光学技术大会日程

光学技术大会日程（精选8篇）

光学技术大会日程 第1篇

2014年光学技术大会最新日程发布— 2014年慕尼黑上海光博会同期活动

地点：上海新国际博览中心

亚洲领先光学会议PHOTONICS CONGRESS CHINA将与慕尼黑上海光博会再次同期举办！PHOTONICS CONGRESS CHINA议题丰富，主题包括激光加工、先进激光器、光学技术、红外线成像技术、激光安全、光束分析等最新研发成果和进展，全面覆盖多个激光和光电子领域。大会和慕尼黑上海光博会一起将科学、研发和产业应用紧密结合，赋予科研生产更多独特的实用价值。2013年光学技术大会共吸引了1,810 名听众蜂拥到与会聆听！

一、第九届国际激光加工技术研讨会(LPC 2014)

会议时间：2014年3月18-20日

会议地点：上海新国际博览中心E2-M17-18

大会主题：

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 先进激光光源与光电子元件 微纳米技术与超快激光精密加工 增材制造与激光3D打印 新型控制技术和系统在激光加工中的应用

论文征集：

科研论文：所有符合会议议题的学术报告、技术研究、科研成果，未在任何国内外期刊上发表过。此部分论文可在《应用激光》发表。经专家评审的优秀论文可选择将推荐至到国内EI收录核心期刊和美国《Journal of Laser Applications(JLA)》全文发表！

工业应用类：所有符合会议议题的，在应用领域可得到技术应用的研究内容。请在线提交论文时对应以上分类进行提交。在接到审核通过通知后请提供完整论文。

二、光学前沿—第九届全国激光技术与光电子学学术会议暨国际激光与光学技术论坛

会议时间：2014年3月18-19日

会议地点：上海新国际博览中心E1 M16（主会场）、E1-M12（分会场）

会议文章出版：Chinese Optics Letters（增刊，EI收录）、《光学学报》（正刊或增刊，EI收录）、《中国激光》（正刊或增刊，EI收录）、《强激光与粒子束》（正刊，EI收录）、《光子学报》（正刊，EI收录）、《激光与光电子学进展》正刊（中文核心期刊，最快60天出版）、《光学与光电技术》正刊。

会议主题/征稿范围：

1.激光器与激光应用技术

2.激光生产与先进制造技术

三、展商论坛：光学测量和质量控制技术论坛

3.光学检测技术 4.光学与光学制造技术

慕尼黑上海光博会期间的展商论坛：光学测量和质量控制技术论坛中,演讲企业将以其最新技术与产品为主题，结合演讲与展示，向参会嘉宾呈现其最新研究成果。展商论坛作为慕尼黑光博会-光学技术大会的一部分，将吸引众多光学企业及光学研究领域专业人士参加，为各企业向用户推广最新技术与产品提供了绝佳的展示平台！

会议时间：2014年3月19日

会议地点：上海新国际博览中心，E1馆M11会议室

会议主题：

测量技术/系统在汽车行业的应用

测量技术/系统在材料加工行业的应用

精密加工领域的最新测量技术和产品

质量控制中的新技术和新应用

显微技术在质量控制中的应用

四、工业用激光器及系统使用安全培训班

时间：2014年3月19

地点：上海新国际博览中心 E2-M20

培训主题：

主题一：激光产品的危害及安全防护要求

1.工业用激光器的使用与安全防护

1）光纤激光器

2）半导体激光器

3）CO2激光器

2.激光成套设备与系统的使用与安全防护

主题二：相关执行标准

1.欧盟的相关指令和标准

2.中国国家相关标准

3.国际标准要求

培训讲师：

顾波博士，美国BOS PHOTONICS公司总裁

刘兴胜，西安炬光科技有限公司董事长、首席技术官

卢飞星，国际电工委员会光辐射安全和激光设备技术委员会（IEC/TC76）技术专家 唐霞辉，华中科技大学光电学院，教授、博导、激光加工国家工程研究中心副主任

五、先进激光技术及其应用高级培训班

培训时间：2014年3月18日下午—20日上午

培训地点：上海新国际博览中心 E3-M

21培训内容:



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 光纤激光器核心技术及其发展趋势 半导体激光器技术与发展趋势 两种激光器的应用、对比与未来市场分析

3D打印与激光技术、3D打印现场演示 

授课专家：楼祺洪，中科院上海光机所研究员

顾波博士，美国BOS PHOTONICS公司总裁

刘兴胜，中科院西安光机所研究员西安炬光科技有限公司董事长

六、光电成像及测试技术高级培训班

培训时间：2014年3月18日—19日

培训地点：上海新国际博览中心E2-M1

4培训内容:

1.概述

2.光电探测器技术进展及主要特性参数

3.光电成像系统及检测技术基础

4.光学系统的基本参数测试评价方法

5.光电成像质量评价技术进展

6.红外成像系统的性能参数与测试技术

7.相关实例分析

授课专家：林家明，北京理工大学，教授

七、光机设计与光学测试高级培训班

培训时间：2014年3月19-20日

培训地点：上海新国际博览中心 E1-M1

3培训时间及课程安排:

授课专家：

朱健强研究员，博士生导师-----光机系统设计与光学加工

Sylvia Tan理波光电振动控制产品营销经理-----光学平台设计实例分析及检验标准 Rick Sebastian理波光电振动控制产品营销经理-----光学加工设计实例分析

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关于慕尼黑上海光博会

作为亚洲领先的激光、光学、光电展，慕尼黑上海光博会(LASER World of PHOTONICS CHINA)自2006年起每年在中国上海举办，展会汇聚行业领袖与技术精英，全方位展示业

内各种设计新颖、科技领先的创新产品、全新有效的解决方案和紧跟潮流的应用技术，短短七年已迅速成长为中国激光和光电领域的顶级展会。2013年展会共有539家国内外参展商，36,042名专业观众参与，展示面积达28,750平方米！下届展会将于2014年3月18-20日在上海新国际博览中心举办。

