時間：2022-10-16 03:29:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞銀幕類型亮度系數增益
銀幕是指能接受幻燈、投影、電影等設備所投射出的光束，并在其表面顯示圖像的白色特制平面，也稱之為放映銀幕。它對放映畫面的亮度、清晰度、對比度、色彩還原和放映聲音起著重要的作用。要使銀幕達到良好的放映效果，就必須對銀幕的種類、光學原理和使用方法等進行充分的研究。
一、銀幕的類型
目前常用的銀幕按幕面的光學特性分為兩大類：反射式銀幕和透射式銀幕。反射式銀幕不受尺寸限制，但受環境光線的影響較大，包括各種規格的手動掛幕和電動掛幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金屬平面幕、弧面幕等。反射式銀幕按照光學原理分為漫散反射銀幕和方向性漫散反射銀幕。透射型銀幕畫面整體感較強，不受環境光線的影響，能正確反映圖像質量，畫面色彩艷麗，形象逼真，包括各種規格的硬質透射幕和軟質背投幕。透射式銀幕按照光學原理多為方向性漫散透射銀幕。
1、漫散反射銀幕
漫散反射銀幕是放映電影和幻燈投影中常用的一種銀幕。其特點是銀幕表面能將照射到幕面上的光線，在較大擴散角范圍內，均勻分散地反射到各個方向，在銀幕的前方任何不同的角度觀看銀幕影像時，其亮度基本不隨方向和角度而改變，散射角大，顏色準確自然。
2、方向性漫散反射銀幕
方向性漫散反射銀幕的特點是將照射到幕面上的光線經過反射并重新分配后集中于一定方向的角度內，因而在這個角度內銀幕亮度高，觀眾在這一角度內觀看時圖像清晰明亮：但偏離這一特定的角度時。銀幕亮度有明顯下降。另外，有一些方向性漫散反射銀幕對某些顏色具有排斥作用，會使彩色影像的顏色失真。
3、方向性漫散透射銀幕
方向性漫散透射幕的特點是當光線照射到銀幕上時，在以入射光線為中心的立體角內都有透射光，在入射光方向上透射光強有最大值，偏離此方向越遠透射光強越小，因此看起來入射方向最亮，遠離此方向則變暗。這種幕放映時，可不用遮暗。
二、銀幕的幾個重要光學指標
1、銀幕的反射系數、透射系數和吸收系數
光線投射到銀幕上，通常分成三部分：一部分被反射，一部分被吸收，還有一部分穿透銀幕。我們分別用反射系數、透射系數和吸收系數表示銀幕材料對入射光線的反射、透射和吸收程度。
反射系數=銀幕反射的光通t/照射到銀幕的總的光通量(1)
透射系數=銀幕透射的光通量/照射到銀幕上總的光通量(2)
吸收系數=銀幕吸收的光通量/照射到銀幕上總的光通量(3)
對于任何一種幕面光學材料，這三個系數之和都等于1。
即：反射系數+透射系數+吸收系數=1(4)
各種銀幕的光學材料都可用上述三種系數表明其特性，某種材料的吸收系數大，說明射到它上面的光通量損失大。無論是何種銀幕都要求吸收系數值越小越好。吸收系數的大小與銀幕光學材料的吸光性、厚度和顏色有關：材料吸光性高、厚度大、顏色深，則吸收系數大。與其它材料相比，白色材料吸收系數值最小。
反射型銀幕要求反射系數大，透射系數盡量小。在同樣的光照條件下，反射系數越高，銀幕反射的光線就越多。幕面就越亮。透射型銀幕則要求透射系數盡量大，反射系數盡量小。
2、銀幕的亮度系數
銀幕的亮度系數Rα，就是在同一照明條件和規定的觀察條件下，當入射光線沿銀幕法線方向時，在觀看銀幕一側與銀幕法線方向成α角方向的銀幕亮度Bα與同樣條件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)
理想漫散幕是抽象的一種理想銀幕，即反射系數(或透射系數)為1，并且能將全部入射光能量以完全均勻的亮度反射(或透射)到半球空間內。
顯然，由式(5)看出亮度系數Rα是角度α的函數，不同銀幕的亮度系數Rα可用亮度系數特性曲線表示，它表明銀幕表面亮度系數根據觀察方向不同而變化的情況，如圖1。
(1)當銀幕是理想漫散銀幕時：Bα=BO，Rα=1。其特性曲線如曲線1所示。
(2)當銀幕是實際漫散銀幕時，亮度Bα在近法較大幅度內與。α角無關，僅在α接近90度時，亮度才有所降低，其特性曲線如曲線2所示。所以漫散反射銀幕的光能量分配在一定范圍內是均勻的。觀看者在此范圍內觀看銀幕時，亮度大致相同。
(3)當銀幕是方向性漫散銀幕時，在銀幕法線(假定入射方向沿法線)方向的某個范圍內Bα可以大于BO，因而Rα＞1，但隨著α角的增大，Bα不斷減小，Rα則隨著不斷減小。當α超過一定值時，Rα即小于1，其亮度特性曲線如曲線3所示。由于方向性漫散銀幕對入射的光能量在空間的不同方向上重新分配，光線集中在某個方向上，其亮度系數大于1，但是這些方向上的亮度提高是依靠降低其它方向上的亮度來實現的，反射系數(或透射系數)并未超過1。
我們把亮度系數的最大值稱為銀幕的增益。漫反射銀幕典型的亮度增益值在0.8-1.0之間，而方向性漫散銀幕的亮度增益可以從1.4直到2.0，甚至更高。所以方向性漫散銀幕也稱增益銀幕。對于增益銀幕，我們不能只慮它的增益系數，還要考慮銀幕的亮度特性曲線是否平緩。低增益系數銀幕的亮度系數隨著角度的增大降低的幅度較小。高增益系數銀幕的亮度系數隨著角度的增大降低的幅度較大。也就是說，對于高增益銀幕，我們希望其亮度特性曲線越平緩越好。
經多年試驗和驗證，電影界已形成銀幕亮度標準，且被全世界采用。在SMPTE公布的與影院放映影片有關的銀幕亮度標準中，規定銀幕中心亮度為16英尺朗伯(55cd/m2)。邊緣為12英尺朗伯(41.25cd/m2)。這是放映機上無影片運行、白光下所測得的銀幕亮度值。該標準同時指出銀幕中心亮度不宜過亮，也就是說不應有熱點(hotspotting)。通常，銀幕亮度取決于放映機發出的光流以及放映燈和銀幕之間的光損失，也就是反光鏡、鏡頭、放映窗玻璃所造成的光損失，以及從銀幕上反射光線的損失。
3、銀幕的散射角
散射角也稱為視角，是指亮度系數為Rα=0.7Rαmax(Ramax指該銀幕的增益)時的2a角稱為散射角，如圖1所示。散射角在選擇銀幕時是一個重要的光學參數，觀看者觀看銀幕時，應處于散射角范圍內，這樣才能獲得較為清晰、明亮的圖像。一般來說銀幕的增益越大，散射角越小：增益越小，散射角越大。
4、銀幕的清晰度
銀幕畫面清晰度是放映質量的重要指標之一，是指銀幕上影像各細部影紋及其邊界的清晰程度。通常以解像力來表示，即每毫米可分辨的線條數，單位為線對\毫米。解像力越高。并且銀幕中心和四周的解像力相差不大，則銀幕上的圖像顯得越清晰。一般來說，銀幕的解像力達到50線對\毫米就可以達到比較良好的圖像清晰度。
三、常用的幾種銀幕
1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕
白色布幕由白布精漂而成l白色塑料幕是由白色聚氯乙烯制成，布基涂塑幕是在幕基(布或其它織物)上噴涂一層白色聚氯乙烯或白色硫酸鋇涂料而成。這些銀幕都屬漫散反射式銀幕，光線反射柔和，亮度均勻，增益不高，對放映環境透光遮擋要求嚴，反射系數在0.7～0.85,散射角在140度左右。
2、金屬銀幕
金屬銀幕均屬方向性漫散反射銀幕，金屬銀幕可提供更大的輻射強度，就像鏡子反射光一樣，這種銀幕的亮度系數范圍較廣，一般在1.5～10之間。使用這種銀幕時應注意，增益越高，散射角越窄。該銀幕的缺點是密度不易做均勻，從而造成平整度受影響，因此，建議不要用這種材料制作太大的銀幕。
金屬銀幕分為鋁箔反光幕和銀粉幕。鋁箔反光幕是在幕基(如麻布、白細布、漆布、塑料等材料)上噴涂一層鋁反射層或刷一層鋁粉漆。也可將鋁板表面腐蝕或噴砂形成白色無光澤表面。這種銀幕隨制作工藝不同，反射系數通常不超過0.65,亮度系數可在1.5～4.5之間，散射角一般不超過50度。銀粉幕是在幕基上均勻涂上銀粉使之反射投影光。
金屬銀幕中有一種稱為金屬光柵銀幕，它是在幕基上涂布一層含有增塑劑的白色聚氯乙烯，再涂含鋁粉的清漆，干燥后在專門的機器中加熱到200度C，并壓出光柵網格。這種幕的散射角水平方向為1000,垂直方向為500,在此范圍內亮度系數平均為1.3，在法線方向為1.5。這個范圍內反射光占全部反射光的81％，占放映機有效光通量的52％，因而金，屬光柵銀幕光效高，均勻性好。
3、玻璃微珠幕
玻璃微珠幕是在幕基上涂一層白膠漆，然后再均勻噴上一層直徑為0.02～0.03mm的透明玻璃珠，經干燥后而成。玻璃微珠幕屬于方向性漫散反射印幕，具有耐老化、不易褪色、色彩還原性好的優點，銀幕增益為2～4之間，幕前中心亮度為580E左右，反射系數0.75以下，散射角約為50度左右。此類銀幕玻璃珠直徑越大，散射角越小，亮度系數越大。這種銀幕不能折疊，不能用手指、鋒利硬物碰觸幕面，否則容易造成污痕和裂紋。
4、穿孔銀幕
通常放映時為了使聲音與畫面效果配合協調一致揚聲器最好放置在銀幕后的正中央處，這時就會影響聲音的高頻特性。為了提高聲音保真度，可使用穿孔銀幕。銀幕穿孔既要獲取最佳的聲學特性，又要使觀眾觀察不到幕孔。穿孔銀幕的構造是在幕面均勻打上很多小孔，一般孔的直徑在0.5－1.2mm之間，小孔之間應有5.5mm的間隔：小孔面積總和占銀幕面積的2％～5％左右，這樣觀眾在觀看影像時看不到小孔。穿孔銀幕有不同的幕面構造。常見的有橡皮穿孔幕、塑料穿孔幕、玻璃珠穿孔幕、金屬穿孔幕等。銀幕經穿孔后，其表面特性不變，只是改變了音響效果。穿孔銀幕因幕面有孔，透光較多，亮度將降低。
5、毛玻璃銀幕
屬方向性漫散透射銀幕，用毛玻璃制成，一般尺寸不大，方向性特別強，最大亮度系數可達13。
四、銀幕的選擇
銀幕類型、形狀和尺寸三個因素影響著銀幕上的影像。銀幕的選擇主要依據放映場所的實際情況，合理選擇銀幕的類型、銀幕的尺寸和銀幕的形狀。
1、銀幕類型的選擇
方向性漫散反射銀幕，由于亮度系數大，散射角小，所以適合用于窄而長的放映場所。對于寬而短的放映場所，則應選擇散射角大、亮度系數均勻的漫散反射銀幕，這種銀幕能使各個方位的觀眾都獲得滿意的視覺效果。對于無任何遮光條件而又明亮的放映場所，可考慮選擇透射式銀幕，其抗雜光干擾性能特別好。放映立體幻燈或電影，則必須選擇金屬銀幕，因為金屬銀幕的反射不改變光的偏振情況，其它材料的銀幕反射改變光的偏振情況。
2、銀幕形狀的選擇
銀幕的外形一般有長方形和正方形，長方形適用于電影放映，正方形適用于幻燈、投影放映，銀幕的寬高比例要適合于放映設備顯示的圖像比例。銀幕大小與影像格式的關系如表1所示
銀幕形狀還普遍認為應遵守漫反射銀幕為平面、增益銀幕為弧形這一準則。其理由是如果漫反射銀幕采用弧形設計，銀幕上相互之間由于光的散射會使亮度降低，而且有可能使對比度下降，所以漫反射銀幕通常為平面設計，增益銀幕弧深為弦長的5％(弦高比20：1)?；⌒未蟮你y幕可容納更多的觀眾。所以，選擇弧形銀幕設計時推薦使用增益銀幕。
3、銀幕大小的選擇
關鍵詞 產學研 應用光學課程 課程教學 創新與實踐
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.049
Innovation and Practice of Introducing Combination of Production，
Study and Research Model in Applied Optics Teaching
GAO Hongyun， LI Min， CHEN Qingming
（Physics Department， School of Science， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）
Abstract For the "Applied Optics" Teaching resources can not be achieved between the teachers， students and businesses of the three effective sharing of issues， this paper will research this innovative model into teaching session. Through flexible classroom teaching， classroom into the after-school learning network， as well as colleges， enterprises and practices throughout the three important teaching tool， designed to improve teaching effectiveness and achieve win three universities， businesses and students， and to provide a University Professional Courses effective teaching reference method.
