时间：2023-12-01 10:11:34
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关键词：光纤通信技术；特点；应用
中图分类号：TN913.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0164-02
引言
进入21世纪以来，随着我国科技水平的快速提升，我国光纤通信技术也在快速发展，提高了我国通信行业的便利程度。在现代社会中，光纤通信是一个主要的通信方式，其以光波为主要的信息载体，光纤为主要的传输媒介。光纤通信主要是指用光缆代替传统的电缆，并用数字交换代替传统的机电交换，并使用数字通信技术。虽然光纤通信技术只是经过几十年的发展，但是，光纤通信技术已经得到了快速发展，且在实际中得到了广泛应用。而随着我国计算机网络技术的快速发展，人们在网络时代中对光纤通信技术的要求也越来越高，在未来光纤通信技术发挥的作用也会越来越大[1]。因此，本文主要分析光纤通信的关键技术，并具体阐述光纤通信的应用。
1 光纤通信技术的概念
光纤通信技术主要是在信号传输过程中使用光导纤维，而光波也是信息传输的载体，实现信息传输的通信方式。区别于其他通信系统的主要特点，载波频率存在很大的区别，光波的载波频率要远远大于微波载波频率，通常而言，光波的载波频率可以达到100THz，而微波的只处在1GHz～10GHz之间。光纤通信系统的基本构成：发送部分、接收部分、光缆部分、中继器（图1）。
实现通信过程如下：发送端将需要发送的图像、语音等信息转换为电信号，输入电信号既可以是模拟信号（如视频信号）也可以是数字信号（如PCM信号），调制器将输入的电信号变成相应的电流信号并注入进光源（发光二极管（LED）或半导体激光器（LD）），进行直接强度调制，光源完成电/光变换，将相应的光信号送入光纤。光纤的种类主要有三种：阶跃多模光纤、梯度（渐变）多模光纤和单模光纤，目前主要采用单模光纤，它以极小的衰减和良好的性能传送已调光信号。在接收端的光电检测器（PIN光电二极管或APD雪崩二极管）对输入的光信号进行直接检波，将其转换为相应的电流信号，再通过放大、再生等手段，以弥补线路传输过程中的能量损耗和波形畸变，最后输出和原始信号一致的电信号，从而完成整个传输过程。
2 光缆通信的关键技术的特点
随着我国科技水平的快速发展，光缆通信技术也取得了快速进步，并且在实际应用中展现出了很多优势，光缆通信技术总体呈现出以下几种特点：成本低、抗磁干扰能力强、需要空间小、通讯容量大、保密性好等特点，具体分述如下。
（1）成本低。在每个行业中都需要考虑成本问题，光纤通信行业也是这样，只有不断降低成本才可以提高公司的效益。现阶段，商品石英作为传输材料，其损耗最低，而未来使用非石英传输材料也会大大降低成本，在提升光纤通信技术的同时还可以降低通讯成本。
（2）抗磁干扰能力强。目前，光纤通信技术主要使用的材料为石英，石英具有很好的绝缘性和抗腐蚀性，同时，石英还具有性价比高的特点。此外，在实际传输过程中石英还可以具有较高的抗电磁干扰的能力，可以大大提升通信过程中数据流的稳定性。
（3）需要空间小。在通信环境中需要考虑一个重要的因素就是使用空间，光纤通信使用的芯较细，同时采用光纤的通信方式，不仅可以提高环境的适应性，同时还可以降低通讯需要的空间。
（4）通讯容量大。相比于微波的通讯容量，光纤通信容量具有较大的特点，且相比于铜线和电缆宽带，光纤宽带也大很多。使用光纤通讯技术可以提高通讯的容量，同时，还可以提升通信的稳定性。
（5）保密性能好。传统电波通信中存在很多问题，如信息保密性差等特点，这样不仅会造成信息的泄漏，同时还会影响用户的安全。而使用光纤通信可以大大提高通信的保密性能。
3 光纤通信技术的应用
现阶段，随着我国光纤通信技术的快速发展，光纤通信技术在实际中也得到了很好的应用，因而分析光纤通信技术的应用就十分必要。
3.1 光纤数字传播技术
光纤数字传播技术在实际应用过程中，由于设备（DXC）有着多个信号的接口，这样可以随意控制任意信号，在这个系统中，还具有配线、恢复、保护及监管等多个功能。在光纤通信技术中，再生器作为核心部件，主要可以用来接收STM-N信号，具有分析和调整信号的功能。
3.2 光纤在接入技术的应用
光纤接入技术可以在用户宽带网络中将高保真视频和音乐、高速数据等高速信息接入。光纤接入网主要分为两个部分，无源光网络和有源光网络，其中无源光网络指的是没有有源器件，而有源光网络指的是系统SDH、ATM及太网等技术。依据光纤到达位置的不同，可以分为FTTB（光纤到大楼）、FTTH（光纤到户）、FTTO（光纤到路边）及FTTCad（光纤到交换箱）四种服务形式[4]。
3.3 光纤通信技术在电力行业中的应用
随着光纤通信技术在电力系统中的不断应用，大大提高了电力系统的安全稳定运行的效率，也提高了电力系统运行的专业性，其中电力生产、宽带及重要的数据都需要光纤通信技术完成。光纤通信技术在电力行业中的应用可以提高电力系统功能的稳定及安全。如光纤复合地线（OPGW）的运用，该技术主要是指在电路传输过程中起着通信地线的作用，主要有铝管型、钢管型及铝骨架型，都具有很好的可靠性和安全性，同时由于接地的作用，不需要经常维护，适用范围较广。同时，这种方法可以满足远距离的输送。
3.4 光纤通信技术在军事上的应用
目前，光纤通信技术在军事上也获得了广泛应用，在未来的战争中信息战会成为主要趋势，光纤通信在军事信息通讯中占据着重要的位置，不仅可以提高军事通信的安全性，同时还可以提高军队之间的交流保密性。利于未来军事战争思想的转变。
4 结束语
综上所述，随着我国光纤通信技术的快速发展，在实际中也得到了广泛应用。光纤通信具有自身独特的优势，如成本低、保密性及抗干扰能力强等特点。全文最后分析了光纤通信技术的实际应用，有利于促进我国光纤通信技术的发展。
参考文献：
[1]白爱锁.光纤通信网络技术中波分复用技术的应用与发展[J].中国科技纵横，2012（11）：16.
[2]于雪飞.光纤通信技术应用分析[J].科技与生活，2012（8）：158.
