现代光学技术范例(12篇)
现代光学技术范文1篇1
关键词：光纤通信；光纤技术；发展；应用；
光纤通信是建立在光纤技术发展的基础上的，从上个世纪70年代开始，随着新材料技术和通信技术的发展，促使人们研究下一代新型的通信材料，并结合产业发展建立全新的通信网络。值得一体的是，光纤通信是以光信号作为数据载体，以光纤芯体作为传播介质的一种技术，从本质上说，属于光通信的范畴。
光通信也可以称之为光学通信，通过一定发光装置和信息设定，将所需要传输的信息内容做创距离传输。例如我国古代利用烽火台进行敌情通报的形式，也属于是光学通信的范畴；现代意义上的光学通信发生在18世纪90年代，“光电话”的出现证明了以光波作为数据载体的可能性，在这一基础上，逐渐发展到今天利用新型材料形成的光纤技术。
一、光纤通信技术概论
作为一种被广泛应用的现代化通信技术，光纤通信也经历了不同的阶段。从目的上来说，光纤作为信息的传输介质被肯定主要是其优越性，而完成信息从发送端到接收端的工作，又证明了其稳定性。可以说，光纤通信技术的出现极大的促进了应用范围的技术革新，在短短的几十年里，光纤通信技术先后经历了多次蜕变。
（一）发展历程
在上世纪60年代末期，光纤通信技术的研究率先在欧美等发达国家展开，这与当时日益增加的电话通信需求有关，美国的几家大型通信公司为了拓宽通信容量，开始了对新型材料的研究，以代替功能有限的铜材质电缆；随后，英国标准电信研究所开始展开在光纤损耗方面研究，进一步拓宽了对光纤材料的开发。随着研究技术的深入，以生产陶瓷和玻璃制品闻名的美国康宁公司研究出石英光纤，经过不断的改良，逐渐接近了这一产品的理论损耗极限。
按照光纤通信技术发展历程，可以简单的将其划分为五个阶段，分别是：850纳米波段多模光波、1310纳米多模光纤、1310纳米单模光纤、1550纳米单模光纤以及长距离传输光纤通信技术。
可以看出，在光纤通信技术的发展早期，人们过多的将注意力放在光纤材料和损耗降低方面研究。虽然在当时的情况下是正确的研究方向，但是由此导致的问题也是很突出的。作为一种全新的通信技术方式，光纤通信技术总体领先于社会其他科技和业务模式发展的速度；任何一种独立存在的技术都不可能形成生产力，必须在其他多种技术和资源的配合下，才能发挥作用。相对滞后的产品如客户端产品，网络拓扑研究等等，这也是造成光纤通信应用普及速度较慢的原因。
（二）技术优势
从光纤通信技术研究开始，就将其定位在下一代新型通信技术方面，因此它所具备传统通信技术没有的优势。无论从材料研究方面还是性能设定方面，都站在领先时代的位置。
首先，光纤通信技术的容量极大，超越传统通信技术的8～10倍。相比铜线或者电缆而言，光纤通信技术在带宽方面具备强大的优势，这是光传播的特性决定的。例如现有的单模光纤带宽达到了60～90GHZ/km，强调光源在调制方面的特性；相对而言，光纤通信技术的瓶颈体现在终端接受设备上，不能够很好的发挥光纤带宽的优势，但是，在满足用户需求的前提下，光纤通信尤其是单模光纤通信技术已经成为宽带综合业务的首选，目前我国联通、电信等通信服务商都已经架设了专业的服务网络。
其次，光纤通信技术的损耗低，可以实现长距离传输。光纤是一种光传到介质，主要的耗材是玻璃及石英纤维制品，经过特殊的技术处理可以将损耗推到忽略的区间。如通用的单模长距离光纤的损耗率是0.2db/km，极大的减少了因为传输过程中形成的损耗，保证了数据的完整性和准确性。同时，长距离传输也意味着通讯建设的成本降低，没减少一个中继站就意味着减少通信成本，降低用户费用支出，提高了市场的竞争力。以常用的适应光纤为例，亮点之间中继站的最大距离可以延伸两百公里，甚至更多。
其次，抗干扰能力强。光纤的制作原料很特殊，从技术上说，主要是石英纤维及化硅类物质，具有良好的绝缘性，使用过程中不易被腐蚀和氧化。以光波作为信息的传输载体可以有效的减少外界抗扰，如雷电、宇宙射线、太阳黑子爆炸等等，也不会因为人为的电子干扰而降低信号的稳定性，如大型高压输电线，所以在施工方面可以有较大的选择范围，在这种情况下可以有效的减少规划支出，甚至可以沿着固定的电力系统进行架设；另外，光信号和电信号存在本质的区别，能量损耗和波动频率周期也各不相同，前者前进过程中按照一定的反射角度进行，而后者则是需要较大的中继功率输送，在转换的过程中丢失现象严重。
第四，环境亲和力强，易于施工。光纤是一种非常纤细的光学传导材料，质量轻便、质地柔软，所以在施工过程中不需要过多的机械设备辅助，进一步扩大了应用范围。如高铁、轮船、飞机等交通工具，可以减少其自身重量和节省空间。同时，光纤本身不含铜等贵金属，减少了自然能源的消耗，对保护环境具有中国重要的意义。
第五，保密性好。光纤通信技术的核心优势之一是对信息的保密性进行了提升，随着高新技术的发展，人类进入信息化社会，对各种信息的保密涉及到商业、军事和个人隐私等多个方面。传统的通信手段很容易被破解，如通过特别的接收装置和反编译程序，就可以截获电缆中的传送信息，尤其是无线信号传输等，更是容易遭到黑客的侵入和攻击。光纤的设计非常特殊，光信号被严密的包裹在纤芯和保护层当中，其泄漏的可能性微乎其微。；在一些通讯基站中，对公共网络的保护缺乏必要的条件，几乎完全公开暴露在外，很容易发生人为恶意破坏。相对而言，光缆的建筑形式一般采取深埋或者高架，而且本身材料没有回收利用价值，主要体现的是工艺造价，也减少了失窃的危险。
二、光纤通信技术的应用
现代通信业务已经实现了多媒体话和数字化，不再是单纯的语音通信，这一领域所涵盖的内容包括视频、音频、图像、互动等等，以原有的通信材料和通信技术是无法实现的，即便是现有的通信服务中，也经常会发生网络拥堵的情况。那么随着我国网民数量的逐渐增加，互联网产业的不断升级发展，各类软件和资料占用网络资源增加，这一现象也会更加的严重；光纤技术在应用方面的发展要快于通信业务发展的速度，尤其是和网络技术的结合，如ATM技术、以太网技术和光源网络技术等，客观上要求加快终端接受的研究与开发。
从光纤接入技术来说，现阶段所使用最多的是无光源网络技术，即PON，这也是实现光纤在线技术的主要手段。典型的无光源网络技术由线路终端、光网络单元和光分配网络组成，这样可以节省大量的光纤主干网络资源，同时在网络层次的划分上起到很好的标识作用。目前，我国主要的通信运营商利用这中高性能的带宽技术，可以同时开展多种业务，大大降低了运维成本，适合各种用户聚集的地区。
光纤介入技术的关键点在于与用户的结合方面，为了实现带宽优势在终端用户方面的优势，我国不仅要加强光纤主干网络的研究，更要针对用户接收端进行研究，实地解决瓶颈问题。现有的光纤宽带接入技术主要有FTB、FTTC、FTTH等，为了便于研究，统称为FTT-X形式。
2013年国务院了《国务院关于加快促进信息消费扩大内需的若干意见》，在这份文件中明确表示，要加快对现有宽带网络升级改造工程的实施，推行光纤到户的发展战略，实现“宽带中国”的规划。这是对“十二五”期间工信部所提出的《宽带网络基础设施“十二五”规划》的具体体现；也表明，从国家层面鼓励完善光纤技术接入方式的研究发展工作。
截至目前，我国已经有30多个城市实现了光纤入户，接入技术试点工程取得了阶段性的成功，所涵盖的范围包括企业用户、居民用户和公共场所等，形成了不同的接入领域，并且会促使不同行业专业化通信网络的架设，继而会向全国推广。
三、结论
作为一项相对成熟并不断发展的技术，光纤通信技术已经深入到社会生活的方方面面，在信息传输方面的优势更是可见一斑。从长远来看，这一技术还存在很大的发展和创新空间，随着产业成熟及服务的完善，必然会成为主流的通信方式。从发展角度来说，光纤材料技术、传输技术和接入技术还有待发展，届时会对整个产业链上下游形成推动作用，对我国的经济发展和通信领域建设具有强烈的现实意义。
参考文献：
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现代光学技术范文篇2
摘要：随着经济的快速发展，珠宝行业的发展取得较大进步，同时也提高了各种珠宝的合成技术，使得天然珠宝与合成的珠宝差别逐渐减小。采用传统的珠宝鉴定方式进行鉴定难度大，未能准确地鉴定珠宝的成分以及真伪，为此引进现代测试技术进行有效、科学的鉴定，对提高珠宝行业的健康发展与鉴定水平十分必要。
关键词：珠宝检测；测试技术；应用分析；鉴定水平
中图分类号：p61文献标识码：a
1现代测试技术对珠宝检测的作用
测试技术作为有效的鉴定珠宝的手段与方式之一，能够准确地分辨出合成珠宝与天然珠宝，并分析珠宝的成分、结构以及特点等性质。同时在进行珠宝的交易中能够为消费者提供较好地质量保障，有效树立商家的良好形象与信誉；避免不法分子的以次充好或者以假乱真现象给消费者造成的损失；可有效抵制国际非法珠宝贸易，促进国内珠宝行业的稳定发展。同时现代测试技术的运用能够有效提高对珠宝鉴定的准确性及可靠性；为较好地解决珠宝检测时遇到的难题或疑点现象；全面分析珠宝的内在成分、光学性质以及结构特点，有利于做好珠宝鉴定与分析评价等工作。
此外对珠宝的测试应确保珠宝的无损，尽量不改变珠宝的外观与形状；对珠宝的准确、客观测试对于维护消费者的合法权益、维护天然珠宝的商业价值具有重要的意义。
2珠宝检测中现代测试技术的运用
由于折光仪及宝石显微镜等传统测试工具仅能进行定性的鉴定结果，因此利用现代测试技术对珠宝矿物的光学性质与其他的物理性质进行测定，从而较好地辨别珠宝的成分、微量元素及其的含量、结构特点等方面进行详细的划分。用于珠宝的现代测试技术主要有：电子探针技术、x线衍射技术、拉曼光谱与扫描电镜分析技术、红外吸收光谱技术、可见光谱分析以及紫外光谱技术等。以下介绍几种主要的珠宝测试技术[1]，为全面、客观地对珠宝进行鉴定提供有效的方式。
2.1拉曼光谱技术1
2.1.1测试天然宝石与人工合成宝石
蓝宝石具有多种颜色，并具有刚玉晶体，即a1z03；晶体内含微量的杂质元素，这些微量元素决定了宝石的颜色。例如蓝色是由于晶体含少量的钛（ti）与铁（fe）；绿色者含有微量的钒（v）与co；黄色者含微量镍（ni）。天然的蓝宝石进行结晶之时通常会包入细线状的金红石包体；而人造的产品将会出现不同形态的氢气。天然蓝宝石与人工合成蓝宝石的拉曼特征峰也有显著性的差别：人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石相比，人工合成宝石没有191cm-1、241cm-1以及341cm-1谱峰。因此能够根据这个特征准确地判别人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石，图1中a表示天然的蓝宝石特征谱，b表示人工合成蓝宝石特征谱。
2.1.2荧光光谱测试技术
部分珠宝中有来自天然海水的珍珠以及人工养殖的淡水与海水珍珠，caco3在2000cm-1到6000cm-1范围内产生的荧光光谱可进行鉴别。例如天然的海水珍珠中的荧光谱在4200cm-1附近出现最大值，并且荧光谱比较平整与光滑；而对于人工养殖的珍珠（海水养殖或者淡水养殖）而言，其的荧光谱中的极大值出现于3000cm-1附近。因此运用光谱中峰位的不同，能够有效鉴别天然珍珠与人工养殖珍珠。
2.1.3用于翡翠的鉴别
拉曼光谱技术运用于高档的翡翠鉴别具有重要的经济价值，市场上较多的填充ab胶或者是环氧树脂的翡翠（b货）较多，为翡翠的真伪鉴别造成较大的困难。由于环氧树脂、ab胶、石蜡以及石蜡油的化学结构以及成分各不相同，因此运用拉曼光谱技术，能够清晰地通过拉曼光谱特征峰清晰地显示出这些特性。
