光纤传感及应用课程标准.doc

精品文档 . 《光纤传感技术及应用》课程标准 （The optical fiber sensing technology and application） 一、课程概述 （一）课程基本信息 课程名称 光纤传感技术及应用 课程编码 050744013 课程类型及性质 专业选修 考试/考查 考试 适用专业 物理学专业（光电器件及其应用方向） 开课单位 物理系 总学时 48 总学分 3 （二）课程性质与任务 本课程是物理学专业（光电器件及其应用方向）的一门专业课，光纤传感技术及应用是伴随着光导纤维及光通讯技术的发展而逐步形成的。通过本课程的学习，可以使学生了解光纤中光传输和传感的基本理论，使学生掌握光纤传感的基本原理以及常用的传感器测量原理；了解各种光纤传感正在发展的前沿课题。培养学生应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。增强学生的科学素养。使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才，培养学生对前期学习知识的综合运用能力。 课程目标 （一）总体目标 通过本课程的学习，培养学生应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。增强学生的科学素养。使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才，培养学生对前期学习知识的综合运用能力。 （二）具体目标 1、知识目标 （1）了解光在光纤中的传播特点。 （2）掌握光纤传感器的强度调制、相位调制、偏振调制、波长调制、频率调制等基本原理。 （3）掌握光纤传感器应用关键技术和典型系统构成。 （4）了解光纤传感技术面临的新课题和发展前景——新类型光纤及其传感应用、新兴光集成工艺及其与光纤传感器的互通。 2、能力目标 （1）具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力。 （2）具有综合运用所学知识分析和解决问题的能力。 3、素质目标 （1）应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。 （2）设计简单的光纤传感器的技能。 三、课程设计思路 （一）课程设计的依据 光纤传感技术是以光电子学、机械学、材料学及计算机信息处理等为基础的一门新兴技术。光纤是光波导的一种，具有损耗低、频带宽、线径细、可挠性好、抗电磁干扰，耐化学腐蚀、原料丰富、制造过程能耗少、节约大量有色金属等突出优点，引起了人们的高度重视。随着光纤制造工艺的不断发展、完善以及光电器件性能的不断提高，光纤的应用由最初的传像、医疗诊断到通信网络，从长距离光纤通信到光纤传感，广泛应用于医疗、运输、通信、服务、军事、能源、教育等各种领域，为信息世界的发展提供了一个有效的媒介。光纤的各种特性直接影响着光纤的各种应用，光纤的各种应用又对光纤特性的改进提出了许多新要求、新课题。 （二）课程目标、内容结构确定的思路 主要目标是使学生了解掌握光纤传感器中使用的光纤、光源、光探测器以及光纤传感器及其系统的原理、特点、应用。主要内容包括：光纤传感器中使用的光纤、光源、光探测器以及光纤传感器及其系统的原理、特点、应用。主要内容包括：光纤的结构特性、光学特性和传输特性；光纤传感器使用的光源；光纤光栅传感器、光纤荧光传感器、光纤温度传感器、光纤气体传感器等原理、特点以及一般设计方法。 （三）课程目标实现的途径 光纤传感技术实验课，通过典型工作任务的驱动教学，实现知识学习与技能训练目标。在教学方法上，注重学生自主学习、实现教学互动。同时注重培养学生的职业素养和方法能力。 教学内容与教学要求 模块一 光纤基础 总学时(单位：学时):8 讲课:8 第1.1部分 光纤传输基本理论（讲课4学时） 具体内容: 1) 掌握斜光纤和子午光纤在阶跃光纤中光波的传输特点； 2) 掌握斜光纤和子午光纤在梯度光纤中光波的传输特点； 3) 光纤数值孔径； 第1.2部分 光波在光纤中传输的模式理论 （讲课4学时） 具体内容: 1) 光纤中光波传输的模式； 2) 光纤损耗和色散； 重点:掌握阶跃光纤及梯度光纤中光的传输机制，会用光线理论解释其中光的传输机制。 难点:阶跃光纤及梯度光纤中光的传输机制，会用光线及光波理论解释其中光的传输机。 教学方法与手段：讲授。 模块二 光纤传感基本原理 总学时(单位：学时):16 讲课:16 第2.1部分 光强调制型光纤传感原理 （讲课4学时） 具体内容: 1) 光纤传感基本原理； 2) 非功能性光强调制型光纤传感原理； 3)物理效应型光强调制型光纤传感原理； 4)功能性光强调制型光纤传感原理； 第2.2部分 光相位调制型光纤传感与及解调方法 （讲课4学时） 具体内容: 1) 功能型光相位调制原理；