鸿利光电所生产的LED器件产品已成功应用于北京奥运会开幕式“星光”、“奥运五环”、“太空人”等节目；2010年，公司大功率LED器件产品在上海世博会观景点卢浦大桥上成功实现大规模应用；同年，公司产品成功应用于“广州地铁LED绿色节能示范工程”。
探究企业
LED企业参差不齐
目前中国大陆约有2000多家LED生产公司，分布在LED产业链的上中下游，其中上游外延材料和芯片制造商有50多家，2009年总产值超过20亿元；中游器件与模块封装制造商有600多家，总产值超过200亿元；下游显示与照明应用公司有2000多家，总产值约450 亿元。从上游至下游，行业进入门槛渐低。内资LED企业数量多、规模小，没有占绝对优势的龙头企业。
我国LED封装市场的竞争呈现两极分化格局，行业大部分企业集中于生产低端LED产品，根据证监会公布信息显示，中高端LED产品的封装企业主要包括国星光电、鸿利光电、雷曼光电、洲明光电、勤上光电等中国大陆企业，以及亿光、佰鸿、宏齐等台湾企业。
面临竞争加剧格局
3月15日鸿利光电年度报告显示，公司2011年实现营业收入5.49亿元，同比增长25.50%；实现归属于上市公司股东的净利润7303万元，同比增长16.11%；2011年白光LED器件产品的销售收入达3.17亿元，较2010年增长43.34%，白光LED器件产品收入占LED器件产品收入比例由2010年的66.21%提升至77.09%。
2011年、2012年两年被业内普遍认为将是LED行业的低谷调整期，国内的LED企业将面临生存危机，行业整合将成为常态。而对于像鸿利光电这样的上市公司而言这既是大机遇又是大挑战。
在过去的五年里，全球LED产业不断向中国大陆转移，国外行业龙头陆续开始在大陆设厂。同时，国内LED封装技术不断成熟和创新。在市场需求不断扩大的大背景下，未来可能有更多的资本进入LED行业，鸿利光电将面对更为激烈的市场竞争。
鸿利光电虽为国内封装领域的领先企业，但受制于资金实力限制，在扩大产品生产规模和优化产品结构等方面受到一定的制约，特别是与台湾及国外行业龙头企业在综合实力上尚有一定差距。因此，若本公司不能持续在技术、管理、规模、品牌及技术研发等方面保持优势，公司在行业内的领先地位将受到一定影响。
对此，鸿利光电董事长李国平在接受《小康・财智》记者采访时也表示压力很大。鸿利光电正在加大对技术的研发和投入力度，力求突破目前国内封装产品低价同质化的格局。
而对于目前现有白光LED器件的业绩前景，李国平向记者透露,鸿利光电正在加快扩产步伐，公司最近购买了两三千万的封装设备。购买设备出于两方面的考量：第一，现阶段设备较为便宜；第二，产品卖价正在下降，要保住原来的收入和利润，产能必须要比卖价及毛利率下降的速度高出很多。LED领域竞争相对激烈，产品质量和品牌已成为企业可持续发展的必要条件。产品质量是靠技术的提升和管理的严格，产品品牌的价值则体现在形成难以复制的核心竞争力。这两点鸿利光电都在追求更好。
加速布局照明产业
为了分担封装领域的竞争压力，鸿利光电也在积极发展照明应用。按照李国平的规划，未来鸿利光电的产业链将以白光照明为中心，业务分为三大板块:中高档白光器件、商业照明和汽车照明。
据记者了解，鸿利光电旗下拥有深圳莱帝亚照明有限公司、广州市佛达信号设备有限公司、佛山市科思佰丽光电有限公司(参股企业)三家照明公司。
鸿利光电计划将封装器件基地全部搬至花都光电子基地，将公司现有生产基地汽车城东风大道以西租赁予控股子公司广州市佛达信号设备有限公司使用。汽车照明是李国平非常看好的市场，公司花了两年的时间来研发新产品。
近几年，汽车用LED灯在近两年市场逐渐升温。现在小汽车除了前灯，其他部位的灯如尾灯、刹车灯等开始陆续用LED替换，公共汽车照明也在用LED，未来市场容量非常大。
对于未来的产品布局，考虑到汽车仪表盘灯基本上由欧司朗占据90%的市场份额，所以这一块不会涉及很多。公司将主要布局转向灯、刹车灯、雾灯和bus室内照明灯等欧司朗并没有垄断的市场，这些领域目前占据市场最大份额的是台湾企业。而汽车前大灯目前还没有形成市场，佛达已经研制了一款中高档的前灯，针对汽车照明对LED产品的高要求。
渠道建设有待时日
涉足照明应用领域必然面临的一个残酷现实：如何建立渠道。
李国平透露公司正在做建设渠道的准备工作。“专卖店这种做法我们还是担心效果不会太好，因为做专卖店成本很高，可能效果也不一定很明显。”对于渠道的建设问题，李国平还是显得非常谨慎。“可能我们会先采取或者加盟的形式，也不排除在某些地方采取专卖店的形式。几条路我们都会同时走，但是步子不会迈得很快很大。只有当我们确定这条路好走的情况下，才会再继续走下去。”
鸿利光电是上市公司，在布局渠道方面有资金作为后盾，但在渠道方面显然稍逊传统照明企业一筹。某封装企业负责人对记者表示：“做渠道布局，人脉和经验非常重要，不是谁的产品好谁就能够成功。”他透露，传统照明企业涉足LED照明，选择OEM加工模式，依靠强大的销售渠道迅速占领市场。在成长性方面，他更看好传统照明企业，他的企业也选择帮助照明企业做一些后端的加工，自己并不涉足灯具成品的销售。
“价格和渠道是占领终端照明市场的最佳砝码，LED企业要么去传统照明企业挖人，要么做成传统照明企业的代工厂。总之需要付出很多的人力、物力和资金。”上述负责人表示。对于LED照明企业的自有渠道建设，李国平也承认，鸿利光电“花了很大的时间代价”。
同时，作为过来人，李国平认为封装企业发展下游应用领域，团队可以配合，但是必须要分开管理。“封装跟应用是完全不一样的领域，对人的要求也是不一样的，封装讲究精细化的管理，照明可能讲究是外观、光学设计，完全不一样。”发展下游有利有弊，有些企业把下游应用领域做大，反而忽略了封装业务，但鸿利光电还是想固守住封装业务。
券商分析
兴业证券分析师刘亮认为，毛利率下滑与LED封装行业由于产能释放过快同时需求疲弱造成产品价格下滑明显的整体趋势一致，但公司毛利率下滑幅度要好于封装行业整体情况。这与公司LED应用收入占比高有关，通用照明等产品毛利率下滑幅度要慢于封装器件产品。
民生证券表示看好公司LED产品的发展前景，预计2011-2013年的EPS分别为0.59元、0.84元、1.32元，给予“谨慎推荐”的评级。
刘亮则认为，公司作为国内白光LED领军者，将充分受益于LED照明市场的启动，未来公司募投项目实施将解决产能瓶颈，但短期内行业景气程度及下游需求疲弱仍是制约公司业绩大幅增长的主要因素。
事实上，尽管业绩表现并不算好，但是头顶着“LED概念股”的光环，鸿利光电还是受到了众多基金的青睐。截至2011年三季度，公司的前十大流通股股东中就有7只基金。
高管访谈
记者：面对LED行业毛利持续下滑的现状，成本的优化显得尤为重要。鸿利光电是怎么控制成本的？
李国平：鸿利光电定位中高端，管理和营销成本普遍高于同行水平。以白光为例，因为产品线较长，管理相对细化，我们非常注重产品品质，仅外观检查一项就有30-40个人专门负责。而在营销方面，我们也非常注重客户的维护，只要在珠三角地区，客服人员24小时随传随到，由此也造成了公司经营成本的高企。
