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光的干涉应用的新进展 光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便随处可见,那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。一、全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光(是良好的相干光)作光源。全息照相的原理如图所示,激光束被分成两部分:一部分射向被摄物体,另一部分射向反射镜(这束光叫参考光束)。从物体上反射出来的光(叫做物光束)具有不同的振幅和相位,物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上,两束光发生干涉,在感光片上产生明暗的干涉条纹,感光片就成了全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度,干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。 从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像,为了现出物体的像,必须用激光束(参考光束)去照射全息照片,当参考光束通过全息照片时,便复现出物光束的全部信息,于是就能看到物体的像。二、光学千涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用1.光学千涉生物传感器系统的设置(1)光学干涉生物传感器的硬件构成 (2)聚荃乙烯薄膜厚度与光学常数的测定及软件的编译2.光学干涉生物传感器敏感膜的构建3.光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用(1)酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用(2)寡核昔酸分子杂交实验(3) L一天冬酞胺酶B细胞表位的筛选(4)不同细胞与固定化凝集素的相互作用三、当前光刻技术的主要研究领域及进展 1.光学光刻 光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形"刻"在涂有光刻胶的硅片上,限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。因此,开发新型短波长光源光刻机一直是国际上的研究热点。 2.极紫外光刻(EUVL)极紫外光刻用波长为10-14纳米的极紫外光作 光源。虽然该技术最初被称为软X射线光刻,但实际上更类似于光学光刻。所不同的是由于在材料中的强烈吸收,其光学系统必须采用反射形式。如果EUVL得到应用,它甚至可能解决2012年的微米及以后的问题,对此发展应予以足够重视。总的来说,随着科学技术的迅速发展,在科学和技术领域中人们不断地利着光的干涉原理解决了许多复杂的实际问题。让我们更加深刻的认识光的干涉现象,以便日后更好的利用光的干涉知识解决生产及生活中的问题
分光计的调节及其棱镜折射率的测定研究与分析杨贵宏(08物理2班 200802050253)引言:我们的生活离不开阳光,通常我们认为阳光是一种单色光(单一波长的光)。其实,笼罩在我们周围的光线本身是复色光(由两种或两种以上的单色光组成的光线),他是由不同波长波线的单色光组成的。广义的说,具有周期性的空间结构或光学性能(如透射率、折射率)的衍射屏,统称光栅。光栅的种类很多,有透射光栅和反射光栅,有平面光栅和凹面光栅,有黑白光栅和正弦光栅,有一维光栅,二维光栅和三维光栅,等等。此次实验所使用的光栅是利用全息照相技术拍摄的全息透射光栅光栅的表面若被污染后不易清洗,使用时应特别注意。分光计是一种能精确测量角度的光学仪器,常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密,控制部件较多而且复杂,所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整,以便测量出准确的结果。摘要: 分光计是一种能精确测量折射角的典型光学仪器,经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密,控制部件较多而且操作复杂,所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整,方能获得较高精度的测量结果。关键词:分光计、棱镜、折射率Abstract: The spectrometer can accurately measure the angle of refraction is a typical optical instruments, often used to measure the material's refractive index, dispersion rate, wavelength, and spectral observations. As the more sophisticated devices, control components and operation are more complex, and therefore must be used strictly in accordance with certain rules and procedures to adjust to get the high precision measurement : spectrometer, prism, the refractive index二、实验目的: 1、了解分光计结构,学会正解调节和使用分光计的方法; 2、用分光计测量三棱镜的顶角; 3、学会用最小偏向角法测量三棱镜的折射率。三、实验仪器:分光计主要由五个部件组成:三角底座,平行光管、望远镜、刻度圆盘和载物台。图中各调节装置的名称及作用见表1。 图 1分光计基本结构示意图表1 分光计各调节装置的名称和作用代号 名称 作用1 狭缝宽度调节螺丝 调节狭缝宽度,改变入射光宽度2 狭缝装置 3 狭缝装置锁紧螺丝 松开时,前后拉动狭缝装置,调节平行光。调好后锁紧,用来固定狭缝装置。4 平行光管 产生平行光5 载物台 放置光学元件。台面下方装有三个细牙螺丝7,用来调整台面的倾斜度。松开螺丝8可升降、转动载物台。6 夹持待测物簧片 夹持载物台上的光学元件7 载物台调节螺丝(3只) 调节载物台台面水平8 载物台锁紧螺丝 松开时,载物台可单独转动和升降;锁紧后,可使载物台与读数游标盘同步转动9 望远镜 观测经光学元件作用后的光线10 目镜装置锁紧螺丝 松开时,目镜装置可伸缩和转动(望远镜调焦);锁紧后,固定目镜装置11 阿贝式自准目镜装置 可伸缩和转动(望远镜调焦)12 目镜调焦手轮 调节目镜焦距,使分划板、叉丝清晰13 望远镜光轴仰角调节螺丝 调节望远镜的俯仰角度14 望远镜光轴水平调节螺丝 调节该螺丝,可使望远镜在水平面内转动15 望远镜支架 16 游标盘 盘上对称设置两游标17 游标 分成30小格,每一小格对应角度 1’18 望远镜微调螺丝 该螺丝位于图14-1的反面。锁紧望远镜支架制动螺丝 21 后,调节螺丝18,使望远镜支架作小幅度转动19 度盘 分为360°,最小刻度为半度(30′),小于半度则利用游标读数20 目镜照明电源 打开该电源20,从目镜中可看到一绿斑及黑十字21 望远镜支架制动螺丝 该螺丝位于图14-1的反面。锁紧后,只能用望远镜微调螺丝18使望远镜支架作小幅度转动22 望远镜支架与刻度盘锁紧螺丝 锁紧后,望远镜与刻度盘同步转动23 分光计电源插座 24 分光计三角底座 它是整个分光计的底座。底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜部件整体、刻度圆盘和游标盘可分别独立绕该中心轴转动。平行光管固定在三角底座的一只脚上25 平行光管支架 26 游标盘微调螺丝 锁紧游标盘制动螺丝27后,调节螺丝26可使游标盘作小幅度转动27 游标盘制动螺丝 锁紧后,只能用游标盘微调螺丝26使游标盘作小幅度转动28 平行光管光轴水平调节螺丝 调节该螺丝,可使平行光管在水平面内转动29 平行光管光轴仰角调节螺丝 调节平行光管的俯仰角四、实验原理:三棱镜如图1 所示,AB和AC是透光的光学表面,又称折射面,其夹角 称为三棱镜的顶角;BC为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。图2三棱镜示意图 1.反射法测三棱镜顶角 如图2 所示,一束平行光入射于三棱镜,经过AB面和AC面反射的光线分别沿 和 方位射出, 和 方向的夹角记为 ,由几何学关系可知: 图3反射法测顶角2.最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上,经过两次折射后沿ER方向射出,则入射光线LD与出射光线ER间的夹角 称为偏向角,如图3所示。 图4最小偏向角的测定转动三棱镜,改变入射光对光学面AC的入射角,出射光线的方向ER也随之改变,即偏向角 发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜,使偏向角逐渐减小;当转到某个位置时,若再继续沿此方向转动,偏向角又将逐渐增大,此位置时偏向角达到最小值,测出最小偏向角 。可以证明棱镜材料的折射率 与顶角 及最小偏向角的关系式为 实验中,利用分光镜测出三棱镜的顶角 及最小偏向角 ,即可由上式算出棱镜材料的折射率 。实验内容与步骤:1.分光计的调整(分光计结构如右图所示) 在进行调整前,应先熟悉所使用的分光计中下列螺丝的位置: ①目镜调焦(看清分划板准线)手轮; ②望远镜调焦(看清物体)调节手轮(或螺丝);③调节望远镜高低倾斜度的螺丝;④控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝;⑤调整载物台水平状态的螺丝;⑥控制载物台转动的制动螺丝;⑦调整平行光管上狭缝宽度的螺丝;⑧调整平行光管高低倾斜度的螺丝; 图5 ⑨平行光管调焦的狭缝套筒制动螺丝。(1)目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平,并与中心轴垂直(粗调是后面进行细调的前提和细调成功的保证)。(2)用自准法调整望远镜,使其聚焦于无穷远。①调节目镜调焦手轮,直到能够清楚地看到分划板"准线"为止。 ②接上照明小灯电源,打开开关,可在目镜视场中看到如图4所示的“准线”和带有绿色小十字的窗口。 图6目镜视场 ③将双面镜按图5所示方位放置在载物台上。这样放置是出于这样的考虑:若要调节平面镜的俯仰,只需要调节载物台下的螺丝a1或a2即可,而螺丝a3的调节与平面镜的俯仰无关。图7平面镜的放置 ④沿望远镜外侧观察可看到平面镜内有一亮十字,轻缓地转动载物台,亮十字也随之转动。但若用望远镜对着平面镜看,往往看不到此亮十字,这说明从望远镜射出的光没有被平面镜反射到望远镜中。我们仍将望远镜对准载物台上的平面镜,调节镜面的俯仰,并转动载物台让反射光返回望远镜中,使由透明十字发出的光经过物镜后(此时从物镜出来的光还不一定是平行光),再经平面镜反射,由物镜再次聚焦,于是在分划板上形成模糊的像斑(注意:调节是否顺利,以上步骤是关键)。