《能量转换与应用》课程建设的探索与思考

为了培养具有中国矿业大学能源行业特色及物理学科优势的高素质创新型人才,在应用物理学及光电信息科学与工程专业的新培养方案中增设了“能量转换与应用”课程,通过教学实践对该门课程教学内容及教学模式的建设进行了理论探索与思考.     

一流专业建设背景下光电信息科学与工程专业实践教学的改革与探索

基于光电信息科学与工程专业现有的实践教学体系现状,我们在实践教学课程体系、实践教学模式、“课程思政”元素、“立体化”实践教学平台、实践教学考核体系等方面采取一系列的实践教学改革与探索.通过深化实践教学体系的建设与改革,构建高素质创新型人才培养模式,从而培养具有良好创新实践能力的光电信息类专门化人才.     

转型背景下地方高校光电类专业实践教学体系构建

在应用技术型人才培养中, 实践教学体系直接决定了应用型人才培养的质量和水平, 在地方高校的转 型背景下, 分析了光电信息科学与工程专业实践教学体系的构建原则, 构建了“ 五大体系、 三大层次、 七大模块、 三大 平台”的层次化、 模块化光电信息科学与工程专业实践教学体系, 明确了实践教学体系的中各环节的目标与内容, 进一步实现专业建设与行业标准的融合, 学历教育与岗位技能的对接     

突显专业特色的光纤系列课程创新与改革研究

针对光纤技术发展对专业人才培养及其相关课程教学提出的适应性要求,结合武汉理工大学光电信息科学与工程"专业综合改革试点"项目实践,构建了"一基础、两应用、三拓展"的光纤课程体系及相应的多元化实验实践支撑平台,注重学生光纤基础知识和基本理论的学习,强化了光纤技术应用能力的培养,突显了光电信息科学与工程专业办学特色。此外,探讨了光纤系列课程教学内容的组织、教学方法及辅助教学手段的应用以及实践环节的开展等内容,提出了适应人才培养的相关建议和设想。     

模拟法测绘静电场实验拓展的分层教学设计

考虑到本校光电信息科学与工程专业学生的特点，基于心理学家维果茨基的“最近发展区”理论，在传统的模拟法测绘静电场实验教学中分层次地引入计算机模拟实验拓展尝试。融入课程思政的分层教学设计涉及教学对象、教学目标、教学内容、教学方法和教学评价五个方面。该分层教学设计充分发挥了学生的主观能动性，提高了其物理科学素养和实践能力，激发了其敢于思考和勇于探索的科学精神，增强其专业自信。     

“电路原理”、“信号与系统”和“自动控制原理”课程的整合与优化

"电路原理"、"信号与系统"和"自动控制原理"三门课程是光电信息科学与工程等专业的专业基础课。若分别采用各自独立的教学内容和方法,内容交叉、重复,浪费学时,没有从整个课程体系系统化的角度把握有关内容。因此,提出了适用于光电信息科学与工程等专业的以上三门课程的教学改革方案,从根本上系统地将这三门课程进行整合、优化为"电路、信号和控制系统"课程。在教学实践中,进行了有关内容的教学尝试,缩短了教学时间,提高了教学质量。     

基于“ 三创”教育的光电工程专业教学体系的建构

分析了基于创新、 创业、 创意( 三创)教育的光电信息科学与工程专业实践教学体系构建原则, 构建了 “ 三个三”的实践教学体系, 分析了体系中各环节的目标. 提出三创教育在实践教学体系中的具体实施路径     

光电信息科学与工程创新平台实训教学研究与探索

光电信息科学与工程专业是实践性和创新性较强的新兴专业．结合江南大学专业特点及光电行业特色,建立了专业实训与创新平台．结合项目实训教学特点,对学生开展项目式教学,增强学生的实践及创新能力,培养学生的专业技能．     

《材料的腐蚀与防护》课程教学改革与实践

《材料的腐蚀与防护》是材料工程专业学生的一门专业选修课,是一门实践性、综合性、应用性很强的课程,对培养具有较强实践能力和创新精神的专业工程技术人才起着重要的作用。课程内容复杂、抽象,传统的教学理论与实践严重脱节,教学方法手段单一,学习效果差。本文主要针对我校材料物理专业《材料的腐蚀与防护》课程教学的教学内容、教学方法、教学手段及考核方式等进行一定的探讨,提出一些看法。     

新工科背景下量子力学教学内容优化研究

量子力学是描述微观粒子运动规律的理论，在工科专业教学体系中起着基础性、先导性的作用。然而，当前工科专业的量子力学课程存在学时数少、学生数学知识储备不足的问题，给教学带来了巨大的挑战。为了解决上述问题，本文在新工科建设的背景下，对量子力学教学内容的优化开展了深入的探索研究。在多年教学实践基础上，根据立德树人的教育根本任务、量子力学课程特点以及我校微电子科学与工程专业教学情况，对量子力学教学内容给出了具体优化措施，并取得了较好的教学效果。     

