光學課程論文范文精選

1會議概況

工業激光和生物醫學光學國際學術會議于1999年10月25~27日在華中科技大學學術交流中心舉行。H.wcber教授和干福熹院士擔任大會主席，來自14個國家和地區的221位代表(境外代表46人)出席了會議。會議得到美國SPIE的支持，正式出版了會議論文集SPIE(工業激光論文集卜3862和SPIE(生物醫學光學論文集關3863.前者共收錄論文121篇，其中，國外作者論文13篇;后者共收錄論文95篇，其中國外作者論文31篇。大會特邀了世界激光和生物醫學光學領域的著名學者作主題報告，全體大會4個特邀報告，工業激光分會8個邀請報告，生物醫學光學分會4個邀請報告，這些特邀報告和邀請報告學術水平高，均反映了當前國內外研究的前沿課題。

2工業激光研究的最新熱點

在工業激光器領域，由于半導體激光器迅速發展，準連續器件已達到4kw.因此，在許多應用領域均有采用半導體激光器代替傳統的氣體激光器及固體激光器的發展趨勢。但是，由于半導體激光器目前光束質量較差，作為過渡的發展階段是大量采用半導體激光器泵浦的固體激光器，其激光輸出功率也已達到4kw級，光束質量獲得明顯改善。因此，在世界市場上，1998年固體激光器的銷售金額，首次超過了CO:激光器。據估計，近期激光技術的應用在高功率激光器方面仍然會以COZ激光器和固體激光器為主。在激光應用領域，除了高功率激光應用以外，國外已經在激光精密加工領域開展了深入的研究工作，如法國利用準分子激光超精密打孔、劃線，精度非常高，孔徑圓整、光滑，在陶瓷如S13N;，A12O3等方面的精密處理方面已有深人的研究。本次會議涉及到準分子激光應用的文章有15篇，涉及領域有激光淀積超導薄膜，金剛石薄膜、非晶金剛石薄膜等，激光制備光柵，激光制備納米顆粒。我國大陸學者主要把準分子激光用于制備薄膜，臺灣大學是用準分子激光制備光柵，法國學者用激光制備納米顆粒。可見國外用準分子激光加工開展面比我國廣泛。從本次會議看，國外今后重點發展研究領域和前沿課題包括:高功率半導體激光器，近五年內千瓦級器件將會實現實用化;半導體激光泵浦固體激光器，特別是盤片固體激光器近五年內也將會突破千瓦級;半導體激光泵浦全固體化紫外激光器已突破3W，如果能提高一個量級，將會逐步取代紫外氣體激光器;利用準分子激光對電子元器件處理作了很深入的研究，在這些方面已成為激光超精密加工應用的重要發展方向。國內外在激光制備薄膜方面的研究始終是一大熱點。我國半導體工業基礎差，不僅在集成電路發展方面吃了大虧，現在看來在光電子工業的發展方面又要重復以前的錯誤。國內有幾個單位發展半導體激光器，主要側重在通訊應用。高功率半導體激光器及短波長半導體激光器差距很大，應予以足夠的重視。在發展高功率激光器件，包括氣體和固體與國際水平差距更大。從會上兩個非常有代表的報告可知，其一是英國He:i。t一watt大學的D.R.Hall教授報告的平板波導高功率激光器件.代表了當代國際先進水平，從基本原理到結構特性，均報告得比較詳細，內容也很豐富。其二是德國柏林技術大學H.Webe:教授報告的激光二極管泵浦的固體激光器，特別是針對激光二極管泵浦源的特點，提出了一種新型的腔體結構，很有特色與創新，在他的論文中有比較精辟的論述。此外，德國斯圖加特宇航技術物理研究所主任Willyl，.Bohn博士，介紹了他們的激光二極管泵浦圓盤型固體激光器，在一片直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質上，可取得500W的激光輸出。部分代表與他討論了與此有關的問題:①增益長度短為何能獲得這么高的激光輸出?②高摻雜晶體將產生晶格缺陷，直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質是如何制備出來的?③泵浦光如何進人激光介質，怎樣實現均勻的泵浦?④是否可用更多的圓盤串在諧振腔光路上獲得更大的輸出?目前德國已解決了前三個問題。對于大于5kw輸出的固體激光器介質熱畸度仍不可忽略，輸出光束質量大大下降，還有待進一步研究解決方法。在激光與材料相互作用方面，我們的研究大多注意在諸如激光的光斑直徑、功率、照射時間、速度等參數和工藝的研究上。而對激光與材料相互作用的機理研究尚不夠，如激光照射到材料表面后，激光是如何燒蝕材料表面的，材料對激光的吸收與反射，材料表面吸熱后如何進行傳熱?對材料表面組織結構改變及其形成機制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機理方面應加強研究力度。對這些基礎研究有一定深度后，在激光加工應用中的工藝就有了理論依據。