然后先调物镜与分划板间的距离,再调分划板与目镜的距离使从目镜中既能看清准线,又能看清亮十字的反射像。注意使准线与亮十字的反射像之间无视差,如有视差,则需反复调节,予以消除。如果没有视差,说明望远镜已聚焦于无穷远。 (3)调整望远镜光轴,使之与分光计的中心轴垂直。 平行光管与望远镜的光轴各代表入射光和出射光的方向。为了测准角度,必须分别使它们的光轴与刻度盘平行。刻度盘在制造时已垂直于分光计的中心轴。因此,当望远镜与分光计的中心轴垂直时,就达到了与刻度盘平行的要求。具体调整方法为:平面镜仍竖直置于载物台上,使望远镜分别对准平面镜前后两镜面,利用自准法可以分别观察到两个亮十字的反射像。如果望远镜的光轴与分光计的中心轴相垂直,而且平面镜反射面又与中心轴平行,则转动载物台时,从望远镜中可以两次观察到由平面镜前后两个面反射回来的亮十字像与分划板准线的上部十字线完全重合,如图6(c)所示。若望远镜光轴与分光计中心轴不垂直,平面镜反射面也不与中心轴相平行,则转动载物台时,从望远镜中观察到的两个亮十字反射像必然不会同时与分划板准线的上部十字线重合,而是一个偏低,一个偏高,甚至只能看到一个。这时需要认真分析,确定调节措施,切不可盲目乱调。重要的是必须先粗调:即先从望远镜外面目测,调节到从望远镜外侧能观察到两个亮十字像;然后再细调:从望远镜视场中观察,当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远镜,均能观察到亮十字时,如从望远镜中看到准线与亮十字像不重合,它们的交点在高低方面相差一段距离如图6(a)所示。此时调整望远镜高低倾斜螺丝使差距减小为h/2,如图6(b)所示。再调节载物台下的水平调节螺丝,消除另一半距离,使准线的上部十字线与亮十字线重合,如图6(c)所示。之后,再将载物台旋转180o ,使望远镜对着平面镜的另一面,采用同样的方法调节。如此反复调整,直至转动载物台时,从平面镜前后两表面反射回来的亮十字像都能与分划板准线的上部十字线重合为止。这时望远镜光轴和分光计的中心轴相垂直,常称这种方法为逐次逼近各半调整法。图8亮十字像与分划板准线的位置关系 (4)调整平行光管 用前面已经调整好的望远镜调节平行光管。当平行光管射出平行光时,则狭缝成像于望远镜物镜的焦平面上,在望远镜中就能清楚地看到狭缝像,并与准线无视差。 ①调整平行光管产生平行光。取下载物台上的平面镜,关掉望远镜中的照明小灯,用钠灯照亮狭缝,从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像,同时调节平行光管狭缝与透镜间的距离,直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止,然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。 ②调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。望远镜中看到清晰的狭缝像后,转动狭缝(但不能前后移动)至水平状态,调节平行光管倾斜螺丝,使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分,如图7(a)所示。这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。再把狭缝转至铅直位置,并需保持狭缝像最清晰而且无视差,位置如图7(b)所示。图9狭缝像与分划板位置 至此分光计已全部调整好,使用时必须注意分光计上除刻度圆盘制动螺丝及其微调螺丝外,其它螺丝不能任意转动,否则将破坏分光计的工作条件,需要重新调节。 2. 测量 在正式测量之前,请先弄清你所使用的分光计中下列各螺丝的位置:①控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝;②控制望远镜微动的螺丝。(1)用反射法测三棱镜的顶角 如图2 所示,使三棱镜的顶角对准平行光管,开启钠光灯,使平行光照射在三棱镜的AC、AB面上,旋紧游标盘制动螺丝,固定游标盘位置,放松望远镜制动螺丝,转动望远镜(连同刻度盘)寻找AB面反射的狭缝像,使分划板上竖直线与狭缝像基本对准后,旋紧望远镜螺丝,用望远镜微调螺丝使竖直线与狭缝完全重合,记下此时两对称游标上指示的读数 、 。转动望远镜至AC面进行同样的测量得 、 。可得 三棱镜的顶角 为 重复测量三次取平均。(2) 棱镜玻璃折射率的测定 分别放松游标盘和望远镜的制动螺丝,转动游标盘(连同三棱镜)使平行光射入三棱镜的AC面,如图3 所示。转动望远镜在AB面处寻找平行光管中狭缝的像。然后向一个方向缓慢地转动游标盘(连同三棱镜)在望远镜中观察狭缝像的移动情况,当随着游标盘转动而向某个方向移动的狭缝像,正要开始向相反方向移动时,固定游标盘。轻轻地转动望远镜,使分划板上竖直线与狭缝像对准,记下两游标指示的读数,记为 、 ;然后取下三棱镜,转动望远镜使它直接对准平行光管,并使分划板上竖直线与狭缝像对准,记下对称的两游标指示的读数,记为 、 ,可得 重复测量三次求平均。用上式求出棱镜的折射。五、实验注意事项:1.望远镜、平行光管上的镜头,三棱镜、平面镜的镜面不能用手摸、揩。如发现有尘埃时,应该用镜头纸轻轻揩擦。三棱镜、平面镜不准磕碰或跌落,以免损坏。 2.分光计是较精密的光学仪器,要加倍爱护,不应在制动螺丝锁紧时强行转动望远镜,也不要随意拧动狭缝。 3.在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否锁紧,若未锁紧,取得的数据会不可靠。 4.测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝,以便提高工作效率和测量准确度。 5.在游标读数过程中,由于望远镜可能位于任何方位,故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。 6.调整时应调整好一个方向,这时已调好部分的螺丝不能再随便拧动,否则会造成前功尽弃。 7.望远镜的调整是一个重点。首先转动目镜手轮看清分划板上的十字线,而后伸缩目镜筒看清亮十字。 六、思考题:1. 分光计的调整有哪些要求?其检察的标准?答:①几何要求:“三垂直”。即载物小平台的平面,望远镜的主光轴、平行光管的主光轴均必须与分光计的中心轴垂直。②物理要求:“三聚焦”。即叉丝对目镜聚焦,望远镜对无穷远聚焦,狭缝对平行光管物镜聚焦。③检验三垂直的标准:“四平行”。即载物小平台平面、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴和读数刻度盘四者相互平行。④检验三聚焦的标准:“三清晰”。即目镜中观察叉丝清晰,亮十字反回的像(绿十字)清晰,在望远镜中看到狭缝清晰。2. 即是重点又是难点内容的望远镜系统如何调整? 答:①目测粗调②打开小灯调节目镜,看清叉丝。③在载物台上放双平面镜(位置如胶片图所示,为什么?),调节物镜(仰俯角和伸缩)和载物台(螺钉),使双平面镜两面有绿十字像并清晰、无视差,此时望远镜已聚焦无穷远。④调整望远镜的光轴与分光计转轴垂直。使双平面镜两面有绿十字像。再用“减半逐步逼近法”使望远镜的光轴与分光计的中心轴垂直(对照胶片讲解,必要时示范讲解),即叉丝的像与调整叉丝完全重合。3. 平行光管如何调整?答:①用已调节好的望远镜作基准,调节平行光管下部仰俯螺钉,使其出射平行光。②调节平行光管的狭缝宽度(强调:不要损坏刀口!)③使平行光管光轴与分光计转轴垂直。使目镜中看到的水平和竖直的狭缝像均居中。 七、误差分析:在测量三棱镜折射率实验中,当调节分光计的平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴后,由实验可知载物台平面的倾斜程度对最小偏向角的测量没影响,但顶角的测量随着载物台平面的倾斜程度不同,有着不同程度的影响。八、实验心得:1、提高了我们综合分析的能力,当面对一个问题时,首先要考虑怎样解决,既而开始考虑解决的具体方法,在实验前必须提前预习,把整个实验的原理,流程和注意的事项掌握清楚,这才能保证你实验既快又好的完成.在预习时要有目的,心中明白哪里里是实验的重点,哪里是必须注意的问题.设计实验步骤,并预测实验中可能出现的问题。对实验的每一个细节进行分析,尽可能的减小实验误差。这些都使我们初步培养了实验的素质和能力。 2、培养了实验中科学严谨的态度,尊重客观事实,对待任何实验都客观认真仔细。实验正式开始前,应该先清点下实验仪器和材料,并对其进行检查,以确保实验顺利进行.在动手前先将心中的实验知识对照一起过一遍再开始动手。实验过程更始需要很精细的态度和求实的态度。对每个步骤,每个细节都要留心。 3、养成了我们做事认真细致有耐心的习惯。在实验中,你必须有耐心,因为实验中每个变化都可能是细微的,必须集中精神才能去发现它,不可以急于求成。如果实验数据与正确数据相差过大时,应该把整个实验过程回想一下,对照每一步骤寻求问题所在,重新做一次。 4、悉了很多仪器的使用方法,在光学实验室良好的环境和设备的情况下,我们得到了很好的锻炼,对很多仪器的调试、测量,以及如何减小实验误差等,都有了很明确的认识。我想,这在我们以后的实验过程中会非常有用。 5、实验老师们的耐心讲解和对工作的认真态度给我留下了很深刻的印象。辅导我们实验的每一位老师,对工作都极其认真,在实验前,老师通常会给大家讲解下实验的注意事项,对于我们实验中出现的问题都给予耐心的讲解,而且,在我们实验进行中和实验结束后,老师们都启发我们思考实验的一些外延内容,这对我们将实验所进行的内容跟课本密切联系起来,将知识更充分地掌握。九、试验总结:首先:光学试验的仪器测量都十分精密,实验中一个很小的环节都有可能导致试验的失败,以“应用全反射临界角法测定三棱镜的折射率”为例,在实验过程中要注意分光仪在进行本次实验时已做过校正,因此时在测量时就应该注意,只能调节载物台倾斜度调节螺丝,而对于像平行光管倾斜度调节螺丝、望远镜倾斜度调节螺丝等就不应该再进行调节,否则将会导致实验失败。 第二:对于数据的处理,光学实验也有较高的要求,数据不但要求准确度高,精确度也要高,而且通常要记录多组数据,最后取平均。 第三:光学实验的测量仪器在进行测量时,通常要求一个稳定的实验环境,当有光源时,通常要在实验开始前先打开光源,这样在进行实验时,光源已经达到稳定。对于“全息照相”,对环境的稳定性要求更高,实验仪器都放在防震台上,在仪器排好光路后,要用手轻敲台面,看光路是否改变,在进行曝光前,更是要求室内实验人员不得大声说话,因为声波震动而引起的空气密度变化都有可能导致实验失败,在装片后还必须有一个使台面上各元件自然稳定的时间,即使干涉条纹稳定下来了,时间也不得少于3分钟。可以说这是我做过的六次实验中对稳定性要求最高的实验 第四:我始终认为做好实验预习是最重要的,在作实验前,通过预习,我们可以了解要做实验的原理及要使用的仪器的使用方法,这样在实验之前就已对试验有了大概的了解,然后在课堂上通过老师的讲解,可以迅速掌握仪器的使用方法,这样做起实验来才会得心应手,同时也可以减少因不了解实验仪器的使用方法而导致的实验失败,甚至是对仪器造成损坏,可以说做好实验预习是一举多得的事情。九、参考文献:[1]、普通物理实验3光学部分 高等教育出版社 杨述武、赵立竹等编 2008年版;[2]、大学物理实验 章世恒 主编 西南交通大学出版社 2009 年1月 ;[3]、大学物理实验教程(第2版) 何春娟 主编 西北工业大学出版社 2009年4月。
