多物理场相互作用下的微结构光纤研制工艺虚拟仿真实验

多物理场相互作用下的微结构光纤研制工艺虚拟仿真实验

实验要求

需要掌握光波理论、光纤通信技术,特别是光纤结构、光纤导波原理等方面的知识,了解光纤的拉丝工艺及其影响因素;熟悉一般的软件操作和参数设置,有一定的数据对比分析能力。


教学成果

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实验背景

微结构光纤以其独特的控制和传输光的方式突破了传统光纤的局限,为光纤技术及其应用领域发展提供了新的发展契机。同时,目前我校的电子科学与技术、光电信息科学与工程、通信工程、广播电视工程、电信工程及管理等专业,都涉及到光纤通信系统、激光原理、光纤通信原理、光纤传输与网络技术、光信息处理等专业课,这些专业课都讲授相关与光纤波导知识点。结构及拉制过程相关的基础知识,但是,对于光纤制备过程的实验操作,学生无法实际参与,其主要原因是光纤制备需要多种大型仪器设备,设备投入成本高,且拉制过程具有一定危险性。建设虚拟仿真实验平台,模拟在光纤拉制过程中多种因素对光纤结构的影响,使学生在不实际参与光纤拉制的情况下,充分观察和体会光纤拉制的整个流程,巩固所学知识,培养科研兴趣。


设计原则

1、本项目紧扣“微结构光纤波导”这一实践急需和学科前沿,使学生掌握微结构光纤波导的设计理念与拉制工艺。引导学生用智慧和能力服务于国家和民族,以国家战略为引导、以高速光纤通信发展需求为宗旨,切实满足未来通信网需求,努力建设大容量、高速、低时延光网络的中国,实现中华民族永续发展。

2、采用线下参观实体光纤拉制实验,了解光纤拉丝塔各个组成模块,并分别了解其性能参数调试操作过程,使学生可以形象贴切真正了解光纤拉制过程。2、以教促赛。基于本项目团队成员长期从事于大学生创新创业学科竞赛,并且取得一系列标致性科研成果,以此为基础,使学生通过自制自动化设备对微结构光纤进行不同结构波导结构处理,实现理论与实验完美结合。3、教评融合:实验教学基于形成性过程评价。本实验将基于能力培养的考核评价有机融入教学全过程,创造性地构建了效率评价与成本评价相结合的评价体系,体现了科学性与经济性并重的专业特点。4、积分激励制:实验教学中基于积分思想的实验室绩效评价。


实验目标

 1、素养目标:通过微结构微结构光纤的设计及制备工艺的学习,使学生全面了解高速大容量光纤通信前沿科技领域,激发学生学习兴趣和使命感,引导学生积极投身到社会主义信息强国的现代化建设中。

2、知识目标:将波导设计及其光学传输特性等多个知识点融会贯通,提升学生的理解和分析问题能力。

3、能力目标:通过微结构微结构光纤的设计及制备工艺的情景式、交互式综合

训练,积极引导学生统筹协调各设计要素,倡导学生自主探索,全方位提升学生解决复杂工程问题的综合设计能力和创新能力。解决复杂工程问题的综合设计能力和创新能力。


成绩评定