激光技术论文范文
激光技术论文范文第1篇
激光与空间技术胡海棠国家科委信息司原常务副司长研究员——一、激光技术——（一）什么是激光与激光技术——激光，是一种自然界原本不存在的，因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说，即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程。众所周知，任何一种光源的发光都与其物质内部粒子的运动状态有关。当处于低能级上的粒子（原子、分子或离子）吸收了适当频率外来能量（光）被激发而跃迁到相应的高能级上（受激吸收）后，总是力图跃迁到较低的能级去，同时将多余的能量以光子形式释放出来。如果光是在没有外来光子作用下自发地释放出来的（自发辐射），此时被释放的光即为普通的光（如电灯、霓虹灯等），其特点是光的频率大小、方向和步调都很不一致。但如果是在外来光子直接作用下由高能级向低能级跃迁时将多余的能量以光子形式释放出来（受激辐射），被释放的光子则与外来的入射光子在频率、位相、传播方向等方面完全一致，这就意味着外来光得到了加强，我们称之为光放大。显然，如果通过受激吸收，使处于高能级的粒子数比处于低能级的越多（粒子数反转），这种光的放大现象就越明显，这时就有可能形成激光了。——激光之所以被誉为神奇的光，是因为它有普通光所完全不具备的四大特性。——1.方向性好——普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内（图8-9），这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。——2.亮度高——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。太阳光亮度大约是103瓦／（厘米2.球面度），而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级。这样，尽管激光的总能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。——3.单色性好——光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。——4.相干性好——干涉是波动现象的一种属性。基于激光具有高方向性和高单色性的特性，它必然相干性极好。激光的这一特性使全息照相成为现实。——所谓激光技术，就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称。自1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器，我国也于1961年研制成功国产首台红宝石激光器以来，激光技术被认为是20世纪继量子物理学、无线电技术、原子能技术、半导体技术、电子计算机技术之后的又一重大科学技术新成就。30多年来，激光技术得到突飞猛进的发展，不仅研制了各个特色的多种多样的激光器，而且激光应用领域不断拓展，并形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业。激光技术的飞速发展，使其成为当今新技术革命的“带头技术”之一。——（二）各式各样的激光器——在光源中，实现能级粒子数反转是实现光放大的前提，也就是产生激光的先决条件。要实现粒子数反转，需借助外来光的力量，使大量原来处于低能级的粒子跃迁到高能级上去，这个过程我们称之为“激励”。——我们通常所说的激光器，就是使光源中的粒子受到激励而产生受激辐射跃迁，实现粒子数反转，然后通过受激辐射而产生光的放大的装置。激光器虽然多种多样，但使命都是通过激励和受激辐射而获得激光。因此基本组成通常均由激活介质（即被激励后能产生粒子数反转的工作物质）、激励装置（即能使激活介质发生粒子数反转的能源，泵浦源）和光谐振腔（即能使光束在其中反复振荡和被多次放大的两块平面反射镜）等三个部分组成（图8-2）。——经过30余年的发展，各国开发出实用的激光器已超过200种。种类繁多，特点各异，用途也各不相同。激光器有各种不同的分类方法：按工作物质来分有气体、玻璃、晶体、液体、半导体、准分子等激光器，还有化学激光器（靠化学反应而形成受激状态）和自由电子激光器等；按波长来分，覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外，最近还研制出X射线激光器和正在开发的γ射线光器；按激励方式不同，有光激励（光源或紫外光激励）、气体放电激励、化学反应激励、核反应激励等；按输出方式不同，有连续的、单脉冲的、连续脉冲的和超短脉冲的，等等；从功率输出的大小来看，其中连续的输出功率小至微瓦级，最大可达兆瓦级；脉冲输出的能量可从微焦耳至10万以上焦耳，脉冲宽度由毫秒级到皮秒级乃至飞秒级（1000万亿分之一）。——上述各式各样激光器的出现，主要是为了满足不同的应用目的。如激光加工和某些军用激光都要求高功率激光或高能量激光（即所谓强激光）。有的希望脉冲的时间尽量缩短，以从事某些特快过程的研究。有的还对提高光的单色性、改善输出光的模式、改善光斑的光强分布以及要求波长可调等提出了很高的要求，从而使激光器的探索深度和应用广度得到前所未有的发展。激光器的应用已渗透到各个领域，正在奇迹般地改变着我们的世界。——（三）蓬勃发展的激光应用——激光不仅是20世纪内人类最重大的发明之一，而且激光技术的应用已广泛深入到工业、农业、军事、医学乃至社会的各个方面，对人类社会的进步正在起着越来越重要的作用。——1、激光在信息领域的应用——半导体激光器和光纤放大器是光纤通信的两项关键技术。半导体激光器发出的激光不仅单色性和相干性好，而且光波频率比微波频率又高万倍，故以激光为传递信息的载体，用光纤做信息传递线路的光纤通信，不仅通信质量好、抗干扰能力强、保密性好，而且通信容量比微波通信要提高上万倍。一根比头发丝还细的光纤，就可以同时传输上万路电话或成千路电视节目，从而使通信真正成为通向千家万户的网络新时代。——利用激光技术进行光存储，使信息的存储发生了革命性的飞跃。一张CD声频光盘的记录密度相当于1000万比特／厘米2，可记录78分钟的音乐节目，比密纹唱片要大好几个数量级。一张计算机用的盘径为5英寸的CD-ROM，容量可达650兆比特。一张LD（激光录像盘），或者近几年最热门的VCD（激光视盘，谷称小影碟），以及继VCD之后的新一代视盘DVD（数字视盘），其视像蕴含的信号量比CD又要高千倍，可记录100分钟的清晰度很高的影视节目。CD、VCD和LD不仅已在放像设备市场占有相当大的份额，而且还可以在配有激光驱动器的计算机上播放。——此外，激光打印机、激光传真机、激光照排、激光大屏幕彩色电视、光纤有线电视以及大气激光通讯等均已得到广泛应用。——2、激光在全息术领域的应用——光作为一种波动现象，表征它的物理量有波长（同颜色有关）、振幅（同光的强弱有关）和位相（表示波动起点同基准时间的关系）。人们利用感光的照相方法，只能记录下波长和振幅，所以无论照得多么逼真，看照片和看真的景物总是不一样。而激光具有高相干性，能获取干涉波空间包括相位在内的全部信息。因此，采用激光进行全息摄影，被拍物体的全部信息都被记录在底片上，通过光的衍射，就能复现被摄取物体栩栩如生的立体形象。时至今日，在全息照相的基础上，还进一步发展了全息干涉术、彩色全息及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。——全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且每一小块全息底片都能再现物体的完整立体形象，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，用全息照相拍摄珍贵艺术品，不仅欣赏起来令人如临其境，而且为艺术品的修复提供了可靠而逼真的依据。正在发展的全息电视还将为人们增添一种新的生活享受。——二、空间技术——（一）什么是空间技术——空间技术，顾名思义就是探索、开发和利用宇宙空间的技术。现阶段，空间技术又称航天技术。但对“天”目前专家们有两种理解：一是把地球大气层以外的无限遥远空间称之为“天”；另一是把地球大气层外、太阳系以内的有限空间叫做“天”。若按前一种理解，空间技术和航天技术完全是一回事；若按后一种理解，人们把地球大气层以外、太阳系以内的空间活动称之为航天，超出太阳系以外的空间活动称之为航宇。这样，空间技术则应涵盖航天技术和航宇技术。但由于在相当长的时间内，人类主要还是在太阳系内从事活动，因此，当今把航天技术和空间技术视为同义词已得到公认。——我国的航天专家将空间技术的主要特点概括为两个方面：首先空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。因此，一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志。其次，空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。比如，通信卫星可以大面积覆盖地面以至全球；气象卫星可以进行全球天气预报；侦察卫星可以及时监视广大地区的军事活动等等。——空间技术区别于一般常规技术的这两大特点，使其对一个国爱的实力和进步起到意想不到的战略性作用：在经济上能产生很高的经济和社会效益，普遍认为，开发利用外层空间资源，其投资效益能达到1∶10以上；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远。一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码；在科学技术上还能带动电子、自动化、遥感、生物等学科的发展，并形成包括卫星气象学、卫星海洋学、空间生物学和空间材料工艺学等一群新的边缘科学。——（二）空间技术的重大成就——空间技术的开创和发展是人类开拓宇宙空间的壮丽事业。空间技术自50年代崛起以来，以其辉煌的成就对国际政治、军事产生的影响和对人类经济、文明作出的贡献举世瞩目。几十年来，空间技术取得了重大的成就，其中各类卫星大显神通。