高额的经营成本显然不利于企业的发展，鸿利光电开始努力去解决成本问题。在一些费用方面，实行打包制，逐渐控制成本。比如说某一个部门，今年实现200KK的产能，明年增长到300KK，但费用方面，可能今年100块的费用，明年的费用为110块，严格控制费用支出，不按比例增加。
记者：鸿利光电上市了，募集了一部分资金，请问下一步有什么规划和打算？
李国平：在产品开发方面，公司进一步扩大产品品种，并借助自身在LED封装领域的技术优势和产品资源，进一步加强LED照明器具等应用产品的生产能力。
在市场开拓方面，将推进国内营销网络建设，并继续采用直销模式，在维护和巩固与现有大客户战略合作关系的基础上，积极开发新应用领域客户。同时努力通过国际通行的质量认证从而进入其全球采购供应链，提升公司产品的国际竞争力。
在经营管理方面，建立现代化经营管理制度，确保各项工作都有章可循，形成了规范的管理体系，并加强信息化建设，扩充人力资源，提高公司生产经营效率。
记者：近期原材料上涨很厉害，如何消化原材料的上涨？
李国平：公司的主要原材料包括芯片、支架和荧光粉等，2008年至2010年，上述原材料采购金额合计占公司产品材料采购金额的比例分别为82.25%、77.53%和76.59%。公司一方面与客户协商确定产品价格时，会充分考虑主要原材料价格变动对产品成本的影响；另一方面，公司依靠在业内的领先地位及良好的信誉，与三安光电、奇力光电科技股份有限公司等重要原材料供应商已建立了战略合作关系，在一定程度上保证了原材料价格的稳定性及供应的充足性。同时，公司在保证合理库存的前提下，根据原材料市场价格的变动趋势，灵活主动地进行原材料采购，以降低原材料的平均成本。
记者手记
关键词：光电信息技术；特种设备；应用研究
0 前言
随着科技的发展，光电信息技术得到了很大的进步，因而在各个领域当中都得到了良好的应用。其中融合了光学、微电子、红外遥感、超声波、光电子等都想技术，同时涉及了光信息的探测、传输、辐射，以及广电信息的存储、显示、转换、处理等方面的内容。在特种设备领域当中，光电信息技术正在得到越来越广泛的应用，有效地提高了特种设备的安全性能。
1 特种设备与光电信息技术的基本概述
1.1 特种设备
特种设备指的是具有较大危险性，甚至会威胁到人们生命安全的设备，如锅炉、压力管道、压力容器、电梯、起重设备、大型游乐设施、客运索道、场内专用机动车辆等。其中，机电类特种设备主要包括客运索道、电梯、大型游乐设施、起重设备等，承压类特种设备则主要包括压力管道、压力容器、锅炉等。由此可见，在人们的日常生活当中，特种设备发挥着至关重要的意义。[1]随着光电信息技术的发展和应用，在化学品、医疗、传统设备制造等行业和领域当中，都将光电信息技术应用与特种设备当中，使得特种设备的使用安全得到了良好的保证，其使用性能也得到了有效的提升。
1.2 光电信息技术
在当前社会中，随着科技的发展，新材料技术、生物技术、海洋开发技术、空间技术、新能源技术、信息技术等，并成为六大高技术群体。其中，光电信息技术的产生和发展，极大地推动了人类社会的进步。在科学领域当中，对于光电信息技术进行了严格的定义，其中包含了光学、超声波、微电子、光电子等多种技术，是一项综合性的信息技术，包含着光信息的辐射、探测、存储、显示、处理、转换、传播等方面的内容。[2]在信息技术产业革命中，光电信息技术是一项重要的技术。在光电信息技术的发展和应用当中，能够更好地提高人们的生活水平，而其在特种设备中的应用，也发挥了良好的作用。
2 光电信息技术在特种设备上的应用
2.1 医疗行业
在人们的日常生活中，医疗行业与人们的健康息息相关，因而需要应用到很多的设备。例如，胶囊型内窥镜，是一种带有摄像机的内窥镜，长度为2.3cm，直径为0.9cm。病人将其吞下，可以拍摄大肠、小肠、胃、十二指肠等部位的图像。应用此种特种设备，可以让病人免受传统检查中的痛苦。在胶囊行内窥镜当中，融合了电、机、光等微系统，被患者吞服之后，随着消化道蠕动前进，利用微型摄像机对数字图像进行拍摄，然后利用微波技术进行传输，最终随着患者排泄物排出体外。[3]在胶囊行内窥镜当中，次啊用了CMOS或CCD摄像机，通过体外微波或自身电池提供电能，同时通过微波将拍摄的图片传输到体外的控制装置，从而实现图像的打印、显示和记录。由此可见，在医疗行业特种设备当中，对光电信息技术的应用，取得了良好的效果。
2.2 日常工作
在人们的日常生活中，也常常会涉及应用了光电信息技术的特种设备，例如光控电焊眼罩，就是对光电遥控原理进行了应用。焊工在进行电焊的时候，需要防护面罩，以免强光刺激损伤眼睛。而在应用光电信息技术之后，可以利用液晶屏对传统的防护玻璃进行替代，这样，焊工在查看焊缝质量的时候，就无需频繁的摘带护目镜，能够更好地保护焊工的研究，同时也能够提升工作效率。另外，在印刷机纸张监控器中，也对光电继电器的原理进行了应用。利用该监控器，能够对每次印刷时使用一张纸进行监控，如果超过了一张纸，将会自动停止印刷，同时发出警报。此外，在路表的霓虹灯、路灯当中，将光敏二极管作为光敏器件，应用在自动控制电路中，能够有效地提高霓虹灯控制的灵敏度。
2.3 传统制造业
在传统制造业当中，锅炉的应用十分广泛，但是在实际应用中，锅炉具有很高的危险性，时常会发生爆炸等安全事故。[4]这些事故的主要原因大都在于水位计失灵，因此，可以利用光电信息技术，将双通道比色温度计应用其中，从而更好地解决这一问题。通过对适当电路和光电器件的应用，可以引入两个不同的波段，然后对两个光波段内辐射能量的比值进行测量，在经过易性的关系运算，从而得到被测物体的温度。在测量高温的时候，可以采用窄且靠近的波段，如果辐射能量较小，则选用两个较宽较靠近的波段，这样，在实际应用中，能够对黑度系数造成的影响进行降低。装通道比色温度计具有两个光电器件和两个通道，具有良好的稳定性和正确性。因此，在锅炉这样的特种设备中应用光电信息技术，能够有效地降低安全事故。
3 结语
作为一项十分先进的技术，光电信息技术在实际应用中发挥出了良好的效果，在各个相关领域中，都得到了极大的应用。对于特种设备来说，由于其与人们的生命财产安全息息相关，因此，将光电信息技术应用其中，能够有效地提高特种设备的安全性能，从而发挥出更为良好的作用。
参考文献：
[1] 李焱，张海波，张强，董宇星.惯导平台下舰载光电设备舷角正交测距技术[J].仪器仪表学报，2014（01）：8-14.
[2] 爱孟斯坦.光电信息技术在特种设备上的应用探讨[J].电子技术与软件工程，2014（05）：133-134.
[3] 楼侃.浅析光电信息技术在特种设备上的应用[J].中小企业管理与科技（上），2013（08）：293-294.
[4] 王雯雯，业成，宫宁生，周玉华.二维码与水印技术在特种设备防伪和信息追踪中的应用[J].中国特种设备安全，2014（11）：1-4+9.