Key words production， study and research; applied optics course; course teaching; innovation and practice
“產學研”這一創新模式在2011年就從國家高度被提出，它為高校的辦學理念指出了一個重要的發展方向。①關于產學研的研究和應用受到眾多相關研究人員的重視。②③然而，目前關于產學研的研究主要集中在內涵、辦學、特征等方面進行分析，而關于產學研這一創新模式用于某個具體的專業課程卻鮮有提到。眾所周知，高校開設專業課和學生畢業以后的工作學習密切相關，扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗使學生具有更強的工作能力和競爭力。具有光學專業的著名高校，如浙江大學、南開大學、天津大學等都把應用光學列為重要的專業基礎課程。盡管相關教育工作者在應用光學課程教研方面做了大量的工作，但是一些問題和矛盾也一直存在。④⑤其主要原因是科研經驗豐富的授課老師、對專業知識茫然而又向往的學生以及一直提倡產學研的企業之間并沒有有效實現資源共享和互動。
因此，本論文提出引入新型產學研模式這一理念，通過應用光學課程內容方法的創新與實踐，為學校專業課程找尋一個有效的教學方法，為培養具有較強綜合知識能力、較高競爭力和創新能力的復合型人才奠定扎實的專業基礎。本論文研究主要包括靈活課堂教學、網絡課堂融入課后學習以及實踐和校企聯合貫穿始終三個重要教學手段。
1 靈活課題教學
應用光學課程作為公共基礎課程和專業課程的橋梁，它的成功開展不僅關乎本科生從公共基礎課程到專業課程的順利轉換，更是學生后續專業課程的必要基礎。靈活的課題教學不僅能提高學生的學習興趣，而且有助于課堂知識的掌握，本論文首要的工作就是如何有效地靈活課堂教學。多媒體教學一直是高校推崇的有效教學手段，本論文主要是在多媒體教學的基礎上采用以下兩個方面靈活課堂教學：
（1）科研經驗、實際應用和書本知識有效融合到課堂教學中。在課程開設期間，有效利用課題組成員的豐富科研經驗，結合目前國家的熱點發展和研究方向，尤其是航空航天、環境監測、新能源開發等方向中的應用。如講授透鏡成像這部分內容時，可讓學生了解在我國目前最振奮人心的探月工程項目中，從月球上傳回的每幅圖片都有成像光學系統的功勞;在講授望遠系統這部分內容時，可列舉最著名的哈勃天文望遠鏡以及其拍攝的部分經典圖片;在講授全反射原理這部分知識時，可以和當前環境監測中PM2.5的檢測聯系起來，光學表面等離子體共振生物傳感器也利用的是光學全反射原理;在講授光學不變量這部分知識時，可列舉激光雷達中的光束擴束系統等等。如果每個教學內容部分都能和目前實際應用結合起來，就會使學生對所學習的知識有很深的理解，并能明確學習的目的和方向，自然而然地使學生的學習由被動變成了主動，大大提高了學生的學習興趣，同時也會讓授課教師更有激情和自信。
（2）光學計算機仿真融入課堂理論教學。在課堂教學中可充分利用光學軟件輔助講授光路追跡和光學像差等晦澀難懂的理論知識。如在講授光路追跡公式這部分內容時，可利用光學設計軟件Zemax仿真光線在光路系統中的傳播過程;在講授平面鏡旋轉這部分內容時，可利用PPT自帶的動畫功能仿真出旋轉和光線傳播的關系;在講授光闌這部分內容時，可利用Matlab仿真出不同光闌對光路的影響;在講授幾何像差這部分內容時，可利用Zemax仿真不同像差的圖樣等等。應用光學不同于其他課程，課程內容里幾乎所有知識都能用計算機形象地仿真和實現，如果課程內容的講授和計算機仿真演示能有效結合起來，可使枯燥、晦澀的課程內容變得生動、形象。因此，三維圖形和動畫的合理使用會使學生有效地掌握專業知識，并能在以后的光學系統設計和實際應用中凸現較強的能力和潛力。
此外，可根據每個成員的優勢，協作完成應用光學課程教學，如科研經驗豐富的老師講授應用方面的知識內容，計算機技能熟練的老師講授晦澀難懂的理論知識，這樣會更好地引起學生的學習興趣，在有限的教學時間內讓學生掌握更扎實的應用光學知識。
2 網絡課堂融入課后學習
在教學過程中老師一般會留一些思考題或課后習題，然而這類學習缺少很大的互動性，學生自主學習的動力明顯不足，致使不少同學都采用抄襲方式完成，給后續的教學帶來不利的影響。網絡教學是一種非常重要的輔助教學手段。本論文主要從以下兩個方面使網絡教學融入課后學習進而促進課堂教學。
2.1 建立一個專業課程學習網站供學生下載相關學習資料和視頻
建立一個應用光學專業課程學習網站，學生可利用空閑時間下載并學習相關資料和視頻，避免在課堂上記錄大量的學習筆記，一定程度上減輕了學生的學習負擔，學生只需在課堂上認真聽講，必要時做一下問題記錄即可，大大提高了學生的學習效果。網絡教學也是教師和學生的一個互動平臺。教師把上課的教案、習題、測試題、思考題和一些相關的科研應用等放到網上，讓學生自主學習消化，如果學生有任何問題或疑問可以在網上和老師交流討論，實現網上在線答疑，可以把有限的40個學時的課堂教學發揮最大的教學效果。尤其是課堂上展示的三維動畫視頻，學生不一定能及時消化，如果學生能及時從網站上下載相關視頻，就可以隨時查看和學習，不受有限的課堂學習時間的限制，可以讓學生的學習時間更靈活。此外，課程學習網站上可以上傳一些相關的課外資料，如阿貝折光儀最早是誰發明的，現在已經發展到什么程度，望遠鏡最早是誰發明的，望遠鏡的種類和最新發展，尤其是同學們比較感興趣的天文望遠鏡其原理和結構，照相機的發明者、種類、最新發展等等，大量的文字、圖片、視頻等資料都是同學們感興趣而課堂上無法給他們詳細展示的內容，這樣一來專業課程網站的使用很大程度上拓寬了學生的知識面，開闊了學生的視野。
2.2 建立一個QQ交流群可以讓學生和老師之間進行及時互動交流
目前武漢的無線網絡已經普及，利用這一網絡優勢，可以建立一個供課程學習交流的QQ群。這樣一來，無論是老師還是學生都可以很方便地互動，一定程度上彌補了專業網站必須登錄才能交流的問題。利用所有同學都在使用手機QQ的現狀，建立的QQ群可以實現問題和信息的及時互動，讓老師能夠第一時間掌握學生的學習動態，信息的及時反饋可以讓老師更好地給學生授業解惑，一定程度上促進了教學效果的提高。此外，免費的信息交流方式讓學生在學習更有主動性和積極性。
3 校企聯合實踐貫穿始終
我們不僅要培養學生的創新思維，更重要的是培養學生的實踐能力和實際科研能力。主要通過課外實驗、專業課程設計、實踐實習考察和邀請企業技術高管人員來校開設公開講座等方式，具體實踐過程主要分為如下兩個方面。
（1）產學研培養模式可以大大提高學生的綜合能力和競爭力。應用光學課程不同于其他課程，課程內容的每部分理論知識都能和實際應用結合起來，在教學過程中可以充分利用這一優勢，在每個獨立章節之后都安排1～2個相應的應用光學實驗，這樣可以充分調動學生的學習積極性，而且通過實驗可以讓學生很容易理解和掌握所學的知識。學習期間也可讓學生分成若干學習興趣小組，如果有好的創新理論可以結合光電實驗室實行具體實驗和實踐應用，這樣可以大大提高學生的學習興趣和創新能力。此外，通過課程設計可以讓學生的學習能力得到進一步提高。這種理論和實踐相結合的教學模式是基于學分制和大類培養背景下提出的新的教學方法，也是針對其他就業創業類人才提前開設的準備課程環節。這就使得產學研模式不再是企業公司的專屬，面對激烈的殘酷競爭，讓學生的能力提前得到全方位的鍛煉和加強。
（2）校企聯合可以從根本上杜絕學校和企業的脫節問題。在課程學習期間可以適當安排學生到相關企業進行參觀和學習，讓學生提前了解到課程知識的具體科研和社會應用。適時邀請一些企業的技術高管進入課堂為學生開設相關的理論和實踐公開講座，并為感興趣的和學習優秀的學生提供一定的企業實習機會，這會讓學生看到未來的專業發展方向，讓學生的學習有了明確的方向和目標，不僅促進了學生的學習動力，也提高了課堂教學效果。
4結束語
引入產學研模式后應用光學課程教學效果明顯。然而，在這一新型模式下，有些問題必須引起一定的重視，一、每個成員老師都承擔著一定量的教學和科研工作，如何協調好教學時間和實踐教學活動不沖突是面臨的首要問題;二、科研所需的知識面廣而深奧，如何將書本知識和科研進行優化結合而不讓學生覺得科研太難而失去對科研的興趣;三、開設企業實踐和相關課程設計，由于人數較多，過程環節監督有待完善。這一創新模式可以成功推廣到其它專業課程教學當中。
基金項目：武漢理工大學教學研究項目（項目編號：2013081）
注釋
① .在慶祝清華大學建校100周年大會上的講話[N].人民日報，2011-04-25.
② 朱方來，劉世林.高等職業教育實踐教學基地產學研結合人才培養模式的研究[J].高教探索，2006（3）：78-81.
③ 饒燕婷.“產學研"協同創新的內涵、要求與政策構想[J].高教探索，2012（4）：29-32.