激光技术论文范文第2篇
激光与空间技术胡海棠国家科委信息司原常务副司长研究员——一、激光技术——（一）什么是激光与激光技术——激光，是一种自然界原本不存在的，因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说，即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程。众所周知，任何一种光源的发光都与其物质内部粒子的运动状态有关。当处于低能级上的粒子（原子、分子或离子）吸收了适当频率外来能量（光）被激发而跃迁到相应的高能级上（受激吸收）后，总是力图跃迁到较低的能级去，同时将多余的能量以光子形式释放出来。如果光是在没有外来光子作用下自发地释放出来的（自发辐射），此时被释放的光即为普通的光（如电灯、霓虹灯等），其特点是光的频率大小、方向和步调都很不一致。但如果是在外来光子直接作用下由高能级向低能级跃迁时将多余的能量以光子形式释放出来（受激辐射），被释放的光子则与外来的入射光子在频率、位相、传播方向等方面完全一致，这就意味着外来光得到了加强，我们称之为光放大。显然，如果通过受激吸收，使处于高能级的粒子数比处于低能级的越多（粒子数反转），这种光的放大现象就越明显，这时就有可能形成激光了。——激光之所以被誉为神奇的光，是因为它有普通光所完全不具备的四大特性。——1.方向性好——普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内（图8-9），这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。——2.亮度高——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。太阳光亮度大约是103瓦／（厘米2.球面度），而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级。这样，尽管激光的总能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。——3.单色性好——光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。——4.相干性好——干涉是波动现象的一种属性。基于激光具有高方向性和高单色性的特性，它必然相干性极好。激光的这一特性使全息照相成为现实。——所谓激光技术，就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称。自1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器，我国也于1961年研制成功国产首台红宝石激光器以来，激光技术被认为是20世纪继量子物理学、无线电技术、原子能技术、半导体技术、电子计算机技术之后的又一重大科学技术新成就。30多年来，激光技术得到突飞猛进的发展，不仅研制了各个特色的多种多样的激光器，而且激光应用领域不断拓展，并形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业。激光技术的飞速发展，使其成为当今新技术革命的“带头技术”之一。——（二）各式各样的激光器——在光源中，实现能级粒子数反转是实现光放大的前提，也就是产生激光的先决条件。要实现粒子数反转，需借助外来光的力量，使大量原来处于低能级的粒子跃迁到高能级上去，这个过程我们称之为“激励”。——我们通常所说的激光器，就是使光源中的粒子受到激励而产生受激辐射跃迁，实现粒子数反转，然后通过受激辐射而产生光的放大的装置。激光器虽然多种多样，但使命都是通过激励和受激辐射而获得激光。因此基本组成通常均由激活介质（即被激励后能产生粒子数反转的工作物质）、激励装置（即能使激活介质发生粒子数反转的能源，泵浦源）和光谐振腔（即能使光束在其中反复振荡和被多次放大的两块平面反射镜）等三个部分组成（图8-2）。——经过30余年的发展，各国开发出实用的激光器已超过200种。种类繁多，特点各异，用途也各不相同。激光器有各种不同的分类方法：按工作物质来分有气体、玻璃、晶体、液体、半导体、准分子等激光器，还有化学激光器（靠化学反应而形成受激状态）和自由电子激光器等；按波长来分，覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外，最近还研制出X射线激光器和正在开发的γ射线光器；按激励方式不同，有光激励（光源或紫外光激励）、气体放电激励、化学反应激励、核反应激励等；按输出方式不同，有连续的、单脉冲的、连续脉冲的和超短脉冲的，等等；从功率输出的大小来看，其中连续的输出功率小至微瓦级，最大可达兆瓦级；脉冲输出的能量可从微焦耳至10万以上焦耳，脉冲宽度由毫秒级到皮秒级乃至飞秒级（1000万亿分之一）。——上述各式各样激光器的出现，主要是为了满足不同的应用目的。如激光加工和某些军用激光都要求高功率激光或高能量激光（即所谓强激光）。有的希望脉冲的时间尽量缩短，以从事某些特快过程的研究。有的还对提高光的单色性、改善输出光的模式、改善光斑的光强分布以及要求波长可调等提出了很高的要求，从而使激光器的探索深度和应用广度得到前所未有的发展。激光器的应用已渗透到各个领域，正在奇迹般地改变着我们的世界。——（三）蓬勃发展的激光应用——激光不仅是20世纪内人类最重大的发明之一，而且激光技术的应用已广泛深入到工业、农业、军事、医学乃至社会的各个方面，对人类社会的进步正在起着越来越重要的作用。——1、激光在信息领域的应用——半导体激光器和光纤放大器是光纤通信的两项关键技术。半导体激光器发出的激光不仅单色性和相干性好，而且光波频率比微波频率又高万倍，故以激光为传递信息的载体，用光纤做信息传递线路的光纤通信，不仅通信质量好、抗干扰能力强、保密性好，而且通信容量比微波通信要提高上万倍。一根比头发丝还细的光纤，就可以同时传输上万路电话或成千路电视节目，从而使通信真正成为通向千家万户的网络新时代。——利用激光技术进行光存储，使信息的存储发生了革命性的飞跃。一张CD声频光盘的记录密度相当于1000万比特／厘米2，可记录78分钟的音乐节目，比密纹唱片要大好几个数量级。一张计算机用的盘径为5英寸的CD-ROM，容量可达650兆比特。一张LD（激光录像盘），或者近几年最热门的VCD（激光视盘，谷称小影碟），以及继VCD之后的新一代视盘DVD（数字视盘），其视像蕴含的信号量比CD又要高千倍，可记录100分钟的清晰度很高的影视节目。CD、VCD和LD不仅已在放像设备市场占有相当大的份额，而且还可以在配有激光驱动器的计算机上播放。——此外，激光打印机、激光传真机、激光照排、激光大屏幕彩色电视、光纤有线电视以及大气激光通讯等均已得到广泛应用。——2、激光在全息术领域的应用——光作为一种波动现象，表征它的物理量有波长（同颜色有关）、振幅（同光的强弱有关）和位相（表示波动起点同基准时间的关系）。人们利用感光的照相方法，只能记录下波长和振幅，所以无论照得多么逼真，看照片和看真的景物总是不一样。而激光具有高相干性，能获取干涉波空间包括相位在内的全部信息。因此，采用激光进行全息摄影，被拍物体的全部信息都被记录在底片上，通过光的衍射，就能复现被摄取物体栩栩如生的立体形象。时至今日，在全息照相的基础上，还进一步发展了全息干涉术、彩色全息及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。——全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且每一小块全息底片都能再现物体的完整立体形象，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，用全息照相拍摄珍贵艺术品，不仅欣赏起来令人如临其境，而且为艺术品的修复提供了可靠而逼真的依据。正在发展的全息电视还将为人们增添一种新的生活享受。——二、空间技术——（一）什么是空间技术——空间技术，顾名思义就是探索、开发和利用宇宙空间的技术。现阶段，空间技术又称航天技术。但对“天”目前专家们有两种理解：一是把地球大气层以外的无限遥远空间称之为“天”；另一是把地球大气层外、太阳系以内的有限空间叫做“天”。若按前一种理解，空间技术和航天技术完全是一回事；若按后一种理解，人们把地球大气层以外、太阳系以内的空间活动称之为航天，超出太阳系以外的空间活动称之为航宇。这样，空间技术则应涵盖航天技术和航宇技术。