高科技前沿 信息科学(光电信息科学与工程领域前沿)

 

如果你想成为一个科技前沿的探索者，那么你也许需要了解一下光电信息科学与工程专业！如果你还想在此基础上接受专业、系统化的指导，那么你一定不能错过北京工业大学！

6月13日，北京工业大学光电信息科学与工程专业负责人翟天瑞教授做客北京日报客户端直播间，以直播的形式为大家讲解北京工业大学光电信息科学与工程专业的具体内涵、培养方式、发展前景等方面的内容！

以下为本次直播的图文实录。

一、什么是光电信息科学与工程专业

光电信息科学与工程包含四个关键词，分别为光学、电学、信息处理、科学与工程。

光学、电学等在国民经济中非常重要。以光学为例，从光学、光子学、光子回路到光子集成逐渐上升演进。然后依次出现光子系统，光子工程最后是光子产业。光子产业目前发展非常迅猛。

光学从电学类比，两者融合之后生成光电子学，即光电信息科学与工程专业的主要学习内容。因此它是一个交叉专业，既源于传统光学和电学，又高于光学和电学。

1.与传统光学的区别

通过上图可以直观看到与普通光学的区别。

左边图片展示了普通的光源，如太阳光、白炽灯，通过三棱镜将光折射，由于色散效应形成彩虹色。

而光电信息科学与工程专业课程中涉及的光源主要为激光，单色性好、能量高、方向性性好、相干性高。

2.与传统电学的区别

光信号、电信号均为电磁波，但二者频率不同、特性不同。电信号主要处理无线电波频段，光信号主要处理可见光、红外、紫外波段。随着学习的深入，也会逐步拓展到太赫兹波段，这个波段在安检方面应用广泛。

3.专业由来

2012年之前，电子信息科学类有两个本科专业：光信息科学与技术、光电子技术科学。电气信息类有三个专业：信息显示与光电技术、光电信息工程、光电子材料与器件。2012年之后，教育部将以上5个专业进行合并，统一为光电信息科学与工程专业。

该专业归类为电子信息类，毕业后授工学学位或理学学位。

专业对应的一级学科有两个：光学工程和电子科学与技术。毕业后学生若想继续深造，可优先选择光学工程和电子科学与技术这两个对口学科。

随着科技的不断发展，现在的人类也越来越喜爱科技化智能化的生活，不论是智能家居，还是各种各样的可穿戴设备，受到了很多消费者用户的青睐和喜爱。

4.特点

以光电结合、理工融合为特色，依托学科为光学工程、电子科学与技术学科，主要培养学生掌握光电信息科学与技术领域的基础知识和基本技能，为在光电信息处理、光电子学、电子信息技术、通信技术等领域从事科学研究、产品设计和开发奠定基础。

二、为什么要选择这个专业

1.国家层面

2015年5月，国务院《中国制造2025》提出：大力推动重点领域，集聚、推动优势和战略产业快速发展。加强关键核心技术研发，提高创新设计能力，瞄准新一代信息技术、高端装备、新材料、生物医药等战略重点领域。

2.首都层面

立足科技前沿

《中国制造2025》北京行动纲要 在北京建设多个国家重大科技基础设施项目，如怀柔未来科学城。建有多模态跨尺度生物医学成像设施，北工大的老师也参与其中。还有综合极端条件实验装置，也都涉及光电信息领域。

助力新兴产业

涉及的战略性新兴产业包括：三维成像与显示、生物医学、新能源与照明、光子芯片、智能制造等。

满足人才需求

迫切需求该领域专业人才，培养立足于基于光信息科学、光电子技术科学方向的技术研发、系统设计人才，具有信息获取、传输、应用方面的高素质创新型人才。北京市区域经济发展对本专业的人才供需缺口大。

