光电子技术及应用精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇光电子技术及应用范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：光电子学；教学方法；教学改革；实践环节

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介绍

光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术，涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域，是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛，而且也是未来信息技术中的重要推动力量，它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容，如：光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论，它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。

光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后，其技术水平和工程应用技术取得了很多突破，在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用，光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前，国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中，许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向，将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。

因此，光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识，也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。

二、课程特点及专业培养目标

光电子学基础是整个专业中的基础专业课程，在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用，也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际，注重对学习者能力的培养，重点培养学生综合分析、解决问题能力，为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。

我们的培养目标为：培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能，德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才，使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此，基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点，我们在教学过程中进行了改革探索。

三、教学改革探索

1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要，从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发，研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件，重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上，对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解，同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说，既是基本的原理内容，但又是滞后的技术，若授课时只是按照教材内容讲解，往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果，易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此，在教学过程中补充和及时更新教学内容，增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求，从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向，培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时，要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解，结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解，使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景，对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨，尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文，指导学生学习专业词汇，在课堂中进行讲解，开阔同学们的视野，引导学生进行初步科研潜力的培养和学习，调动学生的积极性，引导他们进行文献学习，进一步了解国外光电子技术的发展现状，激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点，系统规划、组织，实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点，在课程内容上跟上市场技术需求，结合本地区经济发展的实际情况，培养既有专业知识和跨学科知识，又有极强的实际操作能力、适应性强的学生，全面提升学生的理论素养和实践能力，增强学生在未来光电子产业上的竞争力。

2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学，利用多媒体课件在表达上形象直观、方便，在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示，还能节约课程上的时间，从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容，较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件，充分利用网络上丰富的信息资源，并与兄弟院校的老师展开课程教学交流，共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时，利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》，开展光电子技术专题研究，如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等，既能强化学生所学的基础理论，又能激发学习兴趣，培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中，提前打下科学研究基础。③在方法改革中，在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师，帮助学生制定合理的研究计划，选择合适的研究方案和方法，积极发动研究光电子技术的老师，为这些同学们提供必要的实验条件，由学生自己动手去实验，考证研究方法和方案，来寻求实验结果中的答案。这时，教师起到的是一个组织者的角色，指导、规范学生的探索过程。这样的过程，不仅仅是要让学生学量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法。

3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中，本来并没有设置时间环节，而且多数放置在大三或大四学习，实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合，先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节，开设具体的、有针对性的实验内容，让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上，开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上，结合地方实际，联系相关光电子产业中的企业，组织学生进行参观学习，从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际，再从实验实际再到光电子技术，从光电子技术再到光电子商品的过程，能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中，从而更能培养和激发学生兴趣，也能将培养目标中的产业式人才完成，弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。

4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中，把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合，培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来，我们在教学过程和专业培养中，存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象，造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程，极大地激发和培养学生的学习兴趣，为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中，我们培养的本科毕业生就业率95%以上，该专业毕业生考研成功率30%以上，使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围，形成了争赶超的局面。同时，针对光信息科学和工程专业的学生，我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养，增加了企业参观及动手实践等环节，同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性，从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

参考文献：

[1]陶然，王越，单涛.信息对抗技术专业人才培养模式研究[J].中国电子教育，2008，（4）3：9-43.

[2]张向华.专业课教学应遵循的教学规律[J].辽宁教育学院学报，2014，（4）：71.

[3]陈小刚，陈俊风，林善明.《光电子技术》课程设计改革的探索[A].光电技术与系统文选[C].2005.

[4]梁红兵.提速光电子技术与产业[N].中国电子报，2001.

[5]柴金华.《光电子学基础》课程“两结合”与“三要素”教学内容的研究与实践[A].中国光学学会，2010年光学大会论文集[C].2010.

篇(2)

中国科学院半导体研究所“宽带微波信号产生与传输的光子技术”项目摘得2016年中国光学工程学会科技创新奖一等奖的桂冠。消息一出，人们在关注和热议这项创新成果的同时，对于其背后的科研团队，也是好奇心泛滥。

据了解，完成这项科研成果的牵头单位，是中科院半导体研究所微波光电子团队，由祝宁华研究员组建于1998年，是集成光电子学国家联合重点实验室和中国科学院固态光信息技术实验室的重要组成部分，目前有核心成员16人，在读博士和硕士研究生30余人，主要致力于光电子技术相关领域的研究。

可以说，这是一支硕果累累的研究团队――至今为止，他们研制的高速激光器、高速探测器、窄线宽激光器等系列产品在中国电科集团、航天集团等50余家大型知名企业成功应用，好评连连；他们在高速模拟直调激光器的研究上已经达到了国际领先水平；他们出版了3部专著，发表了200余篇高质量学术论文，仅获得的国家授权发明专利就有近百项。

也可以说，这是一支低调的科研队伍――在有点事儿就要“上热搜”、“上头条”的今天，他们瞄准国家重大任务需求，专注探索前沿基础科学和高新技术。就连这次获奖，除了象征性地发了通稿之外，媒体上就再没见关于他们的过多描述。

这种“犹抱琵琶半遮面”的神秘感，更是增加了人们的好奇和猜测，他们为什么如此低调？他们究竟在研究什么？

瞄准行业缺口

事实上，微波光电子团队的研究对象―微波光电子技术、高速光电子技术―并不像人们想象的那样神秘，严格来说都属于光电子技术的交叉方向，目前在很多领域都有广泛应用。而这种交叉融合的方式，也是近年来光电子技术的发展趋势。

