应用光学范文10篇

应用光学范文篇1

关键词：前组合灯；远近光灯；日间行车灯；调光系统；设计方案

目前，汽车领域，前组合灯通常包含远近光灯、位置灯、前转向灯等功能，昼间行车灯一般与前组合灯分开，放置于前保险杠上。远近光灯光源通常为普通卤素灯泡，发光形式为反射碗反射发光，现今由于造型趋势，要求前组合灯大小更窄更扁，从而导致反射碗偏小后发出光型效果差，亮度不足，客户抱怨灯光差。前组合灯远近光调光通常采用手动调光装置，通过室内的灯光调节旋钮，控制前组合灯上调光电机运转，从而使反射碗转动角度，来实现灯光的上下左右调节。

1概述

造型趋势导致的前组合灯大小更窄更扁，原卤素灯泡方案已满足不了客户对灯光效果的要求。同时，由于整灯空间小，也导致无法将昼间行车灯放置于前组合灯中。对于一些高档车型，手动调光装置也已无法满足客户操作方便性的要求。本文阐述了一种前组合灯设计方案，该前组合灯远近光灯采用35W氙气灯光源，配合远近光一体式透镜，使用更小的空间同时实现远近光灯，由于氙气灯泡的出色表现，完美解决了客户对灯光效果的抱怨。该前组合灯包含昼间行车灯功能，通过LED光源，光导管式反射结构，以及电流控制电路，仅使用位置灯的空间，同时实现了昼间行车灯功能。该前组合灯采用AFS自动调光系统，通过灯光上下左右自动调节，给予客户更舒适的体验。

2前组合灯设计方案

本文提供了一种汽车前组合灯，该前组合灯包括远近光灯、位置灯、昼间行车灯、前转向灯功能。整灯造型及功能布置见图1。2.1远近光灯设计方案。该前组合灯远近光灯光源采用35W氙气灯泡，灯光反射及配光系统采用直径60mm远近光一体式椭球透镜组。远近光光源及反射配光系统如下图2所示。灯泡发出的光通过灯光反射面反射到透镜上，透镜再将光折射出去，通过电磁线圈通电与否，改变下遮光板位置，分别形成远光与近光光型。2.2位置灯与日间行车灯设计方案。位置灯与昼间行车灯采用LED光源，灯光反射及配光系统采用光导管形式。位置灯/昼间行车灯光源及反射配光系统如下图2所示。LED光源发出的光，通过导光管背部的齿形花纹反射，把光从导光管正面发出。通过调整齿形花纹大小及形状，保证发出的光型符合法规要求。通过给LED输入不同大小电流，分别实现位置灯与昼间行车灯功能。2.3前转向灯设计方案。前转向灯光源采用普通卤素灯泡，灯光反射及配光系统采用自由曲面式反射碗。前转向灯光源及反射配光系统如下图5所示。灯泡发出的光通过反射碗上的花纹反射出去，常规反射花纹区域为正常的抛物面反射区域，自由曲面反射花纹区域为非抛物面反射区域。2.4近光灯调节系统方案。近光灯光调节系统采用AFS自动调光系统。远近光AFS自动调光系统简图如下图6所示。根据车辆行驶路面情况，车身传感器通过CAN总线，将旋转角度、车体速度、车体高度等信号传递给AFS控制电路，AFS控制电路通过控制调高马达使前照灯实现灯光上下调节，通过控制旋转马达使前照登实现灯光左右调节。

3结论

本文阐述的汽车前组合灯设计方案中，远近光灯采用35W氙气灯光源，配合远近光一体式透镜，使用更小的空间同时实现远近光灯，由于氙气灯泡的出色表现，完美解决了客户对灯光效果的抱怨。昼间行车灯功能，采用LED光源，光导管式反射结构，以及电流控制电路，与位置灯集成于一体，降低了整灯的空间需求。近光调节系统采用AFS自动调光系统，通过灯光上下左右自动调节，给予客户更舒适的体验。本文阐述的方案可有效运用于汽车前照灯的设计，为汽车前照灯设计提供了一种设计思路。

参考文献

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应用光学范文篇2

*是中国光学科技的发源地，经过几十年的建设，*已成为中国光电子领域科研、产业和人才快速发展的地区，被誉为中国光学科技和光电人才培养的摇篮。2*年*月，*被国家批准为光电子产业基地。20*年8月，*市成功承办了第二十届国际光学大会。*光电子产业的独特优势和市场前景为投资者提供了巨大商机。

*具有促进光电子技术及产业发展的创新能力。*有27所高等院校，98个研究院所，19个国家重点科研开放实验室，41万名各类专业技术人员。在光电子领域，有3个国家重点实验室，设置35个相关的学科，拥有全国最大的光电子研究所和全国唯一的以光电子专业为主要学科的大学，在光显示技术、发光学、现代应用光学、光学工程等优势学科领域积累了丰富经验，取得了一批具有自主知识产权的创新成果。

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20*年年初，组建了*国家光电子产业基地发展股份有限公司，会同高新、净月、汽车、经开等开发区，整合调配各类资源，编制了光电子、汽车电子嵌入式软件工程中心、光电子产业基地工程中心和*国家汽车电子产业园区规划等可研报告，并正式向国家信息产业部申报国家汽车电子产业园区，目前正在审评中。为推动基地与园区建设，分别与高新、净月、汽车等开发区和吉大科技园就光电信息产业发展的投融资体系、风险投资机制、中小企业担保、企业孵化中心建设等问题进行了探讨和论证。形成了以高新区磐谷国际商务港为总部，以经开区中科院光机与物理所为产业化孵化器，以净月启明工业园、汽车区汽车电子工业园、高新区吉大科技园、软件园为依托的*国家光电子产业基地总体方案，编制了申请国家开行资金支持的项目可研。目前，该平台项目正在申报中。综合技术服务平台项目启动后，将进一步推动国内外光电信息企业和项目向向*国家光电子产业基地集聚。

应用光学范文篇3

关键词：微光夜视仪；结构设计；材料选择

微光夜视仪是一种应用于军事作战中的精密光学仪器，其中光学系统中光学元件的安装定位精度、杂光的干扰等，会直接影响光学系统的成像质量。机械系统是微光夜视仪的重要组成部分，由于该夜视仪是军事作战中用于头盔上的微光夜视成像系统，对重量、体积指标要求非常严格，所以在进行机械结构设计时，要在保证夜视仪性能的前提下，应尽力使其整个结构简单，重量轻。为提高我军作战能力，所以有必要对微光夜视仪做结构优化。因此，微光夜视仪结构设计的任务是按照光学系统设计的轴向要求、光学元件的间隔以及同心度要求，使微光夜视仪光学系统各部分组成一个稳定的整体，并保证光学系统的性能指标要求。同时镜筒结构设计应满足：不影响光学系统性能、光学元件的安装无应力、镜筒与光学元件的接口、消杂光、重量和体积等总体要求。但是由于质量和体积的限制，野战中严酷的高低温环境影响，使用传统的机械设计理念很难满足系统的要求。

本文对所有的机械零件选择使用同一种材料，以保证恶劣环境下机械零件均匀地膨胀和收缩，避免不同的膨胀会造成卡环松脱，并且保证微光夜视仪光学系统的正常工作。结构设计的最直接目标就是选择使用一种热膨胀系数近似于零的材料进行构架。微光夜视仪镜座和镜筒是保证微光夜视仪光学系统性能的关键部件，所以镜座及镜筒的材料选择、镜座的结构形式以及镜筒的设计对光学系统成像质量起着关键的作用；在满足微光夜视仪结构力学性能要求的前提下，还要尽量降低系统结构的质量，并且能适用于野战中严酷的高低温环境，所以镜座及镜筒材料的选择必须保证机械系统的精度及稳定性。（1）机械性能稳定性。一方面为了减轻结构质量，应该选择低密度的材料；另一方面，为了提高结构的刚性，应该采用高弹性模量的材料。所以，高比刚度是选择微光夜视仪结构材料的关键指标。并且为了在加工后能保证高精度，所选材料的尺寸稳定性应该良好。（2）热性能稳定性。应该选用低热膨胀系数的材料作结构材料，并考虑结构之间的热补偿，以使光学系统在野战恶劣的高低温环境下仍能保证良好的性能。另一方面，热导率高还可以使结构中的温度梯度较小，并使结构内部热平衡容易在短时间内达到。基于以上分析，本文微光夜视仪结构零件选择使用机械性能和强度可以和金属材料相媲美的复合材料。复合材料通过组元材料的协调作用，可以在很大程度上改善和提高单一常规材料的机械性能、物理性能和化学性能。非金属复合材料具有可设计性及密度小的显著特点，因此使用非金属复合材料不仅可以满足夜视仪机械性能和强度要求，而且可以减轻整个夜视仪的重量。几种典型复合材料和常用材料性能对比如表1。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23000～43000Mpa亦高于钢。碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。碳纤维是20世纪50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。20世纪80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。