伞书共分10章,理论与实践相结合,主要内容有:光电检测技术概述、光电检测常用光源、光电探测器概述及光电导探测器、光伏特探测器、光电发射器件、光电成像器件、非相干检测方法与系统、相干检测方法与系统、光电检测技术的典型应用。概括地讲,本书内容包含4部分,即理论基础、各类电光与光电器件、光电变换检测技术与方法、典型应用。本书配有免费电子课件。
光的干涉应用的新进展 光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便随处可见,那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。一、全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光(是良好的相干光)作光源。全息照相的原理如图所示,激光束被分成两部分:一部分射向被摄物体,另一部分射向反射镜(这束光叫参考光束)。从物体上反射出来的光(叫做物光束)具有不同的振幅和相位,物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上,两束光发生干涉,在感光片上产生明暗的干涉条纹,感光片就成了全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度,干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。 从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像,为了现出物体的像,必须用激光束(参考光束)去照射全息照片,当参考光束通过全息照片时,便复现出物光束的全部信息,于是就能看到物体的像。二、光学千涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用1.光学千涉生物传感器系统的设置(1)光学干涉生物传感器的硬件构成 (2)聚荃乙烯薄膜厚度与光学常数的测定及软件的编译2.光学干涉生物传感器敏感膜的构建3.光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用(1)酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用(2)寡核昔酸分子杂交实验(3) L一天冬酞胺酶B细胞表位的筛选(4)不同细胞与固定化凝集素的相互作用三、当前光刻技术的主要研究领域及进展 1.光学光刻 光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形"刻"在涂有光刻胶的硅片上,限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。因此,开发新型短波长光源光刻机一直是国际上的研究热点。 2.极紫外光刻(EUVL)极紫外光刻用波长为10-14纳米的极紫外光作 光源。虽然该技术最初被称为软X射线光刻,但实际上更类似于光学光刻。所不同的是由于在材料中的强烈吸收,其光学系统必须采用反射形式。如果EUVL得到应用,它甚至可能解决2012年的微米及以后的问题,对此发展应予以足够重视。总的来说,随着科学技术的迅速发展,在科学和技术领域中人们不断地利着光的干涉原理解决了许多复杂的实际问题。让我们更加深刻的认识光的干涉现象,以便日后更好的利用光的干涉知识解决生产及生活中的问题
随着社会的不断进步,人民对提高生活质量的需求,尤其是对视力保健的关注度越来越高。统计数据表明, 中国 在校小学生佩戴眼镜的人数比例达到30%,中学生为50%,而大学生则达到了75%,成为名符其实的眼镜王国”。 一、应社会需求 发展 起来的新学科 1988年,中国计量 科学 研究院(以下简称“计量院”)组织了新中国成立以来首次、也是北京市第一次眼镜市场的产品质量调查。根据英国标准化协会(BSI)的标准,京城20多家大眼镜店被抽查的上千副眼镜的质量合格率不足10%。 为此,我国著名光学专家王大珩院士率先向社会发出呼吁:眼镜是保健用品,不是一般的商品,全社会都应陔关注消费者的视力健康!一些政协委员和人大代表电纷纷提出提案,建议国家有关部门对眼镜行业进行治理和整顿。 眼镜质量问题引起了原国家技术监督局的高度重况和关注.眼镜立即在“质量万里行”活动中被列为重点监督的产品。计量院正是从这时开始涉足眼科光学领计量和检测标准的研究的。近20年过去了,具有中国旖色的眼科光学计量取得了长足的发展和进步。 二、眼科光学与相关产业密切结合、与其他学科相巨交叉 眼科光学是集眼科学、计量学、光学和光学仪器、验光学、眼镜学、像质评价技术、光电检测技术、光谱光度学、神经学、生物学、材料学、制造工艺等为一体的新兴的边缘学科。眼科光学计量是眼科诊断、 治疗 、视力矫正和眼保健的基础保证。 根据国际标准化组织(ISO)的专业划分,至少有五大产业领域与眼科光学密切相关,它们是眼镜镜片、眼科仪器、角膜接触镜、人工晶体和个体眼部防护用品。由此可见,眼科光学又是医疗卫生、眼镜行业和光学 工业 的结合体。 三、具有中国特色的眼科光学计量体系 根据日益增长的国际市场和贸易全球化的需要,20世纪80年代中期,ISO在IS0C172“光学和光子学”标准化技术委员会下面设立了SC7“眼科光学和仪器”标准化分技术委员会。由于信息不畅以及行业划分的制约,中国的眼科光学计量研究与国际IS0C172,sC7的建立虽然同步,却又毫不相干。而国际计量界的同行们,无论是德国联邦物理技术研究院(PTB)、美国国家标准与技术研究院(NIST),还是英国国家物理实验室(NPL),都还没有开展这一领域的研究。 命运注定,中国眼科光学计量的生存、确立和发展必须自主创新。 1。独创性 由于有了计量院这样一支实力雄厚的技术队伍的实质性介入,仅仅十几年,中国已经开始步人国际先进水平的行列。 在国家质检总局的大力支持下.计量院会同全国质监系统先后研究建立了顶焦度计量基准、验光机顶焦度工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准等一系列有代表性的基、标准装置,并在全国范围内建立了具有中国特色的顶焦度量值传递和溯源体系,如图1所示。 纵观国际眼科光学大家庭,中国的眼科光学计量颇具独创性。正如国际计量局局长瓦拉德于2005年下半年参观计量院眼科光学实验室时所说的:“我在你们这里看到了一片新天地。” 2.建标与量值传递的新模式 传统的计量工作,往往是先投入巨资研究检测装置,待建立计量基准或计量标准后,再对社会开展周期检定和量值溯源。 计量院在开展眼科光学计量研究的初期.面临着技术上走哪条路的抉择。由于服科光学计量服务的对象是一个个不同的生命体,从某种意义上说.如果初期没有选择好突破口,计量检定方法不能通过临床医学的考验,就不可能得到今天医学界的承认,更不会被国内外市场广泛使用并接受,也绝无可能发展到今天的规模和水平。回顾 历史 ,眼科光学计量所实现的突破在于: (1)选择了以动态或在线检测为研究目标 事实证明,这种模式能够较好地适应眼镜行业或医学界在使用现场进行动态测量或在线校准和检测的需求显然,传统的、基于静态或分量程的工业计量模式,以及高成本低使用率的计量建标和检定模式.不适于眼科临床医学的需求。而中国自主研发的各种眼科光学计量标准器具,如标准镜片和标准模拟眼等,则以其高科技含量、低成本高使用率、便于携带等显著特点.一下子就被国内外客户广泛接受,并占领了市场。 (2)以Map手段实现量值传递的新模式 面对具有3.6亿用户的眼镜市场,我们只有通过大面积的建标和计量检定,才能有效控制眼镜行业的产品质量,才能保证全国范围内顶焦度量值的统一。而Map了用客传递手段,就像勾画一张全国地图一样,把顶焦度一级或二级标准、验光机顶焦度标准、瞳距仪检定装置、透射比计量标准装置、角膜曲率计检定标准等通过自上而下的逐级推广、很快就覆盖了全国除 台湾 和西藏以外的大部分省、市地区计量所,甚至远销海外。这种新模式,满足了我国眼镜行业分布区域大、计量检定贯穿始终、无所不在的市场的需求。 四、计量基标准与科研成果转化 眼科光学领域内的基本物理量是顶焦度——VertexPowero 围绕着顶焦度这个重要物理量,我国先后研究建立了各项基(标)准,并将其迅速转化为市场上可流通的商用计量标准器具。例如:“顶焦度标准镜片”、“主观式和客观式标准模拟眼”、“接触镜顶焦度专用标准镜片”、“眼镜片透射比测量装置”、“瞳距仪计量检定装置”和“商用瞳距仪样机”、“角膜曲率计标准器”等。 上述计量标准器具均可直接用于对眼科光学计量仪器进行强制检定和计量校准,且具有包容性强、较长期的适应性、研究费用低廉、易于操作和大范围推广等优点,有利于调动地方质监部门的积极性。 上下齐抓共管大好局面的形成,使我国政府对眼科光学领域的产品质量实施市场监督的目标能够落到实处。 五、发挥龙头作用、形成计量院与地方技术机构双赢的局面 眼科光学计量之所以能够在短短十几年里取得如此快速的发展.并为提高我国眼镜行业产品质量的提高作出举足轻重的贡献,除了计量院自身的努力之外,另一个重要的原因就是这项工作得到了全国各地质监部门的积极响应和大力协助。 目前.除台湾、西藏以外的大多数省市级的计量和质检机构都开展了眼科光学计量检定和产品质量监督工作.各地技术机构直接使用计量院提供的计量标准器具。这种“统一研制、统一推广、统一培训、统一周期检定”的“四个统一”模式有效解决了巨大市场需求下的量值溯源和量值统一问题,使将原来看起来十分复杂和困难的技术管理和市场监督工作变得简化和顺畅起来。 眼科光学计量走出了一条计量为国民 经济 服务、为社会发展服务、为提高人民生活质量和身体健康服务的新思路,不但使社会和国民从中受益,也形成了计量院与地方技术机构双赢共进的新局面。 六、中国眼科光学计量研究实现“从零的突破到质变的跨越” 眼科光学计量所走过的路。为计量科学技术的发展开拓了广阔的研究领域,使计量科学更贴近生活,更贴近国民经济。也锻炼和造就了一批了解市场、了解 企业 需求。通过为社会服务而发现和寻找科研方向的新型的科技人员。 顶焦度计量标准(基准)、验光机工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准的相继研发成功。确立了计量院在国内眼科光学领域的“科研龙头”地位.同时。为提高中国在国际眼科光学界的地位赢得了关键的一票。
