光学技术的应用篇1
关键词CCD技术光学实验教学演示分光计
中图分类号：G424文献标识码：aDoi：10.16400/ki.kjdks.2017.02.057
abstracttheneedtouseCCDtechniqueinopticsexperimentteachingisdiscussed.twoexamplesofCCDtechniqueinopticsexperimentteachingdemonstrationandexplanationareintroduced.ConclusionthatCCDtechniqueinopticsexperimentteachingdemonstrationandexplanationplaysanimportantroleisdrawn.thepaperproposestoimproveothertraditionalopticsexperimentsbytheuseofCCDtechnique.
KeywordsCCDtechnique；opticsexperiment；teachingdemonstration；spectrometer
0引言
大学物理实验是大学物理教学的重要组成部分，物理实验课是学生进行科学实验训练的一门基础课程，是学生进入大学后接受实验方法、技能训练的开端，对培养学生实验能力具有十分重要的作用。大学物理实验包括力、热、光、电等方面的实验内容，光学实验是大学物理实验重要组成部分。光学实验的特点是：必须掌握光学原理才能进行实验，而且光学仪器结构复杂，难于调节，因此做光学实验需要在理论指导下，耐心地反复操作，难度较大。对于基础实验，在学生做实验之前，教师一般会介绍实验所用到的仪器，简单讲解实验步骤。有些实验，眼睛可以直接观察到，比如力学实验，教师就比较容易讲解，学生也容易理解。而对于一部分光学实验，需要用眼睛贴近显微镜的目镜去观察实验现象，学生不能直接观察，教师讲解时要把实验想象用语言描述，所以这类实验教师难讲，学生也难懂，学生做实验很困难，容易造成对光学实验的畏惧心理。近几年，CCD技术在教学中的应用越来越广泛，将CCD技术引入到光学实验中来，通过显示器可以让每个学生直接观看实验现象，使其更具直观性。这种方式让每个人都感受到现场操作，学生更容易理解，有助于提高实验的效率。
1在光学实验中引入CCD技术的必要性
随着现代教育技术的迅猛发展，计算机辅助教学的应用越来越广泛，教师根据自己的教学内容自制教学课件，通过屏幕展示出来，学生通过屏幕进行观看。一些枯燥、难懂的知识变得生动、直观，不仅节省了时间，也提高了教学效果。在大学物理课程教学中，计算机辅助教学的应用获得了良好的教学效果，不仅知识更容易理解，教师在课堂上有更多的时间增加更丰富的知识，开阔了学生的视野。在大学物理实验教学中，计算机辅助教学也得到了一定的应用。应用计算机辅助物理实验教学，教师编制实验教学课件，在学生操作实验之前，教师先用课件对实验进行讲解，如：实验的仪器调节及需要注意的实验步骤等，教学内容都通过大屏幕显示，每位学生都能通过大屏幕进行观看，之后学生进行现场操作，对于操作简单的实验，计算机辅助教学可以取得良好的效果。但对于一些光学实验，仪器结构复杂而且难于调节，学生没有看到真实的现场操作，仅凭教学课件很难理解实验，课堂效率不高，因此，传统的现场操作演示与讲解是非常必要的。但是，现场操作有其不可避免的缺点，即直观性差。采用F场操作演示与讲解，有一些光学实验，需要用眼睛靠近显微镜的目镜去观察现象，如果教师每讲一步学生都依次去直接观察，需要的时间较多，后面做实验的时间就少了，因此很难做到让每个学生观看。这就要求教师讲解时要把实验现象用语言描述出来，所以这类实验教师讲起来比较难，学生在头脑中也不容易建立起清晰的图像，学生做实验遇到问题，虽然已经讲过，但仍然要用很长时间解决，或无法解决而向他人求助，错误操作也比较多，这样就使学生对做光学实验逐渐失去了信心。而CCD技术可以弥补这一缺点。CCD是电荷耦合器件的简称，具有光电转换、信号存储与传输功能，在实验教学中的应用越来越广泛。将CCD技术引入到光学实验中来，光学仪器的目镜与CCD连接，通过彩色监视器可以让每个学生直接观看。教师操作实验的每个步骤，所有学生都能通过显示器观看。这种方式不仅让学生感受到现场操作，而且每个人都能观察到，学生更容易理解，大大提高了课堂效率。
2CCD技术在光学实验教学中的应用
2.1CCD技术在分光计中的应用
分光计是一种基本光学仪器，掌握分光计的基本结构和基本调节方法，对学习其它光学仪器具有指导作用，对培养学生对光学实验的操作能力有重要作用。分光计是一种测定光线偏转角度的仪器，可以测量三棱镜的顶角，还可以通过测量最小偏向角求三棱镜的折射率等。它主要由四部分组成：望远镜、平行光管、载物台和读数圆盘。分光计在测量之前要进行调节，分光计的结构很复杂，调节过程步骤也比较多，而且对调节的要求很高。调整要求：望远镜能接收平行光、平行光管能发出平行光、望远镜光轴与载物台转轴垂直及平行光管光轴与载物台转轴垂直，其中望远镜光轴与载物台转轴垂直是最难调节的。在传统的教学中，教师现场演示并讲解时，仅依靠语言描述实验现象，学生在头脑中很难想象出来，而如果让每个学生轮流观察，实验步骤较多，每一步都这样做，耗时太长，影响后面的实验操作时间。因此，学生做实验时经常会遇到问题，特别是调节望远镜光轴与载物台转轴垂直这一步，有的用很长时间不能调整好，还要求助他人。学生普遍感觉此实验难度大。如何让这个实验更容易学习是一个需要解决的问题，将CCD系统引入此实验，让这个问题得到了解决。将CCD系统与分光计连接，教师边操作仪器边讲解，学生在彩色监视器上可以同时观察实验现象，学生更容易理解，做实验比较顺利，最难调节的望远镜光轴与载物台转轴垂直，经过耐心地调节也能做好。采用CCD系统，提高了课堂效率，也增强了学生进一步学习光学实验的信心。
2.2CCD技术在牛顿环实验中的应用
牛顿环实验是光学实验中的基础实验，牛顿环仪由一个平凸透镜和一个平面玻璃组成。此实验用读数显微镜对干涉圆环进行观察与测量，经计算得到光源的波长或待测透镜的曲率半径。教师在实验讲解过程中，要介绍读数显微镜的调节方法和牛顿环的测量步骤，因为有些学生对显微镜接触很少，因此对显微镜的调节要介绍得详细些。用传统的方法，要边操作边描述实验现象，即便如此，学生在头脑中也很难建立清晰的图像，由于时间限制也不能每个人都去现场观察，在自己操作时就会遇到各种问题。在调节读数显微镜寻找干涉圆环时，有些学生经过长时间调节，仍然观察不到干涉环。在牛顿环的测量过程中，要避免回程误差，用传统的方法，教师虽然已提示学生注意，但学生不能完全理解，测量时有的学生仍然会出现错误，不得不重新y量。将CCD系统应用到牛顿环实验中，这些问题得到了有效解决。CCD系统与读数显微镜的目镜相连，学生在显示器上观察实验现象。在讲解显微镜的调节方法时，教师操作的每一步，学生都能在监视器上观察到，学生更容易理解，学生自己操作就更顺利。在讲解牛顿环的测量时，对于如何避免回程误差，教师通过实际操作并在监视器上显示出来，学生很容易理解，而且教师还可以把学生容易出现的错误操作演示出来，提醒学生，这样测量时的错误也明显减少了。通过将CCD系统应用到牛顿环实验，不仅减少了错误操作，节省了时间，也提高了学习效率。
3CCD技术的应用展望
CCD技术的优势使其应用越来越广泛，我们将尝试把其应用在其它光学实验，例如：旋光仪。当偏振光通过一些透明物质时，光矢量的振动面绕着光传播的方向旋转，此现象为物质的旋光性，具有旋光性的物质为旋光物质。旋光仪用来研究物质的旋光性，研究物质旋光性的实验包括旋光仪的调整与测量。与分光计、牛顿环相比，旋光仪的调整比较简单，主要是调节目镜，使视场清晰，容易出现问题之处是数据测量。当旋光仪调整好时，目镜中能清晰看到“三分视场”，再转动偏振片，观察到“弱的零位视场”，就可以测量读数了。虽然教师已经详细讲解什么是“弱的零位视场”，但是实验操作时，有的学生由于动作太快仍然观察不到“弱的零位视场”，有的学生则找的位置不够准确，实验的误差比较大。如果我们把CCD系统连接到旋光仪的目镜，每位学生在大屏幕上观看实验现象。教师边操作边讲解如何调节“弱的零位视场”，学生既知道如何操作，也观察到标准的图像，必将提高实验的效果。
4结束语
以上是CCD技术在光学实验中应用的几个实例，通过应用CCD技术，教师的讲解更生动、直观，学生更容易理解、掌握，不仅提高了课堂效率，也增强了学生做光学实验的信心，对提高学生的实验能力有明显促进作用。在其它光学实验中也可以引入CCD技术，让先进的教育技术在传统实验中发挥其独特的优势，进一步完善传统实验。
参考文献
[1]林智群.大学物理实验教程[m].北京：中国科学文化出版社，2003.