High power and high reliability GaN/InGaN flip-chip light-emitting diodes

High-power and high-reliability GaN/InGaN flip-chip light-emitting diodes (FCLEDs) have been demonstrated by employing a flip-chip design, and its fabrication process is developed. FCLED is composed of a LED die and a submount which is integrated with circuits to protect the LED from electrostatic discharge (ESD) damage. The LED die is flip-chip soldered to the submount, and light is extracted through the transparent sapphire substrate instead of an absorbing Ni/Au contact layer as in conventional GaN/InGaN LED epitaxial designs. The optical and electrical characteristics of the FCLED are presented. According to ESD IEC61000-4-2 standard (human body model), the FCLEDs tolerated at least 10\,kV ESD shock have ten times more capacity than conventional GaN/InGaN LEDs. It is shown that the light output from the FCLEDs at forward current 350mA with a forward voltage of 3.3\,V is 144.68\,mW, and 236.59\,mW at 1.0\,A of forward current. With employing an optimized contact scheme the FCLEDs can easily operate up to 1.0\,A without significant power degradation or failure. The life test of FCLEDs is performed at forward current of 200\,mA at room temperature. The degradation of the light output power is no more than 9\% after 1010.75\,h of life test, indicating the excellent reliability. FCLEDs can be used in practice where high power and high reliability are necessary, and allow designs with a reduced number of LEDs.     

Reverse biased porous silicon light-emitting diodes for optical intra-chip interconnects

We have reported recent progress in development of the integrated optoelectronic unit on a Si chip. The developed optoelectronic unit includes a porous Si light-emitting diode (LED) connected with a photodetector by an alumina waveguide. Main attention has been devoted to the enhancement of LED parameters. Quantum efficiency as high as 0.4% has been reached. The delay time of 1.2 ns and the rise time of 1.5 ns have been measured for the diodes. Further improvements are also discussed.     

光学课程和高、新科技结合探索

对光学课程教学现代化问题进行了探索和实践,一是光学基本原理与科技前沿典型实例结合,二是从激光新技术讲授光学基本概念,三是从光电技术发展探讨光学课程中的新仪器,新器件。     

LED教学灵敏电流计及其应用

介绍了LED教学灵敏电流计的工作原理和制作方法，给出了3个典型演示实验的应用示例。     

《三度学及其测量》课程建设的探索与实践

辐射度学、光度学和色度学(以下简称"三度学")是现代光电信息转换、传输、存储、显示、测量和计量的基础,随着光电信息技术、图像技术的发展和应用的扩展,"三度学"及其测量技术已成为光电工程领域科研和应用人员必备的专业基础知识和技术,在国内还没有完全类似的教材和课程设置。以往教学中仅在某些课程中部分涉及辐射度学和光度学的概念,难以使学生全面地掌握和应用相关的知识,至于色度学则更少涉及,系统讲授的课程大多安排在研究生阶段,但也较少涉及相关的实验仪器和技术的讲授。从光电信息科学与工程类专业知识体系结构的角度出发,总结了多年教学科研的经验,探索了以"三度学"作为教学内容,通过配合相关测量的实验,开展了"三度学"课程建设的探索。     

Scalable parallel physical random number generator based on a superluminescent LED

We describe an optoelectronic system for simultaneously generating parallel, independent streams of random bits using spectrally separated noise signals obtained from a single optical source. Using a pair of nonoverlapping spectral filters and a fiber-coupled superluminescent LED (SLED), we produced two independent 10?Gb/s random bit streams, for a cumulative generation rate of 20?Gb/s. The system relies principally on chip-based optoelectronic components that could be integrated in a compact, economical package.     

二维光子晶体提高C波段LED出光效率的研究

片上集成光源是未来光电子系统中光源发展的主要趋势,LED光源作为片上集成光源的主要缺点是其出光效率低,二维光子晶体是提高LED出光效率的有效手段。本工作设计了C波段LED的基本结构及参数,并采用时域有限差分法计算了不同阵列不同占空比的二维光子晶体能带结构,利用禁带理论选取提高C波段LED出光效率的最优二维光子晶体结构参数,结果表明三角排列空气孔二维光子晶体晶格常数a=500 nm且占空比R_p=0.44的光子晶体结构最优。     

一种LED光能收集光学系统的设计

LED作为照明光源在现代光电仪器中得到广泛应用,光能利用效率与光学系统形式密切相关.针对将大发散角LED的光高效会聚到光纤接收端面的需求,提出了一种椭球面和聚光透镜组合光学系统设计的思路.推导了椭球面几何参数、聚光透镜高斯参数等的计算公式,讨论了此类光学系统设计必须满足的约束条件.实例验证了设计方法的可行性.     

浅析ETA物理认知模型在中学物理习题教学中的应用

物理习题教学是中学物理教学的重要环节,能够帮助学生提高运用物理知识解决实际问题的能力.基于ETA物理认知模型,针对理论物理认知题型、实验物理认知到理论物理认知题型和应用物理认知题型3类题型的习题特点,总结出每类题型具体的应对策略.在习题教学过程中教师需要强化学生的物理基本知识和理论,帮助学生做好从实践到构建物理模型的过渡,引导学生做好理论与实际生活联系,为提升习题教学的有效性提供参考.     

Light emitting diode as sensor for miniature multispectral radiometer

A methodology is proposed for studying the suitability of the light emitting diode (LED) as the optical sensor of a miniature multispectral radiometer. The optoelectronic properties of three commercially available LEDs of three different wavebands were standardized by measuring the open-circuit voltage and short-circuit currents at different light intensities and different wavelengths of incident radiation. A photoconductive measurement was found to be more useful for obtaining the appropriate optical response and was suggested as the suitable mode of sensing. The sensor performances were demonstrated for both solar photometry and surface reflectance measurements.