3生物醫學光學研究的最新熱點

本次會議還涉及到光學層析成像及光譜學的理論與模型、生物監測的光學成像與光譜學、適用于生物醫學和臨床的相干域光學方法、生物光譜學和顯微學、激光與組織的相互作用、激光醫療等方面。以下就生物醫學光學研究的一些最新進展和熱點問題作一概述。(l)光學層析成像及光譜學技術的理論與模型。關于生物組織光學層析成像和光譜學技術的理論與建模研究一直是國際生物醫學光學的研究重點。由BrittionChanee博士主持的“Optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”專題會議吸引了眾多聽眾。來自各國的科學家報道了該領域的最新研究成果和應用。俄羅斯valeryv.Tuchin教授報道了活組織光學特性參數控制的有關成果，其離體和在體的實驗均證明了通過使用葡萄糖、trazograph等滲透活性助劑可改變人眼鞏膜、皮膚等纖維組織的光散射特性。美國StevenIJ.Jacques教授做了《生物組織科學和工程中的光學技術》的特邀報告，J.R.M。盯ant教授介紹了生物組織中光散射的基本機理研究的進展。麻省理工學院的李興德博士報道了衍射層析成像技術的最新進展，提出了一種用于高散射介質中擴散光子密度波快速、近場衍射層析成像的角譜算法，該算法可用于有限大小介質，并能同時重建吸收和散射系數。賓夕法尼亞大學的張思豪博士報告了基于混濁介質中，用動態光散射技術測量深層組織中血流的一種方法，該方法可用于深層組織中的血流動力學圖像的重建。華中科技大學的張智報道了用分形理論進行人眼角膜內皮細胞圖像分析的初步結果。(2)生物組織的光學成像和用于生物監測的光譜學技術。九十年代以來，美國、歐洲、日本等國都在該領域投人了大量的人力和資金，本次會議共有26篇論文涉及此項專題。其內容包括組織光學成像和組織光學參數測量、光學腦功能成像、近紅外光譜術的血流動力學測量、組織超微弱發光檢測、擴散光子密度波和X射線層析成像等。

本科畢業論文是教育部對高等學校進行本科教學質量評估和審核評估一個非常重要的考核點，本科畢業論文也是教學計劃中的一個重要教學環節，本科畢業論文的質量能夠反映高等學校的教學質量，能夠客觀評價教與學，體現學生的創新創業能力，是學生畢業取得學位資格認定的重要依據。可以說本科畢業論文對于高等學校本科教育具有重要意義，但是本科畢業論文在管理系統[1]、質量評估[2]、檔案管理[2]、重復率檢測[3]、質量監管[2,4,5]、寫作方法[6,7]等方面還存在各種不完善，從而導致本科畢業論文質量得不到保障。體現本科畢業論文的核心是本科畢業論文的內容，學生能否獨立查閱論文，并對獲取的信息進行正確的分類、歸納、總結和應用，并應用所學習的專業知識提出問題，并找到問題的切入點，應用科學的計算方法解決問題，使研究內容具有一定的創新型。計算機仿真是科學的計算方法之一，如何有效學習和利用計算機仿真方法決定著畢業論文的內容和質量。本論文以理工科畢業論文中計算機仿真的應用進行探索和研究。