慕尼黑国际应用激光、光学技术贸易博览会LASER World of PHOTONICS

自1973年首次举办以来，两年一度的慕尼黑国际应用激光、光学技术贸易博览会（LASER World of PHOTONICS）已成为全球唯一覆盖整个光电子行业所有门类、展示最尖端科技的专业光电博览会。2013年举办了其40周年盛会，来自世界各地的1,136家光电子企业齐聚慕尼黑新国际博览中心，共有来自74个国家近27,000名专业人士前来参观。2015年展会将于6月22至25日举办。

国际光电技术大会（World of Photonics Congress）是欧洲领先的光学技术会议，同时也是全球三大同类会议之一，被光电业界视为最重要的智库与国际知识交流平台。

光学技术大会日程 第2篇

LED灯具光学参数检测技术

LED光源与传统光源在物理尺寸及光通量、光谱、光强的空间分布等方面均存在很大差异，LED检测不能照搬传统光源的检测标准及方法。

【LED灯具光学参数的检测】

1、发光强度检测

光强即光的强度，是指在某一特定角度内所放射光的量。因LED的光线较集中，在近距离情况下不适用平方反比定律，CIE127标准规定对光强的测量提出了测量条件A(远场条件)、测量条件B(近场条件)两种测量平均法向光强的条件，2种条件的探测器面积均为1cm2。通常情况下，使用标准条件B测量发光强度。

2、光通量和光效检测

光通量是光源所发出的光量之总和，即发光量。检测方法主要包括以下2种：

(1)积分法。在积分球内依次点燃标准灯和被测灯，记录它们在光电转换器的读数分别为Es和ED。标准灯光通量为已知Φs，则被测灯的光通量ΦD＝ED×Φs/Es。积分法利用“点光源”原理，操作简单，但受标准灯与被测灯的色温偏差影响，测量误差较大。

(2)分光法。通过光谱能量P(λ)分布计算得出光通量。使用单色仪，在积分球内对标准灯的380nm～780nm光谱进行测量，然后在同条件下对被测灯的光谱进行测量，对比计算出被测灯的光通量。

光效为光源发出的光通量与其所消耗功率之比，通常采用恒流方式测量LED的光效。

3、光谱特性检测

LED的光谱特性检测包括光谱功率分布、色坐标、色温、显色指数等内容。

光谱功率分布表示光源的光是许多不同波长的色辐射组成的，各个波长的辐射功率大小也不同，这种不同随波长顺序排列就称为光源的光谱功率分布。利用光谱光度计(单色仪)和标准灯对光源进行比对测量获得。

色坐标是以数字方式在坐标图上表示光源的发光颜色的量。表示颜色的坐标图有多种坐标系，通常采用X、Y坐标系。

色温是表示人眼看到的光源色表(外观颜色表现)的量。光源发射的光与某一温度下绝对黑体发射的光颜色相同时，该温度即为色温。在照明领域，色温是描述光源光学特性的一个重要参数。色温的相关理论源于黑体辐射，可通过光源的色坐标从包含有黑体轨迹的色坐标中获得。

显色指数表明光源发射的光对被照物颜色正确反映的量，通常用一般显色指数Ra表示，Ra是光源对8个色样显色指数的算术平均值。显色指数是光源质量的重要参量，它决定着光源的应用范围，提高白光LED的显色指数是LED研发的重要任务之一。

4、光强分布测试

光强随空间角度(方向)而变的关系称假光强分布，由此种分布连成的封闭曲线称为光强分布曲线。由于测点较多，且每点都经数据处理，通常采用自动的分布光度计进行测量。

5、温度效应对LED光学特性的影响

温度会影响LED的光学特性。大量的实验可以说明，温度影响LED发射光谱及色坐标。

6、表面亮度测量

光源在某方向的亮度为光源在该方向单位投影面积上的发光强度，一般使用表面亮度计、瞄准式亮度计测量表面亮度，有瞄准光路及测量光路2个部分。

【LED灯具其他性能参数的测量】

1、LED灯具电参数的测量

电学参数主要包括正向、反向电压和反向电流，关系到LED灯具能否正常工作，是判定LED灯具基本性能优劣的依据之一。LED灯具的电性参数测量有2种：即电流一定的情况下，测试电压参数；电压一定的情况下，测试电流参数。具体方法如下：

(1)正向电压。给待检测的LED灯施加正向电流，其两端会产生电压降。调节电流值确定的电源，记录直流电压表上的相关读数，即为LED灯具的正向电压。根据相关常识，LED正向导通时，电阻较小，使用电流表外接法比较精确。

(2)反向电流。给被检测的LED灯具施加反向电压，调节稳压电源，电流表的读数就是被测LED灯具的反向电流。与测量正向电压同理，因为LED反向导通时电阻较大，采用电流表内接法。

2、LED灯具热学特性测试

LED的热学特性，对LED的的光学特性、电学特性有重要影响。热阻和结温，是LED2大主要热学特性。热阻是指PN结到壳体表面之间的热阻，即沿热流通道上的温度差与通道上耗散的功率之比，结温是指LED的PN结的温度。

测量LED结温与热阻的方法一般有：红外微象仪法、光谱法、电学参数法、光热阻扫描法等。采用红外测温显微镜或微型热偶测得LED芯片表面温度作为LED的结温，精确度不够。

目前普遍采用的电参数法是利用LEDPN结的正向压降与PN结温度成线性关系的特性，通过测量不同温度下正向压降差得到LED的结温。

光学技术大会日程 第3篇

届时将有国内外一流激光专家登台演讲当前激光器技术的前沿进展与面临的挑战，国内外知名激光器公司的资深研发专家向大家展示最先进的激光器件。这是一次了解当前激光技术前沿的机会，您还可以与国内外激光器领域研发专家面对面交流探讨激光器关键技术。欢迎激光技术领域研发人员、工程师、研究生提交论文，优秀论文将在《中国激光》(Ei收录)杂志发表。

