高教深耕計畫-落實教學創新
總整教學實驗室 Capstone Lab
線上成果展

電子工程系
光電聯合實驗室

負責教師 | 電子工程系　廖顯奎老師
啟動年度 | 107 年
總整課程 | 電子系總整課程

| 實驗室特色

光電聯合實驗室提供相關的儀器設備給師生進行作教學習，以及研究與量測使用。實驗室具備如真空烘箱、精密電源量測設配光曲線、熱像儀、金線焊線機、攪拌脫泡機、熱風循環烘箱、電流燒測系統、光頻譜分析儀、高速誤碼測試儀等，幫助學生瞭解發光二極體原理，固態照明應用、光學量測、光學系統分析、封裝材料與散熱等基本觀念、雷射原理與光學調變，以及光纖通訊等。

以現有師資專長，開授必選修含實習 Capstone 課程，提供高年級學生選修。以光電聯合實驗室為主軸，輔以本系三個教學組 (計算機組、系統組、光電半導體組) 實務教學之整合訓練，培育學生問題解決能力，提升學生實務能力。以大學中規劃實務教學的主要目的是讓學生整合各門課程所學，將過去所學累積，藉由實作當成 Capstone 課程，並將其具體成效呈現出來，讓學生掌握大學所學基礎課程，以自我主動學習及解決問題為導向進行整合，而非單純教導學生最新的專業知識或基本應具備的專業技能。

場域照片

| 課程結合場域實施方式與教學成果

目前上下學期各開班一次，上學期開設主題為「無線光通訊」，授課老師為周錫熙老師；下學期開設主題為「太陽能光電」，授課老師為廖顯奎老師。

無線光通訊主題：

  1. 通過使用 NI USRP 與 LabVIEW 軟體無線電教學平台與無線光通訊傳輸系統結合讓學生得以在此教學平台實機操作進行實作訓練，處理即時訊號，且經由實作課程所設計之多項實驗來逐一驗證所學之無線光通訊理論。

  2. 學生亦得以透過簡單無線光通訊系統雛型品之實現及功能之驗證來展示其學習成效。

結合光波技術研究實驗室

建構無線光通訊實驗平台之教學照片

太陽能光電主題：
結合講授課程、模擬分析與實作單元，也安排業師教導產業實務。讓電子系大三大四學生溫習所學專業課程內容，涵蓋電子系三個教學類組 (計算機、系統與光電半導體) 的專業。

  1. 軟體分析模擬: 透過模擬軟體 TracePro，第一堂以光源和物件設定練習，進一步擴散光源利用透鏡聚束分析，最後檢測光導管耦合系統量測，檢視出射面的光強度和密度，提升整體光電效率與收光密度。

  2. 系統傳輸: 電路板設計與製作，自主設計放大器和電阻電容，從而計算訊號放大倍率並且考慮頻寬限制，實際進行焊接電路板，嘗試出最佳的傳輸波形圖和電壓增益值將調變訊號透過 Bias Tee載入雷射光源，傳輸一段光纖與自由空間，透過檢光器接收訊號以茲驗證是否作光電轉換。

  3. 光電轉換與光源收束: 瞭解太陽能光電板架構與原理，並且在課後之餘補充太陽能理論教材，使學生在太陽能板之收光與光電轉換戶外教學後更清楚其原理，結合先前軟體分析進一步實作運用光學透鏡組，實際將光源收束聚到所設計製作的檢光器。

  4. 業師專業授課: 教導學生實務應用面，使其了解產業界的需求與現狀。

工研院之業師專家講授太陽能光電運用
電路板設計與焊接實作

| 如何結合產業合作資源

  1. 引進產學合作計畫或產業實習訓練，結合講授課程、模擬分析與實作，安排業師教導產業實務。

  2. 請業者展示太陽能板應用實例，讓學生了解光電運用與綠能產業，並捐贈太陽能板若干作為教學用途。

  3. 目前已與美國國家儀器 (NI) 簽訂合作意願書將共同申請產學合作計畫開發結合無線光通訊之新一代軟體無線電裝置。

| 學生實務能力評量方式

無線光通訊主題

  1. 分別透過實機操作與訓練以及簡單實作成果展示來檢視學生之學習成效。

  2. 學生透過實機操作及實作訓練得以增加解決實務難題之能力，大幅縮短學校教學與產業發展需求之距離，增加學生就業之競爭力。

太陽能光電主題

  1. 將學生分為三人一小組，實作光檢測器元件之電路板設計與製作，完成製作後進行自由空間光源的耦光。

  2. 學期末則以利用手機音源透過調變後於光纖中傳輸再解調變以實作的光接收器接收訊號測試是否有無失真，且此目的也達到電光轉換的概念。

  3. 以 (1) 電路板焊接外觀評比 (2) 檢光器收光功率值 (3) 電波形訊號呈現評比。提升學生實務能力以輔導學生參與競賽。