这个专业也是疫情期间不受影响的少有的几个领域之一。国内已经建成多个光谷中心，光电信息高新技术企业得到迅速发展。

北京地区从事光电类相关企业总计超过300多家，急需光电信息科学与工程专业的专门人才，且近年来还有继续增加的趋势。

2020年人民日报微博权威发布热门工科专业，其中电子信息工程，微电子科学，光电信息科学与工程在列。

三、应用领域

同学们经过本专业的学习，能从事那些方面的工作呢？下面列举10个方面，实际就业领域包括但不限于这些方面。

1.光通信系统领域

这个领域涉及激光，如目前的交互式通信，互联网和物联网以及未来的万物互联，均涉及该专业的知识。

2.激光的存储和读写

涉及日常生活中的外出扫码、激光防伪等方面。

3.显示系统

可以制作如VR虚拟显示、激光投影、三维成像等炫酷效果。

4.印刷方面

如激光涂写、激光打印机、3D打印等方面。此外，北工大的3D打印技术十分优秀，设有3D打印中心，学生们可前往体验使用，完成自己的创意。

5.工业加工

涉及切割、焊接、微纳制造、打标等方面。如激光切割焊接，它与传统的操作方式最大的区别在于，激光操作更加精细，切口更小，节省用料，提高了效率。

6.生物医疗

可以通过激光对面部进行美容处理，还可用于激光手术、癌细胞检测。

7.遥感遥测

遥感遥测目前是一个很大的产业。无论是测距还是测速，日常车辆使用的雷达都和这个有关。激光雷达的优势是光波长非常短，精度更高。

8.传感系统

如飞行器和无人机均有赖于光纤陀螺仪。光纤光栅阵列铺设在山体上，当山体发生形变时可及时预警，保护人民群众与财产安全。

9.科学研究

未来绿色能源方面的激光惯性核聚变、激光建模、光镊等方面都是前沿科技研究。

另外激光还具有旋转的自由度，它本身有一个轨道角动量，如果把它靠近细胞的话，由于动量守恒，它会让细胞转动，这种就叫光学扳手。值得注意的是，光学的作用方式均为非侵入式，适用范围更广。

10.激光武器

如高能激光武器，属于颠覆性武器，在地球的尺度上，传输时间可以忽略不计，发射瞬间就可到达目标。此外还有激光制导应用。

四、前沿科技-诺贝尔物理学、化学奖

2009年的诺贝尔物理学奖授予了高坤博士，他的获奖贡献是光在纤维中传输。他对光学玻璃进行提纯，进而将其应用到光的低损耗传输方面。光纤通信对生活产生了颠覆性改变，大大提高了信息传播速度和容量。

此外还有1999年诺贝尔化学奖。超快光谱学-时间超分辨：观察分子中的原子如何移动，如何控制原子移动。

2014年诺贝尔化学奖：超分辨荧光显微技术-空间超分辨：让我们看清了细菌（约1微米）。后续科学家又对其进行拓展，甚至能看清数十纳米甚至更小的物体，这是非常惊人的成就。虽然其他手段也可以达到超分辨，但光学是非破坏性的，非侵入式的，可以进行活体检测。

光电信息科学与工程专业基础宽广，学生毕业后可以选择自己感兴趣的专业，进一步向更加广阔的领域发展，最终在各个领域生根发芽。

2017年诺贝尔奖授予了激光干涉引力波天文台 (LIGO)项目，表彰其在发现引力波方面的贡献。这成功地验证了爱因斯坦百年前在广义相对论中预言的引力波。

每年夏天和冬天，都要在开始空调节前清洗干净，否则沉积的灰尘会污染室内空空气，危害健康。空音的清理方法见此。

2018年诺贝尔奖授予了光镊及其在生物系统领域的广泛应用高强度、超短脉冲激光的产生方法。这些都与光学密切相关。

五、就业相关

北京工业大学光电科学与工程专业今年首次招生，这个专业是我们经过多年酝酿，调研了很多企事业单位，最终决定设立的。，学部已有的相关专业如应用物理学为本专业做了很好的铺垫，学部与很多企事业单位建立了实习、就业基地。

此外，北京工业大学光学工程学科每年都招收硕士、博士，对本校光电科学与工程专业的生源需求很大。

就业领域广泛

如通信、光通讯领域、网络设备；激光技术领域；光电信息处理、成像领域；智能光学显示、集成光学照明；光学精密测量、遥感遥测；生物医学光学；激光清洁能源等。

学校与北京地区众多相关企业均有联系，能够为同学提供丰富的实习机会，若表现优异也可直接在实习单位就业。

六、学科特色——光电并重，理工融合

1.学科支撑

北工大学光学工程为国家一级重点学科、北京高校高精尖学科。

学部拥有良好的科研条件，近年来承担国家自然科学基金重点基金、面上/青年项目、北京市自然科学基金等100余项，发表科研论文1000余篇，获得省部级奖励30余项

学科拥有良好的学术声誉和广泛的社会影响力，北京光学学会、北京交叉科学学会挂靠理学部，为学生的发展提供了良好的平台。

学科多个优势研究方向支撑本专业：如智能激光制造、激光与光电子技术、微纳光学与应用、生物光子学。

2.师资力量

本专业专任教师27人，正高8人，副高15人，讲师4人；具有博士学位教师26人，其中35岁以下青年教师比例29.63%。

学部师资力量雄厚，拥有国家优青1人，教育部新世纪优秀人才2人，北京市教学名师2人，北京市属高校长城学者培养计划2人，北京市优秀青年人才15人。拥有北京市优秀教学团队和北京市学术创新团队各1个。

