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激光原理論文樣例十一篇

時(shí)間:2023-04-03 10:01:50

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激光原理論文

篇1

廣告行業(yè)和傳媒行業(yè)息息相關(guān),在中國(guó),廣告行業(yè)最早被視為新聞學(xué)的組成部分,直到成為一門獨(dú)立的學(xué)科,才有了系統(tǒng)的理論和實(shí)踐作為例證。廣告行業(yè)作為與傳媒息息相關(guān)的行業(yè)受經(jīng)濟(jì)的影響并不大。無(wú)論是經(jīng)濟(jì)蕭條還是繁榮,廣告行業(yè)都能在不同時(shí)期找到屬于自己的定位。經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期,廣告為企業(yè)集團(tuán)進(jìn)行市場(chǎng)宣傳,經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)期,企業(yè)更需要廣告來(lái)拓寬市場(chǎng)和知名度。同其他行業(yè)一樣,廣告行業(yè)也需要系統(tǒng)的管理和規(guī)范,由于復(fù)雜的行業(yè)性質(zhì),使得廣告行業(yè)的人力資源管理也充滿挑戰(zhàn)。

一、廣告行業(yè)人力資源管理現(xiàn)狀

1.中國(guó)廣告行業(yè)發(fā)展不成熟,人力資源管理不完善。雖然從事廣告行業(yè)的人員眾多,但是專業(yè)人才卻少之又少,加之裙帶關(guān)系、工作心態(tài)浮躁、人員流動(dòng)機(jī)動(dòng)和懲獎(jiǎng)制度等問(wèn)題,導(dǎo)致廣告企業(yè)用人機(jī)制混亂。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行各業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì)和機(jī)遇都不斷增加,由于廣告行業(yè)接觸面廣,很多人都在廣告行業(yè)積累了工作經(jīng)驗(yàn)之后,轉(zhuǎn)行到其他行業(yè)或企業(yè)以求得更大的發(fā)展空間和更好的發(fā)展前景。這在一定程度上給廣告行業(yè)的人力資源管理增加了難度。

2.從業(yè)人員能力水平參差不齊。廣告行業(yè)的工作靈活性很大,對(duì)于從業(yè)人員的要求自然也高,可是有些公司利用家族企業(yè)的背景,進(jìn)行關(guān)系式工作人員輸入。帶有家族關(guān)系的從業(yè)人員,從企業(yè)人力資源的角度上看,非常不利于管理,也無(wú)法進(jìn)行鮮明的懲獎(jiǎng)制度以規(guī)范企業(yè)內(nèi)部管理。這些人占有一定比例,卻沒(méi)有相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),這不僅阻礙了新專業(yè)人才的引進(jìn)也阻礙了企業(yè)的發(fā)展。

3.廣告人才培養(yǎng)機(jī)制落后。廣告行業(yè)的要求從業(yè)人員上崗就能夠承擔(dān)獨(dú)立的策劃或活動(dòng)任務(wù),但是中國(guó)特色決定了學(xué)校對(duì)于人才的培養(yǎng)到有能力進(jìn)行實(shí)踐需要社會(huì)提供足夠的機(jī)會(huì)和支持。廣告專業(yè)人才供不應(yīng)求,而人才素質(zhì)又高低不一無(wú)法滿足廣告行業(yè)的用人需求,加深了雙方矛盾。

4.優(yōu)秀廣告人才匱乏。雖然廣告人才眾多,也包含留學(xué)歸來(lái)的高端人才,但是和歐美開(kāi)放的地區(qū)相比,還是缺少實(shí)踐機(jī)會(huì)和多元的創(chuàng)作眼光,而且設(shè)備和材料也相對(duì)很匱乏,并沒(méi)有高端的圖像處理和技術(shù)。因而哪怕從業(yè)人員有足夠新穎的創(chuàng)意,也無(wú)法通過(guò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)外的廣告市場(chǎng)廣闊,而且在不同的領(lǐng)域都有廣拓的發(fā)展空間。而中國(guó)的廣告業(yè)雖然服務(wù)于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),但是仍舊和國(guó)家政治有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。這在管理上,就要考慮如何在平衡市場(chǎng)和國(guó)家關(guān)系的同時(shí),還要平衡人才需求和人才對(duì)于從業(yè)的要求。我國(guó)廣告行業(yè)專業(yè)人才和非專業(yè)人才的平衡。對(duì)于非專業(yè)人才,他們并沒(méi)有敏銳的市場(chǎng)和傳媒觸覺(jué),也不懂得如何策劃,但是這些人流動(dòng)性大,隨時(shí)都有轉(zhuǎn)行的可能。而專業(yè)人才有很難在短時(shí)間內(nèi)招錄,所以對(duì)于工作周期短,工作流動(dòng)性大的從業(yè)人員,在人力資源管理上也無(wú)法做出長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)對(duì)之策。

5.人力資源管理還沒(méi)有完善的機(jī)制和長(zhǎng)足的發(fā)展。和廣告企業(yè)一樣,人力資源管理在中國(guó)也是剛剛起步,在有些企業(yè)甚至都不是一個(gè)獨(dú)立的部門,一般都被歸在行政部門里面。這也就是說(shuō),人才管理在龐雜的行政事務(wù)中很容易被忽略,工作也無(wú)法被細(xì)化。在人才選拔以及后期培訓(xùn)甚至考核中,都無(wú)法建立一套系統(tǒng)的體制來(lái)管理,只能隨著行政管理的安排進(jìn)行調(diào)配。而一些企業(yè)往往老板才是最后敲定用人與否的關(guān)鍵,人力資源管理部門的職能被其替代,形同虛設(shè)。且廣告企業(yè)內(nèi)部部門劃分粗糙,很多部門分類也很混亂,很難進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配和組織,也給本就沒(méi)什么權(quán)利的人力資源部門增加了協(xié)調(diào)的難度。

二、廣告行業(yè)人力資源管理的改進(jìn)方法

1.平衡廣告企業(yè)和廣告人才之間的矛盾,協(xié)調(diào)二者的需求。首先對(duì)廣告專業(yè)人才的培養(yǎng)要注重實(shí)踐,并且依靠政府的宏觀調(diào)配給在校的廣告專業(yè)學(xué)生創(chuàng)造足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)。其次,大型的廣告公司可以創(chuàng)辦新進(jìn)人員的專業(yè)進(jìn)修培訓(xùn)課程,甚至可以送到國(guó)外去學(xué)習(xí)。作為廣告人,就要不斷汲取新鮮事物、拓寬眼界和思維,相關(guān)專業(yè)技能的培訓(xùn)無(wú)疑是最好的方法,這樣也可以吸引有廣告創(chuàng)作能力的人加入并且可以通過(guò)間斷性的進(jìn)修課程,讓從業(yè)人員數(shù)目保持穩(wěn)定,并且本著企業(yè)培養(yǎng)、回饋企業(yè)的原則,達(dá)到良性循環(huán)。這樣的培訓(xùn)既可以降低用人成本,還可以為雇員提供更多的機(jī)會(huì),這樣一來(lái)就可以鞏固企業(yè)內(nèi)部的固定員工數(shù)量,便于企業(yè)內(nèi)部指定對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行長(zhǎng)期的管理的計(jì)劃。

2.制訂科學(xué)合理的用人機(jī)制

首先,對(duì)于廣告企業(yè)來(lái)說(shuō),人力資源的管理要堅(jiān)決杜絕家族式管理和裙帶關(guān)系,一切職位都要憑能力而為之。并且細(xì)化分工,細(xì)化部門,賞罰分明,將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。用干部管理和現(xiàn)代人力資源管理的理論進(jìn)行內(nèi)部選拔制度,不夾雜私人感情,有機(jī)化企業(yè)內(nèi)部的機(jī)制。

其次,將戶外廣告和室內(nèi)廣告分開(kāi)來(lái)管理。對(duì)于戶外廣告,由于工作的靈活性和分散性,將管理分成周期來(lái)進(jìn)行,這樣避免了由于工作需要造成的瑣碎問(wèn)題,也可以將問(wèn)題集中分類處理,并且將某些執(zhí)行權(quán)力落實(shí)到負(fù)責(zé)人,便于及時(shí)更換雇員。對(duì)于室內(nèi)廣告,可以按組管理,先以團(tuán)隊(duì)為單位建立工作分區(qū),然后將善于不同類型廣告的團(tuán)隊(duì)分開(kāi)來(lái),這樣在選用和招聘人才的時(shí)候,要求細(xì)化,避免了盲目選人被動(dòng)上崗的現(xiàn)象。

其三,建立防止人才流失的機(jī)動(dòng)體制。現(xiàn)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,對(duì)于廣告企業(yè)也是一樣,沒(méi)有足夠吸引人的條件就無(wú)法留住人才,這不僅在薪資上要有公平的待遇,還要定期進(jìn)行業(yè)務(wù)考核,擇優(yōu)而上,并且根據(jù)業(yè)績(jī)進(jìn)行獎(jiǎng)評(píng),一切公開(kāi)、公正、合理。對(duì)于管理標(biāo)準(zhǔn)和管理進(jìn)度,也可以在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上公布,通過(guò)透明的管理,給從業(yè)人員一個(gè)放心、干凈的工作環(huán)境。一個(gè)簡(jiǎn)單的工作環(huán)境,這在現(xiàn)今浮躁的社會(huì)也是一個(gè)留住人才的重要因素。人力資源管理者可以通過(guò)借鑒國(guó)外企業(yè)的管理模式并結(jié)合中國(guó)國(guó)情指定符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的人才管理機(jī)制,在激發(fā)人才對(duì)企業(yè)愿景的同時(shí),給予合理的薪資和充足的發(fā)展平臺(tái)。

3.注重人力資源管理專業(yè)人才的引進(jìn)。很多廣告企業(yè)由于本身復(fù)雜的行業(yè)性質(zhì)和廣泛的接觸面,并沒(méi)有刻意的招聘專業(yè)人力資源管理人才。同時(shí)很多人力資源管理部門并不是獨(dú)立的部門,所以要想更好的進(jìn)行人才管理,需要將其從其他部門中劃分出來(lái)。人力資源本身并不是管理和經(jīng)營(yíng)的部門,而是一個(gè)統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)的部門,需要從大局入手,根據(jù)各個(gè)部門不同的分工進(jìn)行合理的人員分配。人力資源管理者不是考慮雇員會(huì)什么特長(zhǎng),而是考慮這個(gè)雇員在這個(gè)職位上能否為企業(yè)的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn),這個(gè)職位能否將雇員的潛能完全激發(fā)出來(lái)。這在廣告行業(yè)中是十分重要的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在中國(guó)廣告涉足的領(lǐng)域和行業(yè)也越來(lái)越多,對(duì)廣告行業(yè)多元化的創(chuàng)作素質(zhì)的要求也越來(lái)越高,因而,合理的人員調(diào)配,也可以將企業(yè)的利益最大化。

三、結(jié)語(yǔ)

廣告行業(yè)作為充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的行業(yè),在中國(guó)不斷地成長(zhǎng)。這個(gè)過(guò)程,需要專業(yè)的人力資源管理人才和廣告人才來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了要在立足中國(guó)國(guó)情的基礎(chǔ)上積累經(jīng)驗(yàn),也要通過(guò)充足的理論知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐。在人力資源管理這個(gè)部門不斷成熟的過(guò)程中,企業(yè)也要給予足夠的成長(zhǎng)空間。廣告人在策劃引人注目的廣告同時(shí),也要經(jīng)營(yíng)好企業(yè),把握好人才,規(guī)范管理機(jī)制,將企業(yè)帶到通往長(zhǎng)足發(fā)展的道路上去。

參考文獻(xiàn):

篇2

[中圖分類號(hào)]G423

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-3712(2013)34-0052-06

[基金項(xiàng)目]廣西教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“廣西民族地區(qū)學(xué)困生發(fā)展策略與語(yǔ)文德育的功能研究”(2008C21)。

[作者簡(jiǎn)介]韋美日(1964―),女,廣西環(huán)江人,碩士,廣西師范學(xué)院文學(xué)院副教授,研究方向:語(yǔ)文課程與教學(xué)論,廣西民族地區(qū)語(yǔ)文德育。

在語(yǔ)文課程改革中,出現(xiàn)了一些自相矛盾的奇怪現(xiàn)象:一邊是課改實(shí)驗(yàn)的“泛人文化”,表現(xiàn)為在公開(kāi)課或是教學(xué)競(jìng)賽中,以培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)為主,進(jìn)行漫無(wú)邊際的拓展延伸,忽略了語(yǔ)文知識(shí)、技能的傳授、訓(xùn)練;一邊是學(xué)校的常規(guī)教學(xué)中的“去人文”,表現(xiàn)為課堂教學(xué)仍然以傳授知識(shí)為主,扎扎實(shí)實(shí)進(jìn)行應(yīng)試能力訓(xùn)練,把人文精神的培育當(dāng)成可有可無(wú)的內(nèi)容,隨意增減。

一、語(yǔ)文教學(xué)中遇到的問(wèn)題

語(yǔ)文課堂教學(xué)中的矛盾現(xiàn)象背后是語(yǔ)文課程的價(jià)值取向指導(dǎo)下的語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。功利化的價(jià)值取向使語(yǔ)文課堂教學(xué)僵化、老化,局限于狹小的語(yǔ)文課程,受制于語(yǔ)文教學(xué)的狹窄空間,不能進(jìn)行真正的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、面向生活的語(yǔ)文綜合性學(xué)習(xí),不能全面提高學(xué)生的語(yǔ)文素養(yǎng)。

(一)語(yǔ)文教學(xué)實(shí)踐的功利化取向

語(yǔ)文課程改革中,這種看似矛盾的現(xiàn)象,事實(shí)上有其內(nèi)在聯(lián)系,即語(yǔ)文課程實(shí)踐中的功利性價(jià)值取向侵蝕了語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)的理性價(jià)值取向,導(dǎo)致對(duì)語(yǔ)文課程理念的淺表理解,或者是誤讀。在教學(xué)行為上則表現(xiàn)為陽(yáng)奉陰違:在展示語(yǔ)文教學(xué)改革成果的實(shí)驗(yàn)課上,盡可能多地增加人文性的內(nèi)容,貼近語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,會(huì)獲得比較高的評(píng)價(jià);在常規(guī)語(yǔ)文教學(xué)實(shí)踐中,認(rèn)認(rèn)真真落實(shí)語(yǔ)文知識(shí)點(diǎn),盡量吃透語(yǔ)文考試的內(nèi)容,在各種語(yǔ)文考試中成績(jī)優(yōu)秀,會(huì)得到大家的承認(rèn)。這種過(guò)于功利化的語(yǔ)文教學(xué)活動(dòng)必然走向經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化,輕視排斥理論指導(dǎo),惰于實(shí)踐創(chuàng)新,消解語(yǔ)文課程改革的核心價(jià)值體系,在語(yǔ)文課程改革旗幟掩護(hù)下,走的是應(yīng)試教學(xué)的老路。