《科技传播》杂志国家级科技学术期刊中英文目录知网 万方全文收录随着对网络安全问题的理解日益深入,入侵检测技术得到了迅速的发展,应用防护的概念逐渐被人们所接受,并应用到入侵检测产品中。而在千兆环境中,如何解决应用防护和千兆高速网络环境中数据包线速处理之间的矛盾,成为网络安全技术发展一个新的挑战。 入侵检测技术的演进。 入侵检测系统(IDS, Intrusion Detection System)是近十多年发展起来的新一代安全防范技术,它通过对计算机网络或系统中的若干关键点收集信息并对其进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象。IDS产品被认为是在防火墙之后的第二道安全防线在攻击检测、安全审计和监控等方面都发挥了重要的作用。 但在入侵检测产品的使用过程中,暴露出了诸多的问题。特别是误报、漏报和对攻击行为缺乏实时响应等问题比较突出,并且严重影响了产品发挥实际的作用。Gartner在2003年一份研究报告中称入侵检测系统已经“死”了。Gartner认为IDS不能给网络带来附加的安全,反而会增加管理员的困扰,建议用户使用入侵防御系统(IPS, Intrusion Prevention System)来代替IDS。Gartner公司认为只有在线的或基于主机的攻击阻止(实时拦截)才是最有效的入侵防御系统。 从功能上来看,IDS是一种并联在网络上的设备,它只能被动地检测网络遭到了何种攻击,它的阻断攻击能力非常有限,一般只能通过发送TCP reset包或联动防火墙来阻止攻击。而IPS则是一种主动的、积极的入侵防范、阻止系统,它部署在网络的进出口处,当它检测到攻击企图后,它会自动地将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阻断。因此,从实用效果上来看,和IDS相比入侵防御系统IPS向前发展了一步,能够对网络起到较好的实时防护作用。 近年来,网络攻击的发展趋势是逐渐转向高层应用。根据Gartner的分析,目前对网络的攻击有70%以上是集中在应用层,并且这一数字呈上升趋势。应用层的攻击有可能会造成非常严重的后果,比如用户帐号丢失和公司机密泄漏等。因此,对具体应用的有效保护就显得越发重要。从检测方法上看,IPS与IDS都是基于模式匹配、协议分析以及异常流量统计等技术。这些检测技术的特点是主要针对已知的攻击类型,进行基于攻击特征串的匹配。但对于应用层的攻击,通常是利用特定的应用程序的漏洞,无论是IDS还是IPS都无法通过现有的检测技术进行防范。 为了解决日益突出的应用层防护问题,继入侵防御系统IPS之后,应用入侵防护系统(AIP,Application Intrusion Prevention)逐渐成为一个新的热点,并且正得到日益广泛的应用。 应用入侵防护 对应用层的防范通常比内网防范难度要更大,因为这些应用要允许外部的访问。防火墙的访问控制策略中必须开放应用服务对应的端口,如web的80端口。这样,黑客通过这些端口发起攻击时防火墙无法进行识别控制。入侵检测和入侵防御系统并不是针对应用协议进行设计,所以同样无法检测对相应协议漏洞的攻击。而应用入侵防护系统则能够弥补防火墙和入侵检测系统的不足,对特定应用进行有效保护。 所谓应用入侵防护系统AIP,是用来保护特定应用服务(如web和数据库等应用)的网络设备,通常部署在应用服务器之前,通过AIP系统安全策略的控制来防止基于应用协议漏洞和设计缺陷的恶意攻击。 在对应用层的攻击中,大部分时通过HTTP协议(80端口)进行。在国外权威机构的一次网络安全评估过程中发现,97%的web站点存在一定应用协议问题。虽然这些站点通过部署防火墙在网络层以下进行了很好的防范,但其应用层的漏洞仍可被利用进而受到入侵和攻击。因此对于web等应用协议,应用入侵防护系统AIP应用比较广泛。通过制订合理的安全策略,AIP能够对以下类型的web攻击进行有效防范: 恶意脚本 Cookie投毒 隐藏域修改 缓存溢出 参数篡改 强制浏览 Sql插入 已知漏洞攻击 应用入侵防护技术近两年刚刚出现,但发展迅速。Yankee Group预测在未来的五年里, AIP将和防火墙,入侵检测和反病毒等安全技术一起,成为网络安全整体解决方案的一个重要组成部分。 千兆解决方案 应用入侵防护产品在保护企业业务流程和相关数据方面发挥着日益重要的作用,同时随着网络带宽的不断增加,只有在适合千兆环境应用的高性能产品才能够满足大型网络的需要。 传统的软件形式的应用入侵防护产品受性能的限制,只能应用在中小型网络中;基于x86架构的硬件产品无法达到千兆流量的要求;近年来,网络处理器(NP)在千兆环境中得到了日益广泛的应用,但NP的优势主要在于网络层以下的包处理上,若进行内容处理则会导致性能的下降。 通过高性能内容处理芯片和网络处理芯片相结合形式,为千兆应用入侵防护产品提供了由于的解决方案。其设计特点是采用不同的处理器实现各自独立的功能,由网络处理芯片实现网络层和传输层以下的协议栈处理,通过高速内容处理芯片进行应用层的协议分析和内容检查。从而实现了千兆流量线速转发和高速内容处理的完美结合,真正能够为用户提供千兆高性能的应用防护解决方案。 在上面系统框架中,包处理引擎收到数据包后,首先由网络处理器进行传输层以下的协议栈处理,并将数据包还原成数据流。接下来由内容处理器对数据流进行应用协议处理,根据控制器设定的安全策略对各种应用攻击进行检测和过滤。只有符合安全策略要求的数据流才会被发送到服务器,攻击包则被丢弃。 在高性能的千兆解决方案中,能够实现网络层到应用层的多层次立体防护体系。对于面向大型web应用,产品通过多种功能的集成实现有效的应用防护: Web应用入侵防护。通过系统内置的网络内容处理芯片,对web请求和回应流量进行细致的分析。根据内置的规则及启发式的安全策略,有效防范各种针对web应用的攻击行为。 DOS攻击的防护。系统通过网络处理芯片,对Synflood、Icmpflood、Upflood、PinfOfDeath、Smurf、Ping Sweep等网络层的拒绝服务攻击进行过滤的防范,有效保护服务器。 访问控制。通过硬件的ACL匹配算法,系统能够在实现线速转发的同时对数据包进行实时的访问控制。 中科网威在新一代千兆应用入侵防护产品设计中采用了上述解决方案,实现了千兆流量下的线速处理。系统以透明模式接入网络,在增强安全性的同时,网络性能不会受到任何影响,真正实现了应用层内容处理和千兆高性能的完美结合。
入侵检测技术在网络安全的应用论文
摘要: 入侵检测技术是现代网络安全技术的一个分支,入侵检测技术是能更加迅速及稳定地捕捉到网络安全的弊端,并通过相关算法对网络安全加以保证。
关键词: 入侵检测技术;网络安全;应用
1引言
自21世纪以来,计算机技术和电子信息快速发展,而后又随着互联网的更新换代,以及网络进入千家万户,标志着人类进入了信息化社会,网络也作为一种和人类生活息息相关的生活资料所存在,我们日常生活和工作都是网络资源的获取以及利用过程,高效的资源获取会给我们创造更高的价值,也会使我们在工作和生活中获得更大的竞争优势。入侵检测技术可以很好的帮助用户实现网络安全以及管理者对入侵者管理,使网络安全工作更加的入侵检测技术化和科学化。与以往的人工记录不同,入侵检测技术有着以下优点:高效的数据处理速度和精准的准确性。通过从入侵者的名称、分类、安全量进行查找,不仅快速,而且准确率高。人们不在局限于必须去网络馆分门别类的寻找入侵者,只需要在入侵检测技术中输入自己需要的网络或根据类别查询相关详细信息即可实现,便于安全,减少了人工劳动量,大大节约了成本。入侵检测技术的目的就是帮助人们通过快速查找入侵者然后保护网络安全,查询自己的安全信息状态,管理者能更方便的管理入侵者的状态,对用户的安全行为进行高效的管理。节约了时间,带给人们更大的便捷。
2可行性分析
对入侵检测技术进行可行性分析的目的在于:确定入侵检测技术是否能在现有的技术、经济以及人员等各方面条件下,使问题得到解决,并分析是否值得解决。通过对用户的应用进行分析和调研,提出可行性方案并进行论证。接下来从以下三个方面对入侵检测技术进行可行性分析。
技术可行性
技术可行性是考虑以现有的技术能否使入侵检测技术的开发工作顺利完成,并且满足开发的应用。入侵检测技术采用的是入侵检测算法,它们具有容易开发、操作简单、稳定等优点,使用的入侵检测技术发展比较成熟,都属于当前流行的开发技术,所以入侵检测技术在技术开发方面是完全可行的。
运行可行性
入侵检测技术在数据收集,处理方面都是基于入侵检测技术,属于比较稳定的状态,而且这种模式以及入侵检测技术都属于比较常见的软件技术,在操作方面应该可以很快学习和上手,在用户的操作方面都使用了简单明了的方式,最大程度的提高了用户的使用体验,完全符合用户快捷方便安全的应用,所以入侵检测技术在运行方面是完全可行的。
经济可行性
经济可行性研究是估计项目的开发成本是否合理,判断此项目能否符合用户的切身利益。入侵检测技术的建立比较简单,所需要的应用硬件和软件都容易获取,因此开发成本低。而在后台入侵检测技术的运行以及维护等方面,由于入侵检测技术由管理人员操作,完全可以由管理者在入侵检测技术上进行管理,减少了传统的人工作业,省出了一笔费用并且可以用于更好的建设入侵者安放及保护,明显的提高了工作效率,所以在此方面是完全可行的。
3入侵检测技术应用分析
应用概述
总体目标入侵检测技术能解决当前一些网络仍然靠人工作业带来的效率低、检索速度慢、病毒的统计工作量大、没有算法除去等问题。该入侵检测技术可以实现两种用户类型的使用:1.用户在入侵检测技术中可以根据算法进行查找和详细查找,对入侵者进行算法除去,修改自己的信息,能够查询安全信息情况,查看入侵者的详细信息。2.管理者能够方便的对安全保护模块进行增加、修改、删除等操作,对安全保护模块进行删除或者添加操作,对病毒进行除去,并根据安全情况进行管理,以及对入侵检测技术的算法信息进行相关的添加或者修改。用户类型入侵检测技术的控制用户主要有两种:网络管理员和普通用户,不同的身份就有不同的权限。用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,查找自己所需要安全的级别,然后进行算法除去和保护询,也可查看自己的安全情况。管理者以管理员的身份进入到管理界面后,对入侵者和用户进行相应的管理。
应用模型
功能应用入侵检测技术的'目的是为了实现用户的高效安全算法,方便查询相关入侵者,管理者能方便有效的对用户和入侵者进行相应的管理。入侵检测技术主要需要完成以下功能:1.登录。登录分为两种:普通用户的登录和管理员身份的登录,经过入侵检测技术的验证之后,用户和管理员才能进入入侵检测技术。2.查询功能:有两种身份的查询功能,用户可以通过类别找到相关的入侵者,也可通过输入具体的入侵者名称和类型找到,还有查询自己的安全情况;管理者可以查询用户的安全情况和入侵者情况。3.管理功能:管理者主要是对入侵者进行增删和更换等操作,对用户的算法除去请求进行审核和管理用户状态。4.算法除去功能:用户登陆后选择要算法除去的网络,由管理员审核通过之后方可隔离此病毒。安全功能应用用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,可通过入侵检测算法来找到安全的网络,用户的信用良好且此病毒在病毒库还有剩余的情况下才能算法除去,在设定隔离病毒的时间之后即可完成病毒除去操作。通过入侵检测算法的实现,用户的安全情况可由管理员操作。管理员功能应用入侵检测技术的管理员主要是对入侵检测技术的用户和入侵者进行管理。入侵者管理包括对相关信息进行增删和更换等操作,对入侵者的具体详细信息进行修改;用户管理包括对用户的算法除去入侵者请求进行审核,对用户的正常或冻结状态进行管理,查看用户的安全情况。同时管理员还可以对算法结构进行修改和添加操作,也可以修改自己的登录密码。
参考文献:
[1]胡天骐,单剑锋,宋晓涛.基于改进PSO-LSSVM的模拟电路诊断方法[J].计算机技术与发展.2015(06)
[2]李仕琼.数据挖掘中关联规则挖掘算法的分析研究[J].电子技术与软件工程.2015(04)
[3]胡秀.基于Web的数据挖掘技术研究[J].软件导刊.2015(01)
你好 你有完整的论文么? 有的话可不可以给我发一下 急需的 谢谢啊!!