硬玉作为翡翠矿物的主要成分，硬玉的表示为（naal[si2o6]），对于翡翠的不同品级采用激光拉曼仪扫描2个波段，同时使用200cm-1到1200cm-1的拉曼谱对翡翠是否含有硬玉成分进行测定。最后使用2800cm-1到3100cm-1波段检测翡翠是否含有环氧树脂有机基团，是否含有有机色素ch2以及有机配位基团ch3，以便有效区分a货翡翠与b货翡翠。
对于天然的a货翡翠而言，位于200cm-1到1200cm-1范围有代表硬玉晶体的2个尖锐的特征峰（结构si-o伸缩振动及si-o-si弯曲振动的1041cm-1与701cm-1）。位于2800cm-1到3100cm-1范围没有明显的拉曼谱峰，如图3所示；对于另外的一组翡翠出现硬玉晶体特征的拉曼谱峰，即1037cm-1与698cm-1。然而在2800cm-1以后也出现了2870cm-1、2916cm-1以及2940cm-1的拉曼谱峰，由此表明翡翠中含有有机胶，该组的翡翠是人工处理过的为b货翡翠。如图3所示，a表示天然翡翠即a货；b表示经漂胶处理后的翡翠即b货。
2.2红外光谱技术
红外吸收光谱技术英文表示为ir，又可称为红外光谱，其的波长范围是0.78μm到1000μm，波数的范围是12820到10cm-1。（见表1）
2.2.1技术鉴别应用
在天然以及合成祖母绿当中运用红外光谱技术进行测定，能够有效将祖母绿晶体当中结构水及其类型、co2等成分鉴定出来，同时该测试技术也是准确区分合成祖母绿以及天然祖母绿的有效方法。此外天然祖母绿在2400cm-1到2500cm-1范围出现吸收光谱；当处于3000cm-1到4000cm-1范围时出现水分子红外吸收光谱；此外由热液组合成的祖母绿处于3500cm-1附近时出现水分子红外吸收谱峰；而由熔剂法进行生产的合成祖母绿没有吸收峰，如图4（1表示熔剂法合成的祖母绿；2表示热液法合成的祖母绿；3表示天然祖母绿）。与此同时，红外光谱还可用于合成黄晶以及天然黄晶的区分，天然黄晶可见微弱的红外吸收峰，如图5所示（t表示天然的黄晶；s与c及x表示热液合成的黄晶）[2]。
.2.2紫外光谱与可见光谱技术
此外紫外光谱与可见光谱技术也用于珠宝的测试以及鉴定，通常紫外光谱用于测定珠宝所含的致色元素及元素的价态。例如有色的水晶大部分是由于水晶含有微量的致色元素：铁；而在紫晶当中铁是以fe3+的形式存在的；绿水晶与蓝色水晶则是以fe2+形式存在，均可采用吸收光谱技术进行测试。与此同时紫外光谱以及可见光谱测试技术可用于鉴别人工合成宝石、辐照改色宝石以及部分天然宝石。天然的翡翠与染色的翡翠在可见光范围中吸收光谱各不相同，在红光波段更加明显，该情况还可在分光镜当中得到较好地观察，图6中为天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱比对情况。
图6天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱
结语
总而言之，随着经济和科学技术的快速发展，珠宝测试技术也将不断开发与完善，在今后的发展过程中珠宝的测试技术也更加简便、快速及准确，同时测试时也更能确保珠宝的完好无损。此外还能有效提高珠宝的测试技术水平以及鉴定的准确率，进一步全面推动我国珠宝行业的顺利健康发展。
参考文献
[1]刘世敏.现代测试技术在宝玉石检测中的应用现状及前景[j].岩矿测试，2006，25（01）：69-70.
现代光学技术范文篇3
中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：0.引言
能源是社会进步和国民经济发展的重要物质基础，经济的发展速度依赖于能源的发展。然而我们目前使用的大多是不可再生能源，能源的消耗短缺将会严重影响国民经济的发展速度。建筑节能作为提高能源有效利用率的一条新途径,其内涵是指在建筑物的建造和使用过程中,人们采用相关技术获得可再生能源，从而实现节约不可再生能源，保护生态环境的目的。而在实现过程中，建筑节能施工技术发挥着举足轻重的作用。
1.建筑工程节能施工的现状与意义建筑工程的节能是一门综合性较强，涉及领域较广的学科。建筑工程节能不仅涉及生物学、物流学、化学、建筑学、工程力学，同时还与经济学、管理学等人文科学以及行为科学有着紧密的联系。建筑工程的节能所倡导和体现的是建筑建设与使用的可持续观念。可持续观念不仅是能源危机背景下现代建筑领域发展的必然趋势，也是新的经济增长点。大力发展工程建筑的节能施工技术不仅有利于缓解日益严峻的能源危机，促进国民经济的良性发展，还有利于维持大自然生态平衡。
2.现代建筑施工中节能技术的具体应用
2.1建筑施工中应用的表面采光技术建筑施工过程中的表面采光技术中利用的光主要是指普遍存在于自然界中的自然光线。这种技术主要依据自然光线在建筑表面的分布状态和面积的不同，而形成不同的应用形式，概括起来可以分为直接利用和间接利用两种不同的形式。过去的建筑在施工技术上对采光的利用主要是直接利用，其中较为常见的是侧面采光，但是侧面采光技术由于受光的照射角度和建筑的位置影响较大，使得在光线的利用上存在着极大的空间局限性。以节能为主体的现代建筑施工技术中对自然光采光技术的利用集中采用间接方式。间接采光极好的解决了因建筑位置和光线角度的问题而导致自然光线利用时有极大的空间限制的问题。
2.2建筑筑施工中应用的太阳能技术太阳能是人类已知可再生能源中被实际利用较多的几种能源之一。太阳能是一种天然能源，因其来源广泛、纯天然无污染且可循环利用，而被广泛应用于各行各业，当然建筑行业也包括在内。建筑施工中利用太阳能能够极好的实现在节约不可再生能源的情况下，实现现代建筑的各项功能，从而更好的为人类生活生产服务。现代建筑施工中采用较多的太阳能技术主要是太阳能的混合利用技术。这种技术主要是利用太阳光反射装置为建筑物提供光照与热量，从而达到节约能源的目的。太阳能技术的应用正是高新技术应用于现代建筑的充分体现，也是现代科技与建筑施工技术的完美结合。
3.建筑施工中节能技术的具体举措
3.1节能门窗的应用门窗是建筑工程施工中应用较多的建材，同时也是传统建筑中能耗消费较大的建筑构件项目。据权威建筑统计指标，在传统建筑部分中，门窗对能源的消耗大概占据了全部能耗的二分之一左右。因此，从整个建筑施工节能的角度来讲，门窗节能是现代建筑施工节能技术中不可忽视的部分。传统的门窗材料大部分是玻璃等透明矿物质材料，当能量通过门窗进入室内时，不可避免的会产生较大的流失，这种流失主要是因为玻璃的传导和辐射以及反射作用。为了实现建筑节能的最大化，我们在进行门窗等建材的选择上可以选择那些导热系数较小的门窗材料，通过增加门窗的紧密性来保存室内温度，并保护其他能量的原始状态不受损害。
3.2建筑外墙的保温技术墙体是建筑表面的主要组成部分，同时也是建筑中所占比例最大的一个部分。建筑墙体是建筑保温功能实现的主要媒介，建筑墙体的导热系数，导热方式都在很大程度上关系到建筑的节能效果。在墙体的导热上面，外墙的保温性无疑是我们实施建筑节能功能的重点。概括来讲，外墙保温在我国的建筑保温中应用较为普遍，技术也十分成熟，其工作原理主要是将保温材料采用固定的方式加持在外墙壁之上，形如棉被一样对建筑进行保温。但是，这种外墙保温不是简简单单的采用单一的保温材料进行表面覆盖，其材料的选择还需要视外部的温度以及环境而定，在我国常用的保温方法有将加气混凝土砌块等。砌块应用在外墙时，保温效果良好而且价格低、绿色环保，但缺点是外观不美观。另一种新型的保温材料—硅酸盐复合绝热砂浆，是新型保温材料中的重点发展对象。它是用海泡石与硅酸铝纤维等制成，不仅解决了聚苯板裂缝的问题，还具有施工简便、保温隔热性能好等优点。
3.3建筑顶盖节能技术的应用建筑顶盖是工程节能施工工作的重点。建筑顶盖采用合适的节能处理能够起到很好的保温和隔热作用，充分实现冬暖夏凉的效果。现代建筑施工节能技术在小区建设上常常采用圆顶或者尖顶的顶层建设形势。因为这样一方面可以大大的消弱其对太阳光的辐射承受面积，减少太阳光的渗透；另一方面还可以起到较好的室内保温作用，故而成为现代节能建筑中较为常用的一种节能施工形式。但现在人们在解决基本的居住需求之后，越来越重视屋顶功能的开发和外形的设计，那么尖顶和圆顶的建筑节能形式，势必会因为这种需求而产生较大的限制作用。为了解决这一问题，新型保温材料常常会被投入到建筑顶层铺设工程中去。在顶层铺设的过程中往往需要采用那些折射能力较强，温度保持能力较高的建筑节能材料。比如在建筑顶层的防水层下设置一些如膨胀珍珠岩、玻璃棉等导热系数小的轻质材料来保温，也可以在上层铺聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等。这是一种很有效的方法，既可起到了保温作用，又可实现住宅的功能。
4.结束语
虽然我国的资源丰富，但是人均的资源总量却是世界的倒数。所以，在目前我国建筑大量建设的时期，我们要全面了解我国资源的短缺情况，坚持建筑工程中的节能理念，通过积极的利用表面采光技术，太阳能技术，节能门窗，外墙保温、顶盖节能等等诸多节能技术。只有这样，才能从根本上提高我国建筑的节能效果，为做到建筑与自然的和谐相处贡献一份力量。
参考文献
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现代光学技术范文
[关键词]电子技术应用领域发展趋势
中图分类号：TP315文献标识码：B文章编号：1009-914X（2016）10-0297-01
一、电子科学与技术概述
电子技术是依据电子学的基本原理，利用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，它主要概括为：信息电子功能材料和器件、超大规模系统集成芯片设计，纳米电子器件，电子离子光学与带电粒子束物理，信息显示器件与技术，光电子材料与器件，现代信息光子学与技术等。本学科在电子陶瓷与器件、铁电薄膜与器件、纳米电子器件、储能与能量转换材料与器件、电子离子光学现论与系统、信息显示器件、超快速光电子学、超大规模集成物理与电路设计等。目前，电子技术在各行各业都有着非常重要的价值，它所包含的内容逐渐丰富，现如今其技术已经日趋完善，迎来发展的高峰期。
二、电子技术在行业中的应用
1、传统领域中的应用
在传统的工业领域中，应用广泛的主要是交直流电动权，直流电动机具有较强的调速功能，为其供电的可控整流电源或者是直流电源，多数采用的是电力电子装置。伴随着科学技术的不断进步，电力电子变频技术迅速发展并成熟，它使得交流电机的调速性能得到了很大的提升，并且逐步取代直流电机，占据市场的主要地位。在工业生产中，交流电机广泛应用于不同载荷的轧钢机和数控机床上，发挥着重要的作用和良好的性能。为了避免在设备启动中引起电流冲击，一些不需要采用电力电子装置的设备也开始广泛取该装置设备。同时，在电镀装置中也安装使用了整流电源，冶金工业中的高频，中频感应加热电源也广泛使用电力电子技术，电力电子技术的使用范围和规模在日益扩大。
2、通信工程的应用
从工程技术角度来看，电子技术与通信工程相结合，在社会生活的各种应用迅速的发展，它包括：移动通信与个人通信、卫星通信、光通信、宽带通信与宽事通信网、多媒体通信、语音处理及人机交互、图像处理与图像通信、信号处理及其应用技术、集成电路设计与制造，电子设计自动化技术及其应用，通信与测量系统的电路技术，微波技术及其应用，微波传输。辐射及散射，微波电路，微波元器件，微波工程，光电子学与光纤通信工程，信息光电子工程，电子束，离子柬及显示工程，真空电子工程，电子与光电子器件，微电子系统设计与制备，纳米材料与技术等。
