時(shí)間：2023-05-29 17:39:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光學(xué)元件，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：光電專業(yè)；光學(xué)元件組裝；實(shí)訓(xùn)
1 引言
為適應(yīng)時(shí)代及社會(huì)發(fā)展的需求，提升自己的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，對(duì)于光電相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說，不僅要具備較扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且要具備相應(yīng)的專業(yè)技能和素養(yǎng)，如掌握光電子器件和光電子信息系統(tǒng)開發(fā)所必需的基本技能和專業(yè)技能。光學(xué)元件是所有光電儀器的基礎(chǔ)[1-2]，針對(duì)光學(xué)元件開展的系列檢測(cè)會(huì)綜合應(yīng)用到工程光學(xué)、物理光學(xué)、信息光學(xué)等基本原理與知識(shí)[3-4]。通過開展光學(xué)元件組裝實(shí)訓(xùn)，可以訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)、綜合應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的能力，并提高學(xué)生光學(xué)元件裝配動(dòng)手能力。為此在光電信息科學(xué)與工程開設(shè)“光學(xué)元件組裝實(shí)訓(xùn)”課程具有重要意義[5]。
2 具體實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
結(jié)合光電信息專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，具體開展了以下幾項(xiàng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。
1）光學(xué)元件清潔包裝與光潔度檢測(cè)
在日常使用中，光學(xué)元件會(huì)接觸灰塵，水和皮膚油脂等污染物。這些污染物增加了光學(xué)表面的散射和對(duì)入射光的吸收，這會(huì)在光學(xué)表面形成熱點(diǎn)和腐蝕點(diǎn)，造成永久性的損傷。由于光學(xué)元件的材料，尺寸，精度等因素不同，使用正確的處理和清潔方法非常重要。
本實(shí)習(xí)工位內(nèi)容涵蓋了光學(xué)元件的拿取、清潔、包裝、光潔度檢驗(yàn)。實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)元件的拿取、清潔、包裝方法及注意事項(xiàng)，并進(jìn)行操作實(shí)習(xí)；在自己動(dòng)手對(duì)待測(cè)光學(xué)元件進(jìn)行清潔后，用三目顯微鏡對(duì)光學(xué)元件的光潔度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)光學(xué)窗口、透鏡、棱鏡、反射鏡、濾光片、分劃板的光潔度進(jìn)行檢測(cè)與分級(jí)，并對(duì)給定的光學(xué)元件進(jìn)行崩邊檢查。
2）光學(xué)元件外形與面型檢測(cè)
該實(shí)訓(xùn)工位要求學(xué)生了解、學(xué)習(xí)光學(xué)元件外形尺寸檢測(cè)的注意事項(xiàng)，學(xué)習(xí)光學(xué)元件圖紙標(biāo)注外形尺寸的檢測(cè)方法，并進(jìn)行光學(xué)元件檢測(cè)操作實(shí)習(xí)。實(shí)訓(xùn)時(shí)采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺，千分尺，高度儀，對(duì)光學(xué)透鏡、光學(xué)棱鏡以及光學(xué)窗口的的外形尺寸和面型進(jìn)行檢測(cè)。充分鍛煉學(xué)生的識(shí)圖和動(dòng)手測(cè)試能力。
3）光學(xué)元件拋光面形位公差檢測(cè)
自準(zhǔn)直儀是一種光學(xué)測(cè)角儀器它是利用光學(xué)自準(zhǔn)直原理來(lái)觀測(cè)目標(biāo)位置的變化，廣泛應(yīng)用于直線度和平面度的測(cè)量。它和多面棱鏡、標(biāo)準(zhǔn)量塊等配合可以檢測(cè)分度機(jī)構(gòu)的分度誤差，此外還可以測(cè)量零部件的垂直度、平行度等。
“光學(xué)元件拋光面形位公差檢測(cè)”實(shí)訓(xùn)工位要求學(xué)生學(xué)會(huì)光學(xué)自準(zhǔn)直儀的使用方法，用自準(zhǔn)直儀檢測(cè)平面光學(xué)窗口的平行度誤差，對(duì)分光棱鏡的分光角度、直角棱鏡90°角、直角光學(xué)元件塔差進(jìn)行誤差測(cè)量。通過該工位的實(shí)訓(xùn)練習(xí)，使學(xué)生對(duì)前期所學(xué)光學(xué)光路知識(shí)得到鞏固，讓學(xué)生在掌握光學(xué)原理的基礎(chǔ)上，鍛煉學(xué)生動(dòng)手調(diào)試儀器、認(rèn)真觀察讀數(shù)、并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的能力。
4）分光、偏振、衍射光學(xué)元件檢測(cè)
光在傳播過程中有不同的振動(dòng)方向，即光在振動(dòng)方向上具有偏向性，亦被后來(lái)稱為“偏振光”。光在傳播過程中的不同振動(dòng)方向增加了一個(gè)可被控制的自由度，我們可以通過適當(dāng)?shù)墓饴钒才呕蛘咛厥獠牧稀㈠兡さ裙鈱W(xué)元件進(jìn)一步將偏振狀態(tài)的改變按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成傳播方向、位相、頻率以及光強(qiáng)的改變，進(jìn)而分析一些光參量；反之我們通過光強(qiáng)變化和光參量來(lái)測(cè)量一些特殊光學(xué)元件的分光比和消光比。
本實(shí)訓(xùn)工位旨在讓學(xué)生認(rèn)知常用的光學(xué)分光、偏振光學(xué)元件；學(xué)習(xí)分光元件的分光比檢測(cè)，并進(jìn)行操作實(shí)習(xí)；學(xué)習(xí)偏振元件的消光比檢測(cè)，并進(jìn)行操作實(shí)習(xí)；以及學(xué)習(xí)光學(xué)元件的衍射現(xiàn)象及衍射效率測(cè)試。相關(guān)實(shí)驗(yàn)通過激光器配合激光功率計(jì)進(jìn)行結(jié)果測(cè)量。該工位對(duì)光電專業(yè)的學(xué)生來(lái)講，是對(duì)其專業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步形象化普及和鞏固，將平時(shí)學(xué)生在課堂上和書本上學(xué)到的光學(xué)元件和光學(xué)原理實(shí)際展現(xiàn)在眼前手邊，通過觀察和自己動(dòng)手操作，對(duì)這些知識(shí)進(jìn)一步理解。
5）光學(xué)鏡頭組裝
光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中必不可少的部件，直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣，影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果。光學(xué)鏡頭組裝工位主要鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作和調(diào)節(jié)能力，使學(xué)生在理解光學(xué)鏡頭種類和基本光路原理的前提下，對(duì)準(zhǔn)直鏡、遠(yuǎn)心成像鏡頭以及變倍鏡頭等幾組光學(xué)鏡頭進(jìn)行動(dòng)手拆裝，并配合激光器對(duì)組裝后的光學(xué)鏡頭進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)校準(zhǔn)及參數(shù)測(cè)量。
6）鏡片鍍膜檢測(cè)
使用光學(xué)方法測(cè)量薄膜厚度有多種方式，例如：棱鏡耦合法、光譜法和橢偏法。本實(shí)驗(yàn)所使用的是光譜法，利用白光干涉的原理測(cè)量薄膜厚度，具有設(shè)備成本低，易于搭建光路的優(yōu)點(diǎn)，是目前在線測(cè)量薄膜厚度的主流光學(xué)方法之一。
本實(shí)訓(xùn)工位要求學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握白光干涉測(cè)定薄膜厚度的基本原理，通過使用擬合算法和快速傅立葉變換算法來(lái)測(cè)量薄膜厚度，測(cè)量多種類型濾光片的透射光譜并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
7）原子發(fā)射光譜測(cè)量
原子發(fā)射光譜法，是依據(jù)各種元素的原子或離子在熱激發(fā)或電激發(fā)下，發(fā)射特征的電磁輻射，而進(jìn)行元素的定性與定量分析的方法，是光譜學(xué)各個(gè)分支中最為古老的一種，在發(fā)現(xiàn)新元素和推進(jìn)原子結(jié)構(gòu)理論方面作出過重要貢獻(xiàn)。
本實(shí)驗(yàn)使用光譜管組來(lái)觀測(cè)多種氣體的原子發(fā)射光譜。光譜管組是一種低氣壓放電管，共包括五支直形光譜管，每支光譜管兩端均裝有電極。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過在光譜管的兩端加以高壓，使管內(nèi)的氣體產(chǎn)生輝光放電，發(fā)出一定顏色的光。原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種元素的原子都有一定的明線光譜。每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長(zhǎng)的光，因此，明線光譜的譜線叫做原子的特征譜線，據(jù)此可對(duì)元素進(jìn)行定性分析。實(shí)訓(xùn)時(shí)，學(xué)生使用光譜儀對(duì)發(fā)射光譜進(jìn)行采集，通過譜線的條數(shù)、位置、顏色來(lái)識(shí)別出它是由哪種元素發(fā)出的，并對(duì)相應(yīng)光管進(jìn)行標(biāo)定。
3總結(jié)
《光學(xué)元件組裝實(shí)訓(xùn)》是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)重要獨(dú)立實(shí)踐課程之一，是一門綜合性的實(shí)驗(yàn)選修課程。教學(xué)目的在于通過課程學(xué)習(xí)及實(shí)際動(dòng)手操作，使學(xué)生能夠識(shí)別光學(xué)元件、知道其光學(xué)作用、掌握光學(xué)元件的組裝和調(diào)試等技能，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
課程涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容需要學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)綜合應(yīng)用到實(shí)踐操作中，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力及綜合素質(zhì)將有很大的提升。
參考文獻(xiàn)：
[1]郁道銀，談恒英. 工程光學(xué)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[2]梁銓廷，劉翠紅. 物理光學(xué)簡(jiǎn)明教程[M]. 北京：電子工I出版社，2010.