英文名稱：中國激光(英文版)
主管單位：
主辦單位：中國光學學會
出版周期：雙月刊
出版地址：上海市
語
種：英語
開
本：16開
國際刊號：1004-2822
國內刊號：31-1615/TN
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發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1992
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論文關鍵詞：光學相關探測,光學設計,傅立葉變換透鏡
光學相關探測與目標識別屬于光學信息處理范疇。它指的是光學圖像的產生、傳遞、探測和處理。與傳統電子信號處理相比，光學信息處理具有并行度高、容量大的特點，而且利用光電聯合相關探測可以對要搜索、探測的目標進行實時探測，自動識別和高精度定位。光學相關探測的關鍵器件是光學傅立葉變換透鏡。通過光學傅立葉變換透鏡實現從空間域到頻域的轉換，對圖像進行相關運算，從而達到圖象識別的目的。傅立葉變換透鏡分反射式與透射式，其中透射式又可分為多組元和單組元兩大類。單組元透鏡加工裝配容易，而且可以使儀器小型化。
1實時聯合變換相關器的具體裝置
如圖是光電混合實時聯合變換相關器的具體實驗裝置：
光電混合實時聯合變換相關器的示意圖
Schematic diagram of hybrid optoelectronic real time joint transform correlator
系統采用氬離子激光器作為光源，通過衰減器調制輸出光強，經顯微物鏡聚焦、針孔進行空間濾波后，再經準直透鏡形成均勻的準直擴束平行光。之后半反半透鏡把平行光分為兩路，第一路用于獲得聯合變換功率譜，經CCD1實時攝取的目標圖像與事先存貯在PC1的參考模板一起被輸入到電尋址液晶EALCD1中，聯合圖像經傅里葉變換透鏡FTL1后，由平方律探測器CCD2進行探測，得到目標t(x,y)和參考圖像r(x,y)的聯合變換功率譜，經PC2顯示；第二路用于獲得相關峰圖像，輸入到PC2的功率譜經空間光調制器的控制系統又被輸入到電尋址液晶EALCD2中，經傅里葉變換透鏡FTL2進行逆變換后，由CCD攝取目標圖像與參考圖像的聯合變換相關點，再輸入到最后一個PC中由其顯示出來。
2國內外傅立葉透鏡的發展狀況
實驗裝置的關鍵器件是傅立葉變換透鏡，透射式的傅立葉變換透鏡基本結構形式大致可以分為兩類。第一類是雙遠距型及其變型(圖1-1 )。其中遠距式結構可以使前焦點到后焦點的距離從2f縮小到0.7 f左右，這樣大大縮小整了個系統的尺寸。第一個傅立葉變換透鏡即采用這種結構。
但是處理面和頻譜面直徑是不同的，為了解決這個問題有了兩種非對稱結構型透鏡，如圖1-2a所示。當被處理面和頻譜面較大，鏡頭焦距較短，或者為了引入參考光方便需要增加工作距離時，采用圖1-2b雙反遠距型結構。
第二類是單組元的傅立葉變換透鏡(圖1-3 )。上述那些多片結構的透鏡，從滿足像質要求上是不必要的，一組密接的兩片薄透鏡雖然變量較少，但仍能滿足全部像質的要求。而且第一大類型的片數過多會引出很多問題，如玻璃表面臟點，雜光引起相干光，玻璃內部缺陷，片數過多裝配的誤差也會積累等。圖1-3 (a)是單片型，兩半徑相等。為了校正球差，第二面改為非球面，并采用高折射率玻璃以降低其它像差。非球面在形式上是最簡單的結構，但要制造出能滿足波像差要求的非球面是極為困難的，且價格昂貴。(b)是對稱雙片型，利用一分為二來降低球差。(c)是雙膠合或雙分離型。可以采用是正常的折射率玻璃組合(即正透鏡n值大，負透鏡n值小)來降低匹次瓦和，增大孔徑和視場。
3設計小型的雙分離的傅立葉變換透鏡
傅立葉變換透鏡基本上屬于小孔徑、小視場光學系統。大部分的焦距在300～1000之間，相對孔徑約1/7～1/16，被處理面和頻譜面直徑在30～100mm范圍內，最高頻率約為60～100線/mm。本文利用初級像差理論求出透鏡的初始結構，然后借助于ZEMAX光學設計軟件進行光學自動設計，經過多次像差平衡就能獲得滿足像質要求的最后結果。由PW法計算得出透鏡的初始結構及玻璃牌號為：
r
d
n
178.807
3.05
ZF6
131.773
1.20
151.694
3.80
K9
-362.751
對上述透鏡的初始結構的計算是假設透鏡組為薄透鏡，而實際透鏡組是有一定的厚度，另外實際像差的計算結果不僅包含有初級像差還包含有高級像差，因此用初級像差求得的上述系統只能作為自動設計的初始結構。下面，利用ZEMAX軟件進行像差自動平衡。得到有關的數據:
r
d
n
351.469235 v
10.285685
ZF6
-255.566552v
2.096585 v
-204.590517v
10.285685
K9
-750.514351v
MTF圖 波前圖 點列圖 等結果如下：
MTF圖
波前圖
點列圖
4 結論
由像差和光學設計的基本理論可以知道，我們不可能把光學系統的像差完全消除，也沒有這個必要。但確定殘余像差的允許值對設計和實際生產都具有重要意義。光學系統像差的公差，是隨系統的要求不同而改變。對于傅立葉變換透鏡一般用波像差來衡量，實踐證明當光學系統波像差小于1/4λ，所能進行的變換才能滿足要求。當光學透鏡組的視場和相對孔徑較小的情況下，可由下面接給出波像差為1/4λ的各種幾何像差的公差。
⑴、球差的公差
由于波像差的公差的大小不僅與光束的最大球差有關，而且和球差在整個孔徑內的分布規律有關。初級球差與孔徑h的平方成比例，球差隨h的增加而增加，孔徑邊緣的球差最大。下面給出球差分布情況下的公差。相對孔徑比較小的系統對應的邊緣球差的公差為: 傅立葉變換透鏡可以滿足使用條件。本文的球差為0.001159滿足使用要求。
⑵、正弦差的經驗公差
經驗證明，當SC小于0.0025就可以滿足一般使用要求。本文的正弦差為0.000175滿足使用要求。
⑶、畸變
傅立葉變換透鏡一定存在著不可消除的畸變值，但是我們的實驗裝置中是成對的使用傅立葉透鏡，光學系統的結構是對稱的且放大率β=-1，根據像差理論畸變會自動消除，同時彗差也會相互抵消。
⑷、場曲
本文的場曲為0.000265mm滿足場曲使用要求。
⑸、愛里斑半徑
在幾何光學中，理想光學系統使點物成點像。但實際上衍射效應是無法消除的，所以光學系統所成的點物的像是一個衍射像斑。那么，對于透鏡的各種像差，除了要滿足上述幾何像差的要求外，我們還要求透鏡成像的衍射斑半徑滿足透鏡衍射極限，即為愛里斑r=0.61λ/n´sinu´式中，sinu´為數值孔徑，u´為孔徑角。同時，愛里斑的大小也可以用相對孔徑來表示，即r0=1.22λf/D可以通過上面兩式來驗證所設計的傅立葉變換透鏡的衍射極限的大小與理想成像時的愛里斑的差異，r=0.006271 r0=0.006289 r=0.000018由上面的計算結果可以看出，r的值是非常小的，這表明所設計的傅立葉變換透鏡的實際衍射極限與理想光學系統的衍射極限相差很小。通過以上的討論與驗證計算，證明設計的傅立葉變換透鏡能達到很好的像差要求。
⑹、光學系統波像差
本文波像差為0.0997λ滿足公差的要求。
⑺． 本文的三個視場RMS的半徑在2.575到4.856之間，能與CCD等接收器件很好配合。
參 考 文 獻
[1] 郭陽雪 傅立葉透鏡的設計及其在光學相關探測中的應用
長春理工大學碩士論文
英文名稱：Optical Technique
主管單位：國防科學技術委員會
主辦單位：中國兵工學會
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1002-1582
國內刊號：11-1879/O4
郵發代號：2-830
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1975
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
本叢書共分為四卷，分別是，第一卷：科學基礎，技術和應用；第二卷：納米光子結構與材料；第三卷：光子技術和儀器；第四卷：生物醫學光子學，光譜學和顯微鏡。本叢書內容包含整個現代光子學的內容；著重研究光子到光的特性，重點分析光子形成光的過程和應用；緊密扣合現代光學的迅速發展。本卷各個章節均由該領域的頂尖科學家撰寫。
本叢書的編者也是本書的作者David L. Andrews致力于基礎光子學和能源運輸、光機械力和非線性光學現象的研究。他發表了超過300篇研究論文并著有十幾本書，包括教科書中廣泛采用的激光內容。他所在的研究組重點研究方向是納米分子系統中基于納米光學的操縱和交換，以及光捕獲新機制。該研究組與國際合作研究小組有著緊密的關系，特別是與加拿大、立陶宛、新西蘭和美國的相關研究小組。David L. Andrews還是皇家化學學會物理研究所的院士、國際光電工程學會SPIE會員，以及光學和光子學國際協會成員。
本書是光子學系列叢書的第一卷： 科學基礎，技術和應用。本書以通俗易懂的語言，介紹了現代光子學中從統計光學到量子光子學涉及到的基礎技術和應用，也包含這些技術和應用所依據的基本物理原理。本卷所討論的主題有：光子、相干性和統計光學、復雜光與奇點光學、電介質電動力學、快光與慢光、全息光學、多光子過程、光角動量、光力及捕獲和操縱、偏振態、量子電動力學、量子信息與計算、量子光學、共振能量轉移、表面光學、超短脈沖現象。
本書章節內容包括：1.光子；2.相干性和統計光學；3.空間變化的偏振光；4.量子光學；5.壓縮態光；6. 材料電磁理論；7.納米光子學表面和腔；8.量子電動力學；9.多光子過程；10.軌道角動量；11.光學中的螺旋性和電磁對偶轉換；12.慢光和快光；13.阿秒物理：原子和固體的阿秒條紋光譜學
本書適用于物理專業研究生階段的學生，光子學方向的工程師、學術研究人員及該領域的研究生、大學講師、教育工作者等。本書也適用于政策制定者、咨詢顧問、科技圖書館、政府實驗室和美國國立衛生研究院等機構。
楊盈瑩，副研究員
（中國科學院半導體研究所）
Yang Yingying，Assistant Professor
（Institute of Semiconductors，CAS）David L.Andrews
Photonics
Volume 2，Nanophotonic Structures
and Materials
2015
http：///book/
關鍵詞：科技期刊；數字化；增值；影響力
中圖分類號：G237.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-8122（2016）10-0065-03
2015年3月5日總理在《政府工作報告》中提出“互聯網+”行動計劃，互聯網+學術出版成為期刊界廣泛關注的話題，而隨著互聯網和數字技術的發展，如何開展科技期刊在網絡化環境下的增值服務也受到期刊界的重視[1-5]，但是目前這些研究還主要立足于開展服務層面。數字化、網絡化使得科技期刊的內涵和外延均在無限擴大，其價值已遠遠超出了傳統紙媒期刊本身。本文希望從科技期刊作為特殊商品這一自身的特殊性出發，首先分析科技期刊的價值與增值的內涵，然后從學術價值、使用價值、銷售收入三個方面，介紹在增值方面國外科技期刊的做法、國內科技期刊的經驗，探討我國科技期刊如何利用數字化、網絡化手段，開展多樣化運作，增加自身價值，各種價值相互促進，從而提升“互聯網+”環境下科技期刊的影響力。
一、科技期刊的價值與增值
科技期刊的價值，是科技論文在評審、編輯、出版、傳播、評價等一系列活動中所形成的創造性勞動，主要包括學術價值、使用價值、銷售收入等?！盎ヂ摼W+”環境下科技期刊的增值是指科技期刊順應數字化、網絡化發展，從自身特點出發，以內容為基礎，利用先進的技術手段，提供比傳統紙媒期刊內容更豐富、形式更多樣、獲取更便捷的信息資源，從而滿足作者和讀者更多方面、更具差異的個性化需求，使科技期刊的價值得以提升、影響力得以擴大。
