傳輸機理論文范文

導語：如何才能寫好一篇傳輸機理論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞:藍光盤密集波分復用

隨著藍光盤攝像機和錄像機的出現，電視傳媒行業從傳統磁帶記錄走向了光盤記錄。雖然這是光技術在廣電領域應用的一小步，卻是廣電科技與時俱進的一大步。

大約40年前，人類已經擁有第一根海底光纜。光通訊，在電信高端領域，方興未艾。時至今日，在實驗室，日本NEC和法國阿爾卡特公司分別實現了總容量為10.9Tb/s(273x40Gb/s)和總容量為10.2Tb/s(256x40Gb/s)的傳輸容量最新世界記錄。而單模光纖的無中繼傳輸已經達到4000KM。從技術上看，再有5年左右的時間，實用化的最大傳輸鏈路容量有可能達到5-10Tb/s。簡言之，網絡容量將不會受限于傳輸鏈路。

以下我們分別對光存儲和光傳輸方面做以詳細闡述。

一光存儲

資訊對儲存容量需求日增，光存儲技術在記錄密度、容量、數據傳輸率、尋址時間等關鍵技術上有著巨大的發展潛力。業界一直在積極開發更高容量的各種儲存技術。藍紫色激光存儲技術（Blue-VioletLaser）、磁光盤存儲技術、做為硬盤（HDD）技術和磁光盤技術的結合的近場光盤技術超解析度儲存技術（SuperRENS）、3D立體儲存技術（MultiLayers；MultiLevel）以及熒光多層光盤技術FDM（FluorescentMultilayerDisc）等相繼問世。

傳統CD和DVD上有一層薄薄的反射層，和許多肉眼看不見的凹凸，它包含二進制信息。為了從這些盤片上讀出數據，由一個半導體激光發生器產生特定波長的激光束，射向旋轉中的光盤片，然后反射光通過棱鏡和透鏡構成的組鏡機構再射向接收數據的光電裝置，而這個光電裝置連接的電路能夠辯識出激光所反射回來的數據。在光盤上，數據是凹槽(pits)及平面(lands)的型式來加以編碼，而光電裝置的電路能辯識出激光射中的平面及射中凹槽的所走距離差這就稱為相位提升(PhaseShift)，而這個技術就是在光盤中資料儲存與讀取的基礎。經由光電讀取裝置，反射回到的凹槽與平面的變化將會轉換成1與0的數位訊號，從而構成數據流特征。DVD之所以容量比CD大，無非是在同樣面積的盤片上凹凸更多罷了。若要有效地縮小記錄點大小以提升記錄密度，必須使用短波長的光源；或者使用高折射系數的介質；或者提升透鏡的NA（數值孔徑）值。顯然在一個存儲容量巨大的盤片上，紅色激光根本無法辨識那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司紛紛轉向藍色激光的研究。藍色激光的波長較短，因此驅動器可以辨識出更小半徑的凹凸，盤片的容量就可以做的更大。現在的藍光盤技術不管是日歐韓9家AV產品制造商聯合制定的新一代光盤規格"藍光光盤"，還是東芝和NEC向DVD論壇提出的"AOD（高級光盤，暫定名）"規格，只不過是商家為自己謀求更高的商業利潤而制定的不同的標準罷了。就核心技術上而言，沒有太大的區別。讓我們再深入了解一下藍光盤和高密度光存儲技術的發展趨勢。

1、藍光盤技術

藍光盤技術屬于相變光盤（PhaseChangeDisk)技術，它與傳統光盤記錄不同，傳統光盤的記錄和讀出原理是利用磁技術和光技術相結合來記錄和讀出信息，而相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態和非結晶態之間的可逆相變結構來實現信息的記錄和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱記錄介質的目的是改變相變記錄介質晶體狀態，用結晶狀態和非結晶狀態來區分0和1；讀操作時，利用結晶狀態和非結晶狀態具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。

實際的藍光盤應用藍紫色激光技術，能在直徑12公分的盤片上，儲存兩小時的高清晰度視音頻信號，在2002年2月的初期版本中，透過使用405nm的藍紫色電射半導體，NA（數值孔徑）值為0.85的讀取頭、以及0.1mm的光學透射保護層架構，藍光盤可以將12公分的單面光盤片資料儲存容量提升到27GB。它可以記錄兩小時的高清晰度視音頻信號，以及超過13小時的標準電視信號。

在資料轉換率方面，藍光盤可以將高清晰度的電視節目，以36Mbps的速度從攝像機轉換到播放媒體上，并能維持節目品質。另外，它還具有任意影像捕捉，以及重覆播放等功能。

在兼容性方面，由于藍光盤采用MPEG2碼流壓縮技術，因此它同時適用于數字廣播系統，可執行電視臺多種視頻記錄與播放。

另外，在資料安全性部分，藍光盤也采用了一種獨特的ID寫入模式，可確保資料安全，并為盜版問題提出一套保護版權的解決方案。

2、高密度光存儲技術的發展趨勢

（1）采用近場光學原理設計超分辨率的光學系統，使數值孔徑超過1.0，相當于探測器進入介質的輻射場，從而能夠得到超精細結構信息，突破衍射極限，獲得更高的分辨率，可使經典光學顯微鏡的分辨率提高兩個數量級，面密度提高4個數量級。

（2）以光量子效應代替目前的光熱效應實現數據的寫入與讀出，從原理上將存儲密度提高到分子量級甚至原子量級，而且由于量子效應沒有熱學過程，其反應速度可達到皮秒量級（1O-12秒），另外，由于記錄介質的反應與其吸收的光子數有關，可以使記錄方式從目前的二存儲變成多值存儲，使存儲容量提高許多倍。

（3）三維多重體全息存儲，利用某些光學晶體的光折變效應記錄全息圖形圖像，包括二值的或有灰階的圖像信息，由于全息圖像對空間位置的敏感性，這種方法可以得到極高的存儲容量，并基于光柵空間相位的變化，三維多重體全息存儲器還有可能進行選擇性擦除及重寫。

（4）利用當代物理學的其它成就，包括光子回波時域相干光子存儲原理、光子俘獲存儲原理、共振熒光、超熒光和光學雙穩態效應、光子誘發光致變色的光化學效應、雙光子三維體相光致變色效應，以及借助許多新的工具和技術，諸如掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（AFM）、光學集成技術及微光纖陣列技術等，提高存儲密度和構成多層、多重、多灰階、高速、并行讀寫海量存儲系統。

3、新型光盤技術的應用

大量的信息要求有大容量的存儲設備，光存儲驅動器和幾種光儲存媒體均將呈現出足夠快的增長趨向。光存儲市場的發展，將改變聲音圖象及其它數據的存儲方式及傳播方式。光存儲產品可以利用自動換盤系統，組成光盤庫、光盤塔、光盤陣列，實現提高整個系統的容量、數據傳輸率及多數據存儲的可靠性。如果將光盤庫、光盤塔及光盤陣列與自動換盤系統有機結合，可以大大提高系統容量、數據傳輸率和顯著改善存儲數據的可靠性。

在技術上，磁帶已經基本上沒有潛力了，而且與非線性的編輯系統存在明顯的矛盾；專業光盤雖然不會在很短的時間內取代磁帶，但其非線性、高密度、低成本、高傳輸速度的優勢已經帶來了良好的開端。Sony公司不失時機的推出光盤專業攝錄像器材，這些設備使用基于藍紫色激光技術的光盤作為存儲介質，充分發揮非線性記錄方式帶來的靈活性。例如：PDW-3000專業藍光盤編輯錄像機(演播室機型)，它可記錄和重放IMX/DVCAM格式，具有完善豐富的輸入輸出接口，包括傳統視音頻和網絡接口。它的雙光頭設計可實現高速文件讀出。它具有快速圖像搜索，圖像索引功能和光盤的隨機訪問功能，可以快速定位到所需圖像。它具有場景選擇隨機存取能力，使得任意定位素材段成為可能，跳過不必要的素材。特別值得提出的是這種錄像機可以將高低分辨率素材同時記錄在光盤上，高分辨率素材用于高質量節目的制作和輸出，低分辨率素材可用于編輯，瀏覽等等，低分辨率素材還可以為互聯網播出等用途提供數據。二光傳輸

讓我們再來看看光傳輸，現在各省市有線電視臺網絡中在主干線多使用光纜傳輸信號，在電視臺內部的新聞網或制作網也使用光纖代替電纜傳送素材文件。眾所周知，光纖傳輸比傳統電纜傳輸有頻帶寬、容量大、損耗低、保真度高、抗干擾等優點。而隨著光電子器件的持續發展，光纖工藝的提高，以及光纖技術和IT技術的相互滲透和融合，光傳輸技術有了相當大的發展，這對電視臺通信架構的改變起到了巨大的推動作用。以下是對滿足電視臺需求的光傳輸技術的具體闡述。

1、光纖技術的介紹

（1）單波長技術

對于業務量和距離長度要求不大時，普通的單波長技術就已能滿足需求。幾年前單波光纖的數據傳輸就已能達到10Gbps。目前在單波長上進行數據傳輸已經能夠做到40G的帶寬，雖然這已經是單波長所能夠傳輸的極限，并且實用的傳輸容量也沒有這么大，但相對電視臺內部網近距離的視音頻傳輸要求已經夠用。

單波技術基于電時分復用（ETDM）技術，但由于微電子技術和光纖色散的限制，微電子技術難以支持電時分復用有新的突破。光纖上的色散是10Gbps及其以上速率系統傳輸距離的主要制約因素，且隨著比特率越高而影響越大。

（2）密集波分復用

對于傳輸量更大，傳輸距離更遠的要求，僅靠提高單信道系統的速率已沒有空間，另一種途徑就是使用復用技術。光復用的方式有很多種，目前比較成熟并已進入大規模商用階段的是光波分復用，尤其是DWDM--密集波分復用。（DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing）

DWDM技術簡單地說是在一根光纖上接入不同波長的光信號，使傳輸容量比單波長傳輸容量增加幾倍甚至上百倍。提到DWDM，不能不提摻鉺光纖放大器（EDFA）。EDFA的出現使得DWDM得以實用。EDFA是一種全光放大器，它的使用取代了原來光-電-光的中繼再生方式，突破了光電、電光轉換的速度瓶頸，使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能，是DWDM系統及未來高速系統、全光網絡不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm，對波分復用中的每個波長補充功率，并經過若干個EDFA再用再生器來消除色散的影響。

使用DWDM，可以大大提高光纜傳輸容量，節省光纖，降低傳輸成本。DWDM目前可商用的水平，我國的傳輸容量為80Gbps，國外如朗訊公司的傳輸容量為400Gbps，實驗室的水平則已超過Tbps。

（3）新型G.655光纖

（4）全波光纖

使用全波光纖，增加傳輸頻帶。在未來的電視臺光纖網中，除了傳輸多路的視音頻數據以外，還會傳輸大量的管理數據。充分地拓展可用頻帶已成為關鍵。而在光纖的另一個低損窗口1.31um，雖然石英光纖在此波段時的色度色散為零，但由于1385nm附近存在著一個OH-離子吸收峰，對光纖傳輸能產生較大的衰減。而由此誕生的全波光纖采用了一種全新的生產工藝，幾乎可以完全消除由OH-峰引起的負面影響，并且使用與普通的G.652匹配包層光纖一樣的標準。