但由于在相当长的时间内，人类主要还是在太阳系内从事活动，因此，当今把航天技术和空间技术视为同义词已得到公认。——我国的航天专家将空间技术的主要特点概括为两个方面：首先空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。因此，一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志。其次，空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。比如，通信卫星可以大面积覆盖地面以至全球；气象卫星可以进行全球天气预报；侦察卫星可以及时监视广大地区的军事活动等等。——空间技术区别于一般常规技术的这两大特点，使其对一个国爱的实力和进步起到意想不到的战略性作用：在经济上能产生很高的经济和社会效益，普遍认为，开发利用外层空间资源，其投资效益能达到1∶10以上；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远。一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码；在科学技术上还能带动电子、自动化、遥感、生物等学科的发展，并形成包括卫星气象学、卫星海洋学、空间生物学和空间材料工艺学等一群新的边缘科学。——（二）空间技术的重大成就——空间技术的开创和发展是人类开拓宇宙空间的壮丽事业。空间技术自50年代崛起以来，以其辉煌的成就对国际政治、军事产生的影响和对人类经济、文明作出的贡献举世瞩目。几十年来，空间技术取得了重大的成就，其中各类卫星大显神通。
激光技术论文范文第3篇
1.1激光通信技术的基本原理分析
新技术的发展推动了社会文明的进步，当前的激光通信技术已在诸多的领域得到了应用，激光通信技术主要就是以大气或者是自由空间作为媒介，然后通过载波激光在大气中传输有效的信息。也就是先将声音信号调制到激光束上，再将信号的激光发送出去。根据不同的应用范围能够将激光通信分为无线和光纤两种类型的激光通信[1]。
1.2激光通信技术的主要特征分析
激光通信技术自身有限鲜明的特点，激光通信技术在安装方面较为简单，在地形地貌等应用上的适应性比较强。能够对各种临时性的通信以及迅速抢险通信等条件得到满足。和微波通信相比较而言激光通信在空间上的占有资源也相对比较小。并且在抗电磁干扰以及保密性方面都比较强，这些优点使其在实际的应用上比较广泛，在未来的发展过程中这也是一个必然的趋势。
2激光通信技术在实际生活中的应用及前景展望
2.1激光通信技术在实际生活中的应用分析
在激光通信技术的实际应用是多方面的，无线激光通信主要是综合了光纤通信以及微波通信的优点，所以在城域网当中的应用就比较适合。在企事业当中的内部网的连接当中能够得到有效应用，校园网以及大型的企业等内部网的建设过程中，有时会存在着急需连接使用通信的情况，在一定的程度上激光通信技术是光纤技术的一种补充，在城市化的发展速度不断加快过程中，楼寓间的通信和移动间的通信倘若是利用光纤就比较的麻烦，并且还会影响城市外观环境，在通信盲区情况下通常是采用光纤直放站加以应对，这样就能够将光纤和激光通信技术两者得到补充应用，从而形成两个基站间的链路。另外，将激光通信技术在移动通信当中进行应用也能够起到很好的效果。在现阶段我国的通信领域当中，最为活跃以及发展最为快速的就是移动通信。在移动电话使用量不断上升的情况下，这给无线网络的容量和带宽提出了更高的要求，怎样能够将有限的资源得到充分利用，这也是当前的移动运营商所面临的重大课题。
激光通信技术作为一种新型的接入技术，其自身有着显著的优点，这也为移动通信领域对其的应用提供了良好的条件。在具体的应用过程中，主要就是将主干网在最近距离的天线间采取光纤进行对其连接，然后通过协议转换器通过相应的设备和天线得到有效连接，这样在一定距离内就能够形成一个有效的基站，进而就能够在这一技术的作用下实现应用。再者就是在高压电工作过区当中的应用，在这一应用当中的作用主要就是采集以及传输信息，在实际工程应用过程中将供电站的变压器工作数据传输到低压区加以检测，倘若是通过光纤进行实施就会造成环境的污染以及表面聚集尘土而发生导电情况发生。所以在这一情况下，通过激光通信技术就比较优越，能够通过空气隔离的方法绝缘，这样就能够实现安全可靠对数据进行传输[3]。在具体的应用步骤上主要就是把光发射天线安装在高压区，接收天线安装在低压区，这样就可以通过高压发射天线在空气的媒介下传递给低压的接收天线，这样就实现了信息数据的传输。
2.2激光通信技术的发展前景展望
随着我国的科学技术不断的发展，激光通信技术在应用的空间上也会逐渐的扩大，不管是在应用的领域还是研究的领域都将会取得更加优异的成果。在将来的激光通信技术的发展前景方面，激光通信技术的应用将更加广泛，这也是通过这一技术自身的优势决定的。其中对远距离的无线传输问题得到了解决，并实现了卫星技术和激光通信技术的共相发展，这些对位激光通信技术的进一步发展打下了坚实基础。在激光通信技术的不断完善过程中，这一技术将会成为城市网络通信的一个重要手段。以往的光纤技术的应用过程中，为人们的生活提供了很大的方便，但社会的进步不能停留于这一层面，尤其是当前的城镇化建设的速率加快，光纤技术在实际的应用上已经显得愈来愈存在着不足。而激光通信技术避免了影响交通、建筑等弊端，并对环境没有危害，在安全性能上相对较高，所以在将来的技术不断完善下，激光通信技术将会取代光纤技术，为城市的网络化建设提供技术上的重要支持。与此同时，激光通信技术的不断发展完善，将会在通信的领域范围内带来一场技术上的变革。在通信的领域当中，一些新技术的涌现，将会对通信产业的发展产生很大的影响，从而推动其变革，使得技术上的革新成为是通信领域发展的一个主流。最终，愈来愈多的通信技术的涌现，将会对通信领域的发展在技术上得到强有力的保障。
3结语
激光技术论文范文第4篇
【关键词】激光 激光技术 发展趋势 应用发展
激光是一种新光源，现如今已经广泛应用到医学、军事、工业等各个领域当中去。激光技术的应用与激光技术的发展也是密不可分的。本文从激光的起源作为出发点，阐述了激光的结构和特性，并介绍了激光技术的发展趋势，展望了激光技术的应用发展前景。
一、激光的起源概述
关于激光的起源，最早还要追溯到科学家爱因斯坦，爱因斯坦在上世纪初就提出了受激辐射的理念。随后，上世纪中期，美国微波领域的著名科学家肖洛和汤斯发表了关于“红外与光学激射器”的论文，全文明确阐述了受激辐射发光的可能性，同时也阐述了受激辐射发光的条件――“粒子数反转”。1960年，美国科学家梅曼成功发明了一台世界上最早的红宝石激光器。至此，激光和激光技术开始了迅猛的发展。而我国的第一台激光器是在王志江院士的主持之下于1961年成功制造出来的。而关于我国的激光和激光技术起源，主要还是受到国外的影响。但是激光技术自从在我国起源就得到了良好的发展，无论是发展成果的质量还是数量都与世界水平差异不大。
二、激光器的结构和激光的特性
（一）激光器的主要组成结构
经过多年的发展和完善，激光器的主要结构已基本定型，主要由三个部分共同组成。首先是激光工作介质，激光工作介质是激光器最为基础也是最为重要的组成部分，激光器要产生激光必须要选择恰当的工作介质，例如固体、液体、气体或者是半导体。选择了恰当的工作介质，介质就可以受激辐射而产生出激光。其次，激励源也是激光器的主要组成结构，激励源是让工作介质实现粒子数反转的根本，一般激励源有光、电、热等多种化学激励方式。最后，激光的能量要产生并放大，主要依赖的就是谐振腔。
（二）激光的特性
激光的特性是激光技术得以广泛应用的基础，也是激光最为明显的现象。通常说来，激光有单色性纯、亮度高、相干性好、方向性强等方面的特性。
首先，就单色性纯来说，其实质就是激光的颜色相当纯。通常肉眼可见的激光谱线的宽度最小仅有万分之一埃。举个例子来说，普通白炽灯只需要1毫微米的干涉滤光片就可以透过波长600毫微米的光。而氦氖激光器发射出的激光波长一般都是633毫微米。而且，普通的光束中，光子简并度往往不会超过10-3，无法进行大量信息的传递。唯有通过简并度很高的激光才能实现正儿八经的光通讯。
其次，就激光亮度高这一特性来说，亮度高从几何光学的理论观点来看就是光子简并度很高。正常情况下，激光焦点位置的辐射亮度比普通白炽灯的光亮度高了上千倍。
最后，方向性是激光一个很重要的特点，现代卫星技术也凭借激光的方向性能够实现精确定位。激光高强的方向性也造成了其发散角很小。与普通探照灯相比，如果从地球到月球，激光光斑的直径一般不会超过2千米，而普通探照灯的光斑直径则会达到几千千米。
三、激光技术的发展趋势探索
（一）激光技术的发展趋势
激光技术从起源到发展经历了半个多世纪，根据笔者上文中关于激光起源的阐述来看，激光技术的发展从一开始就相当迅猛。但是具体到激光技术的发展趋势上还是分为不同发展阶段，而且发展的趋势也有一定的特点。
1.激光技术的发展阶段。就激光技术的发展阶段来看，首先是爱因斯坦关于受激辐射理论的提出和相关从而引发了激光的产生，并逐渐出现了激光技术。而激光技术的发展主要经历了以下五个阶段：探索阶段，在这一阶段中关于激光技术的探讨尚未成型，还是停留在实验室实验揭示激光的过程中；萌芽阶段，逐渐开始探讨激光的特性、效应等，开始进行激光技术的一些小型研究；基础阶段，这个时候大部分科学家都已经开始系统地进行激光的研究和应用估价，为激光技术的应用和发展奠定了坚实的基础；应用阶段，激光技术得到了良好的发展，逐渐投入到各行各业的实际应用当中去了；成熟和进步阶段，随着科学技术的日新月异，激光技术在应用过程中也紧跟时代的步伐在不断推陈出新。
