學生動手參與的熱情，還可以增加實訓課程的樂趣，活躍課堂氛圍，以一種最直觀的方式將作品體現(xiàn)在實際生活當中，讓學生理解作品設計與單純的藝術(shù)構(gòu)想方面的差別。自由這樣，學生才會想要動手，才會愿意動手。動手能力才會得到你最大的提高。

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關(guān)鍵詞：光纖通信原理；研討式教學；分組討論

作者簡介：龍青云（1982-），女，苗族，湖南綏寧人，廣東石油化工學院信息學院，講師；肖明（1968-），男，四川南部人，廣東石油化工學院信息學院，高級實驗師。（廣東 茂名 525000）

中圖分類號：G642.41  文獻標識碼：A  文章編號：1007-0079（2011）36-0186-02

一、“光纖通信原理”課引入研討式教學法的必要性

“光纖通信原理”不僅是高等院校通信專業(yè)的核心課程，而且已經(jīng)成為電子信息類專業(yè)的必修課或重要選修課。“光纖通信原理”涉及的知識面很寬，不僅基于通信原理，而且與半導體光電子學、激光原理等緊密聯(lián)系，其教學內(nèi)容主要包括光纖通信基本原理、系統(tǒng)網(wǎng)絡和新技術(shù)幾大部分。課程教學過程中數(shù)學推導比較多，內(nèi)容較為抽象，不易理解，它涉及到多方面的知識，尤其在光的傳輸原理中涉及到了較多的電磁場理論知識，致使學生感到該課程難學，學習積極性不高。而且，目前“光纖通信原理”教學受傳統(tǒng)教學模式影響較大，教學常常是教師“獨白式”的講授，學生只是被動的接受。學生對這種過于單調(diào)的傳統(tǒng)課堂教學的形式感到不滿意。除此以外，課程考核方式普遍采用期末閉卷考試。考試內(nèi)容以理論知識為主，客觀題型的比例較大，導致學生的學習方法呆板，習慣死記硬背，表現(xiàn)出綜合應用知識能力欠缺，學生作弊容易得手等弊端。抽象的理論內(nèi)容，呆板的“一言堂”授課方式，單調(diào)的課程考核方式，與學生所追求的生動有趣、深刻全面的教學效果，存在著巨大的差距。因此，如何運用更加貼近實際、貼近學生的教學方式來開展“光纖通信原理”的教學改革就成為當務之急。

總理曾經(jīng)指出，“要把學生作為教育的中心，使學生在學習的整個過程中保持著主動性，主動去提出問題，主動去思考問題，主動去探索問題。”而研討式教學法是一種基于互動教學理論，注重發(fā)揮學生的主體精神，教師引導學生主動學習、分析和討論，進行知識建構(gòu)的教學模式。這種教學模式不僅符合現(xiàn)代教育教學規(guī)律，而且符合大學生主動獲取知識、注重掌握方法和提高職業(yè)能力的心理傾向，具有很強的科學性和實踐性。目前該教學模式在許多課程中得以廣泛運用，并取得了良好的效果。鑒于此，筆者首次在“光纖通信原理”課程中引入研討式教學法，以期突破該課程的教學難題，提高教學效果。

二、“光纖通信原理”研討式教學模式的構(gòu)建

1.制定計劃，前期準備

制訂計劃前，教師先與學生交流，充分了解學生對光學、信號與系統(tǒng)、通信原理等知識的掌握情況，然后，再根據(jù)課程的教學目標和教學進度，制定一個包括研討選題、研討方式、閱讀書目、時間分配等內(nèi)容的教學計劃。為了保證教學計劃的有序進行，教師首先要上好第一節(jié)緒論課，激發(fā)學生對本門課程的學習熱情，使學生深刻了解光纖通信的作用和就業(yè)前景而增加學習興趣，為后面的研討式學習打下良好的基礎。然后，教師再講授光纖通信傳輸原理及特性、光纖通信器件、光纖通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡等部分知識。在講授過程中與平常教學不同，即不再是給學生“灌輸”課程的所有知識，而是為學生能夠進行“研討”創(chuàng)造必要的基礎理論背景和分析能力。