國外科技期刊數字出版普遍開展早，理念先進，技術手段領先，我國科技期刊雖然近幾年也開始重視數字出版，但是普遍尚未掌握先進的數字出版技術，缺少政策、人才、資金的支撐，因此大多數科技期刊還僅局限于將紙媒期刊的內容數字化后搬到網絡上，網站上的信息普遍內容較簡單、形式較單調，未能充分利用數字化、網絡化技術挖掘和發揮出科技期刊更大的價值，實現增值運作。
二、學術價值的增值運作
科技期刊的學術價值是由它所刊載的內容來體現的， “互聯網+”環境下科技期刊的學術價值不再是其登載的學術論文的學術價值的簡單加和，而是遠遠超出論文本身，延伸到可由其論文所能挖掘的內容、承載其論文的期刊網站所刊載的內容等無限廣大的范圍，其學術價值也因互聯網技術的發展而有無限運作的空間。
（一）內容的挖掘與關聯
對內容進行挖掘與關聯，指對論文的內容進行深度加工，挖掘和豐富論文的內涵，實現相關的知識和文章的輕松鏈接，提升論文的附加值，即實現所謂的語義出版。國外一些知名的期刊出版集團如愛思唯爾（Elsevier）、斯普林格（Springer）等，利用XML等技術對論文進行結構化的描述與深度加工，達到了論文內容與形式的分離，完成了對數據的處理與整合，實現了知識點間的關聯與鏈接，使期刊不再局限于紙媒期刊的內容，信息量得以成倍擴大，學術價值得到大幅提升。我國科技期刊目前普遍采用方正、Word等軟件進行排版，受語言、出版軟件和技術等方面的制約，在知識挖掘方面起步較晚。目前已經有一些科技期刊如中國科學院的部分期刊、高等教育出版社的Frontiers系列期刊等開始采用XML排版，嘗試對內容進行挖掘和整合；中國科學院文獻情報中心已經開始進行語義出版方面的研究。傳統科技期刊應關注相關進展，在現有基礎上開展相關嘗試，實現自身學術價值的提升。
（二）網站的改進
網站作為科技期刊信息和展示的平臺，能夠提供紙媒期刊所無法承載的豐富的信息內容和展現形式，科技期刊利用自身的網站，提供文字、音頻、視頻、多媒體資源，增強互動內容和環節，能夠增強科技期刊的凝聚力，提升科技期刊自身的學術價值。網站建設越來越受到科技期刊的普遍重視。《科學》（Science）的網站提供科學播客（Science Podcast），展示編輯對作者的采訪，使讀者更好地了解作者的研究內容和科研成果[6]；《英國醫學會雜志》（BMJ）在網站上提供實驗方法、實驗數據和審稿意見等論文之外的許多內容；《自然》（Nature）、《細胞》（Cell）、《美國科學院院刊》（PNAS）等都在自己的網站上開辟了前沿問題、熱點問題探討平臺，引導讀者開展學術研究[7]。中國高校科技期刊研究會已連續評選了三屆中國高?？萍计诳瘍炐憔W站，宣傳優秀網站的成功經驗，促進高校科技期刊網站建設；《中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志》《臨床轉化神經醫學》（Translational Neuroscience and Clinics）在網站上提供論文有關的視頻文件等。但是我國大多數科技期刊的網站還普遍比較簡單，不像國外知名期刊的網站內容那么豐富，視頻和音頻文件較少，使科技期刊增值的內容不多，進一步改進的空間較大。
三、使用價值的增值運作
科技期刊的使用價值是指科技期刊供作者、讀者使用所帶來的價值，“互聯網+”時代，數字化、網絡化使科技期刊更好用，用起來更便捷，用處更廣泛，讀者可以在紙媒期刊出版前便閱讀到優先出版的期刊，不花錢便免費獲取期刊，通過期刊網站獲得更多專業信息、專業資源，科技期刊的使用價值具有巨大的增值空間，能夠吸引更多作者和讀者的關注，進而促進其學術價值的提高。
（一）優先數字出版
優先數字出版（advance online publication）是指在印刷版出版之前，將期刊的內容以數字出版的形式提前在網絡、移動媒體上，讀者可以對優先出版的論文進行閱讀和引用，從而縮短論文面世的時間，有利于提高論文的顯示度和被引用率、提高期刊的影響力[8]。優先數字出版增加了期刊的使用價值，擴大了期刊的影響，已成為國際科技期刊出版的大趨勢，為越來越多的科技期刊所采用。國際著名學術期刊都采取了優先數字出版，如Nature的優先在線出版（advance online publication，AOP）、Science的快遞（Express）、Springer的在線搶先閱讀（Online First）、Elsevier的即將出版（In Press）。英國皇家化學會（RSC）的期刊論文經過同行評審被錄用后，通過制作在正式編輯發表之前便在線發表，通常從接收到初次在線發表學術論文僅需 60 天，短篇評論文章只需45 天[9]。中國知網于2010年10月正式啟動了中國學術期刊優先數字出版，目前為學術期刊提供單篇和整期的優先數字出版，實現了互聯網出版、電子出版、手機出版等形式的優先出版，得到國內科技期刊的積極響應。
（二）開放獲?。∣A）
開放獲?。╫pen access， OA）是一種不同于傳統出版模式的傳播形式，它的理念和做法已被科技界、期刊界、圖書館界普遍接受。傳統紙媒期刊普遍采取在期刊出版的同時或一段時間后上網供讀者免費檢索、閱讀、下載、復制、傳播，使讀者可以更便捷地獲取論文，有利于提高期刊的傳播效果。不同的期刊在閱讀權、再使用權、版權等方面開放的程度存在一定差異。國外一些知名的期刊均采取了開放獲取的形式，如《細胞》（Cell）的系列期刊在出版12個月后可以免費獲取，《新英格蘭醫學雜志》（NEJM）在出版6個月后可免費獲取[10]。歐盟要求歐盟研發框架計劃（PP7和“地平線2020”）資助的項目，其研發成果實施開放獲取，鼓勵各成員國一致采取開放獲取政策，加強對科研成果開放獲取的資助。2014年5月15日我國國家自然科學基金和中國科學院宣布開放獲取政策，規定所有國家自然科學基金項目和中國科學院的論文，在發表后1年全部向讀者免費公開。《納米研究》（Nano Research）在2008年創刊時采取全部開放獲取，以便讀者閱讀下載，提高期刊影響力和顯示度，并收到良好效果，2013年其影響因子已達7.392。近年來，世界知名的出版公司紛紛推出了OA期刊，如《自然交流》（Nature Communication）、《科學進展》（Science Advance）、《細胞報告》（Cell Report）等，我國也有《光：科學與應用》（Light：Science & Application）等OA期刊問世[11]。開放獲取有利于科技期刊擴大讀者群，增強了科技期刊的使用價值，促進了科技期刊學術價值的提升，因此成為科技期刊增值運作的手段之一。
（三）期刊群的建設
為了加強學科與出版資源的整合，優化資源配置，實現資源共享，形成優勢互補，提升科技期刊的辦刊水平，期刊群、期刊聯盟應運而生。加入期刊群對于規模較小、影響力較弱的個刊無疑是加入到更廣闊的平臺，有利于提高個刊的顯示度，提升期刊的影響力，吸收高水平的稿件，吸引更多作者和讀者的關注，實現自身發展，提升自身使用價值，因此期刊群的建設日益受到科技期刊界的重視。國外有Springer、Elsevier、英國皇家化學會（Royal Society of Chemistry， RSC）、牛津大學出版社（Oxford University Press）等刊群。如英國皇家化學會（RSC），出版化學、生物學、材料、醫學和物理學等專業的40余種期刊，同專業的期刊間共享審稿專家，可以互轉稿件，避免了重復審稿，縮短了論文刊發時間；自然出版集團（Nature Publishing Group，NPG）旗下有約110種期刊，其平臺具有協同采編、跨庫檢索、文獻評價、數字化學習、數字化研究等功能[12]。我國目前有20多個不同類型和規模的刊群、期刊聯盟，如中華醫學會刊群、中國光學期刊網、材料期刊網、中國高校醫學期刊網等，以及中國航空學會期刊聯盟等。其中中國光學期刊網（http：//opticsjournal. net/）[13]截至2016年3月6日匯集了52種光學期刊，投稿專區匯集了47個期刊的作者投稿系統或投稿郵箱，資訊欄目有會議資訊、行業動態、招聘信息等，社區欄目有博客、我的博客、學習小組等，為光學專業人士和企業提供了日常關心和關注的專業信息，為專業人士投稿提供了方便，也避免其受到虛假網站的欺騙；當然，由于期刊的主辦單位不同、期刊的性質不同，期刊群內的期刊還只是松散的結合，若能夠共享審稿專家、互轉稿件等將能夠節約資源、提高效率，使期刊群的作用得到更大的發揮。
四、銷售收入的增值運作
科技期刊的銷售收入是指通過銷售期刊所獲得的收入，“互聯網+”環境下科技期刊的銷售收入不再只是來源于銷售紙媒期刊，還包括數字期刊的使用、版權的使用所帶來的盈利收入。
（一）銷售網絡版
隨著數字化、網絡化的發展，紙媒期刊銷售量越來越少，而加入知名的數據庫和檢索平臺是越來越受到科技期刊重視的，獲得電子版、網絡版銷售收入的方法。Springer和Elsevier是世界知名的兩大期刊出版機構，加入其平臺，是科技期刊提高影響力、獲得銷售收入的舉措之一。如北京科技大學出版的《礦物、冶金與材料學報》（International Journal of Minerals， Metallurgy and Materials）加入Elsevier的ScienceDirect平臺，每年獲得穩定的銷售收入。中文的科技期刊選擇加入《中國學術期刊（網絡版）》《中國期刊網》全文數據庫及萬方數據數字化期刊群等，通過互聯網進行網絡出版，獲得銷售收入。
（二）加入美國版權結算中心（CCC）
美國版權結算中心（copyright clearance center， CCC）是一家全球版權經紀公司?？萍计诳庉嫴恐恍杼峤黄诳拿Q、刊號、出版單位、出版時間、語種等基本信息，即可完成授權和許可。科技期刊加入版權結算中心后，有國內外讀者要使用科技期刊上的論文、圖表時，只要付費給版權結算中心后即可直接合理使用，編輯部從中可以獲得版權收益[14]。國外知名的出版集團如Springer、Elsevier、美國電氣和電子工程師協會（IEEE）等均加入了版權結算中心。目前國內的《浙江大學學報（A輯：應用物理和工程）》（Journal of Zhejiang University-SCIENCE A：Applied Physics & Engineering）、《礦物、冶金與材料學報》（International Journal of Minerals， Metallurgy and Materials）等已與版權結算中心簽約，并且已有期刊開始獲得版權收益。數字化時代，檢索、獲取、使用論文變得越來越便捷，版權的保護和開發日益受到科技期刊的重視，與版權結算中心合作可以保護自己的版權，提高期刊的國際國內顯示度，獲得版權收益，因此越來越多的科技期刊編輯部加入版權結算中心，加入版權結算中心也成為科技期刊增加銷售收入的方法和手段。
（三）按需印刷、出版抽印本
數字化、網絡化為傳統紙媒科技期刊實現按需印刷、滿足作者和讀者個性化需求提供了可能。隨著互聯網與信息技術的發展，科技期刊的紙質版印刷量在不斷縮水，取而代之的是在線閱讀的大量增長。作者出于留念、上繳、保存等目的可能需要自己論文的抽印本、豪華版，科技期刊按照作者需要完成按需印刷，不僅可以獲得一定的經濟效益，實現和提升科技期刊銷售收入，更能擴大宣傳，產生顯著的社會效益，而且操作簡便、容易實現，因而越來越受到科技期刊的重視。如Nature在論文錄用后，會隨論文錄用通知，給作者發去論文抽印本的訂購單，作者可以另外付費購買其論文的抽印本；《中華內科雜志》將特色欄目“臨床病理討論”中的126篇論文匯編成《內科疑難病例討論選編》，受到讀者的廣泛歡迎，不僅擴大了期刊的知名度，而且還為編輯部帶來不菲的銷售收入[15]。隨著期刊出版體制改革的不斷深入，更多的科技期刊開始關注經營、效益的問題，按需印刷、出版抽印本是科技期刊開展經營、增加銷售收入的重要手段。
五、結 語
“互聯網+”時代，數字化、網絡化為傳統科技期刊帶來了巨大的增值空間，這既是機遇，也是挑戰。科技期刊順應時代和技術發展，通過多樣化運作，增加自身的學術價值、使用價值、銷售收入，提升學術影響力，有很多工作可以做，需要做，必須做。
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[13] 期刊集群[EB/OL].[2016-03-10].http：/// Journals.