据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。碳纤维增强的复合材料这样的优异性能可以满足光学精密仪器高尺寸稳定性以及高结构精度的要求。采用碳纤维复合材料制造微光夜视仪可实现自身减重的目的。该复合材料已经在航空航天和战略武器等方面得到广泛应用，是不可取代的高级复合材料。几种材料的比刚度和热稳定性比较如图1所示。由表1和图1可知，碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有如下特点:（1）密度小。碳纤维环氧树脂基复合材料的密度不及钢密度的五分之一，仅是钛合金密度的0.47倍，所以可知，尺寸相同的的结构件用碳纤维环氧树脂基复合材料制作，要比用钢制作轻80％，比用钛合金制作轻53％。（2）比刚度高。碳纤维环氧树脂基复合材料的比刚度约为钛合金材料的2倍，所以可知，在相同质量的前提下，碳纤维复合材料结构刚度要比钛合金的结构刚度提高一倍，因此适用于结构轻量化设计。（3）线膨胀系数小。碳纤维环氧树脂基复合材料的线膨胀系数比钛合金的线膨胀系数小一个数量级甚至更多。在微光夜视仪结构中，要求在严酷高低温环境下变形极小，所以只有采用碳纤维复合材料才能满足。并且其与透镜材料的线膨胀系数相近，这样就可以避免在温度升高或降低时，结构内部产生较大的温度梯度。从微光夜视仪的设计要求出发，考虑其特殊的军事作战环境，提出并详细地总结了微光夜视仪的结构设计中材料的选择，为以后的总体结构设计做了准备。

作者:张博 单位:黑龙江东方学院

参考文献

[1]徐永祥.夜视技术与军事应用[J].工科物理,1998，8(1):36-38.