会议时间：2009年3月17-19日会议地点：中国·上海·浦东·新国际博览中心

主办单位：中国科学院上海光学精密机械研究所德国慕尼黑国际博览集团

承办：光学期刊联合编辑部

光学名词审定委员会召开成立大会 第4篇

本刊讯 2010年 4月 18日,光学名词审定委员会成立会在合肥市科学岛召开。全国科技名词委刘青副主任、审定与研究室邬江主任,光学名词审定委员会副主任周炳琨院士、倪国强教授,光学名词审定委员会委员范滇元院士、周立伟院士、薛永祺院士、龚知本院士等四十余位专家学者出席会议,会议由中国光学学会倪国强秘书长主持。

中国光学学会理事长、中国科学院技术科学部主任周炳琨院士致辞。刘青副主任介绍了全国科技名词委的总体工作情况,并结合光学的学科发展以及全国科技名词委工作规划,阐述了当前开展光学名词审定工作的必要性,邬江介绍了名词审定的工作原则和方法。倪国强秘书长详细介绍了光学名词审定的前期筹备工作,并提出了总体工作框架。

会议决定由光学名词审定委员会初步确定专题的分类、专题名称、词条数量控制,以及相关人员和单位等重要事项。光学名词审定工作计划,主要分三个基本步骤：1.各专题负责人与专题参加人协商,分工负责,划定子专题,确定子专题名称,进行分工,完成收集词条、撰写定义工作;2.光学名词审定委员会将依据学科相近原则,对每个专题提交的汇总名词,另外组织两个以上的专题的交叉审定、修改;3.组织对名词的规范性、英文对照译名的准确性、名词定义的科学性和严谨性进行审定,并审查体例、格式等,将稿件提交全国科技名词委,经批准后进入编辑出版流程。

纳米技术在光学领域的应用 第5篇

王蒙

（长春工程学院 理学院 吉林省长春市 邮编130026）

摘要:随着科学技术的不断发展，纳米技术在日趋成熟。纳米技术在许多领域都发挥着重要的作用，如应用纳米科学技术可以引发光电子、微电子、环保等诸多领域的革命，推动社会经济的腾飞；而纳米电子学、纳米光电子学和纳米光子学将成为21世纪信息时代的关键技术。由于纳米半导体光电子材料蕴藏着许多新的物理信息和可资利用的独特功能而具有极其广阔的发展前景。它是半导体光电子材料的一颗新星。它的出现，意味着半导体光电子材料向低维化方向发展。

关键词:纳米技术；光学；纳米材料；光电材料；半导体。

引言

半导体光电子材料经过几十年的发展，已经成为在国民经济和军事等领域得到广泛应用、充满生机的一类电子信息材料。在信息化时代加速了该材料的升级，使它更加异彩纷呈，引人瞩目。

在20世纪90年代全球掀起的纳米科技浪潮推动下，纳米半导体光电子材料、纳米磁性材料、纳米陶瓷材料和纳米生物材料等纳米材料应运而生。纳米材料是指尺寸为1～100nm的各种固体材料。纳米半导体光电子材料是纳米材料家族中的重要成员，它的崛起是光电子材料发展的一次新的飞跃，成为发展新特性、新效应、新原理和新器件的基础。当半导体光电子材料的尺寸减小到纳米量级时，其物理长度与电子自由程相当，载流子的输运将呈现量子力学特性，宏观固定的准连续能带消失而表现出分裂的能级，因而传统的理论和技术已不再实用。纳米半导体光电子材料技术是一种多学科交叉的科学和技术，该领域充满了巨大的创新机会和广阔的发展前景。

1.关于纳米的概述

1.1:纳米的概念

纳米是一种长度度量单位，1纳米等于10亿分之一米(1nm=10-3μm=10-9m）相当于头发丝直径的10万分之一。1.2:纳米技术

纳米技术是指在原子分子层次上对物质精细的观测识别与控制的研究与应用，它将对于21世纪的信息科学、生命科学、分子生物学、新材料科学和生态系统可持续发展科学提供一个新的技术基础，这将引起一场产业革命，其深远的意义堪与 世纪的工业革命相媲美，它包括的领域甚为宽广。人们根据使用的目的不同而制造不同种类的材料，把纳米材料与光学材料的制造有机地结合起来，制造一类新的功能纳米光学材料是当今光学领域里科学工作者一项义不容辞的责任。

1.3:纳米材料

-9 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10m)的超细材料。其尺寸介于分子、原子与块状材料之间, 通常泛指1~ 100nm范围内的微小固体粉末。纳米材料是一种既不同于晶态也不同于非晶态的第三类固体材料, 它是以组成纳米材料的结构单元——晶粒、非晶粒、分离的超微粒子等的尺度大小来定义的。目前, 国际上将处于1~ 100nm尺度范围内的超微颗粒及其致密聚集体, 以及由纳米微晶所构成的材料, 统称之为纳米材料, 包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。它们是由2~ 106个原子、分子或者离子构成的相对稳定的集 团, 其物理和化学性质随着包含的粒子数目与种类而变化。纳米材料的颗粒尺寸是肉眼和一般显微镜下看不到的微小粒子, 只能用高倍电子显微镜进行观察。

1.4:纳米材料的性能

实验与理论表明, 纳米材料具有既不同于原子、分子、亦不同于宏观物体的特列性质, 例如: 所有的金属被细分到纳米微粒时, 将失去绚丽的光彩而成为对太阳光几乎全吸收的黑体, 利用此特性可进行高效光热转换, 可作为微波、红外隐形材料、优良的催化剂等。

无机非金属材料的光学性质亦随颗粒尺寸的减小而显著变化。例如硅片是不发光的, 但纳米多孔硅却能发光。研究表明, 鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及海龟等动物能识别方向的奥秘在于它们的体内含有

纳米磁性微粒, 依靠磁场而定向运动;金属、玻璃与氧化物、半导体等纳米颗粒构成复合材料时, 可以显著地改变力学、电学以及光学等性质。物质到纳米级以后, 具有常规粗晶粒材料不具备的奇异特性和反常特性, 展现出引人注目的应用前景。如铜到纳米级就不导电;绝缘的二氧化硅、晶体等, 在20nm时开始导电;高分子材料加入纳米材料制成的刀具, 比金刚石制品还坚硬等。由于纳米材料特殊的结构特征, 使它具有传统材料所不具有的物理和化学特性。