【關鍵詞】 光電子技術 光醫學 光保健 學科現狀 發展趨勢
一 引言
生物醫學光學與光子學是光學或者說光子學現展的一個分支學科。由于光學與光子學是具有極強應用背景的學科，所以“生物醫學光子技術”這一多學科交叉的新興研究領域在20世紀末葉也隨之應運而生。
激光技術作為一項重大的科技成就，為研究生命科技和疾病的發生、發展開辟了新的途徑，為保健和臨床診療提供了嶄新的手段,推動人類科學技術進入新的發展階段。
可以把與光的產生、傳播、操縱、探測和利用有關的物理現象和技術包括在內的科學及工程籠統地簡稱為光學。用光學最廣的含義來概括各研究領域及其相關交叉分支時必然包括了激光和光電子技術。運用光學及其技術研究光與人體組織的相互作用問題可歸之于“組織光學”范疇。它是研究光輻射能量在生物組織體內的傳播規律以及有關組織光學特性的測量方法的一門新興交叉學科，是光醫學（光診斷和光治療）的理論基礎。經過40多年的發展，激光與光電子技術在人類的保健、醫療以及生命科學中產生了很大影響。
在醫學領域，光電子技術使各種新療法，包括從激光心臟手術到用光學圖像系統的關節內窺鏡進行微損膝關節修復等，成為可能或得以實現。目前，科學家們正致力于研究光學技術在非侵入式診斷和檢測上的應用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“無針”監控等。激光在醫學上的最早應用雖然集中在治療方面，然而在80年代初期起便開始了光診斷技術的探索。指望無損害地獲得診斷信息是這些研究的驅動力之一，其中在物理學中高度發展的光譜技術有望在診斷醫學中得到應用。利用光纖把光傳輸到身體內部的能力，可以完成膀胱、結腸和肺等器官的檢查。隨著醫學診斷方法向無損化方向發展，利用光電子學技術對組織體進行鑒別和診斷，有可能更早期、更精確地診斷各種疾病。近年來，人們開始把這種診斷方法稱之為“光活檢”。
隨著現代醫學模式的轉變、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，從20世紀80年代后期起，“激光美容術”在世界各地包括在我國各大城市逐漸地開展。保健美容是光電子技術應用越來越活躍的領域。激光技術應用于美容外科的起步較早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治療變得簡易有效。到20世紀末，人們又開發了一種稱為光子嫩膚術的新美容技術。它基于選擇性的光熱解作用，有效地改善肌膚的質地和彈性，達到美容的效果。之所以用激光或強脈沖光進行非消融性的嫩膚或治療越來越流行，是因為這類手術具有無損、不必住院、幾乎無副作用和無疼痛，從而使受術者容易接受的優點。
國家自然科學基金委員會先后二次在“光子學與光子技術”以及“生物醫學光學”優先資助領域戰略研究報告中分別指出：近年來生物醫學光學與光子學的迅猛興起，令人矚目，并因而引發出一門新興的學科－生物醫學光子學（Biomedophotonics）。研究報告選定了近期優先研究領域包括生物光子學、醫學光子學基礎研究、醫學臨床的光學診斷和激光醫學中的重要課題等諸方面。
福建師范大學在1974年成立了“醫用激光及其應用技術”研究組，以激光與光電子技術為基礎，圍繞激光醫學應用的核心技術開展研究與開發。至二十世紀九十年代，跟隨該領域的國際走向，轉入激光醫學技術的基礎理論研究工作，在國內率先開展了生物組織光學與光劑量學的研究。伴隨研究工作的深入開展，逐步形成了我們有特色的若干前沿研究方向，并于2005年獲準立項建設醫學光電科學與技術教育部重點實驗室。
二 國內外現狀
光學在生命科學中的應用，在經歷了一個緩慢的發展階段后，由于激光與新穎的光子技術的介入，進入了一個迅速發展的新階段。與光學有關的技術沖擊著人類健康領域，正在改變著藥物療法和常規手術的實施手段，并為醫療診斷提供了革命性的新方法。特別在近十多年來，與蓬勃的學術研究活動相對應，國際上出現了專門的研究性學術雜志，如：Laurin 出版公司于1991年發行了“Bio-Photonics”新雜志。美國光學學會重要的會刊之一“Applied Optics”也于1996年將其“Optical Technology”欄目擴充為“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有關生物醫學光學的論文專集。SPIE亦于1996年創辦了期刊Journal of Biomedical Optics，且聲譽日隆。到2004年，該刊的SCI影響因子已達3.541。當前，發達國家普遍對生物醫學光子學學科給予了高度重視。例如，在美國國家衛生研究院（NIH）新成立的國家生物醫學影像與生物工程研究所（NIBIB）中，生物醫學光子學也成為其主要資助的領域。近三年中，美國NIH已經召開過4次研討會，認為新的在體生物光子學方法可用于癌癥和其它疾病的早期檢測、診斷和治療。新一代的在體光學成像技術正處在從實驗室轉向癌癥臨床應用的重要時刻。在NIH的支持下，美國國家癌癥研究所（NCI）正在計劃5年投資1800萬美元，招標建立“在體光學成像和/或光譜技術轉化研究網絡（NTROI）”，其研究內容主要包括：光學成像對比度的產生機理、在體光學成像技術與方法、臨床監測、新光學成像方法的驗證、系統研制與集成等五個方面。2000年底，在美國NIBIB的首批支持項目中，光學成像方法約占30%。2000年7月，美國NIH投資2000萬美元，開展小動物成像方法項目（SAIRPs）研究，受到生命科學界的高度關注，其中光學成像方法是研究重點之一。美國國家科學基金會（NSF）在2000-2002年了4次關于生物醫學光子學研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招標指南?！?.11”事件后，美國國防部啟動了“應激狀態下的認知活動”(Cognition under stress)項目，采用的研究方法就是光學成像技術。美國加州大學Davis分校于2002年10月宣布：未來10年內，將投資5200萬美元建立生物醫學光子學科學技術中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000萬美元由NSF支持。在學術交流活動方面，國際光學界規模最大西部光子學會議（Photonics West）上，每年的四個大分會之一即是生物醫學光學會議（BiOS），論文均超過大會總數的三分之一，如，2003年關于BiOS的專題為19個，占整個會議的19/52=36.5%；2004年，IBOS會議專題為20個，占整個會議的20/55=36.4%。另外，每年還召開歐洲生物醫學光子學會議。除疾病早期診斷、生理參數監測外，在基因表達、蛋白質―蛋白質相互作用、新藥研發和藥效評價等研究中，特別是近年來的Science, Nature, PNAS等國際權威刊物發表的論文表明，光子學技術也正在發揮至關重要的作用。在某些領域，如眼科，光學和激光技術已成熟地應用于臨床實踐。激光還使治療腎結石和皮膚病的新療法得以實現，并以最小的無損或微損療法代替外科手術，如膝關節的修復?，F在，用激光技術和光激勵的藥物相結合可治好某些癌癥。以光學診斷技術為基礎的流動血細胞測量儀可用于監測愛滋病患者體內的病毒攜帶量。還有一些光學技術正處于無損醫學應用的試驗階段，包括控制糖尿病所進行的無損血糖監測和乳腺癌的早期診斷等。光學技術還為生物學研究提供了新的手段，如人體內部造影、測量、分析和處理等。共焦激光掃描顯微鏡能將詳細的生物結構的三維圖象展現出來，在亞細胞層次監測化學組成和蛋白質相互作用空間和時間特征。以雙光子激發熒光技術為代表的非線性成像方法，不僅可以改善熒光成像方法的探測深度、降低對生物體的損傷，而且還開辟了在細胞內進行高度定位的光化學療法。近場技術將分辨率提高到衍射極限以上，可以探測細胞膜上生物分子的相互作用、離子通道等等。激光器已成為確定DNA化學結構排序系統的關鍵組成部分。光學在生物技術方面的其它應用還包括采用“DNA芯片”的高級復雜系統，和采用傳輸探針的簡單系統。激光鉗提供了一種在顯微鏡下方能看見的一種新奇的、前所未有的操作方法，能夠在生物環境中實現細胞或微觀粒子的操縱與控制，或在10-12m范圍內實現力學參數的測量。結合光子學和納米技術已經可以探測細胞機械活動，揭示細胞水平上隱秘的生命過程，利用納米器件甚至可以檢測和操縱原子和分子，這可以應用在細胞水平的醫學領域。高技術的進步，如：微芯片極大地加速了生物光子學的發展進程。集成電路、傳感器元件和相連電路的小型化、集成化促使在體和體外測量分子、組織和器官圖像成為可能。許多生物醫學光子學技術已經在臨床上應用于早期疾病監測或生理參量的測量，如血壓，血液化學，pH，溫度，或測量病理生物體或臨床上有重要意義的生化物種的存在與否。描述不同光譜特性（如熒光，散射，反射和光學相干成像）的各種光學概念出現在功能成像的重要領域。從大腦到竇體再到腹部，精確導位和追蹤，對于精確定位醫療儀器在三維手術空間的位置具有重要的作用?；诜肿犹结樀墓庾蛹夹g可以識別發生疾病時產生的分子報警，將真正實現令人激動的、個人的、分子水平的醫學。
我國的研究基礎與條件雖然相對落后，研究投入不足，但生物醫學光子學是一門正在興起和不斷發展的學科，在這一新興交叉學科上國內外處于一個起跑線上。近年來，在國家自然科學基金委、省部委以及其它基金項目的資助下，我國在生物醫學光子學的研究中取得了很大的進展，尤其是2000年第152次主題為 “生物醫學光子學與醫學成像若干前沿問題”、第217次主題為“生物分子光子學”的香山會議后，有許多學校和科研單位開展了生物醫學光子學的研究工作，并初步建成了幾個具有代表性的、具有自己研究特色和明確科研方向的研究機構或實驗室，并在生物醫學光學成像（如OCT、光聲光譜成像、雙光子激發熒光成像、二次諧波成像、光學層析成像等）、組織光學理論及光子醫學診斷、分子光子學（包括成像與分析）、生物醫學光譜、X射線相襯成像、光學功能成像、認知光學成像、PDT光劑量學、高時空譜探測技術及儀器研究等方面取得了顯著的研究成果。發表了許多研究論文，申請了許多發明專利，有些已經獲得產業化。國家自然科學基金委員會生命科學部與信息科學部聯合發起并承辦的全國光子生物學與光子醫學學術研討會已經舉辦了六屆。這對我國生物醫學光子學學科的發展起到了積極的推動作用。在我國近年所召開的亞太地區光子學會議中，有關生物醫學光子學的內容已大幅增加，成為主要的研討專題。我國的生物醫學光子學研究和學術活動也方興未艾，呈現與國際同步的態勢。在基礎研究、應用基礎研究以及對新技術的掌握方面跟蹤國際先進水平，但國內科研經費的投入相對較小，科研隊伍規模不大，原創性的科研成果與國外有較大差距。和國外的發展水平相比，我國的生物醫學光子學發展還存在以下問題：
（1）盡管從事生物醫學光子學的科研單位很多，但取得突破性、創新性的研究成果很少，主要是由于我們的科研隊伍在組織、組成上還不合理，過于分散、開展的內容繁雜，難以將有限的資金投入到一些有利于國計民生的及上水平的研究方向上；另外許多單位的研究重復，缺乏合作，導致水平低下；