应用光学范文篇4

器。这种古老的技术通过扩张阴道年到子宫颈外口。最近20年来腹腔镜手术和子宫

镜手术技术的发展已成为妇科专业的一种重要的突破，现今在美国腹腔镜已成为妇

科最常用的手术器械。全世界对于永性绝育方法的需要是促进内窥镜外科发展的主

要原因。最重要的应用电凝方法改善了腹腔内止血的能力，使之有可能通过腹腔镜

完成手术操作。

腹腔镜的发展

1910年斯堪地那维亚的Jacobaeus首先报道应用光学器械对人类腹腔进行观察

2。当然在这篇报道以前也有几篇关于此方面发展的文章。早在1805年德国的Bozz

ani曾用烛光和一根简单的管子看到了尿道口。这启发了Desormeaux，他在1843年

首先发明尿道镜和膀胱镜3，光源是用煤油灯经过多面镜将光反射而来。以后，德

国的Stein于1874年发明一种光内窥镜。也是德国人Nitze在内窥镜中加入一组镜头

，将看到的区域进一步放大4。美国的ThomasEdison发明的电灯泡对妇科内窥镜的

进展有了进一步突破。苏格兰的Newman发明了远端有一个小的白炽灯泡的膀胱镜（

1883）。德国的Kelling（1902）首先报道在狗身上应用腹腔内窥镜。他先用针头

造成气腹。并用Nitze设计有膀胱镜观察5，以后Jacobaeus（1910）应用一付套管

针管将一些妇女造成气腹，通过同一插管插入Nitze膀胱镜，做了盆腔镜检查及腹

腔镜检查2。

腹腔镜技术在应用于妇科外科之前曾经过几度革新。美国的Orndoff发明的腹

腔镜套管针上安上一锐利的角锥头以便于穿刺6，然后再插入一个自动套管鞘瓣膜

，以防止漏气。第一次气腹注入的是空气以后瑞士的Zollikoffer用了二氧化碳（

CO2）7。德国的Kalk介绍了应用一个前斜45?的透镜系统对上腹部检查，并且做第

二个穿刺也（1929）8。德国的Fervers再次报道用腹腔镜器械取活组织检查及电灼

腹腔内粘连（1933）9。1934年美国的Ruddock随后介绍了用腹腔镜一次性穿刺手术

10。几乎与此同时Boesch报告手术操作时抬高骨盆45?~50?。1937年美国的Hope应

用Ruddock腹腔镜诊断宫外孕11，美国的Anderson（1937），Powers及Barnes（19

41）用输卵管吸热凝固方法进行绝育12,13。1942年美国的Donalson及其同事用腹

腔镜做了子宫悬吊手术14。1944年Decker介绍了阴道镜，代替腹腔镜的进入方法（

图1.2）。

法国的Palmer是第一位将腹腔镜广泛地应于临床的妇科医生15（1947）。他也

介绍了用子宫内插管做子宫内操作，并且发明输卵管通色素法。Hopkins及Kapany

在1952年介绍了光导纤维，使腹腔镜手术取得进一步进展。60年代早期Hopkins设

计了杆状透镜系统，现在大部分内窥镜都用这种透镜。几乎同时，德国的Frangen

-heim16（1963）和法国的Palmer继续发明了用腹腔镜电凝做输卵管绝育。应用腹

腔内电凝是发展盆腔镜的主要促进力量，因为不掌握腹腔内止血的能力是不能做这

类手术的。盆腔镜的技术和器械操作方法的其他发展归功于德国的KurtSemm。19

63年他介绍了应用自动注气法以维持气腹17。Semm曾推荐一套完整的盆腔镜器械操

作装置，现在已经改进而且还在不断更新。

70年代腹腔镜手术的应用日益增多，Steptoe及Edwards用腹腔镜发现了做试管

婴儿的第一个卵母细胞18。直到80年代后期在介绍了经阴道超声取卵母细胞以前，

腹腔镜一直都是试管婴儿试验中的组成部分。1972年Hulk及其同事介绍了腹腔镜输

卵管钳夹绝育方法19。加拿大的Rioux（1973）也介绍了腹腔镜下两极电灼输卵管

绝育方法。美国的Yoon（1974）也介绍了腹腔镜硅胶环输卵管绝育。表1.1以编年

史方式概述腹腔镜手术的发展。

表1.1腹腔镜发展编年史

研究者日期发明

Bozzani1805用烛光及简单的管子看见尿道口

Desormeaux1843介绍第一台尿道镜和膀胱镜，用煤油灯和多个镜面反射乐，成为

第一台有效的内窥镜

Stein1847发明光内窥镜

Nitze1877在内窥镜管附加透镜系统，因此可以将所见区域放大

Edison1880发明白炽灯泡

Newman1883发明在膀胱镜远端用小的白炽灯泡

BoisseaudeRocher1889自插入鞘分离出目镜部分，而用不同的望远镜插入鞘内

Kelling1901用针头给狗注入空气造成气腹，然后插入Nitze膀胱镜

Jacobaeus1910用套管针给人注入空气造成气腹，然后将Nitze膀胱镜插入套管，

首次记录了用光学器械对人类腹腔的观察

Orndoff1920发明尖锐的角锥状物对准套管针以便于穿刺，并发明自动套管针鞘

瓣膜以防止漏气（腹腔镜）

Zollikoffer1924用CO2代替空气造成气腹

Korbsh1927第一本带图谱的腹腔镜教科书问世

Kalk1929发明前倾斜（45?）透镜系统，为上腹部检查做第二穿刺孔

Fervers1933腹内粘连电灼

Ruddock1934发明一次穿刺腹腔镜手术，发表900例腹腔镜使用结果，对58例宫外

孕的确诊率为100%

Boesch1935应用垫高骨盆40?~50?方法

Anderson1937用吸热凝固方法做输卵管绝育

PowersandBarnes1941用腹腔镜电灼输卵管绝育

Decker1944介绍阴道镜

Palmer1947第一位临床应用妇科腹腔镜的妇科医生，介绍用子宫内套管进行子宫

内操作及输卵管通畅试验

HopkinsandKapany1952内窥镜采用光导纤维

Palmer1962用腹腔镜电凝做输卵管绝育

Frangenheim1963用腹腔镜透热法进行输卵管绝育

Semm1963自动注气造成气腹及全套盆腔镜器械

Stepoe1967出版英文版第一本腹腔镜教科书

SteptoeandEdwards1970用腹腔镜取卵孕育试管婴儿

Clarke1972介绍腹腔镜输卵管结扎的器械

Hulka1972介绍腹腔镜输卵管绝育的钳夹术

Rioux1973发明腹腔镜输卵管绝育的二极电烙法

Yoon1974腹腔镜硅胶环输卵管绝育术

与腹腔镜技术发展的同时，重要的资料也发表出来。德国的Korbsh于1927年出

版了第一本腹腔镜的教科书，并附有图谱。30年代后期美国的Ruddock出版了900次

腹腔镜的结果20。这本书特别提到用腹腔镜诊断宫外孕有准确性。两年以后，也是

美国人的Belling出版了一本回顾性书籍，列出了腹腔镜的指征，特别涉及子宫内

膜异位症、盆腔炎及宫外孕的诊断。1947年Palmer出版了他的《250例系列病例》

。50年代末及60年代初很多教科书中可见到关于妇科腹腔镜的介绍。1959年Frang

enheim出版了一本德文教科书，随后Thoyer-Rozat21将其翻译成法文书，Albano及

Cittadini22将其中妇科内窥镜部分译成意大利文。1967年第一本英文版腹腔镜教

科书由英联邦的Steptoe23出版。美国的Cohen24和Fear出版了第一部妇科腹腔镜的

美国出版物，随后于1970年美国第一部妇科腹腔镜教科书出版。1970年美国的Whe

eless报道了关于门诊病人腹腔镜操作的大量病例25。

在美国建立了腹腔镜手术的标准及随访制度。1972年Phillips建立了美国妇科

腹腔镜医师协会（AAGL），并于同年Hulk修改了美国腹腔镜协会并发症委员会第一

次年会报告。用于诊断和手术的腹腔镜对妇科日常工作的冲击是重大的，腹腔镜使

得妇科医生在大多数临床病例中确定了诊断，大大减少了剖腹手术的需要，附加的

进展促进了腹腔镜对子宫内膜异位症、分腔粘连、输卵管疾病、宫外孕和卵巢囊的

治疗。与剖腹手术相比，腹腔镜治疗大大减少了金钱的花费、术后发病率和身体复

原时间。

子宫镜的发展

人们在腹腔镜发展以前已有查看子宫腔的想法。早在公元1000年Abulkasim用

一面镜子的反射光照射阴道。法国的Desormeaux（1853）用一种早期的内窥镜看到

子宫内部，并报道这第一台“满意”的子宫镜。他还认出一位绝经后阴道出血的病

人子宫内的息肉26。1847年Aubinais27用肉眼看到子宫腔，爱尔兰的Pantaleoni2

8用Desormeaux最初设计的膀胱镜（图1.3）认出子宫息肉（1868）。法国的Clado

（1898）描述了几种子宫镜器械模型，并且出版了子宫镜检查技术的书籍（图1.4

）29。继这一成就之后关于子宫镜的专题论文不断出版。David于1908年特别介绍

了接触性子宫镜30（图1.5）。

子宫镜进一步革新是向有效的膨胀基质及能够清楚地看到子宫腔方面发展。1

925年Rubin将膀胱镜及子宫空内注入CO2相结合31。1928年Gauss用水冲洗血液并膨

胀子宫腔32。并将水源提高于病人50cm。1962年Silander用一个透明橡皮球安放在

内窥镜上，然后再在子宫内充气33。Edstrom及Fernstrom于1970年推荐用高分子左

旋糖酐为膨胀剂34。1970年Lindemann用CO2膨胀子宫35。这些发展增加了子宫镜的

临床应用。表1.2概述了子宫镜的发展。

表1.2子宫镜发展的编年史

研究者日期发明

Abulkasim1000应用镜子反射光至阴道内

Desormeaux1853用早期内窥镜看子宫内部，第一台“满意的”内窥镜

Aubinais1864用肉眼观看子宫内部

Pantaleoni1868用Desormeaux设计的膀胱镜认出子宫息肉

Clado1898描述几种子宫镜器械模型

David1907子宫镜的专题论文，特别介绍接触性子宫镜

Ruben1925结合应用膀胱镜及子宫腔CO2充气

Gauss1928用水冲洗血液并膨胀子宫腔，水源须保持高于病人

50cm

Silander1962用安装于内窥镜内的透明橡皮球使子宫腔充气

EdstromandFernstrom1970介绍高分子右旋糖酐为膨胀剂

Lindemann1970用CO2膨胀子宫

Hamou1980介绍微型阴道子宫镜

Baggish1987发明聚焦全影照相子宫镜并附带四频道手术鞘尤其对Nd:YAG激光

有用

因为早期子宫镜的透镜系统是低级的，常常发生光线和成像传播不足现象。现

在大部分子宫镜的透镜系统都有玻璃纤维环绕其周围，可照明子宫腔。1952年，V

ulmiere曾用一单片硬矿物质玻璃为引导，处理得当不仅能照明，而且当与目的物

接触时也能放大影像。1963年开始用一个光学套管放在斜鞘内的方法，并于1973年

Barbot在法国推荐其用于临床29而使之完善。1979年Baggish报道首次在美国应有

此器械29。接触性子宫镜是将光学与现代全景照相子宫镜的原理相结合，成为一种

简单的器械。1980年Hamou曾介绍了这种微型阴道子宫镜36（Microcolpohysteros

cope），正如新近Baggish在1987年推荐的附带四个频道手术鞘的一种聚焦全景照

相子宫镜，对激光操作特别有用29。

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应用光学范文篇5

不同国家对物流一词的理解和定义都不相同，我们可以将物流理解为：让物品流动起来，通过分析两地的供求关系，以运输、仓储、包装和配送等手段达到某种特定的目的；物流管理就是指对整个物流活动进行有计划、组织、指挥、协调与控制，在社会生产过程中还要降低物流成本，以不断提高物流效率和经济效益；物流信息技术目前还没有规范的定义，我们可以把它理解为在物流活动中所使用的各种信息技术的统称。

2物流信息技术在物流管理中的研究

随着物流产业的蓬勃发展，人们也逐渐认识到物流信息化已成为必然趋势。如果物流少了信息化，那么许多物流现代化的设想也就无疾而终，信息技术及计算机技术在物流中的应用将会彻底改变物流的面貌。物流信息技术尽管更新速度快，但归根到底，其核心还是离不开通信、软件、业务管理系统者三大板块。其中包括了在通信方式基础上的移动通信手段、条码技术、射频技术、信息交换技术、GPS技术、GIS技术、仓库管理技术、智能贴标技术、计算机网络技术等高端科技。

3物流信息技术在物流管理中的应用

企业物流管理是企业生产经营过程中的一个重要步骤，现在企业大多使用网络对企业物流进行信息化管理和综合管理，提高工作人员工作效率，并且降低企业物流运作成本。企业物流信息化管理，可以提高企业市场竞争力，使企业长久健康地发展。