由于開放了這一低損窗口，全波光纖的可用波長范圍增加了100nm，使光纖的全部可用波長范圍由大約200nm增加到300nm，可復用的波長數大大增加，而且在上述波長范圍內，光纖的色散僅為1550nm波長區的一半，因而，容易實現高比特率長距離傳輸。同時，由于波長范圍大大擴展，一方面可以將不同的波長分配不同的數據流，從而改進網絡管理；另一方面，允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件的成本大幅度下降，從而降低整個系統的成本。

此外摻鐠光纖放大器（PDFA）的研制成功也解決了1310nm波長光的中繼問題。摻鐠光纖放大器工作在1300nm波長窗口，以摻鐠光纖作為增益介質。在實用過程中，可分別使用PDFA和EDFA對1310nm和1550nm波長的光信號進行功率放大和補償衰耗。

無論是工作在1550nm的G.655光纖，還是使用1310nm的全波光纖，最新的光纖技術帶來的是更高的傳輸速度和更大的傳輸容量，這為電視臺使用光纖傳輸多種數據打下了堅實的基礎。由于突破了傳輸瓶頸，在傳輸視音頻信號的同時還可傳輸大量的管理信息，包括文件的元數據以及其他SNMP數據流。這也為建立基于IP的視頻管理網絡鋪平了道路。

2、因特網技術和光纖技術的結合

隨著因特網技術的快速發展，ATM、SDH、IP等技術不斷融入到光成域網的建設中。目前代表發展方向的是IPoverWDM技術，其中比較成熟的解決方案是GEOverDWDM（GE：千兆以太網）。GEOverDWDM對于有線電視網絡最大的好處就是可以實現在原有光纖網絡基礎上平滑、連續性的網絡升級，同時可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太網無縫連接，能降低系統的成本和復雜性，保護廣電系統的投資。

IPoverDWDM通俗的說法就是讓IP數據包直接在光路上傳送，減少網絡層之間的冗余部分，能夠省去網絡運營商的成本，同時也降低用戶使用通信業務的費用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一種廉價方式，適用于廣電系統城域IP骨干網的建設。

千兆以太網（GE）技術是目前技術成熟的最快速以太網技術，它可以提供1Gbps的帶寬，由于采用和傳統10Mb/s、100Mb/s以太網同樣的幀格式和幀長，因此GE可以在原有低速以太網基礎上實現平滑過渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的傳輸距離已可達到640公里。在現有的有線電視網絡基礎上，使用千兆以太網技術，具有一定的現實經濟意義。可以預見，GEOverDWDM技術將成為廣電網絡中城域網的理想方案。

隨著各種光傳輸技術不斷地投入使用，整個電視臺的網絡架構將會發生巨大改變，而全光網和光接入網的建設和發展，使這種趨勢越來越明顯。

三光應用

由以上光記錄和光傳輸的介紹，我們可以了解到光技術已經逐漸滲透至專業視頻領域。以下為筆者設想的以光技術為基礎構建的新型電視臺IT制作網。相對于傳統電視臺制作網它將具備以下特性：

1.首先是高效的資源共享能力。可以實現快速的數據存取、遷徙及交換。

2.由于光盤錄像機的出現，文件化的素材交換方式得以實現，解決了傳統電視臺制作網素材上下載消耗時間的瓶頸。

3.具有智能化的網絡監控管理功能。

4.整個網絡具備可擴展性，強容錯性，高兼容性以及與其他網絡的互換性。

我們可以設想以下的以光技術為基礎的全光業務網，當然這里的全光目前不會是完全的光技術，也包含節點轉換上使用的一些光電和電光設備。前期節目素材由光盤攝像機采集，光盤攝像機可以是高端的SONY的PDW藍光盤攝像機，它的記錄文件格式是MPEG24：2：2P@MLIMX或者是DVCAM格式；也可以是低端的東芝的家用DVD光盤錄像機，它的記錄格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在攝像機內部被刻錄到藍光盤或普通的DVD碟片上。通過相應的光盤錄像機或專用的光盤驅動器由光纖實時傳輸并存儲到后期編輯制作單元。制作單元為現有的電視臺制作工作站，由后期編輯制作單元來進行原始素材的編輯及后期處理工作，各種特效、字幕、配音、片頭等在此處完成。制作完的節目由光纖無損地送入中央存儲部分的光盤庫中，一方面用于播出。另一方面，可以實現節目的存儲和歸檔或者利用光盤錄像機下載，便于以后的索引和節目調用。基于SNMP（簡單網絡管理協議）技術的系統監控單元通過與各單元交換信息，實時監測系統在節點光交換設備和傳輸通路上的光纖狀況。采用光纖作為工作站點連通的物理方式，用于數據的遷徙，設備和業務運營管理等控制信息的傳遞。采用光盤庫作為中央存儲單元，其管理軟件可以區分短期存儲的播出節目和長期存儲以供后用的節目。短期存儲的節目存儲在一級光盤庫，節目播出后定時刪除。長期存儲節目編目后放至二級光盤庫，作為媒體資源有原則的開放，不同級別的用戶通過光纖有償或免費獲取媒體資源。一級光盤庫為在線存儲體，容量以電視臺內部人員充分使用即可，它是提供給電視臺內部用戶使用的高速媒體資源共享體，滿足包括播出，節目制作，節目下載的宿求。二級光盤庫為近線存儲體，為海量存儲，它的媒體資源存儲主要為節目的再利用和再加工服務，另外為電視臺以外的用戶提供VOD或者媒體資源再利用和交換的宿求。

以上設想的網絡比較現今的網絡，由于光技術的使用，可以突顯出高速共享的精神，達到用戶所見所得的需求。真正實現網絡化、數字化的實時的信息交換。

篇2

【關鍵詞】媒介；媒介技術；傳播

傳播學作為一門獨立的學科從創建到現在，不過是幾十年的歷史，然而傳播作為一種社會性的現象則是和人類社會的產生是同步的。并且，媒介和傳者與受者兩者一樣，是作為最基本的傳播要素而出現的，它是信息傳遞和接受的手段、載體。在最初的傳播歷史中，媒介表現為語音、語言和一些簡單的符號等形式，隨著科技的發展，媒介的技術含量越來越高。隨著現代印刷機的發明，傳播第一次有了現代性的意義，開始跨越以前人類想象力的極限，擺脫了時間性與地域性的制約，使地球上每一個個體都身陷于現代傳媒的巨大旋渦之中。伴隨著工業革命的繼續發展，電臺、電視等媒介也競相躍上傳播的舞臺，并且，每一個媒介的產生，都在很大意義上影響了人類的生存境況，甚至同人類社會的變遷與文明的發展有著莫大的關系。特別是電視的發明與成熟，其作用更是巨大，這也使得媒介技術分析的現實意義迅速而明晰地凸顯出來。在媒介分析理論界中至今享有盛譽的理論大師：雷蒙·威廉斯、麥克盧漢、梅羅維茲都有著自己對獨特的理論思辯。

20世紀的最后十余年的時間里，更是科技日新月異、信息技術更新提速的年頭，數碼技術、光纖衛星通訊技術、電腦網絡技術大放異彩。在所有這些技術逐漸走向融合和協調的基礎上，世界性的因特網迅速崛起，成為人類歷史上前所未有的嶄新媒介，它不但打破了地域限制和國家疆界，還打破了文字、聲音、圖象等各種符號形式的隔膜，更使得個人的單向傳播（自我傳播）、人際傳播、組織傳播、大眾傳播等各個層次類型和規模的傳播走向統一。其影響的觸角也正伸向人類社會生活的各個方面，滲透到全世界的各個角落。對于傳媒界而言，這些變化中包含著新的挑戰和機遇，對于傳播學研究界而言，這些令人激動的變化構成推動媒介分析研究的動力：一方面，要對信息傳播新技術、新媒介、新環境、新實踐作出深刻的分析和解釋，離不開傳播學理論的指導。另一方面，傳播領域層出不窮的新變化，將一系列有關信息傳播高新技術同社會發展的關系新傳播研究課題擺在了學術界面前。將傳播學理論研究和應用研究相結合，從前人的成果中獲取啟示，而又追求聯系實際充實傳播學理論，這是時代賦予傳播學界的雙重任務。媒介分析作為以媒介技術為焦點、以媒介分析及其發展同人類社會變遷的關系為核心的研究部類，正為這樣的研究提供了極好的切入口。

一提到媒介分析理論，很多人第一個想起的名字便是麥克盧漢，殊不知，麥克盧漢的媒介分析理論在很大程度上是受英尼斯的影響，他自己也把英尼斯稱為“良師”。早在20世紀50年代初期，英尼斯就在他的專著《帝國與傳播》、《傳播系統的偏向性》中廣泛分析了人類轉播的各種形式、各種技術手段，提出了一種把傳播技術及其發展同人類社會變遷、文明發展史聯系起來考察的媒介理論。比起麥克盧漢的媒介分析理論，英尼斯的媒介理論要早問世十多年。

英尼斯從20世紀40年代初起，在他生命的最后10來個年頭里，他把傳播置于人類歷史運轉的核心位置進行研究，并在此基礎上形成了他的媒介理論。這一理論認為，一切文明都有賴于對空間領域和時間跨度的控制，與之相關的是傳播媒介的時空傾向性，因而文明的興起與衰落同占支配地位的傳播媒介息息相關。英尼斯認為任何傳播媒介都具有時間偏向或空間偏向，也就是說，傳播媒介或具有長久保存但卻難于運輸的傾向性，或具有易于運輸卻難以保存的傾向性，前者便于對時間跨度的控制；如羊皮紙、石頭等，英尼斯將其稱為“偏向時間的媒介”；后者便于對空間的控制，如輕便的紙張，英尼斯將其稱為“偏向空間的媒介”。根據英尼斯的觀點，就這兩種媒介同權利結構的關系而言，“偏向時間的媒介”有助于樹立權威，從而利于形成等級森嚴的社會體制；“偏向空間的媒介”則有助于遠距離管理和廣闊地域的貿易，有助于帝國領土擴展，從而有利于形成中央集權但等級制度不強的社會體制。英氏還探討了媒介的時間偏向和空間偏向兩者之間的平衡對社會穩定的影響。他的媒介理論認為，建立在強調時間偏向的傳播手段或強調空間偏向的傳播手段基礎上的兩種不同的權威和知識壟斷——宗教的或國家政府的，道德的或科技的，是帝國興衰的主要動力、文明興衰的主要動力。這種理論還把時間偏向和空間偏向視為辨證的統一體，認為一味地向時間傾斜和向空間傾斜會造成社會不穩定，一個穩定的社會離不開維護時間傾向和空間傾向間平衡地機制。

