電子科學與技術專業光電子實驗室建設

宋永琴　胡海燕

[摘要]隨著我國科技水平的提高，電子科技與技術行業在我國如雨后春筍般的擴展起來。而光電子實驗室也是構建電子科學技術實驗必不可少的設備之一。本文針對電子實驗室建設的環節，闡述了光電實驗室的用具、設計與制作的程序等內容，并根據現狀提出了未來實驗室的新主張。

[關鍵詞]科技水平；電子實驗室；設計與制作；新主張

[中圖分類號]F224.39

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0321-01

目前，隨著我國電子科學技術的發展，我國在專業設置方面也進行了不斷地改革，電子科學與技術專業的前身便是的電子器件、激光、微電子等專業的組合與推陳出新的成果。它是一個寬口徑、新生代的專業。并且一直是我公司研究的核心方向，擁有一支科研先進、學歷資深的強大隊伍。在我國，電子科學與技術專業的實用性與實踐性都相對較強，不管是我國初級階段的小康社會還是未來共同富裕的實現，電子科技都已經與普通百姓的生活息息相關。因此，目前光電子實驗室是培養電子科學與技術專業人才及其重要的一步。

1實驗項目的設置

根據我公司的現狀，設置了以激光電子為基礎貫穿整個光電子實驗室的全過程，在此基礎上，設計并制作了各種的實驗器材與設備。經過深思熟慮與各部門的討論研究，再結合公司周圍的建筑環境，明確了應建的實驗項目。通過實驗項目的研討，抽取項目中的四個實驗，作為確定測量激光以及技術的項目，其中，實驗以“光電子物理基礎”為依據，來測定激光增益、激光線寬、以及激光縱橫模。而另一方面，將以“光電子技術”為依據，主要項目是技術方面（包括電光調制技術、倍頻技術以及激光調Q等）。

2實驗儀器的設計和制作

公司通過走訪了國內的幾所科研公司的實驗室，根據與實驗室的領導談話，得知并了解了這些公司電子科技實驗室的一些狀況與創新之處。我們也明確了并規劃了屬于自己的電子實驗室設備配置的基本藍圖。

在測定激光增益這一項目過程中，發現我國內光電實驗的方法都是各持己見、截然不同。比如：就拿放大法來說，有些科研人士是透過一個放大器并根據激光器所輸出的激光，然后分別進行輸入光強大小與放大器輸出光強大小的測定，再根據最后的結果，求出所得的增益系數。另一些則在采用此方法時，也不盡相同。他們測試增益系數的方法是通過內損耗法而得。也就是把損耗輸出片插入腔內，并且，根據該損耗片旋轉的角度變化與損耗片上光反射率所發生的改變，然后，對損耗片上所輸出的光強以及損耗片旋轉角度變化關系曲線的測定，通過數據，就可以很快的求出小信號的增益系數，除此之外，還可以求出一些參數（如：腔內所損耗的以及飽和光強的參數等）。

但是用這種方法來測試機構是比較的復雜的，并且在數據處理方面，工作量與時間量都比較大，按照客觀的標準，我們可以換另外一種方法來測試激光增益，那就是內損耗法。一般公司的光電科研室，大多數都使用染料調Q的方法來進行激光調Q，目前，工業化進程較快，并且工業生產中，激光的應用現狀與調Q都比較的穩定與先進，基于這個原因與現狀，我們采用電光調Q技術，并且已經明確了我們所要建設的電光調Q的實驗基本的方法與操作原理。

確定了我們所采用的實驗設備方案之后，下一步，就是依據所使用的狀態與情形，明確與規劃好實驗設備的基本參數以及測量操作過程的精確程度，然后，就是設計新版的實驗操作儀器結構，但是，在使用的過程中，出現了一些小問題，所以，根據使用的狀況，我們對某些結構又開始了更精確與先進的改進，例如。當我們在采用內損耗法時，如果激光增益的損耗片旋轉角度為@時，那么，放射光束的旋轉角度就是2@。這就是為什么光探測器不能跟損耗片放在同一個旋轉驅動軸上的原因。為了能夠確保損耗片在旋轉的過程中能夠與反射光束探測器運轉方向一致，在我國許許多多的實驗裝置中都是采用一套齒輪系統。然而，我們測試反射光時，是直接地用我們所設計的一條長條形的光電池。但是，這并不影響實驗的內容與結果，如果損耗片在旋轉的過程中，使反射光束不脫離光電池，那就萬無一失了。這樣不僅使實驗裝置更加的簡潔，而且也降低了制作材料的成本。還有就是，三套裝置的空間都較小（包括激光橫模的測量、激光線寬的測量、激光縱模的測量）。在我們設計的過程，會將我們采用的同一種激光源（He-Ne激光）放置在同一個實驗箱里面。激光就會被光反射器各自的引到不同的測試光路里面。這樣可以有效的提高實驗空間的利用。