3.1物流配送的信息化

公共物流信息平台是连接物流企业、物流节点、顾客以及消费者的信息纽带，物流配送企业能借助公共物流配送信息平台，提供多样化、个性化的服务，整合相关的物流信息，提高配送的可靠性、准时性和顾客的配合度，提高服务效率。政府要加强对物流信息平台的扶持力度，加速完成物流信息平台的建设，加大力度开发物流信息服务系统，促进物流配送信息化产业的发展，还要主动开展物流市场预测，积极开发跟服务贸易相关的物流信息服务系统，提升物流信息管理与经营的科技含量。

3.2条码技术技术案例分析

下面我们以长三角地区某公司为例进行分析，分析研究常见条码技术应用给企业带来的影响。在繁重的生产任务中如何提高员工的工作效率、规范工作行为？这些问题都将成为企业发展的重重阻碍，缓慢了企业发展脚步。针对这一系列的问题，该公司在企业的各个业务区域建立一个高效、全方位的无线网络，便于各项数据能够实时、准确的进行业务流转引入条码应用技术；根据企业现状建立条码应用管理系统，以使用手持式移动数据终端采集条码获取数据的方式代替原有的手工记录并贯穿企业的整个业务流程，提高工作效率，消除人为因素导致的差错。

4解决企业物流管理信息化过程中问题的措施

我国若想在世界经济发展中掌握一定的主导权，就必须努力解决现在企业物流管理信息化中存在的诸多问题。对于企业物流信息化管理中存在的问题，可以从以下几个方面来解决。

4.1培养专业人才

在企业物流信息化管理过程中，一支专业的物流管理队伍是企业物流快速发展的重要支柱之一。市场经济变化加速，一支专业的物流管理队伍能够使企业适应市场经济的变化，让企业能够快速发展。缺乏专业的物流信息化管理人才使企业在多变的市场经济中寸步难行。

4.2提高物流技术

要引进先进的物流技术和物流管理经验，改进现有物流设备，利用先进的物流管理技术，全面提高我国企业物流信息化管理水平，缩短与国外企业物流信息化管理的差距。

4.3重视物流管理信息化

要改变物流管理人员的理念，从根本上改变企业物流信息化管理方式，提高企业物流信息化管理效率，促进企业快速发展。

5结语

应用光学范文篇6

设计色彩与材料表现是为环境设计专业一年级学生开设的一门专业基础课程，为环境设计专业的学生奠定了专业学习的基础。该课程通过理论教学与实践教学，培养学生的自学能力和创新能力。以往该课程名称为“色彩构成”。笔者在学习了OBE教育理念后，针对环境设计专业的专业特性，发现该课程存在一些问题。首先，课程名称不具有专业特性，教学内容知识略显陈旧，难以与应用能力紧密结合；部分教师的理论讲解往往不够深入，教学过程中穿插的案例较少，导致一些学生实践与创新能力不足。其次，部分教师的教学方式较单一，注重理论知识的讲授，没有将理论与实践有机结合，忽略了对学生创新能力和实践能力的培养。最后，一些教师设定的课程评价考核方式相对单一，难以真正达到全面考查学生能力的目的。

二、基于OBE教育理念的环境设计专业设计色彩与材料表现课程改革

OBE教育理念，即成果导向教育，兴起于20世纪80年代，是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。OBE教育系统要求教师事先确定学生毕业时需要达到的能力水平，通过合适的教育途径使学生达到预期目标。OBE教育理念的核心精神是培养学生的能力，课程教学重点也从“教师教什么”转移到“学生学到了什么”。基于OBE教育理念“以学生为本”的指导思想，教师需要依据职业岗位需求，进一步明确课程的教学目标（学生预期、学习产出），确定课程的职业能力和素质要求，根据教学目标开展合理、科学、灵活的教学活动。根据环境设计专业设计色彩与材料表现课程的培养目标和要求，笔者对该课程提出以下几方面的改革措施。首先，将课程名称修改为“设计色彩与材料表现”，以突出与环境设计专业联系的紧密性。同时，教师应以培养学生的学习能力为目的，完善课程教学目标。该课程的学习是学生实现更高境界的空间色彩创造和设计的重要途径。教师要注重培养学生的创新能力，提高学生的应用能力。教学内容上，教师不仅仅要让学生掌握色彩构成相关理论知识，了解色彩视觉、知觉及心理的不同感受，更要与环境设计专业紧密结合，让学生能利用各种材料表现不同的色彩感觉，应用不同的组合、搭配，灵活地运用色彩，进而应用于室内外空间设计。其次，OBE教育理念强调培养学生的创新能力，重视学生综合运用知识解决问题、实际应用的能力。教师应以教学目标为导向，完善教学内容、方法。该课程教学不仅需要构建知识体系，更需要培养学生的创新能力和实践能力。教师可改革教学内容，将教学内容分为理论教学模块、实践模块及项目模块，加强对教学方法的研究和实践，使学生在掌握应用能力的同时能及时了解环境设计领域前沿与发展趋势。同时，基于OBE教育理念，教师应积极探索以学生为中心的教学方式与方法，实施案例式、启发式、讨论式、互动式、辩论式等教学方式和案例解析、现场教学、实物教学等方法。教师可通过“教、学、实、做”一体化教学，激发学生的学习兴趣，促使学生调动学习积极性，将所学的理论知识应用于实际，达到完全消化所学知识的目的。教师在课堂教学中可加入案例教学，通过小组讨论完成课程训练，以提高学生创造思维能力、分析能力及团队合作能力。最后，OBE教育理念注重课程评价考核的灵活性、过程性、目标性。教师应以学习产出成果为导向，在课程评价考核过程中分析学生学习效果，及时调整、完善教学方案，以获得预期的教学效果。

基于OBE教育理念的环境设计专业设计色彩与材料表现课程改革以学生学习结果为课程改革驱动，反向设计教学内容、方式和评价，调动了学生学习的主动性，激发了学生的兴趣，提升了学生的创新及实践能力。笔者结合OBE教育理念和环境设计专业设计色彩与材料表现课程的实际情况展开深入探讨，以期解决原有课程教学存在的问题，促进教师更好地优化课程教学，为环境设计专业设计色彩与材料表现课程改革提供新思路。

参考文献：

[1]边心田，陈贵宾.基于OBE理念的应用光学课程改革与实践.高教学刊，2017（18）.

应用光学范文篇7

关键词：线路偏心；道砟厚度；施工测量

1工程概况

本文选取云桂铁路作为分析案例。整个项目路基长度在15km以上，共包含47座桥梁、23座隧道。由于项目所处地区大多地形陡峻、地质条件复杂，位于地震频繁地段，属于典型的山区铁路项目，因此对线路偏心状况与道砟厚度测量精度要求较高。本次测量段为云桂铁路中的广南县路段，长约22km。

2桥梁线路偏心和道砟厚度测量技术原理

线路偏心指桥上线路中线和梁跨中线间的偏差状况。铁路桥梁线路偏心状况超出误差允许范围的原因为施工中存在误差、墩台倾斜、线路发生横移和支座病害等。但因为线路偏心会使梁体承载力受到限制，从而可能导致横隔板被扭断，所以铁路项目施工时及后期投入使用过程中都需定期对线路偏心状况进行测量[1]。道砟厚度指轨枕底端到梁体托盘顶端的厚度值。图1为两大指标的测量示意图。图1中，a为左轨至左挡砟墙的距离（cm）；b为左轨至轨道挡砟墙的距离（cm）；c为轨道间的距离（cm）；d为轨枕设计高度（cm），若轨枕材料选用60kg/m钢轨或Ⅱ型轨枕，d为38.6cm；h为道砟设计厚度（cm），取值30；k为被测标尺测量零位高度（cm），取值38.6cm；g为挡砟墙设计高度（cm），取值30cm；Δy为道砟厚度波动值。则线路偏心状况e实可根据式（1）进行计算：e实=(a)+b-c/2（1）道砟厚度h实可根据式（2）计算：h实=k+g+Δy-d（2）通过观察式（1）、式（2）可发现，要想计算出线路偏心状况与道砟厚度，必须先得到距离与高度的具体数值。而这些数值在测量时不仅可以通过机械测量，还可通过光学图像完成测量[2]。