一計算機仿真的必要性

計算機仿真在理工科本科畢業論文中的應用是必要的，是由理工科的學科特點決定的。理工科知識的學習以高等數學、專業英語和基本的計算機語言等專業知識為基礎，專業知識根據理工科學科特點的不同而有所不同，課本知識都有一個共同點，那就是理論性都比較強，以電磁場理論這門課程為例，課程的基礎課程是高等數學、大學物理學，學完這兩門課程，打下一個基礎才能學習電磁場理論這門課程，電磁場理論也是基于數學理論知識開始學習的，在課程的第一章一般要介紹一些數學基本知識梯度、散度和旋度的基本概念，有了這些概念為基礎，將電磁學知識按照數學思路進行展開，研究電場、磁場的梯度、散度和旋度，以及所表現出來的各種電磁特性，學生在學習的過程中，如果數學知識打得不是很牢固，那么學習電磁場理論這門課程就比較困難，如何破解這個難題，將計算機仿真應用其中是將抽象的理論課程變成可視化過程的方法之一。理工課程的這一特點也直接反映到本科生畢業論文上面，本科畢業論文就是在所學習基本知識基礎上開展科學研究的，而計算機仿真能夠很好地拓展現有基本知識，并且可以驗證你手工完成的計算結果，為你提供了一個后臺檢查工具，同時可將抽象的難懂的物理概念變得可視化，也可將無法實現的動態物理現象展現出來，因此計算機仿真在本科畢業論文的應用就有一定的必要性。

二幾種典型的計算機仿真軟件

以電子信息、光學工程和通訊工程為例介紹幾種典型的計算機仿真軟件。

（一）MATLAB語言編程。MATLAB語言是科學工程中一個廣泛使用的計算工具，是理工科學生應用最為廣泛的計算機編程語言。MATLAB是MatrixLaboratory(矩陣實驗室）的縮寫，20世紀80年代初，MATLAB的創始人CleveMoler博士在美國NewMexico大學講授線性代數時，發現采用高級編程語言編寫程序很不方便，為了減輕學生編程的負擔，他構思開發了MATLAB軟件[8]，經過不斷發展，MATLAB已經成為國際上最流行的編程軟件之一。MATLAB語言以數學矩陣為基本編程單元，編程語言簡單，具有強大的圖形表達功能，還可以提供許多面向應用問題求解的工具箱函數，并且具有強有力的系統仿真功能，MATLAB還可以與其他計算軟件進行很好的兼容。根據中國知網統計數據，以MATLAB與主題關鍵詞的有2976篇，以MATLAB仿真為主題關鍵詞的有1756篇，以MATLAB/Simulink為主題關鍵詞的有749篇。上面是在文章題目中含有MATLAB字句的檢索結果，還有論文中應用MATLAB編程的沒有統計在內，可見用MATLAB語言編程進行論文寫作是大家常采用的一種科研方法。

本文作者：劉志剛趙舵作者單位：西南交通大學

培養現狀比較

1培養計劃

我校電氣工程類專業研究生的培養計劃主要針對課程學習制定的，包括對課程類型、學分、必修環節、科研報告與前沿講座等的規定。而美國的大學研究生培養體系中并未明確規定研究生的培養計劃，僅僅是給出了極為詳細的培養要求，其中大多數的課程可以自主選擇。

2組織管理

我校對電氣工程類專業的研究生組織管理與美國三所大學差別較大。我校的研究生組織管理基本上采用雙軌制:導師主要負責科研與論文，研究生院統一管理日常生活、評獎和論文答辯流程等。美國大學的碩士研究生管理比較寬松，博士生主要由導師管理。因此，美國三所大學研究生的組織管理中，博士導師的作用要比國內的重要。導師對博士生的論文、津貼和評價起到決定性作用。