在我們推出新的實驗裝置時，我們會用微機采集測試代替之前設備中，使用函數記錄儀收錄實驗的數據。例如，如果在測量增益，損耗片上的反射光強度與其旋轉角度的相關曲線，或者在測量激光橫模時，光強的分布曲線，透過計算機的程序掌控步進電機運動，光探測器所測得的結果會通過模數轉換被串口輸進計算機里面去。這樣曲線與數據表文件都會在計算機的熒屏上顯示。為了能夠使操作員通過計算機讀取相關的數據并進行細致的分析與處理，在實驗結束后，可以將數據拷進自己的硬盤里。這樣不僅能夠提高操作員對實驗數據的敏感度與精確度，同時，還能更加熟練的操作相關的軟件，如：Origin或者Matlab等。為了確保實驗測試的精確度，如果我們測量激光線寬時，可采用多光束干涉法，并在我們新設計的實驗裝置中用CCD成像代替之前實驗中通過拍照來記錄的感光底片，輸入計算機里，這樣相關的程序讀取熒屏上顯示的數據以及圖形文件。

為了避免在操作過程中產生枯燥的心緒，在實驗設計制作的過程中，可以適當的加上其他有趣的項目。如果是進行電光的調制實驗，操作員可以把電光晶體上測得的電光調制曲線進行適當的調節，然后，增加正弦信號，并通過調節直流偏壓來觀察信號的失真狀況。緊接著，我們可以把MP3中一些通俗歌曲的音頻信號傳送到電光晶體上，收到的音頻信號放大后，通過揚聲器進行播放，在此過程中，操作員不僅可以領略到光通訊的整個過程，還可以感受到波片旋轉過程中信號失真的具體狀況。

3電子實驗室目前使用的現狀

目前，電子實驗室主要開放對象是電子科學與技術專業的技術員。在實驗的整個過程中，我們倡導操作員積極動手試驗，以提高他們對基本實驗的方法與技巧熟練度。本實驗室除了對專業的技術員開放外，還可以開放其他對電子科學感興趣的員工開設實驗（物理學和應用物理學設有“現代光學實驗”一課，物理學和應用物理學設有激光原理實驗課程）。實驗室除了能夠完成實驗任務外，還能幫助技術人員的研究其他的實驗活動。并且，還想使實驗室的設備更加簡單化，以便相關技術人員進行更廣泛的研究。如把電光調制系統更進一步的簡單化，完成了混沌信號光通訊的研究，還有采用了脈沖調Q激光器，進行了激光燒蝕制備納米材料的實驗研究。

4下一步的規劃

在光電子實驗室里，由于里面設備的局限n生，技術操作員只能進行一些基礎性的實驗項目，由此可看出，光電子實驗室在功能方面還有待完善。根據我公司的計劃，在實驗室的空間里，也新設了其他的實驗項目（電子科學與技術中的“現代光學基礎）這個實驗項目跟普通的物理實驗相差甚遠，主要針對公司電子實驗室的特點而設置。

它所涉及的領域比較的廣泛，包括一些顯示光學技術、光電檢測、眼視光學等較先進的實驗項目。為了能夠使技術操作員的視野更加的開闊以及更多的實驗供他們選擇，在不久的將來，我公司將開設一些創新型、高科技的實驗項目，其中，就包括新型激光器件應用、光纖通訊等實驗項目。

參考文獻

[1]黃沖，歐陽艷東.創新能力的培養與光學實驗教學[J].蘭州：高等理科教育，2001，8（40）：50-52