[3]鄭國(guó)經(jīng). 原子發(fā)射光譜分析技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.
感光元件：1/5.5英寸107萬(wàn)像素CCD
變焦能力：12倍光學(xué)變焦，800倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：硬盤，內(nèi)置60G
尺寸：117×71×69mm
重量：360g
價(jià)格：8380元
松下 DX1
感光元件：1/4英寸156萬(wàn)像素3CCD
變焦能力：12倍光學(xué)變焦，30倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：DVD-RAM/DVD-RW/DVD-R
尺寸：163×92×91mm
重量：680g
價(jià)格：(即將上市)
索尼 DCR-SR40
感光元件：1/6英寸68萬(wàn)像素CCD
變焦能力：20倍光學(xué)變焦, 800倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：硬盤30G
尺寸：117×71×69mm
重量：390g
價(jià)格：5100元
三星 VP-DC165Wi
感光元件：1/6英寸80萬(wàn)像素CCD
變焦能力：33倍光學(xué)變焦, 80倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：DVD-R/DVD+R(雙層)/DVD-RW/DVD+RW
尺寸：121.5×51.5×87.5mm
重量：425g
價(jià)格：4250元
佳能 MV940
感光元件：1/6英寸80萬(wàn)像素CCD
變焦能力：25倍光學(xué)變焦, 800倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：傳統(tǒng)磁帶
尺寸：115 × 92 × 49 mm
重量：445g
價(jià)格：3100元
松下 VDR-D158GK
感光元件：1/6英寸80萬(wàn)像素3CCD
變焦能力：30倍光學(xué)變焦，1000倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：DVD
尺寸：129× 87 × 53 mm
重量：480g
價(jià)格：3700元
索尼 DCR-SR1
感光元件：1/3英寸210萬(wàn)像素CMOS
變焦能力：10倍光學(xué)變焦, 80倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：硬盤
尺寸：165 × 78 × 84 mm
重量：720g
價(jià)格：12680元
JVC MG77AC
感光元件：1/3.9英寸220萬(wàn)像素CCD
變焦能力：10倍光學(xué)變焦，300倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：微硬盤
尺寸：109×69×68mm
重量：370g
價(jià)格：7680元
松下 S200
感光元件：1/6英寸80萬(wàn)像素3CCD
變焦能力：10倍光學(xué)變焦，100倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：SD/SDHC卡
尺寸：49.9×81.3×99.7mm
重量：247g
價(jià)格：(即將上市)
JVC GR-D650AC
感光元件：1/5英寸133萬(wàn)像素CCD
變焦能力：15倍光學(xué)變焦，700倍數(shù)碼變焦
存儲(chǔ)介質(zhì)：傳統(tǒng)磁帶
尺寸：112× 97× 59 mm
國(guó)外與本土品牌數(shù)碼攝像機(jī)價(jià)格差異顯著
2012年9月，中國(guó)數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)共有397款在售產(chǎn)品，分屬25家不同品牌。其中，7家國(guó)外品牌共計(jì)129款產(chǎn)品，18家本土品牌共計(jì)268款產(chǎn)品。國(guó)外數(shù)碼攝像機(jī)品牌以32.5%的產(chǎn)品數(shù)量占比獲得高達(dá)85.6%的關(guān)注份額；本土數(shù)碼攝像機(jī)品牌以67.5%的數(shù)量占比獲得14.4%的關(guān)注份額。
國(guó)外、本土品牌不同價(jià)位關(guān)注差異明顯
國(guó)外品牌數(shù)碼攝像機(jī)產(chǎn)品中，最受消費(fèi)者關(guān)注的產(chǎn)品價(jià)格段為15000元以上，關(guān)注份額占整個(gè)中國(guó)數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)的26.9%；3001-6000元產(chǎn)品的關(guān)注份額為22.2%，高于6001-10000元產(chǎn)品的關(guān)注份額；3000元以下產(chǎn)品的關(guān)注份額與10001-15000元產(chǎn)品的關(guān)注份額相對(duì)較低。
在本土品牌數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)中，產(chǎn)品報(bào)價(jià)相對(duì)較低。3000元以下產(chǎn)品的關(guān)注份額占整個(gè)中國(guó)數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)的13.0%；3001-6000元產(chǎn)品的關(guān)注份額為1.4%；本月本土品牌數(shù)碼攝像機(jī)產(chǎn)品沒有6000元以上產(chǎn)品。
國(guó)外品牌產(chǎn)品均價(jià)呈下降趨勢(shì)
據(jù)ZDC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，9月，中國(guó)數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)中，國(guó)外品牌產(chǎn)品的市場(chǎng)平均價(jià)格為8926元。本月，國(guó)外數(shù)碼攝像機(jī)產(chǎn)品日平均價(jià)格波動(dòng)的同時(shí)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；日平均最高價(jià)格出現(xiàn)在9月2日，為9467元；日平均最低價(jià)格出現(xiàn)在9月28日，為8612元；兩者相差855元。
本土品牌產(chǎn)品均價(jià)呈上升趨勢(shì)
2012年9月，中國(guó)本土數(shù)碼攝像機(jī)產(chǎn)品的平均價(jià)格明顯要比國(guó)外數(shù)碼攝像機(jī)產(chǎn)品的平均價(jià)格低許多，為1734元。日平均最低價(jià)格出現(xiàn)在9月1日，為1639元；在9月26日達(dá)到日平均最高價(jià)格，為1787元。從整個(gè)9月份中國(guó)數(shù)碼攝像機(jī)市場(chǎng)本土品牌產(chǎn)品均價(jià)走勢(shì)來(lái)看，本土產(chǎn)品的均價(jià)呈上升趨勢(shì)，月末比月初高出128元，增長(zhǎng)了7.8個(gè)百分點(diǎn)。
索尼 HXR-MC1500C 13500元
感光元件：1/4英寸
“Exmor R” CMOS成像器
光學(xué)變焦：12倍光學(xué)變焦
存儲(chǔ)：32GB內(nèi)存
Memory Stick PRO Duo/SDHC卡
索尼 HXR-MC58C 11300元
防抖性能：光學(xué)防抖
感光元件：Exmor R CMOS
鏡頭特點(diǎn)：等效于35mm
焦距：29.8mm
其他特點(diǎn)：外部話筒：ECMCG1S
索尼 HVR-Z5C 28400元
感光元件：1/3英寸 112萬(wàn)像素 3CMOS
光學(xué)變焦：20倍G鏡頭
LCD：3.2英寸Xtra Fine液晶屏
存儲(chǔ)：MiniDV/閃存卡
重量：2200g
尺寸：451mm×169mm×188mm
索尼 PMW-EX1R 35550元
感光元件：1/2英寸 “Exmor” 3CMOS
光學(xué)變焦：14倍
LCD：3.5英寸、92.1萬(wàn)像素
存儲(chǔ)：使用SxS卡
重量：2400g
尺寸：311.5mm×178mm×176mm
索尼 NEX-FS100C Super 35mm 42500元
感光元件：約353萬(wàn)像素“Exmor”Super35 CMOS 成像器
鏡頭：E卡口，標(biāo)配SEL18200鏡頭
18-200mm F3.5-6.3 OSS
視頻拍攝：MPEG-4 AVC/H.264 AVCHD
標(biāo)清MPEG-2 PS
存儲(chǔ)：Memory Stick PRO Duo/