纳米材料的主要特性表现在一下几方面：①表面效应:纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化：②尺寸效应:由于颗粒尺寸变小引起的宏观物理性质的变化称为尺寸效应：③体积效应:由于纳米粒子体积极小, 所包含的原子数很少。因此, 许多现象如与界面状态有关的吸附、催化、扩散、烧结等物理、化学性质将显著与大颗粒传统材料的特性不同, 就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明, 这种特殊的现象通常称之为体积效应;④量子效应:介于原子、分子与大块固体之间的纳米颗粒, 将大块材料中连续的能带分裂成分立的能级, 能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或磁能比平均的能级间距还小时, 就会呈现一系列与宏观物体戳然不同的反常特性, 即量子效应。

除此之外，纳米材料和常规材料在理化性质方面还有许多不同的地方，如纳米材料有高强度、高韧性；高比热和热膨胀系数；异常电导率和扩散率等性质。2.纳米材料在光学领域的应用

2.1:纳米半导体材料与器件

硅纳米结构的尺寸小到一定范围时，将会出现量子限域效应、尺寸效应及表面效应等许多新的效应，从而使它呈现出诸多新颖性质，其中一个典型的例子就是由量子效应引起的硅纳米结构的高效发光。最近的研究表明硅纳米结构具有高效的可见发光，且发光波长可以通过对硅纳米结构尺寸改变进行调节。最近，科学家已经利用硅纳米结构所呈现的这些新颖性质和效应，开发出了高灵敏生物和化学传感器、高效率太阳能电池及发光二极管等器件。因此，该类纳米材料展现出广阔的应用前景

2.2:半导体复合纳米粒子

半导体符合纳米粒子由于具有量子尺寸效应，表面效应和小尺寸效应而具有优异的光学性质（如非线性光学响应及室温光致发光），光电催化特性和光电转换特性。半导体纳米粒子复合后的性质并不是单个纳米粒子性质的简单加和，而是具有更优异的性能，可用于光电太阳能转换，废物处理及功能陶瓷的制备等。研究半导体复合纳米粒子，发展新型纳米半导体复合材料是纳米半导体领域研究的新热点。2.2.1:半导体复合纳米粒子的制备

半导体复合纳米粒子的复合方式有核-壳结构、偶联结构（3）、固溶体和量子点量子阱。核-壳结构的复合纳米粒子制备时有一定的加料顺序，即先生成核，再在核外生成另一种半导体粒子对其进行包覆。偶联结构的复合粒子可分别制备然后混合或一次形成，这依赖于两种半导体粒子的属性、生成速率和溶度积的差别。固溶体的制备则必须在同一体系中同时完成。

2.3: 纳米光电材料的良好特性

用于光电的半导体材料在尺度缩小到纳米尺度时会表现出与大尺寸材料不同的光学点穴性质。这是因为当材料尺寸减小时会显现出量子化的效果。由于半导体的载流子限制在一个小尺寸的势阱中,在此条件下,导带和价带能带过渡为分立的能级。因而有效带隙增大,吸收光谱阈值向短波方向移动,这种效应就称为尺寸量子效应。

量子尺寸效应除了会造成光学性质发生变化还会引起电学性质的明显改变。这是因为随着颗粒粒径的减少,有效带隙增大,光生电子具有更负的电位,相应地具有更强的还原性,而光生空穴因具有更正的电位而具有更强的氧化性。

表面效应是纳米光电子材料的另一个重要特性。纳米粒子表面原子所占的比例增大。当表面原子数增加到一定程度，粒子性能更多地由表面原子而不是由晶格上的原子决定。由于表面原子数的增多会导致许多缺陷，从而决定了它有更高的活性。

由此可以看出纳米光电材料比普通光电材料有更高的光催化活性。3..纳米光学材料的功能转化

3.1:太阳能转换为化学能

光解水产生氢气（5，6）在CdS—ZnS体系中，不论是核-壳结构的CdS/ZnS还是ZnxCd1-xS固溶体，加入空穴俘获剂，连续光解，氢的产率远高于纯CdS粒子单独存在时的产率。入射波长λ>400nm时，连续光解10—12h，氢的产率随ZnS含量的增大而提高，Zn:Cd=1:1时，产率最高。

3.2:太阳能转换为电能

太阳能电池：太阳能电池的光电转换效率是四个因子的乘积：

η=Kthr×Kst×Y×f×100%(a)Kthr表征了由于半导体中光吸收的量子特性所引起的能量损耗，Kthr与半导体的禁带宽度有关。

(b)Kst表征能量储存的效率，即利用在光激发过程中产生的电子-空穴对的能量(≈Eg)作有用功的效率。光电太阳能电池中Kst=eφ0,cph/Eg φ0,cph—开路光电势

(c)Y是量子产率等于通过电池外电路传输的电子数与在光转换器表面的入射光量子数之比。Y=iph/eJ,在再生式电池中，iph=isp.c—电池的短路光电流。实际上，量子产率表征了光生电荷分离的效率。(d)f是电流-电压特性曲线的填充因子，由于Ohm电压降以及通过电流时光化学电池的超电压所引起的能量损耗，对于再生式电池，4.纳米光电材料的在光学领域的一些其他应用 4.1: 一维纳米材料

当一维半导体材料的直径与其德布罗意波长相当时，它的导带与夹带进一步分裂，其能隙会随着直径减小而变大。这样以来量子限制效应、非定域量子相干效应和非线性光学都会表现明显。