2.分成小組，設置選題

將全班學生按學號或宿舍6～7人的規(guī)模組合成課題小組。每個小組推選組長負責該課題組的組織、分工、協(xié)調(diào)等工作。教師設置若干個參考選題。選題是研討式教學的關(guān)鍵要素，其難易程度、質(zhì)量高低直接影響到研討式教學的效果。選題設置應遵循如下原則：一是題目必須明確具體；二是題目要有新意、有吸引力，能夠激發(fā)學生研討的興趣；三是題目要難易適度，有機動效應。就選題類型而言，可以分為三個層次：基礎的知識性問題、具有分析和啟發(fā)精神的思考性問題、體現(xiàn)學科前沿的研究性問題，以適應學生的能力層次要求。例如，筆者給廣東石油化工學院電子信息工程專業(yè)2007級學生設置了如下選題：（1）光纖通信在石化企業(yè)中的應用。這個選題既凸顯了我校的石油化工特色，又聯(lián)系了該專業(yè)學生到石化企業(yè)就業(yè)的實際，很受學生的歡迎。（2）光纖通信廠商對業(yè)內(nèi)人才的需求調(diào)查。這個選題主要是從通信行業(yè)的人才需求出發(fā)，關(guān)注本專業(yè)學生的就業(yè)前景，讓學生主動了解通信行業(yè)所要求的專業(yè)素質(zhì)和能力。（3）寬帶光接入網(wǎng)的最新應用、“三網(wǎng)合一”與光纖通信的關(guān)系。這兩個選題是專業(yè)的熱點問題，可以讓學生了解學科的前沿實際應用，激發(fā)學生的探索興趣。（4）拉曼光纖放大器的最新發(fā)展，這個選題是筆者從事的科研項目，促進了科研與教學的有機融合。（5）智能光網(wǎng)絡的核心技術(shù)及其新發(fā)展、MSTP的關(guān)鍵技術(shù)。這兩個選題是教材的網(wǎng)絡部分內(nèi)容，主要是讓學生熟悉教材，鍛煉學生的歸納和表達能力，滿足部分能力較差的學生的需要。每個課題小組選擇自己感興趣的相關(guān)題目，也可以在與教師討論后對選題進行適當?shù)恼{(diào)整。

3.獨立探索，小組討論

學生選定題目后，教師示范講解小組研究、討論的基本方法，傳授資料的收集、整理分析以及研究報告撰寫的方法。學生根據(jù)教師布置的內(nèi)容和傳授的方法進入自主學習狀態(tài)。小組各成員間進行合理分工，獨立探索。為了充分調(diào)動各成員的積極性，體現(xiàn)團隊意識，考核成績將以課題小組為單位。各小組成員在組內(nèi)對獨立探索的知識和心得展開討論，將大家共同認可和補充的內(nèi)容進行匯總，撰寫本課題的論文或者調(diào)查報告，并制作成多媒體課件。小組研討結(jié)束后，推薦1~2名同學匯總研究成果，并代表本組在全班進行交流。除此之外，如果學生能夠帶著選題走向社會進行實習調(diào)研，比如到電信、移動公司、網(wǎng)絡中心去收集第一手的數(shù)據(jù)和資料，則鍛煉價值更大。

4.全班交流，總結(jié)點評

各個小組推薦的發(fā)言代表上講臺做10～15分鐘的交流發(fā)言，闡述本小組的研究情況，同組成員可以補充發(fā)言，以便于充分闡述本組的研究成果。匯報結(jié)束后，由考核委員會（考核委員會由任課教師和部分學生組成），根據(jù)每一小組的論文質(zhì)量和其代表的匯報情況給出相應的加權(quán)分數(shù)，這一分數(shù)將作為該小組成員的課程考核成績之一。研討結(jié)束，教師進行總結(jié)點評，并讓學生反饋體會和建議。