光电子技术，确切地应该称为信息光电子技术，是光子技术和电子技术结合而成的高新技术，涉及光显示、光储存、激光等领域，是未来信息产业的核心技术，也是我国的先导产业，在国防工业、能源、汽车、信息技术等产业的发展中发挥着战略性的作用。

1998年，受中科院“百人计划”感召，祝宁华举家从德国回到中国，并在中科院半导体所组建微波光电子研究团队。此后近20年，这支队伍在祝宁华的带领下，逐渐成为我国光电子技术领域的代表性研究团队之一，并在高速半导体激光器等光电子器件及应用研究领域不断取得创新突破，有效提高了我国光电子器件及应用技术的发展水平。

最为称道的成绩之一，是他们提出了高速光电子器件动态特性精确测试方法。祝宁华表示，芯片高频特性的精确测试，一直是困扰业界的老大难问题之一。“因为光电子芯片的尺寸非常小，长度仅有200～300微米，波导宽度仅有2～6微米，这使得芯片与测试夹具尺度之间相差了数百倍，并且芯片与测试仪器本身还存在严重的阻抗失配（激光器3～8欧，探测器和调制器数百欧），所以在原来的技术水平下，要想实现精确测试难度非常大。”

微波光电子团队在祝宁华带领下，针对这一难题开展研究攻关，有效解决了微波矢量网络分析仪校准中的相位不确定性、校准方程相关性、频率限制等关键问题。这一突破让扣除测试仪器和夹具的影响变为可能，为获得较为准确的高频特性参数奠定了基础。

据悉，光电子器件高频响应测试主要分为两类―采用微波网络分析仪测量器件在某一驱动信号幅度和不同频率下的响应特性，以及采用误码分析仪测量器件在不同驱动信号幅度和某一速率时的响应特性。

据祝宁华介绍，一直以来，业界都没有能适用于不同频率和不同驱动幅度下响应特性的测试方法和分析模型。意识到这一需求缺口，微波光电子团队在前期所获突破的基础上继续展开研究，首次提出了激光器动态P-I特性曲线/曲面的概念，并给出了相应的测试方法。一系列测试证明，采用该方法商用仪器能够获得器件特性的直观描述，从理论上解决了工作参数优选的问题，为获得最佳高频响应特性提供了技术保证。

大胆决策创新

正所谓“蛇无头而不行，鸟无翅而不飞”，每个队伍都有其灵魂人物，并且作为队伍的核心，其实力也极其重要。对于微波光电子团队来说，这个人无疑是祝宁华，他专注科研、淡泊名利的精神一直感染着团队里的每一个人。

在从事高速光电子学理论、器件及系统研究的30多年里，祝宁华修正了光电子器件的模场理论，建立了器件优化设计分析模型，提出了一系列测试和封装设计方法，组织了光电子领域发展战略规划的研究和实施，为我国光电子学的发展作出了重要贡献。

多年来，微波光电子团队之所以能够频频在光电子研究领域取得创新和突破，一定程度上与祝宁华这个带头人多次敢为人先的大胆决策息息相关，封装技术的创新就是一个很好的例子。

封装技术，是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术，也可以是指半导体集成电路芯片用的外壳，发挥着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，同时也是沟通芯片内部与外部的桥梁―芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术是非常关键的一环。

TO封装是激光器比较常用的一种成本较低的封装技术，一直以来业界普遍认为，这项技术只适合封装低速率半导体激光器。祝宁华却不这么认为，他向863专家组提出了研制高速TO激光器的大胆建议。

随后，他带领团队展开攻关，提出了一种光电子芯片本征动态特性参数提取方法，可以扣除芯片电极和封装所引入寄生参数的影响。同时，他们还提出了封装设计潜在带宽分析的概念，据此发展了封装寄生参数影响的综合评估技术，为芯片及模块的优化设计提供了有效手段。

这些创新的设计思路后来被微波光电子团队成功应用于激光器、探测器和调制器的封装设计中，研制出10Gb/s和40Gb/s数字通信激光器模块，并与华为、中兴、光迅、海信等公司合作，开发了一系列高速光收发模块，近五年累计创造了近20亿元的新增销售。

与此同时，祝宁华长期从事高速激光器的理论和实验研究，在意识到这一光电子器件的发展前景时，他在我国率先提出了研究高速激光器的建议，并从1998年开始，先后主持研制了2.5GHz、10GHz、18GHz高速激光器相关项目，使我国在该领域的技术水平从起步到跟踪发展再到国际领先，为我国多个重大型号任务中核心元器件的自主可控做出了贡献，相关成果获2013年度国家技术发明二等奖。他将这些研究整理成《光电子器件微波封装和测试》、《光纤光学前沿》等专著并出版，为我国光电子器件产业的发展提供了指导和借鉴。

超前布局规划

多年来，微波光电子团队都能够在激烈竞争中抢占先机，对所处行业未来的发展趋势进行预判，并提早部署研究计划。这已经成为他们的制胜法宝。最具代表性的，就是他们对光电子发展趋势的预判。

众所周知，全球已经步入信息经济时代，信息产业成为了许多国家的支柱产业。而光电子技术的发展在很大程度上决定着信息产业的发展水平。祝宁华介绍说，高速光电子器件在光通信系统的各个层次都有重要应用，如高速光传输、大容量光交换、宽带光接入和微波光子技术等，是实现高速光信息生产、传输、放大、探测、处理等功能的器件，是宽带通信网络的核心，而激光器则是光通信系统的“心脏”。