英尼斯的媒介理論最重要的一個特點是作者對科技理性的懷疑態度，盡管英氏很看重媒介技術發展史在文明發展史上的作用，但他并未從新的傳播媒介的出現中看到解決現代文明中如下重要問題的希望：如何發展道德的力量去和物質科學所釋放出來的力量向抗衡，以維持一種社會的平衡。例如，他在《傳播系統的偏向性》一書中，英尼斯對知識的機械化中所隱伏的問題作了如下的評論：“機械化強調了復雜性和混亂，它造成了知識領域的壟斷。對于任何文明而言，如果它不屈服于這種知識的壟斷的影響，對此進行一些批判性的調查和提出批判性的報告已成為極其重要的事項。思想自由正處于被科學、技術和知識的機械化及伴隨他們的西方文明摧毀的危險之中。”也許盡管英尼斯在對待科技的態度方面的悲觀論調和懷舊情緒并不可取。但是他對現代西方文明過于強調物質科技的力量，忽視道德力量的批判性思考確是每一個習慣于獨立思考的知識分子所必須尊重的。

假如說英尼斯是將媒介技術與人類文明發展史聯系起來進行思考的先驅，那么麥克盧漢則是繼續開拓這一領域、并在傳播學領域研究中確立以媒介技術為焦點的研究傳統的關鍵人物。麥克盧漢提出的媒介理論以其一系列大膽新穎的論點，迅速在西方學術界引起了重視，非但如此，他還在美國媒體與大眾之間掀起了一陣麥氏風暴。

麥克盧漢最為重要的一個論點應該是“媒介即訊息”，這即是麥克盧漢與另一學者合著的一本重要著作的書名，也是其媒介理論的發人深思的主題。麥氏從功能和效果兩個方面闡述了“媒介即訊息”的論點。首先，麥氏從媒介技術的功能作用的角度理解“內容”，提出任何媒介的“內容”總是另一媒介。“言語是文字的內容，正如文字是印刷的內容一樣。而印刷則是電報的內容。如果有人要問，‘那么言語的內容是什么？’那么就有必要回答說，‘它是思想的實際過程，這本身就是非言語的’”。此外，麥克盧漢還從媒介技術的社會影響、效果的角度賴理解“內容”，認為一種新的媒介一旦出現，無論它傳遞的是什么樣的訊息內容，這種媒介本身就會引發社會的某種變化，這就是它的內容，也就是它帶給人類社會的訊息。

麥克盧漢另一個重要的觀點就是其“媒介是人體的延伸”理論。他把媒介技術比作人體或人類感官的延伸，并提出了“感官的平衡”的概念。他指出，使用不同的傳播技術會影響人類感覺的組織。例如，文字與印刷媒介是視覺器官——眼睛的延伸，廣播是聽覺器官——耳朵的延伸，而電視則是全身感覺器官的延伸。麥氏根據人類歷史上占主導地位的傳播方式手段的演變，把人類社會分為三個主要時期：口頭傳播時期、文字傳播時期以及電子傳播時期。在每個時期，人類感官之間的相互作用以及思維的方式都有其自己的特點。與此相應的是部落文化、脫離部落文化和重歸部落文化。他認為人的感覺需要平衡，任何一種感覺一旦占據主導地位，那么另外的感覺的作用被人們所疏遠，這樣的個體不會是健全的。而新興的電子傳播時期，將會使人重新走向和諧，使人的各種感覺重新達到平衡狀態。另外，麥還有關于“冷媒介、熱媒介”的理論。

二人把媒介技術置于人類文明發展史的大背景進行考察，強調媒介技術本身的作用，在傳播學研究中開創了以媒介技術為焦點的新的研究傳統。這是此二人學說的重要歷史地位。但是，他們的理論也存在著重要的缺陷：陷入了唯技術決定論的悖論。他們的媒介理論都失之于過分強調媒介技術的作用，把媒介描繪稱導致社會變動的最大動力。從而被學界批評為陷入唯技術決定論的極端。這是我們在閱讀他們的著作，吸取其精華思想時所必須警醒的。除此之外，兩人在寫作中，常常對一些基礎的定義未作明確的界定，而為了追求一種夸張的風格造成了思維邏輯上的混亂。這一點也同樣需要讀者加以注意。

與此二人形成鮮明反差的是英國著名學者，西方批判學派中的社會文化學派的理論先鋒、西方的文化批評家雷蒙·威廉斯。威廉斯畢生致力于文化研究，于他而言，大眾傳媒研究是其中一個重要組成部分。他認為，文化研究就是研究整個生活方式的組成部分之間的關系。首先，他認為，對媒介文化研究要運用一種整體的、歷史的、動態的觀點。其認為，文化現象（包括媒介文化）是和所有社會現象緊密聯系的一部分，它們的變化牽涉到所有社會現象包括內在結構的變化，是一個永不停止的運動過程，“在任何時候，它都即包括對現代的反應，也包括對歷史的延續。”其次，他把文化研究同社會制度聯系在一起，試圖探詢文化制品與社會制度之間的關系。這可以從他以下觀點看出來：第一，強調社會傳播過程就是意義和定義在社會上建立并且歷史地演變的過程，強調傳播和社會制度機構、習俗之間關系密切。第二，指出大眾傳播的商業形式并非象某些人吹噓的那樣是自由的大眾傳播模式，而是一種實際上由商業系統控制社會的模式。第三，指出文化現象的復雜性以及傳媒文化中的種種問題的社會性。他反對非此即彼的簡單兩分法去看待社會文化問題，大眾文化中存在著內容低劣等問題，但并不是孤立的，他主張把他們看作社會問題，其背后有著復雜的社會原因，這其中包括：對過去真正的通俗文化傳統的蔑視；作為人類文化偉大成就的偉大文化傳統又被搞成少數人的獨占；投機商們的乘虛而入。

對于傳媒科技發展與社會關系這一問題，威廉斯批評了傳播界占有顯赫地位的兩位大師的理論，一是拉斯韋爾的傳播模式，二是麥克盧漢的媒介理論。威廉斯對拉斯韋爾的傳播模式頗為不滿，他認為這一模式遺漏了對真正社會與文化過程至關重要的“意向”問題，如果忽略了為什么目的而傳播，那么就等于忽略了所有真正的社會與文化過程。這涉及到傳播過程所指向的意向和利益等問題。他進一步指出，西方傳媒的真正意向常常與有關當局公開宣言的意向有很大的區別，并與那些假象的一般的社會過程中的情形有很大區別。只有對意向的正確分析，才能更深的理解西方傳媒的內在制度。

威廉斯也在以下幾個方面對麥克盧漢的媒介理論提出了自己的批評，首先，他認為在麥氏的媒介理論中，實際上見不到社會的蹤影，它絲毫不能解釋不同的媒介特征與特定的歷史文化情境及意向之間的相互關聯。麥氏的理論雖然關注到不同媒介不特殊性，但只是把它們臆斷地指派給媒介的心理功能。其次，麥氏的理論不但認可西方社會與文化的現狀，而且尤其認可這種社會文化狀況的內在傾向。也就是說，它缺乏對西方社會與文化狀況及其發展趨勢的理性批判，最后，麥的理論中還存在著嚴重的邏輯混亂的缺陷。

在提出對這兩者進行批評的同時，威廉斯也談到了自己對媒介文化意向與社會科技發展關系的看法：第一，所有技術的創造與發展都是為了有助于已知的人類實踐，這是基本的意向因素，但卻不是唯一的。第二，在許多情況下，技術往往產生原先并未預料到的使用情況與效果，他們也是對初使意向的真正的修正。第三，真正的決定是一個過程，一個牽涉到整個現實的社會過程，受到各種因素的制約。

總之，媒介技術是媒介發展的一個重要層面，它往往能引起巨大的傳播方式的變革，從而導致社會本身巨變。所以媒介技術不僅僅是一個技術性的定義，其蘊涵的社會含義值得更多有識之士對其進行更深入的研究。

【參考文獻】

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1 陶瓷造物伊始，在不自覺的狀態中，古人便無意識地引入了數字因素，并發揮了它的積極作用。    

制陶出現以前，古人利用單純一種物質造物以滿足生產和生活需要，例如，木器、石器及其他植物的造物等。制陶活動伊始，便利用鉆土、水及火等進行造物活動。人類逐漸突破了簡單的孤立的“一”，由“一”逐漸推進“二”、“三”物，乃至“萬”物。

2 隨著陶瓷生產的發展，陶瓷生產中對于數量變化的這種無意識狀態逐漸轉化成有意為之的狀態。    

在陶瓷生產過程中，材料逐漸豐富的同時，燒成溫度也逐漸提高，從露天燒成到封窯燒成，再到橫穴窯、豎穴窯，直至龍窯的出現，窯爐在結構、大小上的變化，直接影響到窯溫，為陶瓷制品的燒成做技術的準備。與以前封窯相比，商周時期出現了由窯室、火膛、火門、窯算等“四”部分組成的窯爐，這種在數量上細化窯爐的做法，直接影響陶器的燒成，進而提高陶器的質量。古代陶工為了某種生產目的，總是在數量上或增加，或減少燒陶窯爐的尺寸，旨在達到預想的生產目的。為了增加燒成溫度，陶工有意識地將“火膛加高可以多容納采草以增加火力，而算孔雖有所減少，但算孔徑加大了，可以使火膛的強大火力集中進入窯室，以提高陶器的燒成溫度。”

3 數量多寡的變化直接影響到陶瓷制作的質量，直接決定著陶瓷生產工藝的變革，甚至影響到生產總量。   

戰國、秦漢時期，燒制陶瓷的窯爐逐漸變化成“龍窯”，龍窯的顯著特點是裝燒量較大，產量高。另外，龍窯的較長、較大的窯室可以提供穩定的窯溫，這是保證燒制產品質量的前提條件。    

此外，人們有意識地細化生產的工藝流程，分為采礦、材料配制及制作、陶瓷產品成型、施釉與裝飾、干燥及燒成等。實踐表明，陶瓷生產工藝過程在數量上的劃分及其有效銜接，直接影響到陶瓷產品的產量和質量。一般而言，工藝劃分越細，陶瓷制品的產量和質量越有保障。由此可見，一方面，陶瓷數理因素受到陶瓷生產實踐的制約;另一方面，陶瓷數理方法論又直接指導著陶瓷生產實踐。生產環節的增多直接導致生產成本增加，反之成本相對降低。例如，在青花瓷制作中，坯體分水與繪制，既可以分成兩個環節，又可以合并為一個環節，這種分合需要根據產量需要來決定，量大時可以一分為二，反之，便可以合二為一。

4 數字體系貫穿于陶瓷生產全過程，使陶瓷生產、經營管理及產品銷售和消費等得以更加理性地展開。    

篇4

關鍵詞 多學科 跨大學科平臺 研究生培養

在我國研究生規模化教育的背景下，提高研究生教育質量，培養高層次創新人才是深化研究生教育改革的核心問題。當今，不同學科的交叉融合成為優勢學科的發展點、新興學科的生長點、重大創新的突破點，同時也是人才培養的制高點。構建跨大學科的科研平臺，探索跨學科研究生培養新模式成為解決高層次創新型人才培養核心問題的重要途徑。

1.跨大學科的科研平臺構建的必要性

隨著研究生招生規模持續增長和研究生培養的多樣化發展，跨學科、跨專業研究生的培養質量和創新能力成為高校關注的重要問題，而科研平臺是支撐學科建設、布局研究領域、整合科技資源、聚集科研人才、爭取重大項目、培育重大成果、促進合作交流的基礎，也是高層次人才培養的關鍵，科研平臺水平是高校教學、科學研究、人才培養、學科建設和管理水平的重要標志。圍繞著創新能力提升、高層次人才培養的核心任務，進行科研平臺的整體謀劃和布局調整，以跨學科大平臺的概念進行平臺構建成為必要。重慶郵電大學適時進行了科研大平臺的謀篇布局和規劃發展，其中光電科研大平臺是跨學科大平臺中的典型實例。

