光学论文范文10篇

光学论文范文篇1

关键词:多媒体技术教学物理光学

由于计算机和网络的迅速发展,近年来教育领域多媒体技术得到了广泛的应用。运用教学课件、互联网络、录音录像、视频展示等现代教育技术于课堂的多媒体教学，由于其形象直观的表现形式，丰富多彩的课堂信息量，充分调动了教师的积极性和学生的学习热情，同时也为学生的学习和发展提供了形式多样的学习环境。

多媒体技术正在逐步变革着教师的教学方式、学生的学习方式、教学内容的呈现方式和师生的互动方式，也促使我们对教学过程进行新的认识和思考。下面针对多媒体教学这种新的教学手段，具体谈谈多媒体技术在物理光学课程教学过程中的影响。

一、多媒体技术对教师的影响

教师是教学过程的主导。教什么，怎么教，是由教师决定的。教师在教学中必须明确所授课程在学科专业、课程体系中的地位和作用、所授课程的教学目标。不可想象，当教师不了解课程在学科专业、课程体系中的地位和作用时，就无法依据学科专业，阐明基本原理在专业中的广泛应用，也无法依据学生的知识结构做到知识的承上启下和融会贯通；当教师不了解所授课程的教学目标时，就无法做到有的放矢。一个好的大学教师，应该具备较高的专业素养和学术造诣，在教学过程中帮助学生去接受、组织和管理知识，并达到自由运用知识的境界。

由于多媒体技术在教学当中的应用，对信息时代的教师，除了上述要求外，还提出更高的要求。

首先，教师必须充分认识到多媒体教学对学生培养的重要性，只有意识到这一点，教师才会有使用多媒体课件的积极性。

其次，教师还必须熟悉多媒体教学的各种实现技术，如Powerpoint、Authoware、Flash等软件，才能把文字、图片、声音、视频等有机地结合起来，针对教学内容和教学方法，恰当的选择和运用不同形式的多媒体手段，制作出有创意的高水平教学课件,吸引学生的注意力，调动学生的情绪，引导学生积极思考,真正发挥多媒体教学的作用和效果。

第三，教师还要充分利用计算机网络将制作的教学多媒体课件，教学视频录像上传到教学网站上，以便学生查阅；利用网络免费资源，为学生提供相关网站的链接。

第四，多媒体技术扩大了课堂容量，提高了课堂工作效率，用课件上课节约了教师写板书的时间，教师要有效地组织教学，课前要搜集大量相关资料，使学生在课堂能接受到更多的信息来开拓自己的视野；课上要增加师生互动，逐渐在课堂上创造一种学生积极主动参与的氛围，培养学生独立思考的能力。

第五，让学生利用计算机技术实现特定的课程设计，挖掘学生的潜能，以提高学生分析问题和解决问题能力,达到培养学生的创新意识和创新能力的目的。

第六，教师应转变教学观念，教学中教师将接受学生更多更广泛的提问，这就要求教师加强理论学习，充实自我，改善知识结构，师生在教学中共同学习，共同提高。

在进行多媒体教学时，教师不能把学生仅仅看作是知识的被动接受者，应恰当地控制教学节奏,谨防成为现代化的“填鸭式”教学模式；教师也不能平铺直叙地念多媒体课件，进行教学时成为课件的留声机，让课件代替了教师。另外理工类学科在进行必要的公式推导时，运用多媒体课件，鼠标一点就会有一个一个的公式出来,一个公式还未看清，下一个公式就蹦出来了，让学生来不及思考，有一种囫囵吞枣的感觉，教师也感觉没达到好的教学效果。此时，教师要根据实际情况,认真研究如何将这种全新的教学手段与传统教学手段有机结合,相得益彰,各自发挥其优势,使理工科的课堂教学得到事半功倍的效果。

二、多媒体技术对学生的影响

大学的教育要强调人的发展，学生是我们教育的产品,一个好的大学是以它的学生质量和科研水平来评价的。对于大学的历史使命，牛津大学校长卢卡斯这样认为，大学一直是服务于社会的，同时不断调整自身以回应社会不断变化的需求。他特别强调，大学从事的是人的教育，大学应该是这样一个场所，在这里能够培养独立思考能力、清晰的头脑、想象力等个人成功所必备的品质，而具有这些品质的人是社会发展进步的保证2。

学生是教学的主体。在教学过程中，学生是内因，教师是外因。教师教学方法再好，多媒体课件制作得再精彩，学生没有学习的热情，教学的目的就无法达到。因而，学生同样必须明确所学课程在学科专业、课程体系中的地位和作用，注重自身专业知识的系统完整，建立创新意识，做到术业有专攻。

多媒体教学手段的引入，学生的学习方式和手段、学习的平台等也随之发生了变化。

第一，多媒体教学上课时，形象直观的多媒体课件，变抽象的文字描述和数学表达为具体的视觉画面，丰富了学生的感知，增强了学生的理解力。

第二，学生可以专心听讲，不再忙于记笔记，教师提供了教学课件的下载，便于自学和复习；网络信息资源的共享，提供了丰富的课程相关信息，学生获取知识的途径不再只是教材、教师和参考书，使学生可以真正畅游在知识的海洋。

第三，学生的学习自主性和主动性提高了，学生可以将个别学习与集体学习有机地结合，有目的地选择感兴趣的方向，凸显个性发展的新型教育模式。

第四，多媒体的交互特性加强了学生与教师的沟通与交流，电子邮件与网络答疑的应用，使得师生的交流方式不再局限于面对面的模式，而真正地实现师生交流。

第五，课后作业的网络提交，体现了节约型社会的新理念，同时也考验着学生的诚信，使用得当，将达到教书育人的双重目的。

由于使用了多媒体课件，可以通过课后复制课件，有的学生就会忽视课堂听课，孰不知课堂师生教与学的交流中，两者思想火花的碰撞，即兴的幽默，课后却是无法复制的，而这往往能够让我们对所学知识留下深刻的印象。

三、多媒体技术在《物理光学》课程中的应用

物理光学作为光学、光学工程、光通信、光电子技术等专业的基础课程，教学质量的好坏直接关系到学生对今后专业课程的学习。由于多媒体技术的使用，促使我们对教材内容重新组织设计，既要在教学中使学生明晰物理概念，又要让学生经常感到这门课对于专业学习很重要,是不可缺少的专业基础课。

多媒体课件的使用，使得我们有时间更多地为学生引入相关学科成果和前沿。例如，在对光学薄膜的讲解上，介绍了多层光学薄膜在激光器、激光陀螺和DWDM等现代高科技领域中的广泛应用；在对光子吸收、色散、散射等内容的讲解上，我们还特别介绍了在光电对抗、电吸收调制中有广阔应用前景的双光子吸收、多光子吸收、场致吸收，也介绍了对光纤通信有重要意义的基于瑞利后向散射的OTDR和基于受激拉曼散射的拉曼光纤放大器等。这一方面可以提高学生的学习积极性,另一方面也使学生学以致用。

在制作教学课件时，我们不仅仅局限于PPT幻灯片的播放，针对物理光学课程的特点，还添加了Flash动画，模拟光线的传输，动态地解析物理过程。例如，在杨氏双缝干涉中，让光动态地逐步穿过单缝和双缝到达观察屏，以有区别的颜色表示相长和相消的光线，在观察屏上显示出明暗相间的条纹，而且通过改变双缝距离、观察屏和双缝的距离以及光的波长（以光线颜色表示），来直观形象地说明三者分别对干涉条纹的影响。在介绍马吕斯定律时，让自然光通过起偏器，获得偏振光，再让偏振光经过检偏器，逐步改变检偏器的角度，在观察屏上将会看到光强随检偏器的角度变化而变化，使学生对马吕斯定律有深刻的认识。物理光学微观实验在实践教学中是无法实现或较难实现的，不做实验就会对学生掌握知识以及教学效果带来不利的影响，我们同样利用Flash动画，模拟光子的吸收，并加入声音，动态地解析光与物质相互作用时的单光子吸收、双（多）光子吸收物理过程，既可非常清楚地把要说明的问题反映出来，帮助学生深刻理解较抽象和较复杂的教材内容，又能使学生在轻松愉快的教学氛围中学习，收到很好的效果。

光学论文范文篇2

摘要：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑

1引言

随着空间技术和军事技术的发展需要，探测仪器的分辨率要求越来越高。在深冷的条件下，当需要探测的目标信号十分虚弱时，探测仪器的背景辐射主要来自仪器本身的光学系统和支撑结构，探测仪器灵敏度严重受到系统本身辐射的影响，为减少这一热噪声，冷却光学系统是必需采用的方法。只有把光学系统冷却及其相关部件冷却到一定程度，才能有效地减少背景光子的通量，发挥背景极限探测器的功能，大大提高探测器灵敏度。在低温状态下工作的光学系统需要解决一系列新问题，这些新问题涉及材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等，这就形成了一门新兴学科——低温光学。

自上世纪七十年代开始，美国首先对低温光学技术进行探究，最初主要用于各种观察、测量系统，例如低温红外望远镜、空载干涉仪器等。从机载、球载到星载，大多数系统都成功有效地完成了对外空的各种探测任务。欧洲一些国家也对低温光学系统的观察仪器进行了探究。国内起步于上世纪八十年代末，由于国内航天及其国防事业的发展要求有高灵敏度的探测器，而这些仪器将不可避免地用到低温光学系统。

我国的未来光学遥感系统采用了十几个光学元件，这些系统要求冷却到150K，并且对光学元件的控温范围要求非常严格，因此就需要研制一套低温真空实验装置对相关的光学元件进行低温实验。

2系统实验装置的建立

该光学系统的最主要部件之一是动镜装置部分。基于反射镜的温度要冷却到150K并对反射镜的变形进行探究的目的，就需要建立一套高真空和低温应用的实验系统，该系统还要满足进行其它光学元件的低温实验需要。系统实验装置由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。

2.1低温真空腔体设计

低温真空光学实验装置系统示意图如图1所示，1-机械泵2-预阀3-分子泵4-高阀5-铜带6-低温真空腔7-直线电机8-电源9-被测量光学系统10-ZYGO干涉仪11-光学窗口12-监控计算机13-温控电路14-铂电阻15-电热器16-液氮箱17-活性炭18-氮气19液氮20低阀。低温真空腔体是实验系统的核心部分，其示意图见如图2，1—抽气管2-液氮桶3-上腔体4-铜带5-引线出口6-支撑平台7-下腔体8-电机支撑9-梯形支撑10-光学窗口11-O形圈12-动镜支撑框架13-O形圈14-活性炭15-出气管16-进液管。腔体总高461mm，外壳直径284mm。内有圆柱形液氮容器，可以储存液体约4升。其中的光学元件支撑框架是专门为动镜设计的，其高度177mm。整个腔体可以测试直径小于250mm,高度小于200mm的各类反射镜和光学元件。