SDHC/SDXC
LCD：96萬(wàn)、3.5英寸
索尼 HXR-NX3D1C 29500元
感光元件：雙Exmor R CMOS成像器
鏡頭：雙索尼G鏡頭，3D下10倍光學(xué)
LCD：3.5英寸 約123萬(wàn)Xtra Fine LCD
重量：約1150g
尺寸：124.5 mm×165.5 mm×262.5 mm
索尼 NEX-VG20EH 15500元
感光元件：“Exmor”APS HD CMOS
鏡頭：E卡口，標(biāo)配SEL18200鏡頭
11.1倍光學(xué)變焦
LCD：3.0英寸Xtra Fine 270度可翻轉(zhuǎn)
存儲(chǔ)：Memory Stick /SD/SDHC
重量：約1290g
尺寸：91mm×130mm×223mm
Panasonic AG-AF103MC 39000元
感光元件：4/3 型MOS
鏡頭：微型4/3 系統(tǒng)鏡頭
存儲(chǔ)：SD /SDHC /SDXC 存儲(chǔ)卡
LCD：3.45 英寸 約92萬(wàn)像素寬屏
重量：約1.6kg
尺寸：163.4mm× 195mm×290.4mm
Panasonic AG-AC130MC 25600元
感光元件：1/3 MOS成像，220萬(wàn)像素
鏡頭：22 倍電動(dòng)變焦 F1.6-3.2
存儲(chǔ)：雙 SD /SDHC /SDXC
LCD：3.45英寸 約92萬(wàn)像素寬屏
重量：約2.4kg
尺寸： 180mm ×195mm ×438mm
Panasonic AG-HMC83MC 16000元
感光元件：1/4.1英寸 3MOS
光學(xué)變焦：12倍
LCD：2.7英寸、16∶9模式
存儲(chǔ)：SD /SDHC存儲(chǔ)卡
重量：未公布
尺寸：未公布
佳能 XF100 22760元
感光元件：約237萬(wàn)像素 1/3英寸HD CMOS Pro
鏡頭：10倍光學(xué)變焦
存儲(chǔ)：雙CF卡槽
LCD：3.5英寸 約92萬(wàn)點(diǎn)
重量：機(jī)身約1070g
尺寸： 121mm× 148mm×250 mm
佳能 XF300 35800元
感光元件：1/3英寸 207萬(wàn)像素 3CMOS
光學(xué)變焦：18倍
LCD：4.0英寸、約123萬(wàn)點(diǎn)
存儲(chǔ)：CF卡雙卡槽
重量：未公布
尺寸：382mm×236mm×153mm
JVC GY-HM100EC 17000元
感光元件：1/4英寸逐行掃描3CCD
光學(xué)變焦：10倍光學(xué)變焦
LCD：2.8英寸
存儲(chǔ)：2×SDHC Class 6 記憶卡
重量：不足1.4 kg
尺寸： 365mm×178mm×133mm
JVC GY-HM750E 38000元
感光元件：1/3英寸3CCD
鏡頭：1/3英寸系統(tǒng)，Canon F1.6，14倍
LCD： 4.3英寸液晶顯示屏
存儲(chǔ)： SDHC（6或10級(jí)），插槽×2
重量：3900g
索尼最受用戶關(guān)注的前十款產(chǎn)品排行榜
佳能最受用戶關(guān)注的前十款產(chǎn)品排行榜
松下最受用戶關(guān)注的前十款產(chǎn)品排行榜
微型化和智能化始終代表著現(xiàn)代工業(yè)和科技的主要發(fā)展方向。微電子、微機(jī)械、微光學(xué)等一連串“微工程”的興起和發(fā)展，將科學(xué)技術(shù)帶進(jìn)了一個(gè)全新世界。
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，由光學(xué)與微電子、微機(jī)械、納米技術(shù)互相融合、滲透、交叉而形成的前沿學(xué)科―微納光學(xué)，因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為目前研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。
微納光學(xué)在基礎(chǔ)研究和設(shè)計(jì)制造技術(shù)方面的進(jìn)步，變革了傳統(tǒng)光學(xué)與技術(shù)的發(fā)展路線，促進(jìn)了光學(xué)系統(tǒng)微型化、集成化的發(fā)展，在生命科學(xué)、生化、通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、新能源利用等領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力。
電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師付永啟，多年從事微納光學(xué)研究，在微細(xì)加工、納米加工、衍射光學(xué)、微光學(xué)、表面等離子體光學(xué)及近場(chǎng)光學(xué)等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)研究成果，始終參與和推動(dòng)著“微世界”中的無(wú)限精彩。
立足前沿，引領(lǐng)尖端研究
“微納光學(xué)”顧名思義分為微米光學(xué)（簡(jiǎn)稱微光學(xué)）和納米光學(xué)兩部分，即微米和納米尺度上的光學(xué)研究。”付永啟在接受采訪時(shí)，首先談到了微納光學(xué)的研究情況。
據(jù)付永啟介紹，微光學(xué)是基于微細(xì)加工技術(shù)、研究微米尺度的微光學(xué)元器件設(shè)計(jì)、制作以及應(yīng)用的學(xué)科。而納米光學(xué)主要研究光的空間傳播范圍在納米尺度時(shí)的倏逝波特性，并通過基于近場(chǎng)光學(xué)結(jié)構(gòu)的納米探針來(lái)描述和控制的過程及應(yīng)用。
“在納米光學(xué)研究中，作用于近場(chǎng)的光學(xué)系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的衍射極限限制，能夠?qū){米光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間分辨率在納米量級(jí)的分析；同樣，通過基于亞波長(zhǎng)光學(xué)結(jié)構(gòu)或器件，能夠?qū)崿F(xiàn)高密度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不但可以實(shí)現(xiàn)微米范圍的成像，也可以實(shí)現(xiàn)高清晰度的相位合成、單分子探測(cè)以及局部區(qū)域光譜分析。”
正是這些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使微納光學(xué)自產(chǎn)生之日起，便始終處于研究者關(guān)注的中心，并愈發(fā)活躍。
雖然我國(guó)在微納光學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成果，但同國(guó)際相比，無(wú)論在基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用轉(zhuǎn)化方面都存在一定差距，總的來(lái)看原創(chuàng)性技術(shù)太少，能夠轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)、推動(dòng)光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的更少。
付永啟認(rèn)為，要使微納科學(xué)與技術(shù)為人類造福，必須從基礎(chǔ)研究做起，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求，準(zhǔn)確把握市場(chǎng)方向，重點(diǎn)攻關(guān)，進(jìn)而帶動(dòng)全面發(fā)展。
而付永啟的研究成長(zhǎng)過程，也恰巧暗合了微納光學(xué)從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，以點(diǎn)帶面的發(fā)展路線。
世界微納光學(xué)蓬勃發(fā)展的1990年代，付永啟走進(jìn)了這一領(lǐng)域。
1994年，付永啟在中科院長(zhǎng)春光機(jī)所研讀博士，“當(dāng)時(shí)是跟導(dǎo)師一起做國(guó)家航天‘921’項(xiàng)目中的一個(gè)子項(xiàng)目―‘動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生器’的研究，我主要負(fù)責(zé)曲面光刻的研究。”那是他接觸到微光學(xué)并逐漸對(duì)微光學(xué)元器件的設(shè)計(jì)制作產(chǎn)生興趣的開始。