3、在交通领域中的应用
电子技术在交通领域中的应用主要为交通系统应用，电力机车目前正在由传统直流电机传动向交流电机传统转变。主要采用GTO控制器件，整流和逆变用PWM控制，所以可使输入电流为正弦波。目前，很多国家在研制采用直线同步电机驱动的磁悬浮列车，一旦该技术成熟并成功应用的话，将会为交通带来一次变革，不仅有利于缩短时间还对节能减排做出重要贡献，电机技术还可以用于汽车的发动机。在现代汽车上，机械式机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰，电控的燃油喷射装置因其性能卓越而被广泛应用。通过电子喷油装置可以自动地保证发动机始终在最佳工作状态。使其输出功率在一定的条件下最大限度地节油和净化空气，同时通过实验获得最佳的工作条件，并输入存储器中，当发动机开始工作时，根据传感器测得的空气流量、排气管中的含氧量等参数，按照事先编号的运算程序进行，然后控制发动机在最佳工况下。
4、在电力系统中的应用
电力电子技术是电工技术中的一个新兴技术，已经在国民经济和社会建设中发挥着巨大的作用，对于未来输电系统的性能也有显著的影响。目前，电力电子技术在电力系统中的应用已经涉及到诸多方面，例如：发电环节、输配电系统、储能系统等。在配电系统中，电力电子装置可以用于防止电网的瞬间停电、瞬间电压跌落和闪变等情况，便于进行电能的质量控制，改善输供电的质量。电子技术还可以应用于变电所中，在变电所中主要是给操作系统提供可靠稳定的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电子装置。
5、在医学中的应用
电子技术在医学中的应用主要有电子病历、生物芯片、便携式医疗电子检测仪、远程诊疗系统等。电子病历是电子技术和网络技术的结合。可以为医疗机构提供适时的医疗信息，是系统化的居民健康档案。也可以为医疗责任提供证据；利用传感器的生物芯片，可以对人体进行DNA的检测，快速处理相关信息，亲子鉴定等；电子技术应用于便携式医疗电子检测仪，可以通过微控制器，连接医疗机构网络，实现医生对患者的后期诊疗观察，有利于医疗效果的发挥；同时，利用医学与网络技术、微电子技术等，可以达到医学的远程诊疗，实现医学资源的共享，有利于偏远地共的医学诊疗。
三、电子科学与技术的发展趋势
现在电子科学与技术的发展，以及现代电子技术的不断普及，在不断的改变着人们的日常生活方式和方法。而随着计算机技术、网络技术和材料技术的发展，现代电子技术也在逐步走向学科集成化的发展倾向，将逐步呈现出以下的发展趋势。
微型化
微型化的提出，是以纳米技术作为现代电子科学与技术的发展的基础。并由此延伸出了纳米电子学，其主要则是在纳米的尺度之下，对事物运动的规律和特性进行深入的研究，从而利用纳米级的事物专属特性对其进行开发和利用，主要利用与生物科技以及医疗工程中，纳米检测仪器，纳米电器件等将逐渐被广泛使用，再一次收发电子器件的变革。
智能化
智能化作为现代电子科学与技术发展的必然趋势，在很大的程度上对其进行使用，从而代替了各种不同危险的、枯燥的工作。如现代制造中的智能焊接、智能车载和智能机器人，都是对电子科学与技术的不断应用，而未来电子技术智能化的应用，将使得人们的劳动力由繁重的体力劳动中解放出来，让人们有空闲进行更加轻松、安全的工作，比如智能组装流水线。智能矿脉探测等都是智能化电子技术的应用范畴。
精确化
技术的进步和经济的发展，使得人们开始从原始的劳力劳动中解放，开始转向信息更为流传的精确程度，现代电子科学与技术可以应用于各种观测，传达室输性行业，如气象预测、信息传输、医疗检测等更多方面军。提高观测精确度，做到在最小程度内的信息精确，做到最小的信息传达输损耗。
平民化
截止到目前为止，大部分的电子科学与技术开始被逐步应用在了特定的人员、特定的地点和特定的阶段，如在医疗中不断使用的B超技术，在气象通信中使用的气象预测卫星等。而这些技术已经完备，但是，在很大程度上还属于少数人在开始使用。而为更好的促进全民使用电子设备，小型化、平民化趋势正在成为未来发展的新起点和新方向。如现代的血糖测试仪、洒精测试器等也开始逐步实现平民化，从而可以适当降低精确度，大加幅度缩小体积。降低操作难度，提高产品安全系数，降低材料成本，做到平民化与高科技化两种等级，尽量面向更多人群开放。
5、光电子技术产业化
光电子技术涉内容：光子产生、控制的激光技术及其相关应用技术；光子传输的波导技术；光子探测和分析的光子检测技术；光计算和信息处理技术；光子存储信息的光存储技术；光子显示技术；利用光子加工与物质相互作用的光子加工与光子生物技术。由以上技术形成的光电子行业的五大类产业格局：光电子材料与元件产业、光信息（资讯）产业、传统光学（光学器材）产业、光通信产业、激光器与激光应用（能量、医疗）产业。
结语
随着现代科学技术的飞速发展，人类历史即将进入一个崭新的时代，电子科学技术的发展和更新在随着时间的步伐，在不断的改变。并在逐步的广大化，电子科学技术与其它技术结合有利于促进社会科学技术的进步，无论是生活还是科学研究，电子技术都不必不可少的独立技术，电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。
现代光学技术范文1篇5
【关键词】多媒体教学活学活用物理光现象
初中物理的教学中，学生物理学习积极性不高，物理学习难度的加大难以根本上提高学生的物理成绩，以至于当前的初中物理教学现象不容乐观。对于初中物理这门课程而言，主要是学生综合能力的全面培养，并注重学生实验动手能力的培养。物理中的光现象作为一种普通的现象，存在于大千世界的生活中。对于光的折射和反射而言，更是学习中的重点和难点。基于多媒体教学中的活学活用模式在物理光现象的教学，更要走进生活，活跃课堂的气氛。因此更要做好物理课堂中多媒体技术的活学活用教学，实现物理教育教学事业的全面进步和发展。
一、多媒体教学中“活学活用”的重要意义
21世纪的今天，多媒体技术作为一种先进技术，在课堂教学中的应用，对于现代化教学发展有着积极推动作用。对于物理课程的教学而言，传统的教学模式难以将教学效果充分发挥，学生的学习兴趣也就难以根本上提高。但是基于活学活用的多媒体教学应用，更加注重学生积极思维的调动，并在知识内在动力的探求中实现各种情景的不断变换。
多媒体技术的应用，在教学情景的创设中，实现静态动态的相互转换，在图像、文字以及视频等形式的结合中，实现了课堂教学的创新。在信息技术和计算机技术的结合中，可以是实现实时搜索的过程，并对最新知识动态进行掌握。
现代化经济的发展中，物理的课堂教学中，本着活学活用的特殊理念，多媒体技术的应用，将课堂的趣味性体现，并注重学生知识创新能力的培养，对学生思维能力和思考能力综合性的激发，实现现代化物理的全面科学教学和发展，推动物理事业更好的发展。
二、基于多媒体教学“活学活用”模式下物理“光现象”的教学对策
1.正确处理学生、教师、教材和多媒体之间的关系
初中物理教学中，就要正确定位教师和学生的主体地位，并在教师的组织和领导中，做好知识的传播和发展，合理处理教材和多媒体之间的关系。教师在知识的构建中教师更要注重教学知识的活学活用，在课堂教学情境的不同创设中，及时的调整教学内容，对学生的学习情感进行调节。对于物理光现象相关内容的教学中，教师就要结合多媒体的形式对光现象中的几种形式结合PPT的形式进行展现，并对自然中的几种光的影子进行捕捉，最初的认知光现象的相关传播形式。
光现象中的色彩、传播以及反射中，往往有着多种光的形式。多媒体教学中，教师就要对各种彩色插图进行配备，并对多种活动内容进行安排，在光的分解以及色光混合的分析中，带领学生走进光的世界，在学生的思考分析中，对一些概念和科学实验的相关方法进行介绍，做好知识的梳理以及信息库的整理。信息库主要是对光现象中的扩展性知识介绍。通过对光的三原色以及光能光速进行介绍，在小组的热烈讨论中，教师做好相关的总结。
2.做好教学的设计
多媒体教学中活学活用模式下物理光现象的教学中，就要对学生的观察能力进行培养，在有趣的光现象观察中，对光的规律进行学习。教师通过在网络精品课堂中，对物理光现象的相关影像资料下载，并在教育技术专业中对相关的专题片拍摄，对课堂教学情境进行创设。在多媒体物理教学中的二手资料准备中，并走进大自然，对大自然中的光现象进行感受。教师通过引领学生借助于数码照相机，对有关于光现象的电子相册整理。对于入射角和反射角的含义教学中，反射时反射角等于入射角，借助于多媒体，如图1所示。基于多媒体教学中的活学活用中，就要对真实性的大自然中光现象进行发现，对更加真实的世界杰出。
图1光反射实验光路
3.教学活动的组织实施
物理课程中光现象的教学中，就要将教学过程中的先进性充分发挥，而组织知识和器材的准备中，结合教材的内哦让情况。
首先，课堂的准备中，教师结合分组形式，对教材中的光现象种类进行描述，在光现象的形式分析中，并对光现象捕获。教材图文并茂的形式应用中，教师就要依据于数码相机，对组织教学内容进行讲解。
其次，结合郊外活动的形式，对五颜六色的鲜花进行拍摄，并对湖面的倒影进行朴舍，对喷泉背后的彩虹进行拍摄。课堂的展示和讨论中，就要对光的颜色和色彩进行认识，在光的能量以及在直线传播中，正确的认识光的反射和成像定理。镜面的反射中，并对漫反射技能型总结。教师通过在多媒体技术的应用中，对光的色散实验进行动画设置，并对红外光和紫外光进行讲解，在湖面倒影的成像规律总结中，对反射定律进行总结。
最后，在课堂的讨论中，就要结合湖面上塔的倒影处于晃动状态，同时镜面处于哪种反射状态，在叶子上水珠的拍摄中，为什么会有这样的形状等进行思考。并对不同的问题结合多媒体技术，做好相关内容的查阅，在知识的分析中，做好光现象重点知识的讲解。教师就要对平面像成像规律的相关实验进行动画演示，帮助学生更好的掌握光现象的相关知识，对一些概念性的知识进行梳理和总结。
4.教学后加强思考
教学后的拓展思考中，就要结合趣味性的教学情境，将教学目标实现，在课堂教学设计中，结合活动的理论基础，实现教学过程中的一种双向交互过程。教学情景中学生相互协作性的参与中，就要将学生的主体地位充分发挥，教师在多媒体的活学活用导航中，对学生物理学习的情趣进行感染，并将学生物理知识学习的兴趣全面激发。物理光现象的学习中，教师更要对学生提出的问题进行分析，在科学规律的求知中，做好教学的组织和参与，注重学生学习策略的提升。关于物理光现象的教学中，通过对学生物理光现象的知识结构进行建构，并将学生的心智技能全面提升。物理多媒体教学中探究性学习的应用中，结合情境教学的模式，并注重学生实践能力的培养，在生活中发现光，在光的传播中以及光的存在中，进而发现光的规律。
结语
现代化教育教学发展中，更要面向现代化科学技术的发展，不断创新教学的手段，将教学的效率提高，实现教学效果的提高。对于物理课堂教学而言，就要本着活学活用的教学理念，对多媒体教学中物理模拟和物理实验之间的关系科学正确的处理，对学生的观察能力技能型培养，在多媒体应用中结合强烈的视觉刺激，并在细腻过程的展现中，注重多媒体教学形式的多方面发展和应用，实现学生思维能力和创新能力的培养，将学生物理学习效果不断提高，推动物理事业的飞速发展。
【参考文献】
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[2]郑卫之.如何区分三大光现象[J].中学物理（初中版），2014.32（7）：94.