作者简介：唐光远（1995―），男，河北唐山人，沈阳理工大学学生。
关键词：光电信息;实践教学;学生
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0000-02
一、中北大学光电信息类专业简介
目前，中北大学光学工程学科管理部（隶属于中北大学信息与通信工程学院）有两个本科专业，“光电信息科学与工程”（2013年前为光信息科学与技术，2002年开始招生，山西省特色专业）和“电子信息科学与技术”（2001年开始招生，本专业侧重于光电信息的获取与处理方面，所以归到“光学工程”学科管理部）。相对于国内高水平光电类专业的学校，中北大学在光电信息类专业方面招生较晚，再加之扩招以及光电类专业的实验设备较贵等多方面的原因，实践教学（课程实验、课程设计、毕业设计、学生动手创新环节等）在2013年以前各方面条件差，甚至一些重要的专业基础课程实验也只能用一台实验仪器给几十名学生演示一下或计算机简单仿真，也没有形成完整的实践教学体系。2012年教育部本科专业更新调整后，学校也提出了抓内涵建设，并且把本科专业建设和学科建设统筹考虑，2013年成立了学科管理部，这两年进行了较大的改革和建设。
二、近两年的实践教学改革思想
随着教育部2012年版新专业目录招生的变化以及中北大学抓本科教学内涵建设，学校从管理、资金投入、专业评估方式等多方面对促进本科建设进行了较大的改变。中北大学的光电信息类专业归口到“光学工程”学科管理部这个基层单位，结合学校学科建设、科研方向项目、研究生教学，充分发挥学科优势、教师科研优势（包括科研仪器设备、教师在课程设计、毕业设计等方面结合科研），这两年在实践教学方面进行了建设和改革。
结合本类专业十多年的建设与探索，结合学校学科建设、科研方向项目，相关学科带头人、教授、多年从事教学与实验的相关教师广泛讨论、交流。首先在2013年初对培养方案也进行了修订，增加了实践教学环节，多种途径申请学校在本科实验室的投入，也鼓励教师科研和教学集合，构建了较完善的、适合于本校专业方向和定位的实践教学体系，初步形成了光电类专业的实践教学体系建设思路（之所以说是思路是因为有些因为经费、场地、人员等方面的原因还没有完全实现）。
三、光电信息类专业实践教学体系构建
1.中北大学的“光电信息科学与工程”、“电子信息科学与技术”两个专业都属于“电子信息类”本科专业，其培养方案中的专业基础课和专业课主要包括以下几方面的知识：①电子技术基础（如电路分析、电子线路、数字电子技术）;②信息基础（如信号与系统、通信原理等）;③计算机类知识（如c语言、单片机、微机原理等）;④光电信息类（这部分内容较多）。实践性环节包括：课程内实验、实验课程（一般16学时以上单独设课）、大型实验周、课程设计（2～3周）、毕业实习、毕业设计等环节。其中前三个内容（电子技术基础、信息基础、计算机基础）在我院由相关教师与相关的学科部实验室共同完成。另一个主要的光电信息类的实践环节由“光学工程”学科部来规划、设计和实践。
2.结合本类专业的方向构建光电信息类实验室主要设置有：①激光原理与技术实验室;②光纤技术与光通信实验室;③工程光学与光信息处理实验室;④光电检测与综合应用实验室;⑤光电信息系统仿真及软硬件联调实验室;⑥专业特色与光电创新平台实验室。其中各实验室主要完成实验及涉及的课程如表1所示。表1中含盖了本学科下设的两个专业的光学、光电类课程及课程设计、综合实践等方面的内容，其中有些是两个专业共有的专业基础课和专业选修课（激光原理与技术、应用光学、物理光学、光电信息处理、光电检测技术、单片机原理及用、光电信息课程设计等），有些主要是为一个专业服务，但为另一个专业选修或毕业设计等共用（如信息光学、机器视觉、光谱分析与测试等）。有些实验室主要是提供课程实验（如激光原理、应用光学、物理光学等课程实验），有些实验室除提供课程内实验外，还为综合性课程设计、毕业设计、学生课外创新训练（比赛）等提供条件。
中北大学光电信息科学与工程专业是山西省特色专业，在实践教学体系建设方面、实验室建设方面，结合本校“光学工程”、“信息与通信工程”学科师资情况及科研情况，构建了光电信息类方面四个层次的实践环节，如表2所示。包括专业基础实验、专业实验、设计综合性实验、光电综合课程设计、毕业设计、光电创新与比赛。
近几年来，国内的高速电梯控制手段及群控管理方法、速度有着极大的革新。其控制技术可以归整为八个发展阶段，司机控制、按钮控制、微驱动平层控制、集选控制、交流双速控制、直流变压调速控制、交流调速控制、PC－PLC控制;群控管理方法为两类方式，区段分配方式及呼叫分配方式，这些技术使得电梯的群控体系控制特性有了极大改善;各国电梯厂商对于电梯速度也有着很大的竞争，现如今世界上电梯最高速可达到17．4m/s。
2光电开关与斯密特触发器
2．1光电开关
大多传感器电路所选择的都是槽型光电开关，其一般会利用最标准的U型结构，发射器及接收器在U型槽的两边，呈现出一个光轴，在对应检测物通过该槽并隔断光轴时，这时的光电开关就出现了开关量号。以槽式光电开关来讲，其最适宜检测运行速度较高的物体，其可以很好的分辨出透明及半透明的物体，应用安全性较高。因为光电开关输出及输入回路之间是利用电缘绝来实现的，因此其能够应用于众多的场合中。利用集成电路相关技术以及表面安装工艺制作的新型光电开关元件，其具有较好的延时性、拓展性、外同步、抗干扰、可靠性、运行区域稳定、自行诊断等诸多智能化功能。该光电开关属于脉冲调制主动式的光电探测体系类电子开关，其主要应用的冷光源为红外光、红、绿、蓝色光，可以不接触、无损害、快速将各类固体、液体、透明体、黑体、柔软体等物质控制其对应状态及动作。
2．2斯密特触发器
该传感器电路运用斯密特触发器对相关电平进行转换，便于很好地满足于传感器体系测量的精确度，斯密特触发器自身有着巧妙的滞后特性数字化传送门。其电路阀值电压为两个，正向阀值及负向阀值电压;双稳态触发器及单稳态触发器不相同，斯密特触发器整体上是电平触发型的电路，并不会依靠周边较为陡峭脉冲。其属于阀值开关电路的一类，输入级输出特性容易突变的门电路。该电路设计为阻隔相关输入电压所存在的微笑变化而导致的输出电压变化。斯密特触发器对应输出情况转换是由其相关输入信号变化而决定的，输入信号在最低电平提高时，电路状况变化中输入的电平及其相关输入信号是与高电平处降低中的输入变化电平不相同的，其对应阀值电压被称之为正向阀值及负向阀值电压。并且，因为斯密特触发器之内会有相关正反应，因此其输出电压所对应的波形通常较为陡峭。使用斯密特触发器不止是可以把周边转化减缓信号所呈现的波形进行一定整形，最终形成边沿陡峭型矩形波，并且能够把其互相叠加于矩形波的脉冲高与低处电平噪音合理清除。
3电路模块设计及实现
总体传感器电路模块呈现为:电梯脱离信号光电开关触发信号触发器终端处理元件。在相关电梯并未脱离缓冲器时，对应传感器有一个小挡板位于槽型光电开关之间，合理得隔档LED对三极管的触发。在电梯脱离了相关缓冲器时，经由安装于传感器间的对应弹簧将挡板有效的弹开，这时LED就能够轻易的触发光敏三极管。
4结语
关键词： 光电器件；光电特性；传感器应用
0 绪论