在博士后研究階段，付永啟又接著在衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)制作方面開展了深入研究。隨后為了開闊視野、提升研究能力，付永啟于1998年赴新加坡南洋理工大學(xué)精密工程與納米技術(shù)中心作研究員，借助當(dāng)?shù)貎?yōu)越的軟硬件條件繼續(xù)深入開展微光學(xué)以及后期納米光學(xué)領(lǐng)域的研究工作。
在新加坡，通過與科研院所及工業(yè)界的合作，付永啟開展了多個(gè)橫向和縱向項(xiàng)目研究，接觸到了微電子、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、微納加工、納米計(jì)量、及生化分析等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，先后完成了多項(xiàng)重大研究課題，并取得了許多創(chuàng)新性成果。
2001年，付永啟將目光專注到了一種新的微納光學(xué)元件一步加工制作方法―聚焦離子束制作技術(shù)上，經(jīng)過兩年的反復(fù)研究、實(shí)驗(yàn)，終于獲得成功并使技術(shù)逐漸成熟。
付永啟利用納米加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化，即利用聚焦離子束技術(shù)直接一步將微光學(xué)元器件甚至納米光子元器件與光電子器件集成于一體，從而達(dá)到直接控制光束的目的。這一技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)的采用離散光學(xué)元件對(duì)激光束進(jìn)行準(zhǔn)直或聚焦的方法，不但減少了系統(tǒng)元件數(shù)，而且節(jié)省了空間，更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輕量化和小型化，對(duì)微系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。
同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)了兩種材料，它們?cè)诰劢闺x子束轟擊下具有材料自組織成型特性，該特性可直接用于微光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)成型。以該技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠制作出幾種特定的微光學(xué)元件，包括微正弦光柵、微閃耀光柵等。
此外，付永啟還利用聚焦離子束直接寫入法和輔助沉積法成功實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化，為光學(xué)系統(tǒng)的小型化、微型化、平面化提供了制作技術(shù)保障。該集成一體化元/器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、生化、通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域，至今仍在應(yīng)用，還沒有其他方法能夠替代。
值得一提的是，聚焦離子束技術(shù)在微電子行業(yè)的廣泛應(yīng)用，大大提高了微電子工業(yè)上材料、工藝、器件分析及修補(bǔ)的精度和速度，目前已經(jīng)成為微電子技術(shù)領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí)，由于它集材料刻蝕、沉積、注入、改性于一身，有望成為高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)器件制造全過程的主要加工手段。
毅然回國(guó)，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2007年，付永啟放棄國(guó)外優(yōu)越的待遇和生活，帶著累累碩果和先進(jìn)理念回國(guó)，受聘于電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院。9年的國(guó)外工作和生活經(jīng)歷，使付永啟真正體會(huì)到“國(guó)家”二字的含義，而回國(guó)發(fā)展也正是其心之所向。
隨著科技的進(jìn)步和需求的轉(zhuǎn)變，目前國(guó)內(nèi)微納光學(xué)技術(shù)研究主要集中在基于特異性材料的微波天線、隱形技術(shù)、納米光刻等幾部分，研究趨勢(shì)也朝著更加實(shí)用性發(fā)展，包括軍用和民用。而在產(chǎn)業(yè)方面，付永啟認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合能源和生命科學(xué)等熱門領(lǐng)域的需求，積極探索，主動(dòng)推進(jìn)，研發(fā)出具有代表性的產(chǎn)品，如高效率光伏電池、光熱療法治療癌癥、多通道微型生化傳感器等。
在學(xué)校和所在團(tuán)隊(duì)的支持下，付永啟在納光子結(jié)構(gòu)、元器件及其應(yīng)用方面取得多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助，目前主要在納光子結(jié)構(gòu)的精細(xì)聚焦及成像研究，包括基于納光子結(jié)構(gòu)的超分辨聚焦成像、負(fù)折射材料的制備及應(yīng)用、近場(chǎng)表征等方面開展進(jìn)一步的深入研究，并推進(jìn)其盡快走向應(yīng)用。
多年從事理工科學(xué)研究的付永啟，處處透著濃郁的人文氣息。他看重學(xué)生的做事態(tài)度勝過考試成績(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生積極與其他學(xué)科的人員交流，在學(xué)科交叉中探尋思維方式的改變和新的研究切入點(diǎn)。
他認(rèn)為創(chuàng)新更加需要自由開放的教育環(huán)境和多維度的思維模式，有源之水才能長(zhǎng)久，有本之木才會(huì)繁茂。
他喜歡歷史、地理、天文、攝影等偏重人文的內(nèi)容，注重精神層面的豐富與充實(shí)，并認(rèn)為這才是人做事的動(dòng)力和源泉。
游山玩水，各有所好，每人都會(huì)有各自喜歡的記錄旅程的方式，無(wú)論單反相機(jī)還是便攜相機(jī)，你喜歡的，就是最好的。如果你已經(jīng)做好出游的準(zhǔn)備，但手里還缺一部合適的機(jī)器來(lái)記錄你的行程，那就來(lái)分期展廳逛一圈，看看有沒有你喜歡的吧！
索尼(SONY) DSC-T700
數(shù)碼相機(jī) 極致唯美
產(chǎn)品編號(hào)：18315
商城價(jià)：RMB 2628
分期價(jià)格：RMB 219×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.5英寸
電池類型：專用鋰電池
光學(xué)變焦倍數(shù)：4倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：1010萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼T系列
索尼(SONY) DSC-H10 數(shù)碼相機(jī) 便攜式10倍長(zhǎng)焦DC
產(chǎn)品編號(hào)：13299
商城價(jià)：RMB 2090
分期價(jià)格：RMB 174.17×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.0英寸
電池類型：專用鋰電池
光學(xué)變焦倍數(shù)：10倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：810萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼H系列
索尼(SONY) DSC-T77 數(shù)碼相機(jī) 完美詮釋極致外觀
產(chǎn)品編號(hào)：18016
商城價(jià)：RMB 2120
分期價(jià)格：RMB 176.67×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.0英寸
電池類型：專用鋰電池
光學(xué)變焦倍數(shù)：4倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：1010萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼T系列
重量：151克
索尼(SONY) T500 數(shù)碼相機(jī) 送2GB卡+貼膜＋相機(jī)包
產(chǎn)品編號(hào)：22110
商城價(jià)：RMB 2099
分期價(jià)格：RMB 174.92×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.5英寸