液氮桶下面用铜带接光学元件装置，当液氮桶灌注液氮后，冷量通过铜带传导给光学元件装置。下腔体的石英玻璃光学窗口直径为64mm.光学元件支撑结构由支撑平台和固定夹板组成。用固定夹板是为了防止光学元件框架移动，并保证光线垂直射到动镜表面上。由于动镜需要电机驱动，而电机的发热量为3-5W，而这部分热量辐射对动镜有很大影响，因此就用导热率较高的紫铜支撑把一部分热量尽可能的传递给系统外部。由于光学元件装置部分需要冷却因此就需要尽量避免它和外界和腔体传递热量，因此就考虑用梯形支撑，由于梯形支撑壁很薄，就起到了很好的隔热功能。

2.2真空抽气系统和活性炭处理

真空抽气系统由机械泵和分子泵组成。由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，在光学测试的同时，关掉机械泵和分子泵。在关掉机械泵和分子泵的期间，还要维持真空腔体内的真空，故考虑在腔体内加活性炭以维持腔体内的真空度。为了去处活性炭中的水汽和其它气体，需要对其进行烘烤预处理。活性炭在加工的时候已经固定于上组件中，所以把整个上组件放在DZF-6210真空干燥箱中，在温度为100°C，烘烤约48小时使得真空度稳定在0.1Pa，然后再做真空低温实验。

2.3ZYGO激光平面干涉仪器

非平面的光学元件可以用He-Ne仪器进行光学测量，而平面型光学元件只能用ZYGO干涉仪如图3进行测量，由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，因此就需要防震办法。如图3为ZYGO激光平面干涉仪及其防震装置。

3关键部件的分析和设计

3.1光学窗口的有限分析

干涉测量的光线要通过窗口，所以就要考虑窗口的厚度对测量误差的影响，应尽可能使光学窗口厚度最小，同时还要能承受外部一个大气压的功能。在外部一个大气压，内部几乎为真空的条件下，综合考虑窗口折射带来误差的影响和其强度的大小，要求石英玻璃窗口的最大变形小于一个波长λ（λ=0.53μm）。

通过ANSYS软件建立动镜的有限元模型，并施加边界条件，改变动镜的厚度，进行变厚度有限元分析。如图4-图6是其中比较有代表性的三个分析结果。从有限元分析结果可以得到不同厚度玻璃窗口最大变形比较。光学窗口厚8mm时其最大变形0.989μm远超过一个波长，当其厚度从10mm变到12mm,起最大变形都小于一个波长，但是变化值并不大。窗口厚度变大，其折射带来的误差就大，为了保证其强度，综合这两个因素选择10mm厚，径厚比为6.4∶1的玻璃窗口。

3.2梯形支撑的设计

梯形支撑是连接真空腔体和支撑平台的关键部件，如图7为其示意图,图中为热端温度，为冷端温度。它一方面要求满足尽量减少导热，起到“绝热”的功能，另一方面又要求其强度能满足实验的要求。

由公式4可以看出传热量和材料屈服强度和材料导热系数之比成反比。欲使传热量越小，就应该选择越大的材料，即材料的屈服强度尽量大，材料的导热系数尽量小。由文献[2和[3并且考虑到加工成本经济性，选择不锈钢作为梯形支撑的材料。并计算选取梯形支撑的壁厚1mm。参阅金属材料数据库可得到不锈钢的低温导热系数，对温度区间20K∽300K进行拟合可以得到不锈钢的导热系数拟合公式如图8所示。即

在设计载荷为500N,平安系数取1.5,不锈钢的屈服强度为210MPa,支撑高度为0.046m,高温端为300K,低温端取150K。由公式（4）计算得漏热量为0.042W,可以忽略不计。

4小结

现代技术的发展对观测和成像设备的工作波段和空间分辨率都有很高的要求，低温真空技术越来越受到关注。本文探究了小型低温光学实验装置的相关技术。重点讨论了真空低温腔的结构、光学窗口影响及其有限元分析和梯形支撑的设计，并给出了实验装置的系统示意图，对相关技术进行了探索，为近一步的低温光学探究打下了基础，并在以后的工作中不断完善。

参考文献

[1杨世铭陶文铨《传热学》（第三版）高等教育出版社1998

[2马庆芳芳荣生项立成郭舜《实用热物理性质手册》中国农业出版社1986

[3宋键朗杨奋为袁文彬等《材料手册——金属》上海航天局第八零七探究所1992

光学论文范文篇3

关键词：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑

1引言

随着空间技术和军事技术的发展需要，探测仪器的分辨率要求越来越高。在深冷的条件下，当需要探测的目标信号十分虚弱时，探测仪器的背景辐射主要来自仪器本身的光学系统和支撑结构，探测仪器灵敏度严重受到系统本身辐射的影响，为减少这一热噪声，冷却光学系统是必需采用的方法。只有把光学系统冷却及其相关部件冷却到一定程度，才能有效地减少背景光子的通量，发挥背景极限探测器的作用，大大提高探测器灵敏度。在低温状态下工作的光学系统需要解决一系列问题，这些问题涉及材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等，这就形成了一门新兴学科——低温光学。

自上世纪七十年代开始，美国首先对低温光学技术进行研究，最初主要用于各种观察、测量系统，例如低温红外望远镜、空载干涉仪器等。从机载、球载到星载，大多数系统都成功有效地完成了对外空的各种探测任务。欧洲一些国家也对低温光学系统的观察仪器进行了研究。国内起步于上世纪八十年代末，由于国内航天及其国防事业的发展要求有高灵敏度的探测器，而这些仪器将不可避免地用到低温光学系统。

我国的未来光学遥感系统采用了十几个光学元件，这些系统要求冷却到150K，并且对光学元件的控温范围要求非常严格，因此就需要研制一套低温真空实验装置对相关的光学元件进行低温实验。

2系统实验装置的建立

该光学系统的最主要部件之一是动镜装置部分。基于反射镜的温度要冷却到150K并对反射镜的变形进行研究的目的，就需要建立一套高真空和低温应用的实验系统，该系统还要满足进行其它光学元件的低温实验需要。系统实验装置由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。

2.1低温真空腔体设计

低温真空光学实验装置系统示意图如图1所示，1-机械泵2-预阀3-分子泵4-高阀5-铜带6-低温真空腔7-直线电机8-电源9-被测量光学系统10-ZYGO干涉仪11-光学窗口12-监控计算机13-温控电路14-铂电阻15-电热器16-液氮箱17-活性炭18-氮气19液氮20低阀。低温真空腔体是实验系统的核心部分，其示意图见如图2，1—抽气管2-液氮桶3-上腔体4-铜带5-引线出口6-支撑平台7-下腔体8-电机支撑9-梯形支撑10-光学窗口11-O形圈12-动镜支撑框架13-O形圈14-活性炭15-出气管16-进液管。腔体总高461mm，外壳直径284mm。内有圆柱形液氮容器，可以储存液体约4升。其中的光学元件支撑框架是专门为动镜设计的，其高度177mm。整个腔体可以测试直径小于250mm,高度小于200mm的各类反射镜和光学元件。

液氮桶下面用铜带接光学元件装置，当液氮桶灌注液氮后，冷量通过铜带传导给光学元件装置。下腔体的石英玻璃光学窗口直径为64mm.光学元件支撑结构由支撑平台和固定夹板组成。用固定夹板是为了防止光学元件框架移动，并保证光线垂直射到动镜表面上。由于动镜需要电机驱动，而电机的发热量为3-5W，而这部分热量辐射对动镜有很大影响，因此就用导热率较高的紫铜支撑把一部分热量尽可能的传递给系统外部。由于光学元件装置部分需要冷却因此就需要尽量避免它与外界和腔体传递热量，因此就考虑用梯形支撑，由于梯形支撑壁很薄，就起到了很好的隔热作用。

2.2真空抽气系统和活性炭处理

真空抽气系统由机械泵和分子泵组成。由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，在光学测试的同时，关掉机械泵和分子泵。在关掉机械泵和分子泵的期间，还要维持真空腔体内的真空，故考虑在腔体内加活性炭以维持腔体内的真空度。为了去处活性炭中的水汽和其它气体，需要对其进行烘烤预处理。活性炭在加工的时候已经固定于上组件中，所以把整个上组件放在DZF-6210真空干燥箱中，在温度为100°C，烘烤约48小时使得真空度稳定在0.1Pa，然后再做真空低温实验。

2.3ZYGO激光平面干涉仪器

非平面的光学元件可以用He-Ne仪器进行光学测量，而平面型光学元件只能用ZYGO干涉仪如图3进行测量，由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，因此就需要防震措施。如图3为ZYGO激光平面干涉仪及其防震装置。

图1低温真空光学实验装置系统示意图

图2低温真空腔体结构示意简图

3关键部件的分析与设计

3.1光学窗口的有限分析

干涉测量的光线要通过窗口，所以就要考虑窗口的厚度对测量误差的影响，应尽可能使光学窗口厚度最小，同时还要能承受外部一个大气压的作用。在外部一个大气压，内部几乎为真空的条件下，综合考虑窗口折射带来误差的影响和其强度的大小，要求石英玻璃窗口的最大变形小于一个波长λ（λ=0.53μm）。

通过ANSYS软件建立动镜的有限元模型，并施加边界条件，改变动镜的厚度，进行变厚度有限元分析。如图4-图6是其中比较有代表性的三个分析结果。从有限元分析结果可以得到不同厚度玻璃窗口最大变形比较。光学窗口厚8mm时其最大变形0.989μm远超过一个波长，当其厚度从10mm变到12mm,起最大变形都小于一个波长，但是变化值并不大。窗口厚度变大，其折射带来的误差就大，为了保证其强度，综合这两个因素选择10mm厚，径厚比为6.4∶1的玻璃窗口。

3.2梯形支撑的设计

梯形支撑是连接真空腔体和支撑平台的关键部件，如图7为其示意图,图中为热端温度，为冷端温度。它一方面要求满足尽量减少导热，起到“绝热”的作用，另一方面又要求其强度能满足实验的要求。

图7梯形支撑模型示意图

根据[1]知道，梯形支撑的热传导量为：

（1）

式中：——从支撑热端温度到冷端温度之间支撑材料的平均热导率；其表达式为：

（2）

——支撑的横截面积；

L——支撑的高度。

考虑到起其强度[5]，有：

（3）

式中：——作用于构件的设计载荷；

——安全系数；

——支撑材料的屈服强度。

由公式（1）、（2）和（3）可得：

（4）

由公式4可以看出传热量与材料屈服强度与材料导热系数之比成反比。欲使传热量越小，就应该选择越大的材料，即材料的屈服强度尽量大，材料的导热系数尽量小。由文献[2]和[3]并且考虑到加工成本经济性，选择不锈钢作为梯形支撑的材料。并计算选取梯形支撑的壁厚1mm。参阅金属材料数据库可得到不锈钢的低温导热系数，对温度区间20K∽300K进行拟合可以得到不锈钢的导热系数拟合公式如图8所示。即

（5）

图8不锈钢导热系数拟合

在设计载荷为500N,安全系数取1.5,不锈钢的屈服强度为210MPa,支撑高度为0.046m,高温端为300K,低温端取150K。由公式（4）计算得漏热量为0.042W,可以忽略不计。