世界气象组织(WMO)在1981年推荐的太阳常数最佳值是1367+-7瓦每平方米。这个值是以日地平均距离(149 597 892+-500公里)为标准的。 计算当地的值要作相应的订正。
商业展示中的灯光配置设计 在商店里,左右顾客作出购买决定的是他所看到的商品,而这种 视觉印象往往是由灯光的配置所决定的。那么,设计师怎样通过 灯光的巧妙配置,来塑造一个有特性和吸引力的、令人愉快并有 安全感的商业空间环境呢? 一、 作为设计师,首先要明确灯光设计的目的有以下几点: 1. 提高顾客的情绪,刺激他们探寻的兴致; 2. 对环境照明及对展品照明的不同处理; 3. 尽量保持商品在自然光下的特性; 4. 用灯光来调整不够完美的建筑空间; 5. 避免眩光,使购物者在其中感觉舒适和安全; 6. 避免平淡和单一,应使各种灯具得到平衡的应用。 7. 提高灯具的配置效率,减少浪费。 二、 基本的功能要求 1. 吸引顾客的注意力; 2. 创造展示的趣味性和戏剧性; 3. 创造一种积极的购物环境; 4. 灯光应有对顾客的引导性; 5. 使展示平面具有灵活性; 6. 灯光配置应首先与平面布置和材料应用相配合; 7. 整体照明环境与重点展示区的灯光对比。 三、 作为照亮整个空间的环境灯光,需要考虑灯光的照度,色 彩的表达性与 装饰性,以及装饰光的照度,色彩的表达性与修 饰性,以及装饰光的数量。一般的情况下,销售的商品越昂贵, 其商业环境光照度越低,而对被展示物品的颜色的表达性与修饰 性越好,装饰灯的数量越多(参见表1)。顾客的第一印象十分 重要,当大脑还没有作出任何决定时,视线已经被吸引,或明或 暗与众不同的印象,是顾客对它及周围的环境的亮度作比较的结 果: 应用范围 建议的照度 照度(Lux) 专卖店:很低 150以下 高档商场:低 150-300 一般店铺:一般 300-500 超级市场:高 750以上 橱窗、特卖区:很高 3000-30000 颜色的心理作用是明显的。例如红色、橘红色会刺激人们的食欲 ,因此常常用在食品店的门头。色彩在塑造空间性格时作用非凡 。 作为装饰性的照明,从华丽的吊灯到发光灯槽,它们对视线的吸 引均远远大于它们本身的照明功能,从而成为一种吸引顾客的装 饰手法,使得处在该环境空间中的物品较周围区域的物品更具竞 争力。 四、 环境照明设计的技术手法 1. 在较小的空间中应尽量把灯具藏进顶棚;而在较宽敞的空间 应把灯具拿出来,并让它能照射到360O。 2. 用光线来强调墙面和顶棚,会使小空间变大;而要想使大空 间变小获得私密感,可用吊灯,或使四周墙面较暗,并用射灯强 调出展品。 3. 强调顶棚。用向上的灯照在浅色的表面上,会使较低的空间 显高;相反用吊灯向下投射,则使较高的空间显低。 4. 用灯光强调浅色的反向墙面,会在视觉上延展一个墙面,从 而使较狭窄的空间显得较宽敞;而采用深色的墙面,并用射灯集 中地照射展品,会减少空间的宽敞感。 五、 局部照明 局部照明,通常包括橱窗、陈列架及柜台的照明。局部照明是为 了强调顾客对商品的结构、肌理及色彩的印象。越昂贵的商店, 对这种局部照明的对比性和要求越高。射灯因其灵活性,常被当 作完成此类照明的主要灯具。射灯的光柱以不同的角度照射商品 ,会产生不同的效果。一般来讲,从一侧射来的光,比从正前方 或后方射来的光能更好地反映物体的结构、肌理和色彩。 六、总而言之,根据不同的色彩需要,灯具位置(墙面或顶棚) 以及照度,选择合适的灯具是设计师最重要的任务。成功的商业 展示的灯光设计取决于设计师与业主的良好沟通,以及各种保证 安全性、可视性、高品质、充分的数量、合理的能源消耗的技术 手法。 论光环境艺术构成 一、光的艺术作用 (一)、光艺术的起源 阳光、月光、星光和火光伴随着原始人 的生活,旭日与夕阳交替,白昼和黑夜循环,原始人在光的沐浴 下生成发育繁衍。火的发明使用,使人类进入了新的文明阶段, 火不仅用来照明、取暖、烧烤食物,到了晚间,原始人围着火堆 ,举起火把狂欢舞蹈,一堆堆火光映红了一张张欢乐而喜悦的脸 ,一串串舞动的火把构成火蛇巨龙,这就是人类早期的用光构成 的原始光艺术雏型。 随着火、蜡烛、油灯、汽灯、电灯等人工光源的发明创造,人类 跨越了一个又一个文明阶段进入了当今灯光照明高科技时代,由 于人工照明技术的迅速发展和人造光源的普及,人们的夜生活变 得越来越丰富多采,灯光艺术作为一种新的视觉艺术形式,把人 们的生活空间装点得更加美丽。在现代环境艺术设计、舞台艺术 设计、室内装饰等方面,灯光艺术已被广泛地应用。 (二)、光的艺术魅力 光照的作用对人的视觉功能的发挥极为 重要,因为没有光就没有明暗和色彩感觉,也看不到一切。光照 不仅是人视觉物体形状、空间、色彩的生理的需要,而且是美化 环境必不可缺少的物质条件。光照可以构成空间,又能改变空间 ;既能美化空间,又能破坏空间。不同的光照不仅照亮了各种空 间,而且能营造不同的空间意境情调和气氛。同样的空间,如果 采用不同的照明方式,不同的位置、角度方向,不同的灯具造型 ,不同的光照强度和色彩,可以获得多种多样的视觉空间效应: 如有时明亮宽敞,有时晦暗压抑;有时温馨舒适,有时烦躁不安 ;有时喜庆欢快,有时阴森恐怖;有时温暖热情,有时寒冷冷淡 ;有时富有浪漫情调,有时产生神秘感觉等等,光照的魅力可谓 变幻莫测。 在光照下,人和物就会产生明暗界面和阴影层次的变化,并在视 觉上赋予立体感。如果改变源的光谱成分、光通量、光线强弱、 投射位置和方向就会产生色调、明暗、浓淡、虚实、轮廓界面的 各种变化,这是运用光照艺术渲染环境艺术气氛和烘托人物性格 的重要手段。如同一头像摄影,如果取顶光直射照明,那么,人 脸给人以冷漠、严肃、阴森的感觉;如果取斜上方半侧光照明, 那么人脸轮廓分明给人以性格外向、精明能干的感觉;如果取多 光源散光照明,那么,给人以性格随和,心情愉快的感觉;如果 取向上直射照明,那么会给人以恐怖、凶残、愤怒的感觉。光雕 是现代造型艺术的新形式,有艺术家利用玻璃、冰块、透明塑料 等透光材料制成各种造形和灯具,光线从内部或外部照射,通过 投射光的透射、折射、反射等物理特性的充分发挥,构成光辉灿 烂的立体艺术,也有利用小型彩色灯泡、灯珠、霓虹灯、光导纤 维等灯具材料,直接构成五彩缤纷的灯光图案画面。 由灯光和音乐互相配合而创造的综合艺术在现代表演艺术和环境 艺术中十分流行,如现代摇滚歌星表演时,利用灯光照明的明暗 、色彩、强度,使整个舞台颜色瞬息万变,从而使歌迷们陶醉于 一种快节奏梦幻般的超现实世界。又如,灯光和音乐配合还用于 音乐喷泉、露天广场、歌舞厅、溜冰场以及商业建筑等环境艺术 气氛的渲染,设计师运用计算机控制灯光和音乐编制的程序,使 音乐的节奏同步配合灯光的强弱和摇曳,从而获得声、光、色的 综合艺术效果。 二、光构成原理 (一)、色光混合三定律 人眼睛不仅对单色光产生一种色觉, 而且对混合光也可以产生同样的色觉。例如520毫微米的单色光 刺激人眼产生绿色觉,将510毫微米与530毫微米的单色光混合刺 激人眼也可以产生绿色觉;又如580毫微米的单色光刺激人眼产 生黄色觉,将700毫微米的红光与510毫微米的绿光混合刺激人眼 也可以产生黄色觉,而且人眼感觉不出这两者之间有什么差别。 光谱中色光混合是一种加色混合,用3种原色光:红(R)、绿( G)、蓝(B)、按一定比例混合可以得到白色光或光谱上任意一 种光。格拉斯曼将色光混合现象归纳为三条定律:补光律、中间 色津、代替律。 补色律--每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色的色光, 这两种色光称为互补色光。例如蓝光和黄光,绿光与紫光,红光 与青光混合都能产生白光。 中间律--两种非补色光混合则不能产生白光,其混合的结果是介 乎两者之间的中间色光。例如红光与绿光,按混合的比例不同, 可以和到介乎两者之间的橙、黄、黄橙等色光。 代替律--看起来相同的颜色却可以由不同的光谱组成。只要感觉 上是相似的颜色,都可以相互代替。例如颜色光A=色光B,色光 C=色光D,则A+C=B+D;又如A+B=C,而X+Y=B,则A+(X+Y)=C, 如:A(黄光)=B(红光+绿光),C(青光)=D(蓝光+绿光), A(黄光)+C(青光)=B(红光+绿光)+D(蓝光+绿光),其结 果是A(黄光)+C(青光)=淡绿光,B(红光+绿光)+D(蓝光+ 绿光)=红光+绿光+蓝光+绿光=白光+绿光=淡绿光。这就是代替 律。它在色彩光学上是一条非常重要的定律,现代色度学就是以 此为理论基础而建立的。色光混合定律属于加色混合,它与染料 、颜料的混合相反,后者为减色混合,其混合的规律也完全相反 。 (二)、三原色光混合 色彩物理理论中的加色法混合理论证明 ,红、绿、蓝三原色光等量混合时产生白光;红光与绿光等量混 合产生黄光;红光与蓝光等量混合产生品红;绿光与蓝光等量混 合产生青光。如果用字母R、G、B、Y、M、C、W分别代表红、绿 、蓝、黄、品、青、白,则可以由下式得出混合结果: 绿光(2G)+红光(2R)→黄光(Y) 红光(2R)+蓝光(2B)→ 品红光(M) 蓝光(2B)+绿光(2G)→青光(C) 红光(2R)+绿光(2G)+蓝光(2B)→白光(W) 如果三原色光 以二比一的比例混合,其结果如下: 红光(2R)+绿光(1G)→橙色 红光(1R)+绿光(2G)→黄绿 红光(2R)+蓝光(1B)→曙红 红光(1R)+蓝光(2B)→紫红 绿光(2G)+蓝光(1B)→翠绿 绿光(1G)+蓝光(2B)→天蓝 因为黄、品、青分别为红、绿、蓝色光的间色,因此也可表示为 : 2R+Y=2R+(2R+2G)=4R+2G→2R+G(橙) 2G+Y=2G+(2R+2G)=4G+2R→2G+R(黄绿) 2R+M=2R+(2B+2R) =4R+2B→2R+B(曙红) 2B+M=2B+(2B+2R)=4B+2R→2B+R(紫红) 2G+C=2G+(2B+2G) =4G+2B→2G+B(翠绿) 2B+C=2B+(2B+2G)=4B+2G→2B+G(天蓝) 如图45所示,凡通过 等边三角形中心点相对的两色互为补色关系,其混合的结果如下 : 蓝光(2B)+黄光(2G+2R)=2B+2G+2R→白光 天蓝(2B+G)+橙 光(R+G)=2B+2G+2R→白光 青光(2B+2G)+红光(2R)=2B+2G+2R→白光 翠绿(2G+B)+曙 红(2R+B)=2B+2G+2R→白光 绿光(2G)+品红(2B+2R)=2B+2G+2R→白光 黄绿(2G+R)+紫 红(2B+R)=2B+2G+2R→白光 字数限制也,1万多字,发不完,有兴趣联系我