2.激光技术的发展趋势特点。经过五个阶段半个多世纪的发展，激光技术的发展已经取得了令人喜悦的成果，激光技术的发展也在朝着高速化发展，发展趋势也呈现出以下特点：（1）不断朝着实用化的方向发展，旨在研究出高实用化、小型化、低廉化和高效率的激光技术。（2）不断朝着波长的角度进行研究，例如当下非常流行的紫外激光、红外激光以及波长更短的X激光和Y激光。（3）不断朝着大功率的激光技术发展，现如今，大功率激光器不断出现，有的激光器的输出功率甚至已经超过了1千瓦。
（二）激光技术的应用前景展望
经过多年的发展，激光技术凭借着其良好的特性在各个行业应用广泛，而激光技术的发展也直接影响了其在各个行业中的应用前景。在工业上，激光技术已经突破以往的局限，不断用于干涉计量和长度计量中，激光测距的作用相当大。在通信上，激光技术将使得现如今的通信安全性更高、可靠性更强、信息传输量更大；在武器上，激光武器的杀伤力比常规武器更大、使用费用更低。
因此，激光技术的发展趋势势必改变当今世界各行各业的发展格局，提升各行各业的发展进程。激光技术在往后的发展中将会逐渐成为整个人类社会的技术支柱，成为人类社会水平提升的最佳途径。
四、结束语
激光技术的发展，将会使激光技术行业的规模不断提升，激光技术对于世界发展和人类社会的生产生活的重要价值将会不断提升。因此，激光技术的发展趋势能够影响人类社会生活和生产。但是，激光技术也有一定的危害。因此，在激光技术的发展过程中一定要积极规避激光技术带来的一些威胁，让激光技术造福于人类。
参考文献：
[1]牛芳.激光技术发展的启示[J].山西科技，2005，03：84-85.
[2]倪亚茹，刘启华.激光技术的发展历程及其主要科学技术源流[J].南京工业大学学报（社会科学版），2004，01：67-72.
激光技术论文范文第5篇
上海光机所情况简介
中国科学院上海光学精密机械研究所（简称：上海光机所）成立于1964年，是我国建立最早、规模的激光科学技术专业研究所。经过四十多年的发展，上海光机所已成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。
研究所重点学科领域为：强激光技术、强场物理与强光光学、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。
上海光机所现有职工800余人，专业技术人员500余人，正副高级科研人员190余人，并先后有8位专家当选为两院院士，博士生导师近50人，在读研究生465人。上海光机所下设八个实验室，分别是强场激光物理国家重点实验室、中科院量子光学重点实验室、中科院强激光材料重点实验室、高功率激光物理联合实验室、空间激光信息技术研究中心、信息光学与光电技术实验室、高密度光存储实验室、高功率激光单元技术研究与发展中心。
上海光机所共获得省部级以上成果奖300多项，其中奖44项。“激光12号实验装置”、“小型化OPCPA超短超强激光装置研究”获国家科技进步奖一等奖，获得国家二等奖的项目有18项。上海光机所年均获得专利授权200余项，专利申请数一直名列全国科研机构前茅；年均600多篇，科技论文三项指标（SCI收录论文、论文被国外引用、国内期刊论文）连年位于全国科研机构前列。
激光技术论文范文第6篇
英文名称：Acta Laser Biology Sinica
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国遗传学会
出版周期：双月刊
出版地址：湖南省长沙市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1007-7146
国内刊号：43-1264/Q
邮发代号：42-194
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1992
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
激光技术论文范文第7篇
关键词：理实一体化 激光加工技术 教学实践
中图分类号：G712 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.20.054
1 中职激光加工技术专业教学现状
1.1 学校背景
安徽省蚌埠职教中心始终坚持“素质立人、特色办学、质量兴校、服务社会”的宗旨，把教育教学改革作为提高自身实力的抓手，先后推出了如案例教学法、分层次教学法、情景教学法、赏识法等等，对促进教学质量的提高起到了积极作用。随着课程改革的不断深入，面对当下的生源质量，三年前，该校以激光加工技术专业为试点，推进了“理实一体化”教学改革，收到了明显的效果。
1.2 学生现状
问卷调查表明，大多数激光加工技术专业的学生人生目标不明、自信心不足、学习兴趣不高、学习习惯较差、自卑感强，做什么都觉得索然无味。但是，他们往往形象思维强于逻辑思维，实践学习好于理论学习，动手能力优于动脑能力。如果在专业课教学上一味沿用传统的理论和实训各自独立的教学方法，将很难实现“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”职业教育教学的目标。
1.3 专业现状
作为服务于新兴产业的激光加工技术，以其“高效、节能、环保”等优势越来越凸显它的独特作用。多年前，该校瞄准市场，率先在全国开设了激光加工技术专业。目前，在校学生350人，有9个教学班，专业教学人员22人，激光加工设备32台/套，一个1960平方米的实训加工中心，设备总资产达1000万元。已经累计培养了激光加工、产品设计、激光器装配与调试等领域的专技人才近800人，他们广泛分布在电子产品深加工、汽车制造、舞台背景设计、内雕产品加工、激光设备的装配与售后服务等十多个领域，深受社会各界用人单位的好评。
2 中职激光加工技术专业推进理实一体化的教学实践
2.1 确立鲜明的培养目标
理实一体的目的在于以学生为主体，激发学生学习兴趣，做到有事可做，有事会做，能完成既定学习目标；同时，要学以致用，理论联系实际，使学生能适应岗位需要的知识和技能。通过导、学、教、做、评等几个环节，学中做，做中学，感受学习过程所带来的喜悦与收获，以便在走上岗位的时候胜任本职工作。
2.2 设置一体化的实训课程体系
激光加工技术专业课程体系按三年制“2+1”模式制定教学计划，其中专业实训课程实行理实一体化教学方式。例如第一学期进行“钳工训练”，每天六节课（其中两节理论四节实训），三周完成，之后组织参加工具钳工中级工技能鉴定；第二学期是为期四周的“电力拖动训练”专题，每天四节（其中一节理论三节实训），完成任务后组织电工中级工技能鉴定；第三、第四学期，均安排为期八周的激光加工、工艺和激光器装调等专题实训，每天六节课，两节理论四节实训，任务完成后，进行激光器装调中级工技能鉴定。实训模块课程的理论和实训教学由一位教师主讲，并根据教学需要安排一至两名专职实习指导教师辅助教学，指导教师负责维护课堂秩序、实训报告的布置与批改、用电用水安全以及实训场地的卫生等。通过几年的教学摸索，激光加工技术专业实训课程体系初步构建了理实一体化教学模式。
2.3 编写理实一体的配套教材
几年来，乘着创建改革示范校的强劲东风，该校与全国多所中、高职业院校、激光器生产企业与行业的精英一道通力合作，研发了适合中职院校“机电・激光”专业的系列教材。教材宽基础、重模块、有梯次。它们是《机械基础》、《电工与电子技术》、《激光原理》、《激光加工设备》、《激光加工工艺》、《激光加工实训指导》（上、下册）等十本。教材能按照职业特定技能标准、行业通用技能标准、跨行业职业技能标准和核心技能标准四个模块来设计，突出了核心课程理实一体，通俗易懂，深受教师和学生的欢迎。
2.4 培养能独当一面的教师队伍
要培养一支技高一等、艺高一筹的教师队伍，能独立地胜任激光加工技术专业的教学工作，始终是教学工作的重中之重。
该校的做法，一是分期分批把部分专业教师选派到“武汉・光谷”基地，参与激光加工企业实地培训，让受培老师接受企业的文化、理念和先进技术的熏陶；二是精选部分教师到对口高校培训，以提高教师的理论水平；三是积极配合人社部门，放宽准入政策，引入企业精英充实到激光加工专业实训课的教学中，提高办学效能；四是建立激励机制，让参培人员享受评先、职评和绩效优先，这样做，极大地调动教师积极性，为理实一体化教学的顺利推进奠定了基础。
2.5 注重教学质量的评价
教育质量的评价主要是促进学生的全面发展，使学生学有所得，学有所长。教学实践中，过程性评价是行之有效的方法。
激光加工技术专业教学的过程性评价，一般采用师生自评与互评相结合，组内与组外评价相结合，定性与定量评价相结合。设置任务，启发点拨，实时跟踪，有效点评，及时反馈。学生亲力亲为，参与实践的整个过程，从中获得感悟和启迪。
中职激光加工技术专业的理实一体化教学实践，凸显了以学生的主体、以教师为主导的教学理念，打破理论课、实训课的界限，将理实教学、生产工艺、技术服务融于一体，教学环节相对紧凑，场所相对集中，师生双边互动，课堂充满活力和趣味，充分调动和激发学生的学习兴趣，也实现了教师专业水平的自我提升。
参考文献：
[1]俞艳.中职电工电子专业“理实一体”教学的思考与实践[J].中国职业技术教育，2012，（26）.