4小结

现代技术的发展对观测和成像设备的工作波段和空间分辨率都有很高的要求，低温真空技术越来越受到关注。本文研究了小型低温光学实验装置的相关技术。重点讨论了真空低温腔的结构、光学窗口影响及其有限元分析和梯形支撑的设计，并给出了实验装置的系统示意图，对相关技术进行了探讨，为近一步的低温光学研究打下了基础，并在以后的工作中不断完善。

参考文献

[1]杨世铭陶文铨《传热学》（第三版）高等教育出版社1998

[2]马庆芳芳荣生项立成郭舜《实用热物理性质手册》中国农业出版社1986

[3]宋键朗杨奋为袁文彬等《材料手册——金属》上海航天局第八零七研究所1992

光学论文范文篇4

关键词银幕类型亮度系数增益

银幕是指能接受幻灯、投影、电影等设备所投射出的光束，并在其表面显示图像的白色特制平面，也称之为放映银幕。它对放映画面的亮度、清晰度、对比度、色彩还原和放映声音起着重要的作用。要使银幕达到良好的放映效果，就必须对银幕的种类、光学原理和使用方法等进行充分的研究。

一、银幕的类型

目前常用的银幕按幕面的光学特性分为两大类：反射式银幕和透射式银幕。反射式银幕不受尺寸限制，但受环境光线的影响较大，包括各种规格的手动挂幕和电动挂幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金属平面幕、弧面幕等。反射式银幕按照光学原理分为漫散反射银幕和方向性漫散反射银幕。透射型银幕画面整体感较强，不受环境光线的影响，能正确反映图像质量，画面色彩艳丽，形象逼真，包括各种规格的硬质透射幕和软质背投幕。透射式银幕按照光学原理多为方向性漫散透射银幕。

1、漫散反射银幕

漫散反射银幕是放映电影和幻灯投影中常用的一种银幕。其特点是银幕表面能将照射到幕面上的光线，在较大扩散角范围内，均匀分散地反射到各个方向，在银幕的前方任何不同的角度观看银幕影像时，其亮度基本不随方向和角度而改变，散射角大，颜色准确自然。

2、方向性漫散反射银幕

方向性漫散反射银幕的特点是将照射到幕面上的光线经过反射并重新分配后集中于一定方向的角度内，因而在这个角度内银幕亮度高，观众在这一角度内观看时图像清晰明亮：但偏离这一特定的角度时。银幕亮度有明显下降。另外，有一些方向性漫散反射银幕对某些颜色具有排斥作用，会使彩色影像的颜色失真。

3、方向性漫散透射银幕

方向性漫散透射幕的特点是当光线照射到银幕上时，在以入射光线为中心的立体角内都有透射光，在入射光方向上透射光强有最大值，偏离此方向越远透射光强越小，因此看起来入射方向最亮，远离此方向则变暗。这种幕放映时，可不用遮暗。

二、银幕的几个重要光学指标

1、银幕的反射系数、透射系数和吸收系数

光线投射到银幕上，通常分成三部分：一部分被反射，一部分被吸收，还有一部分穿透银幕。我们分别用反射系数、透射系数和吸收系数表示银幕材料对入射光线的反射、透射和吸收程度。

反射系数=银幕反射的光通t/照射到银幕的总的光通量(1)

透射系数=银幕透射的光通量/照射到银幕上总的光通量(2)

吸收系数=银幕吸收的光通量/照射到银幕上总的光通量(3)

对于任何一种幕面光学材料，这三个系数之和都等于1。

即：反射系数+透射系数+吸收系数=1(4)

各种银幕的光学材料都可用上述三种系数表明其特性，某种材料的吸收系数大，说明射到它上面的光通量损失大。无论是何种银幕都要求吸收系数值越小越好。吸收系数的大小与银幕光学材料的吸光性、厚度和颜色有关：材料吸光性高、厚度大、颜色深，则吸收系数大。与其它材料相比，白色材料吸收系数值最小。

反射型银幕要求反射系数大，透射系数尽量小。在同样的光照条件下，反射系数越高，银幕反射的光线就越多。幕面就越亮。透射型银幕则要求透射系数尽量大，反射系数尽量小。

2、银幕的亮度系数

银幕的亮度系数Rα，就是在同一照明条件和规定的观察条件下，当入射光线沿银幕法线方向时，在观看银幕一侧与银幕法线方向成α角方向的银幕亮度Bα与同样条件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)

理想漫散幕是抽象的一种理想银幕，即反射系数(或透射系数)为1，并且能将全部入射光能量以完全均匀的亮度反射(或透射)到半球空间内。

显然，由式(5)看出亮度系数Rα是角度α的函数，不同银幕的亮度系数Rα可用亮度系数特性曲线表示，它表明银幕表面亮度系数根据观察方向不同而变化的情况，如图1。

(1)当银幕是理想漫散银幕时：Bα=BO，Rα=1。其特性曲线如曲线1所示。

(2)当银幕是实际漫散银幕时，亮度Bα在近法较大幅度内与。α角无关，仅在α接近90度时，亮度才有所降低，其特性曲线如曲线2所示。所以漫散反射银幕的光能量分配在一定范围内是均匀的。观看者在此范围内观看银幕时，亮度大致相同。

(3)当银幕是方向性漫散银幕时，在银幕法线(假定入射方向沿法线)方向的某个范围内Bα可以大于BO，因而Rα＞1，但随着α角的增大，Bα不断减小，Rα则随着不断减小。当α超过一定值时，Rα即小于1，其亮度特性曲线如曲线3所示。由于方向性漫散银幕对入射的光能量在空间的不同方向上重新分配，光线集中在某个方向上，其亮度系数大于1，但是这些方向上的亮度提高是依靠降低其它方向上的亮度来实现的，反射系数(或透射系数)并未超过1。

我们把亮度系数的最大值称为银幕的增益。漫反射银幕典型的亮度增益值在0.8-1.0之间，而方向性漫散银幕的亮度增益可以从1.4直到2.0，甚至更高。所以方向性漫散银幕也称增益银幕。对于增益银幕，我们不能只虑它的增益系数，还要考虑银幕的亮度特性曲线是否平缓。低增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较小。高增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较大。也就是说，对于高增益银幕，我们希望其亮度特性曲线越平缓越好。

经多年试验和验证，电影界已形成银幕亮度标准，且被全世界采用。在SMPTE公布的与影院放映影片有关的银幕亮度标准中，规定银幕中心亮度为16英尺朗伯(55cd/m2)。边缘为12英尺朗伯(41.25cd/m2)。这是放映机上无影片运行、白光下所测得的银幕亮度值。该标准同时指出银幕中心亮度不宜过亮，也就是说不应有热点(hotspotting)。通常，银幕亮度取决于放映机发出的光流以及放映灯和银幕之间的光损失，也就是反光镜、镜头、放映窗玻璃所造成的光损失，以及从银幕上反射光线的损失。

3、银幕的散射角

散射角也称为视角，是指亮度系数为Rα=0.7Rαmax(Ramax指该银幕的增益)时的2a角称为散射角，如图1所示。散射角在选择银幕时是一个重要的光学参数，观看者观看银幕时，应处于散射角范围内，这样才能获得较为清晰、明亮的图像。一般来说银幕的增益越大，散射角越小：增益越小，散射角越大。

4、银幕的清晰度

银幕画面清晰度是放映质量的重要指标之一，是指银幕上影像各细部影纹及其边界的清晰程度。通常以解像力来表示，即每毫米可分辨的线条数，单位为线对\毫米。解像力越高。并且银幕中心和四周的解像力相差不大，则银幕上的图像显得越清晰。一般来说，银幕的解像力达到50线对\毫米就可以达到比较良好的图像清晰度。

三、常用的几种银幕

1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕

白色布幕由白布精漂而成l白色塑料幕是由白色聚氯乙烯制成，布基涂塑幕是在幕基(布或其它织物)上喷涂一层白色聚氯乙烯或白色硫酸钡涂料而成。这些银幕都属漫散反射式银幕，光线反射柔和，亮度均匀，增益不高，对放映环境透光遮挡要求严，反射系数在0.7～0.85,散射角在140度左右。

2、金属银幕

金属银幕均属方向性漫散反射银幕，金属银幕可提供更大的辐射强度，就像镜子反射光一样，这种银幕的亮度系数范围较广，一般在1.5～10之间。使用这种银幕时应注意，增益越高，散射角越窄。该银幕的缺点是密度不易做均匀，从而造成平整度受影响，因此，建议不要用这种材料制作太大的银幕。

金属银幕分为铝箔反光幕和银粉幕。铝箔反光幕是在幕基(如麻布、白细布、漆布、塑料等材料)上喷涂一层铝反射层或刷一层铝粉漆。也可将铝板表面腐蚀或喷砂形成白色无光泽表面。这种银幕随制作工艺不同，反射系数通常不超过0.65,亮度系数可在1.5～4.5之间，散射角一般不超过50度。银粉幕是在幕基上均匀涂上银粉使之反射投影光。

金属银幕中有一种称为金属光栅银幕，它是在幕基上涂布一层含有增塑剂的白色聚氯乙烯，再涂含铝粉的清漆，干燥后在专门的机器中加热到200度C，并压出光栅网格。这种幕的散射角水平方向为1000,垂直方向为500,在此范围内亮度系数平均为1.3，在法线方向为1.5。这个范围内反射光占全部反射光的81％，占放映机有效光通量的52％，因而金，属光栅银幕光效高，均匀性好。

3、玻璃微珠幕

玻璃微珠幕是在幕基上涂一层白胶漆，然后再均匀喷上一层直径为0.02～0.03mm的透明玻璃珠，经干燥后而成。玻璃微珠幕属于方向性漫散反射印幕，具有耐老化、不易褪色、色彩还原性好的优点，银幕增益为2～4之间，幕前中心亮度为580E左右，反射系数0.75以下，散射角约为50度左右。此类银幕玻璃珠直径越大，散射角越小，亮度系数越大。这种银幕不能折叠，不能用手指、锋利硬物碰触幕面，否则容易造成污痕和裂纹。

4、穿孔银幕

通常放映时为了使声音与画面效果配合协调一致扬声器最好放置在银幕后的正中央处，这时就会影响声音的高频特性。为了提高声音保真度，可使用穿孔银幕。银幕穿孔既要获取最佳的声学特性，又要使观众观察不到幕孔。穿孔银幕的构造是在幕面均匀打上很多小孔，一般孔的直径在0.5－1.2mm之间，小孔之间应有5.5mm的间隔：小孔面积总和占银幕面积的2％～5％左右，这样观众在观看影像时看不到小孔。穿孔银幕有不同的幕面构造。常见的有橡皮穿孔幕、塑料穿孔幕、玻璃珠穿孔幕、金属穿孔幕等。银幕经穿孔后，其表面特性不变，只是改变了音响效果。穿孔银幕因幕面有孔，透光较多，亮度将降低。