定向耦合器(DC)是波分复用网络中最常用的基本元件之一。Yamada等人首次报道了一种基于纳米线波导的定向耦合器,两个耦合波导的横截面尺寸为0.3μm ×0.3μm ,间距仅为0.3μm。由于两个波导之间很强的耦合作用,定向耦合器的耦合长度仅为10μm ,当耦合波导之间的间距减少时,波导长度还可以进一步缩短。由此可以制作出结构非常紧凑的3dB 耦合器。在此基础之上, 他们还制作了一种基于纳米线波导的Bragg反射型光上/ 下路复用器，它由两个在侧壁上刻有Bragg光栅的纳米线波导和两个基于纳米线波导的3dB耦合器构成。下路波长带宽不超过0.7nm ,下路波长时输出端的消光比为8dB ,其下路波长可以通过改变光栅参数来进行调节。

将SOI 纳米线引入到热光开关中,有助于器件尺寸和功耗的减小。Chu等人首次报道了基于纳米线波导的1×1、1×2 和1×4的Mach2Zehnder干涉型热光开关。光开关中采用的纳米线波导的横截面尺寸为300 nm×300nm ,这些热光开关器件所占的面积分别为140μm ×65μm、85μm×30μm 和190μm×75μm ,消光比超过30dB ,开关功耗低于90mW ,开关响应时间小于100μs。

4.2:纳米硅薄膜

纳米硅薄膜是由纳米尺寸的硅微晶粒构成的一种纳米固体材料,其晶粒所占的体积约为50 % ,另外50 %则为晶粒之间的大量界面原子所占据。纳米硅薄膜由于独特的结构而具有一系列独特性质,如电导率高、光热稳定性好、光吸收能力强、光学能隙宽化、光致发光等,而且还具有明显的量子尺寸效应。近年来,已成功地研制了纳米硅异质结二极管，并正展开纳米硅薄膜（11）太阳电池的研制,展现了纳米硅薄膜器件的广阔前景。

紫外光电探测器方面,O.M.Nayfeh等人制作了纳米Si薄膜紫外光电探测器。他们首先以电化学分解法在HF-H2O2混合液中制备了尺寸为1 nm的纳米Si晶。然后开始器件的制作:在P 型衬底上生长500nm的氧化层;接着用氢氟酸缓冲液在氧化层上刻蚀出器件图形;然后将硅片浸入纳米硅晶的酒精悬浊液中,用一种类似于金属电镀的电化学电镀方法,将纳米Si 晶淀积到已刻蚀出的氧化层图形中,淀积厚度约500 nm;最后,在纳米Si 晶膜上淀积一层厚为4nm 的半透明Au 层,Au 层之上和衬底背面分别淀积厚300 nm 的凹，凸点,作为器件的引出电极。器件对可见光有很好的过滤特性,而对紫外光有较好的响应。5.纳米材料在我们身边光学领域中的例子——光学树脂眼镜

激光具有单色性、方向性、相干性及高亮度等特点，利用激光测距、目标指示或瞄准等在军事及民用领域应用相当广泛，但是受激光直射的眼睛和光电设备的传感器等可能被致伤或破坏。目前市售的激光防护镜多为无机玻璃片，安全性较差，有些公司采用纳米新材料，以全新的理念及技术制作屏蔽激光的光学树脂镜片，此类产品目前产量不多。这些多功能防激光特种光学树脂镜片具有如下技术特点：

1）由于是把无机纳米材料均匀复合于有机树脂镜片中，因此镜片质轻、能抵御碎弹片冲击，保护人眼不受伤害。

2）属于介观材料的纳米粒子具有奇异的光学特性，能提高镜片的增透能力使视觉清晰；并能多光源、多光区屏蔽激光射线。

近年来，由于地球南北极上空出现的臭氧层空洞越来越大，紫外线直射地面，给人的眼睛和皮肤造成伤害，尤其是在高原地区高强度紫外线照射使许多老年人的眼睛患上白内障等眼科疾病。因此这些公司推出了可完全吸收波长280-400nm的紫外线，同时在可见光区具有高透过度的纳米复合光学树脂镜片。

太阳光（相当于T=6000K）的峰值波长约在480nm 左右，太阳辐射的大部分能量分布在可见区与紫外区。可见光最易透过人眼的屈光介质造成眼底损伤，紫外线则主要是损伤人眼的晶体，因此，夏日里利用太阳镜保护人们的眼睛是必须的。现在市售的太阳镜大部分是经染料染制而成，日久褪色，并且在可见光透率较低而影响人们的视线。这些公司推出的纳米复合树脂太阳镜具有优异的稳定性、瑰丽的色彩、奇异的光学特性、超凡的阳光阻隔能力。既能屏蔽紫外线，又能屏蔽部分近红外线，兼容太阳镜，树脂镜、水晶镜的特点，人们配戴这种眼镜后，视觉清晰，有种雨过天晴，尘埃落地、心旷神怡的感觉。

随着人们生活质量的提高，配戴变色镜成为一种时尚，同时可以保护眼睛少受太阳光的伤害。本公司推出两种含纳米材料的光致变色树脂镜片：一种树脂镜片是在强烈阳光下变暗，阳光不足或回到室内立即恢复为原色的光致变色镜片；另一种树脂镜片在强烈阳光下变暗，回到室内约10小时后恢复为无色的镜片。综上所述，纳米材料与光学材料复合技术的研制成功，必将引起光学材料制造领域一场革命，它会赋予树脂镜片新的功能，造福人类。6.展望

虽然现在对纳米技术的研究在不断深入，但总的来说对纳米技术的研究还不够透彻，对纳米技术的研究还有非常大的发展空间。现在人们在根据不同目的制造不同种类的材料，把纳米材料同光学材料有机的结合起来，制造一类新的功能光学纳米材料是当今光学领域科学工作者一项义不容辞的责任。我们也完全有理由相信会有越来越多的新型纳米光学新材料不断问世，不断推动科学的进步及社会的发展。