[2]王秀军.浅谈中职学校开设激光加工技术专业的构建模式[J].大学教育，2013，（6）.
激光技术论文范文第8篇
【关键词】地形测绘 三维激光扫描技术 测绘技术
在以前的地面地形测绘工作当中，主要是采用gps设备、人工携带全站仪等相关设备，对野外现有的测点信息进行采集，通过专业软件处理之后生成地形图，与新兴的地形测绘技术相比，固有的测绘方法即使较为稳定，可是，测绘工作人员需面对一些比较危险的状况、不容易达到边坡的标准高度，在采集数据信息的时候所需时间也比较长，测绘工作人员工作强度大、特别容易有意外事故的发生。然而，三维激光扫描技术完全更改了以往的测绘工作方式，缩短了外业工作时间，有效的缩减测绘强度，使得测绘困难获得显著的降低，使得总体测绘质量得到有效的保障。
1 三维激光扫描技术概述
1.1三维激光扫描技术
地面地形测绘工作中，相继GPS技术之后便迎来了三维激光扫描技术这场具有划时代意义的技术性革新，该技术完全突破传统的单一式测量，与以往传统的GPS测量技术对比来看具有较高的测绘效果，并且能保证测绘数据的准确无误，同时还能够提供在物体外表之外的三维点云数据信息。所以，在日常的地面地形测绘工作当中可运用三维激光扫描技术来实现高精确度及高分辨率的准确测绘成果。按照基本测量原则将其划分为：基于三角测距原理、基于脉冲式和基于相位差。遵循用途的不同将其划分为室内外两种，是从不同的长短距离原理入手进行的划分。
1.2特征
进行三维快速扫描是三维激光扫描技术的独特之处，而以往传统的测量概念中得知，地形测绘所输出的数据属于二维数据。
随扫描仪之后形成了快速扫描，通过快速扫描之后测量速度能够高达1000点每秒，然而，通过一般的测绘技术会有2-5秒的浪费情况存在，而三维激光扫描技术的出现完全更克服上述的问题，促使测量工作效率及工作质量得到显著的提升。
1.3工作原理
地面三维激光扫描技术在地形测绘中的运用，促使光得到有效的利用，实现目标外表点的三维坐标，以此可以较好的达到三维场景重建、提取地面详细信息数据的目的。一般情况下，完整的三维激光扫描系统包含以下三方面内容：激光测距系统、高精度动态GPS差分定位系统（DGPS）和高精度动态载体姿态测量系统（INS）。首先是激光脉冲二极管把激光脉冲信号发射出去，在通过旋转棱镜射至目标物，可使用探测器把反射形成的激光脉冲信号进行信息数据的接收，而记录器将全部的发展变化过程中的所有信号进行全部的记录，将其转换为有用的数据信息，作为测绘工作者则需学会对数据信息的认真识别，将信息软件进行科学处理，从而进行实体模型的建立。
1.4数据信息的采集与处理
其中，在进行点云数据处理的过程当中，需要将点云数据反射强度与地面物体对激光的作用信息当做以后运用点云数据来创建三维模型的重要参考因素，其中，对于三维模型的创建质量也会遭受较大程度的作用及影响。
数据采集具体流程：现场勘查――相扫――精扫反射体――对目标区域的精扫――拍摄场景照片。
数据处理具体流程：（1）校准。对扫描仪坐标系与相机坐标系进行统一，因唯有将坐标系进行统一之后，才能够使得地贴纹理的精准度得到保证；（2）噪点清除。在受到一系列不可抵抗要素或者来自测量设备等方面因素的影响，必然会有一些噪点的出现，这对于数据质量将会产生非常大的影响，为此，进行云数据操作之前，需完全清理掉不干净的噪点；（3）点云拼接。针对坐标系实施统一的点云拼接基础设施，可为工程精准性测量提供充分的技术支持，得出高准确度的数据信息。
2 通过地面三维激光扫描技术实现精细地形测绘
2.1野外数据的采集
对测绘周边区域的环境进行全面的考察，做出测站数量、标靶及扫描仪的实际方位，最大限度上挑选比较少的测站，这样才能够使得原始数据量得到相应的缩减，促使测量范围之内所使用的扫描得出完整的数据信息，与此同时，获取纹理数据与点云数据，这对于今后数据的匹配处理有着很大的辅助作用，同时根据采样进展情况来选择不同的比例尺寸要求，采取逐站扫描的方式。
2.2相关数据的预处理
一般情况下，扫描点云数据是非常复杂的，通常是由不同的站点来最终获得的数据信息，如果将相关数据统一在同一个坐标系上，那么就需要在将点云数据进行扫描之后进行科学的匹配，这对于今后定量化的浅析及模型的建立是非常有帮助的，并且在进行匹配方法的选用上也存在一定的差异性。在精准度较高的地理坐标前提下，能够利用GPS供应各个扫描站点，这样便能够达到在固定的地理坐标体系下包含全部的点云数据信息，此种办法可以得到非常精准的地理方位，便于今后的数据统计。
2.3地物的绘制与提取
可以运用三维激光扫描技术来对点云数据进行提取以及后期的相关处理，其中，在地物提取的时候可以从地物的具体特点入手，利用Gyclone软件从点云视图当中进行相关数据的提取，从而在文本文件当中进行对应格式的传输，同时也可以直接导入测绘图软件来进行地物的具体绘制。
3结语
总而言之，在具体的地形测绘过程当中，三维激光扫描技术的有效运用能够促使一些存在一定困难的数据采集工作可以在短时间内顺利完成。针对三维激光扫描技术的探究对我国社会经济的未来可持续发展来讲有着非常重要的价值，可是，运用三维激光扫描技术的过程会受到外界环境、目标物体反射面等因素的影响，为此，三维激光扫描技术运用过程当中最大限度上弥补客观方面存在的不足，这样才能够获得准确的测绘成果。 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYlw.nET
参考文献：
[1]孙德鸿，王占超.三维激光扫描技术在地形地质研究中的应用（二）[J].测绘通报，2011，（4）：85-86.
激光技术论文范文第9篇
Laser Scanning for the
Environmental Sciences
2009 278pp.