電池類型：專用鋰電池
光學(xué)變焦倍數(shù)：5倍
記錄媒介：MMC卡
像素?cái)?shù)：1010萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼T系列
索尼(SONY) α900 全畫幅數(shù)碼單反相機(jī) 機(jī)身
產(chǎn)品編號(hào)：19328
商城價(jià)：RMB 19980
分期價(jià)格：RMB 1665×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.0英寸
電池類型：專用鋰電池
重量：約850克
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1200萬(wàn)以上
感光元件：CMOS
系列：索尼單反相機(jī)
索尼(SONY) DSC-α700 數(shù)碼單反相機(jī) 套機(jī)DT16-105mm
產(chǎn)品編號(hào)：15131
商城價(jià)：RMB 6996
分期價(jià)格：RMB 583×12
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.0英寸
電池類型：專用鋰電池
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1200萬(wàn)
感光元件：CMOS
系列：索尼單反相機(jī)
重量：約690克
索尼(SONY) DSC-T2 數(shù)碼相機(jī)
產(chǎn)品編號(hào)：14127
商城價(jià)：RMB 1620
分期價(jià)格：RMB 135×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
重量：129克
光學(xué)變焦倍數(shù)：3倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：810萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼T系列
索尼(SONY) α300數(shù)碼單反相機(jī) 單鏡頭18-70mm
產(chǎn)品編號(hào)：13290
商城價(jià)：RMB 4296
分期價(jià)格：RMB 358×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1020萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼單反相機(jī)
重量：582克
索尼(SONY) α350數(shù)碼單反相機(jī) 單鏡頭18-70mm
產(chǎn)品編號(hào)：10105
商城價(jià)：RMB 4658
分期價(jià)格：RMB 388.17×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1200萬(wàn)以上
感光元件：CCD
系列：索尼單反相機(jī)
重量：約582克
索尼(SONY) DSC-W150 數(shù)碼相機(jī)
產(chǎn)品編號(hào)：9737
商城價(jià)：RMB 1560
分期價(jià)格：RMB 130×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
重量：142克
光學(xué)變焦倍數(shù)：5倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：810萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼W系列
索尼(SONY) DSC-T300 數(shù)碼相機(jī)促銷裝：2G記憶棒+包+貼膜+mini三角支架
產(chǎn)品編號(hào)：9735
商城價(jià)：RMB 2463
分期價(jià)格：RMB 205.25×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：3.5英寸
電池類型：專用鋰電池
光學(xué)變焦倍數(shù)：5倍
記錄媒介：MS記憶棒
像素?cái)?shù)：1010萬(wàn)
感光元件：CCD
系列：索尼T系列
重量：142克
索尼(SONY) α200 數(shù)碼單反相機(jī) 機(jī)身
產(chǎn)品編號(hào)：9172
商城價(jià)：RMB 3258
分期價(jià)格：RMB 271.50×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1020萬(wàn)
感光元件：CCD
重量：532克
索尼(SONY) α200數(shù)碼單反相機(jī) 單鏡頭18-70mm
產(chǎn)品編號(hào)：8069
商城價(jià)：RMB 3449
分期價(jià)格：RMB 287.42×12期
手續(xù)費(fèi)：無(wú)
顯示屏尺寸：2.7英寸
電池類型：專用鋰電池
系列：索尼單反相機(jī)
記錄媒介：CF卡
像素?cái)?shù)：1020萬(wàn)
感光元件：CCD
光瞳，又叫孔徑光闌的像，對(duì)通過光學(xué)系統(tǒng)的光束起限制作用的光學(xué)元件。它可以是光學(xué)元件本身的邊框，如透鏡、反射鏡等，也可以是另外設(shè)置的帶圓孔的不透光屏。
1、定義：光闌中心通常位于主光軸上。
2、光瞳分為孔徑光闌和入射光瞳及出射光瞳。孔徑光闌由其前方光學(xué)系統(tǒng)所成的像稱為入射光瞳；由其后方光學(xué)系統(tǒng)所成的像稱為出射光瞳。
3、孔徑光闌可與入射光瞳或出射光瞳重合，也可不重合。對(duì)單個(gè)透鏡，透鏡邊框是孔徑光闌，由于其前方和后方均無(wú)其他光學(xué)系統(tǒng)，故透鏡邊框既是入射光瞳也是出射光瞳。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
Powershot G1 X所采用的1.5英寸CMOS，具體規(guī)格為18.7×14mm，它的面積是佳能APS-C畫幅的79%，是1/1.7英寸規(guī)格的約6.3倍。在這塊感光元件上，佳能采用了與EOS數(shù)碼單反相機(jī)相同的片內(nèi)微透鏡技術(shù)和4通道高速讀取技術(shù)。考慮到這塊CMOS的像素/面積比與佳能APS-C畫幅約1800萬(wàn)像素CMOS感光元件基本相當(dāng)，可以說Powershot G1 X具有與主流數(shù)碼單反相機(jī)相近的畫質(zhì)基礎(chǔ)。
搭配這塊CMOS的是處理速度更快的DIGIC 5圖像處理器，以及一枚等效焦距為28-112mm的5倍變焦光學(xué)防抖鏡頭。這枚鏡頭包含2片雙面非球面UA鏡片和1片雙面非球面鏡片，可實(shí)現(xiàn)全焦段范圍內(nèi)的像差補(bǔ)償。需要強(qiáng)調(diào)的是，Powershot G1 X是目前感光元件規(guī)格最大并具備光學(xué)防抖鏡頭的固定鏡頭相機(jī)。
在機(jī)身和操控界面上，PowerShot G1 X可以被看作是放大版的Powershot G12。3.0英寸約92萬(wàn)像素旋轉(zhuǎn)屏，可以提供靈活的取景角度；而加厚的手柄以及壽命更長(zhǎng)的快門組件，也能讓專業(yè)攝影師感到滿意。最重要的，Powershot G1 X兼容大量EOS系統(tǒng)附件，能夠成為我們單反拍攝系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。
對(duì)佳能來(lái)說，PowerShot G1 X是一個(gè)非常穩(wěn)健地升級(jí)產(chǎn)品。它保留了Powershot G系列在體積和操控性方面的優(yōu)勢(shì)，在成像質(zhì)量方面有了顯著提升，但又不會(huì)對(duì)EOS系列可換鏡頭產(chǎn)品構(gòu)成威脅。不過，也是這種相對(duì)中庸的定位，使得PowerShot G1 X除了成像質(zhì)量外再無(wú)其他亮點(diǎn)。加上反應(yīng)速度方面還不夠令人滿意，因此市場(chǎng)表現(xiàn)多少有些冷淡。
PowerShot G1 X
主要規(guī)格：感光元件：1.5英寸約1430萬(wàn)像素CMOS
鏡頭規(guī)格：等效焦距28-112mm、最大光圈F2.8-5.8
防抖方式：鏡頭光學(xué)防抖
感光度：ISO 100-12800
快門速度：1/4000秒至30秒
連拍速度：最高約每秒4.5張
短片拍攝：1920×1080 24P
液晶屏：3.0英寸約92萬(wàn)像素旋轉(zhuǎn)屏
取景器：光學(xué)變焦實(shí)像式取景器
存儲(chǔ)介質(zhì)：SDHC/SDXC
外形尺寸：116.7×80.5×64.7mm
機(jī)身重量：約492g
優(yōu)勢(shì)：
提供4倍光學(xué)變焦與光學(xué)防抖；
成像質(zhì)量接近主流數(shù)碼單反；