(二)語(yǔ)文教學(xué)內(nèi)容和語(yǔ)文教學(xué)研究的單一化

要擺脫語(yǔ)文教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化的慣性傾向,語(yǔ)文教學(xué)就不能只顧在自己的領(lǐng)地上埋頭耕耘,還需要具有宏觀的、全局的戰(zhàn)略眼光,超越眼前的功利性需要,為國(guó)家民族文化的傳承和學(xué)生的未來(lái)謀劃,在更廣闊的天地中運(yùn)籌帷幄。語(yǔ)文教學(xué)立足于語(yǔ)文素養(yǎng)的提高而不只是在實(shí)驗(yàn)課中表演人文性,語(yǔ)文知識(shí)和技能的獲得也不只在語(yǔ)文課本和語(yǔ)文課堂教學(xué)活動(dòng)中,其途徑和方法是無(wú)限多樣的,需要語(yǔ)文教師在語(yǔ)文教學(xué)實(shí)踐中勇于探索,更需要綜合運(yùn)用相關(guān)學(xué)科的理論和研究方法指導(dǎo)語(yǔ)文教學(xué)實(shí)踐,不同學(xué)科的理論可以為語(yǔ)文教學(xué)開(kāi)辟新天地,提供不同的解決問(wèn)題的思路和方法,有可能達(dá)到事半功倍的效果。

民族學(xué)的經(jīng)濟(jì)文化類型理論所關(guān)注的經(jīng)濟(jì)文化類型及其對(duì)經(jīng)濟(jì)文化類型的研究方法,為成功地利用本土的語(yǔ)文課程資源提供可參照的理論框架和方法論基礎(chǔ),引導(dǎo)語(yǔ)文課程實(shí)施走出“泛人文化”和“去人文”的泥潭。

二、經(jīng)濟(jì)文化類型理論及其發(fā)展

(一)經(jīng)濟(jì)文化類型理論的提出

人類學(xué)的經(jīng)濟(jì)文化類型理論是“蘇聯(lián)專家CH托爾斯托夫、MT列文、HH切博克薩羅夫等人在20世紀(jì)50年代共同提出的?!盵1]“1956―1958年期間,時(shí)任蘇聯(lián)民族學(xué)研究所東亞和南亞室主任的切博克薩羅夫到我國(guó)中央民族學(xué)院進(jìn)行講學(xué)。期間,我國(guó)學(xué)者林耀華與他共同撰寫了《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型》一文,全面地運(yùn)用了經(jīng)濟(jì)文化類型理論來(lái)研究中國(guó)民族問(wèn)題,踏出了此理論在中國(guó)進(jìn)行本土化研究的第一步。但在之后2O多年的時(shí)間里,由于多方面的原因,國(guó)內(nèi)關(guān)于這方面的研究沒(méi)有取得任何進(jìn)展,直到20世紀(jì)80年代中期,林耀華的學(xué)生張海洋開(kāi)始繼續(xù)此項(xiàng)研究,其碩士學(xué)位論文便是《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型研究》?!盵2]蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)文化類型是指“居住在相似的自然地理?xiàng)l件下,并有近似的社會(huì)發(fā)展水平的各民族在歷史上形成的經(jīng)濟(jì)和文化特點(diǎn)的綜合?!盵1]林耀華先生認(rèn)為經(jīng)濟(jì)文化類型是指“居住在相似的生態(tài)環(huán)境下,并操持相同生計(jì)方式的各民族在歷史上形成的具有共同經(jīng)濟(jì)和文化特點(diǎn)的綜合體。”[1]

(二)經(jīng)濟(jì)文化類型理論在中國(guó)的發(fā)展

羅吉華文章所說(shuō)的“本土化研究”是指中國(guó)的人類學(xué)家用蘇聯(lián)專家的經(jīng)濟(jì)文化類型理論來(lái)認(rèn)識(shí)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)文化類型,在研究實(shí)踐中修正完善這一理論,使之更貼近中國(guó)民族分布和經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特點(diǎn),為民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展服務(wù),這一工作在20世紀(jì)80年代以后得到延續(xù)。50年代,林耀華先生在《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型》中結(jié)合東亞各個(gè)經(jīng)濟(jì)文化類型的情況,區(qū)分了三組經(jīng)濟(jì)文化類型:第一組,以狩獵、采集和捕魚(yú)起著主導(dǎo)作用的類型;第二組,以鋤掘(徒手耕)農(nóng)業(yè)或動(dòng)物飼養(yǎng)為主的類型;第三組,以犁耕(耕耘)農(nóng)業(yè)為主的類型。[3]他還對(duì)每一種類型的特點(diǎn)及分布范圍進(jìn)行了具體的闡述,為建立和運(yùn)用中國(guó)特色的經(jīng)濟(jì)文化類型理論奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)和基本的研究框架。其優(yōu)點(diǎn)是將研究置于東亞的大背景中進(jìn)行比較分析,有一個(gè)中觀的認(rèn)識(shí)角度,選取了每一類型中的典型進(jìn)行描述,加深了對(duì)某一類型的特點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí);其不足是未能深入到中國(guó)領(lǐng)土上的56個(gè)民族的生態(tài)環(huán)境內(nèi)部,了解其具體的生計(jì)方式,區(qū)分其經(jīng)濟(jì)文化類型,其研究成果依然是一個(gè)大致的輪廓,沒(méi)有構(gòu)成一個(gè)細(xì)節(jié)完備的邏輯體系。

林耀華先生主編的1997年出版的《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟(jì)文化類型》在原來(lái)分析框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行了充實(shí)和完善。首先,闡明了經(jīng)濟(jì)文化類型理論的含義及其作用,強(qiáng)調(diào)了經(jīng)濟(jì)文化類型理論的方法論意義,它在學(xué)科理論方面的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。方法論方面指出了它的一系列操作規(guī)范,為正確理解和實(shí)際運(yùn)用這一概念指明了方向。其次,闡明了其在學(xué)科理論建設(shè)方面的重要貢獻(xiàn)和民族地區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)方面的作用,使其方法論意義落實(shí)到具體的學(xué)科內(nèi)容方面和現(xiàn)實(shí)生活領(lǐng)域,有效擴(kuò)大了它的影響范圍,強(qiáng)化其實(shí)踐意義,把它從純學(xué)科的認(rèn)識(shí)論逐步發(fā)展為能為解決民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化事業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)的有中國(guó)特色的民族學(xué)理論。與在《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型》中所提出的內(nèi)容框架相比,《民族學(xué)通論》區(qū)分了類型組里面的具體類型。第一組,采集漁獵經(jīng)濟(jì)文化類型,包含兩個(gè)類型:以鄂倫春族為代表的山林狩獵型和以赫哲族為代表的河谷漁撈型;第二組,畜牧經(jīng)濟(jì)文化類型組分為四個(gè)類型:以部分鄂溫克族為代表的苔原畜牧型,以蒙古族為代表的戈壁草原游牧型,以哈薩克族為典型的盆地草原游牧型,以藏族為典型的高山草場(chǎng)畜牧型。第三組,農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)文化類型組,區(qū)分出六個(gè)類型:山林刀耕火種型、山地牧耕型、山地耕獵型、丘陵稻作型、綠洲耕牧型、平原集約農(nóng)耕型,最后一種類型還區(qū)分出兩個(gè)亞型:北方亞型和南方亞型。[4]

《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型》和《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟(jì)文化類型》的內(nèi)容相比較,有三點(diǎn)不同:第一點(diǎn),類型組名稱有變化;第二點(diǎn),類型組中的典型變成了具體的類型;第三點(diǎn),各類型的經(jīng)濟(jì)文化的地域性、歷史性、綜合性的特點(diǎn)更為突出。這三點(diǎn)變化把中國(guó)的經(jīng)濟(jì)文化類型從東亞的經(jīng)濟(jì)文化類型的背景中凸顯出來(lái),作為一個(gè)獨(dú)立的研究對(duì)象來(lái)考察,因而從名稱到特點(diǎn)都更符合中國(guó)民族地區(qū)的地理分布特點(diǎn),歷史以來(lái)形成的各民族的居住格局,以及在此基礎(chǔ)上逐步形成的民族經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特點(diǎn)。這個(gè)體系的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的,它突出了中國(guó)地理環(huán)境和民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特色,有利于正確認(rèn)識(shí)民族地區(qū)的社會(huì)結(jié)構(gòu)及其歷史發(fā)展規(guī)律,能更好地指導(dǎo)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化建設(shè);其不足之處是由于顧及到經(jīng)濟(jì)文化類型的綜合性特點(diǎn),雖然提到了建立有層次的立體結(jié)構(gòu)的四個(gè)內(nèi)容,但在具體闡述內(nèi)容時(shí),沒(méi)有對(duì)構(gòu)成這種綜合性的具體因素及其相互影響關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的描述,即其類型內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)仍然有待完善。

(三)經(jīng)濟(jì)文化類型理論在民族教育中的應(yīng)用

在哈經(jīng)雄、滕星先生主編的2001年出版的《民族教育學(xué)通論》第四章第二節(jié)《經(jīng)濟(jì)文化類型與民族教育》中,在林耀華先生所下定義和前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)“對(duì)世界民族分布和地理類型的概括分析,首先對(duì)世界民族及民族區(qū)域的經(jīng)濟(jì)文化類型進(jìn)行一個(gè)粗線條的分類,然后對(duì)民族經(jīng)濟(jì)文化類型同民族教育的一般關(guān)系進(jìn)行初步探討。”[5]這里區(qū)分出四個(gè)經(jīng)濟(jì)文化類型組,第一組,采集漁獵經(jīng)濟(jì)文化類型組,包括兩個(gè)亞型:北部寒帶亞型和南部熱帶亞型;第二組,游牧經(jīng)濟(jì)文化類型組,包括兩個(gè)亞型:北部寒帶、溫帶亞型和南部熱帶亞型;第三組,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)文化類型,包括山地雨林混合農(nóng)業(yè)和犁耕農(nóng)業(yè);第四組,現(xiàn)代化工農(nóng)牧業(yè)類型組,包括三種類型:高度發(fā)達(dá)的商品化農(nóng)牧業(yè)、商品化的種植園農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)文化類型?;谑澜缃逃亩嘣幕尘昂兔褡褰逃囊暯牵鋬?nèi)容的特點(diǎn)也很鮮明,第一點(diǎn),從“世界民族分布和地理類型的概括分析”來(lái)區(qū)分的經(jīng)濟(jì)文化類型,與世界多元文化教育的背景相呼應(yīng),吸收了《中國(guó)經(jīng)濟(jì)文化類型》的中觀視角并賦予時(shí)代特色;第二點(diǎn)從“民族經(jīng)濟(jì)文化類型同民族教育的一般關(guān)系”出發(fā)進(jìn)行研究,重點(diǎn)不在于構(gòu)建經(jīng)濟(jì)文化類型的理論,而在于探討其特點(diǎn)對(duì)民族地區(qū)學(xué)校教育的影響。這一論題的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔明了,突出特定研究視界中的經(jīng)濟(jì)文化類型的核心內(nèi)容,其不足在于宏觀角度必然要犧牲許多具體的內(nèi)容,而經(jīng)濟(jì)文化類型與民族教育的許多特點(diǎn)是要通過(guò)具體細(xì)節(jié)才能得到精確反映的。

經(jīng)濟(jì)文化類型理論從20世紀(jì)50年代由蘇聯(lián)專家提出到20世紀(jì)80年代以后在中國(guó)的實(shí)踐與發(fā)展,在理論體系的建構(gòu)上,從宏觀、中觀、微觀三個(gè)層面進(jìn)行了有成效的探索,在本土化的實(shí)踐中,經(jīng)濟(jì)文化類型的區(qū)分更加能體現(xiàn)中國(guó)區(qū)域民族分布的特點(diǎn),在方法論的意義上,強(qiáng)化了它在民族地區(qū)現(xiàn)代化進(jìn)程中的價(jià)值和意義。

三、經(jīng)濟(jì)文化類型理論對(duì)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的啟示

經(jīng)濟(jì)文化類型理論不但在民族學(xué)的發(fā)展和民族學(xué)研究中有積極的意義,因?yàn)槠鋵?duì)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化獨(dú)特的研究視角和研究方法,對(duì)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)利用也有重要的啟示。

(一)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)立足于本地的物質(zhì)文化基礎(chǔ)

“經(jīng)濟(jì)文化類型理論充分地肯定了自然地理環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)力水平對(duì)于物質(zhì)文化發(fā)展所帶來(lái)的影響,從而為民族學(xué)對(duì)人類社會(huì)物質(zhì)文化的起源和特征的研究提供了一條科學(xué)的認(rèn)識(shí)途徑?!盵4]對(duì)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)也要從認(rèn)識(shí)本地的自然地理環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)力開(kāi)始,進(jìn)而認(rèn)識(shí)其物質(zhì)文化的特點(diǎn),這一認(rèn)識(shí)途徑對(duì)民族地區(qū)的語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)尤其有價(jià)值,因?yàn)樗亲匀坏酿佡?zèng)和歷史的遺存,不須投資。廣西民族地區(qū)大部分都屬于“農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)文化類型組”中的“丘陵稻作型”,“水稻種植與干欄式建筑的結(jié)合是丘陵稻作型的基本文化叢結(jié)?!盵4]這是與民族地區(qū)學(xué)生的生活有密切聯(lián)系的物質(zhì)文化,如水稻的起源和分類,水稻種植的知識(shí),干欄式建筑的特點(diǎn)和地理環(huán)境的關(guān)系,也是最基本的語(yǔ)文課程資源,可以幫助學(xué)生理解自己和自然的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自己民族物質(zhì)文化的認(rèn)同。不僅如此,本地物質(zhì)文化資源進(jìn)入語(yǔ)文課程還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍語(yǔ)文課堂氣氛,激活學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有成效。