[2]吴锋.大学物理实验教程[m].北京：化学工业出版社，2003.
[3]蒋达娅，王世红.大学物理实验[m].北京：北京邮电大学出版社，2002.
光学技术的应用篇2
1色素痣生长在面部或身体暴露部位的色素痣，从美容和防止其恶变等方面考虑，应予激光去除，目前通常采用Co2激光汽化的方法。激光汽化应以色素完全去除为度，一般汽化至真皮浅层，特殊情况需汽化至真皮中层，若超过此深度，创面愈合后会留下疤痕。
激光治疗色素痣可能会出现：①色素残留这主要是痣细胞残留所致，操作不熟练，激光光斑不合适均可引起，一般经第二次激光治疗即可除去；②疤痕由激光汽化过深引起，一般三个月后未见改善者，可考虑用激光方法进行整复；③创面感染可用抗感染类软膏外涂。但须注意疤痕体质患者不宜用激光汽化去除色素痣。
2血管瘤血管瘤临床上可分为鲜红斑痣、单纯性血管瘤、海绵状血管瘤、混合性血管瘤、血管角皮瘤、老年性血管瘤、血管球瘤、其它类型血管瘤等。血管瘤的激光治疗常采用ar＋激光、Co2激光和nd:YaG激光，ar＋激光易为血红蛋白吸收，可以选择性地破坏色素性皮肤损害，故能在真皮内产生热固效应，使真皮浅面约1mm深度范围内扩张的毛细血管闭塞，而为一弥漫性的胶原性沉积物所取代；nd:YaG激光机理与ar＋激光相似，但nd:YaG激光在组织表面产生的热效应较小，而在组织深部引起的升温较大，故ar＋激光常应用于浅表血管瘤，而nd:YaG激光应用于深部血管瘤；Co2激光是气体激光器中连续输出功率最高的激光之一，Co2激光器的输出功率可以在几十瓦到数千瓦，它的热效应好、血管封闭好、止血效果显著，广泛应用于治疗各类血管瘤。
3外源性皮肤色素性疾病外源性皮肤色素性疾病，指患者主动或被动对某一部位进行有颜色文刺、加工但效果不满意而欲复原者，常见于面部及四肢易暴露部位。包括刺青、洗眉、洗眼线、洗唇线、洗文身等，传统方法采用烧灼、腐蚀、皮肤磨削或手术切除，常留有疤痕，采用激光治疗可取得满意疗效。因色素性疾病的颜色不同，往往应采取特异的治疗方案，如用532mm波长治疗红色病区，用1064mm波长治疗黑色病区等。
操作过程：先麻醉，小面积如洗眉基本不用麻醉，洗眼线用2.5％利多卡因2ml局麻，面积较大的刺青，术前30分钟可口服撒利痛片2片，并用自制冰袋外敷；患者术前应清洗面部化妆物及油脂；双方均须戴激光防护眼镜；激光机预热20钟后打开启动开关，根据不同色素性疾病调节特定波长，根据深浅设定能量、频率及光斑直径；激光手柄应垂直于治疗部位，手柄头距治疗部位约1.5mm,一般以不出血时的最小剂量为最佳剂量，洗眉、洗眼线时可用针头将眉、睫毛拔开，以免全部变白。
光学技术的应用篇3
关键词：光学技术；数字电影放映；应用
进入数字电影时代以来，传统胶片电影的放映系统已经逐步淡出了电影舞台，影院工作者们曾经轻车熟路的放映胶片电影的技术也几乎没有用处了，因此，要了解数字电影放映系统，发展完善其放映技术，就必须深入开展数字电影放映系统工作原理和程序的研究。21世纪以来，光学技术的应用范围日益增加，研究和探讨光学技术在电影放映系统的应用不但可以了解光学技术在该领域的应用实效，而且可以增加人们对数字电影放映系统的知识累积，促进电影行业的稳健发展。
一、光学技术
光学，即研究光的科学，它的主要研究对象为光的产生、本质以及光与物质的相互作用。虽然光学是一门专门的学科，但是就光学的发展性来说，光学及自身工程学的应用领域已经发生了很大的变化。光学技术是一种应用极为广泛的载体，几乎所有大型系统都需要发挥其载体作用，信息技术、医疗行业、能源应用等诸多领域都需要光学技术的支持和传载。
二、数字电影放映系统
数字电影系统最重要的部分就是放映系统，它是决定数字电影放映实际效果的最终技术关口。绝大多数观众认为只有好的电影放映机加上最原始的拷贝电影，电影画面才能栩栩如生。然而，传统的胶片电影因为放映次数的增加，质量会随之下降，数字电影的效果不如将原始胶片电影进行拷贝的效果，但是他们也不得不承认数字电影的质量不会随着放映次数的增多而有所改变。
虽然传统胶片电影已经淡出电影舞台，但是从电影院发展放映技术的历程来看，数字电影放映系统的工作原理和使用的技术同传统的胶片电影的放映技术之间并不存在不可逾越的差距。同传统胶片电影相比，数字电影放映方式有所变化的是：胶片电影的放映机被数字电影的放映机和服务器所取代，卫星、光纤、硬盘等数字载体取代了传统的胶片拷贝。
三、光学技术在数字电影放映系统中的应用
（一）光学原理在数字电影成像中的应用
1.光学技术在数字电影投影成像中的应用
现今使用最为广泛的电影投影技术主要有数字光处理、直接光放大影像以及液晶显示三种，发展最为成熟的是数字光处理技术。数字光处理技术的关键部分是数字微镜器件[2]。它的工作原理：通过集合半导体晶片的“偶极”效应来驱使电路内部的微小动量围绕某一固定的轴进行偏转，以达到使在转向结构中位置相对固定的所有微镜都发生有规律的偏转的目的，在这种情况下，如果能够对电场电路进行控制，这些微镜就能按照电路控制进行预定的方向偏转，而照在微镜上面的光线也会随之反射在不同方向。把其中同一方向的光线经过镜头投射在银幕上，就形成了微镜在银幕上组成的图像了。