具備旋轉(zhuǎn)式液晶屏；
良好的握持手感。
不足：
關(guān)鍵詞：多元線陣列HgCdTe 光子探頭 紅外測(cè)溫
1、概述
自1978年法國(guó)軍備總代表處（DGA）和法國(guó)原子能委員會(huì)（CEA）在信息技術(shù)和電子實(shí)驗(yàn)室（LETI），確立了基于以碲鎘汞（HgCdTe）半導(dǎo)體材料制成的制冷型量子紅外探測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)1μm以上波段紅外測(cè)量的技術(shù)以來(lái)，20年間此項(xiàng)技術(shù)一直被應(yīng)用于軍事和空間技術(shù)研究。1998年，哈鐵科研所展開了將單元件碲鎘汞（HgCdTe）器件應(yīng)用于紅外測(cè)溫領(lǐng)域的研究，這是國(guó)內(nèi)首例。自2000年該項(xiàng)研究的成果以碲鎘汞（HgCdTe）器件為核心元件制成的光子探測(cè)器被應(yīng)用于紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)中，至2011年十年來(lái)，基于HgCdTe的致冷型高性能紅外探測(cè)器技術(shù)不斷取得進(jìn)步，今天已達(dá)到成熟的工業(yè)水平，并處于世界的最前沿。3000余HgCdTe光子探測(cè)器被應(yīng)用于全路的主要干線和提速區(qū)段，并取得了優(yōu)越的成績(jī)，為中國(guó)鐵路的運(yùn)輸安全與高速發(fā)展給予了堅(jiān)定的保障。
目前隨著第三代量子多元線陣列碲鎘汞（HgCdTe）探測(cè)技術(shù)的不段發(fā)展與成熟，該種類器件已應(yīng)用于軍事、空間、光電物理及紅外測(cè)溫的多個(gè)領(lǐng)域中，本文論述了多元線陣列碲鎘汞（HgCdTe）器件應(yīng)用于紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)中研究思路與技術(shù)分析。
2、單HgCdTe元件系統(tǒng)的應(yīng)用與局限
單HgCdTe元件，經(jīng)過技術(shù)篩選后，與光學(xué)系統(tǒng)、電源模塊、放大電路共同成光子探頭成品。光子探頭與軌邊設(shè)備、自適應(yīng)系統(tǒng)、控制、主機(jī)、電源、通信、等系統(tǒng)共組成紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝于全路的鐵道干線上，對(duì)通過列車的軸承進(jìn)行高速紅外測(cè)溫，完成對(duì)故障軸承進(jìn)行熱軸判別與預(yù)警。近年來(lái)中國(guó)鐵路高速發(fā)展，軸溫準(zhǔn)確測(cè)量與預(yù)報(bào)的重要性日益凸顯，單HgCdTe元件系統(tǒng)的局限性也逐漸表現(xiàn)出來(lái)。
單元件軸承掃描軌跡如圖中看到兩條軌跡線，紅線軌跡平行鋼軌，距軌內(nèi)側(cè)260mm，也可安裝在距軌內(nèi)側(cè)415mm位置，與鋼軌6°夾角，掃描軌跡為黃線。從以上展示的掃描圖來(lái)看，單元件為線性掃描，掃描范圍小，而軸承故障熱分布復(fù)雜，掃描區(qū)域外的熱干擾不易識(shí)別。單器件故障或波形異常時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)或只能放棄測(cè)量結(jié)果。
3、多元線陣列碲鎘汞（HgCdTe）的測(cè)溫需求與應(yīng)用前景
多元線陣列碲鎘汞（HgCdTe）器件，是將多個(gè)單元的光敏感HgCdTe材料以線性或陣列的方式密集集成于同一個(gè)焦平面上。線性排列的器件以連續(xù)采集的方式完成整個(gè)軸承的熱分布測(cè)量；陣列方式的器件采用快照的采集方式完成整個(gè)軸承的熱分布圖。應(yīng)用多元線陣列碲鎘汞（HgCdTe）器件測(cè)溫的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)以下三方面的測(cè)溫要求：
第一掃描整個(gè)軸承，繪制出整個(gè)軸承的熱分布圖，并給出最高和最低溫度。
第二可以對(duì)車輪進(jìn)行掃描，繪制車輪的熱分布圖，給出最高溫度值。
第三掃描整個(gè)列車底部，繪制車輛底部的熱分布情況，標(biāo)注掃描范圍內(nèi)的溫度點(diǎn)值。
4、應(yīng)用技術(shù)難點(diǎn)與解決方案
（1）低溫工作環(huán)境的建立
HgCdTe器件因碲化鎘與碲化汞只在低溫下才能對(duì)軸承輻射紅外線的主體波長(zhǎng)區(qū)產(chǎn)生有效的反應(yīng)，所以其只能在低溫環(huán)境下工作，有效工作環(huán)境溫度范圍為-40度到-100度。不同的溫度環(huán)境對(duì)器件的靈敏度影響較大。多元線陣列碲鎘汞器件的各個(gè)單元必須工作在相同的低溫環(huán)境中，才能保證各器件對(duì)相同溫度產(chǎn)生的響應(yīng)率相同。與美國(guó)Judson公司的技術(shù)合作解決了這一技術(shù)問題，通過多次實(shí)驗(yàn)我們完成了將多元器件集成于一個(gè)半導(dǎo)體三級(jí)制冷罐冷面上制作工藝。保證了同層面上多個(gè)器件共享相同的低度溫環(huán)境。
（2）光學(xué)系統(tǒng)的組建
合理的光學(xué)系統(tǒng)是HgCdTe器件使用的必備條件。多元器件采用的是鍍鍺材料制作的雙聚焦焦平面光學(xué)系統(tǒng)。采用非球面設(shè)計(jì)，有效提高了光學(xué)增益，改善了探測(cè)器的信噪比。系統(tǒng)將同一目標(biāo)區(qū)域按ø40mm分塊聚焦在ø0.25mm的器件上，保證了ø40mm的接收率大于95，ø50mm外衰減大于50，從而避免了單體的響應(yīng)疊加。
（3）目標(biāo)絕對(duì)溫度輸出系統(tǒng)
雖然在多元器件的使用上已保證了多器件有相同的工作環(huán)境，但因溶解工藝的細(xì)微差異而造成的個(gè)體輸出特性的差異卻是不可避免的，在不同的環(huán)溫下，測(cè)溫靈敏度表現(xiàn)為非線性差異，每個(gè)器件的輸入輸出特性也略有差異。為使每個(gè)器件都能準(zhǔn)確輸出測(cè)量溫度，增加了一套自適應(yīng)系統(tǒng)配合探頭使用。自適應(yīng)系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)熱源、鉑電阻溫度傳感、加熱溫度控制器等組成，由主機(jī)控制按時(shí)啟動(dòng)，得到器件在不同環(huán)境溫度、制冷面溫度下的一組多器件輸出特性曲線，測(cè)量溫度時(shí)，主機(jī)根據(jù)測(cè)量時(shí)器件的環(huán)溫和制冷面溫度按不同器件智能選擇特性曲線來(lái)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)軸承各部位溫度的精確定量測(cè)量。
LED可見光通信系統(tǒng)
該系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩個(gè)部分構(gòu)成，每個(gè)部分又包含相應(yīng)的電學(xué)與光學(xué)元件。發(fā)射部分的電學(xué)元件包括LED驅(qū)動(dòng)電路和負(fù)責(zé)編碼、調(diào)制、預(yù)均衡的電信號(hào)處理系統(tǒng)，光學(xué)元件包括LED芯片和發(fā)射光學(xué)天線：接收部分的光學(xué)元件包括接收光學(xué)天線和探測(cè)器芯片，電學(xué)元件則包括負(fù)責(zé)解碼、解調(diào)、后均衡的接收信號(hào)處理系統(tǒng)。
（圖片來(lái)源：復(fù)旦大學(xué)教授遲楠）
LEDN見光通信首先在日本開展。早在2000年，日本研究者就提出利用LED照明燈作為通信基站進(jìn)行信息無(wú)線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)。
作為可見光通信技術(shù)的一支，“Li-Fi”這個(gè)稱呼是由英國(guó)愛丁堡大學(xué)的教授哈羅德?哈斯（Harald Haas）在2011年全球科技娛樂設(shè)計(jì)大會(huì)（TED Global）上首次使用的。2013年10月，由哈斯擔(dān)任首席科學(xué)官的pureVLC公司以5000英鎊的價(jià)格向一家美國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生供應(yīng)商出售了第一臺(tái)Li-Fi設(shè)備，Li-Fi邁向產(chǎn)業(yè)化。