(二)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)面向不同的學(xué)科領(lǐng)域

對(duì)世界民族的分類有各種角度和方法,但各種方法都有其長(zhǎng)處和短處,如語(yǔ)言譜系法,能準(zhǔn)確標(biāo)出各民族在歷史上的親緣關(guān)系及接近程度,但卻不能標(biāo)出各族群的地理環(huán)境,經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展方向和生計(jì)方式的特征,這正是經(jīng)濟(jì)文化類型理論的長(zhǎng)處。[4]就是說(shuō),經(jīng)濟(jì)文化類型理論綜合運(yùn)用了不同學(xué)科的研究方法和研究成果,建構(gòu)自己的理論體系,解決了本學(xué)科的理論問(wèn)題。語(yǔ)文課程的綜合性、社會(huì)性、實(shí)踐性的特點(diǎn),決定了語(yǔ)文課程資源的無(wú)限廣闊性,語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)如果局限于本學(xué)科領(lǐng)域,課堂教學(xué)中一味強(qiáng)調(diào)以語(yǔ)言文字為中心的“語(yǔ)文味”,只重視“語(yǔ)文”的課外讀物,或者只圈定在“語(yǔ)文教學(xué)輔助材料”的范圍里面,那么語(yǔ)文教學(xué)就很難逃脫沒(méi)有“文化”、脫離現(xiàn)實(shí)生活的宿命。不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)及其獲取知識(shí)的方法對(duì)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)利用是有意義的,這是因?yàn)檎Z(yǔ)文學(xué)科知識(shí)的綜合性特征決定了它必須不斷從各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中源源不斷地獲得新的知識(shí)和新的方法,再以“語(yǔ)文”為核心,對(duì)這些知識(shí)和方法進(jìn)行整合,成為語(yǔ)文課程資源。

(三)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)要重視背景知識(shí)的運(yùn)用

經(jīng)濟(jì)文化類型理論重視對(duì)各種經(jīng)濟(jì)文化類型的縱向的歷史考察和橫向的地域差異比較,其經(jīng)濟(jì)文化類型組的排列就體現(xiàn)了不同地域的民族發(fā)展的歷史進(jìn)程及其經(jīng)濟(jì)文化特征。在基礎(chǔ)教育課程改革中執(zhí)行國(guó)家、地方、學(xué)校三級(jí)課程體系,也是考慮到不同地域經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的不平衡性,而經(jīng)濟(jì)文化類型的形成是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史過(guò)程,因此要真正了解其類型特征并在此基礎(chǔ)上建設(shè)和發(fā)展,就必須了解其形成的歷史背景。民族地區(qū)學(xué)校教育的知識(shí)體系的構(gòu)建,尤其是地方鄉(xiāng)土知識(shí)體系的構(gòu)建,民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化類型的背景知識(shí)是其中必不可少的內(nèi)容,否則三級(jí)課程體系的建構(gòu)就失去了實(shí)質(zhì)意義。語(yǔ)文課程是所有學(xué)科的基礎(chǔ),語(yǔ)言文字的正確應(yīng)用不但是語(yǔ)言文字本身的事情,還有語(yǔ)言文字涉及的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的背景,也只有關(guān)注了語(yǔ)言文字所蘊(yùn)含的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化內(nèi)涵,語(yǔ)文課程作為各門學(xué)科的基礎(chǔ)才名副其實(shí),才能在三級(jí)課程體系中發(fā)揮它的基礎(chǔ)作用?!凹冋Z(yǔ)文知識(shí)”的教學(xué),其實(shí)只重視語(yǔ)言形式方面,而拋棄了文字的豐富內(nèi)涵,是缺乏“文化”的語(yǔ)文課程,無(wú)法完全承擔(dān)語(yǔ)文學(xué)科作為基礎(chǔ)學(xué)科的任務(wù)。

(四)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)要重視經(jīng)驗(yàn)的積累和理論的建構(gòu)

“了解作為人類進(jìn)化的遺傳和變異背景的經(jīng)濟(jì)文化類型,必然能使體質(zhì)人類學(xué)的認(rèn)識(shí)途徑得到豐富?!盵4]了解民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化類型,也可以開(kāi)闊語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的眼界。因此民族地區(qū)的學(xué)校教育也應(yīng)該重視作為課程資源基礎(chǔ)的民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化類型的認(rèn)識(shí)和研究,重視在經(jīng)濟(jì)文化類型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的語(yǔ)文課程資源的原始材料的積累。這些資料應(yīng)該把已有的體質(zhì)人類學(xué)、民族志的資料包含在其中,眼光不能只局限在語(yǔ)言文字的范圍內(nèi),也應(yīng)包含物質(zhì)文化,如民居、生產(chǎn)工具等要素,要透過(guò)語(yǔ)言文字和物質(zhì)形態(tài)去理解和傳承語(yǔ)言文字和物質(zhì)形態(tài)所承載的民族文化傳統(tǒng)。語(yǔ)文教學(xué)的目的從來(lái)就不是語(yǔ)言文字本身,而是以它為工具掌握其中的文化內(nèi)容,形成適應(yīng)社會(huì)的基本能力。另外,為了使經(jīng)驗(yàn)的積累具有明確的目的和意義,需要借助其他學(xué)科先進(jìn)理論的指導(dǎo),但即使是有親緣關(guān)系的交叉學(xué)科,也有自己的研究對(duì)象和范圍,其構(gòu)建的理論體系首先必須能解釋本學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象,而不是解釋相關(guān)學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象。希望借助相關(guān)學(xué)科的理論解釋本學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象,擺脫不了模仿和借用的慣習(xí),最終會(huì)使自己處于缺乏適切的解釋框架的狀態(tài),無(wú)法建構(gòu)一個(gè)能充分闡述學(xué)科特點(diǎn)的理論體系。語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)目前就處于這種尷尬的狀態(tài)。要有所作為,借鑒其他學(xué)科的理論也只是手段,目的還在于,在積累豐富的語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建構(gòu)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的理論體系,只有這樣,民族地區(qū)語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)才會(huì)走上有序發(fā)展的道路。

(五)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)要體現(xiàn)語(yǔ)文學(xué)科的特點(diǎn)

經(jīng)濟(jì)文化類型理論“不僅本身就注意環(huán)境、地域和經(jīng)濟(jì)、文化的綜合因素,而且還有一個(gè)歷史民族區(qū)或歷史文化區(qū)的概念與之相輔相成。”[4]因?yàn)榻?jīng)濟(jì)文化類型理論的這種獨(dú)特視角和研究路線,使其區(qū)別于民族學(xué)的其他理論,對(duì)中國(guó)民族經(jīng)濟(jì)文化具有更強(qiáng)的解釋力,也有更廣泛的適用范圍,為其他學(xué)科領(lǐng)域的借鑒和應(yīng)用提供了可能性。把它運(yùn)用于民族地區(qū)的語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,就要注意民族地區(qū)語(yǔ)文學(xué)科教育的特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)文化類型的契合度。語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)所闡述的語(yǔ)文學(xué)科的特點(diǎn),即人文性、實(shí)踐性、具有漢語(yǔ)言文字的特點(diǎn),適用于國(guó)家課程體系,而民族地區(qū)語(yǔ)文學(xué)科教育除了具有上述特點(diǎn)之外,還有適用于地方、學(xué)校課程體系的特點(diǎn),其中之一就是母語(yǔ)思維和漢語(yǔ)思維的轉(zhuǎn)換、兼容問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題的背后其實(shí)就是歷史以來(lái)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和文化傳統(tǒng)的變遷問(wèn)題,這是語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)文化類型之間的結(jié)合點(diǎn)。

(六)語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)要服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展

經(jīng)濟(jì)文化類型理論的發(fā)展指向民族地區(qū)“因地制宜地開(kāi)發(fā)和利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境與資源”“通過(guò)自己的努力來(lái)實(shí)現(xiàn)本民族本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展”“減輕文化變遷中不可避免的心理壓力及其他方面的消極影響”“保持其應(yīng)有的文化特點(diǎn)”。[4]應(yīng)該說(shuō),這不僅是民族學(xué)及其經(jīng)濟(jì)文化類型理論努力的方向,也是民族地區(qū)學(xué)校教育努力的方向,當(dāng)然也是語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。在語(yǔ)文課程資源的選擇和鑒別過(guò)程中,經(jīng)濟(jì)文化類型理論提供了有實(shí)用價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn),這一標(biāo)準(zhǔn)包含三個(gè)內(nèi)容:第一,作為語(yǔ)文課程資源它是否具有本地區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn);第二,作為語(yǔ)文課程資源它能否促進(jìn)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展;第三,作為語(yǔ)文課程資源它能否反映本地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化變遷的特點(diǎn)。按照這一標(biāo)準(zhǔn),并非所有的民族地區(qū)的鄉(xiāng)土知識(shí)都適合作為語(yǔ)文課程資源,在這個(gè)意義上說(shuō),語(yǔ)文課程資源的開(kāi)發(fā)其實(shí)就是一個(gè)價(jià)值選擇、文化選擇的過(guò)程,而語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的確定就是一個(gè)關(guān)乎教育哲學(xué)的問(wèn)題,是民族學(xué)和教育學(xué)共同關(guān)注的基本問(wèn)題,而服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展則是各學(xué)科當(dāng)前都必須面對(duì)的基本問(wèn)題。

綜上所述,從經(jīng)濟(jì)文化類型理論在民族學(xué)研究和發(fā)展中所發(fā)揮的作用出發(fā),對(duì)作為同樣關(guān)注民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的建設(shè)和發(fā)展的語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā)而言,它所受到的啟發(fā)是多方面的。把服務(wù)于本地的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展作為立足點(diǎn),關(guān)注本地特有的文化背景知識(shí),從語(yǔ)文學(xué)科的需要出發(fā),有效整合多學(xué)科的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行語(yǔ)文課程資源開(kāi)發(fā),就有可能有效解決當(dāng)前語(yǔ)文課程實(shí)施中的經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化傾向,走上促進(jìn)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的道路。

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篇3

1. 引言

分布式光纖傳感技術(shù)適用于橋梁工程的檢測(cè)以及施工過(guò)程監(jiān)控。其原理基于在光纖中傳播的激光會(huì)發(fā)生布里淵散射,而散射光的頻率,會(huì)隨所在的點(diǎn)的溫度和應(yīng)變發(fā)生變化,這兩種效應(yīng)都是線性的。一般使用通訊光纖布置于工程構(gòu)件,進(jìn)行測(cè)量,因此,必須對(duì)光纖進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定后的光纖,其頻移與相應(yīng)的溫度或應(yīng)變有一個(gè)明確的換算系數(shù),單位是Hz/℃,以及Hz/?ε.

為了標(biāo)定光纖,我們制作了專用標(biāo)定臺(tái)。由鋼質(zhì)簡(jiǎn)支梁組成,采用砝碼做四點(diǎn)彎曲加載,因此中段是純彎曲段。梁的彈性模量、尺寸已知,因此可以在理論上確定彎曲應(yīng)變、應(yīng)力。在純彎曲段貼應(yīng)變片,測(cè)試應(yīng)變值作為校驗(yàn)。由于本次試驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z驗(yàn)標(biāo)定方法和標(biāo)定方案的合理性,采用一段已經(jīng)標(biāo)定過(guò)的光纖做實(shí)驗(yàn),其標(biāo)定值為0.051MHz/?ε,本文不做應(yīng)變片以及砝碼載荷下理論應(yīng)變的校驗(yàn)分析。

2. 試驗(yàn)材料和儀器

此次試驗(yàn)同時(shí)標(biāo)定的光纖有:(1)裸光纖;(2)普通緊套光纖;(3)鎧裝緊套光纖。

三組光纖稍微預(yù)張拉后分別粘貼在鋼梁的下側(cè)即受拉一側(cè),三條光纖線路分別連接好(激光筆測(cè)試光路通暢),各自編號(hào),各自線路上對(duì)應(yīng)的待測(cè)純彎段距離范圍量測(cè)準(zhǔn)確后,即開(kāi)始測(cè)試。

測(cè)試儀器為日本 NBX6050分布式光纖監(jiān)測(cè)儀。圖1是實(shí)驗(yàn)裝置。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

3. 測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

本文僅分析裸光纖的標(biāo)定結(jié)果,另兩組光纖的標(biāo)定,數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜,將另文發(fā)表。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括加載砝碼、運(yùn)用光纖監(jiān)測(cè)儀發(fā)出激光、讀取散射光、分析頻移得出數(shù)據(jù)。數(shù)字化的數(shù)據(jù)以電腦文件形式保存。圖2是由數(shù)據(jù)畫(huà)出的裸光纖的測(cè)量曲線。其中中段是純彎曲段的響應(yīng),兩側(cè)有非純彎曲段以及光纖引線的響應(yīng)。

圖2 裸光纖應(yīng)變曲線

根據(jù)數(shù)字化的數(shù)據(jù)文件,數(shù)據(jù)導(dǎo)入excel繪制散點(diǎn)圖并擬合線性直線

得出結(jié)果見(jiàn)表1. 擬合的直線見(jiàn)圖3。根據(jù)直線方程,可以知道其標(biāo)定系數(shù)。

表1 擬合直線的數(shù)據(jù)

圖3 擬合的線性度及其斜率

擬合線性方程式表明裸光纖的標(biāo)定值在0.0508-0.0514MHZ/?ε之間。與名義標(biāo)定值符合較好,也符合一般光纖的平均特性。

4. 結(jié)論

通過(guò)使用標(biāo)定臺(tái),對(duì)光纖進(jìn)行試驗(yàn)性標(biāo)定,確認(rèn)名義應(yīng)變系數(shù)為0.051的光纖,其標(biāo)定系數(shù)在0.0508-0.0514MHZ/?ε之間。標(biāo)定的最大相對(duì)誤差為0.78%. 研究表明,這種標(biāo)定臺(tái)性能較好,標(biāo)定方法合理。

本次試驗(yàn)還有很多其他數(shù)據(jù)待分析,將另外撰文發(fā)表。

參考文獻(xiàn)

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篇4

另外,語(yǔ)法要求還包括正確使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等其他很多方面。如“H省是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)且多樣的省份,形成機(jī)制復(fù)雜,防治難度大……”的語(yǔ)言表達(dá),就寫得太隨意,第一句的主語(yǔ)與后面帶逗號(hào)的句子應(yīng)該不是同一個(gè)主語(yǔ),但形式上逗號(hào)后面的主語(yǔ)應(yīng)該是“H省”。這樣,邏輯上是不通的。所以,科技語(yǔ)言的語(yǔ)法問(wèn)題不能不引起注意。