2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用
光学技术应用在投影成像中虽然能得到图像，但是要得到完整的彩色图像，必须要将一个过滤光波的彩色轮应用在照射至靶面的光路中，如图1，2所示。彩色轮是由扇形的红色、绿色和蓝色的滤光片组成，它的旋转频率为60Hz，一秒内能刷出180个彩场。在该结构中，数字处理技术在确定彩色模式的顺序后，其被分解为RGB的数据会按照对应顺序存储入DmD。随后，彩色轮接收到聚光系统聚集的白光后，会将白光以单色光的形式照射到DmD的表面，随着彩色轮的旋转，红光、绿光和蓝光都会依序投射到DmD表面（如图2所示）。因为视频信号同彩色轮是同步的，因此当红光投射到DmD表面时，微镜就会根据红光的强度和位置等信息而决定“开启”状态，其他两种光线也是如此。DmD的图像被投射到屏幕以后就会形成方形的像素，这些像素就构成了数字投影的图像。人眼的“暂留视觉”将红光、绿光和蓝光的信息进行综合以后，就能得到全部的彩色图像了。微镜在“开启”状态（-10°）时，投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上；相反，在“关闭”状态时，吸收表面就会将反射出来的光线吸收干净，从而消除无效光线干扰图像的可能性（如图1所示）。
（二）光学技术在终端投影镜头中的应用
1.光学技术在镜头工作环境中的应用
任何使用光学技术进行投影的系统，都必须有关于工作环境参数的具体要求，如镜头焦距、投影孔直径和安装尺寸等[1]。数字电影的放映镜头需要考虑的工作参数则更多，如投射靶面的尺寸、靶面反射彩色轮单色光线的光程、聚合镜片的有效厚度、分离色彩光线、镜头鉴别靶面像素的极限值等等。同时，在实际操作过程中，一旦图像亮度超过5000流明，就要考虑氙灯使用时产生的过高温度，提高镜头耐高温的水平。
2.确定镜头焦距
按我国目前使用最为广泛的BaRCo公司出产的有2K像素水平的Dp100的机型来说，依据以往设计和使用放映电影镜头的经验，影院都是在固定距离下进行放映，因此固定镜头的设计符合绝大部分影院的要求。从上面提到的Dp100来看，有35mm-41mm，42mm-52mm，40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择，以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。然而，虽然变焦镜头的种类较少，但是其价格相当昂贵，增加了使用者的消费成本。所以，通过自行设计变焦镜头，我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头，在涵盖范围同上述机型基本一致的前提下，大大降低了使用者的采购成本。
3.确定光学镜头后工作的距离
要确定后工作距离有两种方法，第一种就是对放映机的光学引擎进行实际测量，但是因为光学引擎作为放映机的关键部分被存放在一个密封的地方，我们很难对其进行实际测量[3]；第二种方法则是在了解靶面的长和宽以及分离色光和聚合镜片的形式后，根据逆向运算其对应比例得出相近的后工作距离的数值。这种运算方式能够实现，最主要的原因是分离色光和聚合镜片的形式都是固定的，其计算尺寸也是根据光束的尺寸而进行比例缩放的，在整个逆向计算过程中，唯一的可变因素就是分离红光和绿光的角度差异，而这个差异可以从放映机的外型结构获得，无需进入机器内部，相对第一种方法更为方便。
4.确定镜头结构
所有对光学技术了解透彻的工程师们都清楚的知道，当电影放映镜头的后工作距离同焦距的比例在0.5-0.7的范围内时，镜头的结构设计比较简单。然而，一旦镜头焦距达到40mm，两者之间的比例接近于3，这种情况下就只能选择远心光路的镜头结构。因为远心光路的镜头孔径相对较小，其设计难度较大，再加上要将镜头要承受照度为6000流明时的高温纳入考虑范围，因此，只能将远心光路进行权全分离式的改进，以期使改进后的结构满足以上所有要求。
（三）像差
使用光学技术形成的投像画面，画质效果会受到光学像差的影响，电影放映机也不例外[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果，影响观众观看影片的效果。因此，研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。
四、结语
数字电影是以数码技术为工具进行拍摄、传播和保留的具有广大观众源的新型电影，光学技术对数字电影放映系统领域的发展有着至关重要的作用。了解光学技术在数字电影系统中的应用范围和应用原理是符合社会需要的具有实际意义的课题，它不但能满足学者们研究光学技术领域的要求，而且能为人们不断发展和完善数字电影放映系统提供技术支持和保障。
参考文献：
[1]陈琛，左治君，李臣友.数字电影放映系统中的光学技术[J].现代电影技术，2007（10）：39-43.
[2]胡威捷.光学技术的新概念及其发展趋势的探讨[J].光学技术，2011（06）：11-14.
[3]邹静娴.数字光处理（DLp）投影系统[J].电视技术，2003（1）：4-8.
