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光电信息科学与工程专业
1、专业背景
2012年教育部颁布高校本科专业目录中的“光电信息科学与工程”所涉及的技术是当前信息技术发展最为迅速的前沿领域,随着基础理论研究的不断深入,材料及生产工艺的成熟,已逐渐形成新兴产业。
当今世界已跨入了信息时代,电子和光子作为两大信息载体成为信息技术发展的关键,而电子技术与光子技术相互结合形成了具有强大生命力的光电信息技术和产业。它包括:①信息传输,如光纤通信、空间和海底光通信;②信息处理,如计算机互连、光计算、光交换;③信息获取,如光学传感和遥感、光纤传感;④信息存储,如光存储、全息存储技术;⑤信息显示,如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等等。在高科技的现代战争中也扮演着十分重要的角色,光子技术在预警、监视、侦查、观察、瞄准、通信、精确打击、作战效果评估、电子对抗等方面发挥着极其重要的作用,使作战方式、部队编制和后勤供应都发生了重大变化。因此,光电信息技术对国民经济和国防建设具有举足轻重的影响。
(1)国际光电信息技术的发展
在世界范围内,通信光纤正以每秒1000米的速度高速铺设,它是光电信息产业中发展最快的产业。现在世界上大约有85%的通信业务经光纤传输,而且各种新技术层出不穷,在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例从过去比重不到10%上升到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“光通信”,也日趋成熟。为此提供支撑的半导体光电子器件、光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。无限战略公司的报告指出:“仅信号传输用激光器市场的份额1999年达18亿美元,2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。美国光电子产业振兴协会统计,到2003年,光电子产业的总产值达2000亿美元。
同时,光电信息产业中的其他产品也走进了家庭,进入了工业、医学和军事等各个领域,发挥着越来越大的作用。如:液晶显示器、高清晰度电视、蓝光光驱、车载显示系统等已经进入了日常生活;化验分析用光谱仪器、内窥镜、视觉检测仪、光CT、光电图像处理设备等医用光电设备,已经深入到临床的诊断、治疗等过程中;激光加工与测量等工业光电子设备,在工业中的应用越来越广泛。
在现代国防中,光电信息技术更是发挥了举足轻重的作用:尖端的卫星监视系统是智能收集信息的基础,新型夜视成像技术使军队可以实现全天候作战,精确制导技术装置使“手术刀”式的远距离精确打击成为现实,红外、微光与激光技术在瞄准、测距、导航和通信中发挥了巨大的威力。
专家预测,全世界光电产业未来将保持15%以上的增长速度。它的迅猛发展将使其成为未来科技与经济的制高点。
(2)国内光电信息技术的发展
我国政府十分重视光电信息技术和产业的发展,将它列为国民经济优先发展的领域,并将光电信息产业列为国家重点发展计划,继1986年王大珩等四位专家倡导的“863计划”之后,又开始了“973计划”,这两个高科技计划推进了光电子技术研究的迅猛发展。信息光电子领域的关键技术有所突破,在高技术研究开发方面缩短了与国际水平的差距。国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等方面已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力。1998年,光电子产业实体的市场营销额已超3亿元人民币,全部为光电子高科技产品,较前一年翻了一番。
“十五”计划的实施,也将为光电产业的发展增添新的动力,自20世纪90年代后期开始陆续建立了北京、武汉、上海、石家庄、深圳、长春、西安等7个光电子成果转化产业基地;同时建立了武汉、长春等2个国家光电子信息基地。目前,这批基地成为国内光电产业的主要力量。
在国防光电技术与装备方面,近年来国家明显加大了光电信息技术发展和改造武器装备的力度,十大工业公司的有关研究所以及生产企业、中科院有关光机研究均承担了大量的国防光电信息装备研制和生产、光电信息关键技术研究,得到了大量的国防和国家专项投资,科研能力得到明显提高,对光电信息工程专门人才的需求也日趋迫切。
(3)光电信息技术的发展趋势
①在信息网络化方面,随着电视、图像、计算机数据等业务的增加,对传输容量的需求在日新月异地提高。各种有线无线通信、计算机光互连网络必将得到进一步的发展。这包括有源器件,如符合DWDM系统规定标准波长的高速DFB激光器、宽带及有平坦增益谱的光纤放大器;大量的无源器件如高速调制器、波分复用与解复用器,光波分插复用器;以适应高速传输发展的光纤色散补偿器与色散补偿技术,适应高速网络发展的波长变换器、光交叉互连器与光交换技术等。除了DWDM相关的元器件的巨大市场需求外,塑料光纤和塑料封装的激光器及其他低价格的光电子器件和模块也将有日益增长的需求。
②在光显示和光存储方面,蓝、绿色LED、LD的发展迅猛。蓝光LED的市场售价不断下降,蓝紫光LD(400 nm,5 mW,万小时寿命,5000美元售价)已进入市场。蓝绿色发光器件有十分巨大的应用市场,包括大型全色显示屏、下一代DVD等,以蓝光LED为基础的白光“半导体灯”已成为世界上各大照明灯泡公司全力开发的节能光源,它的应用普及将引起能源领域的一场革命。在平板显示器领域,除LED屏之外,等离子体显示,场发射显示和液晶显示技术也都在发展,争夺数字高清晰度电视和监视屏的大市场。
③在红外探测器方面,室温红外焦平面探测器列阵技术将有较大发展。近年来随着微加工技术的不断进步,敏感元微型化、热分离构造的采用使非制冷红外焦平面器件的灵敏度响应和速度大幅度改善,达到满足几乎所有民用红外市场的需求水平。红外探测器列阵在环境监测、保安、汽车驾驶、电力等工农业民用领域有十分巨大的应用。
④在光电仪器和传感智能化方面,也有了长足的进步。满足各学科领域的光电探测器、光电分析设备和光电测量加工设备层出不穷,功能更加齐全,操作更加简便,有效地促进了国民经济各部门的谐调发展。
⑤在军事应用领域,所有的光电信息装备与系统都在不断向模块化、多功能、高精度、一体化方向发展,以达到快速准确的资源共享,形成高效的反应能力。应用领域从海空、海面向水下扩展。
光电信息技术和相关产业在世界范围内已经取得长足的进展,并将为未来继续扮演着支柱产业的作用,技术与产业的竞争关键是人才的竞争,因此大力培养该领域的高级专业人才至关重要。
2、专业简介
光电信息科学与工程专业创建于2013年10月,经过几年的发展和建设,本科办学水平和质量不断提升,已经形成完善的理论教学和实践教学体系。目前,本专业在校全日制本科生共90余人。
培养目标:本专业培养适应时代发展,具有较高思想道德修养、敬业精神和社会责任感,具备宽厚的数学物理基础,在光学传感器技术、光电材料与器件、光电图像采集与处理技术、光电检测技术、光通信技术等领域具有扎实的专业知识,熟练的实验技能,同时具有一定电子信息技术和计算机应用技术基础,可从事相关领域的科学研究、技术开发、应用和管理工作的高级专业人才。
主干课程:马克思主义基本理论,高等数学,大学外语,大学物理,C程序设计,固体物理,电动力学,电路分析基础,模拟电子技术,数字电子技术,应用光学,物理光学,信息光学,光纤光学,激光原理与应用,光电检测技术,光电子材料与器件,光电成像技术,光电图像处理及应用。
就业方向:毕业后能够在光电子、光通讯等光电类企事业单位、研究所从事光学检测、光电系统设计、软件开发、销售和管理等工作。