纳米技术不仅在光学领域，也将会在其他如医药，军事等领域发挥其巨大作用，为全人类带来更好的生活。

收稿日期：2012.12.11 作者简介：王蒙 理学院应化1041班 1008411115

参考文献：

(1).波利斯科夫著，张天高译.《光电化学太阳能转换》.北京：科学出版社，1989年：59～63.(2).裴立宅，唐元洪，郭池，张勇，陈扬文． 《一维硅纳米材料的光学特性》．《人工晶体学报》，2006．(3).徐学俊，余金中，陈少武．《SOI纳米线波导和相关器件研究进展[J]》．半导体光电，2007．(4).Gleiter H.Nanostructured materials: basic concepts and microstructure[J].Acta Materialia, 2000, 48:1-29(5).王梅生,杨燮龙;迷人的纳米材料[J];自然杂志;1993年05期.(6).Huang M , Mao S ,Henning F ,et al.Room temperatureult raviolet nanowire nanolasers [J].Science ,2001 ,292 :1 89721 899.(7).刘吉平著 <纳米与科学技术丛书> 科学出版社

(8).廖承恩.微波技术基础.西安：西安电子科技大学出版社

(9).Youn Hyeong Chan,Subhash Baral,Fendler J H.J.Phys.Chem.,1988,92:6320～6327.(10).薛定谔著 《波动力学导论》 1929(11).王文中,李良荣,刘兴龙;纳米材料的性能、制备和开发应用[J];材料导报;1994年06期(12).张立德;纳米材料研究及其发展趋势和展望[J];高科技与产业化;1994年04期(13）.林鸿溢;纳米材料与纳米技术[J];材料导报;1993年06期

生物医学光学原理与技术课程简介 第6篇

课程名称：生物医学光学原理与技术

英文名称：biomedical optics

先修课程：几何光学

总 学 时：32

理论学时：32实验（上机）学时：0

学分： 2

适用专业：光信息科学与技术

课程简介

生物医学光学原理与技术从光和生物组织体相互作用的基本现象入手，系统、深入地介绍了所涉及的基本概念、基本原理和方法，通过介绍生物医学光子学中重要的应用实例，提供了一个关于本学科知识和技术的简明的主线。通过本课程的学习，学生能对组织光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为设计生物医学光子学检测仪器和从事光学研究打下坚实的基础。本课程的主要内容包括：

1、光和组织体相互作用的基本形式及其数学描述。

2、掌握生物组织体的光学参数及其数学描述。

3、光学参数的离体和在体测量方法。

4、生物医学光学中常用的微弱光检测方法。

5、光谱分析的主要数学方法及光谱在无创血糖检测和血氧检测中的 应用。

6、漫射光光学层析成像和相干层析成像的原理和应用。

7、光子学在生物检测、医学诊断、医学治疗、医药开发中的其它最 新应用。

英文简介

This program covers the area of tissue optics.After the fundamentals of photon transport in biological tissues are established, various optical imaging techniques for biological tissues are covered.The imaging modalities include ballistic imaging, quasi-ballistic imaging(optical coherence tomography), diffusion imaging, etc.A wide variety of biomedical photonic technologies are also introduced.参考教材

《生物医学光子学》（第二版），徐可欣，高峰，赵会娟，科学出版社，2011年 《生物医学光子学新技术及应用》，张镇西，科学出版社，2008年

光学技术大会日程 第7篇

生物发光和荧光成像作为近年来新兴的活体动物体内光学成像技术,以其操作简便及直观性成为研究小动物活体成像的一种理想方法,在生命科学研究中得以不断发展.利用这种成像技术,可以直接实时观察标记的`基因及细胞在活体动物体内的活动及反应.利用光学标记的转基因动物模型可以研究疾病的发生发展过程,进行药物研究及筛选等.本文综述了现有活体动物体内光学成像技术的原理、应用领域及发展前景,比较了生物发光与几种荧光技术的不同特点和应用.

作 者：张怡 韩 赵春林 ZHANG Yi HAN Yu ZHAO Chun-Lin 作者单位：张怡,ZHANG Yi(中国医学科学院,中国协和医科大学,基础医学研究所,北京,100005)

韩,赵春林,HAN Yu,ZHAO Chun-Lin(北京龙脉得生物技术有限公司,北京,100084)

光学触摸技术的最新进展 第8篇

光学触摸技术最初是1970年代Caroll Touch公司 (现在是Elo Touch Systems的一部分) 发展起来的。和传统的电阻、电容式触摸技术相比, 光学触摸技术通过光电传感器检测物体对光线的阻断或反射, 进而计算触摸物体的位置。与电阻、电容式触摸技术相比, 光电传感器是依据光电效应进行感测, 因此响应速度极快。

然而, 光学触摸技术由于抗干扰能力差、难以应用于移动设备等缺点, 暂时还未成为触摸技术的主流。随着工艺技术的不断发展, 又涌现出了很多新的光学触摸技术, 使得光学触摸具备了广泛应用的可能。

1 传统的红外线光学触摸技术

1.1 检测原理

光谱中波长为0.76~400μm的一端范围称为红外线, 红外线属于不可见光线。所有高于绝对零度 (-273.15℃) 的物质均可以发出红外线辐射, 物理学称之为热射线。当红外线光束被阻挡时, 该光路上的红外线接收管接收到的信号急剧下降, 因此红外线可以用于检测物体的阻挡, 在防盗、自动感应、计数器等系统上广泛应用。

传统的基于红外线的光学触摸系统 (以下简称红外触摸屏) 就是在显示器前密布X、Y方向上的红外线发射管IR LED和红外接收管组成的矩阵, 通过定时扫描以检测是否有红外线被物体 (如手指或触笔) 所阻挡, 以此定位用户的触摸位置, 因此这种光学触摸技术也被称为“扫描IR”, 具体参见图1。

如上图所示, 通过在显示器前架设一外框, 在外框里设计有电路, 使屏幕的四边分布有红外发射管IR LED和红外接收管, 发射管与接收管一一对应以形成横竖交叉的红外线矩阵。当物体 (如手指或触笔) 触摸屏幕时, 该触摸位置的X、Y方向的红外线光束被遮挡, 触摸屏的扫描输出信号将表示出该触摸位置的X、Y坐标, 经过控制器或主机的计算判断出触摸点在屏幕的位置。