2.工理結合的光電科研大平臺

光電科研大平臺包括中央與地方共建光電器件及系統科研和能力提升平臺、微電子工程重點實驗室、中地共建光信息材料實驗室、中地共建射頻技術平臺，其整體統一在光電信息感測與傳輸技術重慶市科委重點實驗室下，是整合光電工程學院、數理學院等多個學院的科研能力，共同構成的覆蓋光電產業鏈上中下游的光電科研大平臺，平臺示意圖如圖1所示。平臺支撐電子科學技術、光學工程、理論物理、生物醫學工程等多學科的發展，并對信息與通信工程、控制科學與工程等學科的形成有力輻射。大平臺學科涉及面廣，學科交叉明顯，為跨學科的應用型、復合型、創新型高層次人才提供了支撐。

3.光電科研大平臺的研究生培養方向與內容

本跨學科科研平臺主要在光電感測材料、光電感測器件與技術、光電信息傳輸體制與系統三個方向進行研究和高層次人才培養。三個方向彼此關系密切，有機結合，支撐了電子科學技術、光學工程、理論物理、生物醫學工程等多學科的發展和高層次人才培養。

①光電信息材料的理論與技術

光電信息理論與技術體系的形成是光電感測技術應用的重要支撐，是發展新興戰略性產業的物質基礎和技術關鍵。關于光電信息材料的理論與技術的研究近年來在國際國內都十分活躍。本研究方向以信息技術領域的新型功能材料為主要研究對象，以材料的計算機模擬、設計和仿真為主要研究方法，為新型光電信息材料，特別是新型光電傳感材料的研發和改進提供理論指導，并在光電功能轉化、光纖放大器、生物熒光探針等技術方面進行探索。本方向的研究能夠有力支持理論物理專業、電子科學與技術中物理電子學專業的研究生培養。

②光電感測技術與器件

本方向主要對光電感測機理與技術、光電感測器件的設計與工藝技術進行研發。在光電感測機理方面，在光電信息材料理論與技術研究的基礎上，針對位移、振動、角速率、光譜、光熱、氣體痕量分析、生命體征信息等感測對象，對其感測機理進行探索，對慣性傳感、光纖傳感、溫度傳感、光敏傳感、氣敏傳感以及MEMS傳感等單元感測技術進行探討，對感知器件及系統的設計提出新的方案。在光電感測器件的設計與工藝技術方面，根據光電器件的基礎理論及關鍵工藝技術，結合感測信息對象的需求，開展MOEMS傳感器、角速率傳感器、振動傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器等器件及系統的設計與加工工藝技術研究，以此為基礎，研究感測片上微系統、光電混合微系統集成等工藝，為光電信息的傳輸與系統設計提供依托。本方向是電子科學與技術、光學工程研究生培養的重要方面。

③光電信息傳輸體制與系統

光電信息傳輸的目的是將光電器件感知檢測到的信息傳送至上層應用，是感知層與應用層之間的連接紐帶，負責總體數據傳輸和數據控制，提供傳輸連接服務和數據傳輸服務。在研究方向一光電材料理論探索和研究方向二光電感測器件設計的支撐下，結合國內外的技術發展和技術趨勢，本研究方向重點面向智慧醫療應用，主要攻克體征信號處理、信息傳輸體制與標準、微系統結構與應用集成等方面的技術難題，形成智慧醫療與健康信息服務領域完整的自主知識產權，形成基于光電感測與傳輸的共性技術體系，為光電技術的工程化應用提供支撐。本方向是電子科學與技術、生物醫學工程、通信與信息工程研究生培養重要依托。

4.基于跨學科科研大平臺的研究生培養導師團隊建設

學校在研究生培養過程中長期堅持導師團隊的管理方式。基于跨學科科研大平臺的研究生培養首先必須構建具備多學科學術背景、學術經歷和研究領域的教學科研團隊。在光電大平臺基礎上，所涉學院密切合作，形成了一支高素質的學緣結構、學歷結構、學科結構合理的導師團隊。團隊擁有研究生導師30余名，重慶市學術技術帶頭人1名，重慶市巴渝學者1名，擁有智慧醫療系統與核心技術重慶高校創新團隊，同時集成電路設計團隊獲得中國僑界創新團隊貢獻獎。團隊具有指導電子科學與技術、光學工程、理論物理、生物信息工程、信息與通信工程等多學科研究生的多年經驗，為跨學科研究生師生團隊培養模式的具體實施提供了人才保障。

5.人才培養成效

近5年來，本平臺在其他高校掛靠招收博士研究生3人，授予博士學位人數2人。累計招收碩士研究生已達到600余人，授予碩士學位人數超過400人，有20余名碩士生獲得重慶市優秀碩士學位論文。在“挑戰杯”等科技競賽中上百人次獲獎。同時，注重研究生創新實踐能力的培養和提高，健全了研究生培養保障體系和質量監控制度，保障了人才培養的質量。

參考文獻：

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大學計算機基礎課程針對大學非計算機專業一年級學生開設，旨在使學生掌握計算機技術與信息技術的基礎知識，提高學生的計算機技術素養，為將來使用計算機解決各自的專業問題打下良好的基礎。

1 大學計算機基礎教學中面臨的問題

1.1 認識誤區對教學的影響

首先，大學計算機基礎這門課程長期以來主要講授一些計算機的基本操作和基礎知識。隨著我國計算機教育在中小學的不斷普及，計算機基本操作對大學生來說應該非常容易，因此，某些學校認為這門課可有可無。其次，很多人認為計算機理論知識的學習只適用于計算機專業學生，對非計算機專業的學生而言，只需要學會計算機基本操作和基礎知識，能夠使用計算機就可以了。

這些片面認識反映在教學方面就是各高校普遍將大學計算機基礎課程的課時壓縮，甚至有些院系專業的教學計劃中已經將大學計算機基礎取消；反映在學生方面就是普遍輕視這門課程，認為該課程非常簡單，甚至認為自己計算機操作什么都會，根本不用上這門課程。

實際上大學計算機基礎課程的一個重要目的就是培養大學生的計算機理論素養，為以后利用計算機解決專業相關的問題打下良好的基礎，不僅要求學生能夠熟練地操作計算機，還要求學生能夠掌握一些基礎的計算機理論知識。目前，計算機技術已經更多地融入其他學科和專業中，為學科問題的解決提供了強大的工具，如果沒有一定的計算機理論知識做基礎，想要游刃有余地使用計算機解決很多專業相關的實際應用，是非常困難的。因此，我們對“大學計算機基礎就是簡單地學習計算機基本操作”這樣的錯誤認識需要足夠重視，并積極采取一些應對措施，努力消除這些片面認識對教學的影響。

1.2 學生“差異性”對教學的影響

雖然目前我國計算機教育在中小學不斷普及，但是由于我國幅員遼闊，地區間發展不均衡，中小學計算機教育水平區域性差別較大，因此，大一的學生入校時計算機基礎知識的掌握程度參差不齊。一些來自發展較好地區的學生，計算機基礎知識掌握較好，甚至有的學過程序設計語言；還有一些來自農村或偏遠地區的學生，沒上過計算機相關課程，有的甚至沒有見過計算機。

學生專業提供論文寫作、寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net對計算機知識掌握程度不同，給教學的組織帶來困難。若實施統一授課，將勢必出現一部分同學“吃不飽”，而另一部分同學“吃不了”的現象。針對這一難題，教師要更好地組織教學，開展計算機基礎分層次教學。

1.3 教學內容與專業結合薄弱

目前，信息和計算機技術已廣泛滲透到各個學科領域，為專業學科研究提供了重要的工具。然而，由于不同專業的學生培養目標、專業研究方法等存在巨大差異，因此，不同專業對學生計算機知識和技能的要求也存在著較大差異。雖然我們強調計算機基礎理論對所有非計算機專業學習的重要性，但是對所有的專業采用完全相同的教學內容也是不可取的。

事實上，目前國內外大學計算機基礎課程發展有兩個趨勢，一是計算機基礎理論引入非專業計算機基礎教學中，二是計算機基礎教學要與專業課程內容相結合，這就要求非專業計算機基礎教學既要強調計算機基礎理論的重要性，又要注意不同專業對計算機技術需求的差異性，應該結合專業，適當調整教學內容。

然而，目前大多高校的計算機基礎教學都采用所有專業學的方式，重點強調計算機基礎理論的掌握，與學生的專業結合較少，這導致學生抱怨計算機基礎課程內容抽象，難以理解，學了也與專業學習和工作沒有關系。

1.4 學生學習積極性低

目前，中小學階段的計算機課程大多只涉及計算機基本操作的相關內容，因此，大學計算機基礎理論部分的教學內容對大一學生而言比較抽象且難度較大，學生普遍感覺講授內容枯燥、抽象、難懂、課堂氣氛沉悶，而且與實際結合不緊密，學完感覺沒用，學習積極性不高。

1.5 教師教育經歷和考核機制對教學的影響

目前，大學中的教師大多沒有受到過專業的教育理論培養，沒有認真系統地學習過教育學、心理學等教師應必備的知識，所以大多存在教學藝術和技巧不夠深厚的缺陷，這在很大程度上影響了課堂教學質量和教學效果。

在計算機基礎教學中，教師難以將全部精力投入到教學中，這主要有兩方面的原因，一是隨著高校的擴招，高校承擔計算機基礎教學T作的教師大都長時間、超負荷地進行教學，無暇顧及教學鉆研，二是與目前大學的考核機制普遍“重科研、輕教學”有關，有時一些教師雖然承擔了大量教學工作量，但由于科研較差而導致考核不合格，對基礎課授課教師的教學積極性造成較大影響。

2 大學計算機基礎教學的改進策略

2.1 強調計算機基礎理論的意義，克服片面認識的影響

首先，在第一節課的教學中，教師的講解一定要突出課程對今后工作、學習的意義，要根據學科專業的不同，精選與專業實際應用結合緊密的實例，比如對于機械、材料、冶金專業的學生，通過冷彎成型軟件的演示，讓學生清晰地看到計算機技術在設備生產制造中的巨大作用，使學生能夠感覺到計算機技術對專業領域的巨大促進作用，讓學生切實體會到課程對專業學習的重要性，自發地認識到課程的重要意義，從心理上重視這門課程，端正學習態度。其次，對于一些教務管理人員對課程的片面認識，一定要讓他們意識到該課專業提供論文寫作、寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net程的學習對學生今后專業學習的重要性，糾正“大學計算機基礎課就是計算機基本操作，以及Word、Excel等軟件的掃盲”這樣的觀念。學校可以建議教學管理人員多參加計算機基礎教指委的會議，邀請他們到該課程國家精品課程院校參觀交流，通過各種方式，努力爭取學校對課程的重視。