Hardcover
ISBN: 9781405157179
Wiley-Blackwell
George Heritage等编
很长一段时间以来,三维物体表面表征方法一直是描述物体表面特征以及从微尺度到宏观尺度方便理解系统动力学的信息来源。数据收集过去常常通过野外制图技术和遥感技术来实现。近年来,在遥感技术领域里,以激光技术为中心的新型快速获取数据方法已经取得了相当大的进展,如激光雷达的出现提供给研究者高密度精确数据,它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU) /DGPS差分定位技术于一体,是用来采集精确可信的三维地球信息的一种技术,该技术具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点,在地形测绘、环境检测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求。
本书是一本关于环境科学用激光扫描的论文集。本书借鉴了国际领先专家的经验,回顾了一系列可用的传感器和平台,讲述了数据获得、测量仪器、部署、勘测设计、数据处理的方法,突出了三维数据采集历史上重大技术突破,给出了一些环境领域的应用实例,评价了激光扫描技术在环境科学中起到的作用。
本书包括16篇论文,各论文目次分别为:1.激光扫描-学科的演化;2.三维激光扫描原理;3.激光扫描存在的问题;4.机载激光雷达:测量仪器、数据获得和处理;5.激光雷达数据的统计分析;6.总体数据问题、数据质量和协议;7.可得到碎石表面颗粒尺寸形貌特征的地面激光扫描;8.机载激光扫描-对天然或人造物体进行自动特征提取和处理的方法;9.应用地形学空间分布式数据设置和不同栅格分辨率粗糙度的三维流动数值模型;10.机载激光雷达测量海滩沙粒的数量改变;11.激光雷达在环境科学中的地质学应用;12.激光雷达在考古学中的应用:英国传统经验和教训;13.机载和地面激光扫描用于测量植冠结构;14.大规模河流系统中的水流模型和植被图;15.线状要素的激光扫描测量:考虑和应用;16.激光扫描-未来。
本书第一编者George Heritage是资深地貌学家,英国索尔福德大学环境与生命科学院的荣誉研究人员。他是河流和冰川环境地面激光雷达方面的专家。本书第二编者Andy Large是英国纽卡斯尔大学自然地理专业讲师。
本书写给大学教师、研究人员、环境科学方面专家和研究生。
孙培培,
博士生
(中国科学院力学研究所)
激光技术论文范文第10篇
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
激光技术论文范文第11篇
关键词：研究生实验课程；教学；创新能力
中图分类号：G642.4？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0177-02
自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来是我党提出的建设创新型国家的指导方针。建设创新型国家需要技术创新作为核心驱动力，需要培养高水平的创新型人才做支撑。研究生是教育体系中最为重要的一环，已经掌握了本学科的基础理论知识，思维活跃，精力充沛，创造力强，是形成高水平成果的黄金时期。研究生创新能力的培养，不仅需要深入扎实的理论功底，而且需要具备较强的工程实践能力。因此，研究生实验课程的设置，对提高研究生的动手能力、创新能力具有举足轻重的作用。光电类研究生实验课程可以进一步深化书本上所学的理论知识，提高和深化自身对物理本质的认识，提高研究生的实验技能，增强实验能力。
文献指出[1]：美国麻省理工学院（MIT）的电气工程与计算机科学系（全美同类学科排名中名列第一）和伊利诺斯大学香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）开设了非常丰富的光电类实验课程，并建立了非常完善的考核评价体系。国内浙江大学、华中科技大学和天津大学等多所光电学科排名靠前的大学在研究生阶段都开设了光电类实验课程。国防科技大学光学工程一级学科是“十一五”国家重点建设学科，在2012年全国光学工程学科评估中综合排名第四，学院以光电技术在国防现代化中的重要作用为牵引，主要从事国防现代化建设中的关键技术攻关研究和光电学科领域的科学研究、工程技术应用以及高素质人才的培养工作。鉴于光电类研究生实验的重要性，2010年，学校与学院投入了大量的人力、物力、财力，重点建设了学校“十一五”重点建设课程《高等光电技术实验》，结合几年的实验教学，浅谈自己的几点体会与思考。
一、研究生实验设置应与所学基础理论知识相结合
结合我院人才培养的目标和光电类学员的特点，学院于2012年修订了新的培养方案[2]，方案中强调了加强基础理论知识的培养，更加注重实践能力的培养，大力提倡和鼓励光电创新实践活动。结合学院专业设置，本科阶段开设了《激光原理》、《激光技术》、《应用光学》、《光纤传感技术》、《光电技术》等一系列专业基础课程。《高等光电技术实验》结合本科所学习的基础理论课程，优选和设计实验，开设了“光学技术”、“激光技术”和“光纤技术”3个单元共9类实验[3，4]。“光学技术”单元主要侧重成像光学系统、非成像光学系统与各种类型的工程干涉仪；“激光技术”单元主要侧重典型的三种激光器：气体激光器、半导体激光器和固体激光器，以及气体激光器的一个典型应用，也是学院一个特色学科——激光陀螺。“光纤技术”单元主要侧重于光纤的性能测试，单模光纤特性与干涉仪实验以及光纤通信技术。以“激光技术”单元为例，4个子实验分别让学员熟悉和掌握了典型的激光器，实验中对法珀腔的参数调节、测量、性能分析，半导体激光器参数的测量，激光二极管泵浦的Nd：YAG固体激光器调谐及工作参数测量等均涉及到本科课程《激光原理》的知识，氦氖激光器横模、纵模的选择、KTP晶体倍频、主动调Q、被动调Q等均涉及到本科课程《激光技术》的知识。激光陀螺实验可以使学员具备运用激光技术的基本概念和方法解决工程实际问题的能力。由此可以看出，研究生实验与本科基础课程的紧密结合，有利于加深学员对激光的理解，提高和深化学员对光电类基础知识的掌握，对研究生学员后续开展科研工作、提高创新能力具有重要作用。
二、在实验教学中提高研究生的创新能力
美国教育家杜威早就指出：“任何知识的学习，既是为某一理论提供依据，又是创建和形成新理论的素材。”这种思想就更加促进我们对光电类研究生创新能力的培养，同时也要求教员投入更多的精力在实验教学中加强对学生创新意识和创新能力的培养[5，6]。《高等光电技术实验》教学中充分体现了这一点，教学中每一个教员负责一个实验，实验中首先介绍基本原理和理论知识，促使学员回忆和巩固以前学过的基础知识，结合特定的实验方法，引导学员从多个角度和多个层面对实验现象进行分析，认识实验中出现的物理现象，体会其中的物理奥妙和物理本质。完成每一个子实验后，对实验结果进行研究性、启发性探讨，提出优化的实验方案，倡导结合实验进行创新性实验，提高学员的创新能力和动手能力。将光电技术综合实验中心设置为开放性实验室，鼓励学员到实验室来完成自己新的想法、新的思路和新的创意。利用光电技术综合实验中心这一优良的平台，搭建实验系统，积极参加各种创新竞赛。为将来进入各个教研室从事科研工作提供便利。
三、建立完善的考核机制
根据《高等光电技术实验》这一实验课的特质，不像其他教学课程，评定学员成绩不能完全依赖于期末考试和实验报告，借鉴国外高水平院校的经验，实验课程的考核由平时成绩和实验报告两部分构成，加大平时成绩的比重，平时成绩占60%，实验报告占40%。平时成绩包括实验操作规范、实验操作记录情况和实验完成情况。其中实验操作规范、实验操作记录情况占平时成绩的15%，实验完成情况占平时成绩的45%。若在实验过程中，对实验建设和实验安排及新的创意等提出合理的建议的，可适当加分。由于实验系统有限，故在《高等光电技术实验》中需要将学员分配为固定的若干组，这样在实验中往往发现有个别学员很少参与讨论，并且自己动手的机会都少了，不主动与其他学员合作，由于与其他学员一组，最后完成的实验报告也与其他学员一致，这样就会产生弊端。需要教员在实验过程中及时提醒学员，合理安排实验顺序，请每个学员对物理现象等进行阐述，并强调实验报告需要独立完成。学员通过这样的学习过程，提高了实际解决问题的能力和团队合作能力。
四、结论
研究生的实验教学是培养研究生创新能力的重要手段，在实验教学中如何提高研究生的创新能力，需要不断的摸索和尝试。本文作者结合近几年《高等光电技术实验》的教学经验，浅谈了几点自己的教学体会，但还有很多问题需要解决和探索，需要我们所有教员共同努力，共同搭建一个优秀的研究生实验创新平台。
（致谢：本文作者们诚挚感谢光电技术综合实验中心和梁永辉教授等为课程《高等光电技术实验》所付出的艰辛劳动，感谢他们为作者们提供了有一个很好的研究生实验课程的教学平台和实践机会。）
参考文献：
[1]郑晓东，闻春敖，王晓萍，刘向东，刘旭.世界著名大学光电类实验课成绩评价体系初探[J].实验室研究与探索，2011，30（7）：115-118.