2.使用簡(jiǎn)單句和陳述句。學(xué)術(shù)論文不同于小說(shuō)、散文等文藝作品。學(xué)術(shù)論文一般是對(duì)科學(xué)事實(shí)、材料信息等的描述和表達(dá),是對(duì)科學(xué)分析的陳述、討論和邏輯推理,是對(duì)科學(xué)結(jié)論、認(rèn)識(shí)的總結(jié)和提升。這就要求科技論文使用簡(jiǎn)單、明了的語(yǔ)言。因?yàn)楸M量使用簡(jiǎn)單句、陳述句,才方便讀者閱讀、理解。一般單個(gè)句子不宜太長(zhǎng),形容詞、副詞等修飾語(yǔ)不宜過(guò)多,疑問(wèn)句、反問(wèn)句盡量少用。

3.用事實(shí)說(shuō)話,避免空洞表達(dá)。科技論文的最大特點(diǎn)就是擺事實(shí)、講道理。一般自然科學(xué)的論文,由引言入題后,就是事實(shí)(現(xiàn)象)描述、分析和討論,然后就是結(jié)論。整個(gè)過(guò)程的邏輯關(guān)系,就是以事實(shí)為基礎(chǔ),進(jìn)行科學(xué)分析、論證,得到科學(xué)認(rèn)識(shí)。文章的語(yǔ)言應(yīng)符合科技論文的這個(gè)特征和要求。不宜泛泛而談,空洞無(wú)物。如某學(xué)院在介紹自然地理專業(yè)總體概況、優(yōu)勢(shì)與特色時(shí),有如下一段文字表述:

“自然地理學(xué)以地球表層,即自然地理環(huán)境為研究對(duì)象。自然地理學(xué)是把組成自然環(huán)境的各種要素相互聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行研究,以闡明自然環(huán)境的整體,各組成要素及其相互間的結(jié)構(gòu)、功能、物質(zhì)遷移、能量轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)演變以及地域分異規(guī)律?,F(xiàn)代自然地理學(xué)著重研究大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈相互作用的過(guò)程機(jī)制及其響應(yīng)體系。尤其重視人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的作用,并應(yīng)用地理系統(tǒng)的原理,探討人類與自然環(huán)境的相互關(guān)系和全球變化對(duì)自然環(huán)境的影響,以及人口、資源、環(huán)境與區(qū)域開(kāi)發(fā)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展等問(wèn)題?!?/p>

筆者認(rèn)為這段文字不但脫離事實(shí)、空泛,而且漫無(wú)邊際、不很靠譜。讓人讀后,很難獲得該學(xué)院該專業(yè)的任何具體信息。介紹了等于沒(méi)有介紹,甚至還不如不介紹。

4.邏輯性強(qiáng)、條理清楚。科技論文的最大特點(diǎn)就是有很強(qiáng)的邏輯性,經(jīng)得起推敲。即陳述的事實(shí)、分析的問(wèn)題、論證的理論原理、得到的科學(xué)結(jié)論等之間有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系。所以,語(yǔ)言表達(dá)也應(yīng)十分注重邏輯關(guān)系。比如前面一句是“(激光)根本穿不透(霧霾)”,后面接著一句“如果激光武器的作用距離是10公里,有霧霾的情況下一下降到1公里”。前后邏輯關(guān)系相矛盾。再比如“上世紀(jì)八十年代,很多學(xué)者對(duì)XX進(jìn)行了XX研究(張X,1987;姚X,2005)”。這里引證參考文獻(xiàn),出現(xiàn)明顯的邏輯錯(cuò)誤。這樣的細(xì)節(jié)問(wèn)題,稍作思考,就可以避免。

另外,語(yǔ)言表達(dá)的句與句之間、段與段之間,不但邏輯關(guān)系明顯,還要條理清楚。比如在表述某風(fēng)化剖面主元素含量特征時(shí),文章中一會(huì)兒“自上而下,元素A含量增高”;一會(huì)兒又“自下而上,元素B含量降低”。這樣缺乏條理,讓讀者讀起來(lái)很費(fèi)力,也不便于自己總結(jié)有關(guān)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。值得注意。

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中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)01-0085-02

1 概述

三維激光掃描技術(shù)又稱作高清晰測(cè)量(High Definition Surveying,簡(jiǎn)稱HDS),它是利用激光測(cè)距的原理,通過(guò)記錄被測(cè)物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息、反射率、紋理等信息,將被測(cè)實(shí)體和場(chǎng)景的三維數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中,進(jìn)而快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)三維模型及線、面、體等圖件數(shù)據(jù)。

項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古敖侖花銅鉬礦露天采場(chǎng),面積約1平方公里,掃描區(qū)域如圖1。作業(yè)要求:全野外三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集、填挖方量計(jì)算、1:2000地形圖、建立三維模型、生成三維視頻。

2 三維激光掃描系統(tǒng)的原理

脈沖式三維激光掃描儀工作原理是激光器發(fā)射出單點(diǎn)的激光,通過(guò)記錄激光的回波信號(hào),計(jì)算激光的飛行時(shí)間,來(lái)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)與掃描儀之間的距離。這樣連續(xù)地對(duì)空間以一定的取樣密度進(jìn)行掃描測(cè)量,就能得到被測(cè)物體的密集的三維彩色散點(diǎn)數(shù)據(jù),稱作點(diǎn)云。三維激光掃描儀通過(guò)脈沖測(cè)距法獲得測(cè)距觀測(cè)值S,精密時(shí)鐘編碼器同步測(cè)量每個(gè)激光脈沖橫向掃描角度觀測(cè)值α和縱向掃描角度觀測(cè)值θ。三維激光掃描一般使用儀器內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng),X軸在橫向掃描面內(nèi),Y軸在橫向掃描面內(nèi)與X軸垂直,Z軸與橫向掃描面垂直,由此可得點(diǎn)云坐標(biāo)(XS,YS,ZS)的計(jì)算公式,如圖2、3所示。

3 儀器介紹

本項(xiàng)目點(diǎn)云采集三維激光掃描儀,圖4。

此儀器是當(dāng)今最先進(jìn)的三維激光掃描系統(tǒng)之一,它是一種高速脈沖式掃描儀,特點(diǎn)如下:

(1)完全的視場(chǎng)角:掃描視場(chǎng)角為水平360°,垂直270°,可獲取頂部,垂直方向、水平方向和水平方向以下區(qū)域的數(shù)據(jù);(2)測(cè)量級(jí)精度的雙軸補(bǔ)償器:可架設(shè)在已知點(diǎn)上進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量、可輸入點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)放樣、精度1”,補(bǔ)償范圍+/-5’;(3)基于標(biāo)準(zhǔn)反射率表面工作距離:300m-90%反射率;134m-18%反射率;(4)高速掃描:掃描速度可達(dá)50000點(diǎn)/秒;發(fā)射的光斑大小為50m處恒定3mm,大大提高了掃描的速度和精度。(5)測(cè)量級(jí)精度如表1。

4 Scanstation2外業(yè)三維數(shù)據(jù)掃描

三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集,關(guān)鍵步驟如下:

4.1 外業(yè)踏勘

首先,要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、制作掃描規(guī)劃草圖,規(guī)劃的內(nèi)容包括:外業(yè)操作人員、掃描區(qū)域和時(shí)間、站點(diǎn)設(shè)置、標(biāo)靶位置等。其次,科學(xué)設(shè)站,在保證儀器發(fā)揮最大功效的同時(shí),應(yīng)避免重復(fù)掃描,另外,后期如進(jìn)行標(biāo)靶拼接,一定要設(shè)計(jì)好下一站標(biāo)靶的位置以確保兩站標(biāo)靶通視,如進(jìn)行點(diǎn)云拼接,設(shè)站要盡量采集到較多的特征點(diǎn)。最后,標(biāo)靶設(shè)置要規(guī)范,標(biāo)靶擺設(shè)要穩(wěn)固,盡量不要共線,同時(shí)標(biāo)靶的位置最好設(shè)置在兩站公共空間的最大距離處,以保證拼接精度。

4.2 外業(yè)掃描

外業(yè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)掃描,主要步驟如下:(1)連接掃描儀和電腦,設(shè)置IP地址;(2)添加數(shù)據(jù)庫(kù),確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置;(3)添加掃描儀,設(shè)置掃描儀參數(shù),主要包括:照片曝光率、掃描范圍、點(diǎn)云間隔密度等;(4)選擇掃描數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置并連接掃描儀;(5)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)及標(biāo)靶掃描。

5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

在Cyclone系統(tǒng)軟件內(nèi)進(jìn)行,步驟如下:

5.1 剔除噪音點(diǎn)

在掃描過(guò)程中,由于受掃描系統(tǒng)本身的系統(tǒng)誤差,如數(shù)據(jù)采集時(shí)激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)引起的抖動(dòng)、在掃描過(guò)程中雜散光和被測(cè)物體表面粗糙程度、波紋、表面材質(zhì)等因素及外界環(huán)境影響,會(huì)產(chǎn)生不屬于掃描實(shí)體本身的冗余數(shù)據(jù),稱為噪音點(diǎn),如圖5,6,為了保證數(shù)據(jù)計(jì)算及模型的精度,在數(shù)據(jù)拼接之前需進(jìn)行噪音點(diǎn)剔除。

5.2 點(diǎn)云拼接

每站掃描的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的自由坐標(biāo)系統(tǒng),坐標(biāo)系原點(diǎn)為掃描儀鏡頭,其X方向?yàn)閽呙鑳x開(kāi)機(jī)時(shí)的鏡頭朝向。因此為了統(tǒng)一坐標(biāo)系,需將各站數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理。拼接的思路是先將每天各測(cè)站的數(shù)據(jù)拼接成一個(gè)整體,然后將各天的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。

(1)點(diǎn)云拼接原理:外業(yè)掃描時(shí)用全站儀測(cè)得標(biāo)靶的真實(shí)三維坐標(biāo),各測(cè)站掃描時(shí)均兩兩包含三個(gè)以上不共線同名標(biāo)靶,利用各測(cè)站間的同名點(diǎn)將各測(cè)站數(shù)據(jù)拼接在一起。

(2)點(diǎn)云拼接方法:共有四種方法:在已知點(diǎn)上設(shè)測(cè)站掃描(即坐標(biāo)拼接)、使用標(biāo)靶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中(即標(biāo)靶拼接)、用點(diǎn)云匹配的方法將點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中(即特征點(diǎn)云拼接)、綜合使用上述三種方法。

第一種方法屬于直接法地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的測(cè)量方法一樣,首先進(jìn)行控制測(cè)量,獲得控制點(diǎn)坐標(biāo),掃描時(shí)在已知點(diǎn)上設(shè)站,掃描相當(dāng)于碎部測(cè)量。第二和第三種方法屬于間接法的地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。首先用至少三個(gè)公共點(diǎn)來(lái)將相鄰測(cè)站的點(diǎn)云進(jìn)行拼接,公共點(diǎn)可以是專用標(biāo)靶或特征點(diǎn)(如窗戶的邊角、房角等)。

5.3 點(diǎn)云建模

建模的過(guò)程是在Cyclone軟件下利用海量點(diǎn)云進(jìn)行精確計(jì)算、擬合幾何物體的形狀,精確表現(xiàn)掃描物體。礦區(qū)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖7。

點(diǎn)云經(jīng)過(guò)剔除噪音點(diǎn)、拼接、構(gòu)建TIN三角網(wǎng),生成Mesh三維模型。如圖8所示。

5.4 成果輸出

(1)地形圖制作:在Cyclone下利用Mesh三維模型自動(dòng)生成等高線如圖9,將點(diǎn)云與等高線導(dǎo)出,在CAD中制作1:2000地形圖。

(2)填挖方量計(jì)算:項(xiàng)目采用了兩種計(jì)算方法,一是利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng),用方格網(wǎng)法計(jì)算;二是在Mesh模型中選定參考面,設(shè)置取樣間隔,計(jì)算土方量,如圖10所示。

在Cyclone系統(tǒng)里,應(yīng)用Mesh三維模型計(jì)算時(shí),取樣間隔的數(shù)值可以設(shè)置成0.01至1米之間,均可保證土方量計(jì)算又快又準(zhǔn),但如采用傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法計(jì)算,取樣間隔即使設(shè)置到1米,也是相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。

6 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目采用世界先進(jìn)的三維激光掃描系統(tǒng)采集三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),在Cyclone系統(tǒng)里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模型制作,采用兩種方法計(jì)算土方量,通過(guò)與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比,得出以下結(jié)論:

(1)數(shù)據(jù)采集速度快,ScanStation2的掃描速度是50000點(diǎn)/秒,短時(shí)間就可完成大區(qū)域面積內(nèi)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集,既節(jié)約成本又提高了工作效率;(2)激光三維掃描,不需要接觸被測(cè)物體,且是根據(jù)物體的反射率和材質(zhì)來(lái)采集數(shù)據(jù)信息,可進(jìn)行全天候掃描;(3)點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整精確,在軟件下可進(jìn)行多視角、三維可視化漫游瀏覽,方便、直觀;(4)三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息量豐富,既包含被測(cè)物體X,Y,Z坐標(biāo)信息,還包括RGB顏色及反射率信息,后期對(duì)矢量數(shù)據(jù)可進(jìn)行深挖掘及研究應(yīng)用,一舉多得;(5)應(yīng)用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以提取任何線性特征,可以出任意比例的二維圖,也可以在圖上量取任何想要得到的信息,在保證高精度的同時(shí)還大大提高了生產(chǎn)效率,這是目前現(xiàn)有的方法中所不能比擬的。

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篇6

1軍校大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀

最近幾年,很多軍事院校對(duì)大學(xué)物理課程的課時(shí)一減再減,而物理學(xué)的內(nèi)容卻在不斷的豐富,內(nèi)容越來(lái)越多,難度越來(lái)越深。大多數(shù)物理教員著眼于向?qū)W員講清知識(shí)點(diǎn),學(xué)會(huì)計(jì)算、應(yīng)付考試,抓緊時(shí)間趕進(jìn)度,廣大學(xué)員則疲于應(yīng)付處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài),理論與實(shí)際聯(lián)系不緊密。如何順利實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理教學(xué)跟部隊(duì)的實(shí)際情況相結(jié)合,這需要我們教員樹(shù)立正確的科學(xué)的教學(xué)觀念,把握教學(xué)規(guī)律,真正實(shí)現(xiàn)教育理念的轉(zhuǎn)變,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法和教學(xué)效果的提高。

2古今軍事裝備中的物理學(xué)