根据接收信号的衰减程度还可以探知光束受阻挡的程度, 这就是所谓的模拟方式。为了防止环境光的干扰, 还可以通过脉冲的方式检测信号, 即红外发射管发射一个固定频率的信号, 而红外接收管只针对这一频率进行检测, 因此可以滤除环境光的干扰, 提高信噪比。

1.2 红外触摸屏的优点

1.2.1 安装简单。

红外触摸屏结构简单, 与显示器的结构和电路没有干涉, 可以在任意基本为平面的显示器上进行扩展, 进行校准后即可正常使用, 扩展方便。

1.2.2 透光度高。

红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸, 不需要再显示器上再叠加一层带有ITO电极的透明基板, 因此可以大大提高显示器的透光度, 提高显示效果, 降低显示器能耗。

1.2.3 耐久性好。

红外触摸屏本身的物理结构不与操作用户产生接触, 因此该系统耐久度高, 能够适应某些恶劣的环境。

1.2.4 抗静电干扰, 抗温漂。

由于电阻式和电容式触摸系统的原理, 导致其设置在液晶显示器上时, 会受到显示器驱动电极的干扰而产生静电或寄生电容, 导致在电极设计以及噪声控制电路上的复杂化, 导致信噪比降低。而红外触摸屏与显示器电路的电气信号隔离, 因此不受电压、电流和静电的干扰。

1.2.5 响应速度快。

与电容式触摸系统不同, 红外触摸屏没有电容充放电过程, 因此响应速度要快得多。

1.3 红外触摸屏的缺陷

由于红外线光学触摸系统的原理, 导致其存在诸多固有缺陷, 具体有如下几个方面。

1.3.1 不美观, 不适宜曲面等复杂表面的触摸检测。

由于光束沿直线传播, 要求红外发射管和红外接收管需要在同一平面内, 因此红外触摸屏不适宜安装在球面CRT显示器或者曲面显示器上。

1.3.2 易受背景噪声干扰。

环境光中混杂有红外线光, 当环境光线变化时, 会严重影响红外触摸屏的精确度。在某些情况下, 环境光的影响甚至可以导致触摸系统暂时失灵。

1.3.3 检测速度和检测精度受限。

一般来说, 触摸屏的扫描速度应该达到每秒60次全屏扫描以上的速度, 才可以提供比较流畅的触摸体验。而红外触摸屏至少包含64套红外管对, 也就是说要想提供比较流畅的触摸体验, 至少要求在0.26毫秒内完成一条红外线的检测, 这对驱动电路以及红外管对的可靠性都提出了较高的要求。

1.3.4 不支持多点触摸。

传统红外触摸屏最多支持2点触摸, 并且在检测时还会出现“鬼点”, 影响了红外触摸屏的适用范围。

2 针对光学触摸技术的一些改进

2.1 通过调整光路缩小体积

由于红外触摸屏是根据红外光束的遮挡来检测物体的位置, 因此必然要在显示器的表面布置一层红外线光矩阵, 而红外发射管的体积相对较大, 往往会导致红外触摸屏的厚度较大, 外框突出于显示器表面。为了缩小红外式触摸屏的体积, 内奥诺德公司 (Neonode) 提出了一种新的光路结构, 使得光源能够移动到设备内部, 并且缩小红外式触摸屏外框的厚度, 具体参见图2。

红外光经LED发射后, 被红外透明塑料框架中的斜面切口反射并在显示器表面基本平行的引导。当手指接近或触摸显示器表面时, 由LED发射并被引导在附近触摸位置上的光束被手指阻挡, 被阻挡的光束通过一个或更多个光电接收器接收到的光对应减少而被检测到, 用于确定手指的位置。该光路结构的优点是显示器表面光路结构的厚度可以得到有效控制, 应用于移动设备时不会产生比较明显的突出, 容易被用户接受。

为了进一步降低光路结构的厚度, 内奥诺德公司 (Neonode) 还提出了另一种光路结构, 具体如图3所示。

通过在显示器的玻璃保护层中嵌入反射元件, 红外检测光束从显示器的背光层中发出后被用户手指反射, 反射光线又经嵌入的反射元件反射而被引导通过玻璃保护层到达一个或更多个光电检测器, 根据所反射的光线的增加而检测用户手指的位置。该光路结构的优点在于可以完全消除传统红外触摸屏的外框突出问题, 使得红外触摸屏可以完全集成在设备内部, 做到显示表面完全平滑。但是嵌入的反射元件会导致玻璃保护层的透光度下降, 并且更容易受到环境光的干扰, 因此该结构还需要进一步的改进。

2.2 基于图像传感器的光学触摸技术以提高扫描速度

SMART技术联合公司以及Next Window公司提出了基于图像传感器的光学触摸技术, 通过显示器相邻边角上的线扫描照相机来发射并感测光束, 由显示屏表面的一个平面产生光, 并由屏三个边的反射边缘定向反射回相机, 反射边缘中包含有能够使光从入射角沿平行反向的路径反射回来的定向反射镜, 光学传感器检测设定视角范围的光线。当手指接触屏幕时, 控制电路分析图像传感器采集到的数据, 根据三角定位原理检测物体的接近或接触, 具体参考图4。

很显然, 这种触摸技术结构复杂, 并且容易受到环境光的干扰。为了简化结构, 提高抗干扰能力, 原相科技股份有限公司提出了一种改进的检测技术, 通过面光源来连续照射检测平面的物体, 通过影像感器装置感测到的物体反射光源光线的特征 (如亮度或大小) 以及在影像感测装置上的成像位置来计算物体相对检测平面的位置。其中通过如圆柱镜或微机电扫描面镜等光学元件, 将线光源 (如激光) 转换成面光源, 具体参见图5。

这种检测技术不需要利用背景光源, 因此不需要利用如Next Window技术中的定向反射镜等元件, 简化了结构, 避免由于背景光源的不稳定而导致误判, 通过选取合适波长的线光源, 可以有效避免环境光的干扰。