（2）和國外相比，研究經費無論在絕對值還是相對值上均投入十分不夠；
（3）缺乏研究成果產業化的引導機制。
三 醫學光電科學與技術（福建師范大學）教育部重點實驗室概況
“醫學光電科學與技術”教育部重點實驗室設立于福建師范大學物理與光電信息科技學院（激光與光電子技術研究所）內，作為本學科開展科研研究和實施建設與發展的一個基礎平臺。實驗室已有30年發展歷史，1973年成立福建師范學院物理系激光實驗室，1984年成為福建師范大學激光研究所實驗室，1995年為福建省首期211重點學科《應用光子學》學科實驗室，2003年5月26日經福建省科技廳批準成立“光子技術福建省重點實驗室”，2005年7月28日經教育部批準立項建設教育部重點實驗室。實驗室座落于福建師范大學長安山校園內。
30年多來，實驗室在生物組織光學、醫學光譜與光學成像技術、光診斷及光診療技術、信息技術光學及其生物醫學應用等四個主要方向上努力開拓，承擔并完成了數十項國家與省部重點、重大項目課題，取得一批代表我國本領域研究水平的科研成果，其中十五以來獲省部級科技進步一等獎1項，二等獎2項，三等獎2項，其它省級以上獎勵12項。在國內外重要刊物發表的論文以及被SCI、EI收錄的論文均超過100篇。
實驗室目前承擔著國家與省級重要課題50余項，科研經費超過2000萬元。其中國家自然科學基金項目11項，國家教育部、科技部、衛生部項目9項，福建省科技重大專項1項，其它省級重要項目近30項。
中科院半導體研究所原所長王啟明院士任重點實驗室學術委員會主任，副主任由黃尚廉院士和謝樹森教授擔任。另有九位國內外著名的激光、光電子與醫學學科交叉的院士、專家或資深教授擔任委員，其中海外委員兩人。他們規劃、指導并檢查本學科實驗室的建設與發展。
重點實驗室主要學術帶頭人、實驗室學術委員會常務副主任謝樹森教授是中國光學學會副理事長、福建省光學學會理事長、國家有突出貢獻的中青年專家、光學工程專業博導、全國勞動模范，是我國醫學光電科學與技術領域的學術帶頭人與開拓者。實驗室主任陳榮教授、副主任李暉教授均為國務院特殊津貼專家，實驗室常務副主任陳建新教授來自于北京大學的優秀博士后研究員。重點實驗室擁有穩定的可持續開展高水平科研的學術梯隊，其中的中青年學術帶頭人或學術骨干包括1位閩江學者特聘教授、1位福建師范大學特聘教授、3位國務院特殊津貼專家、2位全國優秀教師、2位福建省優秀教師和15位博士。
重點實驗室與國內外學術界建立了并保持著廣泛的聯系。重點實驗室已設立面向國內外的開放課題基金。已批準并實施來自浙江大學、廈門大學、上海光機所、西安交通大學、華南師范大學、天津醫科大學、上海市激光醫學研究中心等單位知名學者的開放課題。
重點實驗室已具備良好的科研軟硬件環境?，F有面積近5000平方米，儀器設備原值2500多萬元。重點實驗室各項管理制度健全。
“醫學光電科學與技術”重點實驗室，在我國現代科學技術領域特色鮮明，在我國相關學科處于領頭地位，有較大影響。重點實驗室建設將有力促進福建省科技創新能力建設，促使福建師范大學迅速向高水平、有特色、開放型的綜合性大學邁進。同時，重點實驗室的建設與發展將有力促進我國醫學光電科學與相關學科的發展，為廣大民眾的身心健康，為海峽西岸的科技、社會與經濟發展做出重大貢獻。
四 發展趨勢和展望
光子學及其技術已廣泛應用或滲透到生物科學和醫學的諸多方面，被科學界所認同和重視。生物醫學光學已經成為國際光學學科重要發展方向之一。生物醫學光子學的發展，將為現代醫學和生命科學帶進嶄新的時代。本學科的發展將繼續體現了多學科交叉的特點，研究領域涉及到了生物學、醫學、和光學，還有化學等不同大學科的方方面面。技術開發與臨床應用研究的結合將越來越密切。一般認為，光學領域未來發展的重點是將各種復雜的光學系統和技術更加廣泛地應用于保健和醫療。當今世界中,與光子學有關的技術沖擊著人類對生命體的認知及人類健康領域?；诂F代激光與光電子技術的生物醫學光子學技術將為生命科學研究帶來具有原始性創新的重要科研成果，并可望形成有重大社會影響和經濟效益的產業。
在醫學領域，光子學技術正在改變著藥物療法和常規手術的實施手段,并為醫療診斷提供了新方法。在某些領域,如眼科,光學和激光技術已成熟地應用于臨床實踐。激光還使治療腎結石和皮膚病的新療法得以實現,并以無損或微損療法代替外科手術,如膝關節的修復?，F在,用激光技術和光激勵的藥物相結合可治好某些癌癥。以光學診斷技術為基礎的流動血細胞測量儀可用于監測愛滋病患者體內的病毒攜帶量。還有一些光學技術正處于無損醫學應用的試驗階段,包括控制糖尿病所進行的無損血糖監測和乳腺癌的早期診斷等。
在基礎研究方面，研究重點在于從細胞，甚至是亞細胞尺度層次揭示病變組織與正常組織之間的差異，為新技術開發以及應用提供理論依據。另一方面，研究光與人體組織之間的相互作用以及所產生的光化學、光熱和光機械效應。在技術的應用方面，研究重點轉向比較各種技術中光源（相干光源/非相干光源、波長、功率密度、偏振性、連續/脈沖光源、脈沖持續時間等）和個體差異（年齡、性別、臨床癥狀、發病史、發病時間等）對診斷或治療結果的影響，在確定各種技術臨床適應癥的同時，進一步實用化各種技術。此外，還在不斷開發新的實用于不同疾病的診斷、治療和監測技術。
值得關注的是，國外從事“生物醫學光學”領域研究的高?；蜓芯繖C構中，來自大陸的中國學者的數量越來越多。這有助于使國內外的學術交流更加有效，并可以預期國內與國外在該領域的研究水平差距將不斷縮小。
今后若干年內醫學光電科技學科需關注的重大科學問題和優先研究領域如下：
（一）醫學光子學基礎
在組織光學方面，其中最主要的有光在組織體內傳播的特殊方式、組織光學性質的描述以及有關實驗技術的開發和完善等。組織光學是醫學光子技術的理論基礎。光在生物組織中的運動學（如光的傳播）問題和動力學（如光的探測）問題是研究的主要內容，目的是要研究生物組織的光學性質和確定某靶位單位面積上的光能流率。應優先解決測量技術和實驗精度的問題，利用近場光學顯微技術、光鑷技術測量活體組織的光學參量。在理論建模方面，建立生物組織中光的傳輸理論和數值模擬方法。具體開展的研究工作應包括：1）光在生物組織中傳輸理論：要用更復雜的理論來描述生物組織的光學性質以及光在其中的傳播行為。建立準確的組織光學模型，使之能反映生物組織空間結構及其尺寸分布情況、組織各個部分的散射與吸收特性以及折射率在一定條件下的變化情況；改造傳輸方程，使之適應新的條件，并能在某些情況下求出光在生物組織中傳輸的基本性質。2）光傳輸的蒙特卡羅模擬：繼續開發新的更為有效的算法以適應生物組織的多樣性和復雜性的要求。除了了解光在組織中的分布，還在探索從大量數字模擬中得到生物組織中光的宏觀分布與其光學性質基本參量之間的經驗關系。另外，發展非穩態的光傳輸的蒙特卡羅模擬方法也是一個重要的研究方向，從中可以獲得比穩態條件下更多的信息。
組織光學參數的測量方法和技術方面，尚未獲得人體各種組織的可靠實驗數據。發展和完善活體的無損檢測尤為重要。在這方面，時間分辨率與頻率分辨率的測量方法引人注目。
（二）醫學光子學光譜診斷技術
醫學光子學光譜（非成像）診斷技術實質上是利用從組織體反射、散射、發射出來的光，經過適當的放大、探測以及信號處理，來獲取組織內部的病變信息，從而達到診斷疾病的目的。
生物組織的自體熒光與藥物熒光光譜技術，內容涉及光敏劑的吸收譜、激發與發射熒光譜以及各種波長激光激發下正常組織與病變組織內源性熒光基團特征光譜等?，F在人們所謂的特征熒光峰實際上只是卟啉分子的熒光峰?？陀^和科學地判斷激光熒光光譜對腫瘤的診斷標準是十分必要的。目前，某些癌瘤的藥物熒光診斷已進入臨床試用，自體熒光的應用尚處于摸索之中。需要開展激光激發生物組織和細胞內物質的機理研究，探討激光誘發組織自體熒光與癌組織病理類型的相關性以及新型光敏劑的熒光譜、熒光產額和最佳激發波長等方面的研究，以期獲得極其穩定、可靠的特征數據，為診斷技術的發展提供科學依據。
近年來，拉曼光譜技術應用于醫學中已顯示出它在靈敏度、分辨率、無損傷等方面的優勢。應開發并完善重要醫學物質拉曼光譜數據庫，并使基于拉曼光譜分析的小型、高效、適用于體表與體內的醫用拉曼光譜儀和診斷儀將在醫學臨床獲得更廣泛的應用。
超快時間分辨光譜比穩態光譜在技術上更靈敏、更客觀和更具有選擇性。因此，將脈寬為ps、fs量級的超短激光脈沖光源用于醫學受到廣泛重視，其一，應發展超快時間分辨熒光光譜技術，用于測量生物組織及生物分子的熒光衰變時間，分析癌組織分子馳豫動力學性質等，為進一步研究自體熒光法診斷惡性腫瘤提供基礎數據；其二，應發展超快時間分辨漫反射（透射）光譜技術。以時域的角度測量組織的漫反射，從而間接確定組織的光學特征。這是一種全新的、適用于活體的、無損和實時的測量方法，為確知光與生物組織的相互作用，解決醫學光子學中基礎測量問題開辟一條新徑。
（三）醫學光子學成像診斷技術
發展出具有無輻射損傷、高分辨率、非侵入、實時、安全的光子學成像診斷技術，并具有經濟、小型、且能監測活體組織內部處于自然狀態化學成分等特點的醫療診斷設備。主要的醫學光子學成像診斷技術包括：
超快時間分辨成像技術：以超短脈沖激光作為光源，根據光脈沖在組織內傳播時的時間分辨特性，使用門控技術分離出漫反射脈沖中未被散射的所謂早期光，進行成像。正在研究的典型時間門有條紋照相機、克爾門、電子全息等。
散射成像技術：包括光子密度波散射層析成像、組織深度光譜測量以及復合成像等，利用紅外光源，光子密度波在生物組織中的穿透深度可達幾個毫米，在低散射的人腦組織中甚至可達30mm。
紅外熱成像：紅外熱成像是利用紅外探測器測量人體和動物的正常與病變組織的溫度差異來診斷病變及其位置，現已在醫學診斷中得到廣泛的應用，如乳腺腫瘤的診斷。
光學相干層析成像技術：一種非侵入式無損成像技術，并且可以與顯微鏡、手持探針、內窺鏡、醫用導管、腹腔鏡等相結合使用，從而具有廣闊的應用領域。而且，OCT能進行眾多功能成像，如分光鏡OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以與眾多成像技術結合使用，如熒光、雙光子、二次諧波成像等技術。
熒光壽命成像：受超短光脈沖激發后，熒光團，包括自體熒光團如NADH、FAD等和外源熒光團，如有機熒光染料、熒光蛋白等，所發出熒光的壽命取決于熒光團的分子種類及其所處的微環境，如pH、離子濃度（如Ca2+、Na+等）、氧壓等，因此熒光壽命的測量和成像，有助于提供生物組織的功能信息。和內窺鏡結合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期診斷，是一種很有前途的具有高靈敏度、高特異性以及高診斷準確性的早期癌癥診斷方法。
光聲作用成像：利用超聲場在生物組織中的優良傳輸特性和激光在生物組織中的選擇性吸收特性,將超聲定位技術和光學高靈敏度檢測技術結合,以實現無損傷臨床醫學的結構和功能層析診斷。預期成像深度遠好于目前的光學成像方法,對于較厚生物組織成像及臨床應用特別具有吸引力,可為及早發現一些特殊病變提供一種無損、有效、高準確度的方法。