2.2 開展“分層次分類”教學，克服“差異性”影響，緊密結合專業組織教學

首先要了解大一新生計算機基礎知識掌握程度的差異。學校應對剛剛入學的新生進行一次摸底考試，考試采用上機形式，內容應包括計算機基礎理論和基本操作，并最終根據學生計算機知識掌握的程度，將學生分為兩個層次，分別開設普通班和提高班，不同的班級采用不同的教 學內容。

對于普通班的學生，要加強對他們的學習指導，教學主要目的是幫助他們盡快地掌握計算機基礎理論知識，并能夠熟練使用計算機，掌握Word、Excel、PPT等基本軟件應用。

對于提高班的學生，可以根據專業的不同，按專業開展“分類”教學。首先要組織大學計算機基礎一線教師積極和各學院專業授課老師交流，每個老師和自己所講授的學生專業形成對應關系，明確專業對學生計算機基本技能的需求。授課內容在強調計算機基礎理論的同時，要選擇一些與專業相關的內容，比如對于工設藝設類專業，可以設置Photoshop、3D設計等圖形圖像處理應用軟件內容；對于人文語言類專業，可設置Dreamweaver網頁設計類內容；對于電子信息類專業，可以設置Protel等電子設計軟件內容。

2.3 從多方面入手，調動學生的學習積極性

首先，從教學內容和教學要求人手，針對學生普遍認為的教學內容抽象難懂的問題，學校應立足于學生實際水平和教學目標的要求，合理地組織教學內容，以“廣度優先”為原則，降低對一年級學生而言層次過深、抽象、難以理解的知識點的學習要求，避免學生因為聽不懂而導致學習積極性降低。比如在計算機網絡部分的教學中，內容設置以基本概念的掌握為主，主要內容包括常見網絡傳輸介質、IP地址、常用網絡交換設備、常用網絡接入方式和常見網絡應用，如www、FTP、Email等，避免對TCP/IP協議、子網分配、網關配置等較難理解的內容的深入講解。

此外，從教學方法人手，教師應熟悉多種教學技能，能夠采用靈活多變的教學方法組織教學，綜合運用案例教學法、任務驅動法、課堂討論和提問等教學方法使課堂變得緊張有序、豐富多彩，從而達到激發學生學習積極性的目的。例如，在講授二進制時，采用和二進制緊密相關的通過多張數字表猜數字的游戲實例，吸引學生的注意力。在Word操作練習中，采用任務驅動法，確定練習主題，比如我的家鄉、我的大學生活等，要求使用多種文字格式設置、段落格式設置、圖片和藝術字設置等，調動學生學習積極性和主動性。

最后，從營造良好的課堂氛圍人手，投入時間和精力接觸學生、了解學生，營造平等、和諧、融洽的教學氛圍對調動學生的積極性非常重要。美國心理學家羅杰曾說過：“創設良好的教學氣氛是保證教學進行的主要條專業提供論文寫作、寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net件，而這種良好的教學氣氛又是以良好的師生關系為基礎的。”教師要始終堅持“以學生為本”，能夠用親切平等的態度、真誠的語言與學生交流溝通，讓學生以飽滿的熱情參與課堂教學活動，只有這樣才能讓教學進程的各個環節和諧互動，才能更好地提高學生的學習積極性。

2.4 加強教師自身理論素養的提高，發揚愛崗敬業的奉獻精神

為了提高教師教育理論素養不足的缺陷，學校要組織教師進行教育學、心理學等教師必須具備的基礎教育理論的培專業提供論文寫作、寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net訓，積極參加高教社組織的骨干教師培訓計劃等培訓活動；積極參加計算機基礎教指委組織的教學交流論壇，開展對外教學交流，在校內開展集中備課，相互聽課等，通過各種方式，努力提高教師的教育理論和教學水平。

在大學當前考核“重科研”的大環境下，學校應當努力爭取在考核機制上向基礎課授課教師傾斜。除此之外，教師應該具備高度的責任心，發揚愛崗敬業、無私奉獻的精神，克服各種困難，保證教學工作的投入時間，努力以積極熱情的態度，高質量地完成教學任務。

3 結語

大學計算機基礎課程的重要性不言而喻，如何在強調計算機基礎理論的同時和專業相結合，如何更好地調動學生學習積極性，課程的教學組織、教學內容的選取、教學方式方法如何改進等方面仍值得進一步探討，這些工作有待教育工作者的繼續努力。

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關鍵詞：光柵；光纖通信；寫入方法；傳感器

中圖分類號：TP29文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）04-0257-02

0 引言

當今，隨著科技的進步和社會信息化需要，通信技術以前所未有的速度快速發展。以高速率、超寬帶，遠距離、大容量、不受電磁干擾為顯著特征的光纖通信技術的進步尤為突出。而光纖光柵是指通過光纖的光敏性，采取駐波法等，用不同波長的光源照射摻鍺、硼的光纖，或用物理化學方法使光纖的反射和折射發生永改變而形成的特殊光纖。光纖光柵在光纖通信和光纖傳感器、光計算、光信息處理等領域有著廣泛的應用，極大的推動了全光網絡和數字神經系統的建立和發展。光纖光柵又分短周期光纖光柵和長周期光纖光柵。本文主要介紹長周期光纖光柵的機理和寫入方法及其應用。

1 長周期光纖光柵的機理及研究

光纖具有光敏性，光敏性是指當光纖纖芯受到特定波長和高于一定強度的激光照射時，折射率會發生永久性變化。光纖的光敏性主要取決于纖芯的制作材料及照射激光的波長和強度。顯然，利用光敏性可以改變光波導結構的折射率，這一特點可以用來制作無源光器件。光纖光柵就是其重要的應用。

長周期光纖光柵是指周期為幾十到幾百微米的能夠實現同向模式間耦合的光纖光柵。長周期光柵的特點是同向傳輸的纖芯模和高層模之間的耦合，無反向反射，屬于透射型帶阻濾波器。所以，長周期光纖光柵常常也稱為透射光柵。

長周期光纖光柵理論主要來源于光纖布拉格光柵，研究模型有多種，其中最具典型的是耦合模理論。研究的關鍵點主要有：光纖光柵的導模、包層模和輻射模之間的模式耦合及傳輸特性。研究的內容和參數包括：光纖光柵的諧振波長、損耗峰值、帶寬、耦合系數、傳播常數等以及這些參數與光柵周期、周期數、有效折射率的關系。

1996年AT＆T貝爾實驗室的A.M.Vengsarkar等人用紫外光通過振幅掩模板照射氫載硅、鍺光纖獲得成功，從而誕生了長周期光柵光纖。

2 長周期光纖光柵的寫入方法

長周期光纖光柵寫入方法很多，主要有：紫外光法，電弧放電法，離子束入射法，CO2激光法，腐蝕刻槽法，機械微彎變形法等。其各有優缺點。下面僅以主要的幾種方法說明寫入的原理和過程。

2.1 紫外光寫入法

這種寫入方法的原理是：用紫外光通過振動模板曝光氫載摻鍺光纖，使得摻鍺光纖的光敏性引起纖芯折射率的周期性調制，如圖1所示。

圖1 傾斜振幅掩模板寫入不同周期的長周期光纖光柵

通過改變掩模板縫隙的周期，還可以寫入不同諧振波長的長周期光纖光柵，以滿足實際應用需求。圖1中，通過改變模板與光纖之間的夾角f，就可改變光柵周期fb。

此種方法的缺點是熱穩定性較差。常可用退火法來提高光柵的熱穩定性。

2.2 腐蝕刻槽法

腐蝕刻槽法是直接利用氫氟酸周期性腐光纖形成周期性的環槽結構，從而形成長周期光纖光柵。如圖2所示。

圖2 腐蝕刻槽法寫入的長周期光纖光柵示意圖

此種方法形成的光纖光柵其折射率變化不僅發生在纖芯，而且在包層也起了很大改變。同時，由于光纖內部腐蝕部分和未腐蝕部分的直徑不同，在對光柵施加一定壓力后將引起折射率的變化，由此，此種長周期光纖光柵可以應用在應力、彎曲、扭曲、溫度等傳感器中。

2.3 離子束入射法

離子束入射法是用氫（H+）或氦(He+)離子束沿軸向周期性入射到光纖表面并注入到包層和纖芯，使其折射率發生周期性改變，形成長周期光纖光柵。其寫入方法如圖3所示。

圖3 離子束入射法寫入長周期光纖光柵的示意

該光纖光柵的優點：室溫下，常規光纖可形成長周期光纖光柵；通過調節入射粒子束的劑量來實現對光纖折射率調制大小的控制；高溫穩定性好，適應高溫環境下工作。

3 長周期光纖光柵在實際中的應用

LPFG的周期相對較長，滿足相位匹配條件的是同向傳輸的纖芯模和包層模。這就導致了LPFG的諧振波表和幅值對外界環境的變化非常敏感，具有更好的溫度、應變、彎曲，扭曲、橫向負載、濃度和折射率靈敏度；另一方面，LPFG的濾波等特性在光纖通信中具有重要地位和價值。下面給出目前LPFG在傳感器和通信領域的最新的應用成果。

3.1 溫度、應變同時測量傳感器

溫度、應變同時測量是實際工程測量應用中的交叉測量問題。LPFG的諧振波長與應變和溫度都具有較好的線性關系。實際測量時由LPFG和光纖布拉格光柵級聯組合而成，實現溫度和應變的同時測量。精度能夠分別達到±9με和±1.5℃。

3.2 高溫測量傳感器

電弧的放電寫入的長周期光纖光柵在30――200℃范圍內的溫度實驗表明：在800――900℃范圍內，溫度靈敏度有一段平坦區。因此，工程上可以用于此溫度下的線性溫度測量。CO2激光寫入法與電弧放電法寫入光纖光柵其形成機理本質是一致的。所以都具有高溫穩定性。試驗還表明：在同一溫度范圍內，纖芯基模與高階包層模耦合的諧振波長的溫度靈敏度高于纖芯基模與低階包層模耦合的諧振波長的溫度靈敏度，這與理論分析也十分吻合。

3.3 彎曲傳感器

應用兩個高頻CO2激光寫入的具有較強彎曲方向相關性的LPFG和一個其他方法寫入的沒有彎曲方向相關性的LPFG相互配合，不但可以實現對彎曲量的測量，還可實現對任意彎曲方向的判別。這在橋梁等工程測量中應用非常廣泛。

3.4 增益均衡器

現代光纖通信，密集波分復用（DWDM）已進入實用階段。但由于傳輸中摻鉺光纖放大器（EDFA）的增益譜不平坦，使得各信道獲得的增益不同，從而導致信號傳輸產生誤碼。把幾個不同諧波長和透射率的LPFG級聯，可獲得一個與EDFA的增益譜成倒數的損耗特性曲線。其增益譜在40nm帶寬范圍內能達到1dB的平坦度。LPFG對摻鉺光纖增益譜的平坦作用在光纖陀螺儀中也有重要應用。R.P.Moeller等人利用LPFG的平坦特性成功優化了陀螺儀中的EDFA的增益譜，使陀螺儀的質心波長溫度的相關性減小到0.2pm/℃,從而大提高了陀螺儀的溫度穩定性，極大的提高了制導武器的精度。