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，光电传感器一般由光源，光学通路和光电元件三部分组，光电检测方法具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
1 光电传感器原理
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，由三部分构成：发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。
槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。
反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。
2 光电传感器的应用
2.1 透射式光电传感器在烟尘浊度检测上的应用
防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。
为了检测出烟尘中对人体危害性最大的亚微米颗粒的浊度和避免水蒸气与二氧二碳对光源衰减的影响，选取可见光作光源。光检测器光谱响应范围为400-600nm的光电管，获取随浊度变化的相应电信号。为了提高检测灵敏度，采用具有高增闪、高输入阻抗、低零漂、高共模抑制比的运算放大器，对信号进行放大。刻度校正被用来进行调零与调满刻度，以保证测试准确性。显示器可显示浊度瞬时值。报警电路由多谐振荡器组成，当运算放大器输出浊度信号超过规定时，多谐振荡器工作，输出信号经放大后推动喇叭发出报警信号。
2.2 漫射聚焦型传感器
漫射-聚焦型传感器是效率较高的一种漫射型光电传感器。发光器透镜聚焦在传感器前面固定的一点上。接收器透镜也是聚焦在同一点上。敏感的范围是固定的，取决于聚焦点的位置。这种传感器能够检测在焦点上的物体，允许物体前后偏离焦点一定距离，这个距离称作“敏感窗口”。当物体在敏感窗口以外，在焦点之前或者之后时便检测不到。敏感窗口取决于目标的反射性能和灵敏度的调节状况。因为所射出来的光能是聚焦在一个点上面，增益增大了很多，于是传感器很容易地就检测到窄小的物体或者反射性能差的物体。
具有背景光抑制功能的漫射型光电传感器只能检测一定距离的目标物体，在这个距离以外的物体它便检测不到。在各种漫射型光电传感器中，这种类型的传感器敏感目标物体颜色的灵敏度是最低的。这种传感器的一个主要优点是，它不会检测背景物体。而普通的漫射型光电传感器往往会把背景物体误认为是目标物体。
对于具有机械式背景光抑制功能的漫射型光电传感器，它里面有两个接收元件：一个接收来自目标物体的光，另一个接收背景光。目标接收器E1上的反射光的强度超过背景光接收器E2上的反射光时，便把目标检测出来，产生输出信号。当背景光接收器上的反射光的强度超过目标接收器上的反射光时，不检测目标，输出状态不发生变化。在距离可变的传感器中，焦点可以用机械的方法进行调节。
对于具有电子式背景光抑制功能的漫射型传感器，在传感器中使用一只位置敏感元件（PSD）而不是使用机械元件。发光器发出一束光线，光束反射回来，从目标物体反射回来的光线和从背景物体反射回来的光线到达位置敏感元件的两个不同位置。
3 光电传感器的发展前景
光电式传感器可非接触地探测物体，广泛用于自动化领域，如管理系统、机械制造、包装工业等。当然，光电式传感器也有它的缺点，它是以光为媒介进行无接触检测，光是一种频率很高的电磁波，光干扰也算一种电磁干扰，它是导致传感器误动作的主要因素之一。环境光、背景光和周围其他光电式传感器所发出的光都是光干扰源。故设计时，采用偏振光及高频调制的脉冲光，采用同步检波方式，有利于抑制光干扰。
在各行业、各领域中，光电传感器都得到了广泛的应用，尤其是在电力、工业、军事、农业及生活领域，光电传感器的应用不达标有利于电力电子设备的升级与改造，而且客观促进了社会生产力水平的提高。随着现代科学技术的不断发展，光电传感器的应用展现了更为广阔的发展空间，我们应注重对于国内外相关技术研究成果的积累和借鉴，并且加强与现代计算机技术、网络技术、电力电子技术的有机结合，从而不断拓展光电传感器的应用范围，更好的服务于现代社会的发展。
4 结论语
以上对光电传感器的检测技术和部分光电传感器的应用做了分析说明，在现展中，光电技术有很多种，同时工作方式也又很多。在多方面考虑，应该仔细的选择性能比较稳定价格适应的技术和类型，实施好设计方案。
参考文献：
[1]黄贤武、郑莜霞，传感器原理与应用[M].成都：电子科技大学出版社，2004：145-147.
关键词：教学改革；实践环节；光电子；弱势学科
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671―1580（2014）03―0049―02
工科专业直接面向工矿企业研发生产，具有很强的实际应用背景，尤其是包括光电子技术在内的电子科学与技术这样的前沿学科，具有专业知识更新快、理论基础要求高、实践应用范围广等特点，对社会高新技术发展具有深远影响。因而，培养既具备理论基础又掌握实践技能的复合应用型人才成为社会发展的迫切需要。
一、我系光电子专业方向概况
近年来，许多高校先后开设与光电子相关的专业或专业方向，但受客观办学条件和主观重视程度的影响，各个院校的光电子专业（方向）发展参差不齐。中国矿业大学作为以矿业为特色的高等院校，在与煤炭能源相关的领域形成了优势学科，但“电子科学与技术”学科起步较晚且基础薄弱，1998年获批设置本科专业，2011年3月获批硕士学位授权一级学科点，目前有近500在校生。本文以矿业院校背景下光电子专业方向的相关实践教学改革为例，探讨如何更好地解决实践教学环节这个专业发展的软肋。
本系学生在第一、二学年已系统学习通识教育课程、专业大类课程；第三学年通过自主选择由专业类转入具体专业学习，包括微电子和光电子两个专业方向，主要开设的专业核心课程有《激光原理与技术》《半导体物理基础》《光电子技术》等；第四学年则加入了若干专业课程供选修，其中与光电子相关的有《光电检测技术》《半导体光电子器件》《微波技术》《学科讲座》，这些课程全部或部分承接《光电子技术》，主要任务是进一步加深和拓宽专业知识体系。相对于微电子方向的课程内容较固定单一、本科阶段无需配套硬件实验等情况，光电子方向所面临的问题要复杂和困难得多，其研究领域“广”、相关课程“杂”、所需硬件“多”，因而其实践环节的作用就显得格外突出，需要合理规划和大力建设。为此，我们制定了“厚基础、宽口径、重能力、偏应用”的教学原则，特别是“重能力、偏应用”主要靠实践环节来加强。
二、光电子专业方向的实践环节教学改革
针对光电子方向的“广、杂、多”特点，我们从人才培养和学科发展两方面考虑，根据我系目前光电子技术相关专业课程设置做好实践环节改革和建设，以实现既“厚基础、宽口径”又“重能力、偏应用”的教学原则和培养目标。以此为思路，主要从以下三方面入手，做好实践环节教学工作。
1.根据已有专业课程体系，合理配置实验硬件设备