光学技术的应用篇4
一、前言
随着光电子技术的快速发展，其应用越来越深入到社会生活的各个方面。传统的理论教学已经不适合新的教学形式。因此，要打破原有的教学方法，改革原有的人才培养模式，着力提高学生实践能力。项目教学法[1]是以项目为主线，以授课教师为主导，以学生为主体的教学模式。它是将具体项目贯穿于教学始终，以项目的形式引入基本原理[2]，在组织课堂教学过程中采用案例教学法注重对基本概念和基本原理的掌握，在进行实践教学过程中以项目和任务为主要形式，为学生提出循序渐进、由表及里的学习方法和途径，提高学生的创新精神与实践能力，为社会培养优秀的应用型人才。
二、基于光电子技术课程的项目教学法的教学思路
在传统的光电子技术教学过程中，以课堂为中心、以光电子技术理论知识点为线索，教师向学生单向讲授理论知识。实践教学环节多采取简单模拟与验证的方式进行，学生的实践能力较差，创新精神薄弱。
为彻底改革上述教学模式上的不足，我们将项目教学法融入光电子技术的实际教学过程中。通过案例分解、项目递进优化、项目完善完成等手段与方法，促使学生主动学习光电技术的基本概念、基本原理，掌握基本公式与基本计算，掌握光电技术的基本应用。在此过程中培养学生认真学习的钻研精神，提高实际光电工程技能。按照项目的实际要求，从原理上进行综合归纳与分析，确立方案。并根据方案进行具体的项目实施，在实施过程中，学生以学习小组的形式，充分发挥每个成员的潜能与素质，通力合作，最终完成项目的任务。
三、基于光电子技术课程的项目教学法的教学流程
1.第一阶段：项目预备阶段。首先，将项目的任务导入课堂教学中。教师在光电子技术课程整体上设计出一个或几个基于光电子技术教学大纲基本要求的科研项目。此科研项目应该基本包括光电子技术的全部基础理论的主要知识点，或者说涵盖光电子技术教材的全部章节的主要内容，并且将项目分解成若干模块，每一个模块可以视为整体项目的子项目。每一个模块应该是光电子技术教材的一个章节或几个章节的内容的高度浓缩，而子项目为与本模块相对应的需要具体解决的问题，其举例说明见表1所示。表中所列的几个子项目，又可以形成一个完整的较大项目：“可实现激光传声摇控即时显示的海底机器人多功能探测系统”。其次，开始制订项目的任务方案。在制订过程中，学生小组成员要积极查阅各种学习资料，并进行详细讨论，深入分析本小组的项目任务。教师必须做出引导，指导学生采用正确的光电原理知识，建立并制订合理的项目计划。
2.第二阶段：项目实施阶段。要培养学生的协同创新思想，强调团队的角色定位能力，确保协同沟通创新能力的培养。首先，需要进行项目分工与角色扮演，各个项目小组成员可以根据自己的兴趣爱好进行分工，并确定好各自所扮演的角色与需要完成的任务，让每一位成员都能参与其中。其次，需要创设情景并提出项目任务，教师可以通过多媒体教学手段，将学习内容与项目紧密结合，激发学生的学习热情。最后，分组执行项目任务，教师根据每位同学的兴趣爱好及自身的能力进行分组，以便在项目任务执行过程中能够更好地发挥优势互补作用。例如：“设计并制作一个激光传声装置”小项目组共有六位同学，有两位同学性格内向，对基本理论知识很扎实，主要负责资料的查阅与原理的理解；另外两个同学对电路比较感兴趣，热衷于电路元器件及电路的搭建与调试；最后两位同学注重整体的把握与项目进度的调整和掌控。他们各有侧重，但又互相协调、通力合作，保证了项目的顺利实施。
教师之间、学生之间、老师与学生之间形成协同创新关系。这时，学习过程已经初步成为人人参与的创造性的实践活动，它注重的不是最终的结果，而是完成项目的全过程。其目的是在“项目优化”过程中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘出学生的创造潜能，培养学生的自学能力、观察能力、动手能力、科学研究和分析问题能力、协作和互助能力、交际和交流等综合能力[3]。要求学生对每个模块及模块间进行多次的分析、设计与优化，循序渐进，最后圆满完成项目。在项目分解、设计、分析、优化和完成的过程中，可以使原本模糊的理论知识更加清晰，从而加深学生对理论知识的深刻理解，更好地完成实际项目的优化与实际问题的解决。
3.第三阶段：项目完善与总结阶段。在第二阶段结束之后，要求对整体项目进行递进优化，从项目全局角度来分析、优化与提升。学生需要充分理解和掌握项目任务，运用互联网技术对项目成果进行阶段性小结，各个小组之间互相交流讨论，从解决项目任务的关键点着手，完成项目实施工作。在项目实施的过程中进行组内的学习交流，并进一步完善项目任务学习成果。教师在这一阶段主要扮演引导者的角色，确保各小组项目任务的顺利完成。还是以“设计并制作一个激光传声装置”小项目为例。在第二阶段已经初步完成了项目之后，就要对项目结果进行完善与总结，包括电路性能、器件功能、激光调制方式、激光传输效率、项目作品外观及其实用性等等方面；在提升项目作品性能与拓宽光电功能方面下功夫。在顺利完成项目任务后，每一位学生都需要对自身的角色扮演以及项目完成情况进行回顾和总结，通过总结、报告或者主题演讲等方式完成项目成果的交流。最后进行项目评价，评价的形式主要包括学生的个人评价、小组评价以及教师评价三种，通过评价结果对学生的学习成果进行最终的总结。
光学技术的应用篇5
关键词：近场光学显微技术发展应用展望
中图分类号：o43文献标识码：a文章编号：1007—3973（2012）009—066—02
1近场光学显微技术概述
近场光学的作用主要是对束缚在物体表面的非辐射场进行探测。普通光学的分辨率与近场光学的分辨率存在不同。在理论上，由于衍射极限的限制，使得普通光学成像的分辨率低于入射光波长的一半，根据估算大概在200nm左右。近场光学的分辨率是根据衍射场的非辐射量而得到提高，大概在一个波长以下，其实它的工作原理是将扫描系统的频带拓宽。
近场光学原理在应用中最常见的便是扫描近场光学显微镜，通过对衍射分辨率的突破，然后收集纳米材料表面的光学信息。扫描近场光学显微镜（Snom）它主要是由探针、信号采集和处理、探针—样品间距反馈控制、X—Y扫描以及图像处理几部份组成。对于Snom来说，如果要完成超衍射分辨率的工作，必须要能够精确的掌握及控制探针—样品间距。截至目前为止，实现精确控制探针—样品间距主要有激光光点反馈模式和剪切力反馈模式。这两种模式存在主要的区别便是光的问题。激光光点反馈模式是利用激光在探针接近物体表面时产生的光斑来确定探针—样品间距。剪切力反馈模式就是根据样品间的作用力，使得探针针尖在接近物体表面时发生变化，根据这样的原理使得探针控制在z=5nm～20nm的范围之内。运用剪切力反馈模式的原理得出的光学成像更具有真实性。
另外一种以近场光学原理为主的光学显微镜是光子隧道扫描显微镜，这种显微镜具有更高的分辨力，它的工作原理是利用光线探针接近近场光信号，分辨率取决于物体表面上光线点的面积。
2近场光学显微技术中的问题
2.1纳米级探针的制作
进场光学显微技术是利用探针收集光场的信息，分辨率取决于探针尖的粗细和探测信息的精细结构。但是如果探针尖端过细，那么就会导致光的灵敏度降低。因此，在制作纳米级探针时，必须要做到具体问题具体分析，必须要解决两个问题：探针削尖化和亚波长孔径的制造。
（1）探针削尖的方法。
通常情况下，在探针削尖的过程中，可以有两种方法：
