学院文化与创新型人才培养探析——以浙江大学光电科学与工程学院为例

学院文化是整个校园文化的一个缩影,关系着学院的人才培养目标和创新型人才的培养,文章在阐释学院文化和创新型人才内涵的基础上,论述了学院文化和创新型人才培养的关系,进而以浙江大学光电科学与工程学院为例,进而从环境文化、行为文化、教学文化、学术文化、育人文化、管理文化和群体文化等方面提出了培养创新型人才的学院文化建设的策略。

“浙江大学光电科学与工程学院建院70周年”纪念专辑前言

浙江大学光电科学与工程学院由原浙江大学光学仪器专业发展而来,始建于1952年,由光学专家王大院土等发起创办,是我国高校中最早进行光学工程人才培养的单位,1960年率先成立国内高校光学仪器工程学系,1978年国内高校首批恢复光学仪器硕土点及博士点,1985年建立国内首批仪器仪表博士后流动站,1989年建立现代光学仪器国家重点实验室,1994年建立国家光学仪器工程技术研究中心,2015年成立光电科学与工程学院。

大学生实践创新能力培养的探索与实践——以光电信息科学与工程专业为例

浙江大学光电科学与工程学院将培养学生实践创新能力作为重要目标,通过课内外、校内外、国内外"三结合"的资源协同方式,整合专业、学科、社会、国际等多方资源,搭建了"探究学习、自主创新、工程训练、开阔视野"的四大实践平台,形成了具有广泛借鉴意义的大学生实践创新能力培养体系,为培养高校学生的创新能力提供了参考。

浙江大学分营:光与影之歌

2022年7月11日上午,2022年青少年高校科学营浙江大学分营开营仪式在浙江大学紫金港校区蒙民伟楼举行,来自省内各地和广西、贵州、新疆、台湾等18个地区的高中生及带队教师以线下线上相结合的方式参加了活动。期间,营员在专家教授、志愿者的带领下参观了计算机辅助设计与图形学国家重点实验室、化学国家级实验教学示范中心,在机械工程实验教学中心、风洞实验室、超重力离心模拟与实验基地等实验室动手体验科研实践活动。

新工科专业顶尖紧缺人才培养模式的探索——以光电信息科学与工程专业为例

作为具有多学科交叉融合特点的新工科专业中的光电信息科学与工程专业,在当前国家重大需求和产业经济发展诸多领域中发挥着越来越重要的作用。基于瞄准未来光电战略必争领域的前沿性创新和引领性突破,新工科对光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才在知识、能力、素质、人格和竞争力等方面的需求,提出泛工程人才培养新理念,从家国情怀、理论基础、创新实践、国际视野等维度入手,探索与实践精准培养光电专业顶尖紧缺人才创新模式。

TDLAS气体激光遥测高灵敏光电探测电路设计

针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方法;采用光电二极管理想模型,分析了光电探测电路的线性响应特性并确定了光电二极管的关键参数;基于级联放大原理设计、仿真并对HSPDC进行测试。结果表明:所设计HSPDC的光功率检测下限为0.11 nW,信号衰减仅为0.79 dB(f=10 kHz),截止频率较现有108 V/A跨阻放大电路高一个数量级,可用于高速调制微弱光信号的探测。搭建了气体激光遥测系统,当调制频率为3 kHz时,激光遥测系统获得了良好的检测性能,检测灵敏度达到88.66 mV/ppm,检测限优于0.565 ppm,线性拟合度R2为0.9996。研究表明,研制的HSPDC光电探测电路具有响应速度快、检测灵敏度高等优点,可集成化,能满足气体激光遥测应用需求。

新加坡国立大学卓越办学经验及启示

以"成为一所立足亚洲、影响未来的世界级领先大学"为办学目标的新加坡国立大学,通过制定更具时代性和前瞻性的办学计划,取得了新的跨越式发展,在教育与管理的实施中处处彰显着"以人为本""人才优先""质量为本""自我管理"的理念。我国高校应借鉴其办学经验,从重塑大学精神、注重品牌建设、推进基层办学体制改革、加快国际化发展步伐和建设高校智库等途径,推进世界一流大学建设。