这一方面是硬件条件基础，既需国家和学校的大力支持，更要自己精打细算，在资金有限的情况下合理配置。作为学校的弱势学科，光电子的实验多年来一直是教学方面的软肋，特别是其中的光学、光电仪器一般比较精密和昂贵，添置与使用都要耗费大量经费和人力，因而应当贵精不在多。根据我系光电子技术相关专业课程的实验要求，兼顾专业综合实践、毕业设计等，我们配置了系统类、器件类的多套综合设备，涵盖激光原理、光纤通信、光电信息、光电检测与成像等光电子的主要领域，所购置设备尽量满足模块化、易组合、可替换、可综合等要求，除了保证验证性实验功能，更应让师生自主设计、开发新的实验功能。目前所配置的光电子仪器设备已可满足相关课程的实验教学，其中“光纤信息与光通信综合实验平台”既可提供完整的系统级传输、通信实验，也可提供光纤、无源光器件、有源光器件、波分复用、光纤光栅传感等器件级功能验证、测试实验；“大功率氦氖气体激光器”、“半导体泵浦激光原理与技术综合实验系统”等可提供激光原理相关实验、研究的设备支持；“光电技术综合实验系统”既能提供几何光学、物理光学、光电检测（含光电成像）等基本的器件级实验，也可搭建创新性的系统级实验。
2.引导学生实现教学相长，保证实践环节环环相扣
这一方面是具体实施过程，需要师生合力完成。我系与光电子相关的实践环节中，固定的是《光电子技术》等专业核心课程和《光电检测技术》等专业选修课程的课堂实验和课后设计，可选的是《专业综合实践II（微波与光电子）》、毕业设计。此外，诸如电子技术综合设计等其他课程也会有部分学生选择光电子方面的题目。另外，一些学生还主动将这些知识应用于各类大学生科技竞赛和毕业设计。这样从第5学期至第7学期乃至毕业，从课堂到课后甚至课外，都有光电子的实践内容。在上述各种实践环节中，课堂实验是重中之重，也是师生互动最多的一环。实用性强是光电子方向专业课的显著特点，无论从课堂教学效果还是学生未来就业来看，都需要配套实验。从课堂教学看，光电子技术知识中大部分采用光学微观视角，仅理论阐述而无实验演示，学生难以亲身体会具体的光电物理现象和观察测试指标数据，只能被动地听讲和接受，难有动力思考和交流；相反，若能通过实验展示其中有趣的物理现象和高效的处理手段，则可激发学生的探索兴趣。从多年教学实践看，绝大多数学生喜欢用实验去学习体会知识，也愿意在实验中和老师交流，往往还能提出很好的想法，实现师生间教学相长。从学生就业看，只有平时接触过实物和进行过操作，才能避免眼高手低，防止理论与实践脱节，增加就业竞争力，更快更好地适应实际工作。
3.积极寻求高新企业合作，建设生产实习实践基地
最后这一方面是完善提高途径，需要社会力量的参与。人才的培养是面向社会需求的，我国的光电子产业正处速发展阶段，需要大量的光电子技术人才。因而，与相关企业进行密切合作交流是将人才培养和社会需求接轨的有效手段。从国内光电产业来看，已形成环渤海、长三角、珠三角、中西部等四大区域。我校所在的江苏省徐州市位于环渤海和长三角两大区域之间，可向这些区域中的光电企业寻求合作交流，目前已建立合作关系的企业有天津拓普、天津耀辉、大恒等知名光电企业。同时，还应在本地积极寻求建立实习实践基地，目前已和本市的江煤集团共建“矿大信电学院――江煤集团大学生创新实践基地”，每年暑期可安排全系学生进行生产实习，参与企业研发、生产、管理、企业文化等诸多方面，体验光电传感等设备、安全监控等系统的生产过程。
三、结论
总之，像我系这样的弱势学科，发展光电子专业方向的实践教学环节，需要从硬件条件基础、具体实施过程、完善提高途径多方面着手解决。通过做好实践环节的教学工作，本系本学科的发展获得了极大的推动，正在稳步实现“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的符合社会需要的复合应用型人才的培养目标。
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随着科技发展和企业规模的扩大，需要更多的应用技术型人才，而高校的扩招，也迫切需要解决毕业生的就业之路，校企合作人才培养模式，能够使学校和企业优势互补、资源共享、互惠互利、共谋发展。本文是以上海应用技术学院光电科学与工程专业的人才培养模式为例，对校企合作培养人才的实践活动进行总结和分析，为LED相关专业的教育改革提供参考。
关键词：
校企合作；人才培养；培养模式
一、引言
在全球环保、能源危机的巨大压力下，半导体照明LED（LightEmittingDiode）已被公认为是健康、节能、环保的照明革命。在各国政府政策及资金支持下，相关企业不断突破技术壁垒，提高产品质量，降低产品价格，加速市场渗透。2015年全球LED照明市场规模已达257亿美元，渗透率为31%，预计2016年将达305亿美元，渗透率可提升至36%。国内LED产业也蓬勃发展，2013年下半年进入稳定发展期，目前中国已成为全球LED行业的主要生产基地。经过近几年的发展与沉淀，我国LED行业缺乏的不是资金和设备，而是人才，尤其是高级技术人才。照明技术的发展十分迅速，但人才培养不可一蹴而就。仅通过在企业的生产实践中临时培养人才，不仅难度大，而且容易出现人才流动，让企业有许多的顾虑和矛盾。因此，广大高等院校应结合产业发展需求，尽快设置和完善相关专业体系，成为培养我国LED人才的主体。
二、校企合作人才培养
立足于“一线工程师”培养的客观需求，新建本科院校本身也需向应用型职业教育转型，LED应用人才的培养应走深层次校企合作人才培养之路。作为一种独特的模式，校企合作是学校本位模式和企业本位模式的优势结合[1]。应用型本科院校应坚持“以就业为导向”的办学原则，积极参与到企业的生产和人才培训过程中，充分调动企业的积极性，搭建校企双赢合作平台，同时和企业建立有效的监管约束机制，保证校企合作人才培养的效果。为了适应长三角经济结构的转型和人才市场的需求，上海应用技术学院理学院在2010年申报了“光电信息科学与工程”专业，主要针对LED产业链，课程覆盖光、电、热、材料等专业领域，以培养掌握LED技术和光电检测技术的应用型人才，满足长三角LED行业对人才的需求，为地区经济发展提供社会服务。这项举措主要基于以下几个方面的考虑：
（一）践行转型，立足应用，定位半导体照明，服务地方，实现“新型”转型发展工程是教育部力主实施的旨在推动
我国新建本科院校应用科技大学战略改革的重大项目[2]。本校坚持以“应用技术”为本，强化内涵建设，走出了一条应用技术型本科院校的特色发展之路。在教育部《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》及《关于地方本科高校转型发展的指导意见（征求意见稿）》文件的指导下，本校进行了“二次转型”，形成了“依托行业、服务企业，培养一线工程师为主的高端应用技术人才”的办学特色。理学院建立专业初期，坚决执行教育部和学院的指导方针，坚定走“工程应用”的发展方向之路。在进行广泛的学科调研和市场考察后，学院领导及相关专家充分分析长三角经济结构调整和急需人才结构，确定了“光电信息科学与工程”专业，以LED封装和检测为切入点，面向LED上、中、下整个产业链，以传授LED专业前沿知识和应用操作技能为主，培养LED行业各层次应用技术人才，适应科技新兴行业的发展对急需人才的需求，为长三角经济发展服务，力争实现从“新建”专业到“新型”专业的跃迁。
（二）校企合作，走“产学研用”之路，开放办学，协同发展