祝宁华很早之前就曾指出，随着光网络和光通信技术向大容量、低功耗和智能化方向发展，为实现更高速、更宽带光通信传输系统，光电子集成将会成为高速光电子器件的发展趋势之一，同时也是突破速率和能耗两大制约光通信技术未来发展瓶颈的有效途径，而高速激光器的研制也会成为行业焦点。

意识到这一发展方向的重要性，2009年左右，祝宁华组织实施了“信息光电子学”系列研讨会，以及863计划和基金委“十二五”、“十三五”光电子领域发展战略规划研究，促成了多个863主题项目和国家基金委重大项目的立项，积极推动了高速光电子集成芯片的发展。

不仅如此，祝宁华还带领微波光电子团队针对高速光电子集成器件在国内率先开展深入探索研究，取得了突破性进展。他们提出了光电子集成芯片阵列三维封装技术，解决了光电子集成芯片封装过程中面临的微波阻抗严重失配、模场失配和串扰等难题。美国光学学会刊物OPN以《中国光子集成》为题对微波光电子团队的相关研究进展做了大篇幅封面报道，进一步提升了我国在这一前沿领域的国际影响。

成绩证明实力

在过去的近20年，祝宁华带领的这支队伍在高速光电子器件领域的研究中，为我国实现了一个又一个创新突破，但他们却很少对外提及。对他们来说，科研需要沉浸其中，而他们有限的时间只够用来投入研究，再无暇顾及其他。所以这些年，这支队伍证明自己实力的方式“简单”、“粗暴”―不断创新、不断突破，不断刷新成果记录：

他们在光通信和光网络的核心器件高速光波导调制器的研制方面，采用保角变换法和点匹配法，很好地解决了以有限元为代表的常用数值计算法难以精确描述光调制器电极边缘效应的难题，确保了光波和微波传输特性测试分析的精确度，为器件设计和制备提供了有效保证。

他们首次将变分理论用于光波导传输特性分析，有效解决了采用数值分析法进行优化设计时面临的异常困难，建立了光波导基膜和高阶模场分布的解析表达式，并在此基础上获得了导模数目和模式传播常数等参数，在不同结构的光波导分析中成功应用，相关成果荣获中国科学院自然科学三等奖。业内评价称：“该方法表达式简单、参数确定方便、精确度高，为完善光波导理论体系作出了重要贡献。”

他们创新性地提出基于频率分束法的光外差技术，将光谱结构分析从光域转到电域，解决了传统Michelson干涉仪光谱分析法存在的光束发散、透镜振动等限制问题，将光谱分辨率由105提高到了1017。借助这一方法，他们研究了光波列（构成光谱的基本单元）的线宽和长度，以及时间和频率分布规律，建立了半导体激光器超精细光谱结构模型。同时，基于该理论，他们还提出了非对称耦合腔的单片集成激光器机构，能够将线宽压榨到35KHz以下，比常规DFB激光器小了2个量级。航天五院测试后确认其满足航天定标要求，意味着我国在该类核心器件的研发上实现了自主可控。

他们还大胆提出频率相干性概念，完善了波长不同的两束光相干性描述，明确双光束拍频产生微波信号的频谱线宽取决于光束相干性，与光束本身光谱线宽无关，以及两个单片集成激光器的输出光也具有频率相干性，并首次实现了基于微波光子技术的单片集成窄线宽微波源芯片，具有体积小、调谐范围大、不需要微谐振器等特点。

这种可调谐激光器在5微秒内实现了DC～40GHz的快速扫频，与传统电子学微波源技术相比，大大拓宽了频带快读，扫频速率提高了3个量级。这一突出成果一经发表，便立刻获得了UrekAlert和总参某部的高度关注，认为该方法为实现高效电子对抗装置及系统提供了可能。

…………

在科研上，这支队伍的表现其实很高调―提出大胆建议的是他们，提前判断发展趋势的是他们，打破国外禁运限制的也是他们，这些华丽的成果是他们非凡实力的最佳佐证。低调，只是为了屏蔽一切干扰和杂念，心无旁骛地沉浸在科研的世界中。

对于光电子技术的未来，祝宁华表示，光电子技术发展至今，已经对国家的发展产生了重要影响，大到军工、航天、国防等领域，小到家用电器的信号传递、灯光照明等。全球光电子技术产业的市场规模已超1万亿美元，我国的光电子技术产品市场也始终保持着两位数的高速增长，市场可观、潜力巨大。

篇(3)

关键词：光电子技术；双语教学；多媒体课件；互动式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0130-02

一、光电子技术与双语教学

光电子技术是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料、非线性光学材料、衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术作为一门专业课程，主要涵盖光辐射与发光源、光的传播、光的调制、光电探测、光电显示与成像、光存储等内容。光电子技术不仅是一门专业课程，而且已发展成为一门学科，即电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，是未来信息产业的核心技术。双语教学是运用外语进行的非语言教学，具有如下特征：第一，强调在语言类的专业学科中用外语教学；第二，强调运用外语进行课堂教学的交流与互动。双语教学与专业外语教学在性质上完全不同。前者外语是一种教学语言，以外语为手段，讲授一门课程为目的。后者是一种语言教学，以相关知识为手段，讲授外语为目的[1]。因此，在双语教学中，专业知识与专业外语之间存在相互平衡的关系。在有限的学时条件下，教师既要讲授专业知识又要讲授专业外语，学生要在专业知识与专业外语两方面取得进步，二者之间的平衡关系需要根据课程的要求、学生的实际情况在教学过程中不断调整。同时，专业知识与专业外语之间存在相互促进的关系。扎实的专业知识为课程内容的掌握奠定了基础，为专业外语的理解与提高提供了知识背景；坚实的专业外语基础为理解原汁原味的教材内容提供了保障，促进了学生进一步学习专业知识。