非線性光學成像：雙光子激發熒光顯微成像、二次諧波等成像技術由于具有三維高空間分辨率，對比度高、對生物組織的損傷小等優點，研究工作重點是擴展成像技術在生物醫學領域的應用范圍，重點解決研制小型化內窺型診斷設備所面臨的相關技術問題。
人體經絡的光學表征及其調控功能：已經用不少事實證明了經脈循行路線的現象，也初步顯示了人體體表沿十四經脈路線存在的紅外輻射軌跡。然而，至今未能用西醫的形態學或生理學方法證明它的存在，也不能明晰地闡明“經絡”的實質?？梢岳靡寻l展的生物醫學光子學諸多成像技術為工具，研究這個具有中國特色的中醫學中的重大問題。
4.醫用激光治療技術（激光醫學）
強激光治療：是當前激光醫學中最成熟和最重要的領域。隨著新型醫用激光器的不時出現，如：鈦激光、鉺激光、準分子激光等，強激光治療技術的臨床用途也逐漸增多，提出一些新的問題。關于這些新型激光器及新的工作方式對人體組織的作用特點的認識還相對不足，基本沒有適合國人組織特性的治療參數。為此需加強研究激光與生物組織間的作用關系，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應用的激光與生物組織間的作用關系；研究不同激光參數（包括波長、功率密度、能量密度與運轉方式等）對不同生物組織、人體器官組織及病變組織的作用關系，取得系統的數據，同時也有必要加強新型激光器及新的工作方式的臨床適應證的研究。
低強度激光治療：非熱或低強度激光輻射可作為一種輔助治療手段，其作用機理尚不清楚。對弱激光治療機理的認識有待于整個基礎醫學的提高，如充分認識細胞基因表達與調控、細胞代謝的調控、免疫反應的調控等，同時還需研究不同弱激光劑量對這些調控的影響，這才能提高弱激光治療的針對性和療效。針對目前臨床上盲目夸大療效、照射劑量嚴重混亂的局面，建議重點扶持2-3個弱激光研究中心，集中財力與人力進行弱激光的細胞生物學效應研究；弱激光生物調節作用和細胞生物學現象（基因調控和細胞凋亡）的量效關系、弱激光鎮痛的分子生物學機制以及弱激光與細胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的關系及其機制。尋求弱激光生物刺激效應的可能機制與量效關系；規范臨床治療參數與操作等。
光動力學治療（PDT）是當前激光醫學中最具活力且發展迅速的領域。光動力療法具備了診斷和治療腫瘤、心腦血管病等人類重大疾病的潛力。光動力療法在鮮紅斑痣、老年性眼底黃斑病變、某些頑固性皮膚病、類風濕性關節炎等常規手段難以奏效的良性疾病的治療研究中取得一系列進展，并結合內鏡技術的發展等，其應用領域得到很大的延伸和擴展。這些都說明發展光動力療法具有重要的社會和經濟效益。應當重點資助PDT相關產品的國產化，扶持新一代國產光敏劑的開發及相應激光器的產業化，資助新一代光敏劑光動力學治療的機理研究。作用機理、光動力療法各要素對光動力學效應的影響、建立數學模型、新型光敏劑光動力學效應的研究，為開拓光動力療法新的應用領域取得系統的數據。
激光美容與光子嫩膚術：利用激光或強脈沖光照射皮膚后的選擇性光熱解效應，即靶組織（病灶）和正常組織對光的吸收率的差別，使激光在損傷靶組織的同時避免正常組織的損傷這一原則，達到去皺、去文身、脫毛和治療各種皮膚病或達到美容的效果。
五 結論
醫學光子學及其技術的學科發展，對生命科學有重要且積極的意義。在醫學領域，將為解決長期困擾人類的疑難頑疾如心血管疾病和癌癥的早期診治提供可能性，從而提高人類的生存價值和意義，其中的重大突破將起到類似X射線和CT技術在人類文明進步史上的重要推動作用，在知識經濟崛起的時代還可能產生和帶動一批高新技術產業。
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課題組成員：
1.謝樹森：教授、博士導師，中國光學學會副理事長，福建省光學學會理事長
2.李 暉：福建師范大學 醫學光電科學與技術教育部重點實驗室
3.陳 榮：福建師范大學 醫學光電科學與技術教育部重點實驗室
關鍵詞光學；教學；改革
光學課程是物理學專業最重要的基礎課程之一，同時也是現代科學技術迅速發展、崛起的重要支柱。以激光為基礎的現代光學的知識，已經滲透到日常生活中的眾多領域，在工業、農業、交通、能源、醫藥、信息等領域發揮著越來越重要的作用。光學作為基礎性學科具有很強的學術性，同時，光學課程的知識覆蓋面廣，應用性和可操作性也較強，它能夠較好地鍛煉學生的思維能力及理論與實際相結合的能力。而在傳統的光學課程教學中，存在著重理論輕實踐，理論與實際相脫離，缺乏創新，無法適應社會及專業領域的需求等問題。如何培養不僅具有扎實理論基礎，還具備較強工程應用能力的光學類技術人才，是我們教學改革研究的重點問題。
1光學課程教學現狀
光學課程教學大綱計劃68學時，教材內容分為干涉、衍射、幾何光學、光學儀器、偏振及現代光學部分[1-3]，內容繁多，教學任務較重。因此，光學一直是一門教師難教、學生難學的課程。在教學過程中，通常更加強調基礎知識的理論性，而對知識的應用性和工程性關注偏少，理論聯系實際顯得不足，教學中不自覺地存在“重理論和基礎，輕工程和應用”的傾向，淡化了光學類課程本身擁有的強烈應用和工程背景特性。另外，學生在大學階段參與實習實踐、接觸實際工程問題和公司企業的機會偏少，教學與光學元器件的工程設計及公司企業的要求聯系還不夠，存在明顯脫節現象。目前教學中教師的主導地位強，而學生的主體地位偏弱；第一課堂強，第二課堂弱；體現學生結合課本知識在“做中學”并培養自身實踐精神、工程意識和創新能力的活動空間不夠。
2光學課程改革的思考
光學課程有其自身的特點，與力學、熱學等學科之間的聯系不太緊密，自身的知識體系比較繁雜。在具體的教學改革與實踐中，主要從教學內容、教學方法、考核方式等幾個方面著手。
2.1教學內容
在教學內容上，首先要優選教材，認真制訂教學計劃。教學中，既要注重講解光學課程中最基本的概念、理論，夯實學生的基礎知識，提高學生的理論水平，又要加強現代光學基礎的教學，增加一些現代光學的前沿知識，了解光學發展的最新動態，引導學生不斷拓寬視野，激發學生的創新意識和科學探索精神，培養學生的科學素養。例如，在講解幾何光學及光學儀器知識時，可以介紹海市蜃樓、掃描隧道顯微鏡。在講解光的干涉時，可以介紹相干探測技術、全息照相、光學薄膜等。在講解偏振現象時，可以介紹3D電影及偏振雷達探測技術等。讓學生體會光學知識在日常生活中應用、發展及科學前景。另外，針對相關科學前沿知識，開展一些專題講座，讓同學們更深入地理解光學科技的發展，同時強化了基礎知識的學習。或讓學生課外查閱相關文獻，提高學生學習興趣，激發學生探索欲望。積極搜集光學在日常生活中應用的實例，引導學生運用已學相關理論知識，解釋日常生活中的光學現象，真正實現從生活走向物理，從物理走向社會。
2.2教學方法
在教學方法上，要注重重點、難點的理解和掌握，注重分析思路和處理問題的方法。積極引導學生理論聯系實際，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力。為了能夠在有限學時內，盡可能多地講解現代光學的內容，可以在課前布置相關的預習作業，既能節約課堂基礎教學的時間，又能鍛煉同學們的自學能力。在教學中，要求學生上課主動提問，培養學生自學及發現、解決問題的能力[4]。教學中針對相關課題讓學生參與討論，在討論的過程中更透徹理解相關理論，并了解其應用，變被動學習為主動探索。在傳統的理論教學基礎上，盡可能多地增加實踐教學的環節，改變教學觀念，以任務為驅動，明確從理論到實踐的具體操作過程，培養學生工程實踐的能力[5]。實踐教學中要求學生進行文獻調研、撰寫小論文及動手制作相關光學儀器，解決一定難度的實際問題、培養自身創新精神、科研意識和綜合能力與素質。例如，我們在教學中將學生分組，動手制作簡單光學器件，如望遠鏡、放大鏡等，有效地激發了學生的學習興趣、動手能力及團隊合作的精神?？茖W技術的不斷進步，使得教學方法的多樣性成為可能。在教學中，針對光學課程本身的廣泛應用性和工程背景，可以有針對性地介紹一兩種國內外優秀光學設計軟件，如ZEMAX、OSLO等。其中ZEMAX可進行光學組件設計與照明系統的照度分析，也可建立反射、折射、繞射等光學模型。該軟件還具備對光學系統進行設計、優化、分析的功能。在光學課程第三章幾何光學部分，學完基礎知識后，給出一些利用設計軟件進行相關光學課程中涉及的光學元器件和系統設計的典型實例，如望遠鏡系統設計、8倍觀察鏡系統設計等。同時試著讓同學們分組利用該軟件進行相關光學設計，從而既提高學生的學習興趣，又有效地培養學生的工程設計能力和綜合應用知識的實踐能力。由于在光學課程的教學過程中，有些光學現象在日常生活中比較難于觀察[6]，比如干涉、衍射的現象，很多感性材料只能從課本圖片中獲得，比如干涉條紋、衍射條紋等。為了能夠使得同學們獲得較多的感性材料，我們在教學過程中，利用一些計算軟件，例如Matlab，將干涉、衍射現象通過程序模擬展示出來，這樣既給同學們提供了清晰的感性材料、直觀的物理圖像，也通過程序中相關參數的調節，讓同學們更加深入地理解光學知識中的相關規律。圖1為利用Matlab軟件編寫的分振幅干涉中牛頓環的干涉圖像，圖2為氫原子光柵光譜圖。物理是以實驗為基礎的科學。在教學過程中，改變理論與實驗分開進行的現狀，從教師指導演示實驗，轉變為學生在實驗室自主實驗。設置相關開放性實驗課題，讓學生分成實驗小組，將學生自己的設計思想和實驗內容相結合，鼓勵學生自主創新，使課堂成為師生互動的場所。這樣，即有利于將枯燥、抽象的理論生動化、具體化，又有助于對基礎理論的深入理解及應用，充分調動學生學習的主動性和熱情，提高了教學效果。實驗室也在不斷完善，力爭提供更好的資源，取得更好的教學效果。
2.3考核方式
教學考核中，擯棄一次考試決定最終成績的做法，將平時課堂表現和論文及動手制作部分納入最后成績測評，關注學生學習過程而非單一的最后考試結果。充分利用學院網絡資源，建立網上習題庫，建立有特色的個人主頁，并通過此與學生進行定期的網上交流及作業的布置和批改。網上交流的方式可以更有效地與學生溝通，實時解決學生提出的相關問題，提高了學生學習的效率。
3結語
伴隨著科技的快速進步，物理教學的手段也正在不斷更新。如何培養適應新時展的光學專業人才，是我們教學改革的目標和方向。通過以上教學改革的探討和在實際教學過程中的運用，使得教學活動充滿了活力，極大地調動了學生學習的興趣和探索的欲望，培養了學生自己動手實踐的能力及團隊合作的精神，大大提高了教學效果。
參考文獻
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[2]趙凱華.新概念物理教程:光學[M].北京:高等教育出版社,2011.
[3]郭光燦,吳強.光學[M].合肥:中國科技大學出版社,2003.
[4]許曉賦,廖珊珊,高忠堅.《光學設計》課程教學模式的探索與實踐[J].福建教育學院學報,2014(4):69-71.
[5]陳傳盛,陳曙光,李富進.培養大學生科技創新能力的課堂教學改革實踐[J].教育教學論壇,2014(4):51-52.