3线路偏心和道砟厚度测量技术的关键点

3.1施工测量方案。考虑到项目特征和站前项目的高需求标准，研究决定利用精度更高、性能更稳定的机械仪器完成测量工作。因此本项目测量工作中使用了天宝5800的GPS定位器、徕卡TC1200全站仪。此外，测量水准仪也均为天宝牌。3.2具体施工。3.2.1平面控制测量。该标段平面控制网复测与加密共包含3大部分，即线路平面控制网复测、基础平面控制网复测与基桩控制网加密。其中，站前工程平面控制网主要包含控制网CPⅠ、CPⅡ两个部分，都可以借助GPSB级、GPSC级来测量。当控制点完成移交后，项目单位可借助双频静态接收机再次测量各个控制点，最终限差与精度以本次测量为准。基桩控制网（CPⅢ）需要借助导线测量实现加密。桩的选材应和设计院桩保持一致，位置不能选在无线电发射源周边，距离应在400m以上；同时还要注意与高压输电线路保持距离，距离应控制在200m以上。位置确定后不仅需要在该点进行标注，还要在比例尺图上进行标注。此外项目所使用的CPⅢ控制网必须与CPⅠ与CPⅡ保持一致。本项目勘测中，CPⅠ控制点复测时必须保证X、Y坐标差值不超过标准值的±2cm；而对CPⅡ控制点，应按照表1标准进行复测。3.2.2高程控制测量。（1）对水准点进行复测时，项目单位应参照设计院提供的测量资料，严格按照二等水准点测量标准进行测量，并使用数字水准仪完成全标段的复测工作。同时水准复测线路必须和设计标准完全吻合。若复测工作在长度超过300m的桥梁或大型车站中开展，需适当增添水准点，增添的点位应单独安放，且按照二等水准测量标准进行测量。（2）项目单位要对水准网进行加密。若水准点原本的密度无法达到设计标准，应适当添加加密水准点，添加的点位应顺着线路中线每100~150m摆放1个。3.2.3线下工程施工测量。（1）一般构造物和路基的测量按照项目单位设计的GPS点、导线点来加密控制网，整个加密工作必须符合路基板桩、中线、边线及相关构筑物的施工放样标准。所有加密点都应照着4等导线测量精度摆放，并使用DJ2级全站仪进行测量，测量角度选用方向观测法测4测回及距离对向观测2测回，同时还需对数据进行气象改正、投影改正等。（2）高架桥、特大桥和相关特殊结构的测量对高架桥、特大桥的测量应确保控制点和线路间的垂直距离在150m以上、不同控制点间距离应控制在500~600m。整个施工控制网应按四边形摆放，为确保图形结构稳定，应同时使用4架GPS接收机进行观测，且观测时间应超过60min。整个观测工作必须按设计规定，在相应的时间段内进行。此外，天线对中精度应为1mm，允许误差范围在2mm内；每次观测前后都应测量天线高度，结果取前后测量的平均值。3.2.4线下构筑物变形测量。考虑到轨道铺设最佳时间、后续运营养护及维修工作的开展等因素，项目决定构建线下构筑物纵横向立体变形监测网络，主要包含水平方向与垂直方向两部分。其中，水平位移监测网是利用独立坐标体系照着三等平面检测网标准建立的，全部布网工作一次完成。此外，若测量工作无法同时覆盖CPⅠ和CPⅡ控制点监测网络，最少也应与其中之一进行联测，以使测量平面坐标系统能发挥实际效用，水平监测坐标和施工平面控制坐标间能发生转变。3.2.5竣工测量。（1）对线路中线的测量在进行测量时应按照线路贯通测量结果摆放线路中桩，直线线路各中桩间隔50m、曲线则间隔20m。若遇公里桩、百米桩、变坡点、桥涵中心、车站中心、道岔中心、竖曲线起点与重点、曲线起点与终点等，需进行加桩。所有加桩的高程测量都可使用二等水准基点完成，最大误差应控制在10mm以内。此外，在对线路进行加桩时还应观察路基、桥梁自身结构是否达到限界要求。（2）对路基横断面的测量待沉降稳定后应对横断面进行测量，标准规定直线地段横断面间距应保持在50m、曲线地段间距应保持在20m。测点内容应包括以下几点：道路中心线、线间沟、路肩、高程变化状况。其中，路基横断面所有内容的测量误差不可超过±5mm。（3）对桥涵的测量墩台施工结束后，需先对墩台纵向、横向中心线及墩台跨度等进行测量，将测量合格的结果交给架梁作业队后方可开展后续工作。

4结语

《铁路桥隧建筑物大修维修规则》（铁运〔1999〕146号）[3]指出，桥上线路中心和梁跨设计中线下偏差钢梁的误差范围应在0.5cm之内、圬工梁的误差范围应在0.7cm以内，如果发现实际值超出了误差允许范围，需要对其进行验算。同时，正常情况下轨底应比挡砟墙顶端至少高出2cm，且枕下道砟厚度应控制在25~45cm之间。依照上述要求对新建云桂铁路中的广南县路段进行测量发现，线路偏心状况与道砟厚度均满足规范要求和项目的实际需要。

参考文献：

[1]李添悦，程子默，陈子乾，等.一种铁路桥梁线路偏心和道砟厚度的测量方法[J].铁道建筑，2018（2）：134-137.

[2]安连生.应用光学[M].3版.北京：北京理工大学出版社，2002.

应用光学范文篇8

关键词：现代物理；机械自动化；融合途径

目前人类已逐步进入第四次工业革命时期，我国工业行业也获得了很大的发展，提出了智能制造2025，从而更好地推动我国机械行业的蓬勃发展。通过实现机械自动化，可有效保障机械产品的制造质量与精度，为企业带来更大化的经济效益。然而我国机械自动化方面与国外发达国家相比，依然存在一些差距，特别是高精尖技术方面。这就需要我国研究人员注重对现代物理的研究，深入分析现代物理和机械自动化的融合，以此来不断强化机械自动化水平，更好地缩小与国外之间的差距，推动我国机械行业的长远发展。

1现代物理概述

通常来说，现代物理主要指20世纪初开始发展起来的物理学，涉及相对论、原子与原子核物理学、量子力学、粒子物理学等，属于物理学中必不可少的一部分。现代物理彻底改变了人类之前的时空观，对这个世界产生了新的认识，并在极大程度上改变了大众的生活方式。如今，现代物理得到迅速发展，但依然是整个自然科学的基础，其发展依然是促进整个自然科学不断进步的最为关键的动力之一，也推动着机械领域的发展。在19世纪末20世纪初，经典物理学的发展得到不断完善，逐渐建立了热力学、统计学、麦克斯韦电磁理论，让经典物理学达到了顶峰。基于经典物理学，很多科学家也发现了诸多经典物理学不能解释的事实，包括电子、X射线与放射性现象、“以太漂移”的“零结果”、黑体辐射的“紫外灾难”等，这些现象引起了物理学的一场巨大革命。在这一背景下，科学家创立了相对论、量子力学，就此现代物理诞生了。根据研究的物质运动形态与实际研究对象，可将物理学分成力学、光学、热学、电磁学、原子物理学等。当前，人们更加深入地认识了物理现象，部分物理学的分支学科逐步发展成独立的学科，包括力学、气象学等。同时，现代物理通过先进的实验技术，更加深入地研究了物质结构与特性，获得了普遍规律与结论，为其他基础学科的发展提供了有力的支持，也分化出了诸多尖端科学技术，包括激光、半导体及超导体等，还在很大程度上推动着信息科学、材料科学等科学技术的发展。

2机械自动化发展中现代物理发挥的重要作用

现代物理的不断发展，推动着科学技术的前沿新领域的发展，即物理学的发展是其他科学和绝大多数技术的重要前提和基础条件，物理学是人类在探索未知世界的求知欲、好奇心的驱动下构建起来的。现代物理学理论的不断发展，促进工业科技的发展与自然科学的进步，并推动众多工业技术新领域的研发和应用，进一步促进机械自动化产业的迅速发展，如高温超导性的开发。同时，现代物理的进一步发展，为机械自动化发展提供了新的研究方向，如：基于核磁共振现象，人们研发出了核磁共振成像技术；基于量子隧道效应，人们研发出了扫描隧道显微镜。另外，基于现代物理学，人们研发出了纳米材料、传感器技术、PVC材料等先进技术与新型材料，这些新材料和新技术为机械自动化发展提供了极大的动力。