3.5 光纖耦合器

LPFG常常可用作光纖通信中的光纖耦合器。LPFG耦合是屬于模式耦合，光信號通過纖芯導模耦合到纖芯，這就使得LPFG光纖耦合器具有工作距離短，橫向容差較小等特點。根據LPFG耦合器的工作原理，光源LD發出的光一部分耦合到纖芯中，另一部分經半球形透鏡耦合到包層中并激發出多種包層模，耦合到包層中的光在包層中會激發出許多包層模，其中與LPFG諧振波長匹配的包模將耦合回到纖芯中形成導模。耦合距離及橫向容錯性與光纖纖芯半徑和包層半徑有關，也與包層折射率和入射角有聯系。而光纖耦合器的耦合效率與工作距離、半球形透鏡的半徑、LPFG損耗峰的幅值、橫向偏移、光源中心波長與LPFG諧振波長的差異、透鏡與LPFG之間的距離等因素有關。

3.6 梳狀濾波器

光濾波器是光纖通信中的主要器件之一，其性能的好壞將直接影響到光信號的傳輸。特別是在DMDW系統中，光慮波器是至關重要的部件。光纖梳狀慮波器通常由若干個LPFG等間隔級聯組成。一般而言，級聯光柵越多，其透射干涉條紋的精細度越高，即干涉峰帶寬越窄。當級聯LPFG用于多通道梳狀慮波器時，主干涉峰之間的小峰會給濾波效率帶來不利影響。這種不利影響通常也可以通過多級級聯的方法來克服。實驗表明，級聯光柵的間距越大，LPFG透射譜主干涉峰的個數就越多，即主干涉峰之間的間距就越窄。因此，級聯LPFG構成的梳狀濾波器的通道間隔可以通過改變級聯光柵之間的間距來調節。研究結果表明：多個LPFG級聯構成的梳狀濾波器具有全兼容于光纖，制備簡單，成本低等優點，因此在光纖通信領域得到了廣泛的應用。

4 結束語

隨著互聯網的興起和多媒體傳輸的需要，在傳輸距離和帶寬上，光纖通信日益顯示出其無可比擬的優勢。全光網絡離我們越來越近；在傳感器應用方面，光纖也在集成化和交叉測量上具備獨特的優勢。因此，研究和應用光纖光柵具有非常重要的學術價值和使用價值。

參考文獻

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［3］ErdoganT,SipeJE.tiltedfibergratings.J.Opt.Soc.Am,A,1996,13(2):296～313.

篇7

關鍵詞：光柵；光纖通信；寫入方法；傳感器

0引言

當今，隨著科技的進步和社會信息化需要，通信技術以前所未有的速度快速發展。以高速率、超寬帶，遠距離、大容量、不受電磁干擾為顯著特征的光纖通信技術的進步尤為突出。而光纖光柵是指通過光纖的光敏性，采取駐波法等，用不同波長的光源照射摻鍺、硼的光纖，或用物理化學方法使光纖的反射和折射發生永改變而形成的特殊光纖。光纖光柵在光纖通信和光纖傳感器、光計算、光信息處理等領域有著廣泛的應用，極大的推動了全光網絡和數字神經系統的建立和發展。光纖光柵又分短周期光纖光柵和長周期光纖光柵。本文主要介紹長周期光纖光柵的機理和寫入方法及其應用。

1長周期光纖光柵的機理及研究

光纖具有光敏性，光敏性是指當光纖纖芯受到特定波長和高于一定強度的激光照射時，折射率會發生永久性變化。光纖的光敏性主要取決于纖芯的制作材料及照射激光的波長和強度。顯然，利用光敏性可以改變光波導結構的折射率，這一特點可以用來制作無源光器件。光纖光柵就是其重要的應用。

長周期光纖光柵是指周期為幾十到幾百微米的能夠實現同向模式間耦合的光纖光柵。長周期光柵的特點是同向傳輸的纖芯模和高層模之間的耦合，無反向反射，屬于透射型帶阻濾波器。所以，長周期光纖光柵常常也稱為透射光柵。

長周期光纖光柵理論主要來源于光纖布拉格光柵，研究模型有多種，其中最具典型的是耦合模理論。研究的關鍵點主要有：光纖光柵的導模、包層模和輻射模之間的模式耦合及傳輸特性。研究的內容和參數包括：光纖光柵的諧振波長、損耗峰值、帶寬、耦合系數、傳播常數等以及這些參數與光柵周期、周期數、有效折射率的關系。

1996年AT＆T貝爾實驗室的A.M.Vengsarkar等人用紫外光通過振幅掩模板照射氫載硅、鍺光纖獲得成功，從而誕生了長周期光柵光纖。

2長周期光纖光柵的寫入方法

長周期光纖光柵寫入方法很多，主要有：紫外光法，電弧放電法，離子束入射法，CO2激光法，腐蝕刻槽法，機械微彎變形法等。其各有優缺點。下面僅以主要的幾種方法說明寫入的原理和過程。

2.1紫外光寫入法

這種寫入方法的原理是：用紫外光通過振動模板曝光氫載摻鍺光纖，使得摻鍺光纖的光敏性引起纖芯折射率的周期性調制，如圖1所示。

圖1傾斜振幅掩模板寫入不同周期的長周期光纖光柵

通過改變掩模板縫隙的周期，還可以寫入不同諧振波長的長周期光纖光柵，以滿足實際應用需求。圖1中，通過改變模板與光纖之間的夾角f，就可改變光柵周期fb。

此種方法的缺點是熱穩定性較差。常可用退火法來提高光柵的熱穩定性。

2.2腐蝕刻槽法

腐蝕刻槽法是直接利用氫氟酸周期性腐光纖形成周期性的環槽結構，從而形成長周期光纖光柵。如圖2所示。

圖2腐蝕刻槽法寫入的長周期光纖光柵示意圖

此種方法形成的光纖光柵其折射率變化不僅發生在纖芯，而且在包層也起了很大改變。同時，由于光纖內部腐蝕部分和未腐蝕部分的直徑不同，在對光柵施加一定壓力后將引起折射率的變化，由此，此種長周期光纖光柵可以應用在應力、彎曲、扭曲、溫度等傳感器中。

2.3離子束入射法

離子束入射法是用氫（H+）或氦(He+)離子束沿軸向周期性入射到光纖表面并注入到包層和纖芯，使其折射率發生周期性改變，形成長周期光纖光柵。其寫入方法如圖3所示。

圖3離子束入射法寫入長周期光纖光柵的示意

該光纖光柵的優點：室溫下，常規光纖可形成長周期光纖光柵；通過調節入射粒子束的劑量來實現對光纖折射率調制大小的控制；高溫穩定性好，適應高溫環境下工作。

3長周期光纖光柵在實際中的應用

LPFG的周期相對較長，滿足相位匹配條件的是同向傳輸的纖芯模和包層模。這就導致了LPFG的諧振波表和幅值對外界環境的變化非常敏感，具有更好的溫度、應變、彎曲，扭曲、橫向負載、濃度和折射率靈敏度；另一方面，LPFG的濾波等特性在光纖通信中具有重要地位和價值。下面給出目前LPFG在傳感器和通信領域的最新的應用成果。3.1溫度、應變同時測量傳感器

溫度、應變同時測量是實際工程測量應用中的交叉測量問題。LPFG的諧振波長與應變和溫度都具有較好的線性關系。實際測量時由LPFG和光纖布拉格光柵級聯組合而成，實現溫度和應變的同時測量。精度能夠分別達到±9με和±1.5℃。

3.2高溫測量傳感器

電弧的放電寫入的長周期光纖光柵在30——200℃范圍內的溫度實驗表明：在800——900℃范圍內，溫度靈敏度有一段平坦區。因此，工程上可以用于此溫度下的線性溫度測量。CO2激光寫入法與電弧放電法寫入光纖光柵其形成機理本質是一致的。所以都具有高溫穩定性。試驗還表明：在同一溫度范圍內，纖芯基模與高階包層模耦合的諧振波長的溫度靈敏度高于纖芯基模與低階包層模耦合的諧振波長的溫度靈敏度，這與理論分析也十分吻合。

3.3彎曲傳感器

應用兩個高頻CO2激光寫入的具有較強彎曲方向相關性的LPFG和一個其他方法寫入的沒有彎曲方向相關性的LPFG相互配合，不但可以實現對彎曲量的測量，還可實現對任意彎曲方向的判別。這在橋梁等工程測量中應用非常廣泛。

3.4增益均衡器

現代光纖通信，密集波分復用（DWDM）已進入實用階段。但由于傳輸中摻鉺光纖放大器（EDFA）的增益譜不平坦，使得各信道獲得的增益不同，從而導致信號傳輸產生誤碼。把幾個不同諧波長和透射率的LPFG級聯，可獲得一個與EDFA的增益譜成倒數的損耗特性曲線。其增益譜在40nm帶寬范圍內能達到1dB的平坦度。LPFG對摻鉺光纖增益譜的平坦作用在光纖陀螺儀中也有重要應用。R.P.Moeller等人利用LPFG的平坦特性成功優化了陀螺儀中的EDFA的增益譜，使陀螺儀的質心波長溫度的相關性減小到0.2pm/℃,從而大提高了陀螺儀的溫度穩定性，極大的提高了制導武器的精度。

3.5光纖耦合器

LPFG常常可用作光纖通信中的光纖耦合器。LPFG耦合是屬于模式耦合，光信號通過纖芯導模耦合到纖芯，這就使得LPFG光纖耦合器具有工作距離短，橫向容差較小等特點。根據LPFG耦合器的工作原理，光源LD發出的光一部分耦合到纖芯中，另一部分經半球形透鏡耦合到包層中并激發出多種包層模，耦合到包層中的光在包層中會激發出許多包層模，其中與LPFG諧振波長匹配的包模將耦合回到纖芯中形成導模。耦合距離及橫向容錯性與光纖纖芯半徑和包層半徑有關，也與包層折射率和入射角有聯系。而光纖耦合器的耦合效率與工作距離、半球形透鏡的半徑、LPFG損耗峰的幅值、橫向偏移、光源中心波長與LPFG諧振波長的差異、透鏡與LPFG之間的距離等因素有關。

3.6梳狀濾波器

光濾波器是光纖通信中的主要器件之一，其性能的好壞將直接影響到光信號的傳輸。特別是在DMDW系統中，光慮波器是至關重要的部件。光纖梳狀慮波器通常由若干個LPFG等間隔級聯組成。一般而言，級聯光柵越多，其透射干涉條紋的精細度越高，即干涉峰帶寬越窄。當級聯LPFG用于多通道梳狀慮波器時，主干涉峰之間的小峰會給濾波效率帶來不利影響。這種不利影響通常也可以通過多級級聯的方法來克服。實驗表明，級聯光柵的間距越大，LPFG透射譜主干涉峰的個數就越多，即主干涉峰之間的間距就越窄。因此，級聯LPFG構成的梳狀濾波器的通道間隔可以通過改變級聯光柵之間的間距來調節。研究結果表明：多個LPFG級聯構成的梳狀濾波器具有全兼容于光纖，制備簡單，成本低等優點，因此在光纖通信領域得到了廣泛的應用。

4結束語

隨著互聯網的興起和多媒體傳輸的需要，在傳輸距離和帶寬上，光纖通信日益顯示出其無可比擬的優勢。全光網絡離我們越來越近；在傳感器應用方面，光纖也在集成化和交叉測量上具備獨特的優勢。因此，研究和應用光纖光柵具有非常重要的學術價值和使用價值。

參考文獻

［1］何瑾琳等.相移長周期光纖光柵的光譜特性及其在光分插復用器件中的應用［J］.光學學報，2000,20(8):1106-1111.

