光波光学模拟的光纤通信课程教学模式分析

光波光学模拟的光纤通信课程教学模式分析摘要:针对光纤通信课程传统教学模式存在的不足，探索性地将OptiWave光学模拟方法引入到该课程的理论和实践教学中，并提出“数学推导+物理描述+光学模拟”的理论教

光波光学模拟的光纤通信课程教学模式分析 : 摘要 OptiWave 针对光纤通信课程传统教学模式存在的不足，探索性地将光学模拟方法引入到 “++” 该课程的理论和实践教学中，并提出数学推导物理描述光学模拟的理论教学模式， “” 以及常规实验与光学模拟相结合的实践教学模式。教学实践证明，将光学模拟方法引 入到光纤通信课程教学中，能节约教学资源，激发学生学习兴趣，提高学生创新能力。 : 关键词 ;;; 光纤通信光学模拟教学模式能力培养 为适应信息化时代的需求，国内高校通信类专业基本上开设了光纤通信这门主干专业课 程。光纤通信课程涉及的知识面非常广，学习这门课程之前，需要先修电磁场与波、光 学、半导体材料与物理、通信原理、计算机网络、电子技术等课程。因此，该课程具有理 论深度大、概念抽象、数学推导复杂、不易理解等特点，这就给该课程教学带来许多困难 13“+” ［－］。目前，光纤通信课程教学主要采用理论实验的教学模式。对于理论教学， 通常是采取课堂讲授的传统教学方法，主要讲解光纤通信技术的原理、概念、方法以及相 关的数学推导等，教学过程中通常只涉及到纯理论讲授，这使得学生学习起来感觉很枯 燥，对理论知识理解不透彻，并逐渐失去学习兴趣，从而导致理论教学效果不佳。对于实 验教学，除少部分条件好的高校外，大部分高校受经费限制，仅仅按照课程教材在定制的 光纤实验箱上开设少许验证性实验，缺乏设计、应用和创新性等实践环节，这不利于培养 OptiWave 学生专业技能。基于此，本文探索性地将的光学模拟软件引入到光纤通信课程 OptiWave 的理论和实践教学中。在讲授理论知识的同时，利用中的各种模拟仿真使复杂 抽象的理论形象化、具体化，从而激发学生学习兴趣，帮助其理解和掌握光纤通信课程的 ;OptiWaveOptiSystem 相关理论知识在实践环节教学中，利用中的搭建各种光纤器件或 系统，能有效地弥补固定实验箱或定制硬件实验中存在的不足，从而提高学生分析和解决 问题的能力，进一步培养学生的实践创新能力。 1OptiWave 光学模拟软件组成 OptiWaveOptiSystem() 光学模拟软件主要包括光通信系统与放大器设计软件、 OptiFiber()OptiFDTD()OptiBPM( 光纤设计软件、时域光子学仿真软件、光学波导设计软 )OptiGrating()OptiSPICE() 件、集成光纤光栅设计软件和光电子线路设计软件等。 OptiWaveOptiSystem 光学模拟软件最显著的特点是界面友好、操作方便、功能强大。用 1 搭建的间接光调制激光器模型如图所示。 2 理论教学模式 光纤通信课程理论教学内容主要涉及到光纤通信导论、光纤的结构与导波特性、光器件及 光波系统互联技术、光端机、模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光纤通信新技术和 光纤通信网络等，知识面非常广泛，包含较深的理论基础，整个理论体系中的公式或定理