2.1軍隊(duì)武器裝備的技術(shù),包含著豐富的物理學(xué)的基本原理

阿基米德曾經(jīng)利用的遠(yuǎn)、近投石器打退敵人的多次進(jìn)攻,漢代大面積裝備的弩機(jī)都是對(duì)杠桿原理的充分認(rèn)識(shí)。阿基米德根據(jù)利用梳妝鏡反射太陽(yáng)光點(diǎn)燃羅馬軍隊(duì)的戰(zhàn)船是對(duì)光的認(rèn)識(shí)。我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就在城墻根下埋設(shè)空水缸來(lái)探聽(tīng)敵人是否挖掘地道、利用空心的羊皮袋做枕頭探聽(tīng)敵人進(jìn)攻的腳步聲都是對(duì)聲學(xué)原理的靈活應(yīng)用。秦朝時(shí)箭只的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含有豐富的空氣動(dòng)力學(xué)原理。原子彈、氫彈等核武器的研制成功,愛(ài)因斯坦的相對(duì)論和質(zhì)能方程功不可沒(méi)。人造衛(wèi)星發(fā)射升空,其理論來(lái)源是牛頓的萬(wàn)有引力。美國(guó)的全球定位系統(tǒng)、中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)都離不開(kāi)對(duì)力學(xué)、電磁學(xué)等理論的綜合應(yīng)用。由此可見(jiàn),物理學(xué)的基本原理在軍隊(duì)的武器裝備技術(shù)中有著非常廣泛的應(yīng)用。

2.2歷史上武器裝備對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的影響

優(yōu)秀的軍事指揮雖然重要,但武器裝備的作用也舉足輕重。吳越爭(zhēng)霸中的青銅劍的鍛造能力、秦始皇統(tǒng)一六國(guó)的箭簇生產(chǎn)和武器生產(chǎn)的管理水平有重要的作用。漢擊匈奴,威震西域,環(huán)首刀、弩機(jī)、鐵質(zhì)箭簇的貢獻(xiàn)突出。唐朝軍隊(duì)大量裝備唐陌刀,威服四夷,奠定了繁榮穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一代天驕成吉思汗,在征服新的城市后,首先搜尋當(dāng)?shù)氐哪芄で山?,為其生產(chǎn)攻城武器。

中,英國(guó)人使用的火炮與100多年前英國(guó)使者進(jìn)獻(xiàn)給清乾隆帝的火炮是相同的款式。英國(guó)人將它作為開(kāi)疆拓土的殺手锏,而乾隆皇帝叫人鎖入倉(cāng)庫(kù)。軍事羸弱的宋王朝雖然也重視軍工科技,某些方面還領(lǐng)先于周邊國(guó)家,但是沒(méi)有對(duì)敵方的快速機(jī)動(dòng)的騎兵優(yōu)勢(shì)提出切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)策略,以至于在與游牧民族的軍事較量中敗多勝少。

3物理學(xué)的軍事應(yīng)用如何適應(yīng)大學(xué)物理課堂

3.1日常教學(xué)中加入物理學(xué)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的知識(shí)

指揮類的軍事院校幾乎只招收男學(xué)員。從認(rèn)知結(jié)構(gòu)去分析,大多數(shù)男孩子對(duì)軍事、歷史都比較感興趣,那么大學(xué)物理的課堂就可以增加一些軍事應(yīng)用方面的知識(shí)。但是我們必須清楚,我們?cè)谶@里所談的軍事應(yīng)用,不是羅列軍事裝備,因?yàn)榭赡苡械膽?yīng)用不是裝備層面的,有可能只是在執(zhí)行軍事任務(wù)方面的應(yīng)用。例如軍隊(duì)宿營(yíng)應(yīng)當(dāng)考慮防火、防雷的因素。結(jié)合物理學(xué)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,可以擴(kuò)展學(xué)員的知識(shí)視野。

3.2以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”

大學(xué)物理教學(xué)不僅要充分展示物理學(xué)知識(shí)本身在其他自然學(xué)科中的基礎(chǔ)性和生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用性,更要體現(xiàn)物理學(xué)家探索未知的方法和思想在科學(xué)研究中的指導(dǎo)性和通用性。授課過(guò)程不僅關(guān)心學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取和應(yīng)用,更關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)的研究方法和思想的領(lǐng)悟以及對(duì)物質(zhì)世界基本規(guī)律的感悟,注重學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新心靈的啟迪。為此,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),廣大物理課教員應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教育理念,強(qiáng)調(diào)學(xué)生“做中學(xué)”。筆者認(rèn)為可將創(chuàng)新性的小論文作為大學(xué)物理課程平時(shí)成績(jī)的一種考查方式。其論文形式可以沒(méi)有具體的要求,只要求學(xué)員在一學(xué)期的物理課程的學(xué)習(xí)中,通過(guò)查閱資料獲得具有創(chuàng)新性的觀點(diǎn)就可以。創(chuàng)新性的觀點(diǎn)可以是物理學(xué)某個(gè)原理在軍事技術(shù)中的某種應(yīng)用、可以是物理學(xué)的思想對(duì)個(gè)人、對(duì)國(guó)家的發(fā)展的影響等方面,沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定范圍。期望通過(guò)這種形式來(lái)推動(dòng)大學(xué)物理課程的教與學(xué),推動(dòng)教員在課堂教授過(guò)程中開(kāi)展啟發(fā)式、研究式的教學(xué),推動(dòng)學(xué)員參與研究式的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.3開(kāi)展學(xué)術(shù)探討和軍事應(yīng)用的小課題研究

篇7

橋梁的撓度變形是橋梁健康狀況評(píng)價(jià)的重要參數(shù),在橋梁檢測(cè)、危橋改造以及新橋驗(yàn)收等方面都需要準(zhǔn)確測(cè)量橋梁的靜、動(dòng)態(tài)撓度值。隨著橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,人們研究了許多用于位移及撓度測(cè)量的方法。目前,國(guó)內(nèi)外測(cè)量橋梁撓度的方法有許多種,下面對(duì)常見(jiàn)的幾種測(cè)量方法的原理、特點(diǎn)及適用范圍做以簡(jiǎn)要介紹。

1、傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法

1.1百分表測(cè)量法

百分表測(cè)量法是較傳統(tǒng)的撓度測(cè)量方法。百分表的工作原理,就是利用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)位置的位移值放大,并將檢測(cè)的直線往返運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成指針的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),以指示其位移數(shù)值。

特點(diǎn):1)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,可以進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量,直接得到各測(cè)點(diǎn)的撓度值測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠;2)缺點(diǎn)比較繁瑣,耗時(shí)較長(zhǎng),工作效率較低,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用有很大局限性;3)適用于橋下可搭設(shè)支架的橋梁工程。

1.2 精密水準(zhǔn)儀測(cè)量法

水準(zhǔn)測(cè)量又名“幾何水準(zhǔn)測(cè)量”,是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩點(diǎn)間高差的方法。在地面兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀,觀測(cè)豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)標(biāo)尺,按尺上讀數(shù)推算兩點(diǎn)間的高差。通常由水準(zhǔn)原點(diǎn)或任一已知高程點(diǎn)出發(fā),沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測(cè)定各點(diǎn)的高程。

特點(diǎn):1)具有速度快、計(jì)算方便、精度高和能夠及時(shí)比較觀測(cè)結(jié)果的特點(diǎn);2)主要適用于測(cè)點(diǎn)附近能夠提供測(cè)站條件、范圍不大的橋梁撓度變化、觀測(cè)點(diǎn)數(shù)不多的精密水準(zhǔn)測(cè)量。

1.3 全站儀測(cè)量法

全站儀撓度測(cè)量基本原理是三角高程測(cè)量。三角高程測(cè)量通過(guò)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的水平距離和豎直角求定兩點(diǎn)間高差的方法。

特點(diǎn):1)這種測(cè)量方法簡(jiǎn)單,不受地形條件限制,是測(cè)量橋梁撓度的一個(gè)基本方法。2)在橋梁加、卸載過(guò)程中,由于全站儀和棱鏡固定不動(dòng),這就完全消除了儀器高和棱鏡高的量測(cè)所帶來(lái)的誤差。3)采用高精度全站儀可以更加有效地提高橋梁荷載試驗(yàn)撓度測(cè)量精度。

2、橋梁撓度自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

2.1 連通管測(cè)量法

利用連通管原理,根據(jù)安裝在橋梁各處連通管內(nèi)液面高度的變化獲得橋梁撓度的變化。當(dāng)橋梁梁體發(fā)生變形時(shí),固定在梁體上的水管也將隨之移動(dòng),此時(shí),各豎直水管內(nèi)的液面將與基準(zhǔn)點(diǎn)處的液面保持在同一水平面,但各測(cè)點(diǎn)處的豎直水管液面卻發(fā)生了大小不等的相對(duì)移動(dòng),測(cè)得的相對(duì)位移量即是該被測(cè)點(diǎn)的撓度值。

特點(diǎn):連通管法測(cè)量橋梁撓度的優(yōu)點(diǎn)是可靠、易行,當(dāng)撓度的絕對(duì)值大于20mm時(shí),它1mm最小讀數(shù)至少可有5%的相對(duì)精度。

2.2 傾角儀法

使用傾角法測(cè)量橋梁的撓度,并不同于傳統(tǒng)的方法如百分表法、水準(zhǔn)儀法直接測(cè)得橋梁某一點(diǎn)的撓度值,而是首先使用傾角儀測(cè)得橋梁變形時(shí)幾個(gè)截面的的傾角,根據(jù)傾角擬合出傾角曲線,進(jìn)而得到撓度曲線,這樣就可以求得橋梁上任意一點(diǎn)的撓度值。傾角法實(shí)際上是一種間接地利用傾角儀測(cè)量得到橋梁撓度的方法。

特點(diǎn):橋梁不需要靜止的參考點(diǎn),特別適于測(cè)量跨河橋、跨線橋、大型的跨海、跨峽谷橋梁和高橋,大大提高了測(cè)量效率。

2.3 激光圖像撓度測(cè)量

激光圖像撓度測(cè)量利用了激光良好的方向性。隨著橋梁不同程度的變形,照射在被測(cè)點(diǎn)固定不動(dòng)的光電接收器上的激光光斑中心發(fā)生等量變化,因此只要獲取光斑中心位置就可得到橋梁撓度。

特點(diǎn):具有很高的測(cè)量精度,可達(dá)到0.1 mm,且采樣速率高、成本較低;適合于跨度不大的中小型橋梁。

2.4 GPS撓度測(cè)量

利用一臺(tái)接收機(jī)(基準(zhǔn)站)安在參考點(diǎn)(岸基)上固定不動(dòng),另一臺(tái)接收機(jī)(移動(dòng)站)設(shè)在橋梁變形較大的點(diǎn),2臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)4顆或更多衛(wèi)星,以確定變形點(diǎn)相對(duì)岸基的位置。實(shí)時(shí)獲取變形點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置,可直接反映出被測(cè)點(diǎn)的空間位置變化從而得到橋梁結(jié)構(gòu)的撓度值。

特點(diǎn):具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力;具有良好的抗干擾性和保密性。

2.5 光電成像撓度測(cè)量

光電成像撓度測(cè)量是在橋梁的測(cè)點(diǎn)上安裝一個(gè)目標(biāo)靶,并在靶上制作一個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)(光標(biāo))。通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)鏡頭)把標(biāo)志點(diǎn)成像在CCD接收面陣上,當(dāng)橋梁產(chǎn)生撓度/位移時(shí),目標(biāo)靶也隨之移動(dòng)。通過(guò)測(cè)出靶上光標(biāo)點(diǎn)在CCD接收面上成像位置的變化值,就可計(jì)算出橋梁實(shí)際的撓度/位移量。

撓度測(cè)量方法的比較圖

3、橋梁撓度監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向

(1)長(zhǎng)期在線自動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)量

現(xiàn)在和未來(lái),人們對(duì)橋梁,尤其是大型橋梁的安全評(píng)估不僅要求在施工過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),而且,更加注重成橋后在正常載荷下的長(zhǎng)期在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使人們不再局限于對(duì)一座橋梁進(jìn)行集中監(jiān)控,而逐步要求實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多座大型橋梁的集群式監(jiān)控。

(2)大量程測(cè)量

隨著建筑材料和工藝的不斷成熟,現(xiàn)代橋梁呈現(xiàn)出/跨度大、結(jié)構(gòu)柔等特點(diǎn),這就造成橋梁結(jié)構(gòu)本身在各種外界環(huán)境的影響下,會(huì)出現(xiàn)較大的形變,將來(lái)?yè)隙葴y(cè)量的量程相應(yīng)地要求成倍提高。

總之,隨著計(jì)算機(jī)等級(jí)的提高、數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的進(jìn)步,今后橋梁的撓度測(cè)量將在此方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善。未來(lái)橋梁撓度監(jiān)測(cè)將會(huì)沿著/高度集中自動(dòng)化、大量程測(cè)量的方向繼續(xù)發(fā)展.

參考文獻(xiàn):

[1]余加勇,朱建軍,鄒崢嶸,張坤[J]. 大跨徑橋梁撓度測(cè)量新方法研究.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,34(10):31-34

[2]吳暉.利用新型傾角儀測(cè)量橋梁撓度方法的理論分析研究(碩士學(xué)位論文).蘭州:蘭州交通大學(xué).2009.

[3]謝浩元. 基于無(wú)線傾角傳感器的橋梁撓度測(cè)量研究(碩士學(xué)位論文).大連:大連理工大學(xué).2010.