5、毛玻璃银幕

属方向性漫散透射银幕，用毛玻璃制成，一般尺寸不大，方向性特别强，最大亮度系数可达13。

四、银幕的选择

银幕类型、形状和尺寸三个因素影响着银幕上的影像。银幕的选择主要依据放映场所的实际情况，合理选择银幕的类型、银幕的尺寸和银幕的形状。

1、银幕类型的选择

方向性漫散反射银幕，由于亮度系数大，散射角小，所以适合用于窄而长的放映场所。对于宽而短的放映场所，则应选择散射角大、亮度系数均匀的漫散反射银幕，这种银幕能使各个方位的观众都获得满意的视觉效果。对于无任何遮光条件而又明亮的放映场所，可考虑选择透射式银幕，其抗杂光干扰性能特别好。放映立体幻灯或电影，则必须选择金属银幕，因为金属银幕的反射不改变光的偏振情况，其它材料的银幕反射改变光的偏振情况。

2、银幕形状的选择

银幕的外形一般有长方形和正方形，长方形适用于电影放映，正方形适用于幻灯、投影放映，银幕的宽高比例要适合于放映设备显示的图像比例。银幕大小与影像格式的关系如表1所示

银幕形状还普遍认为应遵守漫反射银幕为平面、增益银幕为弧形这一准则。其理由是如果漫反射银幕采用弧形设计，银幕上相互之间由于光的散射会使亮度降低，而且有可能使对比度下降，所以漫反射银幕通常为平面设计，增益银幕弧深为弦长的5％(弦高比20：1)。弧形大的银幕可容纳更多的观众。所以，选择弧形银幕设计时推荐使用增益银幕。

3、银幕大小的选择

光学论文范文篇5

光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术［1］。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示［2］。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的［3］。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。

1光电检测电路的基本构成

光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱，而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中，因此，要对这样的微弱信号进行处理，一般都要先进行预处理，以将大部分噪声滤除掉，并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样，就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。

2光电二极管的工作模式与等效模型

2．1光电二极管的工作模式

光电二极管一般有两种模式工作：零偏置工作和反偏置工作，图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中，在光伏模式时，光电二极管可非常精确的线性工作；而在光导模式时，光电二极管可实现较高的切换速度，但要牺牲一定的线性。事实上，在反偏置条件下，即使无光照，仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流，这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声；在反偏置时，由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此，在设计光电二极管电路的过程中，通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计，而不是对两种模式都进行最优化设计［4］。

一般来说，在光电精密测量中，被测信号都比较微弱，因此，暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号，所以，尽量避免噪声干扰是首要任务，所以，设计时采用光伏模式。

2．2光电二极管的等效电路模型

工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示，它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中，IL为二极管的漏电流；ISC为二极管的电流；RPD为寄生电阻；CPD为光电二极管的寄生电容；ePD为噪声源；Rs为串联电阻。

由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降，故为零偏置。在这种方式中，影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD，它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄，结电容的值越大。相反，较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻)，则与光电二极管的偏置有关。

与光伏电压方式相反，光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时，耗尽层的宽度会增加，从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作，然而，线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。

3电路设计

3．1主放大器设计

众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换，从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量，同时受各种不同传感器灵敏度的限制，因而所得到的电量自然是小信号，一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用，但后续电路一般为A／D转换电路，所需电压幅值一般为2V。然而，即使是这样，而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍，因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。

该主放大器的放大倍数为A=l＋R2/R3，其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作，设计时需要设定合理的R2和R1值，以便得到所需幅值的输出电压。即有

3．2滤波器设计

为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性，本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路，以除去有用信号频带以外的噪声，包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号，而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中，f1、f2分别为上下限截止频率，f0为中心频率，其频带宽度为：

B=f2-f1=f0/Q

式中，Q为品质因数，Q值越大，则随着频率的变化，增益衰减越快。这是因为中心频率一定时，Q值越大，所通过的频带越窄，滤波器的选择性好。

有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性，且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。

本设计选用了去处放大器来进行设计。

图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器，其滤波电路采用有源滤波器完成，并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。

对于第一部分，即低通滤波器，系统要求的低通截止频率为fc，其传递函数为：

第二部分为高通滤波器，系统要求的高通截止频率为fc，其传递函数如下：

4完整的检测电路设计

本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示，电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成，这也是光电检测电路的核心部分，其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号，以实现数倍的放大。然而，虽然前级放大倍数可以设计得很大，但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比，因此前级信号不能无限放大。

光学论文范文篇6

教师是教学过程的主导。教什么，怎么教，是由教师决定的。教师在教学中必须明确所授课程在学科专业、课程体系中的地位和作用、所授课程的教学目标。不可想象，当教师不了解课程在学科专业、课程体系中的地位和作用时，就无法依据学科专业，阐明基本原理在专业中的广泛应用，也无法依据学生的知识结构做到知识的承上启下和融会贯通；当教师不了解所授课程的教学目标时，就无法做到有的放矢。一个好的大学教师，应该具备较高的专业素养和学术造诣，在教学过程中帮助学生去接受、组织和管理知识，并达到自由运用知识的境界。

由于多媒体技术在教学当中的应用，对信息时代的教师，除了上述要求外，还提出更高的要求。

首先，教师必须充分认识到多媒体教学对学生培养的重要性，只有意识到这一点，教师才会有使用多媒体课件的积极性。

其次，教师还必须熟悉多媒体教学的各种实现技术，如Powerpoint、Authoware、Flash等软件，才能把文字、图片、声音、视频等有机地结合起来，针对教学内容和教学方法，恰当的选择和运用不同形式的多媒体手段，制作出有创意的高水平教学课件,吸引学生的注意力，调动学生的情绪，引导学生积极思考,真正发挥多媒体教学的作用和效果。

第三，教师还要充分利用计算机网络将制作的教学多媒体课件，教学视频录像上传到教学网站上，以便学生查阅；利用网络免费资源，为学生提供相关网站的链接。

第四，多媒体技术扩大了课堂容量，提高了课堂工作效率，用课件上课节约了教师写板书的时间，教师要有效地组织教学，课前要搜集大量相关资料，使学生在课堂能接受到更多的信息来开拓自己的视野；课上要增加师生互动，逐渐在课堂上创造一种学生积极主动参与的氛围，培养学生独立思考的能力。

第五，让学生利用计算机技术实现特定的课程设计，挖掘学生的潜能，以提高学生分析问题和解决问题能力,达到培养学生的创新意识和创新能力的目的。

第六，教师应转变教学观念，教学中教师将接受学生更多更广泛的提问，这就要求教师加强理论学习，充实自我，改善知识结构，师生在教学中共同学习，共同提高。

在进行多媒体教学时，教师不能把学生仅仅看作是知识的被动接受者，应恰当地控制教学节奏,谨防成为现代化的“填鸭式”教学模式；教师也不能平铺直叙地念多媒体课件，进行教学时成为课件的留声机，让课件代替了教师。另外理工类学科在进行必要的公式推导时，运用多媒体课件，鼠标一点就会有一个一个的公式出来,一个公式还未看清，下一个公式就蹦出来了，让学生来不及思考，有一种囫囵吞枣的感觉，教师也感觉没达到好的教学效果。此时，教师要根据实际情况,认真研究如何将这种全新的教学手段与传统教学手段有机结合,相得益彰,各自发挥其优势,使理工科的课堂教学得到事半功倍的效果。

二、多媒体技术对学生的影响

大学的教育要强调人的发展，学生是我们教育的产品,一个好的大学是以它的学生质量和科研水平来评价的。对于大学的历史使命，牛津大学校长卢卡斯这样认为，大学一直是服务于社会的，同时不断调整自身以回应社会不断变化的需求。他特别强调，大学从事的是人的教育，大学应该是这样一个场所，在这里能够培养独立思考能力、清晰的头脑、想象力等个人成功所必备的品质，而具有这些品质的人是社会发展进步的保证2。

学生是教学的主体。在教学过程中，学生是内因，教师是外因。教师教学方法再好，多媒体课件制作得再精彩，学生没有学习的热情，教学的目的就无法达到。因而，学生同样必须明确所学课程在学科专业、课程体系中的地位和作用，注重自身专业知识的系统完整，建立创新意识，做到术业有专攻。

多媒体教学手段的引入，学生的学习方式和手段、学习的平台等也随之发生了变化。

第一，多媒体教学上课时，形象直观的多媒体课件，变抽象的文字描述和数学表达为具体的视觉画面，丰富了学生的感知，增强了学生的理解力。

第二，学生可以专心听讲，不再忙于记笔记，教师提供了教学课件的下载，便于自学和复习；网络信息资源的共享，提供了丰富的课程相关信息，学生获取知识的途径不再只是教材、教师和参考书，使学生可以真正畅游在知识的海洋。

第三，学生的学习自主性和主动性提高了，学生可以将个别学习与集体学习有机地结合，有目的地选择感兴趣的方向，凸显个性发展的新型教育模式。

第四，多媒体的交互特性加强了学生与教师的沟通与交流，电子邮件与网络答疑的应用，使得师生的交流方式不再局限于面对面的模式，而真正地实现师生交流。

第五，课后作业的网络提交，体现了节约型社会的新理念，同时也考验着学生的诚信，使用得当，将达到教书育人的双重目的。

由于使用了多媒体课件，可以通过课后复制课件，有的学生就会忽视课堂听课，孰不知课堂师生教与学的交流中，两者思想火花的碰撞，即兴的幽默，课后却是无法复制的，而这往往能够让我们对所学知识留下深刻的印象。

三、多媒体技术在《物理光学》课程中的应用

物理光学作为光学、光学工程、光通信、光电子技术等专业的基础课程，教学质量的好坏直接关系到学生对今后专业课程的学习。由于多媒体技术的使用，促使我们对教材内容重新组织设计，既要在教学中使学生明晰物理概念，又要让学生经常感到这门课对于专业学习很重要,是不可缺少的专业基础课。

多媒体课件的使用，使得我们有时间更多地为学生引入相关学科成果和前沿。例如，在对光学薄膜的讲解上，介绍了多层光学薄膜在激光器、激光陀螺和DWDM等现代高科技领域中的广泛应用；在对光子吸收、色散、散射等内容的讲解上，我们还特别介绍了在光电对抗、电吸收调制中有广阔应用前景的双光子吸收、多光子吸收、场致吸收，也介绍了对光纤通信有重要意义的基于瑞利后向散射的OTDR和基于受激拉曼散射的拉曼光纤放大器等。这一方面可以提高学生的学习积极性,另一方面也使学生学以致用。