随着知识经济、信息社会的到来，全球竞争日益激烈，现代科学正以前所未有的速度迅猛发展，不断引发各个领域深层次的革命。为缩短差距，提高人才的国际竞争力，满足社会对国际化复合人才的需求，双语教学的迫切性和重要性日益凸显。第一，双语教学是知识经济发展的形势需要。国际间竞争不仅表现为产品和市场竞争，更多表现为人力资源的竞争。面对竞争，只有善于抓住机遇，应对挑战，加速高等教育国际化进程，培养一流的人才，才能促进科学教育的发展和变革，使学生具有参与未来国际活动和国际竞争能力。双语教学有利于培养符合市场需求的高素质国际化人才，增加就业机会，保证我国科学教育更加开放地面向世界，促进我国科学教育可持续发展，促进我国知识经济的发展。第二，双语教学是知识信息交流的客观需要，加强中外交流，提高我国科学术水平，缩短与世界先进国家的差距，为实践科教兴国的战略做出贡献。第三，双语教学有利于复合型人才的培养。这种既懂外语，又有专业知识的复合型人才无疑提高了人才的竞争力。

二、“光电子技术”双语课程建设

双语课程建设内容主要包括：大纲确立，教材选用，讲稿教案撰写，课件制作，课堂讲授，课程考试[2]。下面，我们介绍在上述方面的具体工作。

1.“光电子技术”双语课程教材的选取。西安工程大学理学院物理系自2009年以来开设《光电子技术（双语）》课程，其定位为物理系各专业的一门平台课。结合光电子技术的发展、光电子技术双语课程的定位、物理系学生的具体情况以及就业去向，采用S.O. Kasap编著的“Optoelectronics and Photonics-principles and practices”为教材，并且以相关的中英文教材作为参考书[3-6]。课程以“普通物理”、“光学”、“量子力学”系列课程为基础，主要讲授光的波动理论、介质波导和光纤、半导体科学和发光二极管、光伏器件、激光基本原理与技术、光束的调制、光电探测等基本概念及基本技术。

2.“光电子技术”双语课程大纲制定。“光电子技术”双语课程性质为学科基础课，授课对象为物理系本科三年级学生，48个学时，3个学分。制定课程大纲的宗旨和目标在于，通过课程的学习，学生能够对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，提高分析和解决工程技术问题的能力。同时，学生能够熟悉光电子技术的应用领域，了解目前光电子技术的最新成就，掌握光电子技术的发展方向。采用双语教学（汉语和英语），提高学生查英文文献、读英文著作、写英文文章，以及专业的口头交流能力。为了实现课程大纲中提出的目标，将每一章的内容分为四个层次，即熟练掌握、掌握、理解和了解，并配以相应的课时。

3.“光电子技术”双语课程多媒体课件。考虑课程内容更新速度较快的特点，备课在依据原版教材的基础上，增加了与教材内容相关的一些崭新成果。既让学生感受到原汁原味的英语表达方法，又让学生开拓了视野，把握学科发展动态和发展方向。课程的教案、讲稿以及多媒体课件全部用英语书写，多媒体课件包含下列特点。第一，内容新颖：除了涵盖教材的全部内容，在每一章的最后部分增加了与这一章相关的科技新进展，使学生在掌握课程内容的基础上了解相关领域的动态和最新进展，为提高学生的创新能力提供了切实的帮助。第二，结构合理：由于课程涵盖了经典光学、波导与光纤、半导体、激光、光电探测、非线性光学等内容，每一章都自成体系，可以进行跳跃式教学。并且，每一章的开头都有本章的目录，每一章的结尾部分都进行了小结，做到了首尾呼应，有始有终。第三，图表丰富：收录了与本课程相关的光电子领域的一些著名科学家的照片，介绍了他们的简历及主要成就。同时加入了相关的动画和视频，使学生对抽象概念的理解与掌握变得直观而容易，并且引用了一些著名科学家的重要话语，为提高学生的学习兴趣，开拓学生的视野，丰富学生的思维方式提供了翔实的资料。第四，行文规范：由于是双语课程，课件的文字叙述与使用教材紧密联系，并采用规范的科技英语表达方式，使学生在本科阶段就能够接触相关的专业词汇以及规范的专业英语，为将来的进一步学习和工作打下良好的专业英语基础.