“双创”背景下大学生创新创业服务体系的构建——基于高校共青团工作视角

高校共青团在大学生创业意识培养、创业能力提升、创业实践锻炼等方面发挥了重要的作用。然而,在"双创"背景下,高校共青团在探索大学生创新创业服务体系的构建的过程中,却面临着载体的繁杂性与资源的分散化、课程的封闭化与实践的孤立化、服务的单薄性和需求的多样性的困境。高校创新创业教育缺乏顶层设计、高校内部不同部门的观念分歧以及共青团的工作力量和机制的制约是造成困境的重要原因。因此,高校共青团必须要发挥自身的组织、阵地、资源和载体等优势,不断优化组织体系,强化培训体系,培育实践体系,打造环境体系。

数码单反相机焦平面光电转换函数的测量及分析

为了在光学实验中合理应用数字成像设备,需要获取并处理其物理输入量与数字输出量之间的关系。基于ISO 14524:2009标准,对数码单反相机Canon EOS 500D的焦平面光电转换函数进行了实验测量及数据分析。通过比较不同尺寸像素区域及不同图片格式对测量结果的影响,发现焦平面光电转换函数的测量偏差随像素区域尺寸的减小而增大,而RAW和JPEG两种文件格式的数字输出值与焦平面曝光量的关系分别为线性和非线性。当单反相机用作光分布记录测量的仪器时,采用直接反应传感器接收的辐照度信息的RAW格式作为输出数据,可以获得较大的动态范围,理论上可以避免相机非线性变换等后续处理带来的影响,经过必要的校正可以更精确地表示场景信息。

构建教、学、研一体的“光电导论”课程体系

针对传统专业导论课程灌输式的讲座教学缺点,本文提出以“教、学、研”三点为主线的“光电导论”课教学理念,构建了“授课、调研、实践并重”的教学内容、“同伴协作、对话课堂”的教学方法和“多元化、档案式”的考核模式。实践表明,课程教学不仅实现了专业认知,还培养了学生的科学素养与研究性学习能力。该教学体系有效提高了导论课质量,对同类导论课程建设与教学实践具有可借鉴意义。

基于物联网和光电子技术的环境自动检测仪器和系统

为满足环境监测预警体系建设的需求,系统集成嵌入式技术、全光谱检测技术、电子舌检测技术,研制了基于物联网和光电子技术的环境自动检测系统,实现对pH、电导率、氨氮、浊度、色度、COD的在线检测。经实验验证系统性能良好,pH、电导率、氨氮、浊度和COD的测量精度分别为-0.02,0.4%,2.9%,2.1%,1.1%;电导率、浊度和COD的测量检出限分别为0.7μS/cm,0.9 NTU,0.5 mg/L。实际水样比对测试符合要求,可满足水质在线快速监测的需求。

“光电信息物理基础”混合式教学

利用浙江省高等学校在线开放课程共享平台,开展了“光电信息物理基础”的线上线下混合式教学。教学环节中,分别针对课前教学、课堂教学和课后教学进行了线上、线下的内容分配,并提出了对应的成绩评定方式。经过一轮线上、线下混合式教学建设,相比单纯的线下教学模式,课程目标2和3的达成度均提升了13.51%,教学效果得到了提升。

光电子和微纳光学学术进展

第5届国际光电子和微纳光学进展学术会议（The 5th International Conference on Advances in Optoelectronics and Micro/Nano-Optics）于2015年10月28～31日在杭州举行。

基于四波前横向剪切干涉的波前传感技术与应用(特邀)

高科技的发展对精密干涉成像提出了更高的要求。在现代光学和生物医学领域,无标记成像技术不依赖于传统的染料或荧光标记,进行3D活细胞原位观察和分析,促进定量相位显微术的发展。在光学检测技术领域,对于干涉系统的现场化、实时化的应用具有迫切需求,如激光波前的瞬态检测分析、高速流场检测、自适应光学的检测和控制、高精度光学系统像差分析等都迫切需要一个紧凑型、抗环境干扰、瞬态成像的干涉系统。为此,针对针对这些需求,全面介绍了四波前横向剪切干涉相位成像技术的原理、发展历程、波前重构方法以及其广泛的应用。四波前横向剪切干涉仪能够通过在一个单一的干涉图中获取两个正交剪切方向的四个剪切波前来实现瞬态相位成像,由随机编码光栅和相位棋盘组成新颖的四波干涉传感器(Four-wave Interferometric Sensor,FIS4)。FIS4干涉传感器凭借其独特的优势,如紧凑性、鲁棒性、高时间分辨率以及与现有显微系统的兼容性,在生物医学、光学测量、材料表征等众多领域展现出广阔的应用前景。这一技术的发展不仅为相关领域提供了新的研究工具,也为跨学科的创新和发现开辟了新的可能性。

