光通信實驗室的建設與探索

孫春艷

摘 要： 光通信實驗室建設要首先做好前期的調研分析工作，其次選擇較符合搭建實驗室的環境，再次制定各專業等實驗內容，最后制定有效的考核手段。通過積極調研，采取學生易接受的教學手段，進而使實驗室建設科學發展，也為其他相關專業實驗室的建設提供參考。

關鍵詞： 光通信實驗室 建設 調研

21世紀，由于因特網等業務的迅速發展，現在對于大容量（超高速和超長距離）的光通信技術更為迫切的需求。光通信已經在很多領域得到了廣泛應用，是人們生活必需的通信方式。光通信原理是以實驗為基礎的學科，讓學生具體了解光通信原理。光通信原理實驗是光電信息科學與工程專業課程體系中的一項。在光通信原理課程中，實驗教學是其重要組成部分，實驗教學是強化理論教學效果的有效手段。光通信原理實驗是專業教學的有力保障和必要條件，而且專業教師可以通過此實驗教學研究教學內容和反思教學方法。因此實驗室的建設是一項非常重要的工作。下面我們將從幾個部分闡述如何建立光通信實驗室。

1.調研

1.1現狀

本院光信息科學與工程專業自2011年招生以來[1]，每年招生前景不錯，此專業社會需求較大，學生就業前景較好。本實驗室為專業實驗，大三下學期才投入使用，由于目前該專業辦學時間短，相對應的實驗、實訓等實踐環節的設備缺口很大，不利于專業發展，因此在很大程度上會影響到本專業的人才培養質量。為響應學校培養“地方性、應用性”的目標，加快該專業的專業實驗實訓等設施建設勢在必行[2，3]。

在建立實驗室之前，本院組織專業教師到兄弟院校（如：安徽師范大學等）調查其開設實驗的情況及設備購置情況，組織專業教師到北京杏林等公司參觀最新的實驗教學器材。并通過網絡，對其他院校光通信實驗室的開設情況進行了查詢與研究。

1.2交流

由于學校實驗室有限，我們專業與通信專業共用一個實驗室，因此在購置器材之前，與相關院領導和教師進行交流，征求該實驗開設內容的意見與建議，通信類主要要求開設信號等方面的研究，我們專業主要注重的是光等方面的研究。這些意見和建議為實驗室儀器購置方案設計提供方向性的依據。

通過與學院領導進行交流，明確了學院對實驗室建設的規模及目標要求，為實驗室建設方案的設計提供了指導與可實現性依據。

1.3定位

定位是專業實驗室建設的基本前提。首先根據本實驗課程來定位，本實驗課程主要目的是增加學生對實際光通信原理的認識，了解該系統的三個基本組成部分：光發射、光接收和傳輸光路，再學習SDH同步復用體系與異步電復用技術，最后學習光放大的物理知識，學習光路復用技術，掌握光纖通信系統的基本組成、工作原理及一些基本通信方法。理論與實際相聯系，培養學生實驗能力，還可進一步設計有關光通信方面的電路。

此實驗室還可提供教師科研研究使用。因此，實驗室的功能定位為：學生實驗室和教師教科研究室兩種功能。

1.4目標

（1）通過本實驗的建設，學生能夠全面而深入地了解本專業的核心知識和技術，更能滿足社會和企業的實際需求，進而實現專業人才培養與企業需求的鏈接。

（2）通過本實驗的建設，能夠促進本專業實踐教學體系的改革，提高實驗的開出率。既能實現基礎與驗證性實驗為主，又能開展以設計性、綜合性、創新性為特色的實驗。

（3）通過本實驗的建設，為學生的科技創新活動和老師科研提供良好的硬件條件，帶動本專業創新實驗項目的發展，加強學生專業實踐技能的培養，進而提高畢業生就業率。

2.環境

由于光通信實驗室研究的是與光有關的通信[4]，我們會用到很多與光有關的器件，因此實驗室要求防潮、防塵、擋光等。根據以上考慮，本實驗室有以下要求：

2.1一間寬敞明亮的房間，配有深色窗簾，擋光效果要好，還要有黑板和投影儀等。

2.2本實驗室主要負責光通信實驗和光纖通信實驗方面的教學，面向大三6-8個班級的學生開課；光電信息科學與工程專業的光通信實驗為36課時，通信專業的光纖通信實驗課為18課時；每個班級30-50人，每次實驗每個班級分成兩大組，由于實驗人數較多，因此室內共放置25張實驗桌，每張實驗桌配有對應的電腦。