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现代光学技术范文篇6
关键词：现代测试技术珠宝鉴定重要性应用
引言
随着人民生活水平的提高，消费模式也发生了巨大的变化。物质消费在总消费中所占的比重越来越小，而精神消费和奢侈品消费所占的比重越来越大。新的消费需求和消费趋势带动了奢侈品行业的迅速发展，珠宝行业在其中也受益匪浅。面对珠宝行业这个巨大的商机，珠宝学者越来越将研究的重点放在珠宝鉴定的科学性、无损性和快捷性方面上，而珠宝商为了购入符合其要求的珠宝，也陆陆续续加入了珠宝鉴定的学习行列之中。如何更加行之有效的进行珠宝鉴定，这是珠宝行业共同面临和需要探讨的话题。
一、现代测试技术实施的重要性
随着计算机技术和软件技术革命的到来，电子测量仪器领域发生了翻天覆地的变化。珠宝鉴定作为技术要求较高的工作，鉴定的手段仅仅靠折光仪和显微镜等传统技术手段不能获得充分的满足，转而求助于现代测试技术。现代测试技术更加具有高、精、尖等特点，它相对于以往的折射仪和显微镜等传统的珠宝鉴定手段（参照表1），不仅能对诸如珍珠、翡翠、玛瑙和宝石等珠宝的光学性质测定出来，而且能对其他的物理性质很好的辨别出来。而且现代测试技术的鉴定效率高、准确性高、可靠性强。利用现代测试技术，可以对合成的人造珠宝玉石与天然形成的珠宝玉石进行准确区分，可以有效区分真正的宝石和假冒宝石，二者在内部的结构和成分构成等方面都截然不同。通过现代测试技术，一些不法分子为了牟取暴利而采用假珠宝、次珠宝充当质量好、成品优的珠宝来欺骗消费者的行为也得以减少和避免，不仅有助于珠宝行业端正优良风气、树立良好的信誉和形象，而且有利于珠宝市场向着规范化、健康化的方向发展。因此，加快现代测试技术在珠宝鉴定中的应用，不断完善现代测试技术，对于珠宝鉴定业的未来发展和鉴定水平的提升，以及鉴定过程中面临的难题和困境进行深入、系统、全面的研究具有深远意义。
表中数据是凭借武汉中地学苑珠宝仪器有限公司生产的gr-5型宝石折射仪器，利用点测法的方法获得的。采用折射仪虽然可以通过折射率来鉴定珠宝的品种，但是由表中可以看出折射仪的使用具有局限性，它一般适用于体积适中，表面被抛光的玉石检测，否则，玉石的折射率无法测得，使玉石的品种很难区分。
二、珠宝鉴定中现代测试技术的应用
2.1红外光谱技术
红外光谱英文缩写是ir。其检测的原理是：通过不间断的持续变化的红外光去照射检测物质，被照射的物体中的分子和原子基团由于受到外在的刺激而发生振动，与此同时，光谱又吸收的物体中固有的与其振动频率相同的特定波长的红外光，在这种物理关系发生的过程中，吸收谱带相继形成。通过吸收谱带形成的光谱图的展现就可以区分诸如合成祖母绿和天然祖母绿、合成黄晶与天然黄晶。例如，天然祖母绿出现吸收光谱的数值范围中，最低数值是2400cm-1，而2500cm-1这一数值是上限范围，如果突破了2500cm-1这一上限，进而达到3000cm-1的数值时，就进入到水分子的红外吸收管谱的范围内，其上限是4000cm-1。
2.2紫外线光谱技术和可见光谱技术
对于大多数含有致色元素的珠宝的真假鉴定通常采用紫外光谱技术。因为，该种技术能够很好的区分致色元素数值是否符合天然珠宝的数值标准，如果未达到标准则有可能被鉴定为人造珠宝。对于含有致色元素的珠宝大部分都是有色的珠宝，致色元素中，铁的作用是最大的。因此，检测有色珠宝，大多数情况就是要检测珠宝中铁元素的含量多少和大小。例如，紫水晶中铁元素的存在形式是以fe3+的标准出现，而绿水晶中铁元素的存在形式是以fe2+的标准出现。可见光谱技术通常用来鉴别多数人造珠宝和少部分天然珠宝。通过观察被鉴定的珠宝在可见光范围内所
呈现的吸收光谱的变化范围和变化幅度，可以对天然翡翠和染色翡翠进行良好的区分，并且这二者的不同之处在红光波段呈现的更加明了显著。
2.3拉曼光谱技术
拉曼光谱是检测物质内部化学成分多少和结构特征大小的重要手段。通过对拉曼光谱散射光的微弱、大小和次数的观测，可以实现鉴定珠宝真伪的目的。拉曼光谱具有诸多的优越性，使得该技术成为鉴定珠宝的主要手段。首先是无损性。成品珠宝的鉴定最重要的是不能受到损害，如果珠宝因为鉴定而出现瑕疵或缺陷，就极易导致珠宝的价值受损，珠宝的美观性受到影响。而拉曼光谱技术相对于电子探针等微创技术，具有不破坏宝石的基础上，保证真假的辨识。其次是具有确定性。通过拉曼光谱技术，可以鉴定珠宝内部的包裹体的不同类型，而且对于包裹体的本身类型并没有太大的限制，既适用于流体包裹体的类型检测，也适用于固体包裹体的类型检测。最后，是辨识度高和灵敏性强。对于珠宝内部的流体包体即使小到1μm也能予以鉴定出来。所谓灵敏性较强是指通过拉曼光谱技术可以对珠宝的成分构成进行辨识。因为不同的成分元素有其不同的拉曼光谱，每一个拉曼光谱都对应这相应的元素特征。通过对比元素的标准拉曼光谱与宝石内呈现的拉曼光谱，就能将成分构成推理出来。
2.4荧光光谱技术
荧光光谱技术又称x射线荧光光谱技术，对于鉴别品种相似的珠宝和检验宝石进行在加工优化的情况具有很大的功效。例如，对于折射率数值大小相近以及密度值高低比较接近的无色水晶与无色长石的鉴定就可以采用此技术。对于主要化学成分为sio2的无色水晶在荧光光谱上就明显的呈现出硅元素的变化特点，而化学成分主要是n、k的无色长石在在荧光光谱上就明显的呈现出钠元素和钾元素的变化特点。通过对这两种宝石中含有的不同元素的明显对比，就可以将无色水晶和无色长石区别开来。
结语：
在以信息技术和互联网技术为核心的第四次科技革命大浪潮的推动下，现代测试技术为珠宝鉴定带来了巨大的便利。现代测试技术被珠宝鉴定界广泛提倡和应用。因为珠宝鉴定者可以通过红外光谱技术、紫外线光谱技术和可见光谱技术、荧光光谱技术和拉曼光谱技术等现代测试技术，再结合珠宝的相关知识，就会使珠宝的内在成分和结构被探测的更加清楚和明了。综上所述，现代测试技术相比传统的鉴定技术有其适用的必然性，珠宝鉴定者和操作人员必须对现代测试技术有所了解并不断深化了解、在创新的基础上不断开发技术。只有这样，才能将现代测试技术在珠宝鉴定中的作用显现出来并将这种作用力扩大，才能将珠宝鉴定过程中出现的新问题、新难题予以有效的解决。
参考文献：
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[2]马宇飞，雷伶俐，丛立.浅谈现代测试技术发展方向[j].科技创新导报，2010，09：236.
[3]丁广慧.激光拉曼光谱仪在珠宝首饰检测中的应用[a]..河南地球科学通报2008年卷（下册）[c].2008：5.