3现代物理和机械自动化的具体融合途径

3.1光机电技术的融合

机械自动化系统的构成部分主要有能源系统、传感系统、信息处理系统、机械结构。随着现代物理的进一步发展，机械自动化中开始广泛应用光学技术，这就在极大程度上改进了能源系统、机械结构、传感系统及信息处理系统。基于现代物理的量子力学等理念，为光学材料与光学技术的开发提供了有力的支撑，这就有效促进了光机电技术的发展。就光机电技术而言，其包括机械技术、计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术及伺服传动技术。其中机械技术是光机电技术的基础，借助该技术，能够进一步改进机械设备的性能、材料及结构，实现减小重量、缩小体积、提高刚度等方面的要求；计算机与信息技术又包括专家系统技术、神经网络技术、人工智能技术等，这些都为机械自动化的实现提供了有力的支撑；自动控制技术在机械领域的应用，能够实现高精度的定位控制、自适应控制、自动诊断校正等功效；传感检测技术则是实现机械自动化系统自动控制与自动调节的重要环节，只有不断增强传感检测技术的功能，才能够提高系统的自动化程度；伺服传动技术涉及电动、液压等多种类型的传动装置，直接影响到机械自动化系统的控制质量、动态性能等。

3.2柔性自动化技术的融合

随着现代物理的进一步发展，人们研发出了更多的新材料、新技术、新产品，这就促进了机械自动化设备的不断更新发展，尤其是机械自动化加工设备，对柔性也有着更高的要求，推动着机械自动化朝着柔性化方向发展。在这一过程中，通过各种现代物理理论的应用，为机械自动化的柔性发展提供了必要的技术与理论支持，通过柔性技术（数控技术、计算机信息技术等）与机械工程的有效融合，可显著提高机械生产效率，并更好地实现机械作业的工业化发展目标。以链条式流水线中机械自动化应用为例，基于现代物理理论，实现了对机械结构的进一步精简，代替了重复的劳动力，并借助计算机技术的信息收集与处理功能，有效监控了整个生产流程，代替了低级的管理职能。在机械设备运行过程中，操作人员只需通过软件向机械开关或是机械手传递命令，就可按照操作人员的意志开展操作，从而代替大量重复性工作，节约人工成本，提高了产品生产效率，实现了多种不同零件的高精度生产加工。

3.3智能化的融合

通过有机融合现代物理和机械自动化，可进一步促进机械自动化实现智能化发展，基于现代物理的相关力理论，可不断完善和优化各种算法与计算机技术等，从而显著提高机械自动化设备的智能化程度，让设备能够以人类的思维进行自主思考和操作，可以代替一些重复、危险的生产工作，最终大幅度提高生产效率，显著降低人力资源成本的投入。例如：在核电站反应堆的运行中，可借助自动化系统替代人工工作，即操作人员通过向由抗辐射材料制造而成的机械自动化设备发送相关编程指令，设备就能够按照这一指令进行停堆或是换芯等工作，从而有效保障了操作人员的安全。又如：通过量子力学的叠加原理，人们研发出了智能机器人，借助量子搜索算法，可以控制机器人的行进方向。

3.4绿色生产的融合

随着全球资源日益紧缺，环境恶化程度不断加剧，世界各国开始关注机械自动化的绿色化发展。尤其是对于我国而言，当前面临着巨大的人口压力，为能够实现我国可持续发展的关键任务，更要注重机械自动化的绿色化生产发展的实现。为此，应深入分析和研究现代物理理论，大力研发新的绿色技术与绿色环保材料，然后将这些新技术、新材料有效应用到机械自动化中，促进现代物理和机械自动化的深度融合，达到绿色化制造的目的。如：通过对EDA技术与加工技术进行充分利用，可在极大程度上缩短机械产品设计周期，借助智能仿真技术来开展机械产品的仿真与设计，既能够有效提高产品的设计质量，又能够节省能源消耗，进一步促进产品的绿色生产发展。

3.5全球信息化的融合

在经济全球化与世界经济一体化背景下，通过有效融合现代物理与机械自动化，能够促使机械自动化领域朝着全球设计与制造、全球采购与配套的方向发展，随着全球化的不断发展，必然会带动信息等产业的飞速发展，从而为机械自动化领域提供更加全面的信息，有效提高现代化信息技术在机械自动化中的应用水平。

3.6半导体的融合

半导体制造是高端制造中信息化程度最高的代表，对其工艺的精密性方面具有很高的要求，对自动化的要求也比较高。当前5G、汽车电子、人工智能等领域迅速发展，先进封装、MiniLED芯片等半导体需求日益增长。基于这一背景，我国通过有效融合现代物理（凝聚态物理学等）和机械自动化，加大对半导体制程设备技术的研发力度，并成功研发了全球第一家砷化镓产业，在极大程度上促进了晶圆制造市场的发展。

4结束语

综上所述，现代物理是所有自然科学发展与进步的重要基础，要想促进机械自动化水平的不断提升，就必须注重对现代物理的研究与分析，通过将现代物理中的量子力学、凝聚态物理学等先进理论与机械自动化相融合，以此来显著提高机械领域的自动化水平，大幅度提高生产质量与生产效率，为机械行业创造更大化的效益，推动我国工业建设的健康可持续发展。

参考文献：

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应用光学范文篇9

关键词：微光成像；微光像增强器；机载夜视；夜视镜

微光成像技术是在夜天光（如微弱月光、星光、大气辉光等）照明条件下实现光-电子图像信息之间相互转换、增强、处理、显示的一门技术等。利用微光成像技术，能将人眼不能或不易看见的近红外辐射、极微弱星光等景物图像通过各类微光像增强器和微光视频成像器件进行光谱和光电转换，变成亮度被增强的人眼易看的可见光图像，从而弥补了人眼的局限性，扩展了人眼的视野和功能[1]。随着20世纪40年代国外开始研究微光夜视技术开始研究以来，作为微光夜视技术核心的微光像增强技术得到了迅猛发展，先后有了一代、二代、三代和超二代微光像增强器的问世，代表的厂家有美国ITT公司、诺斯罗普•格鲁曼公司，法国的PHOTONIS公司、荷兰DEP公司等。我国微光夜视技术经过发展，已具备一代和二代以及高性能超二代微光像增强器的批量生产能力，并大量装备部队。三代微光器件研究已获得重大技术突破，实验室样管可以达到美国标准三代管的水平[2、3]。国外目前已大量装备微光夜视系统，尤其是在航空机载领域，美军表现比较突出，其在轰炸机、歼击机、加油机、运输机以及各种旋翼机平台上都配备了多种微光夜视系统，以突出其在夜战中的优势力量。目前，国内微光夜视产品由于受核心器件发展限制，微光夜视产品从装备数量和技术指标与国外相比仍有差距。

1微光成像技术特点及在航空机载领域的应用

微光成像系统通常有两种类型：直视型微光夜视镜和视频型微光夜视摄像机。其中，前者通过目镜直接观察，结构简单、成本低廉；后者通过各类视频型微光器件转换为视频信号，能够实现图像的传输、多传感器信号叠加以及图像优化处理。微光成像技术具有以下特点：（1）成像效果与人眼的视觉效果接近；（2）微光夜视仪体积小、重量轻，而且由于工作方式是被动的，便于隐蔽使用；（3）不易识别伪装目标；（4）作用距离与观察效果受到气象影响较大。综合国内外航空机载领域夜视系统装备平台和应用领域，夜视系统在航空机载领域的主要应用包括以下几个方面：（1）可在灯光管制等特殊环境下进行舱内及舱外观察，并可辅助飞行员目视观察进行飞机的起降及搜索目标；（2）可辅助进行夜间飞行编队，有效缩短编队距离；（3）可以辅助观察它机或本机特定波段激光照射所产生的激光斑；（4）可进行夜间空中加油的观察与监视；（5）配合其他传感器完成飞行员飞行数据信息综合显示。