然而, 这种基于图像传感器的触摸技术限于其原理, 暂时仅适用于大尺寸的显示, 考虑到成本、功耗、厚度等问题, 暂时还不能应用于移动设备。

2.3 基于受抑全反射FTIR的触摸技术以实现多点触控

纽约大学Jefferson Y.Han提出了一种基于受抑全内反射的高分辨率、可扩展的多点触摸感测系统, 通过如丙烯酸薄片的光波导, 光源发出的光在光波导内受到全内反射, 因此使光被截留在光波导内, 当一个物体被与光波导向接触的放置时, 全内反射受抑制, 因此导致一些光散射而且逸出光波导。光波导上还可以附加柔性层, 当不存在柔性层时, 手指可以直接接触光波导以引起光散射, 而在光波导上附加柔性层时, 柔性层在其与波导相邻的表面上的材料具有与波导的折射率充分近似的折射率, 以便向柔性层施加压力时最大程度地耦合。通过具有适合的镜头的红外图像感测器被相对于波导垂直的安装并且检测通过波导的散射光。为了提高信噪比, 可以在图像感测器安装滤波器。为了缩小感测系统的厚度, 图像感测器还可以是如楔形光学照相机, 或者集成在TFT薄膜晶体管显示器中的光电传感器阵列。图像传感器通过对采集到的图像数据的帧做校正、背景消除、噪声去除及分析, 可以使用现有技术中的数据跟踪技术对图像数据进行特征分析, 以确定触摸点的位置和触摸轨迹, 具体参见图6。

该图像感测器即可以用于后投影系统中, 也可以应用于前投影系统中, 还可以集成在TFT液晶显示器中, 因此该触摸技术适用范围很广。由于图像感测器实时采集整个显示区域的图像数据, 因此可以提供多点触摸感测, 而提高图像感测器的分辨率和处理器的处理速度, 就可使扩展提供更高的分辨率、更多点触摸的检测和处理。

但是, 为了防止手指汗渍或者其他污物留在光波导表面破坏全内反射, 需要在光波导表面设置柔性层以保护波导层, 而目前主要使用柔性塑料或者硅胶等材料作为柔性层, 这将会大大影响屏幕透光度, 因此该触摸技术暂时只适用于投影式交互系统, 如交互白板、触摸屏桌, 数字墙等领域, 并不适用于移动设备。

2.4 嵌入显示面板的光学触摸技术

日本西铁城时计株式会社在1987年的专利申请 (公开号US4655552A) 中就公开了一种具有嵌入式输入功能的平板显示面板, 在每个液晶显示单元中嵌入一个图像感测组件, 通过TFT薄膜晶体管工艺制作显示电极的同时, 制作图像感测组件 (如光电二极管) 电极, 并通过输出电极将感测到的数据进行输出, 即可以在不增加工艺流程的前提下就可以给平板显示器增加输入功能。

随后, 在夏普、东芝-松下显示 (TMD) 、LG-飞利浦以及三星等多家掌握液晶显示核心技术的公司的大力发展下, 并在2003年起制作出了具有实际使用价值的带有光感测功能的液晶显示面板, 其电路原理示意图如7。

首先将大约10V的驱动电压通过第一驱动电压电源线152施加给光敏TFT140的驱动源极, 并通过第二驱动电压电源线171将反偏压-5V施加给光敏TFT140的栅极, 感应外部光线并产生光电流, 通过光电流将电荷存储在第一存储电容180 (光Cst1) 内, 同时将-5V的电压施加给第二开关TFT170的栅极, 将TFT170保持在截止状态;然后将约20~25V的电压施加给第二开关TFT170的栅极, 该TFT170导通, 来自冲入第一存储电容180的电荷的电流通过TFT170流向读出IC190。

由于每个光敏TFT与显示像素的驱动频率一致, 因此整个显示面板的显示频率和光感测频率一致, 即保证了触摸检测的流畅度, 又不会给驱动电路增加负担, 并且可以理论上实现与显示面板像素等同数量的多点触控。由于光敏TFT140、第一存储电容、第二开关TFT170所占用的面积远远小于像素电极, 因此对显示面板的透光率影像非常小。这种光感应触摸技术直接利用背光光源, 可以很容易地集成在TFT液晶显示器或者有机发光二极管显示器中, 不需要增加额外的工序就可以提供图像感应功能。

3 结论

随着工艺和技术的不断进步, 当前的光学触摸技术已经远远超出了传统红外线触摸屏技术的范畴, 并且这些新型的光学触摸技术已经占据了一定的市场份额。

而随着数字产品的迅猛发展, 对不同类型传感器的需求也越来越旺盛。嵌入显示面板的光学触摸技术提供了一种可以在显示图像的同时感测图像的显示面板, 可以为数字产品提供如屏幕扫描、指纹扫描等多种新的功能。如果生产厂商可以统一标准, 降低成本, 必将在消费市场成为投射式多点电容触摸技术的强有力的竞争对手。

摘要：相对于电阻式、电容式触摸屏, 光学触摸屏具有耐磨损、抗电磁干扰、响应速度快等优点。但是由于传统扫描IR触摸屏存在体积大、抗杂光干扰能力差、不能实现多点触控等缺点, 不能在移动设备上推广使用。随着技术的进步, 涌现了多种新型光学触摸技术, 解决了传统红外触摸屏的缺陷, 为在移动设备上使用光学触摸屏带来了可能, 并将提供与电阻、电容式触摸屏不一样的用户体验。

关键词：扫描IR,三角定位,FTIR,受抑全反射,嵌入式

参考文献

[1]Introducing the NextWindow 1900 Optical Touch Screen:A NextWindow White Paper (2007) .

[2]J.Han, Low-Cost Multi-Touch Sensing through Frustrated Total Internal Reflection, Proceedings of the 18th Annual ACM Sympo-sium on User Interface Software and Technology (UIST) , (2005) (ACM 1-59593-023-X/05/0010) .

[3]Ian Maxwell, An Overview of Optical-Touch Technologies, Information Display (12/07) .

[4]陈大炜.基于光学感应的大尺寸多点触摸控制技术[J].电子产品世界, 2009 (09) :56-58.