1應用物理專業本科畢業設計現狀

應用物理學是以物理學基礎理論及其工程應用基礎為研究對象的理科類專業。旨在培養學生扎實的物理學基礎和相關應用領域的專門知識，具備較強的電子技術和計算機應用能力，并受到必需的工程技術基本訓練，具有較強的實踐能力和創新意識，能夠在應用物理學或相關科技領域，如光電材料與器件、光學工程、應用光學等領域從事教學研究、科學研究、產品設計、技術開發與管理工作的應用型高級專門人才。畢業設計是大學本科教學中必不可少的最后一個環節，也是應用物理學的培養計劃中非常重要的實踐教學，是實現培養目標的重要教學環節。通過這個實踐過程，可以使學生將大學所學的基礎、專業知識和實驗技能進行系統的把握，并綜合運用這些知識和能力來分析和解決物理類相關的科學和技術問題，學生的創新能力、實踐能力和綜合素質可得到很大程度的培養和提升。隨著高校教學改革的深化和社會的不斷發展,影響畢業設計教學質量的因素越來越多，也越來越復雜。

我國高等教育近年來實現了跨越式發展，各高等院校辦學規模不斷擴大，大學本科生的人數隨著擴招在逐年增加。然而很多高校的軟硬件設施的建設跟不上大學生的增長速度，因此大學的教學資源緊張、實驗儀器缺乏等現象在全國高校中普遍存在。除此之外，高校擴招導致的應屆畢業生就業難已經成為一個社會性的突出問題，大多數高校的人才培養都是將畢業設計安排在大四的最后一學期，此時正值學生擇業的高峰，畢業生為了一份滿意的工作而四處奔波，無暇顧及自己的畢業設計。由于就業單位對員工工作經驗有需求，有不少學生找到了工作但由于就業單位要求提前到公司報道，參加公司培訓、實習，學生害怕失去工作機會而只有減少對畢業設計的投入。同時有不少大學生對自己的課題不感興趣，所以缺乏積極性而影響畢業設計。在畢業設計指導環節中體現的師資不足，一個教師指導好幾個甚至十幾個學生的畢業設計，這些問題極大地影響了本科畢業設計的質量，使得大學的畢業設計環節流于形式，而沒有真正起到培養學生實踐創新能力和綜合素質的作用。

因此如何保障畢業生畢業設計的質量從而達到預期培養目標，培養出高素質的創新型人才是我們大學的專業指導老師應該考慮的問題，關于高校畢業設計已進行了相關的研究和改革。筆者通過近年來應用物理專業本科學生的專業課程教學和畢業設計指導的經歷，從畢業設計選題和指導模式方面對提高應用物理專業畢業設計的質量進行探討。

2關于畢業設計選題的探討

目前，包括重慶理工大學應用物理專業在內的本科畢業設計仍然實行指導老師出題供學生選擇的約束性選題方式，由此會使得一部分學生對自己課題的研究目的、內容和方向沒有正確的把握，因此表現出對畢業設計興趣缺缺，不能積極主動地投入其中，畢業設計的質量必然會下滑。因此選擇適合本科畢業設計的研究課題是我們指導老師需要思考的問題。

一、基于畢業論文寫作的信息素養教育目標——以物理學專業為例

作為物理學專業學生重要學習環節的畢業論文寫作，是一種重要的專業實踐教學形式，是全面發展學生信息素養的一個有效途徑。教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會制訂的《高等學校物理學本科指導性專業規范》指出：“論文內容可以是理論研究、實驗研究、文獻綜述、調研報告或應用開發。論文應具有完整性和一定的系統性，對所研究的問題應有比較充分的調研，分析具體，結論可靠。提交的論文應符合通常科技論文的規范和要求，內容基本正確。對論文的評價重點是學生的學風、對知識的綜合掌握、應用能力、分析能力和解決問題的能力”。[6]因此，結合物理學專業特點制訂畢業論文寫作的信息素養教育目標就顯得非常重要。因為科學合理的信息素養教育目標，能夠促使學生主動將信息素養能力納入自身能力建設中，使學生的信息素養能力隨著專業知識的增長而得到不斷的強化，并最終成為保障其終身學習的一種能力。[7]對于物理學專業學生而言，基于畢業論文寫作的信息素養教育的總目標是在發展學生物理學專業素養的同時，促進信息素養的發展，使學生成為終身學習者。具體的信息素養教育目標：一是使學生掌握信息檢索策略，學會運用專業數據庫，具備檢索物理學專業信息的良好能力；二是使學生學會批判性的運用所獲得的信息，并選擇有益信息融入自己的知識結構和價值體系，會在所獲取信息的基礎上進行初步的學術創新；三是在論文寫作過程中遵循學術規范、學術道德和信息道德；四是在答辯過程中能夠有效的傳遞、交流信息。