2国内外航空机载领域微光夜视系统装备情况

2.1国外航空机载领域微光夜视系统装备情况。目前，美国空军、海军及国外战机已经装备了大量的微光夜视系统，其中美军机载平台应用的夜视镜有AN/AVS-6、AN/AVS-9、AN/AVS-10PNVG等，分别应用包括A-10、F-15C、F-15E、F-16、F117、C-5、C-130、KC-135、HH-60、AH-64等固定翼飞机以及旋翼机平台。英国、法国、荷兰、俄罗斯等也在多种机型平台（例如台风战斗机、鹰狮战斗机、米-17、米-24、“虎”式直升机等）装备了微光夜视系统。航空机载领域应用的微光夜视系统主要包括直视型微光夜视镜和视频型微光夜视摄像机。其中传统的直视型夜视镜在机载领域应用较为广泛，直视型微光夜视镜典型产品包括以下几种类型。（1）双管双目夜视镜图1所示美军的AN/AVS-9夜视镜，另外还有美军的AN/AVS-6、荷兰的NL-93夜视镜、英国NITE-OP夜视镜等。该类型夜视镜通常采用40°典型视场，放大倍率为1倍，包括手动焦距调节以及目镜视度调节以及眼距、瞳间距调节等功能。座椅弹射时通过爆炸脱落或过载自动脱落的形式。目前装备的夜视镜均采用标准三代像增强器或高性能三代像增强器。（2）双管双目头显夜视镜图2所示美军的ANVIS/HUD-24夜视镜。该类夜视镜通过平视显示元件与双管数目夜视镜叠加，实现飞行数据与夜视场景的叠加显示。该款夜视镜头显视场为32°，夜视视场为40°，头显像元的分辨率为512×512。其余结构和功能与双管双目夜视镜相近。（3）多管双目超大视场夜视镜图3所示美军的AN/AVS-10夜视镜。该夜视镜采用4个16mm的三代像增强器。四个光通道两两进行目镜拼接，最终实现了100°×40°的超宽视场，亦能实现手动焦距调节以及目镜视度调节以及眼距、瞳间距调节等功能。该夜视镜弹射兼容性采用过载自动脱落的形式。（4）折转式双管双目微光夜视镜图4所示法国的SagemJADE夜视镜。该类夜视镜采用折转组合目镜的形式，使飞行员既能观看到夜视光路反射的夜视增强图像，亦能通过透视组合镜看到平显、座舱仪表、舱外未增强器的可见光图像。这种构型既缩短了夜视镜的突出量，改善了重心分布，又增强了飞行员的对飞行的态势感知。视频型微光夜视摄像机，通常应用于多功能综合夜视头盔上，例如台风战斗机上配备的BAESystem公司设计的HMDSsystem（如图5所示）、鹰狮战斗机飞行员配备的新型HMDSsystem以及F35飞行员配备的新型夜视头盔显示器（如图6所示）。微光夜视摄像机形成的外界场景的增强视频经视频处理传输叠加显示在头显的显示像元上并接投射在护目镜上，实现增强场景与飞行数据的叠加显示。2.2国内航空机载领域微光夜视系统装备情况。目前，国内只有直升机平台装备有头盔微光夜视镜和综合头盔瞄准具（含夜视组件），且涉及型号少，装备量低。相比国外航空机载领域微光夜视系统装备的产品类型及装备的机型相比，国内仍有较大差距。国内航空机载领域装备的夜视镜的主要差距体现在以下几个方面。（1）核心器件像增强器性能差距受制于核心器件的限制，目前国内装备的夜视镜像增强器主要为超二代水平，与美军的大量装备三代像增强器以及高性能三代像增强器差距明显。主要差距在器件的分辨率（超二代最高达到64对线/mm，三代像增强器典型值为64对线/mm，最高可达72对线/mm）、信噪比（超二代最高达25db，三代像增强器典型值大于25）和灵敏度（超二代典型值为700μA/lm、三代典型值不小于1800μA/lm）等，体现在系统的作用距离、动态范围等。（2）微光夜视镜构型单一目前，国内机载装备夜视镜多采用双管双目微光夜视镜构型，该种构型佩戴舒适性相对较差，视场局限，不利于直接观察平视显示器以及座舱仪表等。国外除双管双目构型外，还装备有折转耦合式构型、多视场拼接构型等。（3）微光夜视镜功能单一国外装备的夜视镜功能丰富，包含头显综合式双管微光夜视镜、超宽视场微光夜视镜、等，并且更多的多功能综合夜视头盔集成。国内装备的微光夜视镜大多只能提供单一的微光增强图像，用于叠加飞行数据信息的综合头盔瞄准具使用和装备较少。

3机载微光成像技术发展趋势

（1）宽视场微光夜视镜普通夜视镜视场通常为40°，视场小与飞行员快速机动搜索目标相矛盾。需要研发与人眼正常视觉相匹配的超大视场微光夜视镜。但大视场夜视镜带来新的问题：体积大、重量重。减小像增强器自身尺寸重量、采用新型光学和结构材料、新的光学构型实现超大视场微光夜视镜小型化、轻量化的设计成为设计研发的重点。（2）折转组合目镜式微光夜视镜传统直视型微光夜视镜的单目光路中物镜、像增强器、目镜和人眼在一条直线上。该构型主要问题：1、夜视镜突出量大，重量重心靠近飞行员前沿处；2、传统的直视型微光夜视需要通过眼睛余光来观察下视的彩色显示器，给使用过程中带来不便。折转组合目镜式微光夜视镜一方面能够使夜视镜长度进一步缩短增加佩戴舒适性，另一方面能够使人眼的通视视场增大，便于直接观察座舱内的平视显示器、下视彩色显示器以及其他仪表。（3）综合夜视头盔系统相比传统单一类型夜视镜，综合夜视头盔系统能够综合多传感器信息融合显示，既能显示经过微光增强的场景图像，又能叠加显示必要的飞行数据信息，还能综合显示机载其他光电传感器（红外传感器等）的视频图像以及与微光视频融合显示的图像等。综合夜视头盔系统使夜视传感器的布局不再局限于人眼视觉的正前方，无论是通过光叠加的还是视频信号电叠加的夜视传感器都可以布置在头盔两侧护耳处，甚至是机上的其他安装位置，以改善飞行员佩戴的舒适性。（4）新型微光夜视传感器的应用新型的EBAPS，其借助光阴极产生光电子，从高压电源获得高能量轰击光敏面，以高电子能量，换取更大的电荷数量转换，具有读出噪声低、灵敏度高的特点[4]。黑硅探测器，采用黑硅半导体技术，使探测器的响应波段能够从紫外扩展到长波红外，具有超高的灵敏度，能够在小于0.001lux低照度环境下成像，能够提供高质量的昼夜成像效果；短波相机，采用InGaAs阴极材料，响应波段0.4μm～1.7μm；增强型CMOS器件，具有更高的帧率（大于100Hz）、更大的动态范围（大于60dB）、较小的可读出噪声（小于4e-）且昼夜都能使用。众多使用新技术、新类型的微光夜视传感器的不断发展和完善，使微光夜视摄像机的传感器不再局限于ICCD或ICMOS等像增强器耦合型视频器件，能够进一步缩短微光传感器的体积并减少重量，扩展机载航空领域的夜视技术的应用范围[5]。

4结束语

对比国外机载领域的装备、应用及发展趋势情况，结合目前国内机载夜视装备情况及用户使用情况，最后指出国内机载微光成像技术的几个关注点：（1）夜视镜的人机工效问题。包括佩戴舒适性问题、弹射安全性问题、夜视兼容问题等；（2）新构型的应用。加快研制新型微光夜视镜如宽视场、折转组合目镜式夜视镜等，解决国内夜视镜品种单一、应用单一的局面；（3）新型微光传感器的应用。关注新型微光夜视传感器的发展及应用，包括新型的彩色夜视传感器的发展，拓展机载平台夜视技术的应用；（4）多传感器融合技术。结合机载平台中不同波段传感器的特点，考虑多传感器的融合处理。

参考文献

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[2]郭晖,向世明,田民强,微光夜视技术发展动态评述[J].红外技术,2013,35(2):63-68.

