導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇微納光學(xué)技術(shù)與應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

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(chēng)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?！备队绬⒃诮邮懿稍L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(guò)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(guò)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(guò)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?！?/p>

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(lèi)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(guò)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(kāi)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(kāi)展了深入研究。隨后為了開(kāi)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(kāi)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(guò)與科研院所及工業(yè)界的合作，付永啟開(kāi)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(zhuān)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(guò)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(kāi)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(xiě)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(méi)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(guò)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(mén)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(kāi)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(guò)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(kāi)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。

篇2

【關(guān)鍵詞】飛秒激光;微加工;打孔;閾值;優(yōu)點(diǎn);前景

Abstract：As a new processing technology，femtosecond laser micro processing technology has such advantages as non-contact，large efficiency，high precision，small heat effect，low damage threshold，and can realize the real three-dimensional structure of micro machining etc.which traditional technologies cannot compare with，resulting in a wide range of application.This article describes the characteristics that laser energy deposits on optical skin layer and thermal effect is very small when femtosecond laser machines transparent materials.It also points out the fact that currently the laser direct writing technology is commonly used for punching and pinhole mask technology can improve the holes’shape.Finally，it prospects the future research direction of the femtosecond laser micro processing.

Key words：femtosecond laser;micro processing;punching;threshold value;advantages;prospects

1.引言

激光是在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)情況下通過(guò)受激輻射放大產(chǎn)生的高亮度相干光束，其原理早在1916年就由物理學(xué)家愛(ài)因斯坦提出，但直到1960年，梅曼（T?Maiman）成功制造的第一臺(tái)紅寶石激光器問(wèn)世[1]，量子光學(xué)才由理論研究發(fā)展到技術(shù)工程。隨著各類(lèi)激光器的出現(xiàn)，激光器的脈寬急劇縮小，峰值功率大幅提高，可調(diào)型和穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，飛秒激光在工業(yè)加工領(lǐng)域備受青睞，各界根據(jù)不同的需要將其廣泛應(yīng)用于微光學(xué)、微電子、微機(jī)械、微生物、微醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

2.飛秒激光脈沖技術(shù)

1976年，人們首次在染料激光器中實(shí)現(xiàn)了飛秒量級(jí)的激光脈沖輸出[2]。20世紀(jì)90年代初，克爾透鏡鎖模飛秒鈦寶石激光器使得飛秒激光技術(shù)獲得了一次飛躍發(fā)展。2003年，N H Rizvi總結(jié)了飛秒激光對(duì)金屬、玻璃、金剛石、陶瓷以及各種聚合物等材料的微加工進(jìn)展情況，并論證了飛秒激光是一種優(yōu)秀的微加工光源[3]。

人們利用飛秒激光可以聚焦到透明材料內(nèi)部進(jìn)行三維加工這一特性，在石英玻璃中制備出各種微光學(xué)元件和微流體器件，并將其成功集成在同一塊玻璃芯片上，飛秒激光于是在生物傳感和生化分析等領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。

在信息電子領(lǐng)域，研發(fā)人員將新型激光精細(xì)加工裝備應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、印刷線路板、平板顯示、FBG光纖光柵，大大提高了制作效率和工藝水平。經(jīng)過(guò)科研人員的努力，飛秒激光在半導(dǎo)體照明、太陽(yáng)能光伏電池、燃料電池、微創(chuàng)醫(yī)用器械及各類(lèi)MEMS等新興產(chǎn)業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用。另外，由于激光加工的非接觸性，它還可應(yīng)用于昂貴或危險(xiǎn)物品的加工。

3.飛秒激光微加工的發(fā)展現(xiàn)狀

激光微加工被譽(yù)為“未來(lái)制造業(yè)的共同加工手段”。在世界范圍內(nèi)，歐洲、美國(guó)、日本在飛秒激光微納加工領(lǐng)域至今仍處于領(lǐng)先地位。我國(guó)的激光微加工技術(shù)研究大多集中在高校和科研機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)也有一些新興的激光設(shè)備制造企業(yè)開(kāi)發(fā)的激光微孔加工設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)中，但由于落后的加工控制技術(shù)和較為薄弱的研發(fā)能力，產(chǎn)品的孔型和徑深比都無(wú)法與歐美日等激光產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家相比。