[照明在生活中的影响与作用]灯光照明是在不违背生活真实的前提下,可以更加典型地创造环境,使其符合拍摄的要求和环境的塑造,创造一种环境气氛感,并把这种气氛感富于感染力地通过摄像镜头在屏幕上表现出来。同时还可以利用有依据的多向光源,完美地创造人物形象,刻划人物性格特征。 一. 难以捉模的照明照明是一种转瞬即逝的人艺术,对摄像机前面的景物和在银幕上表现出来的形象,两者之间的不同要作出正确的估计。这种有意造成的变化需要富有想象力的预见和相当的经验才能实现。灯光设计师需要耐心地运用一盏又一盏灯来制造灯光现场效果,在屏幕上显示出光与影合成的了一种气氛感,从而左右我们的注意力,激发我们的情感。但是在现场这种气氛感是看不到的,在富有感染力的屏幕形象与现场灯光设备之间,有着很大的悬殊。环顾现场的灯光照明布景,看不到有什么吸引人的地方,看不到神秘的阴影,也看不到造型和色彩的相互作用。当我们把某一个人物安置在恰当的位置上,我们才能通过摄像机的视点看到,照明处理如何抓住了人物面部的性格特征和意识形态。但是在室无一人的布景中,我们看到的只不过是许多照明灯具造成的强烈的光亮而已。 照明也是一种艺术创作形式,灯具就象是画家手中的画笔雕刻家手中的刀一样,灯光师可以根据剧情的需要,利用手中的灯具打出各种光线进行创作,表达导演对剧情的理解、主题的感受和通过不同的光线抒发感情。 二、 照明方法在照明设计中,对画面的处理,有着多种方法,灯光师要在平面画中表现三度空间世界,主要有以下方法:平光法:这种方法是把人的注意力引向灯光照射实体的轮廓,表现色彩和细节,但是不突出主体的立体形态,从而造成一种平淡的二度空间效果,用平板的、明暗对比相对微弱的照明和少量的逆光就能达到这种效果,尽可能消除阴影。剪影法:这种方法目的为了表现物体的轮廓,主体安置于明亮的背景前,其本身基本上不布光。把主体的色彩、影调、表面结构和表面造型完全隐于人的视觉之外。对比法:控制着灯光色调的层次、各平面的亮度,显示出一定的阴影,突出主体主体感和深度感,造成一定的明暗对比。这种方法是最常见的画面风格,具有一种引人注意的,富于感染力的力量。 三、画面的效果处理为了使画面的效果有力度有生气,根据不同的剧情需要,对场面的色调突出部分也有不同的要求。使人联想到夜晚,阴险的画面,常使用以较小面积的淡色调变化作衬托,而使黑色调区占主要优势的极低调灯光布局来布置画面。若以白色和淡淡的灰色占主要优势,则使人联想到愉快、喜庆的效果。面对画面的照明处理方法,一是采用全面照明的方式:这种照明方式使整个表演区域都处在泛光照明之下,突出关心的是事情的能见度。这种照明方法象平光照明一样不分明暗,出现结果也可能把主体同其它环境区分开来,还可能使各个平面混为一体。它靠的是色彩和色调的变化,以及表面细节来表现画面内容。二是采用整体照明方式:这种方式应注意正面光的同时,为达到更加完整和清晰的目的,增加整个场景的层次,要精心安排逆光和侧光的照明,并要注意与正面光平衡,而效果是非写实的平衡。 在现实实际生活中,人们通过眼睛看事物,是通过大脑在不断的向自己解释所看到的东西,因此不觉得异样。能够"看透"任何物体的阴影,并加以"理想"化。但当我们在自然环境中拍摄人物时,我们会意识到自己的眼睛不会注意到的一些因素。日光本身是一种非常不定的发光体,它的光照强度和性质随着天气的变化和位置的变动迅速改变,大自然的光、色的变化已为人们所习惯,人的头脑中已形成了一系列特定的概念,每一个自然的气象表现都被人定律为大地上特定的光照现象,这些光照现象被想象力丰富的人们与生活的情绪结合在一起。灯光设计师可以根据剧中情绪、事态的发展,模拟自然的光照现象、气象的光照效果表达剧情。 光线的模拟在室内场景或真实环境光线不起作用的地方,需要自然光的照明。就需要人为的一些"自然"光线加入,使场景人物通过屏幕展现在人们视觉当中,但在照明方面,对"自然的"照明手法有很多争议,很多人对布光的手法千篇一律,逆光普遍存在,人像的完美无缺,感到乏味。他们追求的是即然是"自然的",就应在照明上有更大的真实性,认为一成不变,矫揉造作有损真实。我们在需要模拟自然光线照明的地方,把比例适当的灯具安置在自然光源可能存在的地方,就可以作到自然的照明。这种直接模拟的结果,有时出现的图像效果令人非常满意。但对于另外一些剧情要求或场景,就会使场内人物有些地方过于明亮,有些地方又让人看不清。头上有亮斑,眼窝暗黑,脸上半明半暗,显得很古怪。因此这种布光方法看起来是一种新眼光,是对老一套手法的反叛,但在有时使人脸蒙受其害的事实面前,有时又显得只是为了猎奇,用传统的手法干的蠢事。照明师们有意模拟再现自然照明的效果,经常用一排柔光灯,射入窗口作为室内的唯一光源,这种自然的或写实的照明效果非常好。电视台单个人访谈常用这种方法。但这只适用于静止不动的摄像机和以光线方向对准的有限表演。对于很多场景和有多个机位或有另外视点来说会发现某些角度产生一些不美观的镜头。但如果在被摄人物或场景不那么清楚的角度增加额外的照明,来加强这种自然光的效果,会使人感到虚假或不能让人信服。这种情况下,既使是用真实的实景,看上去也会显得虚假。另外,灯光模拟可以人为的模拟一些特殊的光线,像并不存在的炉火照明,从看不到的窗户造成的窗户阴影,把阳光图案,从不存在的假定窗户投射到墙上等。四 气氛的渲染气氛的渲染是我们接触到了很微妙的画面处理方法,环境气氛它可以是装饰性的,也可以是自然的,还可以是抽象的。为了使人产生联想或暗示某种特定的环境,用装饰性的照明来突出光与影的再现,但过分的渲染布光技术可能形成俗套的画面主义,从而分散观众的注意力。我们在屏幕上显示的图像可以把一件家具或一座雕像用局部光线来照明,充分显示它的外部形态和表面结构。也许在实际生活中这件家具或雕像可能处在昏暗的阴影中,无人注意。但在屏幕上用这种方法处理光线透出的气氛感看上去是自然的,目的是创造画面的艺术感染力,或者构成一种气氛。只有对画面进行周密的分析后,才能看出具体的光与影和实际生活中杰然不同。另外,有时为了画面要求,产生一种抽象的效果,表现幻想、或者奇妙的景象,运用光与影的图案进行直接模拟的联想,产生的效果是刺激、有趣、感人,有时又让人感到恐怖。这种环境气氛的表达,主要依据灯光设计者对生活的长期敏锐观察和积累,依据照明对现实生活的模拟。生活经验越丰富,平时积累越多,那么照明对环境气氛的描绘再现就越真实、巧妙,人工痕迹就越少。时间气氛则主要通过光线的合理照明形成一种时间效果,让这种光线具有可通性,使观众感受到置身于各种不同的时间氛围之中。黑夜的气氛变化是独特的,它可以提醒我们黑暗所造成的各种效果。它的主要特征就是以暗色调为主要优势。整体光线效果给人以肃穆、神秘的感觉。夜晚的光线把握主要是依据主题内容以及创作的构思和想法。它的用光方法较多样与灵活,创作余地很大,夜晚时间气氛的表达也有深缩性。夜景接受的普通照度很低,所以夜景是暗的,特别是人们的心理作用。由于人们在实际生活中对夜景的感觉是暗的,因此通过屏幕反应出来的夜景应是处在暗色调之中。但空间有层次,要有一定的空间距离感觉。夜景中的光源是多种多样的人工光源,色温各不相同,景物反差很大。黑暗的夜:使周围环境依稀可辩,看不清细节的茫茫一片,黑暗基本上隐芷了画面中的场景。迷人的夜:我们可以在完全黑暗的环境中利用灯光的效果短暂而有限地看见一些可以辩认出来的物体,引起观众的好奇心。神秘的夜:通过隐蔽的光源闪烁不定,从四周环境中反射出来,使自然的东西被奇怪的改变,具有一种不可思议的性质。抒情的夜:通过光线的布局制造出一个清彻的、优美的,月光洒地的夜晚。没有咄咄逼人的感觉,通过半明半暗的阴影笼罩一切,描绘一个美好的夜晚。一般来说,完全漆黑一片是没有价值的,它通过屏幕反映给观众的只是一场没有让人信服的感觉。因此我们就需要巧妙的利用一些手法,加入一些光线,尽量增加被摄物体场面调度的范围,不时地由亮区进入暗区或由暗区入亮区引发观众的视觉兴趣,增加夜晚浓郁的气氛及效果。日出 日落早晨和傍晚的光线有一定差异,早晨光线纯正、清新,所含杂质少。傍晚光线受暮色和大气中灰尘的影响,光线被介质一定量的散射,比较浑浊。太阳刚落山,天空有较强的余辉,景物有足够的照度。虽然失去了阳光下的细节,但层次还较丰富,一切景物开始朦胧。这个时期可以利用现有光拍摄,必要时也可利用人工光加经修饰,日落黄昏,西方天空往往出现彩霞,影调都是非常丰富的,处理好天空是获得气氛的重要手段。从太阳落山之后到夜晚降临之前,光线由亮到暗变化迅速,就会形成各种不同气氛的黄昏效果。在昏暗、朦胧的黄昏,太阳早已下山,夜色即将来临。天光微弱,失去细部和层次,一切都处在朦胧当中。一般多用来制造昏暗阴森的气氛。这种气氛的黄昏镜头,是利用曝光方法控制画面影调气氛。日出日落时刻,明亮的直射阳光失去了耀眼的光芒,不仅亮度降低,色温也降低了,蓝色的天空散射光却加强,景物受光面呈现出金色的暖调,背光面却呈现出蓝色调,画面有良好的寒暖对比,色彩丰富,这时期光线短促,光效复杂多变,转瞬即逝,日落和黄昏时间是电视节目制作中拍摄夜景的"黄金时间",是渲染气氛的最佳时机。模拟的日出场面可以处理成在画面的上方出现深暗的云层,同时地平线上映照一抹淡黄色的霞光。日落的处理方法应该是使地平线是遮起来看不见的,而光线又偏向一边。使观众所看到的天空越来越暗,这样会使观众感到日落的气氛越来越浓。日出日落布光设计富有暖调,光线明快柔和洋溢着一种积极向上,朝气蓬勃、生动有趣和沉稳安适和谐圆满的特有气氛。五、照明的引导作用人们在实际生活中对周围环境照明的反应,是根深蒂固的,水面阳光的闪耀,傍晚的宁静暮色,以及深夜林中的阴森,这些都是气氛和照明发生相近联系的结果。阳光是炎热,透射一切的。黑暗可能是神秘的虚幻的,照明之所以能引导人发生联想,原因就在于创造这种条件,构成这种联想的气氛,照明也具有改变基调、外表、注意力事件发展的步调和涵义方向的灵活性。在任何一处环境中,任何一件物体,首先需要光线的介入才能进入人的视觉,它们之间的介质是光。人物环境的情形,物体的形象,甚至空间的大小,都要借助光的照射。在任何场地的拍摄工作中,演出的现场空间是由光来组织的。