超长空间激光传输数值模拟研究进展

文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更高精度、更低频率的探测。在长达数百万公里的传输距离,以及皮米量级数值模拟的精度要求下,需要考虑指向角变化引起的相位噪声。研究表明,在2.5×10~9 m的传输距离下,离焦和像散是影响指向抖动噪声的主要像差。通常情况下,相位驻点位置与原点位置存在一定偏离,需要对望远镜角度进行调整,才能使相位噪声最小化。在相位驻点位置进行引力波探测,可以有效降低相位噪声,并降低望远镜出瞳波前的质量要求。而大的离焦像差与小的彗差可以使相位驻点接近光轴,提高接收到的激光功率。

隧道消防输水管道泄漏信号增强技术研究

利用隧道消防输水管道水泵启动加压开始和结束时的水压差,提出一种泄漏信号增强技术。该技术利用振动传感器,通过监测两个水压状态下振动信号幅度差的方法实现对泄漏的监测,可在一定程度上提高泄漏信号的信噪比。通过理论推导说明了该技术的基本原理,由数值仿真对该技术的特性进行了深入分析,发现在一定条件下,该技术相较于利用恒定水压条件下振动信号的技术可将泄漏信号增强到近3倍。根据该技术的特点提出了实现算法,通过数值仿真对算法进行了论证,发现振动信号幅度差判定阈值的合理选取有助于降低对泄漏状态的漏判率以及对非泄漏状态的错判率。

基于窄带成像及放大内镜的脂质分割方法

一种主要成分是脂质的白色不透明物质(WOS)会覆盖与癌症诊断有关的微观结构,但WOS的形态特征又与肿瘤分级有密切关系。为了给医生提供更多与脂质相关的可用信息,本文对脂质图像的分割方法进行了研究。首先,介绍了基于Retinex框架的脂质图像增强算法,并介绍了反光去除算法。然后,介绍了基于活动轮廓模型的脂质分割方法,该方法从校正后的色调值中提取局部信息,从强度值中提取全局信息,自适应地获得权重因子,并基于初始轮廓来分割脂质区域。最后,基于自研细胞内镜成像系统,设计了仿体实验来验证了该方法的有效性。实验结果表明,该分割方法的像素准确度、灵敏度、Dice系数均高于90%。该方法能够克服照明不均匀、反光等的影响,很好地反映脂质的形状,为医生提供可用的信息。

一种光纤陀螺全温启动漂移补偿方法

本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀搜索算法(SSA)来调优SVR模型核参数来提高温度误差补偿模型的精度和泛化能力。寻北实验验证了所提方法的有效性:将寻北仪启动阶段的精度从0.0209°提高到0.0101°,使其启动阶段的性能与稳定阶段的性能接近,并提升了其在不同初始温度下的快速响应能力。

冷轧钢表面与内部缺陷检测研究

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成像等金属内部检测技术的适用性。经实验验证,双侧线光源照明不仅可以使YOLOv5目标检测算法总体平均精度mAP:0.5达到90.16%,相比线光源照明提升了15.46%,还可优化模型分类和提高训练效率。X射线和超声波检测法可检测直径为0.25 mm的盲孔,而红外热波成像技术则可有效识别出直径为1 mm的盲孔。在缺陷边缘特征评估中,X射线检测法的最小盲孔边缘灰度差值为145,超声波为89,红外热波成像为30。本研究提出了一种冷轧钢表面缺陷检测的改进方案,并为内部缺陷检测提供了思路。

基于光照模型的细胞内镜图像不均匀光照校正算法

细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础,该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量,并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明,经本文方法进行不均匀光照校正后,图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89,优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。