[4]徐學(xué)文,管樹(shù)國(guó).幾種撓度測(cè)量方法的比較.林業(yè)科技情報(bào).2005(37):85

[5]鄭玉福.橋梁撓度測(cè)量方法的探討.黑河科技,2002(4):47-48

篇8

 

“透鏡對(duì)光的作用”實(shí)驗(yàn)是人教版八年級(jí)物理上冊(cè)第三章第一節(jié)的一個(gè)重要的演示實(shí)驗(yàn),它是學(xué)好本章的基礎(chǔ),所以做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)尤為關(guān)鍵。

對(duì)原實(shí)驗(yàn)的分析:

現(xiàn)在課本上主要采用兩種演示方法:一種是用當(dāng)下流行的激光筆來(lái)做(圖1),光路比較清晰,效果明顯,但展現(xiàn)給學(xué)生的只是一個(gè)平面的光路,缺乏立體感。另外一種演示方法是利用太陽(yáng)光(圖2),這種方法操作簡(jiǎn)單、喜聞樂(lè)見(jiàn),但它不能清晰地將光的傳播路徑展現(xiàn)出來(lái),尤其是當(dāng)太陽(yáng)光穿過(guò)凹透鏡時(shí),紙面上的光斑非常微弱,不便觀察,實(shí)驗(yàn)效果比較差。

對(duì)原實(shí)驗(yàn)的改進(jìn):

實(shí)驗(yàn)器材:大小薄壁燒杯各一個(gè)、禪香、鐵絲支架、火機(jī)、凸透鏡、凹透鏡(凸透鏡和凹透鏡的直徑比小燒杯的直徑略?。?、手電筒

實(shí)驗(yàn)原理:巧設(shè)煙霧,利用煙塵微粒對(duì)光的漫反射來(lái)顯示光通過(guò)的路徑。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

1.取干凈的薄壁燒杯大小各一個(gè),倒扣疊放在一起,分別用支架將點(diǎn)燃的禪香放入大小燒杯中各三根初中物理論文,如果煙霧產(chǎn)生太慢,還可以再加幾根,等燒杯中充滿煙霧時(shí),將兩燒杯中的禪香取出論文的格式。

2.用手電筒通過(guò)杯底自上向下照射,調(diào)節(jié)手電筒的聚光圈,使通過(guò)煙霧的光成粗細(xì)均勻的柱形光束(圖3)。

3.抬起小燒杯,在大燒杯的底部放上凸透鏡,用手電筒通過(guò)杯底自上向下照射,這是可以清晰的觀察到小燒杯里的光束沒(méi)有發(fā)生改變,而大燒杯中的光路卻向中間發(fā)生了偏折,證明凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用(圖4)。

4.用同樣的方法,可以看到當(dāng)大燒杯的底部換成凹透鏡時(shí),大燒杯中的光路向兩側(cè)發(fā)生了偏折,證明凹透鏡對(duì)光線具有發(fā)散作用(圖5)。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):

篇9

大到探月的嫦娥衛(wèi)星,小到日常生活中的單反相機(jī)、CD光盤,無(wú)論是國(guó)家進(jìn)步,還是你我的生活質(zhì)量,都與光學(xué)工程息息相關(guān)。由于光學(xué)工程的應(yīng)用實(shí)踐要求十分嚴(yán)格,相關(guān)本科專業(yè)的畢業(yè)生往往無(wú)力承擔(dān)與光學(xué)工程科學(xué)技術(shù)研究直接相關(guān)的工作。因此,每年有大量相關(guān)專業(yè)的本科畢業(yè)生選擇考研。

由于光學(xué)工程是一門高層次、高門檻的學(xué)科,相較于機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè),開(kāi)設(shè)此專業(yè)的院校并不多??傮w看來(lái),光學(xué)工程專業(yè)的考研競(jìng)爭(zhēng)比較激烈,尤其是在一些光學(xué)工程名校之中,2012年浙江大學(xué)光學(xué)工程的報(bào)錄比就曾高達(dá)17∶1。

目前,我國(guó)具有光學(xué)工程博士一級(jí)授予資格的高校共38所。具有光學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科的高校共有清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、天津大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)、南京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等9所,具有國(guó)家重點(diǎn)(培育)學(xué)科的高校有上海理工大學(xué)、電子科技大學(xué)兩所,具有博士培養(yǎng)資格的中國(guó)科學(xué)院相關(guān)研究院所主要有長(zhǎng)春光機(jī)所、西安光機(jī)所、上海光機(jī)所、上海技術(shù)物理所、安徽光機(jī)所、成都光電所等6所。

我們?nèi)绾卧跒閿?shù)不多的頂級(jí)名?;蚩蒲性核羞x擇一所最適合自己的院校呢?

第一,重視院校綜合實(shí)力,避免依賴單一數(shù)據(jù)。

各種評(píng)估結(jié)果中的得分、排名等數(shù)據(jù)往往只能反映院校的宏觀指標(biāo),且不同機(jī)構(gòu)均有不一樣的標(biāo)準(zhǔn),很難客觀真實(shí)地反映院校的全部情況。各院校的研究方向獨(dú)具特色,互有長(zhǎng)短,具體到每個(gè)研究方向,實(shí)力強(qiáng)弱更不相同,比如,光學(xué)設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域,普遍認(rèn)為實(shí)力強(qiáng)弱依次為清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、天津大學(xué)等。同樣的道理,單純地看重院校的院士、長(zhǎng)江學(xué)者數(shù)量、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、研究經(jīng)費(fèi)等指標(biāo)也是不科學(xué)的。院校研究水平的高低并不能直接反映研究生教育質(zhì)量的好壞,院校的導(dǎo)師構(gòu)成、地理區(qū)位與就業(yè)環(huán)境、同學(xué)本科來(lái)源的層次與學(xué)術(shù)氛圍等軟實(shí)力也不是量化指標(biāo)可以衡量的,然而這些因素對(duì)研究生階段的學(xué)術(shù)成就以及未來(lái)的職業(yè)發(fā)展,往往比宏觀數(shù)據(jù)具備更大的影響,萬(wàn)萬(wàn)不可忽視。

第二,光學(xué)工程不是什么院校都能“玩得轉(zhuǎn)”。

在考生中廣泛存在“211高校未必比985高校差”的思想,從而選擇考研難度相對(duì)較小的“211工程”院校深造。不可否認(rèn),一些“211工程”院校在其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科上的確不比“985院?!辈?,甚至更有優(yōu)勢(shì)。但是,光學(xué)工程是一門“高富帥”的學(xué)科,只有高層次的院校才能承載光學(xué)工程這門學(xué)科,而優(yōu)秀的光學(xué)工程人才往往也出自優(yōu)秀的院校。主要原因體現(xiàn)在兩個(gè)方面:第一,光學(xué)工程精密程度非常高,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和資金的依賴性比較強(qiáng),缺少國(guó)家重視和資金上的傾斜,院校很難承擔(dān)昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,從而限制研究生的發(fā)展;第二,“985”院校導(dǎo)師的視野更加開(kāi)闊,對(duì)研究生的基本要求更加嚴(yán)格、培養(yǎng)目標(biāo)更高,甚至某些院校的本科生在導(dǎo)師的指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下也能在諸如Optical Letters等國(guó)際頂級(jí)光學(xué)期刊上。此外,高層次的院校學(xué)術(shù)氛圍更加濃厚,出國(guó)深造、就業(yè)等方面也具備更大的優(yōu)勢(shì)。

在此背景下,有必要對(duì)光學(xué)工程相關(guān)院校及其考研情況進(jìn)行深度解讀。本文將以擁有國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科的浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、南開(kāi)大學(xué),以及中國(guó)科學(xué)院的上海光機(jī)所為例進(jìn)行具體分析。

浙江大學(xué):為強(qiáng)者而生

學(xué)科地位:浙江大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科設(shè)立于光電信息工程學(xué)系內(nèi),該系前身為浙江大學(xué)光學(xué)儀器專業(yè),是中國(guó)光學(xué)工程學(xué)科的誕生地,具有雄厚的學(xué)科實(shí)力。在2007―2009年、2010―2012年教育部學(xué)科評(píng)估中均排名第一。

學(xué)科特色:有現(xiàn)代光學(xué)儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家光學(xué)儀器工程技術(shù)研究中心、國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家級(jí)研究基地。目前設(shè)置有光學(xué)工程研究所、光電信息及檢測(cè)技術(shù)研究所、光電子技術(shù)研究所、光電顯示技術(shù)研究所、先進(jìn)納米光子學(xué)研究所和光及電磁波研究中心、光學(xué)慣性技術(shù)工程研究中心等機(jī)構(gòu)。

研究領(lǐng)域:浙江大學(xué)光學(xué)工程主要研究領(lǐng)域十分寬廣,包括微納光學(xué)與介觀光學(xué)與器件、光學(xué)光電子薄膜、光電顯示技術(shù)、高精度光纖傳感、光電成像技術(shù)、微納米精密檢測(cè)技術(shù)、生物光子學(xué)、新型激光與光電子技術(shù)、光電子集成器件與系統(tǒng),光通信技術(shù)與系統(tǒng)和新穎人工光電介質(zhì)等。

師資力量:光及電磁波研究中心以長(zhǎng)江計(jì)劃特聘教授何賽靈為領(lǐng)軍人物,大部分導(dǎo)師均為杰出“海歸”或外籍教授,在光子學(xué)和電磁波的理論和實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域開(kāi)展了大量工作,獲得了許多具有國(guó)際影響的學(xué)術(shù)成果。

地理區(qū)位:長(zhǎng)江三角洲地區(qū)具有規(guī)模龐大的光電產(chǎn)業(yè)集群,具有國(guó)際化、起點(diǎn)高的特點(diǎn),相較于珠三角地區(qū)以封裝、為主的光電―半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言具有廣闊的發(fā)展前景。

競(jìng)爭(zhēng)情況:浙江大學(xué)就讀光學(xué)工程的研究生中超過(guò)半數(shù)來(lái)自于浙江大學(xué)、天津大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等名校的推免生??佳懈?jìng)爭(zhēng)極為激烈,從近年報(bào)錄比便可見(jiàn)一斑。

考試特色:浙江大學(xué)光學(xué)工程考研參考書(shū)為郁道銀、談恒英著的《工程光學(xué)》。浙江大學(xué)光學(xué)工程的專業(yè)課考試較其他學(xué)校包括的內(nèi)容更多,報(bào)考的同學(xué)需要復(fù)習(xí)幾何像差、傅里葉光學(xué)等本科階段較為薄弱的知識(shí)板塊。此外,也會(huì)考查一定的激光原理知識(shí)。

華中科技大學(xué):光谷傳奇

學(xué)科地位:華中科技大學(xué)光學(xué)工程近年來(lái)發(fā)展迅速,實(shí)力雄厚。尤其是在籌的武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是我國(guó)目前僅有的幾個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一,學(xué)科地位非同一般。華中科技大學(xué)在2010―2012年教育部學(xué)科評(píng)估中與浙江大學(xué)并列第一。

學(xué)科特色:光學(xué)與電子信息學(xué)院設(shè)有武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、激光加工技術(shù)國(guó)家工程研究中心、下一代互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地、教育部電子信息功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(B類)、教育部敏感陶瓷工程中心等研究機(jī)構(gòu)。其中武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是由教育部、湖北省和武漢市共建,依托于華中科技大學(xué),聯(lián)合武漢郵電科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所共同組建,已投入4億多元建立了12個(gè)科學(xué)研究平臺(tái)以及1個(gè)光電公共測(cè)試平臺(tái)。

研究領(lǐng)域:華中科技大學(xué)主要研究方向?yàn)楣怆姕y(cè)控技術(shù)、光電信息存儲(chǔ)、光通信技術(shù)、基礎(chǔ)光子學(xué)、激光科學(xué)與工程、光電子器件與集成、納米光電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、能源光子學(xué)、太赫茲技術(shù)。

地理區(qū)位:華中科技大學(xué)地處著名的武漢光谷,當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)集群形成的產(chǎn)學(xué)研體系研究水平很高,產(chǎn)業(yè)價(jià)值巨大,尤其在光通信、激光等領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢(shì),就業(yè)前景看好。

競(jìng)爭(zhēng)情況:華中科技大學(xué)工學(xué)復(fù)試分?jǐn)?shù)線2013年為330分、2012年為340分、2011年為330分。招生人數(shù)60人左右,隨當(dāng)年推免生比例有所波動(dòng)。

考試特色:華中科技大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)課考試偏向物理光學(xué)、電子學(xué)、激光原理相關(guān)知識(shí)。需要注意的是有兩個(gè)單位可以接收光學(xué)工程的碩士生,分別是光電學(xué)院和武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。

天津大學(xué):精益求精

學(xué)科地位:天津大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科設(shè)立在天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院,是我國(guó)較早設(shè)立光學(xué)工程的高校之一。天津大學(xué)光學(xué)工程在2007―2009年教育部學(xué)科評(píng)估中名列第二,2010―2012年教育部學(xué)科評(píng)估中名列第三。此外,天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院也是教育部“教育教學(xué)改革特別試驗(yàn)區(qū)”的15個(gè)全國(guó)試點(diǎn)學(xué)院之一。

學(xué)科特色:所在學(xué)院設(shè)有精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、光電信息技術(shù)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、精密儀器中心、現(xiàn)代光學(xué)研究所、光電子研究中心、傳感工程研究所、照明技術(shù)研究所、光電測(cè)控技術(shù)研究所、激光與光電子技術(shù)研究所、生物光學(xué)研究所、安全防偽技術(shù)研究中心等研究和開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)。

研究方向:超快激光理論與應(yīng)用研究、光學(xué)信息處理及其應(yīng)用、光學(xué)技術(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用、數(shù)字圖像處理技術(shù)、光學(xué)傳感器技術(shù)、先進(jìn)固體激光及非線性頻率變化技術(shù)、光電子學(xué)與光通信技術(shù)、激光與光電子應(yīng)用技術(shù)等。

師資力量:中國(guó)科學(xué)院院士1人,中國(guó)工程院院士1人,長(zhǎng)江計(jì)劃特聘教授4人。天津大學(xué)光學(xué)工程的師資隊(duì)伍配置十分合理,老中青年教師比例合理。老年教授如姚建銓院士、王清月教授等可以保證該學(xué)科的頂級(jí)實(shí)力,中年學(xué)科骨干如劉鐵根教授近年來(lái)在光纖傳感領(lǐng)域碩果累累,超快激光實(shí)驗(yàn)室的胡明列教授是天津大學(xué)最年輕的教授,學(xué)術(shù)前景十分光明。

地理區(qū)位:既緊挨近年來(lái)得到長(zhǎng)足發(fā)展的天津?yàn)I海新區(qū),又毗鄰首都北京,就業(yè)環(huán)境較為優(yōu)越。

競(jìng)爭(zhēng)情況:就讀于天津大學(xué)的研究生中,本校生源占有較大比例。天津大學(xué)工學(xué)復(fù)試分?jǐn)?shù)線2013年為330分,2012年為335分,2009―2011光學(xué)工程報(bào)錄比如下:

考試特色:天津大學(xué)考研參考書(shū)目為郁道銀、談恒英著的《工程光學(xué)》和周炳著的《激光原理》,建議欲報(bào)考的同學(xué)參考天津大學(xué)蔡懷宇教授編寫的《工程光學(xué)復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答》。

南開(kāi)大學(xué):雖小而精

學(xué)科地位:南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程設(shè)立于南開(kāi)大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所內(nèi),隸屬于電子信息與光學(xué)工程學(xué)院。現(xiàn)代光學(xué)研究所由光學(xué)工程元老母國(guó)光院士創(chuàng)建,是全國(guó)高校中最早取得光學(xué)和光學(xué)工程兩個(gè)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)的單位。在2010―2012年教育部學(xué)科評(píng)估中,南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程名列第五。