现代光学技术范文篇7
2013年1月中旬，这样一条消息进入人们的视野：国防科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种超精抛光装备，创造了光学零件加工的纳米精度，并通过国家权威部门验收。
据专家介绍，这一成果使我国成为世界上少数掌握这两种高精度光学零件制造装备技术的国家，该团队成为唯一同时具有小工具数控抛光、磁流变和离子束抛光装备研发能力的团队。
1月18日，“超精密光学零件可控柔体抛光技术与装备”在国家科学技术奖励大会上，荣获2012年度国家技术发明奖二等奖。
带着好奇和喜悦，本刊记者采访了国防科大精密工程创新团队的负责人李圣怡教授。
“纳米精度”精确到什么程度？李圣怡教授通俗地打比方：一个2米口径而精度为9纳米的大镜加工，如果将我国960万平方公里的国土面积等同于整个镜面，它就相当于一个直径3500公里的大镜，精度要达到不大于17.5厘米的高差。
“尽善尽美，精益求精，创造卓越”，是这个创新团队的精神内核；“琢玉成大器，磨砺亮人生”，是李圣怡追求的人格境界。他希望能够打造出一支属于中国精密领域的“梦之队”。他说，他们现在只爬到了这一领域“珠峰”的山腰，“现在还在爬。”
微米、亚微米，纳米、亚纳米，这是李圣怡追求的微境界；攀登、再攀登，攻坚、再攻坚，这是李圣怡不舍的大情怀。
记者：您能否为我们介绍一下磁流变和离子束这两种超精抛光装备，它的应用价值，以及它在提升我国精密制造水平方面的意义？
李圣怡：从2000年开始，我们一直关注世界上最先进的光学制造领域的动态。传统的加工手段就是简单机械加上老师傅的手艺经验，所用的原理和工艺还是牛顿、伽俐略那个时代的，己沿用了一二百年了，现在还在用。要靠手艺，凭手感的加工方法，无疑是非确定性的，这算第一代加工技术。随着光学零件的形状越来越复杂，精度越来越高，上世纪70年代小工具数控技术引入到光学加工中，使非确定加工变成确定性加工，但材料去除的原理仍未改变，仍不是精确可控的加工。
上世纪末，世界上陆续出现一些新原理的加工技术。例如，磁流变抛光技术是美国在前苏联解体后，引进苏联的科学家开发完善的。1998年，美国推出第一台商品化磁流变抛光机床，取得很好的效果，引起全世界的关注和跟踪研究。
我们2000年也开始投入这一领域的跟踪研究。随着研究的深入，我们敏锐地感觉到，小工具数控的加工技术，可划分为第二代技术。我们发现新一类技术都可以用计算机控制抛光盘或抛光膜的刚度或柔度，这是第一、二代技术不具备的特色，是否可以称之为第三代技术？我们把它称之为“可控柔体制造技术”，目的是总结第三代技术的共性，找出与第一、二代技术不同的研究思路和方法。因此，我们选择了磁流变抛光和离子束抛光作为第三代技术两个典型实例来研究。
我们的研究都是国家急需的，比如说，卫星对地观测的相机就需要大口径镜光学元件，制造大规模集成电路的关键设备是光刻机，它的镜头是由很多片精度优于纳米级的镜片组成。另外，激光惯性约束聚变的研究，可为人类将来解决能源问题，也需要大批量、高精度的光学元件。
现在很多光学元件，如非球面、自由曲面等，用传统加工己做不来了，我们用磁流变加工技术，不但精度非常高，而且效率也很高，满足了重大工程需求。而离子束抛光技术是目前光学加工中精度最高的一种手段，比如光刻机镜头的镜片加工，要想达到纳米和亚纳米精度，非离子束抛光机莫属。
能掌握第三代的可控柔体加工技术，使我国光学制造领域产生了革命性的变化，我们现在可以说，我们掌握了国际上最好的装备的研发技术，具备自主知识产权。它把我们的光学制造，从第一代、第二代提升到第三代，一下子上了一个台阶，做到了世界一流。
如果说以前的精度水平，是处于喜马拉雅山山脚下的5200米大本营的水平，那么现在我们就算到了山腰处7790米的大风口C4营地水平，我们把登顶的物质装备送到C4营地，为登顶8848米的主力部队，中科院长光所和成都光电所服务，现在正在朝顶端进发。原来我们差距太大，没办法攀登，现在，我们已经有了充足的基础，有了技术设备，相信经过努力，我们国家光学制造业一定能到达最高的山顶。将来我们的高端光刻机诞生那天，才能算是达到了顶峰，现在我们还在爬。
记者：精密和超精密加工技术的发展直接影响尖端技术和国防工业的发展，世界各国都极为重视。但是，您在进入这一领域的时候，我国在这方面可以说是相对落后的。您为什么会选择这一领域来进行科研攻关？
李圣怡：1968年，我从中南大学的前身中南矿冶学院毕业分到鞍钢，做了10年机电技术员。“”结束后，我作为第一届研究生，来到浙江大学科学仪器系学习，1981年毕业来到国防科技大学工作。国防科技大学精密机械系是1979年在钱老（钱学森）指导下重新组建的。钱老认为，精密机械在国防领域中非常重要，但加工制造还是用传统办法，比较落后。他敏锐地看到，尽管当时计算机控制技术刚刚发展，但计算机一定能够在新的机械制造技术中起到重大作用。针对机械系的科研方向怎么选择，他建议将精密陀螺仪表作为研究对象，开展计算机控制下的超精密加工的研究。1981年，我正好赶上超精密加工研究室刚刚成立，成了这个团队最年轻的成员。那个时候，我们做的是微米和亚微米水平的精密制造。后来，到90年代，我成了这个团队的第二代带头人。当时非常困难，也没有多少人，大家对超精密加工方向能不能坚持下去也没有信心。
31年过去了，现在我国己经是世界制造大国，大批的制造业转移到中国来，但是如果我们只能做低端制造，高端的做不了，就永远成不了世界制造强国。国家的需求是我们科技工作者的动力，而以提高精度为目标的精密、超精密制造是机械学科发展的主干方向，一定要坚持下去，储备力量，一定会有好的前景。困难大，对科研工作者是一个机遇，要瞄准最高的水平去做，要跨越式发展，才能尽快缩短与先进工业化国家的距离，现在看来当时的坚持是正确的。
记者：作为精密和超精密加工技术领域的知名专家，您怎么看我国在这一领域的发展脉络和前景？能否为我们介绍一下这个领域目前的研究状态，您认为未来的研究发展方向又在哪里？
李圣怡：我国的精密超精密加工，走过曲折的路。老一代产品和技术，由于工业基础差，与先进工业化国家很多方面差距很大。当时国内需求只好把希望寄托在进口上，而真正急需的高科技，外国又禁运、限制我们。经过几十年的发展，现在我们虽然仍存在差距，但是进步也很大，而且进步还在加速，因为工业基础在不断提高，科研人员在不断努力。目前在局部的点上，我们已经达到了世界先进水平，相信随着国家投入的增加，全社会的努力，我们一定能够全面达到世界先进水平。
现在我们的团队形成了三个研究方向，分别是纳米精度光学超精密加工、微机电系统、精密传动和机电测控。其中发展最好的是纳米精度光学超精密加工方向。我们抓到了光学零件的最高的水平的加工技术进行研究，把我国光学制造装备水平一下子提上来了，可以说，我们没有白努力。
我们希望通过努力，把我们的实验室打造成一个高端制造研究的基地。希望我们的实验室成为开放的基础研究中心，我们以基础研究为主，与工业部门协作解决难题。另一方面，希望我们的实验室能成为新设备、新工艺开发的中间实验基地，使我们掌握的技术开发成产品、装备，使技术工程化，提供给工业界和社会使用。
记者：荣誉是对一个阶段的肯定，也是对下一个阶段的激励。您在未来有哪些相应的研究设想？
李圣怡：未来，我们正在做两方面研究工作，正在执行的研究计划有一项国家“973”重大基础研究计划，我们组织了四所大学和中科院两个研究所的国家队，针对空间用的两米口径碳化硅反射镜的加工，精度要达到面形误差小于9纳米的制造技术进行基础研究，其尺度与精度之比高达2×108，难度非常大。如果将我国960万平方公里的国土面积等同于整个镜面，它就相当于一个直径3500公里的大镜，精度要达到不大于17.5厘米的高差。目前虽然两米的大镜还没有马上上天的需求，但是这是将来的方向，因此我们的基础研究要先走一步，通过这个研究使大型光学镜制造水平再提高一步。
另外，现在我们开发的设备基本可以满足深紫外光刻机镜组的加工要求，但是极深紫外光刻机镜组的加工要求更高，要达到亚纳米精度。我们正在国家重大专项中和其他研究单位合作，希望在原有基础上再提高一步，瞄准国家需求，提升研究水平和理论深度。
记者：搞军工科研不像做其他领域，面临国外的严密封锁，一点可供借鉴的经验都没有。作为这一领域首屈一指的专家，您在研究工作中面临过哪些困难，是如何解决的？请您结合自身研究经验，谈谈怎样才能做到自主创新？您又是如何带领团队保持如此优越的创新能力的？
李圣怡：借鉴人家资料很重要，但是关键部分人家不告诉你。我们当初每走一步都很难，我们通过实践，在实践中遇到问题，开始认识并不深刻，遇到问题不知道人家怎么解决的。
一般做机械研究的人，认为把机床做好就行了。通过研究发现，这样的思路影响和制约了我们的研究水平。尽管我们机械系也学习了一些光学工程的基础知识，但这些远远不够，一定要通过学科的深度交叉，向光学加工的工程技术人员请教，一起来研究光学工艺。现在我们实验室不但机床机械设计、机床控制和机械零件制造做得非常好，光学零件加工也达到一流水平，这得益于研究思路的拓展。通过实践发现问题，通过理论指导实践，再通过实践反馈过来，克服困难。
创新是基础，也是前进的动力。创新要以国家需求为努力方向。创新要产生实际应用。有些研究很重要，但是往往只注重、拿到专利，却与应用脱节。我们希望自己的基础研究要形成自主知识产权，同时要走下去，成为原理样机、工程样机，能为用户提供很好的服务。
我们这次获国家发明奖的项目，一共申请了40多项发明专利，己授权了20多项。这些创新就是想办法解决工作中遇到的特殊问题得来的，这样的创新并不难。有需求，有背景，有难题，而想办法解决这些难题，就是创新。
以国家经济建设为目标，提供有用的创新，将成果推广到应用中去。这套思路和创新结合起来，成为我们创新的主流。
记者：能否介绍一下您所在的创新团队？这个团队为什么能够具备这样一种拼搏的劲头？
李圣怡：我们这个团队叫精密工程创新团队，1981年建立，有31年的历史了。当时是在钱老的直接授意下组建的精密机械系。他通过亲自调研，指引了精密机械系的研究方向。
经过30多年的发展，我们这个团队走过了三个阶段：第一个阶段，在老科学家的关怀带动下，艰难起步，初创辉煌的10年；第二阶段，在国家经济发展时期，学校为军队服务遇到困难，老一代教师退休，面临人才的断层，这10年，是人才培养和团队建设打基础的10年；第三个10年，我们又创造了一个辉煌的转折，确定了纳米精度的光学制造、微纳尺度机电系统制造为主攻方向，并把这个方向调整好，把超精密加工推向更高的水平。
目前我们这个团队由青年教师、硕士和博士研究生、技术工人等80多人组成。我们的团队精神是：“尽善尽美，精益求精，创造卓越。”
所谓“尽善尽美”，就是做到极致，这是对我们团队成员在技术上和思想作风上的要求；所谓“精益求精”，从30年前的亚微米精度，到纳米精度，现在追求亚纳米精度，这个追求永无休止。我们要在这种追求中“创造卓越”，就是要强调创新，强调跨越式发展。
“琢玉成大器，磨砺亮人生”，就是希望我们的团队成员和学生，不但精雕细刻，制造出超精密光学器件，还要经过雕琢造就一批批有用的人材。我们的团队研磨、抛光了光学镜面，也打磨了发亮了自己的人生。
我们之所以能够刻苦攻关，靠的就是顽强拼搏。国防科大有两个传统，一是哈军工的优良传统，核心就是把国家重任放在肩上，艰苦奋斗，自力更生，奋发图强。这是陈庚将军任院长时我们就遵循的一贯原则。
1971年，国防科技大学迁到长沙之后，在新的以科研为主的条件下，与时俱进，银河巨型计算机团队创造了“银河精神”。
我们团队作为国防科技大学“银河系”的一个“子集”，在这两个传统的基础上，形成了我们自己的特点，把精度作为永不停止的追求，从而提高、带动了其他技术。
首先，我们学校具备军校的优良传统，执行力很强，我们也以此来组织团队。研究方向确定后，我们团队团结协作的能力很强，这是我们的优势。
其次，我们有重大项目驱动。舞台和平台大，就决定了我们的团队建设体量比较大，科研经费比较多，能够团结更多优秀的人才为我们的研究事业作贡献。在这个平台上，年轻人脱颖而出的几率也大。
再次，团队灵魂很重要。我们有哈军工的优良传统，有银河精神，有正确的思想指导，是为了国家做事情，这就使我们团队凝聚力很强。
现代光学技术范文篇8
关键词：激光焊接技术；研究现状；未来制造业
中图分类号：TG456文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）06-0011-02