［2］劉云啟.布樣格光柵與長周期光纖光柵及傳感器特性研究［D］.南開大學博士學位論文，2000,chapter6:89-113.

篇8

關鍵詞：下限層，熱試油，蒸汽吞吐，原油粘度，采收率

 

1、長春嶺地區概況

1.1 地質概況

圖1 長春嶺地區區域構造圖

長春嶺背斜帶扶余域號構造位于松遼盆地南部東南隆起區，西與中央坳陷區的扶新隆起帶接壤，北為大慶油區的朝陽溝階地。沉積環境為淺水湖泊三角洲相，可分為三角洲分流平原和三角洲前緣兩個亞相，主要發育分流河道、水下分流河道、河口壩、遠砂壩等沉積微相。泉四段儲層巖性以長石巖屑細砂巖為主，泥質含量在3~13%之間，膠結類型以孔隙式為主，其次為孔隙原接觸式；孔隙度一般為7.1~35%，平均為27.0%；預測儲量7182* 104t，含油面積54.2km2(圖1)[1]。

該區物性下限標準為：孔隙度20%，深側向18Ω·m，聲波330s/m。針對下限層，由于原油粘度高，流動性差，常規試油產量極低。對長39井11+10號層、長40井8+9號層、長105井5號層、長112-1井14+13號層和長36-1井10號層采用混和蒸汽吞吐熱試油，取得了良好效果。

1.2 油藏溫度與壓力

據該區扶余油層井實測溫度、壓力資料分析，地層壓力一般為1.58~2.53MPa，平均為2.00MPa，壓力梯度為0.82MPa/100m；地層溫度一般為19.4~27℃，平均為21.84℃，地溫梯度1.2℃/100m，屬正常的溫度、壓力系統，油藏驅動類型為彈性驅和水驅。

1.3 原油物性

該區主力油層為泉四段，油層埋深淺，多在200-300m左右，溫度低，原油密度和原油粘度都比較高，地面原油密度分布在0.8664~0.9318t/m3之間,平均為0.8859t/m3。地面原油粘度在15.98~132mP.s之間,平均為42.46mP.s。凝固點一般為3~24℃，平均為15℃；含蠟量平均為15.6%；含硫量平均為0.10%（圖2）。

圖2長春嶺下限層原油粘度平面圖

1.4 對稠油試油采取的措施

由于長春嶺地區地層原油粘度高，多呈稠油特稠油屬性，因此在常規試油過程中都幾乎沒有產出，結合該地區油層埋藏淺的特點，經過理論分析研究后在現場采用注蒸汽降粘、加壓的方法進行熱試油，結果都很大程度的提高了本區下限層原油產量及采收率，五口井通過蒸汽吞吐獲得了工業油流，這對于下限層的開發具有巨大意義[2]。

2、熱試油方法

2.1概述

蒸汽吞吐熱試油就是將一定量的高溫高壓混和蒸汽注入油層，注入壓力及速度以不超過油層破裂壓力為上限，燜井數天，加熱油層內的原油，開井抽汲求產能。注入的高溫高壓蒸汽對地層、流體加熱，起到降粘、增壓、解堵等作用，適用于稠油、凝析油的試油開采。

2.2 混和蒸汽吞吐熱試油機理

（1）油層注入蒸汽，加熱油層內的原油，由于溫度升高使原油粘度降低，原油的流動性增強；氮氣在井下形成區域內能有效驅動地層中的原油及冷凝油并且氮氣具有降粘作用，能大大提高采收率。部分二氧化碳遇水可形成弱酸，有利于原油降粘和流動，能夠增大注入能力，一般二氧化碳可使原油粘度降低到原來的1/10。

（2）注入蒸汽，對油層加熱，蒸汽變成熱水流動，轉換油層孔隙內的原油；且溫度的升高，油的相對滲透率升高，原油的流動性增強。畢業論文，蒸汽吞吐。。

（3）油層內注入高壓蒸汽，溫度升高，油層內的流體和巖石均要膨脹，從而增加彈性能量。

（4）由于氣態的氮氣、二氧化碳和儲層內稠油的比重差，產生重力分異作用，通過這種重力分異作用就可以擴大氣體的波及范圍，使氣體和熱量在油層內重新分布，增加油藏流體之間的熱交換效果，從而可以充分挖掘剩余油。

（5）注入氣體體積大，可較快提高地層壓力；由于大量高壓氣體存在，具有明顯的彈性作用，可增加對地層流體的驅動能力。

（6）被加熱后的原油流入井筒，利于抽汲。

2.3 熱試油工藝流程

在長春嶺背斜熱試油四口井，熱試油工藝流程為：采用熱采采油樹，射孔壓裂后下隔熱管柱（管柱結構：油管掛—隔熱管柱—縮徑）、套管注入氮氣起隔熱作用、利用蒸汽發生器注入41.35%N2、7.24%CO2、0.51%O2、50.91%H2O高壓高溫混和蒸汽，燜井數天后，放噴，換采油樹及管柱抽汲求產（圖3）[3]。

圖3熱試油工藝流程圖

3、長春嶺熱試油方法應用實例及效果

2008年在長春嶺有四口井應用混和蒸汽吞吐熱試油技術，提高了油產量，收到了很好效果。

3.1長39井分析

長39井位于長春嶺背斜帶扶余Ⅱ號構造上。10+11號層射孔井段390.4~385.2m，厚度5.2m，11號層孔隙度27.8%，滲透率114.94*10-3m2，10號層孔隙度24.6%，滲透率46.5*10-3m2。

壓裂后常規試油見油花，日產水26.1m3。2008年1月8日至1月15日進行熱采施工,累計注入汽量為5*104m3，注汽溫度280~290益，施工壓力4.02~8.02 MPa。燜井至20日，壓力下降到2MPa時放噴求產，日產油0.8m3，水35.3m3，獲得工業油流，取得突破。

油樣室內分析：20℃原油密度0.9148g/cm3，50℃原油粘度60.50mPa.s，含蠟15.4%，含膠質32.4%，凝固點12℃，初餾點127℃。

3.2長112-1井分析

長112-1井位于長春嶺背斜帶扶余Ⅱ號構造上。13+14號層射孔井段：314.0~305.0m，厚度5.0m。電測解釋：14號層孔隙度21.92%，滲透率14.47*10-3m2，13號層孔隙度34.49%，滲透率587.3*10-3m2。

2008年5月23日油管傳輸射孔，YD-102槍，127王彈，射后井口無顯示。換熱采管柱后套管注氮氣2400m3，6月3日~8日注高溫高壓混和蒸汽50516m3；燜井至6月10日，開井放噴后換管柱抽汲求產，日產油0.78m3，水7.99m3，獲工業油流。

油樣室內分析：20益原油密度0.909g/cm3，50℃原油粘度113.10mpa.s，含蠟12.9%，含膠質30.9%，凝固點18℃，初餾點131℃。原油含蠟、膠質量高，粘度高，不易流動（表1）。

表1長春嶺油氣田試油情況對照表

通過以上分析可以看出，高溫高壓混和蒸汽吞吐在長春嶺下限層試油中收到了很好效果，對常規試油見油花的下限層采用該方法能達到工業油流標準，這對于下限層的開發具有巨大意義，意味著一大批過去不能動用的下限層現在可以進行開發，對油田的增儲上產起到很大作用。

4、結論與認識

（1）高溫高壓混和蒸汽吞吐是目前比較成熟的一項技術，比較適用于長春嶺下限儲層的開發，使過去無法動用的儲層得到動用。

（2）在長春嶺下限層的熱試油中，采用了熱采油樹、隔熱油管、注氮隔熱方法，取是了很好的效果。畢業論文，蒸汽吞吐。。畢業論文，蒸汽吞吐。。但就管柱結構是否可能優化，如采用熱補償器、熱敏封隔器等，以達到更經濟更適用的目的還有待于研究和實踐。畢業論文，蒸汽吞吐。。畢業論文，蒸汽吞吐。。

（3）在長春嶺下限層的熱試油中，只是應用了高溫高壓混和蒸汽吞吐，結合其他開發稠油的方法是否可行？如利用高溫高壓混和蒸汽把霧狀化學降粘劑帶入儲層深部，是否能起到更大作用，時間更持久，還有待于以后研究和實踐。畢業論文，蒸汽吞吐。。

（4）目前采用的熱試油工藝是采用下隔熱管柱，套管注氮，注蒸汽，燜井后換管柱進行試油，是否可以氮氣與蒸汽一體化進行注采，利用注氮氣保護油管、套管不受損害，補充地層能量，簡化工藝流程，還有待于研究與實踐。

【參考文獻】：

[1]高興友，大慶油田長春嶺背斜帶扶余油層沉積相特征，內蒙古石油化工，2007年第3期.

[2]楊慶杰，松遼盆地長春嶺背斜帶油氣成藏過程探討，石油天然氣學報，2007年6月第29卷第3期.

[3]劉軍，蒸汽吞吐工藝技術在試油井上研究與應用，油氣井測試，2007年8月，第16卷第4期.

篇9

關鍵詞：材料物理性能 電學性能 光學性能 電光轉換

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（b）-0083-02

《材料物理性能》在材料科學與工程專業中具有傳承基礎、步入專業的核心價值。在光電子技術高速發展和全面普及的今天，材料電學性能、光學性能、以及電光轉換特性實驗毫無疑問在該課程的實踐教學環節中占有舉足輕重的地位。據作者所知，目前出版的有關書籍中和教研論文方面還很少涉及到電光轉換特性方面的實驗，作者在《材料物理性能》課程中作了探索性嘗試。

1 實驗設計

有關材料與器件中的電學性能、光學性能、以及二者之間的相互轉換特性及其應用等方面的理論和工藝，通稱為光電子技術，材料電學性能與光學性能緊密相連、相輔相成。因此，考慮電光轉換特性如轉換效率，驅動電壓、驅動電流、發光光譜、發光亮度、發光色度等需充分考慮材料的綜合性能和器件的結構優化設計。基于此我們提出以多層功能薄膜材料構建電致發光器件來設計材料的電學性能、光學性能、以及二者的轉換特性方面的創新性綜合實驗。具體的實驗設計步驟如下。

（1）電致發光器件設計與機理分析。

電致發光是利用材料的光電功能特性，將電能直接轉換為光能的過程。其基本工作原理是從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子在發光層中復合形成激子并以光能的形式發出，基本過程大致可以分為以下五個階段。