长三角地区是中国LED上中游企业的主要集中地之一，也是最大投资开发区之一。其环境优良，劳动力富集，并拥有上海、扬州、宁波、杭州四大国家半导体照明产业基地，聚集了众多外延芯片制造和封装企业，产业链条齐备，规模宏大，急需LED行业相关人才。目前，上海市已在半导体芯片制造和封装应用方面呈现出良好的产业发展态势，并形成了比较完整的产业链与企业群，也需要LED专业技术人员。这些区域的LED行业经济结构为本专业提供了校企合作必备的实施平台。校企合作，是最有效、最快捷的应用技术人员的培训方式[3]。一方面，企业对人才的需求体现了社会的需求和市场的选择，引导人才结构的合理调整，同时提供LED行业先进生产技术和一流的生产工艺，体现企业的引导价值。另一方面，学院利用自身教育资源，结合企业反馈与需求，与企业环境相融合，在校企实践教学中全面提升学生的素质和综合能力，有针对性地培养适合行业、企业所需的应用技术人才，实现了学校的教育价值。由此可见，深层次的校企合作是一种“双赢”模式。校企合作，能做到学校与企业信息、资源共享，企业提供设备和技术，学校提供场地和教育资源，实现了学生“学中做，做中学”，学生在校所学与企业实践有机结合，学校和企业的设备、技术优势互补，节约了教育与企业成本。
（三）以市场为驱动，促进企业技术创新，科研思维创新，学生教育创新
经过近十年的发展，LED行业的生产能力不断提高，生产规模和市场渗透率不断扩大。但由于LED产业链生产加工门槛低，简单重复生产现象严重，导致市场竞争激烈，盈利空间降低，许多企业处于倒闭边缘。在此境况下，LED企业求生存要发展的主要动力就是技术创新。企业须面向市场需求，研发新产品，提高产品质量，降低生产成本，提高盈利空间。教师研发团队可将研究场地建立在企业生产线上，以企业的产品需求来引导研发方向，将产品研发作为科研的驱动力。教师把参与企业新产品开发的过程汇编成教学内容，作为学生学习的一手资料，同时学生也可参与企业的产品研发过程。这是应用技术型人才培养的一种全新教育模式。
（四）以实习基地为平台，推行企业导师制，提升学生综合实力，引导学生创业和就业
企业实习基地是校内教学资源的有力补充，是提高学生动手能力的重要阵地，是行业认同感和企业文化形成培育的载体，是学生综合能力提高的有效手段，是校企合作培养应用人才的重要纽带[4]。要想有效地发挥实习基地培养应用型人才的重要作用，除了通过组织、制度和监控等手段来严格监控实习基地的各种工作正常运行外[5]，合理的学生指导和学习的模式也非常关键。企业导师制就是非常有效地一种现代化学徒培养模式。学院聘请企业资深的工程师、技术骨干、人事经理作为学生的企业指导教师。企业导师通过亲身传授，不仅将自己的技术、技能传授给学生，完成毕业设计，同时也将企业文化、社会责任传递给学生。在此过程中，学生的专业技术，行业的认知感、荣誉感和责任感也不断增强，综合素质不断提升。此学习模式能使毕业生具有较高素质，容易获得较高层次的岗位，具有较强的就业竞争力。对于勇于创业的学生，企业导师可帮助分析行业发展动态，指导创业方向，提供相应人脉资源，使学生实现创业梦想。
三、人才培养体系取得的成绩
我校近几年的实践和探索充分证明了“产学研用”是校企结合的有效模式。理学院立足LED产业结构、发展态势及人才需求，努力打造生产、学习、科研、应用四位一体的人才培养体系，实现了校企在人才培养、生产实训、技术研发，实践应用等方面的多赢，取得的主要成绩如下：
（一）改变传统教学框架，完善专业课程和实验室建设，引入LED先进理论和工艺设计理论
以《LED照明技术及实验》课程为例，其主要内容包括LED固晶、焊线、点胶等封装工艺、提高外量子效率的因素及常用方法、FlipChip、涂敷点胶、CSP等先进的封装技术等理论知识和生产实践，并建立了“LED封装与可靠性实验室”。本课程教学活动包括三个环节：（1）理论教学，通过课堂讲授完成；（2）LED封装流程的感知认识和生产见习，在浙江亿米光电科技有限公司的生产线上完成；（3）LED封装流程和光电检测技术实践，在“LED封装与可靠性实验室”完成。此教学环节有助于学生掌握LED封装相关的理论基础、技术关键和技术前沿，熟练完成LED封装生产线各工艺的实际操作，能够快速成为一线操作员。至今，已建设完成LED封装与可靠性实验室、LED设计与应用实验室、光电热设计模拟实验室、固体发光材料研究实验室、光电综合实验室及工程光学实验室，并投入教学实践活动中。本专业编纂的教材主要有《LED外延片及芯片生产工艺》、《LED照明技术及实验》、《LED电源驱动》、《计算机辅助光学设计》、《LED散热设计》（部分教材待出版）。总之，本专业从学科特点及行业发展出发，在理论和生产实践两方面来完善教学活动，不但具有完善的理论基础，且覆盖行业基本技术和生产工艺，同时兼顾行业前沿及发展态势。
（二）公司高管参与课程设计和考核机制管理，将学校教学管理制度和公司管理机制有机结合，用准公司模式来进行实验流程管理及成绩考核
为使课程内容与企业生产相对接，围绕提高学生的应用能力进行课程设计。本专业进行了6门“校企合作课程”和“校企联合开设实验项目”的申报建设及教学活动。校企共同进行课程设计和制定课程大纲，共同开展教材和指导书的建设工作共同建立课程试题库，并参与到教学过程中，企业人员参与授课时数不少于总课时的1/3，且将公司的规范管理制度引用到课程考核中，强化过程考核，将生产标准作为试验考核的主要内容。通过此类教学活动，进一步推进产教融合、校企合作的教育教学改革，强化应用型人才培养特色，提升学生实践动手能力，而且及时更新和增加行业企业的新知识、新标准、新技术、新工具和新流程。
（三）以校企联盟和实习基地为基础，将实验内容和公司流水线有机结合，实现公司见习—实验室实习—公司流水线顶岗实习，以探索培养初级技能人员模式
产业系统较学校教育系统更直接面对生产实践、工艺流程、技术创新的实际，尤其是一些高科技产业与高科技开发部门更是立足于科技的前沿。专业建设至今，我院和上游企业（上海博恩世通光电股份有限公司、晶能光电（江西）有限公司、晶品光电（常州）有限公司）、中游企业（浙江亿米光电科技有限公司）、下游公司诺臣光电科技（上海）股份有限公司、上海亚明照明有限公司、嘉兴天城光电科技有限公司、国家半导体照明工程上海产业化基地、嘉善恒杰热管科技有限公司、浙江嘉熙光电设备制造有限公司、南京光研软件系统有限公司、上海坤道信息技术有限公司）签署了合作协议，建立了专业实习基地。将实验操作部分和企业生产线有机地结合起来，使学生了解LED相关产业生产流程，并参与生产实践，同时体验了企业先进技术、前沿工艺、社会需求、市场导向、企业文化、管理理念、考核机制，培养团队合作和吃苦耐劳的精神。此教学模式丰富了大学教育体系，形成了较完整的社会需求的应用人才培养体系。
（四）专业教师分工负责LED上中下游不同领域，与相关企业紧密合作，通过申请国家支持项目以及和企业的合作项目，以学校为主体发展校企合作研发平台，培育科研创新团队，共建企业创新孵化器
到目前为止，本专业已有5名专业教师深入企业进行脱产1年的“产学研践习”，与企业建立密切的合作关系，并形成LED封装及设计、LED光学设计、LED散热设计、固体发光材料、LED照明灯具设计及光学测量等研究团队。申请了3项国家自然科学基金，5项上海市科研支持项目，10项企业合作项目及联盟计划项目。教师科研能力显著提高，并且和企业联合进行技术攻关，为企业解决在生产、管理中的技术性难题，实现企业的产品和工艺创新。
（五）立足LED行业，夯实学生基本知识，激励学生参与科研项目，培养中、高级研发人才，促使学生带着技术和成果去择业