21世纪是现代科技高速发展的时代，而激光技术作为目前时展中人们所最为瞩目的可击之一，其不仅仅是应用于现代军事领域，同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化，未来能够在更多的行业得到广泛应用，其中就包括传统制造业。由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接，其往往精度存在一定的偏差性，很难实现高精度项目的作业，而激光焊接无疑能够有效解决这一难题，利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接，从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来随着工业现代化的迅猛发展，激光焊接技术有着广阔的应用空间。鉴于此，本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发，就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析，并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点，对其未来的应用以及发展进行展望。
1激光焊接技术的内涵及分类
激光焊接顾名思义就是传统焊接技术与现代激光科技的结合，其主要是利用利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，利用激光本身的高度聚焦，在短时间内形成强烈的脉冲，从而对材料进行加工和切割。相对于传统焊接而言，其本身精度更高，更加的灵敏，焊接小了也更高，因而适用于在材料的微小区域进行焊接。激光焊接技术借助于特定的戒指的往复振荡，将其转化为高辐射能量，并且对这一辐射能量进行聚焦，由此超过材料的燃点，最终实现不同材料之间的粘连。
从现代激光焊接的发展现状以及特点来看，其主要分为两类，一是激光深焊接，其主要是通过将大功率激光束直接投射到材料表面，利用热能与光能的转化，从而使得材料在持续照射下软化直至融化；另一类是是热传导焊接技术，与激光深焊接的主要差异在于材料表层的热量通过热传导方式继续向材料内部传送，最终实现使焊接材料合二为一。
上述两种激光焊接其主要是利用了不同能量之间的转换从而实现了对于不同材料的粘连，即实现了焊接。由于激光焊接本身精度更高，更加容易对能量进行聚焦，因而更加容易控制，且能够实现较远距离的焊接，因此其本身的应用更多的是在现代高新技术行业，例如电子器件以及仪表器件等对于焊接精度要求较高的行业，借助于其独特的优点，目前已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。而未来随着现代科学技术的发展以及不断进步，对于激光焊接的应用以及发展也变得更加的多元化，从而形成更多的分类，例如双光束复合焊、激光-MIG复合焊、激光-电弧复合焊等等，他们的出现无疑能够进一步拓宽激光焊接技术的应用领域，提升整体传统制造业的焊接效率和精准度。
2当前激光焊接技术的研究现状
2.1国外对其研究现状
由于国外激光技术以及制造业较为发达，因此他们早在上世纪八十年代就已经逐步开始研究以及分析如何将现代激光技术应用在传统制造业中。以欧盟、美国等西方国家和亚洲的日本为例，他们借助于自身发达的科学技术实力以及良好的制造业基础，在政府合理的引导以及财政支持下，激光焊接技术发展非常快速，特别是进入新世纪以后，已经在许多的制造业和其他行业中能够看到激光焊接结束的应用，包括电子工业、造船工业、汽车工业等等，都能够看到现代激光焊接技术的应用。并且，他们为了能够对整个技术进行合理的应用，已经初步形成了焊接技术的行业标准，从而使得其能够在一个合理可控的范围内得到应用。与此同时，为了进一步提升焊接效率，使得激光焊接技术能够更好地应用于现代大型生产，特别是大型制造业以及建筑业，西方发达国家近年来在积极研究如何提升激光焊接的效率，通过大功率激光器的研究，进一步推动和实现大功率激光焊接技术的实现，由此真正将其应用到大型制造业、建筑业甚至是军事领域，进行潜艇以及军舰的制造。
2.2国内对其研究现状
相对于国外成熟的技术而言，我国指导改革开放之后在开始逐步接触和了解激光技术，而直到上世纪九十年代末才开始逐渐将激光技术与传统焊接应用相结合。目前，激光焊接技术研究在国内走在前列的当属哈尔滨焊接研究所。近年来，其除了进一步拓宽和研发新的激光焊接种类以及设备之外，也在积极模仿以及参照国外研究的最新动向，不断寻求大功率激光焊接技术的突破与发展。而最新的研究成果显示，他们成功克服了国内大型构件的焊接难题，这无疑标志着我国在激光焊接技术领域的重大突破，也为未来大型工程重大应用奠定了基础。
除此之外，目前国内的激光焊接技术研究还集中在激光热丝焊、异种金属焊等领域，他们都是现代激光焊接技术研究的最新课题。而国外在相关研究领域已经取得了突破，特别是德国已经初步掌握了异种金属焊的技巧和方式，而未来我国要想真正熟练的应用以及掌握激光焊接技术，将其应用到更多的领域以及行业内，无疑就必须要攻破上述课题，要进一步完善以及优化激光焊接技术。
总体而言，虽然国内的激光焊接技术与国外目前的研究以及发展进度存在一定的差距，但是随着研究的不断深入，这一差距正在被逐步缩短，未来其必然会被广泛应用于实际生产和生活中。
3激光焊接技术的发展趋势
激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体，其相对于传统焊接技术而言，尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛，可以极大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其本身的聚焦点更小，无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好，不会造成材料的损伤和变形，所以焊接之后也无需进行后续处理。由此，其本身主要是应用于高新技术领域，而未来随着人们对于这一技术的了解以及掌握的不断深入，必然可以应用于更多的行业以及领域。
可以说激光焊接技术的出现，实现了传统焊接技术所无法应用领域，其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求，并且因为激光本身的穿透性和折射性，使得其能够依据光速本身的运行轨迹，实现360度范围内的随意焦，而这无疑是传统焊接技术发展下所无法想象的。除此之外，因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接，因而其对于环境要求更低，能够在一般室温条件下进行，而无需再在真空环境或是气体保护状态下。
经过几十年的发展，人们对于激光技术的了解以及认知程度最高，其也从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域，而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围。未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域，其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用，特别是在医学领域，借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点，更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用。而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用，从而不断造福人类以及社会的发展。
参考文献
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现代光学技术范文篇9
论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。
我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。
1全息术的历史和发展阶段
1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。
1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。
科学家们开始致力于研究第三代全息图到。这是用激光记录，而用白光再现的全息图，在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变，这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性。第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图，它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。
2全息术的基本原理和特点
全息术是一种“无透镜”的两步成像法，它能在感光胶片上同时记录物体的全部信息，即物体光的振幅和位相。全息照相过程分全息记录和再现两步：第一步称为波前记录(全息记录)；第二步物体的再现(重现)。
波前记录依据的是干涉原理，物光波和参考光波相干叠加而产生干涉条纹。干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征(包括形状、间距、位置)记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的明暗和纵深位置等方面的特征。应当指出，任何感光底片都只能记录振幅(或者说强度)的分布，而不能直接记录位相分布，全息照相之所以能记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。
波前再现的理论依据是衍射原理，照明光波(再现光)经过全息图衍射后出现一个复杂的光波场。全息图的衍射波含有三种主要成分，即物光波(+1级衍射波)，物光波的共轭波(-1级衍射波)，照明光波的照直前进(零级衍射波)。在现代记录和重现的全息照相装置中，这三种衍射波在空间彼此分离，互不干扰，便于人们用眼睛或镜头去观测物光波的虚像或其共轭波的实像。
全息术的原理决定了它所记录的全息图有下列特点：
(1)三维性——因为全息图记录了物光的相位信息，图像具有显著的视差特性，可以看到逼真的三维图像。
(2)不可撕毁性——因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。
(3)信息容量大——同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。
(4)全息图的再现相可放大或缩小——因为衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现相就会发生放大或缩小。
3全息术的主要应用及其发展方向
全息术经过60年的发展，已与计算机技术、光电技术以及非线性光学技术紧密结合，成为一种高新技术，扩展到医学、艺术、装饰、包装、印刷等领域，在一些发达国家还兴起了全息产业，并且正在形成日益广阔的市场，实用前景非常可观。本文介绍全息术中几个应用较为广泛、产业化较成熟的领域并说明其发展方向。
3.1全息存储
全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。用于全息信息存储的记录介质较多，可永久保存信息的全息图用银盐干板、银盐非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蚀剂等；可擦除重复使用的实时记录材料有光导热塑料、有机或无机光折变材料等。全息存储在存储容量方面具有巨大的优势，原因是：
(1)全息存储具有存储容量大的优势。用感光干板作为普通照相记录信息时，信息存储密度的数量级一般为105bit/mm2；用平面全息图存储信息时，存储密度一般可提高一个数量级达106bit/mm2；如果用体全息图存储信息时，存储密度可高达1013bit/mm2。
(2)全息存储具有极大的冗余性，存储介质的局部缺陷和损伤不会引起信息丢失。
(3)全息存储具有读取速率高和能并行读取的特点，每个数据页可包含达1Mbit的信息，写人一页的时间在100ms左右，读信息的时间可以小于100μs，而磁盘的寻址时间至少需要10ms。
当前，在世界范围内掀起了全息存储研究的热潮，并取得很大的进展，其主要表现在：