2.3墻上懸掛相關的制度，并貼有2-3幅有關實驗的名言名句，營造物理實驗的文化氛圍。

2.4配置空調，以控制房間的溫度和濕度，使得實驗中心環境更加優越。

3.內容

本實驗室的實驗內容分成以下三塊：

（1）本實驗室每年承擔大三6個班約300名學生的實驗任務，光通信原理實際所需實驗有12個，共36個學時；其中9個必修實驗，共27個學時；9個選修實驗，每次從中挑選3個實驗，共9個學時。本實驗知識點包括：數字調制原理實驗、光纖耦合端面處理與觀察實驗、光纖耦合及其效率測量、半導體激光器和發光二極管的P-I特性曲線及其調制信號的波形、半導體激光器發光原理、光纖通信中激光光源工作原理、圖像信號在光纖系統中的傳輸過程等。頻譜特性、時間特性、電特性、都是光電探測器的重要參數，了解和掌握這些重要參數的概念、特性和測試方法是光電專業本科生必備的專業知識。

（2）有一部分實驗是選做實驗，學生可根據自己的興趣選做非本專業特色實驗。學生可以修完相關課程后再走進實驗室，這樣可以加深對理論知識的理解。

（3）還有一部分是二次開發模塊，這塊實驗內容用來進行課程設計、畢業設計等。

在這三塊內容要求下，對于實驗項目的安排，由本院領導邀請專家組提出總體構思方案，再根據每塊內容分專題小組，每小組由專業教師負責指導編寫實驗教學大綱及實驗教材。

4.考核

4.1具體實驗教學環節（平時成績）：

（1）實驗預習（20%）

看懂教材、明確目的、寫出預習報告。預習報告要求：

①寫實驗目的、主要原理、公式（包括式中各量意義）、光路圖及關鍵步驟。

②畫好原始數據表格，單獨用一張實驗報告紙。

③上課教師要檢查預習情況，記錄預習分。

（2）實驗操作（40%）

閱讀資料、調整儀器、觀察現象、獲取數據、儀器還原。

①重視實驗能力、作風培養。珍惜獨立操作的機會，完成基本內容，爭取做實驗提高內容。教師在評分上予以鼓勵。

②強調記錄數據時不得用鉛筆，只有數據正確、儀器還原、教師簽字后該實驗才有效。

③提倡研究問題，注意安全操作。

（3）實驗報告（40%）

①實驗報告。

②報告內容：實驗題目、目的要求、儀器設備、實驗原理、實驗內容及步驟、原始數據、正式數據及數據處理、結果表示、分析討論、回答思考題、實驗體會等。或者提交小論文等。

③交報告的時間、地點：一周內交給課代表然后下次上課前統一交給任課教師。逾期未交報告，酌減報告分，一個月不交，按無報告處理。

4.2期末考試：根據需要可采取筆試、操作考試、設計性實驗等形式（選擇一種或兩種）。

4.3學期總評：平時成績與期末考試各占50%。

學生成績的考核是衡量學習效果的有力手段，平時成績在總考核中占的比重為50%，在總評中比重較大，不讓一紙定成績，因此這種方法較能客觀公正反映學生成績，有效考核學生平時實驗成績，促使學生嚴格要求自己，主動學習。

5.總結

光通信實驗課程是我院大三下學期，高年級學生的專業實驗課，它體現了光通信理論知識的具體應用。做好光通信實驗室的建設與探索工作是實驗教學的重要保障和必要條件，也是完成課程教學和強化理論教學效果的基礎與前提，而且在人才培養方面起著至關重要的作用。

參考文獻：

[1]何國興.厚基礎、寬口徑、理工復合培養光電信息技術人才[J].光電子技術與信息，2005，18（3）：95-97.

[2]陳國慶等.光信息科學與技術實驗室建設的實踐和探索[J].實驗技術與管理，2005，22：11.

[3]李葉芳等.光信息科學與技術專業實驗室的建設[J].實驗技術與管理，2005，22：8.

[4]廖延彪.光纖光學[M].北京：清華大學出版社，2003.