腐蚀法。这种方法被广泛使用，可以利用HF酸和氨水对光纤芯进行腐蚀进而制作出不同的探针尖，但是这种方法具有高度的重复性。探针的圆锥角是可以改变的，取决于HF酸和氨水的综合比例（1：X），当X由0.5增大到1.5时，针尖的圆锥角由15霸龃蟮？0啊5窃擞酶捶ㄖ谱魈秸耄沟霉庀呒獯嬖诿绦纬煞稚⑹降纳⑸渲行摹8莶欢涎芯糠⑾郑壳翱梢栽擞靡恢止庀吮；ぬ锥怨饧饨懈矗佣贸龅奶秸爰獗冉瞎饣？
熔拉法。这种制作方法的原理是利用二氧化碳熔融光纤，在光纤两端作用力使其形成丝状，在用大力迅速将其拉断，这样形成的断面是锥面，也可以用作探针尖。运用这种方法形成的探针尖比较光滑，在相同孔径的情况下，腐蚀法却比熔拉法的传输效率更高。熔拉法可以制作不同种类或形状的针尖，但是相对来说成本高，设备昂贵。
（2）亚波长孔径的制造方法。
纳米光刻法：首先对要制作的光纤尖镀膜，然后对其采用化学方法进行腐蚀，进而使用纳米光刻法制成亚波长孔径。
探针制造法：首先以二氧化碳激光加热单模光纤，利用熔拉法使光纤顶端形成抛物面型的传输铝尖，然后以5%的HF腐蚀探针尖端的细纤丝，这样得到的探针的针尖更适合近场光学探测。
2.2纳米级样品—探针间距的控制
为了保证近场光学中的超高分辨率，必须要保证探针在探测过程中对样品的探测是无接触扫描探测，这就要求必须要掌控好样品—探针的间距。
在样品—探针间距控制的过程中，剪切力调制是一种最常用的方法。它的工作原理是在亚波长范围内保证探针—样品间距的可靠性和稳定性，这种方法是一种非光学调制法。
剪切力通常是通过光纤头与样品表面的振动频率探测得出的。当探针尖靠近样品时，光纤头的振动幅度是随着样品—探针间距和剪切力发生变化的，以此来测得探针—样品间距的大小。在实际生活中，样品—探针间距是通过压电陶瓷的压电效应测得的。
实际中通常采用压电陶瓷的压电效应测控样品—探针间距。将高频振动压电管分为上下两部分，下半部分以交流电压激励振动；上半部分有两个电极，用于探测压电陶瓷管（Dpt）的振幅。由于剪切力对于探测振动的阻碍，Dpt内部产生张力；又由于压电效应引起感应电压，将感应电压作为反馈信号，经锁相放大器达到控制样品—探针间距的目的。利用这种方法，可以使得近场光学显微技术更简单化。除了此种方法可以测得样品—探针间距，还可以利用电容传感器、电压—声学法等来测得样品—探针的间距
3近场光学显微技术的应用
3.1物理领域的应用
近场光学显微技术是物理领域重要的一部分，并且应用范围极广。
（1）光学可以成像，利用近场光学可以使得成像的分辨率达到纳米量级。
（2）应用近场光学显微技术，可以使得物理领域的光谱学研究更加深入。
由于研究发现的限制性，目前的光谱研究都处在宏观水平，即使利用微区光谱也只能达到微米的程度。但是利用近场光谱仪器，可以实现纳米级的测量，并且能够区分纳米量子线的光发射极多个量子线的发射谱。近场光学显微技术可以在研究纳米晶体、量子点、量子球方面发挥独特而优越的作用。
3.2生物领域的应用
近场光学显微技术在生物领域的应用也是很广泛的。利用近场光学显微技术的超高分辨率，可以更清晰的测得生物标本中细胞膜和细胞壁的厚度以及它们的内部存在结构，并且还可以测得细胞膜内部与外部结构在不同环境下的不同变化。根据生物技术的发展，国外已经利用pStm测得纳米生物标本噬苗体细菌图像的椭圆头直径为100nm，圆柱尾直径为10nm。这样精确的分辨率是以前的生物领域中不能做到的。
4近场光学显微技术未来前景展望
近场光学显微技术使得衍射分辨率突破极限，并且促进了纳米光学的发展，而且带动了高密度光储存、检测生物单分子、细胞组织生命探测研究等多个领域的发展。
对于近场光学显微技术未来的前景展望，应进一步研究样品表面离激元产生机理，将更深入近场光学成像技术的创新和应用，包括亚波长和纳米材料的应用。表面等离子晶体的新型纳米光子学器件将得到迅速的发展，表面光波导将会引起科学领域的高度重视。在生命科学领域，tiRFm和Snom的结合应用会获得高分辨率的生物单分子光学图像。另外，在大规模集成电路当中，利用反射式nSom，对SRam芯片进行表现成像来测量电路的线宽，将有非常广泛的应用前景。
对于近场光学显微技术的前景展望有着不可估量的飞跃，也必定会为各个领域的科学研究带来更大的作用。
参考文献：
[1]王海潼，刘斐.近场光学显微技术[J].应用光学，2005（5）.
光学技术的应用篇6
【关键词】光电技术光电产业新兴产业发展对策
光电技术是21世纪的朝阳产业，也是新兴产业。光电技术的发展，不仅在多个学科发展领域广泛应用，还推动了经济的发展。光电技术的大量发展必将推动世界经济快速发展。光电技术的快速发展引起了多个国家的注意。其中美国、日本、英国、德国等发达的资本主义国家首先把目光盯向了光电信息技术产业，不小的新兴的发展中国家，也向电子技术产业投入大量的资本。我国的光电信息技术产业要想在世界占有一席之地，争取新的经济增长中站稳脚跟，还有一段比较长的路要走。
1光电技术产业的发展现状及应用
1.1光电技术是一门综合性的学科
光电技术采集了光学技术、机械技术、电子技术、信息技术等多种学科优势为一体的综合技术门类。在我国的光电技术大多应用于国防科技、武器制造、应用医学、航天技术等领域。
1.2医学领域的应用
我国的光电技术发展门槛较高，很少进行光电技术推广，普通民众对光电技术的认知度不高，光电技术的发展也难以让社会大众熟悉。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学，其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。
1.3武器领域的应用
近几年，随着发达国家对光电技术的挖掘不断深入，光电市场迎来了前所未有的空前盛况，光电技术的发展极其迅猛。我国奋起直追，目前光电技术已经扩展到了通讯技术、信息、医疗、军事、生物工程等多个新兴科技领域，光电技术的应用得到了极其广泛的传播和发展。光电技术是信息技术，它促进了轻武器领域的发展。传统轻武器通过配备光学和光电瞄准具等来提高射击精度及杀伤能力。
1.4经济领域的成效
近几年来，我国的光电技术也得到了突飞猛进的发展，取得了良好的经济效应和社会效应，近三年来我国的光电技术给经济带来的增长在20%以上，光电技术的产值达到了1000亿人民币。
1.5光伏产业的发展
在光电技术中应用最为广泛、且被社会大众所熟知的是太阳能光伏产业，“光明工程”就是在光伏产业中发展起来的，目前光明工程的制造能力得到了迅猛的提升，无论是电池生产还是制造方面都取得了可观的经济效应，实现了100%的利润增长率。“太阳能光电建筑应用示范项目”和“金太阳示范工程”再次推动了太阳能光伏产业的发展。我国目前的光伏发电机装机量已经达到了4318万千瓦，成为了世界上光伏发电机容量最大的国家。
2光电技术的发展
2.1要重视人才的培养
企业之间的竞争，是人才的竞争；国家之间的竞争，也是人才的竞争；光电技术产业的竞争也是人才的竞争。目前，我国的光电技术发展迅猛，但是由于我国光电技术的起步较晚，产业人才不足，必须要尽快发展大量的光电技术人才，适应光电技术的快速发展。
2.1.1高校人才分析
目前，我国的光电技术的人才，主要来源于高校大学毕业生，但高校毕业生的素质较高，动手能力较差，理论基础知识不深厚，对所学的光电技术知识不能广泛的进行应用。
2.1.2普通技校人才分析