[2]国防科学技术大学研究生院.国防科学技术大学研究生2012年培养方案[Z].2012.
[3]谭中奇，姜广文，谢文科，张斌，汪之国.浅谈研究生课程《高等光电技术实验》的教学体会[J].高等教育研究学报，2012，35（1）：68-70.
[4]胡浩军，梁永辉，马浩统，谢文科，毛宏军.关于改进光电工程类本科专业实践能力培养环节设置的思考[J].高等教育研究学报，2012，35（1）：57-59.
激光技术论文范文第12篇
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2 功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2 发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
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[2] 梁进秋. 微光机电系统国内外研究进展. 光机电信息，2000（8）
[3] 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息，2003（12）
激光技术论文范文第13篇
现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论，而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史，静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果，就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来，则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷，而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时，把“史”与“论”结合起来，更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生，通过现代科学技术概论课程的学习，不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系，而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律，了解马克思主义哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此，只有做到史论结合，才能达到开课的目的和要求。
2现代科学技术概论的教学内容与体系
根据上述三原则，笔者认为，思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。
第一章，现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言，概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节，相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则，具体讲授伽利略变换和力学相对性原理，迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换的提出，爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论，广义相对论及其验证。第二节，量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景，概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展，具体讲述普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，玻尔对原子结构的量子解释，德布罗意的物质波，薛定谔的波动方程，海森伯的矩阵力学。第三节，现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。
第二章，原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节，对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探，复习回忆德谟克利特的原子论，道尔顿的原子说，门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军，主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现，原子结构模型及其实验和发现，原子核结构模型及其实验和发现，对基本粒子家族的认识。第二节，原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现，即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用，包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展，主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。
第三章，生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节，生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论，主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节，现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节，生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制，可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程，应首先讲授细胞的全能性，然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究，主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现，人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。
第四章，天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一，本章在重点讲述天体演化学说之前，先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节，天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节，获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道，主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备，主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节，天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍，然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成，表征恒星演化过程的赫罗图，恒星演化过程的三阶段，即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。
第五章，信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后，现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会，就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业，是信息社会的重要支柱。所谓信息技术，就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节，微电子技术。一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;二、微电子技术的应用。第二节，计算机技术。一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;三、信息高速公路。第三节，通信技术。一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;三、卫星通信。第四节，激光技术。一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。
激光技术论文范文第14篇
关键词：风力发电机；叶片；故障诊断
一、诊断方法及失效机理分析
（一）故障诊断方法。在国家政策的支持下，风力机叶片故障诊断方法得到飞速发展，其主要技术有应变测量、振动测量、激光超声技术、红外热成像技术、视觉技术、声发射技术、光纤技术和摄影技术。比较先进的是视觉技术、声发射技术、光纤技术和摄影技术。光纤技术和摄影技术成本高，应变测量成本低。摄影技术精度极高，视觉技术、光纤技术和声发射技术精度较高。激光超声技术和光纤技术适用于远距离监测。光学应变测量（光学三维测试技术、激光散斑图干涉技术、DIC技术）适合三维监测，并且激光散斑图干涉技术和DIC技术互补，可以无限制量程监测。视觉技术可以监测最小尺寸缺陷。振动测量特别适合检测叶片裂纹。
（二）失效模式。风力机叶片损伤机理及识别方法的探索对风力机叶片故障诊断尤为重要。表1为叶片失效机理。
表1 叶片失效机理
二、状态监测及故障诊断
（一）传感器。传感器是将反映设备状态的各种物理量的信息监测出来的部件，是状态监测和故障诊断的第一步，也是很重要的一步。她直接影响着监测技术的发展。
对传感器的基本要求是：①监测出来的状态特征量信号有良好的静态特性和动态特性；②对被测设备无影响或影响很微弱，吸收待测系统的能量很小，能和后续单元很好的匹配；③可靠性好，寿命长。
在风力机叶片在线监测与故障诊断中，传感器占有重要地位。用于叶片监测的主要有压电陶瓷传感器、光纤光栅传感器、应力应变传感器、光纤视觉传感器、声波（AE）传感器、脉冲传感器和振动传感器等。