4.“光电子技术”双语课程互动式教学。当前的社会需求对课程的教学方式提出了新的要求，其中包括教学内容的整合，教学内容的拓展，教学手段的更新，教学方法的改革等。在全球步入信息化时代的今天，讲课不仅是对己有知识的简单阐述，而且是教师的一种再创造过程。“一块黑板加一支粉笔”这样的传统教学方法己经不适合现代化的今天了，现今的教学方法应该更趋多元化。不但要注重课程体系的完整性，课程内容之间的有机联系，而且要丰富教学手段，图文声像等多种效果的多媒体课件与板书结合的模式，同时要采用启发式、互动式的教学方法。在明确教学目标，考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，我们采取互动式的授课方式，表现在如下几个方面：第一，学生之间、师生之间互动行程。在课堂上，首先简要回顾上次课的主要内容，让二位同学依次补充细节。其次，讲解并翻译这次课所涉及的专业术语以及重点段落，领读一遍后，让一位同学读一遍，其他同学找不足之处，然后进行课程内容讲授，多媒体课件与板书全部用英语书写，汉语讲授为主，英语为辅。其间，教师常常会提出和讲授内容相关的问题，并鼓励学生可随时提问，收到了非常好的教学效果。第二，教师在课后的反思。互动式教学的主要目的是激发学生获取知识、提高能力的主动性和积极性。要有效实现这一目标，应将以下几个方面有机地结合起来：知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评。总之，量体裁衣地选用互动模式才能确保教学互动流程的顺畅，才能激发学生的积极性和主动性，增强学生的自信心与表达能力。

光电子技术和微电子技术是未来信息领域的两大支柱。光电子技术的双语教学不但能够促进学生对相关学科前沿学科理论的掌握与了解，而且有利于学生外语综合能力和跨国文化交际能力的培养。在双语教学中，专业知识与专业外语之间既存在相互平衡的关系，又存在相互促进的关系。双语课程建设应在大纲确立、教材选用、讲稿教案撰写、课件制作、课堂讲授、课程考试等方面加大力度。采用互动式教学方法讲授光电子技术，将知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评等方面有机地结合起来，有利于激发学生的积极性和主动性，增强学生的自信心与表达能力。

参考文献：

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[4]朱京平.光电子技术基础（第2版）[M].北京：科学出版社，2009.

篇(4)

关键词：中职；光电子技术；课程设置

在光电子技术专业课程教学改革中，笔者根据工作过程系统化理论要求，重新对以前所开设的课程进行梳理，分析该专业人才在社会中所承担的工作岗位和工作任务，归纳出培养该专业人才所需的相关具体能力，并结合学校实训条件确定了学习领域的课程设置。

一、专业建立初期开设的相关课程与存在的问题

我校光电子技术专业（LED应用技术专业）的设立构想是在2010年初形成的。当时本地政府为了大力发展绿色照明产业，培养一批服务于当地经济发展，满足LED新光源产业发展需要的初中级人才，决定2010年秋季在我校（中职）新建LED应用技术专业。

在专业开设初期，并没有对当时相关工作岗位进行调查了解，只是根据中职学生自身认知能力和学校的实训条件，初步制定出光电子技术专业的相关专业课程，主要有以下几门：

光学基础课，是一门了解光的本质，光的基本规律和光学基本知识的课程，培养学生对光学基础知识的初步了解。LED封装技术课，了解LED芯片与LED灯珠的生产工艺过程，掌握有关生产设备的使用操作。LED电源驱动与控制，这是一门重要的专业课，主要介绍LED驱动电源的各种类型与工作原理，是LED产品应用的重要知识。在开设这门课之前必须开设电子技术（模拟、数字）课程，这是电子知识应用的基础。同时还开设单片机技术课，实现对LED的编程控制。二次光学设计课，此门课是对LED出光效果的二次设计，使LED灯具更加符合产品的有关功能要求，采用的软件是Trace PRO，其功能是进行产品的建模与光学仿真。

以上几门重要的专业课的开设，使学生能够了解LED的基本知识和封装结构，并且基本上可以将LED灯珠应用于灯具产品上，懂得电源驱动与控制方法。但是我们培养的人才能适应社会上哪些具体的工作岗位呢？又具有哪些必要的素质和能力呢？学生毕业后能否找到适合的工作呢？我们并未详细分析和考虑过此问题。很明显这样的课程设置，不适合工作过程系统化的要求。如何调整光电子技术专业的课程设置，使它更适合人才培养的要求，这是光电子技术专业在发展过程中必须解决的问题。

二、光电子技术专业人才的社会岗位与应具备的能力调查

1. 人才培养要适合相应的社会岗位和工作任务。

经历了前期的课程设置探索与教学实施，我们深深地意识到人才的培养不能与社会对相应人才的要求脱离。故我校通过组织学生到校外对口专业的企业实习；通过派遣有关专业课教师到LED企业学习；通过走访当地很多LED企业进行调研；通过到当地LED产品批发市场的市场调查等，使我们对光电子技术专业的人才培养要求有了更深的认识。这些工作使我们了解到LED企业有哪些典型的工作岗位，要求学生具备哪些具体的素质，掌握哪些工作能力；了解到LED企业产品的具体生产工艺流程和管理机制，LED产品在市场中的需求状况以及LED产业在未来的发展趋势。这些对我们实现“实训即生产”的实训教学带来相当大的帮助。

根据调研情况，我们总结出几个典型的社会工作岗位：LED封装工艺生产岗位、LED灯具设计与组装岗位和LED产品采购与营销岗位。

2. 典型工作岗位的具体能力要求。

LED封装工艺生产岗位是LED封装企业在生产LED灯珠产品过程中，需要操作有关设备的岗位。这些岗位需要对LED芯片与LED封装结构有一定的了解，并且要熟练操作设备机器，要求心明手快，手脚协调能力较强，还有能承受长时间上班的身体素质等。