在制作教学课件时，我们不仅仅局限于PPT幻灯片的播放，针对物理光学课程的特点，还添加了Flash动画，模拟光线的传输，动态地解析物理过程。例如，在杨氏双缝干涉中，让光动态地逐步穿过单缝和双缝到达观察屏，以有区别的颜色表示相长和相消的光线，在观察屏上显示出明暗相间的条纹，而且通过改变双缝距离、观察屏和双缝的距离以及光的波长（以光线颜色表示），来直观形象地说明三者分别对干涉条纹的影响。在介绍马吕斯定律时，让自然光通过起偏器，获得偏振光，再让偏振光经过检偏器，逐步改变检偏器的角度，在观察屏上将会看到光强随检偏器的角度变化而变化，使学生对马吕斯定律有深刻的认识。物理光学微观实验在实践教学中是无法实现或较难实现的，不做实验就会对学生掌握知识以及教学效果带来不利的影响，我们同样利用Flash动画，模拟光子的吸收，并加入声音，动态地解析光与物质相互作用时的单光子吸收、双（多）光子吸收物理过程，既可非常清楚地把要说明的问题反映出来，帮助学生深刻理解较抽象和较复杂的教材内容，又能使学生在轻松愉快的教学氛围中学习，收到很好的效果。

课程教学过程中，多媒体技术的应用，不只局限于教师，我们通过课堂报告和课程设计，让学生将所学计算机知识与专业课程有机地结合，不再认为课程的学习是孤立的。在师生互动环节，我们引入了课堂报告，学生结合课程基本原理和自己的兴趣，查阅文献，消化后制作成PPT，在课堂讲解并师生讨论，以拓宽学生视野，使学生主动接触学科前沿；我们还让学生有选择地进行课程设计，内容涉及例如计算机制作全息图、光学相关识别、液晶盒间隙厚度测量仪的等厚定标等实际应用性较强的现代光学领域。

光学论文范文篇7

[关键词]光学生物成像技术；创新性；教学改革和实践

生物光子学是由生命科学和物理科学相互交叉所形成的一门新兴学科[1]。生物光子学是研究光子和生命体相互作用的微观机制和物理本质，涉及到生物医学，光子学，材料科学，成像技术等多学科内容，是近年来生物和医药领域研究的热点。其中光学生物成像技术是本文教学改革的重点。光学生物成像是利用生物体某些光学特性(反射、散射、吸收、荧光等)的空间、时间变化来获得光学图像。随便科学技术的不断发展，光学成像技术已经形成了荧光成像、激光共聚焦扫描成像、远场超分辨显微成像、多光子荧光成像、光学相干层析等不同技术[2-3]。光学生物成像由于其检测仪器发展成熟，操作简单，高灵敏度、高分辨率，成像速度快和结果直观等显著优点被广泛应用于医药研发、生命科学和环境领域[4-5]。因此光学生物成像技术对研究生或者本科生在今后的学习和工作中非常重要。接下来如何提高该课程的教学质量，培养学生的创新意识成为当务之急。本文是结合作者多年来的教学经验，对光学生物成像技术课程内容的教学改革和实践问题进行初步探索。

1升华光学生物成像技术教学理念

传统的光学生物成像技术教学过程中，重点传授已形成的知识理论体系，忽视对学生独立思考和创新能力的培养，与现代教育理念的热点“培养创新人才”相背[6]。在当今科技飞速发展的社会，各学科之间广泛的交融结合及知识更新周期的缩短，都要求老师转变教学思想，聚焦高质量教学，反对形式教学。1.1以学生为本，坚持素质教育。与重视知识传授、轻视实践能力、重视考试分数的传统教育相比，现代教育更注重知识向能力的转化，强调学生实践能力的锻造，激发学生的创造潜能，以帮助学生主动学习和强化素质为基本教育目标，旨在全面挖掘学生的自身素质潜能，使知识、能力、素质和谐发展，提高学生的整体发展水准。1.2提高教学质量，强调创新能力教育观。改变传统的授课模式，以师生互动的探究式教育思想，推进光学生物技术课堂教学的“质”与“量”的改革。教师将教学内容和前沿研究相结合，更好的提高学生的学习兴趣，培养学生严谨治学和独立思考的能力，激发学生的创新思维，有效地提高教学质量。1.3延伸教学课堂，尊重学生个体差异观。使教师由原来单纯讲课方式转化为师生共同参与和积极探索的模式，提高学生的主动性和能动性，培养他们独立思考和解决问题的能力。重视个体差异，让学生根据自己的学习兴趣和掌握光学生物技术的能力去探索，积极提出自己的新观点、新问题和新意图等。通过课堂的延伸教育，启发学生的各种潜力。

2强化光学生物成像技术教学内容

传统光学生物成像技术内容主要介绍了普通显微成像、激光显微成像、非线性光学显微成像、远场超分辨显微成像、层析成像、全身活体荧光成像的工作原理、各自特点和存在的问题，忽略了这些技术在医药和生物领域的应用。除了课本上知识的讲解，教学过程中还需要教师结合国际前沿研究在课堂上讲授，从光学生物成像技术课程的教学思想上抓住本质的内容，活化教学内容，激发学生的学习兴趣。2.1重视互动式、启发式教学。课堂是传授学生知识的主要途径，激发学生的学习兴趣成为重中之重。课堂上教师适时地提出结合实际又有一定深度的问题，让学生思考和讨论，提高学生在课堂上的参与感。例如：在讲解激光显微成像课程中，让学生思考如何解决激光扫描共聚焦显微镜光漂白严重的问题？在活体发光成像教学过程中，怎样解决发光信号弱时成像速度偏慢？这种提问的方式，让学生更加深刻地理解相关的理论知识，思维能力得到了锻炼。在教师授课环节，学生可以自由分组，授课结束后，每组向老师提出问题，由学生和老师共同讨论解决。在习题课教学环节，改变传统的习题课讲授方法，通过学生课上的讲解，再由教师补充、点评及总结的方法，使学生自主解决各种类型及各种难度的习题，深入发掘学生的潜力，发挥他们的主观能动性。2.2结合实例，引发学生思考。随着生物学和光学技术的发展，在体生物光学成像技术发展已比较成熟，在生物医学、药物研发及生命科学等领域得到广泛应用。教师在教学过程中适当的引入具体相关实例，使学生了解光学生物成像技术在现实生活的运用。例如：Yang等利用光学成像系统对表达绿色荧光蛋白的肿瘤实现了实时非侵入性成像，记录了肿瘤的转移过程。Jenkins等利用在体生物光学成像技术，将标记了荧光素酶基因的人类前列腺癌细胞注射到小鼠体内，实时、在体监测了前列腺癌细胞化疗后的复发和转移情况。教师将基础理论和实际应用相结合教学，激发学生的学习兴趣和探索精神，让学生学有所用，培养学生的创新创业意识。2.3关注光学生物成像技术的发展前沿，将基础理论与前沿进展相结合的教学。大多数基础理论的学习比较枯燥，适时讲述相关领域的最新研究动态，使学生的学习兴趣更浓。光声成像由于近几年的快速发展以及不同组织高分辨率图像的成功重建，其在临床医学被广泛应用。在荧光显微成像的教学中，结合荧光素酶或绿色荧光蛋白标记肿瘤细胞，揭示肿瘤发生发展的细胞和分子机制。在讲解光学相干层析(OpticalCoherenceTomography，OCT)课程中，给学生讲解OCT在人体组织成像和肿瘤细胞的微创内窥镜成像的应用，通过增加相关领域的研究动态的学习，提高学生思维能力。2.4注重理论知识和科研实验相结合教学。老师在讲解激光显微成像基础理论的同时可以适时向学生介绍自己使用激光共聚焦显微镜的过程，向学生展示显微镜的操作过程，三维图像的重建以及图片的分析结果。通过应用的仪器和成果介入，使相对较为枯燥的基础理论具体化、形象化，加深学生对基础概念的理解。将理论知识和科研实验相结合，培养学生发现问题、解决问题的能力。

3多元化教学方式

现代多媒体与传统教学相结合教学。以提高教学质量为目标，精心设计课堂教学内容，吸引学生注意力，启发他们的学习兴趣。应用动画和视屏把相对抽象的基础理论具体化，如光学仪器的结构，成像原理和操作过程等，将这些不易理解的内容转变成Flash动画视频，使抽象的知识变得生动有趣的，提升教学的效果。在讲解显微镜存在的缺点时，通过提问的方式，让学生积极思考用什么方法可以解决这些问题。在讲解OCT的数学分析时，选用传统黑板板书方式来教学，引入概念、计算公式推演过程，通过板书讲解，让学生有充分思考的时间，易于理解，实现师生互动。这样的授课方式使课堂变得更有活力，利于增加学生的学习兴趣。转变老师授课的传统方式，让学生作为课堂的主讲人。采用分组的方式，让学生自己查阅文献，制作ppt，上讲台展示和阐述自己所掌握某一光学仪器的理解和认识，其他学生可以就某一问题向主讲人提出自己的问题和看法，而教师作为辅助的身份，给予点评、积极启发、引导加强师生互动。这种讲课方式很好地培养了学生之间的合作研究与表达能力，激发他们的创新意识。围绕光学生物成像技术专题，课外积极开展研究性学习活动，撰写课程论文。随着生物科学的发展，光学生物成像技术广泛应用于医药研发和生命科学领域，其在探究疾病的发病机理、临床表现，疾病诊断等方面具有重要的实践意义和广泛的应用前景。由教师确定研究内容的范围，指导学生开展小课题研究，学生可以根据自己的兴趣和能力有选择地进行课外研究内容，主动去接触学科前沿，使学生通过研究性学习，提升自身综合素质，养成探究式的思维习惯，培养勇于创新的精神。在此基础上，学生根据自己查阅的相关书籍和文献，结合最新研究进展，通过独立思考，形成自己独到的见解，从而进行科学研究小论文的写作。此环节增加学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，拓宽学生视野，激发学生研究和学习热情。