通过分析相关文献，可以得出结论：
1、 经济性：从低到高依次为电阻应变测量、振动测量、激光超声测量、声发射测量、光学应变测量、光纤测量、视觉技术测量、红外成像测量、摄影测量。
2、 安全可靠性：主要以精度为参考量，从高到低依次为摄影测量、视觉技术测量、光学应变测量、光纤测量、激光超声测量、声发射测量、电阻应变测量、振动测量、红外成像测量。
3、 适用性：
（1） 叶片裂纹：振动测量、光学应变测量（三维裂纹、夹层结构裂纹）、声发射测量（特别是微型）、摄影技术。
（2） 叶片开裂：振动测量、摄影测量（三维开裂）。
（3） 叶片断裂：声发射测量、光纤测量、摄影测量。
（4） 叶片覆冰：振动测量、激光超声测量、光纤测量。
（5） 雷击：光纤测量。
（6） 叶片变形：视觉技术测量、光学应变测。
（7） 结构分层：激光超声测量、红外成像测量、光纤测量。
（8） 叶片腐蚀：声发射测量。
（9） 叶片碳化：摄影技术。
（10） 局部应力集中：电阻应变测量、光纤测量。
三、结论
本文以风力机叶片为研究对象，其主要结论如下：
激光技术论文范文第15篇
引言
教学与科研是高校教师的两大核心任务。早在1809年，德国教育家、思想家洪堡在指导建立柏林大学的过程中，就首先提出“通过研究进行教学”的思想和“教学与研究统一”的原则，明确指出大学中教学和研究之间是辩证统一、相辅相成、互相促进的关系，即教学是科研的基础，科研是教学的发展与提高。但到底如何才能把科研成果转化为教学内容，更好地为高校教学服务，从而促进学员创新能力的提升是一个尚需探讨的问题。本文就科研辅助更新教学内容，促进学员创新能力提升的一些具体方法与各位同行进行探讨。
一、科研对培养学员创新能力的意义和价值
美国教育界早在20世纪70年代就明确提出培养具有创新精神人才的教育目标。英国大学的核心办学思想也多为“探测、挖掘和开发学生的潜在能力，激励个人的创新精神”。德国高等教育也非常注重对学生发现问题、解决问题的能力和创造性、独立性的培养。2007年，我国教育部也明确指出“高等教育肩负着培养数以千万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命”。
创新人才培养的必要条件之一是师资水平的高低。“大学之大，非大厦之大，而是大师之大。”一所大学的教学质量很大程度上取决于教师的学术水平、创新能力、治学态度和师德风范。由于教师直接面对学生，是学生知识的直接传授者，更是学生行为的影响者，所以，师资队伍水平是教学质量的关键。古人云：“问渠那得清如许，唯有源头活水来”，而科研过程本身就是创新过程，是教学的“源头活水”。只有通过科研，教师才能形成新观点、新理论，不断提高自身学术水平；才能及时掌握学科发展最新动态，不断更新教学内容；才能对相关领域有更深理解，真正做到讲课高屋建瓴、深入浅出；才能养成创新思维习惯，从而在教学过程中对学生创新能力培养起到潜移默化的影响。正如德国教育家雅斯贝尔斯所言：“只有自己从事科研的人才有东西教别人，而一般教书匠只能传授僵硬的东西。”因此，教师高质量的科研，是高水平教学能力的保证，是培养学员创新能力的前提和基础。
二、以科研促进教学，推进创新人才培养的方法和实践
教师的责任不仅仅是传授知识，更应着眼于学生创新能力的培养。我院光学学科通过以下措施和方式，将科研与教学紧密结合，以科研促进教学，探索创新型人才培养的模式和方法。
（一）科研成果丰富教学内容
科研成果丰富教学内容主要包括两方面：一是科研内容转化为教学内容，二是科研成果转化为教材。科研内容转化为教学内容是指将科研所产生的新成果、新技术、新知识补充到教学内容中，促进教学内容的更新和改革，保证教学内容与时俱进。科研成果转化为教材是指将科研成果及学科前沿知识进行梳理与优化，不断融入教学内容，并通过教案加以固化成果。这样，既可以丰富教学内容，使其更加新颖，案例更加具体，又可以开拓学员视野，培养其科研和创新的兴趣和思维方式。
由于科技的飞速发展，《激光原理与技术》教材内容明显落后于时代科学技术的发展，其教学已不能再单纯地对教材知识和概念进行简单灌输，更需要就理论研究的前沿动态，把如何发现问题、研究问题、思考问题及解决问题的方式、方法教授给学生。例如，在讲授《激光调制技术》内容时，都是简单地提到激光通信作为该技术的案例进行讲解，但激光通信的具体用途等鲜有提及，学生学起来既枯燥，又晦涩难懂。我们在讲授这部分内容时，首先以一种新式间谍仪器――激光窃听器来引题，引发学员的学习兴趣；进而以激光窃听器的工作原理为案例，讲解本节内容――激光调制原理，使学员带着强烈的求知欲望学习激光调制的理论知识；紧接着，又进一步提出新的疑问“如何避免窃听？”，此时，结合鲜活的案例――美国联邦调查局的反间谍官员在所有政要人物和机构的玻璃窗上，安装上一种特制的小型颤动器，破坏窃听。在此基础上，教员进一步结合科研内容，为学员讲解激光通信的另一主要用途――卫星通信最后1公里的关键技术，拓展学员的知识结构；并将科研内容“激光图像加密技术在激光通信中的应用”介绍给学员，让其了解激光通信过程中的防窃听（保密）技术。通过上述方式，将学科最前沿的科研动态、研究方法、科研成果引进课堂，使教学内容与科研成果充分接轨，从而开拓学员的视野，培养其科研和创新的兴趣和思维方式。
（二）科研项目指导毕业设计
学生直接参与科研，可把学生所学的理论转化成解决实际问题的能力，更重要的是，教师能通过自身言传身教的方式影响学生，逐步培养学生具备基本的科研素质和创新精神，因此，教师不仅要自己从事科研，更要带动学生参与科研。我们充分利用科研积累多、经费充足的优势，将教师承担的科研项目内容作为毕业设计内容，使学生通过实实在在的项目、研究内容、研究方法加深对基础理论概念的理解及实际应用。
目前我专业学员的研究生毕业论文题目90%来自导师的科研项目，10%来自创新性更强的预先研究类项目；本科学员的毕业论文题目则100%来自科研项目，并与研究生一起由导师指导，研究生协助指导。这样，促使学生在科学研究的过程中培养其创新思维，提高其综合素质。例如，“高精度激光光源控制技术研究”、“大气湍流对激光通信技术的影响”、“微纳材料在全光开关上的应用研究”、“光子晶体在多波段兼容伪装技术中的应用”等题目均来自教员的科研项目。由于教员在相关领域科研积累较多、各类资源软件丰富，学员做起论文起步快，教员指导也得心应手。另外，我们还根据学员的特点，在毕业设计题目中适当涵盖一些教学研究类课题。例如，有的学员对于三维模型制作感兴趣，我们就将教学类项目――《激光原理与技术》虚拟实验室建设作为某次毕业设计题目。学员的创造能力出乎想象：由于学员自身兴趣所在，所以，学员非常有动力，他不仅自学并熟练掌握了Solidworks三维模型制软件、NGRAIN Producer三维制作平台、会声会影视频制作软件等相关软件，而且还进一步自行利用Dreamweaver网页制作软件设计了整个课程的各级网页，最终圆满完成了“He-Ne激光器模式测试”和“调Q激光器输出特性”虚拟实验的制作，见图1。该实验已在2104年和2015年《激光原理与技术》课程中加以试用，学员普遍反映效果很好。
（三）科研平台拓展创新实验
2007年，教育部指出“高等教育肩负着培养数以千万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命”。其中，实验教学是达到这一目的的重要手段，是培养学员创造性实践能力的重要环节，这就要求实验教学必须跟上学科发展的步伐。为了适应激光技术的快速发展，实验教学必须不断推陈出新，尽快将新技术、新方法转化为实验内容，从而不断充实和更新实验内容，完善综合与设计性实验体系，突出实验教学对学生创新性能力的培养。
我院《激光原理与技术》课程实验涵盖在《现代光学实验》课程中。随着军队院校教学改革任务的推进，本教学团队以教学模式改革为契机，以教师的科研成果和科研条件为基础，大力推进《现代光学实验》课程改革，将教师的部分成熟科研实验的使用范围从研究生扩展到本科学员。例如，我们将科研课题“图像加密”实验为本科学员开放，并与原本“激光通信”实验相结合，使学员通过亲自动手参与前后两个实验过程，形成完整的科学研究思路，使学生在理论课程学习的基础上，充分发展动手能力和创新思维模式。由于“图像加密”实验条件属于自组性实验，完全可以胜任其他相关创新实验的开发，所以，我们利用该条件，又进一步为学员提出了探究性课题――“激光窃听器的设计”实验。学员可以根据自己的兴趣，自行调研、设计和组装实验。在完成上述实验和课题的过程中，学员分析问题，解决问题的能力，以及研究创新能力都会得到充分的锻炼和提高，同时，还能逐步养成实际科研能力和科学的思维方式。
（四）科研思想改革教学方法
科研方法转化为教学方法是指科研方法在课堂教学中的运用，使教学效果高、好、强、灵。《激光原理与技术》课程知识点繁多，大多数内容过于抽象，相关实验开设与本课程间隔时间较长。为了提高《激光原理与技术》课程的教学效果，大力推进学员创新思维的培养，我们以科研方法促进教学手段改革，使教学手段灵活多样，抽象理论形象生动；以科学思维促进教学方法改革，在课堂上广泛开展任务驱动式、研讨式、启发式、互动式等形式多样、内容丰富的教学方法。
例如，在讲解“调Q技术理论”这一章节时，我们以科研中经常用到的Matlab软件为工具，对调Q激光器的峰值功率、巨脉冲能量、脉冲时间特性进行编程，并用GUI仿真平台的方式直接进行展现。这样，学员既可以借助软件输出结果，理解抽象问题，又可以通过对程序编写过程的理解，了解调Q激光器的整个设计过程，从而在潜移默化中养成创新思维习惯。再比如，我们在讲解“高斯光束的聚焦”这一章节时，我们不再按照教材常规顺序教学，而是借助科研的思维模式，采取“任务驱动法”进行教学：我们首先给学员演示激光打标机，让学员意识到了解该技术在日常生活中的普遍性；然后，指出该设备能够精细打标的关键技术之一就是聚焦技术；接着，把任务――设计激光打标机输出光路交给学员，由他们自行查阅资料，自学相关知识，并初步给出光路设计；最后，教员对学员的设计进行验收评价，指出存在的问题，并对学员自学的相关知识进行补充和修正。通过这种方式，不仅提高了学员的学习兴趣，而且学员作为设计者进行学习，可以初步体会科研的整个过程，科研兴趣和创新意识也得到锻炼和提高。
三、小结
本文以《激光原理与技术》课程为例，探讨了以科研促进教学的一些方法和途径。通过科研成果丰富教学内容、科研项目指导毕业设计、科研平台拓展创新实验、科研思想改革教学方法等方式，不但拓展了课堂教学的内容，促进了教学实践方法的改革，更把科研的思维方式传授给学生，把科研中的新成果、新技术、新理论直接运用到教学中，从而极大地激发了学生的学习兴趣，提高了课堂教学质量，推进了学员创新能力的培养。
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