①載流子的注入。

電致發光器件在外加電場的作用下，空穴和電子分別從陽極和陰極注入到相應的空穴傳輸層和電子傳輸層。

②載流子的傳輸。

空穴和電子分別從空穴傳輸層和電子傳輸層中移動并向發光層遷移。

③載流子的復合及激子的形成。

空穴和電子在發光層中復合，形成高能量狀態（激發態）的激子。

④發光。

激子經過馳豫、擴散等過程其能量以光子的形式發出。

⑤光子逃離器件。

光子穿過薄膜材料及透明電極發射出去。由于薄膜材料和透明導電電極本身的吸收和反射，光能要受到很大的損失。

（2）實驗數據記錄與分析。

實驗的電學性能涉及：驅動電壓、驅動電流、以及電功率。實驗的光學性能涉及：發光光譜、發光亮度、發光色度、以及光功率。電光轉換特性重點要考慮電光轉化效率，具體以發光效率（單位電流密度下的亮度）和功率效率（電功率轉換成為光功率的效率），對于材料科學和材料物理方面的科研人員傾向于用發光效率來表達，而材料工程領域的科研人員對功率效率更受關注。對于平面型發光光源（面光源）來說，不同視角下的發光光譜特征符合Lambertian分布，因此發光效率和功率效率之間的換算可以用關系式“功率效率=發光效率*π/驅動電壓”來計算。發光效率和功率效率都與發光光譜視覺靈敏度有關，光譜峰值位置不同，這兩個值有很大的差異。這兩種表示效率的方法都是從實用角度出發的，是平板顯示、特殊光源、固態照明等領域中表示效率的常用方法，與物理學中的傳統量子效率表示方法既有聯系又有區別。

將實驗的測試數據記錄于表1中，根據發光光源的面積、驅動電流、電壓、和發光亮度計算出相應的發光效率（cd/A）和功率效率（l m/W）。對于發光光譜的數據記錄，畫出以光波長為橫坐標，以光強度為縱坐標的光譜圖，并確定發光峰值波長，典型的藍光光譜圖如圖2所示。

2 實驗效果與思考

通過電致發光器件實現了材料電學性能、光學性能以及電光轉換特性的表征與評價。還可以繼續思考和理解以下幾個問題加深對知識的系統理解與綜合運用。

（1）分析影響發光光譜、發光亮度和發光色度測試的因素主要有哪些？

（2）如何根據發光光譜計算出發光亮度和色度？

（3）如何根據發光光譜、驅動電壓和電流計算量子效率？

3 結語

通過在《材料物理性能》實驗課程中開設電光轉換特性綜合實驗，使學生深入理解材料電學性能、光學性能、以及電光轉換特性之間的關聯性。同時也增加了學生的學習興趣，將理論知識與實驗實踐緊密結合起來，進一步貼近了實際應用。本文為目前大學本科《材料物理性能》實驗課程的開設和教學模式提供了重要參考價值。

參考文獻

[1] 龍毅.材料物理性能[M].中南大學出版社，2009.

[2] 馬南鋼.材料物理性能綜合實驗[M].機械工業出版社，2010.

[3] 陳國華.功能材料制備與性能實驗教程[M].化學工業出版社，2013.

[4] ZHANG Xiao Wen.Colour tunability of blue top-emitting organic light-emitting devices with single-mode resonance and improved performance by using C60 capping layer and dual emission layer，J.Phys[J].D： Appl. Phys.，2009，42（14）：145106.

[5] 李文連.有機電致發光的效率[J].液晶與顯示，2001，16（2）：120-123.

篇10

關鍵詞：光電子學；教學方法；教學改革；實踐環節

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介紹

光電子技術是由光信息技術和電子技術的相互結合而形成的新的光電子技術，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術等領域，是未來社會發展和進步的核心技術。光電子技術不僅研究內容非常廣泛，而且也是未來信息技術中的重要推動力量，它包含光信號的產生、光信息的傳遞、光電信號的轉換和處理和光電功能材料相關的內容，如：光電功能材料的發光機理、制備方法和工藝應用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統的集成等一系列從基礎理論到實際工程應用等各個領域的研究。涉及光子學、光信息科學、電子學、材料科學、計算機技術等前沿學科理論，它是由多個學科之間的交叉而形成的一門高新技術學科。

光電子技術在經歷上述學科之間的交叉滲透后，其技術水平和工程應用技術取得了很多突破，在社會發展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用，光電子技術的相關產品也越來越多地影響我們的生活。目前，國內外正掀起一股光電子技術和光電子產業的研究和發展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學和光電子技術的研究和開發中，許多以光電子技術為研究方向的研究中心、實驗室和公司越來越多的建立起來。光電子技術的發展決定了未來產業的發展方向，將給工業和社會帶來比電子技術更大的技術沖擊。光電子技術和產業在國家經濟建設和科學持續發展中起到至關重要的作用。

因此，光電子學基礎是光電子專業學生必備的基礎知識，也是未來光電子產業需求的人才中需要掌握的重要基礎知識。

二、課程特點及專業培養目標

光電子學基礎是整個專業中的基礎專業課程，在學生專業思想和未來培養目標及要求的實現上發揮重要的作用，也是未來該專業研究生必需的基礎課程儲備。該課程注重理論聯系實際，注重對學習者能力的培養，重點培養學生綜合分析、解決問題能力，為將來從事光電技術領域的科研、開發和應用工作奠定基礎。

我們的培養目標為：培養在光電子技術科學領域具有深厚的理論基礎、扎實的專業知識和熟練的實驗技能，德、智、體全面發展的高級光電子技術科學人才，使學生具有在光學、光電子學、光通信技術、激光科學、光波導與光電集成技術、光信息處理技術、計算機應用技術等領域開展創新性基礎理論研究以及從事設計、開發應用和管理等工作應具備的理論和技術基礎。因此，基于我們的專業培養目標和光電子學基礎課程的自身特點，我們在教學過程中進行了改革探索。

三、教學改革探索

1.教學內容改革。①授課體系和講授重點。該課程根據學生培養需要，從光電子器件和光電子技術在未來工程應用的需要的角度出發，研究原理及系統構成在光電檢測技術、光纖通訊領域中的常用光電器件的技術。重點講述光學基礎、光纖通訊的構成、半導體物理、光纖器件、光電子現象和光電轉換器件，重點講解光電子器件的結構、工作機理、工作特性和在工程技術上的具體應用。為了更好地將所學應用到未來的技術發展上，對各類光電器件的系統集成、信號的調制、解調技術也作了詳細的講解，同時給出在工程中的實際例子。②課堂教學內容緊跟科學發展的步伐。光電子課程的教材對于快速發展的光電子技術來說，既是基本的原理內容，但又是滯后的技術，若授課時只是按照教材內容講解，往往會帶來知識不新、內容與技術發展脫節的后果，易使學生對該課程的學習積極性和興趣下降。因此，在教學過程中補充和及時更新教學內容，增加一部分現代光電子技術的發展前沿、新出現的技術及需求，從而能給學生提供更多的學習探索和求真的空間。③加強該課程與應用技術之間的聯系。專業基礎課程的基本功能是讓學生了解和掌握所學專業的發展方向，培養的學生能在以后的學習中、工作中涉及光電子技術方面上進行繼續學習和鉆研。因此在給同學們講解課程中的內容時，要與現代信息技術的發展緊密結合。針對在光電檢測技術、激光應用技術、光纖通訊技術等內容進行重點講解，結合當前社會已有的需求的技術發展進行講解，使該專業的學生明確所學課程內容在技術應用、研究發展及市場前景，對未來的從事的專業充滿信心。④為了更加與國際接軌，嘗試了雙語教學。在平時提供給學生光電子相關的外文讀物和論文，指導學生學習專業詞匯，在課堂中進行講解，開闊同學們的視野，引導學生進行初步科研潛力的培養和學習，調動學生的積極性，引導他們進行文獻學習，進一步了解國外光電子技術的發展現狀，激發興趣。⑤教學內容與市場技術應用及需求的結合。結合本校本地區特點，系統規劃、組織，實施產、學、研一體化模式。針對光電子技術和光電子產業市場密切聯系的特點，在課程內容上跟上市場技術需求，結合本地區經濟發展的實際情況，培養既有專業知識和跨學科知識，又有極強的實際操作能力、適應性強的學生，全面提升學生的理論素養和實踐能力，增強學生在未來光電子產業上的競爭力。

2.教學方法探索。①充分利用多媒體技術進行教學，利用多媒體課件在表達上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點和優勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節約課程上的時間，從而能在課堂教學中講解更多的課程內容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認真積極地制作教學課件，充分利用網絡上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學交流，共享多媒體課件。極大地激發學生對該門課程的學習興趣。②采用課堂教學和專題講座結合的教學方法。在進行課堂理論教學的同時，利用其他時間安排、組織團隊教師舉辦《光電子技術專題講座》，開展光電子技術專題研究，如液晶顯示、光電轉換及系統集成、光纖傳感及應用和近場光學中的探測技術等，既能強化學生所學的基礎理論，又能激發學習興趣，培養學生的科研意識。吸引學生參與到大學生訓練計劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學研究基礎。③在方法改革中，在富有開放性的問題情境中進行實驗探究。對參與到老師研究的課題或參加大學生訓練計劃的老師，幫助學生制定合理的研究計劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發動研究光電子技術的老師，為這些同學們提供必要的實驗條件，由學生自己動手去實驗，考證研究方法和方案，來尋求實驗結果中的答案。這時，教師起到的是一個組織者的角色，指導、規范學生的探索過程。這樣的過程，不僅僅是要讓學生學量的知識，更重要的是要學習科學研究的過程或方法。

3.教學實踐環節探索。在光電子學基礎課程中，本來并沒有設置時間環節，而且多數放置在大三或大四學習，實驗環節很少開始。我們為了能夠更好地提升學生實踐技能和掌握技術設備的結合，先在原有課程體系中安排三分之一的時間來安排實踐環節，開設具體的、有針對性的實驗內容，讓同學們能更有效地了解、認識和掌握知識和技能。在普通物理實驗、電子實驗和光學實驗的基礎上，開設如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發光器件及光子器件。對光通訊系統的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認識和理解。在此基礎上，結合地方實際，聯系相關光電子產業中的企業，組織學生進行參觀學習，從而讓學生自己體會從書本上理論到實驗實際，再從實驗實際再到光電子技術，從光電子技術再到光電子商品的過程，能一下子把整個知識到技術到效益的過程展現在同學們的內心中，從而更能培養和激發學生興趣，也能將培養目標中的產業式人才完成，彌補普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。

4.教學目標實現探索。在光電子學基礎課程改革中，把教學目標從以知識教育為主轉變為實現人才培養和科學人才需求的融合，培養具有創新、探索精神的新時代新型人才。長時間以來，我們在教學過程和專業培養中，存在著理論與實際技術需求的相脫離的現象，造成理工科學生對于市場技術需求常識缺乏。我們把教學內容、教學方法和教學實踐環節都做了有意義的初步探索。進一步增強了理論學習到實踐環節、實踐環節到市場技術發展的學習過程，極大地激發和培養學生的學習興趣，為將來從事該專業打下堅實的基礎和牢固的信心。在近三年中，我們培養的本科畢業生就業率95%以上，該專業畢業生考研成功率30%以上，使光信息科學與工程專業的學生形成了良好的學習氛圍，形成了爭趕超的局面。同時，針對光信息科學和工程專業的學生，我們注意在進行科學知識教育的同時注重培養市場技術需求方面的培養，增加了企業參觀及動手實踐等環節，同時講授在科學研究中人文素養培養的重要性，從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。

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