对现代光学部分的扩展应坚持引导学生学习而不深入展开的基本原则。

 

　　扩展内容应当以现代光学的基本知识点、基本原理和思路、应用及未来发展方向、面临需
要解决的问题等方面为主要扩展内容，而对知识点中的基本公式的推导不予讲解，但可以
引导有兴趣和学有余力的学生自行学习。在扩展部分教师可以以科学普及的方式对学生讲解。
 
　　五、扩展实例

 

　　根据课程的实际教学内容，适时地引入扩展实例，本文以教材［１］为例，介绍在光
学课程教学过程中如何引入扩展知识。

 

　　

1.光栅尺的引入 

　　教材［１］在第二章第

8 节内容中讲解了光栅的基本特性，可以在此基础上，引入莫

尔效应及其应用

――光栅尺。 

　　人们将两组条纹叠加在一起所产生的图形称为莫尔条纹。在光栅移动过程中，莫尔条纹
的个数与光栅移动距离有关，通过计算莫尔条纹的个数可以得到光栅移动的距离。［３］

 

　　

2.光纤通信的引入 

　　教材［１］在第三章第

4 节中讲述了光学纤维的基本内容，可以在此基础上扩展光纤

通信的知识及光孤子方面的研究成果。

 

　　光纤通信即光导纤维通信，就是利用广岛纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信
形式。可以把光纤通信看作是以光导纤维为传输媒介的

“有线”光通信。光纤通信具有在单位

时间内能传输的信息量大、建设费用低、体积小、重量轻、金属少、抗电磁干扰能力强、抗辐射
性强、保密性好、频带宽，抗干扰性好等优点。［４］

 

　　光纤通信难以解决的两个问题是能量损耗和色散，光孤子的非线性效应可以和色散效
应相抵消，使脉宽基本保持不变。困难是如何补充能量。

 

　　

3.光镊的引入 

　　教材［１］在第七章讲述了光的量子性，光子是有质量的粒子。此处可以引入光镊的概
念。

 

　　光镊又称单光束粒子阱，是在

1969 年以来关于光与微粒子相互作用实验的基础上于

1986 年发明的。单光束粒子阱实质上是光辐射压梯度力阱，是基于散射力和辐射压梯度力
相互作用而形成的能够网罗住整个米氏和瑞利散射范围粒子的势阱。它是由高度汇聚的单束
激光形成的，可弹性地捕获从几

nm 几十 μm 的生物或其他大分子微粒球）、细胞器等，并

在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触性、无损活体操作。这使得在单个生物
大分子及其复合体层面上对生命活动进行研究成为可能，事实上光镊很快成为这方面研究
的有力工具。利用光镊技术很快取得了动力原蛋白运动机制研究。

DNA 分子的非线性弹性拉

伸应变和

DNA 聚合链特征性运动对生物材料的黏弹性影响等突破性研究成果。［５］ 

　　

4.纳米激光器 

　　教材［１］在第八章论述了激光器的基本原理，此处可以引入当今最热的纳米激光器。

 

　　

2001 年美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人类头发丝千分之一直径的

纳米光导线上制造出了世界上最小的激光器

――纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外光，

经过调整后还能发射从蓝光到深紫外的光。［６］

 

　　纳米激光器在很多领域有广阔的应用前景，化学和生物医学工程中例如生物传感器、显
微术和激光外科，以及也有可能把纳米激光器用于鉴别化学物质。同时纳米激光器在光计算、
信息存储和纳米分析等领域也得到了广泛应用。纳米激光器可以用于电路，可以装入芯片提
高计算机磁盘信息存储量，以及未来光子计算机的信息存储量，加速信息技术的集成化发
展。

 

　　

5.信息光学的引入