光的照射的空间越大,人们视觉感受的空间范围也越大。即使空间很大,但若光只照射某一区域,那么不在完成照射范围的空间,在人们视觉上就不存在意义。因此,光有着引导和指示人类视觉的作用。光照在哪里,人的视觉就跟在哪里,光移动在哪里,视觉就移动到哪里。在大型的演出场合里,灯光师利用灯光把演出空间分成若干个小的演出区,因此在人们的视觉中感受到的是各个不相干的小演区,它们之间有的只是表演情节的联系,却没有环境的关联。因此,照明帮助我们引导观众的视线,通过孤立的色调,通过相邻色调的高度明暗对比,通过饱和和较淡的色彩配置,通过模糊和清晰的虚实搭配,使观众的视线被吸引过来,朝着一定的方向,集中注意在某一细部上。利用这些条件使人们的注意力集中于不同场景中的前景、中景或后景。揭示或隐芷事实有选择的照明使我们揭示想要揭示的事实,引导观众猜想并不真实或并不完全真实的事实。要做到这一点我们只要夸张表面结构或外部形态,或者造成一种虚假的或含糊的色调关系就能做到。反过来,我们还可以通过照明手段使观众无法得到一个被摄对象或场景的画面信息。在安排好足够的线索来引导观众的思路后,而当观众眼睛只能看到若隐若现的东西时,想象力就会受到很大的刺源。阴影阴影的处理,是最具有感染力的一方面,黑暗是全部阴影的一种表象,它不能说明任何东西,全部半阴影即是灰色朦胧的一片,使观众看上去很吃力,不能满足观众的好奇。要安排具有感染力的局部阴影才能吸引观众。采用色调明暗对比鲜明突出,使被摄人物外表看上去比较粗糙,有棱角,使人感到雄劲,坚实,富有生气和动态。若采用色调明暗富有层次,用柔合的阴影包围主体,产生一种丰满,细腻的效果,给人柔和、安详和缺少生气的感觉。阴影的存在一般有结构阴影,揭示轮廓,表面结构和形态。环境阴影,揭示时间、气候和环境的概念。气氛阴影,这种阴影可以是奇形怪状的,以增强戏剧性,它也可以展示剧情或即将发生的剧情。增加剧情的紧张程度。六.照明变化照明变化要有效,就必须明显触目,通过布光,可以重新安排画面重点和明暗配置,从而改变画面的整个构图平衡。我们可以通过照明逐步改变色调效果来创造含蓄的立体局限感,能使人改变注意力的方向,也能改变色调平衡和基调,或者改变画面的表现力、静态和注意焦点。同时,我们还能改变相对的突出重点,来改变空间关系、透视、立体感、造型和质感。这种照明的变化是照明艺术的一种极其富有感染力的功能。光对物体的塑造,是用若干个灯从多种色度对物体照射来实现的,观众看到的是一个多角度光照的物体形象。如果改变灯具的位置和照射角度,观众会获得和前面不同的物体形象,如果只改变灯光照度,物体的形象也会随之改变,如果照度不变,角度位置也不变,而改变灯光的光色,物体形象仍会改变,要是改变灯光照射范围,它的形象还会变,如果把灯光的位置色度光色和照射范围都作改变,那么物体形象变化就会更大。灯光照明,是影、视、舞台各种表演的重要的环节。做为灯光设计者,必须把自己置身于观众之中,从观众的角度来审查自己的创作,考虑自己的工作成果是不是让观众接受。灯光设计中的每一个造型,渲染和变化能不能得到观众的理解。光色画面的美与不美,有没有意境都要站在观众的立场上衡量,这样才能把灯光的艺术感染力充分表现出来。
CMOS模拟集成温度传感器的设计
随着社会的不断进步,人民对提高生活质量的需求,尤其是对视力保健的关注度越来越高。统计数据表明, 中国 在校小学生佩戴眼镜的人数比例达到30%,中学生为50%,而大学生则达到了75%,成为名符其实的眼镜王国”。 一、应社会需求 发展 起来的新学科 1988年,中国计量 科学 研究院(以下简称“计量院”)组织了新中国成立以来首次、也是北京市第一次眼镜市场的产品质量调查。根据英国标准化协会(BSI)的标准,京城20多家大眼镜店被抽查的上千副眼镜的质量合格率不足10%。 为此,我国著名光学专家王大珩院士率先向社会发出呼吁:眼镜是保健用品,不是一般的商品,全社会都应陔关注消费者的视力健康!一些政协委员和人大代表电纷纷提出提案,建议国家有关部门对眼镜行业进行治理和整顿。 眼镜质量问题引起了原国家技术监督局的高度重况和关注.眼镜立即在“质量万里行”活动中被列为重点监督的产品。计量院正是从这时开始涉足眼科光学领计量和检测标准的研究的。近20年过去了,具有中国旖色的眼科光学计量取得了长足的发展和进步。 二、眼科光学与相关产业密切结合、与其他学科相巨交叉 眼科光学是集眼科学、计量学、光学和光学仪器、验光学、眼镜学、像质评价技术、光电检测技术、光谱光度学、神经学、生物学、材料学、制造工艺等为一体的新兴的边缘学科。眼科光学计量是眼科诊断、 治疗 、视力矫正和眼保健的基础保证。 根据国际标准化组织(ISO)的专业划分,至少有五大产业领域与眼科光学密切相关,它们是眼镜镜片、眼科仪器、角膜接触镜、人工晶体和个体眼部防护用品。由此可见,眼科光学又是医疗卫生、眼镜行业和光学 工业 的结合体。 三、具有中国特色的眼科光学计量体系 根据日益增长的国际市场和贸易全球化的需要,20世纪80年代中期,ISO在IS0C172“光学和光子学”标准化技术委员会下面设立了SC7“眼科光学和仪器”标准化分技术委员会。由于信息不畅以及行业划分的制约,中国的眼科光学计量研究与国际IS0C172,sC7的建立虽然同步,却又毫不相干。而国际计量界的同行们,无论是德国联邦物理技术研究院(PTB)、美国国家标准与技术研究院(NIST),还是英国国家物理实验室(NPL),都还没有开展这一领域的研究。 命运注定,中国眼科光学计量的生存、确立和发展必须自主创新。 1。独创性 由于有了计量院这样一支实力雄厚的技术队伍的实质性介入,仅仅十几年,中国已经开始步人国际先进水平的行列。 在国家质检总局的大力支持下.计量院会同全国质监系统先后研究建立了顶焦度计量基准、验光机顶焦度工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准等一系列有代表性的基、标准装置,并在全国范围内建立了具有中国特色的顶焦度量值传递和溯源体系,如图1所示。 纵观国际眼科光学大家庭,中国的眼科光学计量颇具独创性。正如国际计量局局长瓦拉德于2005年下半年参观计量院眼科光学实验室时所说的:“我在你们这里看到了一片新天地。” 2.建标与量值传递的新模式 传统的计量工作,往往是先投入巨资研究检测装置,待建立计量基准或计量标准后,再对社会开展周期检定和量值溯源。 计量院在开展眼科光学计量研究的初期.面临着技术上走哪条路的抉择。由于服科光学计量服务的对象是一个个不同的生命体,从某种意义上说.如果初期没有选择好突破口,计量检定方法不能通过临床医学的考验,就不可能得到今天医学界的承认,更不会被国内外市场广泛使用并接受,也绝无可能发展到今天的规模和水平。回顾 历史 ,眼科光学计量所实现的突破在于: (1)选择了以动态或在线检测为研究目标 事实证明,这种模式能够较好地适应眼镜行业或医学界在使用现场进行动态测量或在线校准和检测的需求显然,传统的、基于静态或分量程的工业计量模式,以及高成本低使用率的计量建标和检定模式.不适于眼科临床医学的需求。而中国自主研发的各种眼科光学计量标准器具,如标准镜片和标准模拟眼等,则以其高科技含量、低成本高使用率、便于携带等显著特点.一下子就被国内外客户广泛接受,并占领了市场。 (2)以Map手段实现量值传递的新模式 面对具有3.6亿用户的眼镜市场,我们只有通过大面积的建标和计量检定,才能有效控制眼镜行业的产品质量,才能保证全国范围内顶焦度量值的统一。而Map了用客传递手段,就像勾画一张全国地图一样,把顶焦度一级或二级标准、验光机顶焦度标准、瞳距仪检定装置、透射比计量标准装置、角膜曲率计检定标准等通过自上而下的逐级推广、很快就覆盖了全国除 台湾 和西藏以外的大部分省、市地区计量所,甚至远销海外。这种新模式,满足了我国眼镜行业分布区域大、计量检定贯穿始终、无所不在的市场的需求。 四、计量基标准与科研成果转化 眼科光学领域内的基本物理量是顶焦度——VertexPowero 围绕着顶焦度这个重要物理量,我国先后研究建立了各项基(标)准,并将其迅速转化为市场上可流通的商用计量标准器具。例如:“顶焦度标准镜片”、“主观式和客观式标准模拟眼”、“接触镜顶焦度专用标准镜片”、“眼镜片透射比测量装置”、“瞳距仪计量检定装置”和“商用瞳距仪样机”、“角膜曲率计标准器”等。 上述计量标准器具均可直接用于对眼科光学计量仪器进行强制检定和计量校准,且具有包容性强、较长期的适应性、研究费用低廉、易于操作和大范围推广等优点,有利于调动地方质监部门的积极性。 上下齐抓共管大好局面的形成,使我国政府对眼科光学领域的产品质量实施市场监督的目标能够落到实处。 五、发挥龙头作用、形成计量院与地方技术机构双赢的局面 眼科光学计量之所以能够在短短十几年里取得如此快速的发展.并为提高我国眼镜行业产品质量的提高作出举足轻重的贡献,除了计量院自身的努力之外,另一个重要的原因就是这项工作得到了全国各地质监部门的积极响应和大力协助。 目前.除台湾、西藏以外的大多数省市级的计量和质检机构都开展了眼科光学计量检定和产品质量监督工作.各地技术机构直接使用计量院提供的计量标准器具。这种“统一研制、统一推广、统一培训、统一周期检定”的“四个统一”模式有效解决了巨大市场需求下的量值溯源和量值统一问题,使将原来看起来十分复杂和困难的技术管理和市场监督工作变得简化和顺畅起来。 眼科光学计量走出了一条计量为国民 经济 服务、为社会发展服务、为提高人民生活质量和身体健康服务的新思路,不但使社会和国民从中受益,也形成了计量院与地方技术机构双赢共进的新局面。 六、中国眼科光学计量研究实现“从零的突破到质变的跨越” 眼科光学计量所走过的路。为计量科学技术的发展开拓了广阔的研究领域,使计量科学更贴近生活,更贴近国民经济。也锻炼和造就了一批了解市场、了解 企业 需求。通过为社会服务而发现和寻找科研方向的新型的科技人员。 顶焦度计量标准(基准)、验光机工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准的相继研发成功。确立了计量院在国内眼科光学领域的“科研龙头”地位.同时。为提高中国在国际眼科光学界的地位赢得了关键的一票。