我國(guó)科研人員自然也不甘落后，復(fù)旦大學(xué)的研究人員成功利用可見光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)：他們通過微芯片控制LED燈泡的明滅變化，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼成光信號(hào)：燈亮表示1，燈滅表示0。這些信息能被接收器捕獲并解調(diào)出來(lái)，而人眼卻不會(huì)察覺到LED燈的變化――因?yàn)樗鼈冮W爍得實(shí)在太快了。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞功率為1W的LED燈，與接收器相連的4臺(tái)電腦就都能夠上網(wǎng)。
復(fù)旦大學(xué)自主開發(fā)了高階調(diào)制和信道均衡算法，可見光通信的離線速率可達(dá)到3.75Gbps。他們搭建了10套樣機(jī)，實(shí)時(shí)物理層速率可以達(dá)到150Mbps。就傳輸速率而言，中國(guó)并沒有落后于世界的腳步。
然而，在LED芯片和基于多輸入多輸出模型（Multi-input Multi-output，MIMO）的可見光通信系統(tǒng)方面，我國(guó)與國(guó)際前沿仍存在一定差距。當(dāng)前，復(fù)旦大學(xué)開發(fā)的系統(tǒng)中采用的都是市場(chǎng)上常見的照明用LED芯片，通信的性能受到一定的制約。在材料生產(chǎn)、器件工藝和新結(jié)構(gòu)封裝芯片等方面的研究也比較缺乏。另外，國(guó)外已有基于MIMO和探測(cè)器陣列的可見光通信實(shí)驗(yàn)，基于集成收發(fā)芯片的MIMO可見光通信系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。接下來(lái)，復(fù)旦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)將花更多的精力解決距離功率、覆蓋范圍等問題，并致力于現(xiàn)有系統(tǒng)的芯片化小型化工作。
和早已普及的Wi-Fi相比，Li-Fi具有明顯的優(yōu)勢(shì)：Li-Fi調(diào)制在可見光譜上，是Wi-Fi載頻的萬(wàn)倍以上，這意味著更大的帶寬和更高的速率：Li-Fi具有可遮擋性，具有一定的安全價(jià)值。另外，Li-Fi的設(shè)置幾乎不需要額外建立基礎(chǔ)設(shè)施。因此，歐洲、美國(guó)和日本都有研究組織在開展可見光通信的科研，競(jìng)爭(zhēng)激烈，最高傳輸速率幾乎每個(gè)月都刷新。
可見光通信也有突出的劣勢(shì)，包括遮擋性，不能繞射，無(wú)法穿墻而過，上行傳輸也需要一個(gè)LED燈等，所以不能代替Wi-Fi技術(shù)。因此更多的是作為一種補(bǔ)充，能夠在一些特定的場(chǎng)所發(fā)揮比Wi-Fi更好的效率。
可見光通信尚未解決的問題還很多，需要謹(jǐn)慎樂觀，既要認(rèn)識(shí)到Li-Fi的優(yōu)點(diǎn)，也要充分認(rèn)識(shí)到Li-Fi的不足。可以預(yù)見的是，Li-Fi技術(shù)的推廣將與Wi-Fi形成很好的配合，為人們提供各種便利。也許不久之后，在沒有Wi-Fi的地方，只要開個(gè)燈，也照樣可以上網(wǎng)啦。
1 材料準(zhǔn)備
激光筆一只(功率為50mW或100mW左右較好)，一些裝羽毛球的直筒，口徑合適的一次性紙杯若干個(gè)，普通放大鏡兩個(gè)，平面鏡兩小塊，蓋玻片一片，一些膠帶。
2 實(shí)驗(yàn)演示儀結(jié)構(gòu)及制作
實(shí)驗(yàn)演示儀的整體結(jié)構(gòu)可分為光源、光學(xué)元件和觀測(cè)頭三部分。
2.1光源制作
如圖1所示，將羽毛球直筒截取一段，長(zhǎng)度大約為普通鋼筆長(zhǎng)的兩倍，取兩個(gè)直筒蓋，分別在其中間挖個(gè)圓孔，將其中一個(gè)筒蓋裁邊后放入筒內(nèi)中間位置固定，另一個(gè)蓋在筒口，再將激光筆(可以買到類似于鋼筆的激光筆)穿過兩圓孔固定。
由于泊松亮斑實(shí)驗(yàn)需要對(duì)光束進(jìn)行擴(kuò)散后演示效果較好，所以需要制作擴(kuò)散光源，如圖2所示，先裁制一個(gè)合適長(zhǎng)度的直筒(簡(jiǎn)稱擴(kuò)散筒)，將一透鏡用膠帶固定在筒蓋上，將筒蓋裁邊后放入筒內(nèi)合適位置并固定(在距底端約2／3激光筆長(zhǎng)度的位置)。
2.2光學(xué)元件制作
①單縫、雙縫的制作：如圖3所示，將一次性紙杯底部開個(gè)適當(dāng)大小的口子，再將一平面鏡截取合適大小，中間劃一道狹縫(雙縫劃兩道合適間隔的狹縫)，并用雙面膠將其粘貼在口子上方，注意平面鏡要將口子覆蓋，鏡面朝上，劃縫時(shí)要求平整光滑。
②小孔的制作：如圖4所示，將一次性紙杯底部用縫紉針鉆個(gè)小孔，鉆孔時(shí)應(yīng)從光線來(lái)的這一側(cè)鉆入，小孔大小要合適，大致在針尖穿過0.5mm左右即可，小孔邊越光滑越好。
③泊松亮斑實(shí)驗(yàn)的圓屏制作：如圖5所示，將一次性紙杯底部開個(gè)適當(dāng)大小的口子，用雙面膠將一蓋玻片粘貼到口子上方，再用鋼筆或墨水筆在蓋玻片中間位置滴一小墨滴，注意小墨滴的大小大概是大頭針尾部的1／2左右(用紅光實(shí)驗(yàn)時(shí))，小墨滴越圓越好。
2.3觀測(cè)頭的制作
將兩個(gè)羽毛球直筒用膠帶接在一起，在筒的一側(cè)用白紙覆蓋并用膠帶固定(作為展示屏，如圖6所示)，注意白紙要蓋的平整，再將一個(gè)紙杯底部鏤空，將合適大小的放大鏡用膠帶固定在杯底，如圖7所示。
3 實(shí)驗(yàn)操作
單縫衍射、雙縫干涉、小孔衍射的實(shí)驗(yàn)操作類似，如圖8所示，將自制光源樹立在平地上，打開激光筆，將制作好的光學(xué)元件套在光源上，調(diào)節(jié)紙杯使得光穿過單縫、雙縫或小孔，然后在紙杯上方套上制作好的直筒，調(diào)節(jié)直筒使實(shí)驗(yàn)圖像顯示在白紙的中間，再套上裝好放大鏡的紙杯即可觀察到清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
泊松亮斑實(shí)驗(yàn)的操作如圖9所示，在光源和直筒之間加一個(gè)制作好的擴(kuò)散筒，其余與上面三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作類似。
4 實(shí)驗(yàn)儀的特點(diǎn)
4.1調(diào)節(jié)方便
利用紙杯口徑由大到小的特點(diǎn)，可以卡住直筒口達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定；實(shí)驗(yàn)并不對(duì)紙杯進(jìn)行固定，是因?yàn)楣潭ê笤诠庠窗l(fā)生偏移時(shí)不易調(diào)節(jié)，而不固定的紙杯調(diào)節(jié)較靈活，紙杯上的直筒利用紙杯的這一特點(diǎn)也可以有一定角度的調(diào)節(jié)，當(dāng)光線不能沿簡(jiǎn)直達(dá)上端中間位置時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)直筒使光線達(dá)到所需要的位置，實(shí)驗(yàn)中可以通過更換光學(xué)元件方便的實(shí)現(xiàn)多功能實(shí)驗(yàn)的效果。
4.2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示效果明顯
傳統(tǒng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示：①通過目鏡進(jìn)行觀察：實(shí)驗(yàn)需要將眼睛湊近目鏡，觀察較費(fèi)力；②將光線投射到屏幕上(如墻壁)，通過屏幕的漫反射進(jìn)行觀察：由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境(如外界光線)影響，現(xiàn)象展現(xiàn)往往不夠明顯。
本實(shí)驗(yàn)儀現(xiàn)象展示：利用白紙的半透光性進(jìn)行現(xiàn)象展示，當(dāng)光線從一側(cè)照射過來(lái)時(shí)，我們可以在紙的另一側(cè)看到紙上所展示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合目鏡觀察的特點(diǎn)，利用直筒在紙屏的下方形成暗室，同時(shí)在紙屏上方用一個(gè)紙杯形成暗室，再利用放大鏡可將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更清晰的展示，同時(shí)可將實(shí)驗(yàn)儀拿下講臺(tái)，橫放在手上，走到學(xué)生跟前演示。
4.3制作簡(jiǎn)單，取材方便，利于推廣