3.课程建设

学部有市级精品课程3门，市级精品教材2部，省部级教学成果奖多项，北京市物理实验教学示范中心1个，全国优秀博士学位论文及提名各1篇，行业优秀博士学位论文1篇，北京市优秀博士学位论文2篇。

为国家和北京培养了一批具有战略眼光和研究能力的多学科交叉高层次人才。

4.课程设置

光电科学与工程专业将学习光学、电学、光电信息技术等方面的知识。

核心课程方面即专业研究的核心方向，有物理光学、应用光学、信息光学、激光原理、通信原理、光电子学、光电检测技术、光电传感原理、生物光子学等。

实践环节有信息光学课程设计、光通信技术课程设计、激光系统课程设计、光电工程项目设计基础综合训练等。

公共基础课一般50多个学分。学科基础口径相对较宽，用来支撑后续的学科发展。专业限选课就已经具备专业方向，学生可以根据自己的喜好和规划进行选择。

此外还有光学模块。光学模块分为两个层次，一个是物理光学和应用光学；还有一个在前者基础上升华，为信息光学和晶体光学，两个层次属于普通光学的领域。

另外一个电学模块就是电磁场电路分析、数电、模电。这两个模块属于光电子的两个基础，光学和电学。

此外我们还会学一些计算机课程，像c语言、计算机原理接口等，促进专业发展。

在此基础上，本专业会学习更深一层次的光电信息类课程，如激光原理、光纤通信、光电子学信号系统等。

总的来说，课程分成三类，即光电子、激光技术和光电信息，基本上所有的课程都是围绕这三方面进行设计的。

七、专业培养目标及特色

理学部一直坚持使命驱动、理工融合、国际视野、创新实践"的本科人才培养理念，构建厚基础、重交叉、强实践、突创新的本科人才培养模式。学部本科专业的亮点是学科交叉和实践能力培养深度融合。

光电信息科学与工程专业的特色为光电并重、理工融合。新专业培养学生面向光电信息、光电子、光通信领域的科学研究、技术研发等需求，掌握扎实的光学、电学、光电信息专业知识和实验技能，成为厚基础、重交叉、强实践的高素质创新型人才。

八、人才去向

本专业学生毕业后，可以选择直接就业。这个专业应用性特别强，学生毕业后可以去光电信息领域的企业或科研院所。

另外可以选择读研。读研主要选择光学工程和光电信息类学科。当然，学生也可根据自己的兴趣选择去其他专业深造。目前理学部的深造率超过50%，学生只要努力学习，读研的机会是非常大的。

九、办学优势

1.班主任制度

每个班都有一个班主任。学部通过遴选为本科生配备优秀的班主任。

2.本科导师制

学部为每一个本科生安排一位导师，指导学生学业和科研。

3.竞赛科技活动

科技竞赛是理学部的强项，学生竞赛获奖众多。学生可根据自己的兴趣和能力参加竞赛，获得相关加分。

4.提前进入实验室

学生有机会提前进入实验室，和教授团队交流，接受科研训练。

5.考研考博

这个专业具有本硕博博后一体化培养平台，只要学生对这个专业感兴趣，可以完成贯通培养。如果学生想去其他学校深造，教授们也非常乐意为学生们写推荐信。

十、网友提问

1.招生情况

北京工业大学所有专业均面向全国招生，大约百分之七十为北京生源，具体招生名额可参考招生简章。光电信息科学与工程专业预计今年招收25人左右。

2.转专业

北京工业大学转专业比较灵活。同学们可在大一、大二根据规定进行转专业。

3.奖学金问题

北京工业大学的奖学金体系非常繁多、完备，覆盖本科生、研究生群体，具体情况可以在网上查阅。

4.男女比例

符合理学专业特点，男生女比例约为4比1。

5.相近专业

该专业的相近专业是应用物理学，今年招30人。应用物理学偏物理，是一个非常典型的基础专业。光电信息科学与工程专业偏光电。

6.国际合作

北京工业大学在本科专业国际合作方面项目非常多，为学生提供了菜单式的选择，具体情况科研在网上查阅。

以上内容就是北京工业大学光电信息科学与工程专业直播实录，北京日报客户端特别推出决胜高考直播栏目，介绍2022高考最新、最重要的资讯，并邀请各高校重量级专家进行解读，敬请关注！

冰箱温度设置：冰箱的温度设置一般有两种，一种是调节档位的，一种是调温度的。