4.飛秒激光與透明介質(zhì)的相互作用

飛秒激光脈沖具有極短的脈沖寬度和極高的峰值功率，與物質(zhì)相互作用時(shí)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性效應(yīng)，如自聚焦、自相位調(diào)制、群速色散、白光超連續(xù)譜的產(chǎn)生等。它主要依靠多光子吸收機(jī)制來(lái)加工一些長(zhǎng)脈沖激光無(wú)法作用的透明材料，并且其作用時(shí)間極短，熱效應(yīng)小，可以克服等離子體屏蔽的現(xiàn)象[4]。

4.1 飛秒激光燒蝕的特性

為了對(duì)材料造成燒蝕作用，激光的能流密度必須超過(guò)某一特定的值，即燒蝕閾值Fth。原本不會(huì)吸收可見(jiàn)光和近紅外光這一波段的透明介質(zhì)，會(huì)在極小范圍內(nèi)因多光子電離而快速產(chǎn)生大量的等離子體。當(dāng)?shù)入x子體密度達(dá)到1021cm-3時(shí)，由于對(duì)激光能量的強(qiáng)烈吸收，激光能達(dá)到的深度只有l(wèi)μm。大量激光能量在物質(zhì)中沉積，給局部加熱并使其形成光損傷，而周?chē)奈镔|(zhì)仍處于“冷狀態(tài)”。因此和長(zhǎng)脈沖相比，飛秒激光加工的邊緣較為光滑、清潔[5]。

飛秒激光針對(duì)透明介質(zhì)以及其他各類(lèi)材料（包括金屬）的燒蝕打孔實(shí)驗(yàn)均表明了飛秒激光加工可以得到極好的微加工質(zhì)量[6]。

對(duì)于特定的激光參數(shù)，燒蝕閾值由材料的光學(xué)反射、吸收及熱擴(kuò)散系數(shù)決定[2]。材料的摻雜和缺陷對(duì)燒蝕閾值的影響很小，燒蝕閾值比較穩(wěn)定。飛秒激光對(duì)材料的燒蝕閾值低于長(zhǎng)脈沖，適當(dāng)控制其能流密度使其略高于燒蝕閾值，便可以使加工精度突破衍射極限。這一特性與高斯光束能流密度分布有關(guān)。

式中F0為歸一化的能流密度，r為高斯光束的徑向尺寸，為高斯光束的束腰半徑，束腰處的能流密度[2]。

圖1 高斯光束的燒蝕閾值

為了提高加工精度必須把光束會(huì)聚得盡量小，可以使用較大數(shù)值孔徑（NA）的物鏡聚焦。在2001年日本科學(xué)家利用飛秒脈沖激光雙光子聚合技術(shù)首次突破衍射極限獲得120nm的加工分辨率后，我國(guó)中科院理化技術(shù)研究所有關(guān)科學(xué)家于2007年實(shí)現(xiàn)了15nm線寬的納米尺度加工分辨率[7]。

透明介質(zhì)材料的燒蝕閾值還與聚焦條件有關(guān)。隨著數(shù)值孔徑的增加，閾值能量逐漸減小。因此，即使輸出功率較低，通過(guò)使用較大數(shù)值孔徑的聚焦透鏡，也可以在透明介質(zhì)中形成燒蝕。

超短脈沖與介質(zhì)相互作用時(shí)存在熱擴(kuò)散效應(yīng)，三溫模型充分考慮了材料對(duì)光子的非線性吸收和電子-晶格作用，解釋了載流子和晶格的溫度以及飛秒激光對(duì)介質(zhì)材料作用時(shí)等離子體的產(chǎn)生過(guò)程，顯示了飛秒激光加工透明材料時(shí)激光能量沉積在光學(xué)趨膚層、熱效應(yīng)極小的特點(diǎn)。