學(xué)科特色:設(shè)有教育部光電信息技術(shù)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及博士后流動(dòng)站。

師資力量:南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程規(guī)模較小,共有教師28人,教授、研究員18人,副教授8人,其中有院士1人,特聘教授1人,博士生導(dǎo)師13人,但導(dǎo)師隊(duì)伍水平相當(dāng)優(yōu)秀,哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)等歐美名校留學(xué)、訪問(wèn)研究的經(jīng)歷非常普遍,近年來(lái)在Nature、Science等國(guó)際最頂尖期刊發(fā)表多篇論文,令國(guó)內(nèi)同行為之拜服。較為出色的是青年教師劉海濤教授,在Nature發(fā)表兩篇論文,在Physical Review Letters發(fā)表兩篇論文,主要研究方向?yàn)楸砻娴入x子體等微納光學(xué)的相關(guān)理論。

培養(yǎng)模式:南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程招生規(guī)模較小,幾乎與導(dǎo)師人數(shù)平齊,每個(gè)研究生均能得到導(dǎo)師的大量指導(dǎo),研究生教育接近于精英教育。需要注意的是,南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程的專業(yè)型碩士培養(yǎng)計(jì)劃與學(xué)術(shù)型碩士培養(yǎng)計(jì)劃基本相同,這與其他學(xué)校的培養(yǎng)模式有所區(qū)別。

研究領(lǐng)域:相比其他高校,南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程的研究方向的理論特色較為明顯,其研究領(lǐng)域主要有:光學(xué)/數(shù)字圖象處理科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)處理與光計(jì)算技術(shù)、激光與非線性光學(xué)科學(xué)與技術(shù)、現(xiàn)代光通信技術(shù)、光波電子學(xué)、光子技術(shù)、眼視覺(jué)光學(xué)和共焦顯微技術(shù)、飛秒激光技術(shù)、微納光學(xué)。

地理區(qū)位:與天津大學(xué)相同。

競(jìng)爭(zhēng)情況:南開(kāi)大學(xué)近年來(lái)考研報(bào)錄情況如下所示,可見(jiàn)相較于其他院校,南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程的性價(jià)比較高。

考試特色:南開(kāi)大學(xué)光學(xué)工程往年專業(yè)課參考書(shū)是趙凱華、鐘錫華編著的《光學(xué)》,專業(yè)課考試風(fēng)格自2013年起有所變化,并且2014年考研沒(méi)有提供參考書(shū)目,需要考生注意。

中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所:臥虎藏龍

學(xué)科地位:上海光機(jī)所是我國(guó)建立最早、規(guī)模最大的激光專業(yè)研究所。

學(xué)科特色:上海光機(jī)所現(xiàn)設(shè)8個(gè)研究室,分別是:強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、空間激光信息技術(shù)研究中心(含:中科院空間激光通信及檢驗(yàn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市全固態(tài)激光器與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)、信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、高密度光存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、高功率激光單元技術(shù)研究與發(fā)展中心。

值得一提的是,上海光機(jī)所建成了國(guó)內(nèi)僅有國(guó)際上也為數(shù)不多的“神光”系列高功率大型激光裝置,用于激光分離同位素的激光與光學(xué)系統(tǒng)、超短超強(qiáng)激光系統(tǒng)、激光原子冷卻裝置、空間全固態(tài)激光器研制平臺(tái)。在各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料的研制方面,也進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)水平,是我國(guó)現(xiàn)代光學(xué)和激光與光電子領(lǐng)域取得研究成果最多的單位之一。

研究領(lǐng)域:強(qiáng)激光技術(shù)、強(qiáng)場(chǎng)物理與強(qiáng)光光學(xué)、信息光學(xué)、量子光學(xué)、激光與光電子器件、光學(xué)材料等。顯而易見(jiàn)的是,上海光機(jī)所的研究方向非常偏向于理論研究,因而十分適合于光學(xué)工程理論方向的深造。

地理區(qū)位:地處長(zhǎng)三角的核心上海,地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯。

競(jìng)爭(zhēng)情況:每年有許多來(lái)自清華大學(xué)、浙江大學(xué)等頂尖學(xué)府的畢業(yè)生通過(guò)推免進(jìn)入上海光機(jī)所,研究所人才濟(jì)濟(jì)。近年來(lái)上海光機(jī)所光學(xué)工程的復(fù)試分?jǐn)?shù)線為:2013年320分,2012年325分,2011年330分。每年招生人數(shù)在40―50人,隨當(dāng)年推免比例有所浮動(dòng)。

篇10

我們看到的世界是三維的、彩色的,這是因?yàn)槊總€(gè)物體發(fā)射的光被人眼接受時(shí),光的強(qiáng)弱、射向和距離、顏色都不同。從波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)看,是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同,光的特征主要取決于光波的振幅(強(qiáng)弱),位相(同相面形狀)和波長(zhǎng)(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征,就能看到景物逼真的三維像,這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來(lái)取得了很大的進(jìn)展,已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段

1948年,丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法,隨后用實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一想法,即全息術(shù),并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來(lái)是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想,雖然未能用電子波證實(shí)其原理,但用可見(jiàn)光證實(shí)了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期,全息圖制作具有以下共同特點(diǎn):全息圖都是用汞燈作為光源;而且是所謂同軸全息圖,即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時(shí)期的全息圖被稱為第一代全息圖,標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,一個(gè)是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開(kāi),另一個(gè)是光源的相干性太差。因此在這十多年中,全息術(shù)進(jìn)展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn),提供了一種高相干度光源,為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對(duì)第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題,利思和烏帕特尼克斯(1962)提出,將通信理論中的載頻概念推廣到空域中,用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖,再利用離軸的參考光照射全息圖,使全息圖產(chǎn)生三個(gè)在空間互相分離的衍射分量,其中一個(gè)復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù),這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的問(wèn)題,并且在立體成像、干涉計(jì)量檢測(cè)、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進(jìn)展,但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。

科學(xué)家們開(kāi)始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄,而用白光再現(xiàn)的全息圖,在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用,例如:像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性,要求全息拍攝過(guò)程中各個(gè)元件、光源和記錄介質(zhì)的相對(duì)位置嚴(yán)格保持不變,這也給全息技術(shù)的實(shí)際使用帶來(lái)了種種不便。于是,科學(xué)家們又回過(guò)頭來(lái)繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖,它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺(tái)的黑暗實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)入更加廣泛的實(shí)用領(lǐng)域。

2全息術(shù)的基本原理和特點(diǎn)

全息術(shù)是一種“無(wú)透鏡”的兩步成像法,它能在感光膠片上同時(shí)記錄物體的全部信息,即物體光的振幅和位相。全息照相過(guò)程分全息記錄和再現(xiàn)兩步:第一步稱為波前記錄(全息記錄);第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。

波前記錄依據(jù)的是干涉原理,物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布,干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說(shuō),全息圖上的強(qiáng)度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布,它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出,任何感光底片都只能記錄振幅(或者說(shuō)強(qiáng)度)的分布,而不能直接記錄位相分布,全息照相之所以能記錄位相分布,是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強(qiáng)度分布。假如沒(méi)有參考光波,或者它與物光波不相干,波前上的位相分布是不可能記錄下來(lái)的。

波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理,照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過(guò)全息圖衍射后出現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的光波場(chǎng)。全息圖的衍射波含有三種主要成分,即物光波(+1級(jí)衍射波),物光波的共軛波(-1級(jí)衍射波),照明光波的照直前進(jìn)(零級(jí)衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中,這三種衍射波在空間彼此分離,互不干擾,便于人們用眼睛或鏡頭去觀測(cè)物光波的虛像或其共軛波的實(shí)像。

全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點(diǎn):

(1)三維性——因?yàn)槿D記錄了物光的相位信息,圖像具有顯著的視差特性,可以看到逼真的三維圖像。

(2)不可撕毀性——因?yàn)槿D記錄的是物光與參考光的干涉條紋,所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象,只是分辨率受到一些影響。

(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄,并能互不干擾地再現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。

(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因?yàn)檠苌浣桥c波長(zhǎng)有關(guān),用不同波長(zhǎng)的激光照射全息圖,再現(xiàn)相就會(huì)發(fā)生放大或縮小。

3全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向

全息術(shù)經(jīng)過(guò)60年的發(fā)展,已與計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合,成為一種高新技術(shù),擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域,在一些發(fā)達(dá)國(guó)家還興起了全息產(chǎn)業(yè),并且正在形成日益廣闊的市場(chǎng),實(shí)用前景非??捎^。本文介紹全息術(shù)中幾個(gè)應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說(shuō)明其發(fā)展方向。

3.1全息存儲(chǔ)

全息存儲(chǔ)是依據(jù)全息術(shù)的原理,將信息以全息照相的方式存儲(chǔ)起來(lái),它利用兩個(gè)光波之間的耦合和解耦合,可以把信息存儲(chǔ)和信息之間的比較(相關(guān))、識(shí)別,甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來(lái),也就是可以把信息存儲(chǔ)和信息處理結(jié)合起來(lái)。用于全息信息存儲(chǔ)的記錄介質(zhì)較多,可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等;可擦除重復(fù)使用的實(shí)時(shí)記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機(jī)或無(wú)機(jī)光折變材料等。全息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容量方面具有巨大的優(yōu)勢(shì),原因是:

(1)全息存儲(chǔ)具有存儲(chǔ)容量大的優(yōu)勢(shì)。用感光干板作為普通照相記錄信息時(shí),信息存儲(chǔ)密度的數(shù)量級(jí)一般為105bit/mm2;用平面全息圖存儲(chǔ)信息時(shí),存儲(chǔ)密度一般可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)達(dá)106bit/mm2;如果用體全息圖存儲(chǔ)信息時(shí),存儲(chǔ)密度可高達(dá)1013bit/mm2。

(2)全息存儲(chǔ)具有極大的冗余性,存儲(chǔ)介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會(huì)引起信息丟失。

(3)全息存儲(chǔ)具有讀取速率高和能并行讀取的特點(diǎn),每個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)可包含達(dá)1Mbit的信息,寫人一頁(yè)的時(shí)間在100ms左右,讀信息的時(shí)間可以小于100μs,而磁盤的尋址時(shí)間至少需要10ms。

當(dāng)前,在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲(chǔ)研究的熱潮,并取得很大的進(jìn)展,其主要表現(xiàn)在:

(1)存儲(chǔ)容量迅速提高和性能不斷改善,并逐步走向?qū)嵱没?。例如?994年美國(guó)加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖,同年,斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)全息存儲(chǔ)器中,并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無(wú)顯著下降。1999年美國(guó)加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù),在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲(chǔ)了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖,并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲(chǔ)裝置。

(2)實(shí)用化的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)逐漸推出。例如,1995年由美國(guó)政府高級(jí)研究項(xiàng)目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國(guó)國(guó)家存儲(chǔ)工業(yè)聯(lián)合會(huì)(NS1C)支持下川,投資約7000萬(wàn)美元,實(shí)施了光折變信息存儲(chǔ)材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(HDSS)項(xiàng)目,預(yù)期在5年內(nèi)開(kāi)發(fā)出具有容量為1Tbit數(shù)據(jù),存儲(chǔ)速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。同樣的研究在法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家也正在加緊進(jìn)行。

近幾年來(lái),光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進(jìn)展,為全息存儲(chǔ)器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測(cè)器等核心元器件,全息存儲(chǔ)的理論和方法的發(fā)展使這項(xiàng)技術(shù)日趨成熟然而,美中不足的是全息圖的壽命問(wèn)題尚待解決,雖然張澤明、謝敬輝等對(duì)Ce:Fe:LiNbO3晶體的全息存儲(chǔ)和熱定影進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究,從方法上給出了記錄角度越大,光柵周期越小,熱定影所需最小離子數(shù)密度越高,存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能越好,但是目前還未解決的一個(gè)難題是尋找合適的記錄材料。無(wú)疑,這將成為全息存儲(chǔ)界研究的熱門課題。

3.2顯示全息

顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來(lái)制作各種類型的全息圖,如白光反射全息圖、白光透射全息圖等,各種類型的顯示全息圖可用于舞臺(tái)布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等;再如,以動(dòng)態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動(dòng)畫(huà)片、雷達(dá)顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等,每3年一次的顯示全息國(guó)際會(huì)議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖,它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。

顯示全息目前主要有兩大類:第一類是Lippmann全息圖,制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開(kāi)窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖,這是一種透射式顯示全息圖,可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像,且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化,從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展,隨后的一些研究者和藝術(shù)家不斷追求更實(shí)用的拍攝技術(shù),如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀(jì)80年代都有關(guān)于這方面的論文報(bào)道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國(guó)全息制造商協(xié)會(huì)主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報(bào)道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報(bào)道情況來(lái)看,顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在:

(1)視角范圍、圖像體積有限;

(2)沒(méi)有獲得特別有效的全息圖的計(jì)算方法;

(3)由于全息計(jì)算數(shù)量巨大,導(dǎo)致動(dòng)態(tài)顯示異常困難??朔陨喜蛔?,將可能成為顯示全息研究的幾個(gè)熱點(diǎn)。

近年來(lái),顯示全息技術(shù)掀起一場(chǎng)數(shù)字化變革,數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開(kāi)辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展,利用顯示全息的大視場(chǎng)、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價(jià)格低廉等特性,在不久的將來(lái)開(kāi)發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視,為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。

3.3模壓全息

模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的,它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來(lái),使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化,用白光再現(xiàn)時(shí),可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像,并可通過(guò)印刷方式大批量生產(chǎn),使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,以商品形式走向市場(chǎng)。模壓全息的制作主要分為三個(gè)階段:激光攝制原片全息圖;電成型制金屬模板;模壓復(fù)制。這三個(gè)階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高,因此,模壓全息作為安全防偽首當(dāng)其沖,是安全防偽技術(shù)的一個(gè)里程碑。正如全息圖的新奇性、強(qiáng)烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上,不能去除性、價(jià)格低廉、容易驗(yàn)證等特點(diǎn),使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品,無(wú)論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價(jià)證券(如信用卡、鈔票、護(hù)照簽證)的防偽和加密以及圖書(shū)、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù),并備受使用者青睞。

模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代,80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè),90年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。本世紀(jì)初,隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高,模壓全息技術(shù)又有了新的突破:美國(guó)斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù);2003年,蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”;同年,倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個(gè)個(gè)技術(shù)突破,使防偽功能有了提高,讓激光全息防偽技術(shù)達(dá)到新的境界。