本實(shí)驗(yàn)所用器材都是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷模杭す夤P可以從網(wǎng)上購(gòu)得；裝羽毛球的直筒可從學(xué)校體育器材室要一些(他們一般作為廢品處理)；口徑合適的一次性紙杯可到超市購(gòu)得；普通放大鏡、膠帶、平面鏡可從小商品店里購(gòu)得；蓋玻片可以從生物試驗(yàn)室獲取，由于制作簡(jiǎn)單，取材方便，本實(shí)驗(yàn)儀不光老師可以制作演示，也可以讓學(xué)生去制作，去實(shí)驗(yàn)，可以廣泛推廣。
4.4體現(xiàn)了物理之美，科學(xué)之美
電腦和投影儀連接的方法是：
1、轉(zhuǎn)接口插在投影儀上，連接電腦和投影儀。
2、在桌面右擊，打開“顯示設(shè)置”點(diǎn)擊“檢測(cè)”。
3、可設(shè)置為“復(fù)制這些顯示器”或者“擴(kuò)展這些顯示器”，保存設(shè)置。
投影儀是一種利用光學(xué)元件將工件的輪廓放大,并將其投影到影屏上的光學(xué)儀器。可用透射光作輪廓測(cè)量，也可用反射光測(cè)量不通孔的表面形狀及觀察零件表面。投影儀特別適宜測(cè)量復(fù)雜輪廓和細(xì)小工件，如鐘表零件、沖壓零件、電子元件、樣板、模具、螺紋、齒輪和成型刀具等，檢驗(yàn)效率高，使用方便；廣泛應(yīng)用于計(jì)量室、生產(chǎn)車間，對(duì)儀器儀表和鐘表行業(yè)會(huì)議場(chǎng)合尤為適用。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
1.LihgToools軟件光學(xué)設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)
大學(xué)生職業(yè)能力的作用社會(huì)發(fā)展而日新月異,勞動(dòng)者的素質(zhì)及能力也必將隨之提高。教高[2006]16文件進(jìn)一步明確培養(yǎng)“高素質(zhì)技能型專門人才”的目標(biāo)。高素質(zhì)技能型專門人才不僅是能夠?qū)⑺鶎W(xué)專業(yè)知識(shí)、技能應(yīng)用于所從事崗位的專門人才,更應(yīng)是職業(yè)能力和素質(zhì)都高的專門人才。因此職業(yè)能力是人們從事某種職業(yè)的多種能力的綜合,是勝任某種職業(yè)崗位的必要條件。而LightTools專業(yè)光學(xué)軟件的教學(xué)既是光電信息專業(yè)的教學(xué)特色,也是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的有效途徑之一。LightTools是一個(gè)全新的具有光學(xué)精度的交互式三維實(shí)體建模軟件體系,提供最現(xiàn)代化的手段直接描述光學(xué)系統(tǒng)中的光源、透鏡、反射鏡、分束器、衍射光學(xué)元件、棱鏡、掃描轉(zhuǎn)鼓、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及光路設(shè)置。由于LightTools把光學(xué)和機(jī)械元件集合在統(tǒng)一的體系下處理,并配有“放置”光源、發(fā)射光線的非順序面光線追跡的強(qiáng)大功能,使它在系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)、復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、光機(jī)一體設(shè)計(jì)、雜光分析、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、單位各部門間學(xué)術(shù)交流和數(shù)據(jù)交換、課題論證或產(chǎn)品推廣等各環(huán)節(jié)中均可發(fā)揮重要的作用,已是人們進(jìn)行產(chǎn)品光學(xué)性能分析的必備工具之一。
2.使用LightTools專業(yè)軟件進(jìn)行案例教學(xué)方法的嘗試
光電信息科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生職業(yè)能力的全面培養(yǎng)與訓(xùn)練,涉及該專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位、專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)方法的選擇等諸方面因素。然而,在軟件教學(xué)中,通常是以介紹軟件各種命令和操作步驟為主要課堂內(nèi)容,一方面,易使學(xué)生因?yàn)榭菰锏拿疃W(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。另一方面,也容易最后使學(xué)生學(xué)會(huì)了理論知識(shí),但無(wú)法應(yīng)用于實(shí)踐,在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性思維方面也有不足。因此,在多年的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件教學(xué)過程中,我們根據(jù)光電信息類工作崗位所需的職業(yè)能力要求,以服務(wù)為宗旨,就業(yè)為導(dǎo)向,以“必需、夠用”為度,本著學(xué)以致用的原則,選取教學(xué)內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)采用案例教學(xué)法能夠很好地解決了上述問題。在LightTools軟件教學(xué)中,其教學(xué)計(jì)劃分主要為兩部分,第一部分是非成像光學(xué)理論知識(shí)的介紹,要求學(xué)生掌握非成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、注意事項(xiàng),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等,以使學(xué)生在后續(xù)使用LightTools軟件進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)能夠在宏觀上把握設(shè)計(jì)要領(lǐng)。這部分主要占總學(xué)時(shí)的5%。第二部分是案例設(shè)計(jì),占總學(xué)時(shí)的95%。主要從最基本的案例(如導(dǎo)光管、手電筒設(shè)計(jì))開始,逐漸過渡到較復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(如液晶顯示器背光源系統(tǒng)、車燈系統(tǒng)、投影儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)等)。由簡(jiǎn)到難,由淺入深的教學(xué)思路,能夠使學(xué)生接受知識(shí)比較容易,同時(shí)學(xué)習(xí)情緒高漲,能夠極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。另外案例的選擇在LightTools教學(xué)中也是至關(guān)重要的。我們選取的案例通常是光學(xué)設(shè)計(jì)公司的培訓(xùn)案例,以及他們公司簡(jiǎn)單的一些設(shè)計(jì)實(shí)例。
3.結(jié)束語(yǔ)
使用LightTools軟件進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)的過程是大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極研究、探索的過程,是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決相關(guān)光學(xué)設(shè)計(jì)問題、提高專業(yè)技能的過程,更是學(xué)生適應(yīng)光學(xué)設(shè)計(jì)類就業(yè)崗位需求、不斷提升職業(yè)能力的過程。整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含大量的專業(yè)及非專業(yè)知識(shí),如光源的選擇,光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果能否滿足需求,及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)的合理性,可加工性等等都是需要考慮的內(nèi)容,最終學(xué)生設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)既反饋了LightTools軟件課程的教學(xué)效果、教改的內(nèi)容,反映了學(xué)生光學(xué)軟件知識(shí)和軟件基本技能掌握的程度,同時(shí)也能夠較全面的反映學(xué)生知識(shí)、技能運(yùn)用于實(shí)際的能力,以及創(chuàng)新能力。