三、“光纖通信原理”研討式教學效果分析

“光纖通信原理”課引入研討式教學模式后，學生在學習過程中獲得了學習的樂趣，學習積極性明顯提高，教學質(zhì)量也相應地有了很大的提高，該課程3年來的課堂教學效果評分都在92分以上，課程的研討選題也成為學生畢業(yè)設計的“搶選”題目。按照課題小組評定成績，論文與匯報相結(jié)合，學生參與考核委員會，這些都創(chuàng)新了課程的考核方式。盡管本課程是筆者所在學校電子信息工程和電子信息科學與技術(shù)專業(yè)的選修課，但是學生到課率很高，上課認真，討論積極，學生對這種人人都參與、大家都動腦、團隊合作的學習方式非常喜歡，積極與任課教師交流、討論，并對改進這種教學方法提出了許多建議。比如有學生建議：考核前應該設置好考核標準，考核委員會應該在答辯過程提問等，這為進一步完善研討式教學實踐提供了十分有益的參考。之所以能夠取得以上良好的教學效果，筆者分析，主要是因為“光纖通信原理”課研討式教學體現(xiàn)了現(xiàn)代教學理念的三個基本精神。

1.科學定位師生角色，注重發(fā)揮學生的主體精神

研討式教學法打破了“教師只管講―學生只管聽”的傳統(tǒng)授課方式，代之以學生自學為主，教師指導、小組交流、大班講評相結(jié)合的教學新方式。整個教學過程是以問題的提出與解決為中心，以探討、交流與對話為形式，來激發(fā)學生強烈的求知欲和高漲的學習熱情。在教學過程中，教師和學生的角色有了科學的定位，即教師是教學過程的組織者和學生學習引導者，學生是教學過程的積極參與者和自主學習者。教師以學生的主體需要為基礎，合理利用各種教學資源，以達到發(fā)揮學生主體作用，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。學生積極參與教學過程各個環(huán)節(jié)，加強與老師、同學的交流與探討，實現(xiàn)自我探索、自我教育。

2.轉(zhuǎn)變教學主客體關(guān)系，促進師生對話、教學相長

研討式教學是以師生對話、同學交流為基礎的一種團隊學習、合作研究的教學模式。在這種教學模式中，教師不再是對學生進行知識“灌輸”，而是以對話的方式與學生一起交流和探討問題。作為主體的學生，是在教師的幫助和指導下自主探索、合作研討、相互溝通來解決問題。在課堂上學生不再是被動的傾聽者，而是成為課堂發(fā)言、討論的主體。學生上臺講課，老師臺下聽課，師生共同評課，使得師生可以互換角色，這樣就創(chuàng)造了民主的新型師生關(guān)系，從而有利于增進師生的相互理解。而且，在研討式教學過程中，教師還可以從學生那里發(fā)現(xiàn)問題，獲得學術(shù)靈感，從而提高自身的教學、科研能力，促進教學相長。

3.突出學習能力培養(yǎng)，提高學生的綜合素質(zhì)

提高學生的綜合素質(zhì)是實行研討式教學的基本出發(fā)點和主要歸宿，也是實行這種教學改革最突出的亮點。傳統(tǒng)教學模式注重教師教給學生多少知識，而不太關(guān)心學生是否具有轉(zhuǎn)化知識、遷移知識、運用知識等方面的能力。而研討式教學提倡教會學生自主學習的能力，即“授人以魚”不如“授人以漁”。在教學過程中，學生要像教師一樣上臺講課，因而學習目標較高，有很大的刺激性和挑戰(zhàn)性，這對于提高學生課件制作和語言表達能力都有很好的作用。以課題組自主探索的學習方式，有利于培養(yǎng)他們的團隊合作精神。課題論文或研究報告的撰寫和匯報課件的制作都需要學生把材料和數(shù)據(jù)加以整理和取舍，歸納和提煉自己的觀點，使之條理清楚、觀點突出，這將有利于培養(yǎng)他們的學術(shù)科研素質(zhì)，為他們的畢業(yè)設計和將來的工作奠定良好的基礎。

四、結(jié)論

研討式教學的提出和實施，不僅僅是教學手段、方法的改革與創(chuàng)新，更為重要的是它體現(xiàn)了現(xiàn)代教學理念的基本精神。將研討式教學法應用于“光纖通信原理”教學，可以使學生處于教學主體地位，提高其綜合素質(zhì)和能力，充分發(fā)揮其進行研究與實踐的能動性，同時能夠促使任課教師不斷加強自身修養(yǎng)，提高教學與科研水平，促進教學相長，有效地克服了“光纖通信原理”教學面臨的主要難題，有力地提高了該課程的教學效果。

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