4.2 飛秒激光直寫(xiě)加工技術(shù)

飛秒激光直寫(xiě)不同于干涉和投影制備等方法，它具有較高的自由度，常用于各種點(diǎn)、線掃描。目前主流的實(shí)驗(yàn)裝置是商業(yè)化的摻鈦藍(lán)寶石的啁啾脈沖放大系統(tǒng)。具體激光參數(shù)包括：中心波長(zhǎng)為800nm左右，脈寬為幾十到幾百飛秒，單脈沖能量已達(dá)到毫焦量級(jí)，重復(fù)頻率為1～103kHz量級(jí)可調(diào)諧。為了減小加工中熱效應(yīng)的累積，可將重復(fù)頻率降得更低。

將樣品放置在由計(jì)算機(jī)控制的三維精密平移臺(tái)上，通過(guò)半波片和線偏振片的組合來(lái)調(diào)節(jié)脈沖能量，使飛秒激光通過(guò)物鏡聚焦到樣品表面或體內(nèi)，加工過(guò)程可以通過(guò)CCD成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

針孔掩模加工技術(shù)對(duì)聚焦點(diǎn)處飛秒激光空間傳輸特性具有一定的影響。當(dāng)聚焦物鏡前不加針孔時(shí)，焦點(diǎn)附近的燒蝕區(qū)域基本為對(duì)稱(chēng)分布，且偏離焦點(diǎn)位置時(shí)，燒蝕線寬迅速增加，成紡椎型分布。而加上針孔后，焦點(diǎn)附近束腰半徑變化趨緩，燒蝕邊界更加清晰、無(wú)裂痕，且脈沖能量大小只影響刻痕線寬大小[8]。

4.3 微流體器件

微通道是微流體器件的重要組成部分，目前主要從：（1）在空氣中對(duì)石英或硅酸鹽玻璃內(nèi)部鉆孔加工微通道;（2）輔以水或其他液體的飛秒激光微加工技術(shù);（3）飛秒激光輻照光敏玻璃后對(duì)樣品進(jìn)行焙燒、腐蝕、退火等后期處理;（4）飛秒激光輻照石英玻璃后直接使用HF酸腐蝕[9]等四個(gè)方面研究飛秒激光加工三維微通道。

在空氣環(huán)境中對(duì)材料打孔需要較高脈沖能量，并且只能沿軸向加工微通道，孔的內(nèi)壁平整性較差，適用于對(duì)加工精度要求不算很高的情形。輔助以水或其他液體的飛秒激光微加工技術(shù)可以驅(qū)散碎屑以防阻塞，但只能加工一些比較短的微通道。

在光束中插入象散透鏡或狹縫，可以適當(dāng)改變脈沖強(qiáng)度的空間分布，微通道橫截面趨于圓形，性能得到改善。對(duì)精密的光學(xué)元件而言，使用退火處理技術(shù)可以有效地提高空心結(jié)構(gòu)的表面平整度。

5.飛秒激光打孔的優(yōu)點(diǎn)

飛秒激光脈沖具有極短的脈沖寬度和極高的峰值功率。激光束在空間和時(shí)間上高度集中，利用透鏡聚焦，可以將光斑的直徑縮小到微米級(jí)，從而獲得高功率密度。與其他加工技術(shù)相比，有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：（1）飛秒激光與物質(zhì)相互作用時(shí)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性效應(yīng)，其作用時(shí)間極短，熱效應(yīng)小，對(duì)被加工材料氧化、變形、熱影響區(qū)域均較小，不需要特別保護(hù);（2）飛秒激光的加工精度非常高，已經(jīng)超過(guò)衍射極限的限制，可以達(dá)到納米量級(jí);（3）與接觸式的傳統(tǒng)機(jī)械打孔相比，可以避免碎屑的產(chǎn)生，并且可以獲得大的深徑比。

由此可見(jiàn)，飛秒激光微孔加工是一種便捷高效、綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的先進(jìn)制造技術(shù)。