(1)存储容量迅速提高和性能不断改善，并逐步走向实用化。例如，1994年美国加州理工学院在1cm3掺铁妮酸锉晶体中记录了1000幅全息图，同年，斯坦福大学的一个研究小组把经压缩的数字化图像视频数据存储在一个全息存储器中，并再现了这些数据而图像质量无显著下降。1999年美国加州理工大学利用空-角复用技术，在同一块在掺铁铌酸锂晶体中存储了26000幅全息图。北京清华大学实现了在掺铁妮酸铿晶体中的同一空间位置记录1500幅全息图，并研制了具有紧凑结构的灵巧型全息存储装置。
(2)实用化的全息存储系统逐渐推出。例如，1995年由美国政府高级研究项目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大学等联合成立了协作组织并在美国国家存储工业联合会(NS1C)支持下川，投资约7000万美元，实施了光折变信息存储材料(PRISM)和全息数据存储系统(HDSS)项目，预期在5年内开发出具有容量为1Tbit数据，存储速率为1000MB/s的一次写人或重复写人的全息数据存储系统。同样的研究在法国、英国、德国和日本等国家也正在加紧进行。
近几年来，光电子技术和器件取得了系列重大进展，为全息存储器提供了所必要的高性能半导体激光器、液晶空间光调制器、CCD阵列探测器等核心元器件，全息存储的理论和方法的发展使这项技术日趋成熟然而，美中不足的是全息图的寿命问题尚待解决，虽然张泽明、谢敬辉等对Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和热定影进行了理论和实验研究，从方法上给出了记录角度越大，光栅周期越小，热定影所需最小离子数密度越高，存储系统的整体性能越好，但是目前还未解决的一个难题是寻找合适的记录材料。无疑，这将成为全息存储界研究的热门课题。
3.2显示全息
显示全息技术是在激光透射全息图的基础上来制作各种类型的全息图，如白光反射全息图、白光透射全息图等，各种类型的显示全息图可用于舞台布景、建筑、室内装饰、投影等；再如，以动态显示的全息技术、层面X射线照相术、3DCAD技术、3D动画片、雷达显示、导向和模拟系统等，每3年一次的显示全息国际会议上都有全息界泰斗展出令人吃惊的全息图，它们充分展示了全息技术创造性的魅力和艺术的美。
显示全息目前主要有两大类：第一类是Lippmann全息图，制作方法有Denisyuk的单光束法和Benton的开窗法。第二类是S.A.Benton的彩虹全息图，这是一种透射式显示全息图，可在白光照明下再现立体图像，且图像的颜色随观察的位置的变化而变化，从红到紫如雨后彩虹而得名。随着高质量记录材料的发展，随后的一些研究者和艺术家不断追求更实用的拍摄技术，如假彩色编码和真彩色反射全息图等。美国光学学会主办的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世纪80年代都有关于这方面的论文报道。由SPIE主办的《Holosphere》和美国全息制造商协会主办的《HolographyNews》以往和近年都不断地报道有关显示全息图的最新制作技术和商业信息。但从这些报道情况来看，显示全息存在不足主要表现在：
(1)视角范围、图像体积有限；
(2)没有获得特别有效的全息图的计算方法；
(3)由于全息计算数量巨大，导致动态显示异常困难。克服以上不足，将可能成为显示全息研究的几个热点。
近年来，显示全息技术掀起一场数字化变革，数字合成全息技术为全息三维显示开辟了前所未有的应用前景。随着计算机运行速度的提高和高分辨空间调制器件的发展，利用显示全息的大视场、大景深、全视差、真彩色、可拼装、价格低廉等特性，在不久的将来开发出真正意义的全息电影和全息电视，为显示全息技术创造良好的商业前景。
3.3模压全息
模压全息是1979年RCA公司为解决视频标准件的全息拷贝而提出的，它是将全息术和电镀、压印技术结合起来，使全息图的制作产业化，用白光再现时，可得到色彩鲜艳逼真的三维图像，并可通过印刷方式大批量生产，使得它在许多领域得到广泛的应用，以商品形式走向市场。模压全息的制作主要分为三个阶段：激光摄制原片全息图；电成型制金属模板；模压复制。这三个阶段生产工艺和技术要求都比较高，因此，模压全息作为安全防伪首当其冲，是安全防伪技术的一个里程碑。正如全息图的新奇性、强烈的视角效果、制作的难度以及易于应用在钞票的包装上，不能去除性、价格低廉、容易验证等特点，使它很快占领了防伪领域。模压全息是一种技术与艺术结合的高科技产品，无论在高档商品促销、名优商品的防假冒或在有价证券(如信用卡、钞票、护照签证)的防伪和加密以及图书、印刷、印染、装磺、纪念邮票和广告标牌等都有采用模压全息技术，并备受使用者青睐。
模压全息出现于20世纪70年代，80年代中期已形成了一种产业，90年代达到了鼎盛时期。本世纪初，随着防伪技术要求的不断提高，模压全息技术又有了新的突破：美国斑马图像公司推出了二维图像的数字化采集和拍摄技术；2003年，苏州大学研制成功并已批量生产“数码激光全息照排系统”；同年，倪星元、张志华等成功研制了可替代传统镀铝防伪薄膜的透明TiO2激光全息防伪薄膜。这些模压全息的一个个技术突破，使防伪功能有了提高，让激光全息防伪技术达到新的境界。
模压全息产业在我国起步较晚，但发展速度迅猛，目前国内已有100多条模压全息生产线。为了使模压全息技术健康发展，我国模压全息产业发展必须在三个方向上引起重视：首先是开拓全息烫金材料，取代金膜和银膜，其次开发全息包装材料，实现立体防伪包装，第三个方向是模压全息技术和现代印刷术相结合，体现传统的美术效果和现代科技的艺术魅力。
3.4全息干涉计量
全息干涉计量术是将不同物光，在不同的时间记录在同一张全息干板上，然后利用全息术的空间波前再现原理，非接触地对物体表面进行三维测量而获得信息。全息干涉计量术是全息应用的一个重要方面，它能实现高精度非接触性无损测量，比一般光学干涉计量有很多优点。一般光学计量只能测量形状比较简单、表面光度很高的零部件，而全息计量方法则能对任意形状、任意粗糙表面的物体进行测量，测量精度为光波波长λ的数量级。目前，全息干涉计量术在方法上先后发展了实时全息干涉法(单次曝光法)、二次曝光全息干涉法、时间平均全息干涉法、双波长干涉法以及双脉冲频闪全息干涉法，此外，J.A.Leendertz开辟了全息干涉计量术的另一个新的分支-激光斑纹计量术。随着光电技术、计算机技术、CCD器件及光纤技术的飞速发展，使得全息干涉计量技术在信息采集和处理上更为方便、快捷和可靠，并得以在恶劣环境条件下对某些物理量进行定时测量。再加之相移技术、外差技术和锁相技术等，可使测量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉计量在20世纪80年代美国等西方先进国家已产业化，我国在20世纪80年代初有几所大学和科研单位的研究项目通过鉴定，其中有些达到当时的先进水平。经过近几年的开发和研制，我国在全息干涉计量测试设备方面主要发展有：
(1)用于测试火箭发动机喷雾化特性的YSCI型离子瞬态激光全息测试仪；
(2)用于激光热核聚变稠密等离子体电子密度测量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外线激光全息探测仪；
(3)包括记录、再现、图像处理三部分的瞬态激光全息干涉计量测试系统；
现代光学技术范文
关键词：光学；发展；应用
前言：光学即使物理学中最古老的一个基础学科，又是当今科学研究中最活跃的前沿阵地，具有强大的生命力和不可估量的前途。光学的发展过程是人类认识客观世界进程的一个重要组成部分，它的很多规律和理论都是从生产实践中总结出来的。因此，光学的发展对生产实践和科学实验提供了重要的理论依据，从而促进了光学在各个领域的应用。
一、光学的发展简史
（一）萌芽时期
中国古代对光的认识是和生产、生活实践密不可分的，它的气源的是火的出现和光源的利用，根据历史记载，中国古代对光的认识大多集中在光的直线传播、光的反射、成像等多个理论方面。并且人们已经逐渐的发现其中的原理，像早在春秋战国时期《墨经》就记载了小孔成像实验，这是对光的直线传播的认识；镜子出现就是利用光的反射原理；以及海市蜃楼的现象就是大气光学原理的体现。
（二）几何光学时期
这一时期可以成为光学发展史上的转折点，以内在这个时间建立了光的反射定律和折射定律，奠定了几个光学的基础。同时为了提高人眼的观察能力，在这个时期人们发明了光学仪器，人类第一架望远镜的诞生很好出尽了天文学和航海事业的发展，同样显微镜也为生物学的发展做出了巨大贡献。相继光的干涉、衍射、偏振现象也被发现，从而使光学历史朝着播放光学时期发展[1]。
（三）波动光学时期
19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯-杨圆满解释了薄膜颜色和双侠缝干涉现象。菲涅尔在1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，便形成了人们所熟知的惠更斯-菲涅尔原理，从而在光的本性方面人们的认识更进一步。
（四）量子光学时期
19世纪末到20世纪初，光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的微观机制中。其中1887年赫兹发现了光电效应；1900年，普朗克从物质分子结构理论中提出了辐射的量子论；1905年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应；20初光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波，光和一切微观粒子都具有波粒二象性，这个认识租金了原子核和粒子研究的发展，也推动了人们去进一步探究光和物质的本质[2]。
（五）现代光学时期
20世纪中期，随着新技术的出现，新的理论也在不断发展，也已经逐渐形成了新的科学分支和边缘学科，光学的应用变得十分广泛。随着科学技术的不断进步，人们把数学、信息论与光的衍射相结合起来，形成了一门新的学科叫做傅里叶光学，它可以在光学计算、像质评论、信息处理等光面应用进去，特别是激光发明，可以说是光学发展使上的一个座里程碑。再加上由于激光所以共的相干光和有利思及阿帕特内克斯改进了全息术，成为一个新的科学领域叫做光学信息处理，其重要成就就是光纤通信技术，它为处理信息和传输提供了非常有利的技术保障。
二、光学在生活中的应用
通过把现代光学和其他学科技术的紧密结合，对人们的生活和生产具有重大的影响，同时现代光学也被用到了很多领域，如：通讯、医疗、农业、军事、测量等各种行业，并为其发展起到了十分重要的作用。
（一）X射线
自从1985年德国物理学家伦琴发现X射线距今已经有100多年的历史，X射线的透视和摄片为人类健康做出了巨大贡献。X射线具有穿透性、摄影效应和荧光的特点；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别，X射线穿透人体不同结构所吸收的程度也会不同，最后到达荧光或X射线片上就会有差异。
X射线CT扫描机是70年代初七发展起来的一门新的X射线医学诊断学科，是吧计算机技术与X射线相结合起来，并且把其影响数字化，改变了传统的储存和直观的表达方法。该装置可以在现代医学中的临场发现中，科学有效的为疾病进行诊断。并且该诊断方式对病人的疾病诊断没有痛苦、没有任何伤害，不存在检查危险，诊断价值极高，所以对医学诊断的科技发展起到了很好的促进作用，成为医学诊断领域史上的重大给个。从而对人们的身体健康和医生对疾病的确诊起到了很大的帮助[3]。
（二）光纤通信技术
光纤通信技术又称通信工程，现代人们生活中所使用的电脑和手机都离不开通信技术的支持，同样给人们的生活带来的极大的方便性。通信技术主要运用了光学的波分复用技术和光纤接入技术，把传统的电信号转化成光波信号，实现了信息传播的高速化，并且可以把信息源传输到一个或多个接受端，极大的提高了信息传播效率，满足了广大人民群众对信息的需求。同时，光纤通信技术具有多种可以拓展的结构，它可以在构成的网络局域构架中共享信息资源，达到了资源共享的目的。
（三）全息技术
全息技术主要是利用干涉原理对物体的光波信息记性记录，即在拍摄过程中在激光辐照下被拍摄物体形成了漫射式的光束，用激光作为参考光束射到底片上，和物体光束相叠加干涉，从而利用干涉条纹的反差和间隔把全部信息记录下来。而在全息技术的实际运用中，可以用来复制保存珍贵的历史文物、一说、信息储存和记录物理状态变化几块的瞬间现象、瞬间过程（如爆炸和燃烧）等各个方面都得到了广泛的用。最为常见的便是应用到全息技术的防伪技术，可以适用于银行卡、身份证、驾驶执照等各种主要证件的防伪。