根据学生学习能力，本专业提出层次人才培养方案。教师吸收学习能力较强、立足于本专业发展的学生，使其参与到科研项目，组建学生创新团队，参与企业冠名的设计大赛、学生技能大赛等活动，并且深入企业，在企业导师的指导下，进行企业技术学习及设计，并进行深层次的研究和课题申请，立足使其成为中高级研发人才，并取得丰厚成果。目前为止，学生申请的上海市和校级创新项目已达30多项，专利13项，为企业设计产品3项，参与企业冠名大赛26人。此培养方式也得到了企业的认可，并有多名毕业生进入世界500强企业和国内著名企业。
四、总结
综上所述，企业生产提供了培养人才的实际需求，企业需求指导校企人才培养，科学研究促进企业和人才的创新，人才培养和科研成果服务企业和社会。校企合作人才培养模式对我国高校LED相关专业的发展有重要的现实意义。同时，校企合作培养人才的深层次发展还存在一些问题，如企业的高效管理和学校事务的冗长审批对接不太融洽等，需要校企双方共同努力，探讨更加健全合理的合作模式。
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关键词：光电检测 人机交互 电路设计
中图分类号：TP27
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）007-051-02
光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。伴随着科学技术的发展，智能光电检测已成为光电检测技术的发展方向。
1 智能光电检测的基本原理
在基于光信息采集和光电转换的光纤光栅传感系统中，光电检测仪器起着关键作用，而要使光电检测仪器能够适应恶劣环境和检测出光纤光栅波长的微小位移，并将光信号转化为易于处理的电信号，就需要设计出光电检测电路。
本文设计的智能光电检测电路融合了机、光、电、计算机、人工智能等新技术，其检测系统的结构随被测对象的不同而不尽相同。一般智能电子检测系统由智能信号处理系统、光电传感系统、测控系统、输出系统和接口单元等组成。它以智能信号处理系统为核心，集成了光学采集、光学变换、光电转换、电路调理、接口及信息输出等技术，可以实现光信息采集、光电信号转换、信号探测、逻辑运算与推理、记忆存储及信息传输等功能，并自动完成自检自校和自我诊断与调整等功能。其系统结构与原理参见图1。
智能信号处理系统由微处理器和智能模块组成，其中，微处理器承担数据的处理、运算、存储、管理及信息传输等任务，是智能光电检测系统的核心，并决定其性能。微处理器通常由高性能的单片机或嵌入式微处理器组成，如 8 位的 51 系列单片机、16 位低功耗 MSP430系列单片机、DSP信息处理系统和ARM系统设计芯片等。智能模块实际上是一个智能程序，它集光电检测领域专家知识之大成，代替专家适时解决检测中出现的各种问题，通常由专家知识库、数据模块、逻辑运算与推理程序等组成。
光电传感器系统主要由光电检测元件组成，包括光源、光学通路和光电元件等组成，其功能是实现光学变换和光电转换与传输。目前，常用的光电检测元件有光敏电阻、光电倍增管、光电耦合器件、光电二极管、光电三极管、发光二极管（LED）等。
测控电路是对输入的光电传感器信号进行相应的处理，其主要功能是对信号进行放大、滤波、调制、解调、运算、控制、转换及环境检测等。
输出系统用于输出经过智能信号处理系统确认正确的传感器信息，供用户使用，包括信息存储和输出显示等。
接口包括人机交互接口和总线与网络接口，前者是用于外界对嵌入式智能光电检测系统进行的人机交互，如对数据的修改、添加、删除、维护等；后者指设备之间链接和网络间的通信，以方便信息传输和共享。
2 智能光电检测系统的电路设计
智能光电检测系统主要由光电转换电路、信号放大电路、滤波电路、环境检测电路、智能控制电路、接口电路等组成。其系统框架参见图2。
首先，将采集的光信息通过光电探测器转换成电信号；其次，针对信号转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除，并对环境信号适时检测。光电转换的信号经A/D转换器变换成数字信号，进入智能信号处理系统进行处理，随后由输出系统传送处理后的信息，完成一次信息循环。因此，良好的光电转换电路设计，应充分满足输出信噪比高、被测信号无频率失真和输出信号功率大的要求。
(1) 光电转换电路
采用光电检测技术首先应设计光电转换电路解决光电转换问题。在采集光信息时，由于反射光的强弱受反射物表面的形状、颜色、阳光、灯光照射等多因素的影响，除了选择好采光点外，还应采用在光源范围内有较高灵敏度的元器件，如光敏三极管灵敏度比光电池、光敏电阻、光敏二极管高，不仅随光线变换有较好的线性，而且对光电流有放大作用。图3为灵敏度可调的光电转换电路。利用OPT201可以构建灵敏度可调的光电转换电路，调节分压电阻，即改变5K%R电位器，可改变放大器增益。
（2）信号放大电路
在光电信号转换的过程中，由于输出电压信号微弱，需要设计放大电路予以放大。图4提供了T型网络结构的放大电路。图4中，
这种放大电路由电阻比值结构决定放大器的增益，且反馈电阻扩展了(1+Rx/R2)倍，减少了热噪声和对运放输入偏置电流的影响，放大器具有精度高、稳定性好的优点。其不足是当单通道输入的时候，若输入为不稳定的误差信号，就会直接影响输出端，导致电路稳定性下降。
(3)滤波电路
在光信号转换为电信号的过程中，由于混合有自然光等非检测光源，加上白噪声和器件自身的噪声，使被检测信号的频率有可能失真。为了消除光电信号转换中的这种不利影响，应设计滤波电路，滤除自然光及噪声的干扰。图5为有源滤波电路。
有源滤波器是含有半导体三极管等有源器件的滤波器，与无源滤波器相比，具有体积小、重量轻、价格低、结构牢固、便于集成的特点。图5为压控电压源有源滤波器(VCVS)，采用运算放大OP27和双RC网络构成性能优良的二阶有源滤波电路，可以滤除5Hz以上的信号。
3 结束语
本文分析了智能光电检测的基本原理，在此基础上对完整的智能光电检测系统的各个环节的电路设计进行了系统的探讨，包括光电信息采集系统中的光电转换电路设计、信号放大电路设计、滤波电路设计，环境信号检测系统的温度过热检测电路设计、温度补偿电路设计，智能信号处理系统的智能模块电路设计，以及总线及人机交互接口和信息输出系统中的电路设计。智能光电检测系统由于环境适应能力强，测量范围广，测量精确度高，尤其是强化了人工智能系统，可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正，加上良好的人机交互界面，大大简化了操作程序，提高了数值处理和分析的效率。我们相信，随着光纤材料、计算机技术和人工智能技术等的不断进步，智能光电检测技术将会不断得到完善和改进，并将引领光电检测技术未来的发展方向。
参考文献：
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[3] 陈张玮,李玉和,李庆祥,等.光电探测器前级放大电路设计与研究[J].电测与仪表,2005(6):32-34.
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