4注重实验内容的创新理念

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”随着光学新技术的发展，应将新技术引进到实验教学中，增加光学生物成像技术实验，提升学生的动手实践能力。考虑到各方面的原因，为了让所有学生的实践能力得到的提升，我们将实验内容分为三部分：基础性实验、综合性实验、设计性实验。4.1基础性实验。基础性实验内容是对学生掌握的实验基础知识的巩固和强化，使学生能够更进一步的理解所学的基本理论。这部分实验内容包括学习和掌握基本光学仪器的使用和调整，正确记录和分析数据，认真撰写实验报告。在实验过程中，要求学生重视对光学现象的观察，遇到不懂的现象和问题，要积极提问和认真思考。教师要不断巡视，认真观察学生的实验操作，针对学生普遍存在的问题和遇到的个别疑问，要及时给予纠正、指导，以培养学生认真严谨的科研态度，对于少数能力不足的学生要个别指导，避免学生多走错路、弯路，保证他们在有限的时间内完成相应的实验任务的要求。在实验结束后，认真撰写实验报告，并分析实验数据结果，在数据处理中培养逻辑思维和创造性思维。同时，鼓励学生对实验提出不同的见解和对实验方法的改进及实验心得体会。4.2综合性实验。综合性实验涉及的学科较多，知识面较广，是在掌握了基本实验方法和技能的基础上，使学生在学习光学仪器实验中的能力得到很大的提升。这部分实验内容可以结合教师科研课题内容开展实验教学，例如动物体内药代动力学和药理学过程的实时在体成像监测的相干域光学成像的研究，既提升了学生的实验操作能力，同时又锻炼了同学们做科研项目的思维，为培养学生未来从事重大科学研究项目的素质打下了基础。在实验过程中，将现代技术与数据采集、处理方面相结合，并引入计算机技术和传感技术到相关的实验中，充分体现出现代光学技术成就带有多种学科交叉和相互相渗透的特点，提高综合利用。在数据结果分析中，将利用多种学科知识和方法研究光学生物现象和规律，培养学生获取知识的能力、实验动手能力、综合分析能力、运用多学科知识解决实际问题的能力。教师要积极引导学生从学科交叉中得到创新的启发，将各科知识融会贯通，学会举一反三，培养和发展学生的创造性思维。4.3设计性实验。教师根据光学生物成像技术研究的热点和发展趋势，选择适合的实验内容的范围，提出实验目的与要求，让学生主动查阅相关文献，设计实验方案，记录实验数据，撰写实验报告。教师也可以让学生对感兴趣的课题做一些创新实验，如实验仪器和实验方法的改进，这类实验以建立创新理念为最低要求，对时间和研究成果没有严格的限制，学生可以自由组合，敢于提出自己的质疑和想法，但是无论最终实验结果如何，均要求学生记录实验过程和实验数据，撰写创新实验小论文。教师根据创新性的高低、数据的处理和分析、小论文的写作能力等综合评价，对成绩优异的学生给予表扬和适当的奖励。在设计性实验教学中，学生占主导地位，教师扮演引导和督促的角色，对学生的实验课题提出指导性的意见，向学生介绍科学的研究方法以及科研论文的写作要求。同时培养学生严谨求实的科学态度、勇于开拓的创新意识和相互协作的团队精神。

5总结

通过对光学生物成像技术教学内容的改革，教师在教学过程中极大激发学生的学习兴趣，营造了良好的学习和实验氛围，提高了学生的实际操作能力，培养学生实事求是的科研态度，增强他们综合应用能力和创新能力，为培养创新型和应用型人才打下坚实的基础。

参考文献

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[5]黄燕霞，周非凡，周婷，等．多光子显微成像技术在脑部疾病研究中的应用[J]．生物化学与生物物理进展，2019，046(010)：952-965．

光学论文范文篇8

目前有相当一部分科研人员，他们的科研目的不是为国家解决重大发展问题，而是为了写论文、发表文章。现在的科技界，太强调论文了，有了能被SCI或《工程索引》数据库收录的论文，就可以申请“杰青”、评教授，甚至参与院士评选。还有在各种评审中，出现了太多不符合实际情况的浮夸，比如有的评审项目距离国际水平还有很大差距，却要写上“达到国际先进水平”；有的项目明明没有取得什么重要进展也要写上有“重大进展”等等，目的就是忽悠国家，忽悠自然科学基金委，忽悠863、973。

为什么会这样？首先，评审制度不严格是造成这种情况的主要原因。一些人把是否能获得部级大奖作为参评院士的条件，拼命甚至不择手段争取获奖，导致部级奖励质量下降，有些科技进步奖、发明奖名不副实。其次，惩罚力度不够。当发现有违学术道德的行为时，事后追究、惩罚不够。有些科研人员多途径申请项目，争取到很多经费，但实际的研究内容只有一个，应该说这是对国家资源的一种浪费。这种现象较为普遍，但到目前为止还没有办法制止。问题还是出在评审制度不严。

现在的科技项目立项，很多是各级管理人员有实质性的决定权，专家评审机制越来越流于形式。评审太过频繁，以至于评审质量下降，甚至科技界也出现了“评审专业户”的现象；科技评价缺乏真正的学术评价，现行的奖励制度已成为一些官员追求政绩和一些科技人员获取名利的渠道。

再有，邓小平同志领导科教工作时，表示要当好科学家的“后勤部长”。而现在，我们一些科技部门不是为科学家服务，而是把自己变成了“指挥员”领导科学家工作。

科学问题还是要由科学家做主，要征求科学家的意见。比如一些科研专项、课题，搞“时间节点”，把它弄成了一条“生产线”，用指挥生产的方法来指挥科研项目，原因就是行政指挥过度。

在一些目标明确，如“两弹一星”、“载人航天工程”等大科学工程上，我们可以发挥集中力量办大事的社会主义制度的优越性，组织大规模的人财物进行攻关。但真正要产生创新的、原创性成果，还是要靠在一线工作的科研人员的自主能动性和创造性，他们才是原创性的主体。只有在第一线的科研人员才能找到他所在领域的切入点在哪里，哪些方面是可以做出创新成果的。

目前管理人员权力过大，一些科研人员把大量的精力花在跑项目、跑经费上面，花在各种评审方面，真正在一线工作的时间过少，严重影响了科研工作进展和质量。

由于很多科研决策是由管理干部制定的，很多重大项目的执行也是在管理干部的干预下做的。因此，目前存在一个不正常的现象，就是科研人员特别是年轻的科研人员，怕管理人员，专家评审变成管理人员手中的工具。由于院士群体的顾虑比较少，敢于直言，因此很多场合，管理干部就排斥院士们参与项目的制定和决策。

以863计划中人工晶体专题为例。在2000年以前，人工晶体专题由科学家为主来制定五年计划，也是由专家组管理和执行的。因此就非常强调创新和晶体生长的探索研究，执行的结果非常有效。目前在人工晶体领域的几项重大成果和创新，例如大尺寸KTP、LBO晶体生长及产业化、深紫外非线性光学晶体KBBF等晶体的发现及其光学性能的确定等一大批具有重大国际影响的成果，就是从“七五”到“九五”一直得到863计划支持的。自进入新世纪以来，863计划改由管理人员任命所谓的年轻人工晶体“专家”(实际上也是管理人员)来制定计划，结果人工晶体专题被取消，稍微长远的晶体材料研究计划，例如深紫外非线性光学晶体的生长及器件研究也被取消。于是，自新世纪以来连续10年，863计划没有支持人工晶体领域中好的研究课题，自然也没有得到任何有影响的成绩。公务员之家:

光学论文范文篇9

1995年5月22一26日,在美国马里兰州巴尔的摩召开的第15届“激光与光电子学(CLEO)”和第5届“量子电子学与激光科学(QELS)”会议,是世界规模最大的激光一光电子一量子电子学领域的重要的国际会议。本会议一个特别新的内容是激光在生物学与医学上的应用。同时,还举办了一个庞大的技术展览会,展览了许多与生物医学有关的新产品。会上千余篇,内容主要侧重固态与半导体激光器、非线性光学、超短脉冲激光光源、激光在医学生物学中的应用等。这些论文反映了近年来激光科学技术的进展,现分述如下。

1半导体激光

十分引人注目的是半导体激光器件研究方面的成果。其中有关新材料及其处理过程,器件工作物理机制,器件的设计思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的发展。光子带隙、半导体量子电子学的理论和实验研究逐步使量子阱异质结激光器迈向实用阶段,并导致光学和光电子学用的量子阱器件以及超短脉冲半导体激光器和高速光探测器件的迅速发展。这对推动高速通讯的发展是十分重要的。垂直腔面发射激光器(VCSEL)的功率转换效率已经高于50%,阑值电流200拼A,工作体积7只7(拜m)2;半导体纳米结构材料已经可以制作出微腔激光器。一个10nm的腔体可产生1000nm波长的窄频带辐射。可见区,特别是蓝绿波段半导体激光器研制令人鼓舞,一旦进入实用阶段,势必剧烈改变小功率可见区激光器销售市场的状况,并将大大扩展激光在科技和生活领域的使用范围。长波可见段630nm,650nm和670nm的红色激光二极管(LD)制作成本较前两年已大大下降。目前可以预感到:在激光显示、激光准直、激光印刷、激光医学生物学应用等方面,半导体红光激光二极管将会迅速占领氦氖激光器的原有市场,取而代之。与此有关的蓝色发光二极管(LED)已开始以远较红、黄、绿色发光二极管高昂的价格投放市场(随着技术改进,将很快降低成本),形成了大型彩色显示屏幕蓬勃发展态势。在半导体激光领域,近年备受关注且影响着该领域进一步发展的课题是半导体纳米结构和微腔以及在这类器件中的相干现象的研究。

2固体激光

迅速发展的另一领域是固体激光器。近两年,明显看到:纤维激光和波导固体激光,可调谐固态激光,特别是用半导体激光二极管阵列泵浦的“全固态化”固体激光器的实用化,将可以达到许多目的:相对廉价、稳定性好、寿命长、波长可调谐范围宽、脉冲宽度窄,还可以具有优良的空间分布光束质量等。因此,具有广泛的应用价值。它已开始取代优质、高功率的气体激光器,用于微束打印和数据存储。尤其值得一提的是:“全固态化”的钦宝石激光器,在连续操作时.波长可调谐范围甚宽(从600~1100nm),功率很易达到瓦级水平。在锁模脉冲运转时,可以产生自锁模,脉宽达数十飞钞,平均功率已达瓦级。如此一来,再配合非线性频率变换办法,可以把激光波段扩展到很大的范围。再加这类激光器的装里有牢靠、调节简便的优点,可以做成车载、机载系统。显然,在不远的将来,有可能由它淘汰染料激光。

3非线性光学

非线性光学领域的论文最为吸引人的是一些新的无机或有机光学材料的诞生和应用。目前从紫外到中红外的实用的光学参童振荡器已商品化。此外,与高速信息公路有关的孤子激光产生和传翰问题,其成果已陆续投人实际使用。

4超短超快激光

会议中研讨的一个特殊领域是超短脉冲激光的产生与测量及其在电子学、医学、成象和超快过程控制方面的应用。钦宝石的锁模飞秒激光装置以及光纤激光器的锁模是与当前研究超短光脉冲发生技术的热点。其中有关的机理与技术已趋成熟,将会很快开辟通信、化学、生物学的应用。

5激光生物医学应用

这次会议的一个新颖论题是:激光在生物医学领域的应用。看来,由于激光技术装置的稳定、成熟、易于操作、价格下降以及其特有的难予取代的优点,将很快渗入生物学研究。以及极其审慎的临床医学应用领域。其中成效特别显著的一个方面是激光诱发荧光技术应用于细胞动力学的数字显微成象和生物学过程监测。高速时间分辨荧光光谱技术已开始成功地用于临床医学诊治。