LED灯具设计与组装岗位是LED灯具企业在产品外观创新方面对人才的要求。要求具备一定的创新能力，同时能熟练使用几种产品外观设计软件，又能掌握简单的编程能力实现对产品的智能控制，并能正确组装有关LED灯具配件。

LED产品采购与营销岗位包括产品原材料的采购检验和产品的宣传销售工作，故要求有严谨的工作态度，文明礼貌的待人品德，具备良好的沟通能力、人际关系和团队合作精神，懂得产品销售的有关途径和方法等。

三、学习领域的新课程改革

在对社会工作岗位的调查和专业人才应具备的能力进行分析总结后，就可以考虑对学习领域的专业课程重新设置，但是笔者认为专业课程的设置还应考虑另两个方面的因素，那就是中职学生的自身认知能力水平和学校的实训设备条件。

作为中职学生，他们不同于高职或本科学生具有较好的文化基础和学习能力。中职学生的文化基础知识整体较差，对理论知识的学习比较厌倦，但对于动手操作等技能的学习却有较强的学习兴趣。故在课程设置与教学过程中不能太理论化，要多一些技能操作方面的训练课程，让他们在做中学，在学中做。另一方面，学校的实训条件也是制约课程设置的重要因素。现在很多专业技能的提升都需要有配套的相关实训室及实训设备，否则实训课程无法开展，学生的技能训练也无法进行。我校的实训室建设得到政府的高度重视和大力支持，相继建成LED封装室、LED检测室、LED驱动室和LED灯具组装室等。

根据以上分析，我校光电子技术专业的新课程设置主要包括三个方面：

（1）适用于LED封装工艺生产岗位开设的课程有：光学基础课、LED封装技术课和LED检测技术课。同时配置了LED封装生产车间和一整套LED检测设备。通过以上课程和实训的开展，可以使学生适应LED封装工艺生产的相关岗位。比如LED固晶机操作工、焊线操作工、灌胶操作工和分光检测操作工等。

（2）适应于LED 灯具设计与组装岗位开设的课程有：电子技术课、单片机技术课和灯具设计课（Trace-PRO、PRO—E软件）。同时配置了单片机实训室、灯具组装实训室和计算机软件设计实训室。通过以上课程的开设可以培养适合灯具外型设计岗位的人才和LED产品组装岗位的初中级技能人才。

（3）适应于LED产品采购和营销岗位开设的课程有普通话和应用文课、礼仪课、电子电器采购和营销课等。通过以上相关课程的开展，能培养适合于产品销售、来料检验、LED产品业务跟单和LED产品网上开店、实体开店销售等具体工作岗位的人才。

光电子技术专业课程设置的建设，应根据工作过程系统化的理论要求开展，由社会工作岗位或工作任务归纳出具体的行为能力，再转换成学习领域的课程设置，并进行学习情境或学习单元的设计。以上光电子技术专业课程的设置改革是根据我校的实际情况在具体工作中总结出来的，对于不同地区不同学校来说，具体的课程设置应视特定的情况而定。

（作者单位：中山市建斌中等职业技术学校）

参考文献：

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光电信息科学与工程专业简介 光电信息科学与工程是一门普通高等学校本科专业，属电子信息类专业，基本修业年限为四年，授予理学或工学学士学位。

该专业以理工融合为特色，依托学科为电子科学与技术、计算机科学与技术、信息与通信工程，主要培养学生掌握光电信息科学与技术领域的基础知识和基本技能，为在光电信息处理、光电子学、电子信息技术、通信技术等领域从事科学研究、产品设计和开发奠定基础，专业课程设置对光电子器件及应用、光电信息处理、宽带光纤通信系统的设计与应用有所侧重。

课程设置：模拟电子技术、数字电子技术、激光原理与器件、光电技术与器件、光纤通信原理、光电图像处理、电动力学、量子力学、固体物理、半导体物理、物理光学与应用光学、信息光学、光电技术实验、C语言程序设计等。

毕业生可在光学、光电子学、激光技术、光通信技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域从事教学、科学研究、产品研发、生产技术管理等工作。

光电信息科学与工程专业就业前景怎么样 光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合技术，涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。

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近年来，国内外正掀起“光电子学”和“光电子产业”的热潮，光电子技术已经在信息、能源、材料、航空航天、生命科学、环境科学和军事国防等诸多领域发挥着重要作用。光电子学是从上世纪七十年代，在光学、电子学及相关学科的基础上发展起来的一门科学，光电子器件的小型化、多样化和性能的不断提高是光电子技术发展的重要标志，在这个发展过程中，薄膜技术功不可没。

当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其它二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜。一般将厚度大于1μm的膜称为厚膜，厚度小于1μm的膜称为薄膜，当然，这种划分具有一定的任意性。薄膜的研究和制备由来已久，但在早期，技术落后使得薄膜的重复性较差，其应用受到限制，仅用于抗腐蚀和制作镜面。自从制备薄膜的真空系统和各种表面分析技术有了长足的进步，以及其他先进工艺（如等离子体技术）的发展，薄膜的应用开始了迅速的拓展。目前，在光电子器件中，薄膜的使用非常普遍，它们中大部分是化合物半导体材料，厚度低至纳米级。

二、薄膜制备技术

薄膜制备方法多种多样，总的说来可以分为两种——物理的和化学的。物理方法指在薄膜的制备过程中，原材料只发生物理的变化，而化学方法中，则要利用到一些化学反应才能得到薄膜。

1.化学气相淀积法(CVD)

目前光电子器件的制备中常用的化学方法主要有等离子体增强化学气相淀积（PECVD）和金属有机物化学气相淀积（MOCVD）。

化学气相淀积是制备各种薄膜的常用方法，利用这一技术可以在各种基片上制备多种元素及化合物薄膜。传统的化学气相淀积一般需要在高温下进行，高温常常会使基片受到损坏，而等离子体增强化学气相淀积（PECVD）则能解决这一问题。等离子体的基本作用是促进化学反应，等离子体中的电子的平均能量足以使大多数气体电离或分解。用电子动能代替热能，这就大大降低了薄膜制备环境的温度，采用PECVD技术，一般在1000℃以下。利用PECVD技术可以制备SiO2、Si3N4、非晶Si:H、多晶Si、SiC等介电和半导体膜，能够满足光电子器件的研发和制备对新型和优质材料的大量需求。

金属有机物化学气相淀积（MOCVD）是利用有机金属热分解进行气相外延生长的先进技术，目前主要用于化合物半导体的薄膜气相生长，因此在以化合物半导体为主的光电子器件的制备中，它是一种常用的方法。利用MOCVD技术可以合成组分按任意比例组成的人工合成材料，薄膜厚度可以精确控制到原子级，从而可以很方便的得到各种薄膜结构型材料，如量子阱、超晶格等。这种技术使得量子阱结构在激光器和LED等器件中得到广泛的应用，大大提高了器件性能。

2.物理气相淀积（PVD）

化学反应一般需要在高温下进行，基片所处的环境温度一般较高，这样也就同时限制了基片材料的选取。相对于化学气相淀积的这些局限性，物理气相淀积（PVD）则显示出其独有的优越性，它对淀积材料和基片材料均没有限制。制备光电子器件的薄膜常用的PVD技术有蒸发冷凝法、溅射法和分子束外延。

蒸发冷凝法是薄膜制备中最为广泛使用的一种技术，它是在真空环境下，给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸汽压，在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，实现薄膜沉积。蒸发冷凝法按加热源的不同有可分为电阻加热法、等离子体加热法、高频感应法、激光加热法和电子束加热法，后两种在光电子器件的制备中比较常用。

电子束加热法是将高速电子束打到待蒸发材料上，电子的动能迅速转换成热能，是材料蒸发。它的优点是可以避免待蒸发材料与坩埚发生反应，从而得到高纯的薄膜材料。近年来人们又研制出具有磁聚焦和磁弯曲的电子束蒸发装置，使用这样的装置，电子束可以被聚焦到位于基片之间的一个或多个支架中的待蒸发物上。

激光蒸发法是一种在高真空下制备薄膜的技术，激光作为热源使待蒸镀材料蒸发。激光源放置在真空室外部，激光光束通过真空室窗口打到待蒸镀材料上使之蒸发，最后沉积在基片上。激光蒸发法具有超清洁、蒸发速度快、容易实现顺序多元蒸发等优点。后来人们使用脉冲激光，可使原材料在很高温度下迅速加热和冷却，瞬间蒸发在靶的某一小区域得以实现。由于脉冲激光可产生高功率脉冲，完全可以创造瞬间蒸发的条件，因此脉冲激光蒸发法对于化合物材料的组元蒸发具有很大优势。使用激光蒸发法可以得到光学性质较好的薄膜材料，包括ZnO和Ge膜等。

溅射是指具有足够高能量的粒子轰击固体表面（靶）使其中的原子或分子发射出来。这些被溅射出来的粒子带有一定的动能，并具有方向性。将溅射出来的物质沉积到基片上形成薄膜的方法成为溅射法，它也是物理气相淀积法的一种。溅射法又分直流溅射、离子溅射、射频溅射和磁控溅射，目前用的比较多的是后两种。在溅射靶上加有射频电压的溅射称为射频溅射，它是适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。磁控溅射的原理是，溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速称为高能电子，但它们并不直接飞向阴极，而是在电场和磁场的联合作用下进行近似摆线的运动。在运动中高能电子不断地与气体分子发生碰撞，并向后者转移能量，使之电离而本身成为低能电子。这些低能电子沿磁力线漂移到阴极附近的辅助阳极而被吸收，从而避免了高能电子对基片的强烈轰击，同时，电子要经过大约上百米的飞行才能到达阳极，碰撞频率大约为107/s，因此磁控溅射的电离效率高。磁控溅射不仅可以得到很高的溅射速率，而且在溅射金属时还可以避免二次电子轰击而使基板保持接近冷态。

分子束外延（MBE）技术是一种可在原子尺度上精确控制外延厚度、掺杂和界面平整度的超薄层薄膜制备技术。所谓“外延”就是在一定的单晶材料衬底上，沿着衬底的某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。分子束外延是在超高真空条件下，精确控制原材料的分子束强度，把分子束射入被加热的底片上而进行外延生长的。由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善，能够得到极高质量的薄膜单晶体，可以说它是一种以真空蒸镀为基础的一种全新的薄膜生长方法。

三、结语

薄膜技术是研制新材料、新结构的重要方法之一，用薄膜技术制作的薄膜材料不仅具有优良的光电性能、钝化性能、强的阻挡杂质粒子扩散以及抗水汽渗透能力，在光电子器件中得到广泛的应用，主要用来充当绝缘层、钝化保护层以及各种敏感膜层等，而且还具有很高的硬度和强的化学稳定性，从而在材料改性技术领域中也将有着广阔的应用前景。