氣象二級期刊有哪些？對于現在的很多專業學者來說，應該都是會需要撰寫論文并且發表的吧，特別是需要評定職稱的，更是會規定期刊發表，就比如說二級期刊，今天小編就給大家介紹幾本氣象方向的二級刊物，大家可以作為投稿選擇。
《氣象科技進展》(雙月刊)是氣象科學領域綜合性期刊，主辦單位：中國氣象局培訓中心，主管單位：中國氣象局，氣象科技進展將及時通過多個欄目闡釋氣象及相關領域科學技術的最新進展。在氣象科技進展期刊成功發表的論文有：像素扭曲與有效對流觀測范圍，5—8月東北冷渦降水過程統計特征及其降水特征對比研究，沙塵天氣及沙塵氣溶膠影響的研究進展等等。
氣象學報主辦單位：中國氣象學會，主管單位：中國氣象學會，旨在反映我國大氣科學領域中最新科研成果，為大氣科學研究提供學術交流陣地，以推動我國大氣科學基礎和理論研究的發展，服務于我國氣象現代化建設事業。被氣象學報成功收錄的論文題目有：南京雷達中氣旋產品特征值統計分析，不同形狀冰晶權重假定對冰云光學和輻射特性的影響，中國探空觀測與第3代再分析大氣濕度資料的對比研究等等。
《大氣科學》主要報道大氣科學領域的創新性研究成果，刊登動力氣象學、天氣學、氣候學、數值天氣預報、大氣物理學、大氣化學、大氣探測、人工影響天氣和應用氣象學等論文，在大氣科學期刊成功標題有：冬季北大西洋濤動與中國北方極端低溫相關性的年代際變化，近30年全球干旱半干旱區的蒸散變化特征，黃山層狀云和對流云降水不同高度的雨滴譜統計特征分析，位渦傾向在Muifa臺風路徑轉折中的應用等等。
以上這三本氣象類刊物都是成功評職人員反饋回來的單位認可的期刊，您可以根據小編介紹的期刊簡介及已發表的論文來準備自己的論文，或者直接咨詢本網站在線編輯老師，讓他們幫助您，使投稿過程更加順利。
關鍵詞：干涉儀；調整架；納米級分辨力；電控；大載荷
【分類號】：TG333.7
0、引言
伴隨光學加工技術的飛速發展，對光學元件的檢測要求越來越高，當使用干涉儀檢測光學鏡片時，對光學調整架也提出了越來越高的的要求。為排除人員現場調整產生的各種振動影響，對于大型干涉儀中標準器的二維高分辨力調整，即要求實現兩維傾斜調整（、），又要具有電控調整功能，實現角度亞秒級電控精確定位，同時保證其穩定性，且調整架有鎖緊保持力矩，在負載上百公斤的情況下，穩定后檢測時不能發生漂移，保證干涉儀對光學元件的超高精度測量。鑒于此，研制一種電動重載高分辨力二維傾斜光學調整架是有很大的現實意義。
1、使用要求及指標參數
主要技術指標要求：傾斜調整分辨率小于等于1″；調整范圍為±1°；由于需要進行大載荷試品或標準器的調整，所以調整架載重需要大于等于150kg；同時內徑要求大于等于528mm；受工作臺限制，外徑要求小于等于850mm；通光口徑要求大于等于350mm。
精密調整架可以實現角度精確調整，是現代精密機械領域的關鍵技術之一。目前通過機械方式獲得非常高的分辨力是非常困難的，因此需要進行多級細分和合理的消隙結構。
由于調整架需要在負載上百公斤的情況下保持運行穩定，所以、調整主要是通過三個頂桿與調整板接觸的三個點構成一個等邊三角形，其中一個點與調整板固定，其余兩個點與調整板上的V型凹槽塊相配合，V型槽開口朝向圓心，引導兩點在等邊三角形的中心線上移動，實現、的調整。
、的驅動組件的工作原理是通過電機驅動蝸桿，并帶動蝸輪轉動，蝸輪將轉動傳遞給與其連接的法蘭，鋼套與絲桿連接并且鋼套上有V型導向槽可以有效防止絲桿轉動，從而使絲桿上下移動，實現、的調整。
2、關鍵參數計算
選擇電機S42D110B-MA100S2為行星減速步進電機，雙端輸出，步距角，保持力矩4NM左右，容許轉矩0.8Nm，斷電后行星之間咬合力矩0.5Nm，輸出軸直徑5mm，減速比1/36。
微位移調整計算
電機的減速比是1：36，蝸輪蝸桿減速比是1：36，電機轉，絲杠上升或下降的高度為H：
微角度調整計算：
調整件三個支撐點ABC（A為固定點。BC為動點），通過三個頂桿與之連接。三個支撐點構成邊長為AB=AC=BC≈558mm的等邊三角形。
H=0.000643mm h=483mm
傾斜調整分辨力為：
通過計算在調整范圍為正負1°時，傾斜調整分辨力為0.275″，小于要求的1″，符合要求。
3、機械結構設計
1-手輪 2-電機 3-蝸桿 4-蝸輪 5-法蘭 6-絲桿 7-頂桿
圖1 、驅動組件
、的驅動組件的工作原理（X、Y工作原理相同，現以X為例說明）：通過電機驅動蝸桿，并帶動蝸輪轉動，蝸輪將轉動傳遞給與其連接的法蘭，頂桿與絲桿連接并且頂桿上有V型凹槽塊可以有效防止絲桿轉動，從而使絲桿上下移動，實現、的調整。上述角度的微調可以通過搖桿控制，也可以通過轉動手輪來實現。
調整板組件工作原理：兩個V型凹槽塊和圓形凹槽塊與調整板固接，與支撐柱相配合。圓形凹槽塊與關節球軸承連接，限制調整板的Z向位移。兩個V型槽開口方向朝向圓心，引導頂桿在等邊三角形的中心線上移動，并限制了調整板θz的自由度。V型凹槽塊側面的調節塊與調整板固接，擰動側面的螺釘可以調節V型槽開口角度，以減小加工時帶來的誤差。
1- X、Y組件 2-拉簧組件 3-支撐柱 4-下底板 5- 關節球軸承
圖2 總組裝圖
調整板由三根支柱支撐，三個支撐點組成一個等邊三角形，支撐柱和調整板由關節球軸承連接，限制調整板的Z向位移。另兩個支柱為X、Y組件，支柱頂端頂桿與調整板的V型導向槽配合，限制了調整板的自由度。蝸輪蝸桿有自鎖功能，調整到合適角度后可長期放置。調整板與下底板由四組拉簧組件連接，曾圓周均布。拉簧組件起緊固消隙作用，在放上大載荷試品時可有效防止側翻，拉簧組件可調節預緊力大小。
設計后的調整架內徑540mm；外徑772mm；通光口徑420mm；高301mm；自重約70kg，符合設計要求。通過電機與蝸輪蝸桿細分結構實現了光學調整架的高精度調整，克服了彈簧和調整螺栓組合的結構抗震性能差的難點，實現了調整精度高，穩定性好的結構設計。
4、關鍵部件應力分析
利用CATIA對調整架的關鍵部件進行受力變形分析，現給出變形幅值最大的調整板應力分布圖。假設上調整板受力F=1800N，則底板受力F=2200N， 調整板的馮米斯應力圖（應力云圖）和平移位移分量圖如圖3、4所示。
圖3調整板馮米斯應力圖 圖4 調整板平移位移分量圖
由圖分析結果可以看出在接觸部位應力值較大，其他地方比較均勻，變形最大值為0.000353mm，符合設計要求。
5、結束語
針對現代大型光電儀器中光學元件的檢測調整，提出了納米級分辨力重載電控二維傾斜調整架設計方案，通過三個頂桿與調整板接觸的三個點構成一個等邊三角形的方法的調整架，有效地保證了干涉儀在負載百公斤以上的情況下保持運行穩定，實現了、調整。通過對關鍵部件受力分析，最終的實驗分析驗證了二維重載調整架分辨力滿足使用要求。
參考文獻
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[2]張慶，王華坤，張世琪.二維微動工作臺微位移機構特性研究[J].制造技術與機床，2003（11）：44-46
[3]曲東升.納米級精密定位系統關鍵技術的研究[D].哈爾濱工業大學，2003，8：1- 9.
研討會邀請函格式【一】
關于出席機器人和人工智能產業技術創新研討會的邀請函
XX高函〔2017〕29號
XX省科學技術廳
各有關單位：
為落實《XX省科技創新十三五規劃》，明確我省機器人和人工智能產業技術創新主攻方向，凝練2018-2020年省科技項目申報指南重點內容，推動機器人和人工智能技術在智能制造、智慧生活、現代服務業等領域的深入應用，培育經濟發展新動能，XX省科學技術廳決定組織召開XX省機器人和人工智能產業技術創新研討會。
一、會議組織
主辦單位：XX省科學技術廳
協辦單位：XX省自動化學會
二、時間和地點
2017年3月24日(星期五)上午9:00-12:00。XX省軍區迎賓樓酒店(原XX省軍區招待所西院，石家莊市裕華東路100號)五樓報告廳。
三、參會人員
省內相關高等院校、科研機構機器人和人工智能領域專家及學術帶頭人;
省內機器人和人工智能領域相關企業的企業家、產品或技術研發負責人;
省內相關產業園區的管理負責人。
參會人員約50人。
四、相關事項
1、請各位參會嘉賓圍繞我省或本園區、本企業機器人和人工智能領域技術創新的現狀、發展重點、創新方向及創新需求等做好發言準備，一般每人發言時間10-15分鐘，請制作PPT。
2、請參會嘉賓于3月22日(星期三)下午5點前將參會人員名單報會務組，發言PPT請于3月23日(星期四)下午5點前發會務組。
3、研討會交通、食宿費自理。
誠邀相關專家、學者、企業家、產業園區負責人出席會議并做交流發言。
省科技廳聯系人：
會務組(XX省自動化學會辦公室)聯系人：
傳真：
E-mail:
XX省科學技術廳
2017年3月21日
研討會邀請函格式【二】
2017年是中國全面建成小康社會的關鍵之年。為貫徹關于推動中華優秀傳統文化傳承、創新和博物館發展的一系列重要論述，落實國家戰略背景下的博物館信息化建設，持續推進科技支撐文化繁榮發展，建設社會主義文化強國，XX數字科普協會、XX博物館學會、中國博物館協會博物館數字化專業委員會、中國文物學會文物攝影專業委員會、中科院網絡科普聯盟、XX聯合大學擬在6月89日聯合主辦2017年XX數字博物館研討會。
XX數字博物館研討會是在XX市科學技術協會、XX市文物局、XX市經濟和信息化委員會指導下的數字博物館方面的綜合學術交流活動。從2005年開始，每兩年舉辦一次，已成功舉辦了六屆XX數字博物館研討會，出版了五本研討會論文集。XX數字博物館研討會對利用高新技術特別是數字技術推動博物館(科技館)信息化建設，推動文物數字資源利用，推動博物館(科技館)提升公共服務能力等方面具有積極地指導作用，得到社會和行業贊譽與認可。
2017年XX數字博物館(科技館)研討會將更廣泛地邀請與數字博物館(科技館)建設相關的博物館(科技館)、企業、機構以及科技、科普、教育、設計、藝術等領域的專家學者齊聚一堂，共同圍繞主題和議題進行深入探討。
研討會還將舉辦展覽，展示數字博物館(科技館)、有關企業和機構在此領域的新技術、新成果、新案例，宣傳成功經驗，提供更具針對性、務實性的交流機會。根據實際情況，我們擬組織優秀展覽、展示產品評審。在此，組委會特邀請您和您單位積極組織提交論文和展覽、展示產品并參加研討會和展覽展示。
一、研討會議題
主題：用互聯網+模式，講博物館故事
分議題：
1、新技術應用助力博物館數字內容建設
2、數字博物館創意設計與融合發展
3、新興媒體助力博物館的傳播與服務
4、數字博物館價值挖掘與應用
二、論文提交方法
本屆研討會論文提交方法：
1.電子郵件：
2.電子光盤：投寄或直接報送均可。
3.收稿截止日期：2017年4月30日。
4.錄用通知發放日期：2017年5月15日。
三、論文要求與基本格式
來稿請投中文稿，一般不超過5000字。
要求見附件1。
四、展覽展示要求
1.2017-2017年數字博物館(科技館)建設成果。
2.數字化專項展陳、互動、體驗類案例(如APP、二維碼、微視頻等)。
3.數據管理與文物資源最新應用技術及案例。
要求見附件2。
五、聯系辦法
研討會組委會辦公室設在XX數字科普協會。
聯 系 人：
電子郵箱：
聯系電話：
通訊地址：XX市朝陽區育慧里4號604室
郵編：
研討會邀請函格式【三】
XX光學系統(Radiant Vision Systems)通過高分辨率CCD相機、分析軟件、與技術支持等一體化解決方案幫助您將產線生產效率與顯示器產品質量提升至一個更高的層次。
Radiant將于2017年4月11日中國電子信息博覽會展會現場舉辦XX光學系統技術研討會，屆時，Radiant技術專家將與您共同探討平板顯示產品及新興顯示技術(OLED,ARVR, 車載)產品缺陷檢測等問題，并將為您著重展現這種自動化檢測技術在平板顯示器及其他顯示器產品制造環節的實踐應用。
2017 XX光學系統研討會
時間： 2017年4月11日 上午 9:30 - 12:00
地點： 深圳會展中心3樓314會議室
日程：略
由于現場席位有限，若您對本場研討會感興趣，您可以：