光电技术的发展需要大量的人才，在人才的招聘中，也会选择普通的技术学校学生，这些学生的动手能力较强，但是理论知识不足，理论素养的缺失严重妨碍了人才的快速成长；如何发展创新，如何进行技术研发，如何在短期内快速发展光电技术人才是目前光电技术发展的首要任务。
2.1.3人才发展培养方向
要大力发展光电技术产业，就要保障光电技术产业的可持续发展，就需要培育大量人才，因此，你须建立一套更为专业的人才培养体系，在全国范围内建立更具有稳定性的人才培养基地。要提高光电技术产业工人的薪资待遇，保障职工的福利水平，吸引大量的人才加入光电技术产业。
2.2要高瞻远瞩，把握好光电技术产业的方向
光电技术产业的发展，促进了各个科技行业的发展，在不同的技术领域光电技术应用的范围不同，光电技术既可运用于航天科技事业，也可运用于民间照明用品，电子产品。光电技术产业是一个庞大的产业体系，包含的产业类型也是极其复杂。在光电技术的发展过程中要立足于企业的发展状况，选择正确的发展方向，制定好合适的发展战略，充分考虑考各方面的问题。其中对于资金、科技实力、人才利用率及政府决策对光电技术产业的发展最为重要，要仔细思考。
在企业向光电技术发展的过程中，要高瞻远瞩，立足高远，站在世界的眼光来看待光电技术产业的发展。我国的光电技术发展起步较晚，还没有成型的理论指导，在发展的路上还有很长一段路要走。我国企业在光电技术的发展过程中，要吸取经验教训，“洋为中用”，“古为今用”不断借鉴国外发展的先进经验，尽量少走些弯路。同时要加强自身创新能力和创新意识的培养，不拘泥于一格，大胆启用有能力的人进行企业管理，不断引进国外先进的技术。
除了企业的自身发展之外，要想使我国的光电技术产业快速发展，政府还必须根据地域特色，加强产业扶持力度，适当加大政府专项资金投入力度，减少企业的负担，实行减税政策，减少企业的本地发展压力。
2.3要规范企业发展，不断完善产业规范体系
俗话说“无规矩不成方圆”，我国的光电技术产业发展起步较晚，发展中还存在很多的问题和不足，在重视光电企业发展的同时，也要注意尽快建立一套完善的体系规范，减少企业在发展过程中的遇到的障碍，要加快建立光电产品的质量监管体系和质量保证体系，要形成一套从产品原材料到成品成熟的监管体系，并且完善相关的法律体系，保证消费者的合法权益。努力发展我国的光电技术产业，为我国企业与世界先进水平接轨奠定基础。
3结束语
虽然光电技术产业的发展前景很好，但是也要预防企业在发展过程中遇到的风险和障碍，要进行合理规避，光电技术是我国的一个新兴技术产业，具有巨大的发展潜力，在短短几十年的时间里就创造了巨大的经济财富。光电技术的发展，具有能耗低、效益高的优点。我国的光电技术迅猛发展。
参考文献
[1]骆清铭.光电技术在生物医学中的应用――现状与发展[J].光学与光电技术，2003（01）：7-14.
[2]刘宇.光电技术在轻武器中的新应用[J].应用光学，2006（04）：289-292.
作者简介
王华（1963-），男，湖北省荆州市人。理学硕士。副教授。研究方向为光电技术应用方向。
光学技术的应用篇7
关键词：半导体光刻技术；pSm技术；离子束曝光技术；极紫外光刻技术
中图分类号：tn305文献标识码：a文章编号：1009-2374（2009）06-0089-02
随着芯片集成度的提高，对光刻技术提出了越来越高的要求。在80年代，普遍认为光学光刻技术所能达到的极限分辨率为0.5，但是随着一些新技术的应用和发展，包括光源、成像透镜、光致抗蚀剂、分步扫描技术以及光刻分辨率增强技术（Ret）的发展，使其光刻极限已推进到目前的0.1以下。尽管有人对光学光刻的潜力充满怀疑，但其仍以顽强的生命力，不断突破所谓的极限分辨率，是目前所采用的主流光刻技术。
一、推动光刻技术和设备发展的动力
经济利益是Si片直径由200mm向300mm转移的主要因素。300mm的Si片出片率是200mm的215倍。300mm工厂的投资为15～30亿美元，其中约75%的资金用于设备投资，因此用户要求设备能向下延伸3～4代。300mm片径是从180nm技术节点切入的，这就要求设备在150、130nm，甚至100nm仍可使用。
为了推进300mmSi片的大生产，设备厂商在几年前就着手解决这方面的问题。Canon于1995年着手300mm曝光机，推出了eX3L和i5L步进机，于1997～1998年提供日本半导体超前边缘技术（SeLete）集团使用，aSmL公司的300mm步进扫描曝光机使用193nm波长，型号为Fpa2500，也于1999年提供给SeLete集团使用。现在Canon的第三代300mm曝光机的混合匹配曝光能力已经达到（
曝光是芯片制造中最关键的制造工艺，由于光学曝光技术的不断创新，一再突破人们预期的极限，使之成为当前曝光的主流技术。1997年美国GCa公司推出了第一台分布重复投影曝光机，被视为曝光技术的一大里程碑，1991年美国SVG公司推出了步进扫描曝光机，它集分布投影曝光机的高分辨率和扫描投影机的大视场、高效率于一身，更适合（
二、光刻技术发展及进展情况
（一）pSm技术
实现单个独立的小尺寸图形的转移并不是很困难的事，困难的是很多小尺寸图形聚集在一起时的图形转移，因为在这种情况下光源的散射或者干涉将会造成图形的畸变。解决这一难题的办法就是采用pSm技术。绝大多数在半导体工艺中使用的pSm版都是使用石英玻璃加工制造的。试验证明，通过使用pSm技术，最小的特征尺寸可以达到曝光波长的1/5，这种技术也被称为亚波长光刻技术。
（二）离子束曝光技术
同电子束曝光技术一样，离子束曝光技术的分辨率也远远超过了传统的光学曝光技术。离子束曝光技术同样可以应用于直写式曝光和投影式曝光。离子束曝光的优点在于在进行曝光的同时，可以进行腐蚀工艺的操作。这样将大大节省工艺的操作步骤，简化工艺流程。然而离子束曝光的效率特别低，不可能应用于大规模的工业生产中。这种技术目前最可能的应用是掩模版制造，也可以应用于针对器件缺陷的检验和修复。
（三）极紫外光刻技术（eUV）
下一代可能实现的亚011μm图形转移光刻技术就是极紫外光刻技术，这种曝光光源的波长在11～14nm。波长在1～50nm的光波覆盖紫外线和X射线区域。所以使用这一波长范围的曝光技术也被称为极紫外曝光或者软X射线曝光或称为真空紫外曝光。极紫外曝光的原理主要是利用曝光光源的波长从而降低光学系统的数值孔径，进而提高光刻技术的分辨率。但就目前所知的材料而言，没有合适的材料能够作为极紫外曝光光学系统的透镜，因为目前的材料对短波长光源的吸收效应都非常强，极紫外光刻技术也必须基于光学系统才能实现。另外，极紫外光刻的光源目前正在进行研发，最有可能成为这种技术使用的光源是激光泵浦的氙等离子体光源。而极紫外光刻技术需要的掩模版还需要进行多层金属的涂覆才能使用。
传统的光学光刻技术处于不断的发展之中，同时结合了一些分辨率增强技术和改善工作焦深的新方法，比如相移掩模（pSm）技术、离轴照明（oai）技术、光学邻近效应校正（opC）、瞳孔滤波等，使得现有的光学光刻依然保持着活力。但由于始终存在着焦深和分辨率的矛盾，使得其物理极限客观存在。而下一代的光刻技术尽管取得了一些突破，但由于费用、生产率、实现性等问题，投入大规模使用尚待时日。这些技术目前处于替代光学光刻的“候选者”地位，在未来具体采用哪一种光刻技术，取决于它们的技术成熟程度、设备成本、生产效率等，目前的形式还不明朗。此外，目前还出现了一些新的光刻技术和方法，如干涉光刻、成像干涉光刻、全息光刻、原子光刻等，对现有的光刻技术形成了有益的补充和推动。