而全息技术最为重要的应用主要集中在军事上，一般正常情况下军事雷达只能探测到对方具距离和方位，但是运用到全息技术后雷达在达到最基本的功能同时，还可以对目标进行立体成像，这对于及时发现飞机、舰艇有很大作用。因此，全息技术与备受我国重视。但是由于不良气候以及可见光在大气或水中的传播速度会减慢，所以无法有效的进行。为了克服这种困难，红外微波及超声全息技术就被应用到其中，通过相干的红外光、微波及超声波拍摄全息照片，在通过可见光现象。因此，超声全息技术对水下舰艇军事行动的侦查和监视起到了重要作用[4]。
结语：光学在我们生活中的各种领域都得到了广泛的应用，并且与我们的生活息息相关。总之，作为最物理学中的一个基础学科，光学的发展历史证明了人们对光学的探索和学习从未停止过。因此，光学技术的发展给人类文明带来了巨大的进步，也同样为人类健康和科技发展做出了有力支撑。
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现代光学技术范文篇11
关键词：光纤通信技术；光纤传输系统；现状；创新措施
引言
在现代电信网中，光纤通信是十分重要的现代通信方式，是现代通信的重要构成部分。光纤通信技术与传输系统主要是以光纤作为实际信息传输媒介实现的通信方式。在未来的光纤通信技术发展中，主要要实现更大容量的信息传输以及更长距离的通信传输，所以相关技术人员应当加强光纤通信技术与光纤传输系统的不断深入研究。
1我国当前光纤传输技术的现状
目前我国通信技术所采用的传输技术主要是双纤传输技术，该技术主要是使传输信号在两条不同光纤中进行数据信息传输，但是在传输设备的影响之下，光纤传输容量还有待提高，这就导致光纤资源的浪费。单纤双向传输技术的实现，可以为光纤网络进行光纤资源的有效节约，是未来发展的重要方向。就我国目前来说，该技术应用主要是采用光纤末端与设备相连的方式，例如单纤光收发器的研发。所以单纤双向传输技术的实现对于光纤通信实现未来发展是十分重要的。另外，现代化的光纤到户接入技术也是实现现代通信技术发展的重要标志，是在现代宽带业务传输工作的基础上，为充分满足用户需求而实现的现代化通信技术发展，光纤接入网的作用主要是进行信息传递。在当前的信息通信工作中，adsl技术的实现为信息接入网建立提供了基础，但同时其在具有未来发展优势的相关通信业务中的应用却存在缺失。比如在hdtv高清数字电视业务中，adsl技术依旧是采取传统的通信接入方式，难以实现信息传输速率的有效提高，不能满足当代用户的信息通信技术需求。所以实现光纤到户接入技术的发展与推广是十分重要的。
2光纤传输技术创新策略
（1）多波长通道建设。要实现光纤通信技术的不断发展，首先要将传统的单波长通道进行创新与改革，转向多波长通道建设。波分复用技术是实现信息容量大程度扩张的重要技术，促成多址复用的实现，其中空分复用是利用多条光纤进行相关通信信息传输，而单条光纤的复用则需要多种复用方式的共同实现。传统的以单波长通道为基础的单模光纤，主要是采用色散调节技术来实现传输效率的提升以及容量的扩展。但是在波分复合技术的实行以及光纤放大镜的运行中，会造成相关光纤的四波混合现象，造成新波长的出现，其对通信信号进行干扰，阻碍了波分复合技术的实际应用。为解决这种问题干扰，应当积极实现单波长通道向多波长通道的转变，进行超大容量下的波分复用系统光纤设计，实现波分复用技术的正常应用。（2）实现光网络的智能化建设。要实现我国通信行业的不断发展，光网络的智能化建设是十分重要的，是实现该行业目前发展甚至未来发展的重要途径。就我国过去以及目前的光纤通信发展状况来说，通信主线主要是以传输为主。但是，随着现代科学技术的不断发展，计算机技术被广泛应用至现代网络通信领域中，并实现重要作用，促进了我国网络通信技术的不断优化与改进。在当代光网络技术发展现状下，不断的实现自动连接控制技术、自动信息发现技术与保护恢复技术的优化与发展，加强光网络智能化建设，才是实现当代光纤通信技术发展的重要途径。（3）实现全光网络优化建设。全国网络建设是光纤通信技术未来发展的重要方向，主要是指利用光实现信号的传输与交换，电光或者光电的转换主要发生在进出网络时。就目前的光网络系统来说，虽然节点之间已经实现了全光化建设，但是位于网络节点的部位依旧是以电器元件为主。在这样的情况下，光纤通信的总容量被限制和影响。所以，对于未来的光纤通信技术来说，实现全光网络建设与优化是十分重要的。为实现光纤通信的全光网络建设，首先应当建立光网络层，其中主要以光转换以及WDM作为主要的实现技术，尽可能地避免电光瓶颈所造成的影响，最终实现高效的全光网络建设。实现全光网络建设发展，有助于实现网络信息传输速率的提升，更促进了网络资源的利用率不断提高，是实现光纤通信技术发展的重要举措。（4）推进光器件的集成化发展。为实现最终建设全光网络的发展，相关技术人员有必要不断推进光器件的集成化发展，这是实现全光网络建设的基础与重要的发展方向。在现代计算机科学技术不断发展的情况下，实际的信息传输要求已经不能仅仅利用传统的ADSL接入宽带技术来实现。要实现信息传输的效率有效提高，相关技术人员应当不断地优化光器件的特征与性能，这样不仅能满足信息传输的现代化需求，还能为光纤通信的全光网络建设铺平道路。所以为促进光纤通信技术的传输技术的未来化发展，有必要加强对光器件的集成化建设。（5）实现光弧子通信。光弧子属于一种较为特殊的ps数量级上的超短光脉冲，由于其在光纤的色散区，群速度色散以及非线性效益之间具有较强的平衡性，因此即使是通过光纤进行了长距离的传输，其速度与波形也都不会发生改变。而光弧子通信则是将光弧子作为通信的载体，并保证其在长距离传输之后不会出现畸变，以实现0误码。除此之外，光弧子通信还具备容量高、抗噪性能好等特点，因此在光纤通信研究领域受到了广泛的关注，并展开了相关的研究工作。当前我国的光弧子通信工作取得了一定的进展，研发出了能够20GBit/s、12000km传输距离的直通光弧子通信系统。但是由于其成本较高，且技术难度较大，因此在短期内是很难实现普及的，但是相信在未来，随着科技与通信技术的进步，光弧子通信能够在光纤通信领域占据重要的地位。（6）实现超大容量的通信。随着人们对网络通信需求的增加，现有的光纤传输技术在未来可能很难满足人们生产生活的需求，仅仅是以当前的OTDM与WDM来优化光通信系统的容量是远远不够的。经过试验证明，将多个OTDM信号波分复用，能够在很大程度上扩大传输的容量，使光通信的容量与速度得到拓展，以改善通信的效率。PDM技术能够降低相邻信道之间的相互作用。RZ编码信号在超高速通信系统中只需要占据很小的一部分空间，并且对色散管理分布的要求不是很高。再加上RZ编码对光纤的非线性与PMD具有很强的适应性，因此WDM/OTDM无论是在当下还是在未来都有很强的应用前景。（7）实现光通信的超高速发展。从通信领域的发展历程来看，随着社会的进步人们对网络容量的要求越来越高，并且也在不断采取创新措施来改善网络容量。但是在此过程中，网络传输的速度也难以跟上网络容量拓展的步伐，因此很难满足人们对高速、超高速网络传输速度的需求。经过实验证明，一旦数据传输的速率增加了4倍，就会使得传输成本下降，对该优化光通信的经济效益有着积极的促进作用。因此，为了满足人们对网络通信速率的需要以及促进光通信企业的发展，必须进一步改善光纤传输的速度，使之能够朝着超高速发展，并且衍生出多元化的新业务。（8）加强新光纤材料在光通信中的应用与研发。随着IP业务量的进一步增长，通信行业中传统的G.652单模光纤已经在长距离数据传输方面显露出了劣势。为了进一步优化光通信的性能，光纤本身也在不断进行更新换代，当前已经出现了两种新的光纤材料，即全波光纤与非零色散光纤，极大促进了光通信领域的发展。尽管在光纤材料方面获得了新的成果，但是这远远是不够的，在未来IP业务量还会继续增长。因此，需要继续加大光纤材料的研发力度，研制出更加高效、高质的光纤，以推动通信行业的不断发展，以满足不同用户群体的需求。
3结语
随着我国通信技术的不断发展，光纤通信已经成为现代重要的通信信息传输的重要方式，并且随着网络化发展的不断推进，光纤通信的发展也面临着更加严格的要求。所以，加强光纤通信技术的优化与发展，是当前光纤通信的重要发展方向。为了实现现代光纤通信技术的不断发展，相关技术人员应当进一步加强对现代光纤通信技术现状的深入研究与探讨，在现有技术的基础上不断实现相关技术与系统的完善与优化，促进光纤通信在未来的更好发展。
参考文献：
[1]刘威.光纤通信技术与光纤传输系统的研究[J].科技信息(学术研究),2008（19）:68-69.
[2]张良，李建生.光纤通信技术与光纤传输系统的研究[J].信息通信,2013（6）:220-221.
[3]张涵.光纤通信技术与光纤传输系统的分析与探讨[J].科技创新导报,2011（1）:38-39.
现代光学技术范文篇12
关键词：信息通信；光纤通信；应用
1引言
光纤实际上属于一种全新信息传输媒介，可以在传输环节内应用信息模式，推动通信技术现代化建设。通信技术在越加完善成熟内，不同领域为了可以满足自身对于传输信息容量要求，相继应用了多种辅助技术，提升光纤信息传输容量，有效解决光纤通信在信息传输内存在的问题，符合现代经济发展要求。
2现代光纤通信传输技术原理及特征
2.1现代光纤通信传输技术原理。现代光纤通信传输技术实际上是以光波作为媒介，借助光导纤维进行信号传输，实现信息传输通信要求。现代光纤通信主要由三部分构成，分别为光检测器、光源及光纤，其中光纤由三部分构成，分别为涂层、包层及纤芯，其中包层及纤芯在折射率上存在显著差别。所以，借助多种折射率实现纤芯全反射，保证传输媒介可以完成光信号传输任务。从用途角度来说，光纤主要可以分为两种类别，分别为传感用光纤及通信用光纤。2.2现代光纤通信传输技术特征。现代光纤通信信号传输所占据的空间体积较小，并且可以传输大量信息，信息传输具有良好保密性，可以应对电磁干扰，进而在实际应用内优势十分显著，已经成为现阶段有线通信传输主要形式。按照现代光纤通信传输技术原理可知，信息通过发送端传输到发送机内，中继器在完成信息调制及叠加之后，可以为信息信号提供载波，进而借助载波完成传送信息传输要求，光接收机调制输出有关信息。而现代光纤通信传输技术在实际应用内，受到石英材料因素影响，进而具有良好绝缘性能，并不会受到外部环境影响。
3现代光纤通信传输技术应用
3.1光复用技术。光纤信息传输容量较大，光纤利用率在有效提升内，要是技术室相对成熟，就可以应用光复用方法，也就是通过单模光纤模式所具有的能源较低特征，在一条光纤上同时对多个激光进行传输。光纤在设计内，借助单模光纤低能耗区域，可以输送储存大量宽带资源，借助光复用技术可以将低能耗区域划分成若干子区域，不同区域在通信传输内互不影响，保证信息传送顺畅。与此同时，发动端在安装方波分复用器之后，不同频率信道光波可以转变为载波，实现不同信号载波整合操作，同时传输到接收端内，借助波分复用器实现光载波划分。整个信号整合划分流程，主要借助波分复用器统一承载实现，保证不同频率及波长信号在行业可以应用相同光纤传输，提升数字信号传输速率[1]。3.2光纤接入技术。在现代光纤通信技术组成结构内，最为关键技术为光纤接入技术，正常情况下主要由两部分构成，分别为用户接入及竹竿传输网络。在接入网络用户智能终端内，主要表示用户所应用的计算机、电话机等，光信号主要借助局域网完成用户端电信号转换。系统光源在构成内，主要借助电信号作用，实现发出光信号及对应信号之间转换任务。3.3光弧子通信技术。约束现代光纤通信传输技术传输距离及容量主要原因就是色散及损耗。光信号在实际传输内，能量会逐渐减小，进而出现功率损耗，光脉冲在传输内，在展宽内会出现色散问题。光纤所出现的色散主要受到光波传播速度决定。光脉冲随时都有可能发生，正式由于频率存在差别，造成光脉冲以不同速度进行传输，在传输终点也会构成脉冲展宽，造成信号出现失真情况。光弧子在光纤传输内，必然存在损耗问题，减少损耗脉冲宽度，保持电弧子形状。
4现代光纤通信传输技术发展趋势
现代光纤通信传输技术在应用之后，实现了全球信息传输网络体系，已经成为主要通信手段。科学技术水平在不断提升内，信息通信管理体制改革已经成为必然趋势，同时逐渐进入到市场化建设进程内。现代光纤通信传输技术在快速发展内，应该积极与自动连接控制技术及自动信息发现技术相结合，也就是借助智能化技术，逐渐对现代光纤通信传输技术进行完善，按照用户对数据连接实际需求，保证光纤通信传输系统可以自动处理有关信息。在对光纤网络监测内，监测工作主要由电子计算机实现，进而保证及时发现光纤网络所出现的故障，将有关信息反馈到监控人员手中，智能化出现故障区域[2]。
5结束语
现代光纤通信传输技术作为我国信息通信领域发展建设内关键技术，伴随着信息需求大幅度增加，就必须提升对光纤通信技术研究及应用关注度，按照光纤通信传输技术发展实际需求，借鉴发达国家在光纤通信技术上所取得的成果，推动光纤通信传输技术进一步发展，促进光纤通信传输技术智能化及信息化建设水准。
作者:张铂源单位:中国人民信息工程大学
参考文献