二、基于畢業論文寫作的信息素養教育策略

畢業論文寫作中的信息素養教育是基于物理學專業情境的學習過程。這種滲透式的專業信息素養教育可以使學生鞏固所學物理學專業知識，擴大知識面，發展學術素養，全面提升信息素養。

1.通過論文選題培養學生的信息檢索能力物理學專業學生的畢業論文選題可以是教師科研項目的組成部分，也可以在教師指導下自由選題。例如，與教師科研項目相關的畢業論文題目：一維三原子鏈的晶格振動分析，一維線性諧振子薛定諤方程的數值計算，相互作用帶電粒子運動軌跡的數值模擬與分析，航天器變軌過程分析，光學渦旋的產生及衍射特性，數字全息顯微技術研究，光學實驗中的圖像處理與應用，等等。學生參與教師的科研項目，可以增加科研實踐機會，拓展物理學專業知識視野。學生在導師的指導下自主選題時，要綜合考慮自己的知識掌握情況和專業能力，并根據自己的專業興趣選定論文題目。學生可以從科學研究中尚未解決的難點問題，以及公眾關心的熱點問題中自主選題，也可以在他人研究成果的基礎上進行選題。無論如何選題，都是以大量信息為基礎的，充分利用信息，善于捕捉為己所用的信息，了解課題的學術意義、學術創新和國內外最新進展，就會大大拓寬研究思路。[8]在論文選題過程中，課題檢索是一個必不可少的環節。通過課題檢索，有助于學生掌握各種物理學專業數據庫的檢索途徑、方法和技巧，如學會熟練運用中國知網、超星數字圖書館、萬方數據庫、維普等中文數據庫的使用方法，了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文數據庫的使用方法。這樣可以督促學生自覺主動地利用圖書館的各類館藏文獻資源進行自主探究學習，使學生學會課題檢索，掌握文獻檢索知識，豐富信息知識，鞏固所學物理學專業知識，使學生的專業信息能力得到發展。

2.通過文獻綜述培養學生的信息能力在確定好論文題目之后，學生需要進一步進行文獻的檢索和整理，并在此基礎上進行文獻綜述。文獻綜述是指在全面掌握、分析與課題相關文獻的基礎上，對該課題在一定時期內的已有研究成果進行分析、歸納、整理和評述而形成的論文。文獻綜述一般要對研究現狀進行客觀的敘述和評論，以便預測發展、研究的趨勢或尋求新的研究突破點。[9]在文獻檢索過程中，教師要指點學生注意文獻資料的新穎性、價值性和真實性，引導學生科學合理的篩選、評價所獲取的信息資源，提取有價值的信息內容，并將收集到的文獻資源進行分類，將其融入到自己的知識體系中。在此基礎上，應充分利用所獲取的信息，完成文獻綜述。當然，本科生的文獻綜述只要能夠對已有研究成果進行較為全面的分析和述評即可。文獻綜述的作用體現在多個方面：第一，充分了解課題的全面情況，把握課題的發展規律，熟悉已取得的成果和存在的問題，以及從事該課題工作的主要學者的成就和水平；[10]第二，可以培養學生熟練運用信息檢索工具的能力以及根據主題收集信息、整理信息的能力；第三，文獻綜述對參考文獻的要求可以幫助學生掌握學士學位論文的規范要求；第四，文獻綜述可以有效減少學生的抄襲現象，便于對學生進行信息倫理道德教育。