模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國(guó)起步較晚,但發(fā)展速度迅猛,目前國(guó)內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展,我國(guó)模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個(gè)方向上引起重視:首先是開(kāi)拓全息燙金材料,取代金膜和銀膜,其次開(kāi)發(fā)全息包裝材料,實(shí)現(xiàn)立體防偽包裝,第三個(gè)方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合,體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。

3.4全息干涉計(jì)量

全息干涉計(jì)量術(shù)是將不同物光,在不同的時(shí)間記錄在同一張全息干板上,然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理,非接觸地對(duì)物體表面進(jìn)行三維測(cè)量而獲得信息。全息干涉計(jì)量術(shù)是全息應(yīng)用的一個(gè)重要方面,它能實(shí)現(xiàn)高精度非接觸性無(wú)損測(cè)量,比一般光學(xué)干涉計(jì)量有很多優(yōu)點(diǎn)。一般光學(xué)計(jì)量只能測(cè)量形狀比較簡(jiǎn)單、表面光度很高的零部件,而全息計(jì)量方法則能對(duì)任意形狀、任意粗糙表面的物體進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量精度為光波波長(zhǎng)λ的數(shù)量級(jí)。目前,全息干涉計(jì)量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實(shí)時(shí)全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時(shí)間平均全息干涉法、雙波長(zhǎng)干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法,此外,J.A.Leendertz開(kāi)辟了全息干涉計(jì)量術(shù)的另一個(gè)新的分支-激光斑紋計(jì)量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展,使得全息干涉計(jì)量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠,并得以在惡劣環(huán)境條件下對(duì)某些物理量進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等,可使測(cè)量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉計(jì)量在20世紀(jì)80年代美國(guó)等西方先進(jìn)國(guó)家已產(chǎn)業(yè)化,我國(guó)在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的研究項(xiàng)目通過(guò)鑒定,其中有些達(dá)到當(dāng)時(shí)的先進(jìn)水平。經(jīng)過(guò)近幾年的開(kāi)發(fā)和研制,我國(guó)在全息干涉計(jì)量測(cè)試設(shè)備方面主要發(fā)展有:

(1)用于測(cè)試火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測(cè)試儀;

(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測(cè)量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測(cè)儀;

篇11

我們看到的世界是三維的、彩色的,這是因?yàn)槊總€(gè)物體發(fā)射的光被人眼接受時(shí),光的強(qiáng)弱、射向和距離、顏色都不同。從波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)看,是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同,光的特征主要取決于光波的振幅(強(qiáng)弱),位相(同相面形狀)和波長(zhǎng)(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征,就能看到景物逼真的三維像,這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來(lái)取得了很大的進(jìn)展,已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1 全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段

1948年,丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法,隨后用實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一想法,即全息術(shù),并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來(lái)是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想,雖然未能用電子波證實(shí)其原理,但用可見(jiàn)光證實(shí)了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期,全息圖制作具有以下共同特點(diǎn):全息圖都是用汞燈作為光源;而且是所謂同軸全息圖,即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時(shí)期的全息圖被稱為第一代全息圖,標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,一個(gè)是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開(kāi),另一個(gè)是光源的相干性太差。因此在這十多年中,全息術(shù)進(jìn)展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn),提供了一種高相干度光源,為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對(duì)第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題,利思和烏帕特尼克斯(1962)提出,將通信理論中的載頻概念推廣到空域中,用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖,再利用離軸的參考光照射全息圖,使全息圖產(chǎn)生三個(gè)在空間互相分離的衍射分量,其中一個(gè)復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù),這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的問(wèn)題,并且在立體成像、干涉計(jì)量檢測(cè)、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進(jìn)展,但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。

科學(xué)家們開(kāi)始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄,而用白光再現(xiàn)的全息圖,在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用,例如:像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性,要求全息拍攝過(guò)程中各個(gè)元件、光源和記錄介質(zhì)的相對(duì)位置嚴(yán)格保持不變,這也給全息技術(shù)的實(shí)際使用帶來(lái)了種種不便。于是,科學(xué)家們又回過(guò)頭來(lái)繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖,它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺(tái)的黑暗實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)入更加廣泛的實(shí)用領(lǐng)域。

2 全息術(shù)的基本原理和特點(diǎn)

全息術(shù)是一種“無(wú)透鏡”的兩步成像法,它能在感光膠片上同時(shí)記錄物體的全部信息,即物體光的振幅和位相。全息照相過(guò)程分全息記錄和再現(xiàn)兩步:第一步稱為波前記錄(全息記錄);第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。

波前記錄依據(jù)的是干涉原理,物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布,干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說(shuō),全息圖上的強(qiáng)度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布,它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出,任何感光底片都只能記錄振幅(或者說(shuō)強(qiáng)度)的分布,而不能直接記錄位相分布,全息照相之所以能記錄位相分布,是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強(qiáng)度分布。假如沒(méi)有參考光波,或者它與物光波不相干,波前上的位相分布是不可能記錄下來(lái)的。

波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理,照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過(guò)全息圖衍射后出現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的光波場(chǎng)。全息圖的衍射波含有三種主要成分,即物光波(+1級(jí)衍射波),物光波的共軛波(-1級(jí)衍射波),照明光波的照直前進(jìn)(零級(jí)衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中,這三種衍射波在空間彼此分離,互不干擾,便于人們用眼睛或鏡頭去觀測(cè)物光波的虛像或其共軛波的實(shí)像。

全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點(diǎn):

(1)三維性——因?yàn)槿D記錄了物光的相位信息,圖像具有顯著的視差特性,可以看到逼真的三維圖像。

(2)不可撕毀性——因?yàn)槿D記錄的是物光與參考光的干涉條紋,所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象,只是分辨率受到一些影響。

(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄,并能互不干擾地再現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。

(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因?yàn)檠苌浣桥c波長(zhǎng)有關(guān),用不同波長(zhǎng)的激光照射全息圖,再現(xiàn)相就會(huì)發(fā)生放大或縮小。

3 全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向

全息術(shù)經(jīng)過(guò)60年的發(fā)展,已與計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合,成為一種高新技術(shù),擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域,在一些發(fā)達(dá)國(guó)家還興起了全息產(chǎn)業(yè),并且正在形成日益廣闊的市場(chǎng),實(shí)用前景非??捎^。本文介紹全息術(shù)中幾個(gè)應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說(shuō)明其發(fā)展方向。

3.1 全息存儲(chǔ)

全息存儲(chǔ)是依據(jù)全息術(shù)的原理,將信息以全息照相的方式存儲(chǔ)起來(lái),它利用兩個(gè)光波之間的耦合和解耦合,可以把信息存儲(chǔ)和信息之間的比較(相關(guān))、識(shí)別,甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來(lái),也就是可以把信息存儲(chǔ)和信息處理結(jié)合起來(lái)。用于全息信息存儲(chǔ)的記錄介質(zhì)較多,可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等;可擦除重復(fù)使用的實(shí)時(shí)記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機(jī)或無(wú)機(jī)光折變材料等。全息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容量方面具有巨大的優(yōu)勢(shì),原因是:

(1)全息存儲(chǔ)具有存儲(chǔ)容量大的優(yōu)勢(shì)。用感光干板作為普通照相記錄信息時(shí),信息存儲(chǔ)密度的數(shù)量級(jí)一般為105bit/mm2;用平面全息圖存儲(chǔ)信息時(shí),存儲(chǔ)密度一般可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)達(dá)106bit/mm2;如果用體全息圖存儲(chǔ)信息時(shí),存儲(chǔ)密度可高達(dá)1013bit/mm2。

(2)全息存儲(chǔ)具有極大的冗余性,存儲(chǔ)介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會(huì)引起信息丟失。

(3)全息存儲(chǔ)具有讀取速率高和能并行讀取的特點(diǎn),每個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)可包含達(dá)1Mbit的信息,寫人一頁(yè)的時(shí)間在100ms左右,讀信息的時(shí)間可以小于100μs,而磁盤的尋址時(shí)間至少需要10ms。

當(dāng)前,在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲(chǔ)研究的熱潮,并取得很大的進(jìn)展,其主要表現(xiàn)在:

(1)存儲(chǔ)容量迅速提高和性能不斷改善,并逐步走向?qū)嵱没?。例如?994年美國(guó)加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖,同年,斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)全息存儲(chǔ)器中,并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無(wú)顯著下降。 1999年美國(guó)加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù),在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲(chǔ)了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖,并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲(chǔ)裝置。

(2)實(shí)用化的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)逐漸推出。例如,1995年由美國(guó)政府高級(jí)研究項(xiàng)目局(ARPA )、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國(guó)國(guó)家存儲(chǔ)工業(yè)聯(lián)合會(huì)(NS1C)支持下川,投資約7000萬(wàn)美元,實(shí)施了光折變信息存儲(chǔ)材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(HDSS)項(xiàng)目,預(yù)期在5年內(nèi)開(kāi)發(fā)出具有容量為1T bit數(shù)據(jù),存儲(chǔ)速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。同樣的研究在法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家也正在加緊進(jìn)行。

近幾年來(lái),光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進(jìn)展,為全息存儲(chǔ)器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測(cè)器等核心元器件,全息存儲(chǔ)的理論和方法的發(fā)展使這項(xiàng)技術(shù)日趨成熟然而,美中不足的是全息圖的壽命問(wèn)題尚待解決,雖然張澤明、謝敬輝等對(duì)Ce:Fe:LiNbO3晶體的全息存儲(chǔ)和熱定影進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究,從方法上給出了記錄角度越大,光柵周期越小,熱定影所需最小離子數(shù)密度越高,存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能越好,但是目前還未解決的一個(gè)難題是尋找合適的記錄材料。無(wú)疑,這將成為全息存儲(chǔ)界研究的熱門課題。

3.2 顯示全息

顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來(lái)制作各種類型的全息圖,如白光反射全息圖、白光透射全息圖等,各種類型的顯示全息圖可用于舞臺(tái)布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等;再如,以動(dòng)態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動(dòng)畫(huà)片、雷達(dá)顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等,每3年一次的顯示全息國(guó)際會(huì)議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖,它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。

顯示全息目前主要有兩大類:第一類是Lippmann全息圖,制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開(kāi)窗法。第二類是S.A. Benton的彩虹全息圖,這是一種透射式顯示全息圖,可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像,且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化,從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展,隨后的一些研究者和藝術(shù)家不斷追求更實(shí)用的拍攝技術(shù),如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《Applied Optics》和《Optics Letters》在20世紀(jì)80年代都有關(guān)于這方面的論文報(bào)道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國(guó)全息制造商協(xié)會(huì)主辦的《Holography News》以往和近年都不斷地報(bào)道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報(bào)道情況來(lái)看,顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在:

(1)視角范圍、圖像體積有限;

(2)沒(méi)有獲得特別有效的全息圖的計(jì)算方法;

(3)由于全息計(jì)算數(shù)量巨大,導(dǎo)致動(dòng)態(tài)顯示異常困難??朔陨喜蛔悖瑢⒖赡艹蔀轱@示全息研究的幾個(gè)熱點(diǎn)。

近年來(lái),顯示全息技術(shù)掀起一場(chǎng)數(shù)字化變革,數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開(kāi)辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展,利用顯示全息的大視場(chǎng)、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價(jià)格低廉等特性,在不久的將來(lái)開(kāi)發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視,為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。

3.3 模壓全息

模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的,它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來(lái),使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化,用白光再現(xiàn)時(shí),可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像,并可通過(guò)印刷方式大批量生產(chǎn),使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,以商品形式走向市場(chǎng)。模壓全息的制作主要分為三個(gè)階段:激光攝制原片全息圖;電成型制金屬模板;模壓復(fù)制。這三個(gè)階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高,因此,模壓全息作為安全防偽首當(dāng)其沖,是安全防偽技術(shù)的一個(gè)里程碑。正如全息圖的新奇性、強(qiáng)烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上,不能去除性、價(jià)格低廉、容易驗(yàn)證等特點(diǎn),使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品,無(wú)論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價(jià)證券(如信用卡、鈔票、護(hù)照簽證)的防偽和加密以及圖書(shū)、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù),并備受使用者青睞。

模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代,80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè),90年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。本世紀(jì)初,隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高,模壓全息技術(shù)又有了新的突破:美國(guó)斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù);2003年,蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”;同年,倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個(gè)個(gè)技術(shù)突破,使防偽功能有了提高,讓激光全息防偽技術(shù)達(dá)到新的境界。

模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國(guó)起步較晚,但發(fā)展速度迅猛,目前國(guó)內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展,我國(guó)模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個(gè)方向上引起重視:首先是開(kāi)拓全息燙金材料,取代金膜和銀膜,其次開(kāi)發(fā)全息包裝材料,實(shí)現(xiàn)立體防偽包裝,第三個(gè)方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合,體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。

3.4 全息干涉計(jì)量

全息干涉計(jì)量術(shù)是將不同物光,在不同的時(shí)間記錄在同一張全息干板上,然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理,非接觸地對(duì)物體表面進(jìn)行三維測(cè)量而獲得信息。全息干涉計(jì)量術(shù)是全息應(yīng)用的一個(gè)重要方面,它能實(shí)現(xiàn)高精度非接觸性無(wú)損測(cè)量,比一般光學(xué)干涉計(jì)量有很多優(yōu)點(diǎn)。一般光學(xué)計(jì)量只能測(cè)量形狀比較簡(jiǎn)單、表面光度很高的零部件,而全息計(jì)量方法則能對(duì)任意形狀、任意粗糙表面的物體進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量精度為光波波長(zhǎng)λ的數(shù)量級(jí)。目前,全息干涉計(jì)量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實(shí)時(shí)全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時(shí)間平均全息干涉法、雙波長(zhǎng)干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法,此外,J.A.Leendertz開(kāi)辟了全息干涉計(jì)量術(shù)的另一個(gè)新的分支-激光斑紋計(jì)量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展,使得全息干涉計(jì)量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠,并得以在惡劣環(huán)境條件下對(duì)某些物理量進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等,可使測(cè)量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉計(jì)量在20世紀(jì)80年代美國(guó)等西方先進(jìn)國(guó)家已產(chǎn)業(yè)化,我國(guó)在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的研究項(xiàng)目通過(guò)鑒定,其中有些達(dá)到當(dāng)時(shí)的先進(jìn)水平。經(jīng)過(guò)近幾年的開(kāi)發(fā)和研制,我國(guó)在全息干涉計(jì)量測(cè)試設(shè)備方面主要發(fā)展有:

(1)用于測(cè)試火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測(cè)試儀;

(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測(cè)量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測(cè)儀;

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