光学论文范文篇10

心情沉痛的人们戴着白花,拿着花圈、挽联、挽幛自动来到这里,把可容纳一千多人的俱乐部大厅挤得满满的。在阵阵的哀乐声中,大家垂泪悼念这位英年早逝的科学家。

人们不愿意相信他已经离去,因为他生前留给世人的太多太多……人们永远不会忘记他的名字----蒋筑英。

急国家之所急

蒋筑英解放前出生在杭州的一个旧职员家庭里。新中国的诞生,使他成了一个五星红旗下的幸福的孩子。可以说,他是在红旗下长大的。1956年,他以优异的成绩考入了北京大学物理系。由于家庭经济困难,他一直靠人民助学金完成了大学学业。他常常说:“生育我者父母,教养我者党。”他学习异常刻苦，大学期间十个寒暑，有8个是在学校图书馆里渡过的。他深深懂得,只有学习和掌握更多的文化知识,才能报答党和人民对自己的培养之恩。1962年,他即将大学毕业了,毕业前夕,母亲一再来信,要他回杭州或去上海工作,以便照顾家庭。蒋筑英是长子,他深知母亲的苦处,很想替母亲分担一些忧愁。但是,他追求的是事业。他的专业是光学,而我国最大的光学基地在东北,最著名的光学科学家也在东北。岂能燕雀恋窝,要学鹏程万里。他写信说服了母亲,只身来到长春,考取了著名光学科学家、长春光学精密机械研究所所长王大珩的研究生。

蒋筑英来到长春不久,便得到了导师的赏识。王大珩所长发现他不仅质朴、正直、而且非常勤奋,进取心强。他对学习和工作满腔热忱,惜时如金,从不浪费时光。,他走起路来大步流星,上下楼梯经常是一步跨三、四级台阶。王所长认定他是一块“璞玉”,经过雕琢,必定会放出奇光异彩。

名师出高徒,在王大珩所长的悉心指点下,蒋筑英很快就显露出了他的才华。60年代初,国外光学传递函数理论已开始应用于生产实践。这是应用光学的理论课题,也是一门实用性很强的基础技术。这个科研领域在我国当时还是个空白。王大珩所长根据科学的发展和国家建设的需求,为蒋筑英选定了这个重要的研究课题,蒋筑英开始在崎岖的小路上奋勇攀登了。

这是一项开创性的工作,要克服重重难关。有的伙伴在巨大的困难面前却步了。蒋筑英说:“科学研究的道路本身就是不平坦的,不会一帆风顺。居里夫人把自己关在小木屋里,节衣缩食,废寝忘食,四年之后才发现镭。我们还没搞到一年呢。要打起精神,继续干!”他们经过700个日日夜夜的努力,在1965年设计并制造出了我国第一台光学传递函数测量装置。日本学者村田和美参观之后,惊异地说:“想不到中国这么早就研制出了这样高精度的装置。你们应当把它报道出去,让全世界都知道中国人的才能。”蒋筑英这时不足30岁。

此后,蒋筑英又在光学传递函数研究方面取得了一个又一个重要成果,发表了十篇学术论文;先后解决了国产镜头研制工作中许多关键性技术难题;编写了《彩色电视变焦距镜头技术标准方法》,设计了我国第一台电子分色机的分色特性及镀膜要求。在颜色光学方面,蒋筑英发表了五篇学术论文,其中《显像基色座标变动对彩色电视复现的影响》一文,被列为国内确定荧光粉色度值标准的参考文献之一。蒋筑英在做了大量研究工作之后,还撰写了《关于摄影物镜光谱透过率》这一论著,对我国电影、电视事业具有重要的理论指导意义他的研究成果使x光射线的检测精度达到一根头发丝的十万分之一,以其高超的水平和独创性,受到同行们的高度评价。

蒋筑英性格直率,不善于说大话。他把对祖国、对党的深深的爱,都融人自己的工作之中。关键时刻,他总是能急国家之所急,用自己的聪明才智,为国家解决了一个又一个困难,创造了巨额财富。

一次,吉林省一些部门进口了一批光学器材,商检部门请蒋筑英帮助检验产品的质量。他和同志们使用自己设计制造的测量装置,对其中的进口镜头进行检查,发现这些银光铮亮的洋货质量不合标准。他把拍摄下来的照片和有关材料交给有关部门,主张向外商提出索赔。外商看了蒋筑英提供的检验报告之后,佩服地说:“中国有内行!”此项查检,使国家免受十多万元的经济损失,并且,维护了祖国的尊严和声誉。

蒋筑英所在的研究所筹建光学传递函数测量试验室，蒋筑英提出，只进口几部主要的仪器设备，其余的部件全部自己制造。仅此一项，又为国家节省资金十多万元。

蒋筑英在患胸膜炎全休期间,不顾病痛,在技术上指导和帮助长春第二光学仪器厂生产出了国内第一流的变焦距镜头,使该厂实现了年纯利润30多万元。

蒋筑英善于攻关,哪里最困难,他就出现在哪里。过去,国产的彩色电视荧光屏上,人的面孔呈猪肝色,,红旗变成了紫红色。这是因为我国电视台的彩色电视彩色复原技术还不过关。那时,正值期间,王大珩所长也受到了批判。为了解决这一国家急需的技术难题,王大珩所长被批准在长春办学习班进行攻关。当时很多人害怕引火烧身,不敢同王所长接触,可蒋筑英不怕。虽然他也被人骂为“狗崽子”,但是,他心里想的却是早日为国家解决这一技术难题,发展我国的广播电视事业。他白天同王大珩所长一道工作,研究讨论;夜里,独自到所里用电子计算机反复进行计算。经过艰辛的努力,他编写出《彩色电视摄像机校色矩阵最优化程序》一文,提出了解决彩色复原质量问题的新方案,终于攻破了这一技术难关。这在国内是个创举。当今天的人们看着图像清晰、色彩逼真的彩色电视时,他们哪里知道,蒋筑英为我国彩色电视的国产化付出多少艰辛的劳动,度过了多少个不眠的夜晚啊!

没有物质和金钱的诱惑,蒋筑英一直是在默默地奉献着。在他看来,把自己的知识用在工作中,能够为国家做点事情,就是自己人生价值的最好体现,除此之外,别无所求。多么崇高的思想境界,多么可贵的奉献精神。这种精神将永远激励后人向着科学的顶峰攀登。

社会主义建设的铺路石

蒋筑英的又一美德,是不为名、不为利,甘做社会主义建设的铺路石。

他办公室的门常常是敞开的,因为找他的人太多,他要找的人也太多。找他的人大都是来谈科研课题或生产技术问题的,其中许多问题并不属于他的本职工作范围。可是,对这些蒋筑英从不推托,而是尽力而为。同志们遇到困难都愿意找他帮助解决,就是因为他是个有求必应的人。一位年逾花甲的副研究员说:“蒋筑英知识面广、学问深,我有难题,总是愿意向他请教,每次找他,他从不推托。”全所上下,得到过他的帮助的人不知有多少。

蒋筑英治学严谨,遇到难解的问题从不回避。他随身带着一个小本子,这是他的“备忘录”,碰到不懂的问题,或者别人提出的问题,都记在上面。凡是记在“备忘录”上面的事情,他都力求做到件件有着落,哪怕翻箱倒柜地查资料,也要找出明确、满意的答案。

蒋筑英非常善于利用文献,这是他获得渊博知识的源泉。他懂得英、俄、德、法、日五种语言,能够阅读这五种文字的外文文献资料。他不仅自己博览群书,更加难能可贵的是,他查阅资料,可以做到“综合利用”。翻到对别的同志有用的资料,他常常用另纸译出,工工整整地誊写清楚,然后送给研究有关课题的同志参考。仅第四研究室的同志,就收到过他送上门的译文资料九篇。他成了所里难得的“义务资料员”。

蒋筑英豁达、热情、为人真诚。他发现所里一位同志研究的课题很有意义,就主动帮助,极力推荐,使这位同志出席了有关的国际学术会议。另外,室里有一位同志常和别人处不好关系,也曾经与蒋筑英争吵过。一次,蒋筑英发现他的一篇论文中有个公式错了,想直接给他指出来,可又担心他接受不了会引起争吵。于是,蒋筑英便收集了许多有关的中外文资料,给他送去,说:“你那篇论文的公式可能有错,请你看看这些资料吧!”这位同志看了蒋筑英帮他整理的材料,深受感动,主动改正了自己论文中的错误。

蒋筑英一贯乐于助人。他经常思考的一个问题是怎样才能使大家节省查找资料的时间?他跑到所图书馆,主动提出帮助他们编书目,他又到情报室,帮助编辑了《光学设计与检验》资料索引,他还把自己多年积累的大量文献卡片送给情报室。供大家查阅资料时使用,中国科学院图书馆的馆藏光学资料不好查找,他设计了一个书目编排方案寄去;素不相识的人来求他讲课,他加班加点编写了八万多字的讲义。只要是对人民、对国家有益的事情,他都愿意干,他是位诲人不倦的“好老师”。他从不封锁资料,既便是他自己掌握的一些极不容易得到的资料,只要别人有求于他,他立即慷慨地贡献出来。这对于一个知识分子来说,是多么难能可贵的高尚品质啊!

蒋筑英把国家的需要作为自己的责任。他觉得自己从事科学研究工作,“要看到国家的需要,为国家解决实际问题”。晚上,他在家中看电视图像不清晰,第二天,便抽时间跑到电视台,毛遂自荐帮助解决技术问题。一次,他正在外地出差,接到天津电视台关于解决正点扫描彩色电视和电影彩色还原效果不好的求援信。他不顾旅途的疲劳连夜赶往天津,帮助查明了原因,又帮助制作了彩色玻璃滤光片,解决了技术难题。蒋筑英还热情帮助生产工厂解决生产上遇到的难题。国内十几个省和长春市的光学产品生产厂家都留下了他的足迹。长春的几家光学仪器厂都把他看作是参谋和顾问。蒋筑英也常鼓励这些厂里的同志们说:“长春是全国的光学基地,这几年落后了,大家加把劲儿赶上去,光机所作你们的后盾!”

大家都知道,70年代末,80年代初,改革的大幕刚刚拉开,在各个领域都没有深化到今天这种程度。当时,知识分子当中,还没有人从事第二职业,或以其他方式获得工资以外的额外收入。蒋筑英帮助别人都是出于自愿,从不想得到什么私利。曾经有人劝蒋筑英,“依你的学识和才华.何不趁年轻多写几篇论文?把许多时间花在为别人服务上,太可惜了!”蒋筑英笑着说:“国家的需要就是我们的责任。一个科学工作者怎么能对生产实际问题袖手旁观呢?”