[3]胡迈,曹维国,王劲松,安志勇,林婉宜,于丽婷.微光夜视环境中自然微光环境模拟[J].长春理工大学学报（自然科学版）,2015,38(1):29-33.

[4]史继芳,刘宇.用于微光夜视系统检测的夜天光模拟[J].应用光学,2003,24(5):11-13.

应用光学范文篇10

关键词：粒子群算法；网络入侵；干扰信号

在计算机网络时代，光纤通信网络凭借其极大的存储量和对用户隐私信息的保护优势，在多个领域中得到了广泛应用。但随着光纤通信网络的成熟运用，在实际运行时逐渐出现了影响其安全性能的问题，对网络整体运行性能造成严重的负面影响[1]。例如，网络运行环境安全问题、交易安全问题以及传输安全问题等的存在会在一定程度上影响到社会的正常运转。粒子群算法是近年来快速发展的算法之一，当前这一算法常被应用于计算机、数学等领域，其在实际应用中具备快速搜索能力且抗干扰能力更强。因此，针对当前光纤通信网络领域存在的实际问题，引入粒子群算法，并在此基础上开展相关研究。

1光纤通信网络入侵干扰信号定位

1.1光纤通信网络入侵干扰信号特征检测与提取

为了满足设计要求，在执行此项工作时可参照“时间序列-频率联合特征”的方式构建一个针对异常信号传输的网络模型。假设传输网络中存在n条传输信道，则每条信道中的信号异常表现形式是不同的，输出对应信号的传输时间序列，从而掌握信号在传输中存在的时延。根据原有信号的调制频率，得出多条干扰路径下信号的传递函数。通过传递函数，计算信号在传输中的损耗与损失，通过此种方式得出入侵干扰信号在网络空间中的传输特征，同时以此为依据，对信号在空间中的重构进行描述，进一步达到信号在传输信道中的频谱[2-3]。在此过中程应注意的是，频谱信息需要前端通过设计采样频率、设计信号带宽与窗口函数等方式集中获取。

1.2基于粒子群算法的入侵干扰信号粒子群优化聚类

首先明确粒子群优化键聚类的特征，在光纤传输时域范围内进行异常信号的整理[4]。在确保所有异常信号具有相同的特征点后，进行信号的终端存储。假设异常的入侵信号集合表示为D，则D的取值范围应大于1，对应每个入侵信号的表达方式为D(i)，其中i为入侵信号的属性。综合上述分析，可将D表示为：D={}12,,,iiinDDD（1）式中，Din表示在入侵信号集合中第n个入侵信号的属性。完成上述公式的计算后，将信号集合划分为z个类别，可以认为此时i的取值范围为[1,z]。为了确保聚类后信号集合可以满足集中定位与检测的需求，需要设定一个针对异常信号的定位中心U，其表达式为：U={}12=,,...,zUUU（2）式中，Uz表示第z个类别下入侵干扰信号的检测定位中心。为了进一步实现对聚类中心的标准化处理，需要定位每个异常集群的节点，并辅助使用隶属度矩阵进行入侵干扰信号聚类样本中第m个样本和第z类别中信号隶属度的描述。假设隶属度矩阵表示为W，则W的粒子群中心隶属度关系可以表示为：[0,1]anmW=w∈（3）1,2,,bnW=∀=i（4）1zcnmnW=∑w＞（5）式中，Wa、Wb与Wc表示粒子群中心隶属度的3种关系，w表示入侵干扰样本特征集群[5-7]。根据上述计算公式，对其进行整理后得出针对信号的聚类目标，将其表示为函数，即：()11,zznmnngGWU=∑∑wgλ＞（6）式中，λ为不同聚类中心的权重值。按照上述计算公式，对所有传输信道中的信号进行异常聚类，以此种方式完成对信号的聚类研究[8]。

1.3定位并分离光纤通信网络入侵干扰小信号

在掌握承载信号基带的信号表示方式后，对信号在网络空间中进行振元排序，假设振元的元数表示为M，M具有奇偶性特点，此时可以通过对信号两个方向上极性的分析进行信号的定位，并根据不同方向上极性的矢量进行入侵信号与原始信号的分离处理[9-10]。处理过程中，可假设矩阵元之间的间隔表示为J，通过对J的描述即可得到不同信号之间的相位差值。其中J的表达式为：ABJ=F+γ（7）式中，FA表示在A方向上的信号相位差，γB表示在B方向上的信号相位差。基于不同信号的相位差值建立相应的检测模型，即可实现对信号的精准定位与检测。

2对比实验

2.1实验准备

为了进一步验证设计方法的实用性，开展对比实验。将本文提出的基于粒子群算法的检测方法作为实验组，将以往基于积分器的检测方法作为对照组，将两种检测方法应用到相同的光纤通信网络当中，并实现其对信号的定位和检测。利用已有网络异常入侵检测数据作为实验测试用例，在该实验用例中包含了4种不同类型的入侵模式，分别为拒绝服务请求攻击（入侵A）、非法访问攻击（入侵B）、未经授权的远程访问攻击（入侵C）以及非法扫描与探测攻击（入侵D）。从上述4种入侵类型数据中随机抽取样本构成测试集，利用两种检测方法对测试集进行检测，对其定位检测效果进行验证。

2.2检测结果正确率对比

将检测结果的正确检测率、漏报率及误检率作为评价指标，对检测结果进行量化评价。其中，正确检测率=测试集中正确检测到的入侵干扰信号/测试集中信号总量；漏报率=（测试中入侵干扰信号总量-正确检测到的入侵干扰信号）/测试集中信号总量；误检率=测试集中错误检测到的入侵干扰信号/测试集中信号总量。根据上述内容开展，实验完成后获得的结果如表1所示。由表1可知，本文提出的基于粒子群算法的检测方法在实际应用到光纤通信网络环境中时可以实现对入侵干扰信号更高正确率的检测。

2.3检测结果定位精度对比

为了进一步验证检测出的入侵干扰信号在光纤通信网络当中的具体位置数据是否具备高精度要求，在上述实验设计环境和实验测试用例的基础上再对两种检测方法的定位精度进行对比。为了方便对两种检测方法的定位精度进行评价，根据定位判定标准，将定位平均误差作为定位精度的评价指标，其计算公式为：()havefxb=+（8）式中，ave表示两种检测方法检测结果的凭据定位误差，h表示在光纤通信网络中入侵干扰信号的时间序列数量，f(x)表示实验组或对照组检测方法检测得到的入侵干扰信号归一化定标数据，b表示光纤通信网络在受到入侵干扰信号攻击时产生的震荡幅值。根据上述公式，计算得出两种检测方法检测出的定位结果误差，结果如图1所示。从图1中两条曲线可以看出，实验组和对照组两种检测方法在对4种不同类型的入侵干扰信号进行定位检测时，其定位误差值整体变化幅度类似，均为对入侵D类型攻击的定位误差值最小，对入侵A类型攻击的定位误差值最大。但从整体上来看，明显实验组对各个入侵类型的定位误差值更小。通过上述实验进一步证明，本文提出的检测方法能够在确保对入侵干扰信号检测正确率更高的基础上实现对信号的高精度定位，为光纤通信网络的安全、稳定运行提供了技术条件。同时也证明了引入粒子群算法后，检测方法的应用性更强，解决了以往检测方法存在的弊端问题。

3结语

此次研究从3个方面入手，在完成了对信号的提取、聚类与分类后，实现对方法的设计。在完成设计后，通过对比实验的方式对设计的成果进行了检验，证明了本文方法可以在实际应用中提高对信号定位的准确率并提高定位结果的精度，可以为光纤通信网络在市场内的推广使用提供技术层面的帮助。与此同时，本文研究也存在一些问题，例如实验测试指标仍不够完善、实验环境布设仍不够健全等，在后续研究中将进一步优化与完善。

参考文献

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