参考文献
[1]莫大康．光刻技术最新进展[J]．电子产品世界，2004，（11）．
[2]袁琼雁，王向朝，施伟杰，李小平．浸没式光刻技术的研究进展[J]．激光与光电子学进展，2006，（8）．
光学技术的应用篇8
20世纪70年代以来,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
电子信息工程专业的光电子技术课程的基础理论知识包括：光度学基本知识、光辐射传播、光束调制与解调、光辐射探测技术等。其中，光度学基本知识是最基础的内容，包括：电磁波波谱、辐射度学、光度学、热辐射基本定律、激光原理、典型激光器等。光辐射传播包括：光辐射的电磁理论、光波在大气中的传播规律与特性、光波在电光晶体中的传播规律与特性、光波在声光晶体中的传播规律与特性、光波在磁光晶体中的传播规律与特性、光波在光纤波导中的传播规律与特性、光波在水中的传播特性、光波在非线性介质中的传播等。光度学基本知识和光辐射传播这两个基础内容可以说是光电子技术课程基础中的基础，而对于电子信息工程专业的学生来说，这些知识点比较抽象，为了便于该专业学生对光电知识的接受和激发他们的兴趣，因此，在课堂上有必要多花时间重点讲解这部分的知识点，同时在制作ppt教案时尽可能使用图片或动画描述一些原理性的知识。
比如：在讲解激光是如何产生的时候，可制作动画描述自发辐射、受激吸收、受激辐射的原理；在讲解激光器的结构和工作原理时，可制作多色图片对激光在各种光学谐振腔中的受激放大过程进行描述；在介绍各种典型的激光器时，最好收集到它们的实物照片进行讲解；在讲解光波在各种光学晶体中的传播特性与规律时，最好能制作三维立体的图片描述光学晶体的各向异性的特性，相应的公式表达尽量简洁化，然后结合动画描述光波在其中传播时所发生的变化。光束的调制、扫描和解调技术的理论教学内容包括：光束调制的基本原理、电光调制技术、声光调制技术、磁光调制技术、直接调制技术、光束机械扫描技术、光束电光扫描技术、光束声光扫描技术、空间光调制器等。这些知识点的理论基础都是“光辐射在光学晶体中的传播规律和特性”。其中光束调制的基本原理移植了微电子学中微波调制中的很多概念，电子信息工程专业的学生易于理解，但是光束调制和扫描的实现技术中，除了需要使用各种光学晶体以外，还需要使用半波片、全波片、起偏器、检偏器共同组成一个系统完成光束的调制和扫描。这些光学器件对于没有光学工程基础的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，因此，在讲解过程中应该通过动画或图片等手段形象地描绘线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等基本光学概念，并借用相关的光学参考资料对这些光学器件的功能和原理进行简单介绍。
只有这样，才有利于电子信息工程专业的学生深刻理解光束的调制、扫描、解调等技术。光辐射探测技术的理论教学内容主要包括：光电探测的物理效应、光电探测器的性能参数、光电探测器的噪声、光电导探测器—光敏电阻、pn结光伏探测器的工作模式、硅光探测器、光电二极管、光热探测器、直接光电探测系统、光频外差探测的基本原理等。由于电子信息工程专业的学生已经具备了较好的半导体器件理论基础知识，而光电子器件本身也属于半导体器件，因此学生只要掌握了爱因斯坦的光电效应原理，就很容易理解各种光电子器件的工作原理、性能特点及应用领域。该部分所介绍的各种光电半导体器件很可能会在学生将来从事信息产业技术的相关工作中用到，也可能会在将来某些学生跨到光电信息或光学工程相关专业进一步深造时从事相关科研课题研究时用到，比如：pn结光伏探测器、光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，都会经常用到。因此，建议在理论教学过程中，除了结合图片等多媒体教学手段介绍相关光电子器件的工作原理外，最好能够给学生展示光电子器件的实物，以便给学生一些感官认识。电子信息工程专业光电子技术课程的系统方面的知识点包括：光电成像系统、光电显示系统等。
其中，光电成像系统的基本器件是电荷耦合摄像器件(CCD)，CmoS摄像器件和电荷注入器件(CiD)。目前，CCD摄像器件的应用最为成熟和广泛，主要包括线阵CCD和面阵CCD等，其原理基础仍然是光电半导体器件和两相或三相电极电路的结合。因此，教学中应结合脉冲数字电路知识重点讲解CCD的原理和特点。光电成像系统的内容包括：系统基本结构、基本参数、红外成像系统、红外成像中的信号处理及综合特性等。其中红外成像系统涉及很多应用光学方面的知识，这对没有应用光学基础知识的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，而且属于光学工程专业学生的研究方向之一，因此，这部分内容简单介绍即可。而红外成像中的信号处理都涉及电子电路方面的知识，属于电子信息工程专业的范畴，这部分内容可以重点讲解。光电显示系统包括阴极射线管原理、液晶显示原理、等离子体显示原理、电致发光显示原理及多色激光显示原理等，其中前三类显示技术的应用已很广泛和成熟，可以重点讲解，而后两类显示技术比较前沿，可以简单介绍，以便让电子信息工程专业的学生了解当今光电显示技术的发展趋势。电子信息工程专业光电子技术课程应用方面的内容包括：光纤通信、激光雷达、激光制导、红外遥感、红外跟踪制导、光纤传感技术等。这些应用技术可以分别举一个相应的实际应用系统进行介绍，让学生体会到光电子技术的重要性和广泛性，激发他们对这门技术的兴趣。#p#分页标题#e#
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业已有很多属于本专业的实验课程及课程设计，笔者认为光电子技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。在该课程中，各种光电子器件和原理、功能及应用最易于电子信息工程专业的学生理解，而且也是电子信息工程师应该具备的基本知识，因此，笔者建议开设一些光电子器件的相关实验课。由于光电子技术课程的总学时设置为48学时，所以建议理论教学为40学时，8学时为实验教学(共4个实验)。
光学技术的应用篇9
【关键词】光纤通信技术研究与分析
一、光纤通信技术的基本概念
光纤通信技术的本质是利用光作为信息传输的主要载体，通过光在线缆中传输，实现数据信息的快速传输。从目前光纤通信技术的应用来看，利用光纤传输，有效解决了数据传输速度和传输质量问题，保证了数据能够以最快的速度进行传输，并保证数据传输的安全性和准确性。光纤通信技术的主要载体是光导纤维，光导纤维具有光敏感性，可以最大程度的保证光传输的有效性。正是基于这些特点，光纤通信技术在目前通信领域和国防等多个领域有着广泛的应用。
二、光纤通信技术的主要优点
从目前光纤通信技术的应用来看，光纤通信技术的优点主要表现在以下几个方面：1、光纤通信的频带宽度大，通信容量较大。2、光纤通信的信号衰减较小，中继距离得到了延长。3、光纤通信具有较强的抗干扰能力。4、光纤通信在信息传输安全性上比其他传输方式要高。
三、光纤的结构与传输原理
光纤是光导纤维的简称，主要分为三层结构，内部为光导纤维的核心―纤芯，由内向外分成包层和涂覆层。在数据传输过程中，数据信号主要是在纤芯和包层这两个层面间流动，涂覆层的具体作用是保护包层和纤芯能够进行正常的信号传输。在光纤中，纤芯主要为透明的软线，包层与纤芯类似只是在传输效率上比纤芯略低，涂覆层的作用是保护包层与纤芯不受外界侵蚀和机械损伤。
光纤的传输原理主要可以用菲涅耳定律来表示：
上图为光纤信号传输的过程分析：
四、光纤通信技术的主要发展和应用分析
由于光线通信技术具有突出的优点，光纤通信技术已经逐步取代传统的电缆传输，成为了新的数据通信技术这一，并取得了积极的发展成就，促进了数据通信技术的全面发展。此外，从应用领域来看，目前光纤通信已经广泛的应用于数据通信领域，其中包括网络信息传输、电话信息传输、军事信息传输等，具体应用情况如下：1、光纤通信技术在网络信息传输中的应用。由于网络信息传输对数据传输的质量和准确性要求较高，光纤通信技术的优点正好符合网络信息传输的实际需要，因此光纤通信技术成为了网络信息传输中的重要方式。2、光纤通信技术在电话信息传输中的应用。目前电话信息传输系统已经从模拟信号向数字信号转变，在这一过程中，需要一种可靠的方式能够实现电话数据信号的可靠传输，而光纤通信技术正好能够满足电话信息传输的这一现实需要。3、光纤通信技术在军事信息传输中的应用。军事信息传输的要点在于信息的保密性和准确性，鉴于光纤通信在数据传输过程中能够有效保证信息的准确，并不受外界干扰，所以光纤通信技术在军事信息传输中得到了重要应用。
五、结论
通过本文的分析可知，光纤通信技术目前已经成为数据通信中的主要手段之一，由于其具有突出的优点，因此光纤通信技术在通信领域得到了广泛的应用，逐渐取代传统的通信手段，为数据通信技术的发展提供了有力支持。
参考文献
[1]辛化梅，李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报（自然科学版）；2003年04期
[2]刘望军，熊卓列.数字化社区通信系统的接入网技术.有线电视技术；2006年01期
光学技术的应用篇10
关键词：激光焊接技术发展
中图分类号：tG456文献标识码：a文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0053-01
1激光焊接技术概述
激光焊接技术是激光加工技术的重要内容之一，激光焊接技术国外的研究和应用历史比较长，20世纪90年代欧美国家已经把激光焊接技术应用于工业、农业等行业的加工和生产过程中。随后，我国也对激光加工技术以及激光焊接技术进行了广泛、深入的研究和使用。激光焊接技术是近些年受到广泛关注和重视的焊接技术之一，由于其他焊接技术无法比拟的优势和特点，激光焊接技术的应用价值和发展前景被普遍看好。与其他种类的焊接技术相比，焊接时对于温度的要求比较小，各种温度下都能进行操作，激光焊接设备较简单、搭配灵活，激光焊接的应用范围比较广，能够对各种材料实施焊接，并且能对不同材质的物质进行焊接，焊接效果比较好，激光焊接技术焊接速度快、深度大、变形较小。另外，激光焊接技术对于焊接设备的精度要求比较高，并对操作人员的焊接技术水平要求更高，激光焊接设备的成本较其他焊接设备高出很多。激光焊接技术的诸多要求也阻碍了激光焊接技术的应用。无论是传统的焊接工艺还是新兴的焊接工种，激光焊接技术都能够灵活、自如的进行，且焊接效果比较好，焊接的效率更高。目前已有大量的激光焊接技术生产线投入各个领域的工农业生产过程中。
2我国的激光焊接技术
目前，我国已经形成了激光焊接技术的研究、开发、生产一条龙的体系，激光焊接技术研发中心、激光焊接设备生产单位逐渐形成，这为激光焊接技术的发展和应用水平的提高提供了充足的资源和环境，对于激光焊接技术和设备的发展和更新注入了动力。国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接原理及特性、激光焊接控制、激光焊接质量、激光焊接的领域开发、激光焊接与其他领域合作等方面。广泛、多领域、多渠道的激光焊接技术的研究和应用已经为激光焊接技术在我国的发展注入了更大的生命力，对于我国社会主义建设提供了强大的技术支持也是激光焊接技术得以较快发展的重要原因。现阶段，我国对于高强度钢激光焊接技术研究以及应用是激光焊接技术的薄弱环节，也可以说是我国激光焊接技术的空白，在理论和实践层面都缺乏一定的技术支持，技术不成熟直接导致应用领域发展的滞后，相关的高强度钢焊接生产还在延续传统的焊接方式，在焊接质量和使用方面都不能够达到标准，多数高强度钢焊接的设备和仪器主要依赖于进口，我国应该提高在高强度钢激光焊接技术领域的研究和支持力度。
3我国激光焊接技术的发展
3.1复合焊接方面
总体上看，激光焊接技术有其优势和好处，相比传统的焊接技术具有很强的实用性和先进性。但是，无论是那种焊接技术包括激光焊接技术在内，都有各自的缺点和不足之处。对于激光焊接技术来讲，其本身也有许多不足之处。在激光焊接过程中，焊接原材料在受热后熔化、汽化，形成小孔，孔中充满金属蒸汽，金属蒸汽在激光束的作用下形成等离子云。等离子云可以吸收和反射激光，在等离子云的作用下，金属材料只能吸收一部分激光束，降低了激光的使用效率，激光的能量利用率降低，常常原材料形成疏松和裂纹，焊接过程不稳定等问题。单纯的依靠激光焊接技术本身很难彻底解决上述问题。因此，为减少或消除激光焊接的缺点和不足，通过研究，在保持激光焊接技术优点的基础上，把激光热源和其他热源结合使用，在保证激光焊接的优点的基础上，减少或者消除其缺点和不足，把激光与其他热源进行复合焊接。复合热源焊接方式可以有效的解决激光焊接技术的缺点和不足，形成良性、合理利用。
3.2激光焊接技术的应用方面
现阶段，激光焊接技术在应用方面已经覆盖了工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域，激光焊接技术的应用范围已经比较广泛。有关于焊接的相关领域都能够看到激光焊接技术的应用价值和贡献。随着激光焊接技术的更新和不断完善、创新，激光焊接技术的应用领域以及应用空间的广度和深度也会随之加深，激光焊接技术的不断完善和提升直接导致激光焊接技术应用领域的不断扩大。在今后的发展过程中，激光焊接技术的应用不只停留于简单的设备和机器，逐渐会向各领域的高、精、尖机械设备方面发展。这也会加大的提高激光焊接技术的技术含量和科技成分，提高激光焊接技术的应用深度和广度。
4结语
激光焊接技术随着科学技术的不断发展也会呈现出快速、全面发展的态势，激光焊接技术由于本身的技术优势和价值其发展前景非常可观。我国通过多年的激光焊接技术的研究与开发，逐步建立了生产、研究、开发相结合的激光焊接发展体制，并在个别的技术环节和应用方面取得了一定的研究成果。相关的激光焊接技术科研成果逐步的应用于工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域。
参考文献
[1]梅汉华，肖荣诗，左铁钏.采用填充焊丝激光焊接工艺的研究[J].北京工业大学学报，1996，22（3）：38-42.
[2]刘亚林，李长义，吴海树.异种金属激光焊接熔焊区的组织合金化[J].现代口腔医学杂志，2002，16（4）：310-312.
[3]关振中.激光加工工艺手册[m].北京：中国计量出版社，1998.