蒋筑英对所内所外的事情,无论份内份外,都尽力去做。所里计算机房的冷冻机坏了,这本来不是他的工作任务,他却主动带几个人去修理;图书馆借书登记处的钢笔没有了笔尖,他找来笔尖安上;室里的同事生病,他冒着大雨到家中探望;有位同志的孩子需要奶粉,本地脱销,他托人从外地捎来,亲自送去,他过去住的房子,十家人用一个厕所,厕所堵塞了,总是他去掏,成了邻居们公认的“义务清扫员”,他路过一家机床厂,发现马路上洒有铁屑,很容易扎坏自行车轮胎,就找来扫帚打扫干净,看到工地上水管漏水,他去找人修理;马车进城,牲口粪便拉在街上,他向《长春日报》投书,呼吁制止这种破坏市容卫生的行为……。蒋筑英就是这样,时时处处体现了他对社会高度负责的精神。

他忙极了!心中的大事、小事千万桩,忙完了这桩又忙那桩。所里的老同志说他是“永动机”。他却把自己比作“铺路石”。他时刻为国家着想,为他人着想,很少想到自己。他的门牙脱落了,抽不出时间去镶;身体有病,也不肯抽时间上医院去诊治。他的身体一天天消瘦下去,腹痛也越来越厉害。他的爱人多次催促,他老是说:“等明天吧”。

公而忘私的人

蒋筑英与中国千千万万的中年知识分子一样,工作和生活的担子很沉重。他30岁才成家,结婚后,因为没有房子,双方各自住在单身宿舍里。第一个孩子要降生了,所里挤出一间小房间,他们才有了个家。1980年底,所里分房子,这时他家4口人.女儿已长得比母亲还高了。所里分给他三间一套的房子,有厨房还有厕所。这一夜,他的妻子高兴得合不上眼,他也失眠了。第二天,他去找管房子的领导；说:“我想找你谈谈分房子的事,,我不要三间一套的!所里有些同志住得很挤,有的还三代同堂,我要两间一套的就行了。”

领导解释说:“这次分房子,是上级为落实知识分子政策专款修建的。专款专用,够条件的能分,不够条件的打破头也分不得,分给你三间一套的,是照章办事。”

照章办事,蒋筑英只好接受下来。

蒋筑英的工资不高,家庭经济负担比较重。他舍不得买高级耐用消费品,舍不得买漂亮的家具,平时也舍不得吃,可唯有买书他最舍得。他认为,把省下来的钱用来买书是最有价值的。可以说,蒋筑英家的日子一直是过得紧巴巴的。

在有人高唱“知识分子要想富,只有出国这条路”的时候,蒋筑英出国了。1979年,所里派他去西德进修。在国外学习期间,他省吃俭用,尽可能地节约用钱。一起工作的外国朋友请他吃饭,他不能不去,但是,他不能回请人家,因为上饭店太贵,他舍不得。于是,他发挥自己的特长,做饭请客。他做的中国菜,外国朋友吃了都连连称赞“顶好!”半年时间一里,蒋筑英的确省下了不少钱,按说,是应当发点“洋财”了。但是,蒋筑英首先给所领导写信,问所里需要买什么器材?领导回信说,你在国外很辛苦,需要加强营养,不要给所里买什么东西。一位朋友劝他:“你该给家里买台彩电”。蒋筑英回答说:“我也真想买台电视机,不过,买台黑白的也就可以了”。回国的时候,蒋筑英用节省下来的外汇给所里买了一台英文打字机、一部录音机、十九台电子计算器和一些光学器材部件。剩下的钱,则全部交给了所里。

1981年,蒋筑英第二次出国。所里派他去英国和西德验收进口机器。这次,他同样考虑的是要节约更多的钱,为所里添置器材。他就是这样,时时想着国家、集体,想着自己的科研工作。

蒋筑英是大家公认的业务尖子。1979年,所学术委员会决定把他从助理研究员晋升为副研究员。这是人生中非常重要的一个“坎儿”,早提副研,就意味着能早向正研迈进。然而,这一次,蒋筑英没有填写那份晋升表格。他对领导说:“所里许多老同志学术造诣比我深,贡献比我大,这样的机会应该先让给他们。我还年轻,还需要不断地探索、磨练。”三年之后,又一次提职称,领导又一次让他填表。这一次,他填了。在“业务自传”一栏里,他对自己的业务成就谈得非常简略,主要写了以下四点体会:

“一、要看到国家的需要,要为国家解决实际问题。二、要学以致用,不要漫无边际地去积累知识,要为解决实际问题去学习。三、要善于向周围的同志学习。人各有所长,有的理论基础好,有的实践经验丰富。遇到问题,除了自己刻苦钻研以外,找适当的人讨论讨论,往往很快就找到解决问题的办法。四、要勤动脑、勤动手。知识和技能都是靠不断积累获得的。科学技术在不断发展,不勤于学习和实践就会落伍。”

最后他写道:“我们这一代肩负着继往开来的重任。今后,我要多做铺路石的工作,为实现科学技术的现代化,为年轻一代科技工作者攀登世界高峰创造条件。”

蒋筑英公而忘私的一生,实践了他自己的誓言。他像春蚕,“春蚕到死丝方尽”,他像红烛,“蜡炬成灰泪始干”。

“人总该有个信仰”

加入党组织是蒋筑英多年的宿愿,他多么渴望有朝一日,能填写那份神圣的《入党志愿书》啊!他深知,得到这张表格并不是很容易的。他努力钻研业务，即使在“”中被卷入波涛滚滚的政治旋涡时,他依然坚持业务学习。他坚信,知识必有用。然而这个优点曾被人说成是走“白专道路”。

作为一个科研人员,蒋筑英的工作非常繁忙,使他没有足够的时间去通读马列。但是,他读过马列和同志的主要著作,还做了十多万字的读书笔记。刘少奇同志的《论共产党员的修养》,他不知读了多少遍,书上留下了他做的许多标记和符号。他读了这些书,从中悟出了做人的道理。同时,这些书也启发他更加热爱中国共产党,坚信共产主义事业必然会取得最后的胜利。他父亲的政治历史问题,一直是他要求入党的一条难以逾越的鸿沟。但是,蒋筑英不气馁,他的信念始终不曾改变。他一次又一次地向党组织倾诉衷情。他在申请书中写道:“由于党的多年教育和学习马列主义、著作,使自己对社会发展规律、个人对社会应负的责任有了一些明确的认识。逐渐认识到,实现共产主义是人类最美好和最崇高的理想,也是社会历史发展的方向。中国共产党代表最大多数人民的根本利益……历史证明,中国要富强,人民要幸福,只有依靠共产党,走社会主义道路才能实现。”

有人劝他:“像你这样背着包袱的人,还是谨慎点好,还谈什么入党呢!”蒋筑英不以为然,虽然身处逆境,但对党的信念却没有动摇。

在他第一次出国临行前的一天,夜深了,孩子们早已入睡,妻子正在给他准备行装。蒋筑英在屋里踱来踱去,内心很不平静。妻子问道:“你在想什么呢?早点休息吧。”是啊,蒋筑英在想什么呢?是对异国风光的憧憬?还是对妻子儿女的牵挂?都不是。蒋筑英这时心里想的是国家,是党。他对妻子说:“现在国家还相当的困难,出国名额有限,组织上偏偏给了我……”

“那你更要好好干,做出成绩来。”

“党对我的要求不只是这些。作为社会主义祖国的科学工作者,光在业务上拔尖还远远不够,还要把自己的一切都献给祖国,献给党……”

想到这儿,蒋筑英激动不已,他坐到桌前,拿起笔向党组织写下他的入党申请。这一夜,他家的灯光亮了个通宵。

1981年,蒋筑英父亲的冤案终于平反了。蒋筑英对党的信念更加坚定了。他在写给父亲的信中说道:“要相信社会主义。我的入党问题,在你的问题有了明确结论之后,就有可能得到解决。人总应该有个信仰。现在,有些人对入党不感兴趣,但我想,加入党组织,是我的归宿。”

1982年5月,党支部根据他的多次申请和一贯表现,准备接受他入党。当他接过多少年来梦寐以求的那张表格----《入党志愿书》的时候,激动的心情无法平静。他眼睛里闪动着幸福的泪花,他终于盼来了这一天。他庄严地写下了自己的信仰和誓言:“一个人活着就应该有个信仰。人的生命是短暂的,但是,党的事业是永存的。我愿为实现党提出的各项战斗任务贡献自己的一切。”

以身殉职的不朽精神

这里记载的是蒋筑英人生旅途中最后四天的情景:

6月13日,蒋筑英到了成都,这次出差他走得十分仓促。12号那天,他整整工作了一天。下班之前,他和同志们一起,在一个新建的实验室墙上打孔,安装窗帘钩挂。挂钩安好了,地上还剩下一些水泥。该下班了,他没有马上回家,而是用那些水泥修补院内一处破损了的柏油路面。吃过晚饭,他拿起工具,又去帮助本室的一位同志修理家里的下水道,8点多钟才回到家里。

妻子路长琴正在给他收拾出差携带的东西,见他疲惫的样子说道:“你身体不好,叫你去医院瞧瞧,你总是说:‘明天’。你这身体能走吗?”“领导上决定了,就不给领导添麻烦啦!出差只有一星期,回来一定到医院检查一下。”蒋筑英这样安慰妻子。

第二天凌晨4点多,蒋筑英起来了。他把剩米饭加上水,煮成稀饭当早餐。妻子让他煮6个鸡蛋带着路上吃,他只煮了4个,自己带2个，留下2个给孩子吃。

清晨5点多,蒋筑英踏着茫茫的晨雾匆匆上路了。路长琴望着丈夫消瘦的身影,心中万分忧虑。她万万没有想到,这竟然是与丈夫的最后一别！

13日下午,蒋筑英和所里的另外两位同志一起飞抵成都。当晚7点,他召集验收组的人员开会,直到深夜11点半钟才结束。

14日早上7点50分,他从招待所出发,换两次公共汽车,步行三段路,于8点50分到达某工厂。蒋筑英忍着已经发作的病痛开始工作,一刻也没有休息。下午回到招待所后,又同有关人员讨论验收仪器装置的事情。

深夜,蒋筑英腹痛难忍,同志们把他送往医院。经医生诊断,他患有多种疾病:肿瘤压迫导致胆管狭窄,化脓性胆管炎、败血症、感染性休克、急性肺水肿。这样一个危重病人,竟然从长春来到成都,马不停蹄地工作了两天。什么样的精神和毅力啊!医生们惊异不已。他们奋力地抢救着蒋筑英。

由于劳累过度,蒋筑英的病情急剧恶化,经多方抢救无效,15日下午5时3分,他永远地离开了我们,终年43岁。

不幸的消息传到北京,王大珩所长悲感交集,他紧握双拳敲击着自己的太阳穴,流着泪连声叹道:“这是从何谈起呀!这是从何谈起呀!中国科学院刚刚决定把光机所的领导重担加给他，他却离去了……”

16日上午一上班,长春光学精密机械研究所开会,所领导在会上宣布了这一不幸的消息。话没说完,全体同志已是泣不成声,人们都为失去这样的好同志而悲痛!

追悼会那天,中国科学院和北京、上海、成都、沈阳、哈尔滨等地的近百个单位送来了挽幛和花圈。著名光学专家、南开大学教授母国光发来唁函,沉痛悼念蒋筑英同志。唁函说:“这样一位我们寄予极大希望的同志去世,是中国光学界的重大损失!”蒋筑英年迈的父亲让亲人送来了催人泪下的悼词:“作为爸爸来追悼儿子,这心情是沉重悲痛的!但是,你一心为公、忠于科学事业、以身殉职的精神,永远值得我学习!”

中共吉林省委根据蒋筑英同志生前的表现和愿望,追认他为中国共产党正式党员。经长春市人民政府批准,蒋筑英同志的骨灰盒安放在革命公墓。

蒋筑英的一生是不朽的,正如追悼会灵台两侧的挽联所写的: