戴天贵， 路之帆， 朱莉莉， 朱小钦

（1.福建师范大学a.医学光电科学与技术教育部重点实验室，b.福建省光电传感应用工程技术研究中心，c.光电与信息工程学院，福州350007；2.华南理工大学物理与光电学院，广州510640）

0 引 言

激光谐振腔实验是帮助学生理解激光原理与技术的重要实验之一［1］，实验原理涉及激光相干性、偏振特性、纵模正交偏振理论与模式竞争理论等内容，具有较强的综合性。传统的实验过程通常是在教师进行有限的讲解之后，学生在剩余的课堂时间内进行现场操作。由于实验仪器的复杂度极大且一些微观的实验现象无法直接观察，学生对实验的教学过程和学习效果总体感觉不佳。为响应“新工科”的发展要求和在“做中学”的教学需求［2-3］，针对光电信息科学与工程专业激光谐振腔实验教学中的重点和难点，利用扩展现实技术（Extended Reality，XR）交互性好、沉浸感强、自主性好、感知性好等诸多优点［4］，建设一套包含虚拟仿真实验功能的实验教学辅助系统，以期增强实际操作前对仪器的熟练程度，从而减少实验室操作过程中的安全隐患，提高实验效率。

以激光谐振腔实验教学中不同阶段的具体要求为出发点，结合XR技术的不同特点，将XR技术分别融入到不同的教学阶段中，利用Unity、3Ds Max、Visual Studio、Vuforia AR等开发工具，进行实验场景模拟、实验仪器设备建模、用户界面设计等工作，开发出基于PC端与Web端的三维虚拟仿真操作教学模块、基于移动端（手机／平板）的实验讲义拓展AR模块以及教师后台教学反馈模块，构建起一套“多技术、全流程、重理论、易操作”的激光谐振腔实验教学辅助系统。……