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关键词： 人才培养模式；电子科学与技术；光电子产业；课程体系

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）22-0247-030 引言

光电子产业是国家战略性产业结构调整的重点发展领域之一。其显著特征是以激光为代表的光源器件向大功率和小功率微纳器件两个方向发展；以新型LED、LCD和场表面发射为代表的显示器件朝着低功耗小型化方向发展；以光无源和有源器件为代表的光通信器件朝着集成一体化方向发展；以无线传感网为龙头的信息采集传感器件、处理器件向着以硅基为代表的集成小型化方向发展。上述技术和产业特征对科研人员，产业人员和管理人员的学识水平、综合能力以及创新能力提出了新的要求。

产业市场驱动，即立足于光电子产业重点发展领域，主要以“光电子材料与器件”和“光电子系统”为专业方向，建立符合市场需求的人才培养模式。因此，本文解决的核心问题是：在光电子产业市场需求的背景驱动下光电子专业人才培养模式如何与国家战略性产业结构调整对人才的需求相适应，与我校的办学定位求相适应。

1 人才培养模式的改革目标

基于光电子产业的市场驱动和需求，以集成光电子器件制造和无线传感网光电子系统设计为特色专业方向，结合我校的办学定位以及光电学院科研、专业建设的实际，完成了电子科学与技术专业（光电子）定位与人才培养模式的顶层设计，构建与产业对人才需求相适应的特色知识体系。理顺知识领域、知识单元以及核心知识点的关系和相互支撑，使新课程设置体系与我校的办学定位以及国家战略性产业结构调整对光电子材料与器件领域人才的需求相适应。

2 指导思想

厚基础－使学生具备坚实的工科基础和专业基础知识。

重核心－核心课程指学科基础、专业基础和专业课中的学位课程，是电子科学与技术专业的主线，由核心知识构成知识体系的最小集合。

显特色－专业选修知识单元包含光电子技术学科专业的深层次课程、前沿性讲座、体现专业特色的课程。学生可根据自身的学习兴趣及定位选修。

强实践－根据人才培养目标和学生综合实践性教育的具体内涵，按照由浅入深，不断深化的教学规律，建立以能力培养为目标，分层次、多模块，具有科学性、连续性和系统性的实验教学体系。

3 专业知识体系构建

3.1 知识体系结构 知识体系包括基础知识层、技术基础知识层和专业应用知识层等三个层次。各层结构中又包括知识领域、知识单元和知识点三级内容，一个知识领域包括若干个知识单元，一个知识单元又包括若干个知识点。依据专业定位、专业特色确定各层次的核心课程主线，并研究课程间的支撑关系。其知识结构如图1所示。

以集成光电子器件制造和无线传感网光电子系统设计为特色专业方向，构建与产业对人才需求相适应的特色知识体系。

①建立适应社会发展需求，厚基础、宽口径、按大类培养的人才培养模式。在总学分减少的同时，加强数理基础和实践环节，重视综合素质培养，为学生继续攻读硕士/博士学位以及终身学习奠定宽厚的基础，培养相应的能力。

②强化数学和自然科学基础，构建学科大类的公共基础课程平台和具有一定特色的核心课程体系。

③建立课程选择机制。规定通识教育模块、基础教育模块和专业方向模块的必修学分和选修学分，学生可按专业方向在若干门课程中选择课程。

④加强实践教学环节。增加课程设计的门类，拓展专业实验内容，重视仪器设备的操作使用技能。构建包括基础型实验、综合设计型实验和研究创新型实验的三层次教学实验体系。

⑤调整课程体系学分比例。通识教育基础课程比例占总学分的35.0%，学科基础课程和专业课程比例占39.6%，实践环节占25.4%。

3.2 知识体系特点 根据人才培养目标的具体内涵，建立以能力培养为核心，分层次、多模块，具有科学性、系统性的实践教学体系，突出两个符合度。

根据人才培养目标和工科学生综合实践性教育的具体内涵，按照由浅入深，不断深化的教学规律，建立以能力培养为核心，分层次、多模块，具有系统性的实践教学体系。实现与学校办学定位的符合度，与国家战略性产业结构调整对光电子人才需求的符合度。满足国家对创新型人才的需求。培养创新意识和思维。按照继承（原理性）——归纳分析（综合，批判）——创新（科研对教学的支撑）的思路设计实践体系。

实践环节主要包括课内实验教学、独立设课实验、专题实践、专业综合实践、社会实践、综合素质训练、创新训练体系、军事训练等。

3.3 理论教学、课程设计与专业实验间的相互支撑关系

3.3.1 理顺实践教学与理论课程的关系：实践教学与课程是互补关系，课程抽象知识可在实验中直观反映；实验中发现的新现象如何用理论来解释；实践既针对课程内容（基础课程），但不完全依赖于课程，而依赖于课程体系，知识领域，知识点设立（专业课程，独立设课实验，综合课程设计）。

3.3.2 课程设计与理论课程的关系：课程设计依据专业定位（光电子器件，系统）和核心课程体系设置。

器件级：主要是微纳器件设计与制造工艺，因此，设置微光机电系统课程设计；光电子材料与器件课程围绕器件设计与制造，开设光电子材料与器件课程设计；