传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,这是我为大家整理的传感器与检测技术论文,仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。 关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号:G71 文献标识码:A 文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难: (一)教学内容多而散 课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则: 1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论,提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。 参考文献: [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 传感器与自动检测技术教学改革探讨 摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。 关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维 “传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。 “传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。 一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析 笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。 1.重理论,轻实践 该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。 2.教学模式单一 该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。 3.教学实验安排不合理 传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。 二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革 传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。 1.优化教学内容,注重工程思维 本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。 2.改革教学方法,改变教学模式 传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。 3.与工程实际相结合,与其他课程相结合 教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。 4.实验环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。 5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率 高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。 本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。 参考文献: [1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备. [3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)
光电成像系统与人眼视觉的匹配问题论文
摘 要 :以电视、激光成像和热成像系统为代表的光电成像系统在军事和民用上有着广泛的用途,但光电成像系统与人眼视觉的匹配问题仍是按现有理论和方法难以准确解释或定量描述的普遍问题。从理论上阐述了此问题的本质,说明了在这种匹配系统中存在系统的最佳匹配,且匹配状态直接影响光电成像系统的总体设计,并对如何描述这种关系进行一些说明和分析。
关键词 :光电技术论文
前言:对光电成像系统性能的评价主要涉及光学系统和光电成像系统的优化。在对光电成像系统的优化过程中,涉及材料、机械和电子等多门学科。随着科技的不断发展,阵列探测器更新换代的速度相对较快,为了满足阵列探测器的发展需求,加强对光电成像系统的研究,并且对其进行性能优化具有重要的价值。
1.对光电成像系统的性能优化
对光电成像系统的性能优化目标主要是对光学和电学内容进行设计,并且提升光电成像系统的性能,同时降低系统的制作成本。在光电成像系统中,探测器的性能主要是由电荷扩散、几何尺寸和位相时钟等因素决定。在使用的过程中,探测器的性能同样受到环境、运输和温度等因素的影响。
在设计师对光学系统进行设计时,要根据成像倍率和瞬时视场角来决定光学系统的焦距;并且要根据信噪比来设计孔径;同时要根据尺寸来设计相应的视场角;另外,要根据使用换环境和加工难度来设计相应的传递函数余量。在理想的光学系统设计中,艾里斑直径为λF,光学系统函数的截止频率为1/λF,探测器函数的截止频率为1/d,当艾里斑直径为1个像元时,艾里斑直径为d,光学函数截止频率为。但是当艾里斑为一个像元时,系统明显的缺乏采样,继而会导致探测器受到一定程度的限制。当系统传递相应的频谱时,将会导致成像失真[1]。
针对系统成像的失真问题,设计师在设计系统的过程中,可以采用增加空间采样频率的方式来提升系统的分辨率。其主要体现在以下几个方面:第一,当系统的艾里斑直径为2个像元时,系统同样欠缺采样,这种设计方式主要应用于航空相机和空间相机,其传递函数相比于设计值较低。第二,当艾里斑函数为3个像元时,光电系统的.传递函数较为容易达到,其一般应用于中小型的光电成像系统。第三,当艾里斑函数为4个像元时,光电系统的分辨率相对较高,适用于实验室等设计环境。由此可见,在光电成像系统的性能优化设计中,增加系统空间采样频率的方式可以较好的提升系统的分辨率,进而可以达到光电系统的使用性能[2]。
2 系统误差对函数的影响
在光学成像系统的设计中,由于涉及、制造和使用的过程中会出现相应的误差,继而会降低传递函数,从而会影响光电成像系统的使用性能。根据科学研究显示,其影响性能的因素主要体现在以下几个方面:
波像差对函数的影响
在光学系统的设计中,波像差会对系统的分辨率产生较大的影响,而在系统的设计中,加工环境、设计和使用等变化均可以影响波像差的变化,从而会影响光电成像系统的使用性能。在光电系统的设计中,其下降因子与波像差之间的关系如公式1所示:
在公式1中,Wmrs是系统的波像差,单位是波长,ATF(v)是函数的下降因子,表示空间频率。当系统的Wmrs=,,和时,系统的下降因子会达到在最低值。因此,在设计师设计光学成像系统的过程中,需要对波像差和函数下降因子进行合理的分析,以便可以保证系统的使用性能[3]。
离焦对函数的影响
在光学成像系统的设计中,需要对系统进行调焦,当调焦过程中出现误差,对系统的函数会产生较大的影响。当离焦的弥散斑直径是d的时候,离焦的函数如公式2所示:
在公式2中,MTF(u)为离焦,当探测器像元的尺寸分别为10%d-d时,离焦函数的下降幅度越来越大。在设计师设计系统的过程中,为了保证系统的分散率,必须将探测器的像元尺寸控制在30%d以内,以便可以保证光电成像系统的使用效率。
像移对函数的影响
在光电成像系统的使用过程中,在曝光时间内,像在像面内会出现移动,从而会在一定程度上导致函数下降。像移主要包括线性异动、高频随机振动和正弦振动。当系统的线性位移数值为d时,系统函数如公式3所示:
在公式3中,ud主要代表空间频率,当系统探测器像元的尺寸分别为10%d、20%d、30%d、40%d、50%d和d时,像移的下降幅度会逐渐增大。
在光电成像系统的设计过程中,光电的函数主要是由波像差、离焦和像移的乘积得到。对于光学遥感中的光电成像系统,在设计的过程中,可以将空间频率设置在左右,在光电系统加工后,其函数应该控制在左右。而系统最终应用的函数应该控制在左右[4]。因此,在光电成像系统的使用过程中,只有设计师根据实际使用要求来进行设计,才可以达到最佳的使用性能。
3 系统的平均传递函数
在光电成像系统中,光学传递函数在线性空间内属于不变的系统,但是探测器取样会不断的发生变化。在系统的使用中,为了满足系统的使用需求,设计师可以采用平均函数的方式来表示空间频率的变化,以便可以更好的对光电成像系统的性能进行优化。在光电成像系统的使用中,随着系统sin函数和cos数值的不断增加,系统的相位值会逐渐缩小,并且逐渐趋于标准理论值。在数据的使用过程中,规定相应的相位等于0.因此,在光电成像系统的设计过程中,设计师应该尽量的减少函数的数值,以便可以保证系统的分辨率。
4 系统的信噪比
在光电成像系统的使用过程中,信噪比是影响系统的重要指标。在信噪比的使用过程中,主要分为红外系统信噪比和光系统信噪比。其分别如公式4和公式5所示。
在公式4中,主要表示红外系统的信噪比,其中F为孔径数,L为地面的辐射亮度。通过公式4,可以较好的对系统的数值进行计算。
在公式5中,Se为信号电子数,Ne为噪声电子数,De为暗信号输出的电子数。在系统的设计中,设计师要根据实际情况来合理的选择信噪比的数值。
结语:光电成像系统的设计关系着其分辨率的大小,继而会影响人们对光电系统的使用性能。希望通过本文的相关介绍,设计师在设计光电成像系统的过程中,可以合理的设计像移、离焦和波像差,以便可以更好的提升光电系统的使用性能。
参考文献:
[1]石涵,都东,苏志宏,等.医用全身正电子发射成像探测系统技术的研发热点和进展[J].生物医学工程学杂志,2015,01(12):218-224.
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[4]马东玺,张文博,范大鹏.光电跟踪伺服系统的输入多采样率满意控制[J].红外与激光工程,2011,12(12):2484-2491.