6.前景展望

飛秒激光微加工技術(shù)蓬勃發(fā)展，盡管僅有十余年的發(fā)展史，卻已經(jīng)成為激光精密微加工領(lǐng)域中最重要、最前沿的研究方向之一。

目前迫切需要高重復(fù)頻率、高平均功率、波長(zhǎng)與脈沖寬度可調(diào)、穩(wěn)定且易操作的新型飛秒激光器。另外，盡管各種材料的燒蝕基本與閾值模型相符合，但至今還沒(méi)有一種模型能夠完全解釋飛秒激光與各種材料相互作用過(guò)程中的一系列新現(xiàn)象，所以這一領(lǐng)域仍需要進(jìn)行大量的理論工作和實(shí)驗(yàn)工作[10]。當(dāng)前的三維飛秒激光微加工技術(shù)主要是基于激光直寫(xiě)方案，采用逐點(diǎn)掃描的方法形成復(fù)雜的三維圖案，耗時(shí)較長(zhǎng)。因此仍需探究新技術(shù)加以改進(jìn)。

針對(duì)國(guó)內(nèi)激光技術(shù)落后于國(guó)際先進(jìn)水平的情況，我們需要集中智慧抓緊研究和生產(chǎn)，使激光微加工技術(shù)廣泛造福于人民。

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[8]倪曉昌，洪茹，王清月，等.飛秒激光深孔加工技術(shù)研究[J].天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，18（3）：5-9.

篇3

也正是認(rèn)識(shí)到了這一形勢(shì)，懷抱著在科研道路上開(kāi)拓一片天地的夢(mèng)想，海外工作十多年的郭新立教授于2009年回到國(guó)內(nèi)東南大學(xué)材料學(xué)院，建立自己的研究隊(duì)伍，進(jìn)行前沿性科學(xué)研發(fā)。在多年的研究中，郭新立在納米科學(xué)研究中獲得了多項(xiàng)突破。

簡(jiǎn)單有效：利用掃描隧道顯微鏡從納米有機(jī)分子中激發(fā)出光子

超小光源和單分子光源對(duì)于開(kāi)發(fā)高分辨的光學(xué)顯微鏡以及量子信息處理等具有重要的作用，但由于分子的金屬支撐襯底表面對(duì)分子發(fā)光的強(qiáng)吸收作用，使得觀察到分子或單個(gè)分子發(fā)光的幾率極其微小。對(duì)此郭新立與同事合作設(shè)計(jì)了一種通過(guò)控制分子層厚度實(shí)現(xiàn)去耦合的簡(jiǎn)單有效方法，在國(guó)際上首次利用掃描隧道顯微鏡從納米有機(jī)分子中激發(fā)出光子。不僅為單分子光源及器件的制備提供了新的方法和可能性，而且對(duì)分子在納米尺度環(huán)境中的光電行為提供了新的理解，同時(shí)也為分子電子學(xué)的研究提供了新的思維方式。由此方法開(kāi)展的系列研究成果發(fā)表在國(guó)際著名雜志PhysicalReview Letter等上，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和贊譽(yù)，成為本研究領(lǐng)域的先驅(qū)，被廣泛引用，連續(xù)兩年（2004年，2005年）被作為前沿焦點(diǎn)研究，收錄在由美國(guó)物理研究所和美國(guó)物理學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦的Virtual JournaI of NanoscaleScience&Technology上。該成果在單分子光源及器件的制備等方面有著潛在的應(yīng)用。

推陳出新：發(fā)現(xiàn)自發(fā)形成的碳納米管

碳納米管由于具有超高強(qiáng)度、獨(dú)特的電性能、大的表面積等優(yōu)異性能而使得其在納米技術(shù)、電子學(xué)、光學(xué)和材料科學(xué)的其它領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。目前已開(kāi)發(fā)了很多種技術(shù)如化學(xué)氣相沉積、激光淀積等來(lái)制備碳納米管，也有研究者試圖在煤碳中找到自然存在的碳納米管。郭新立借助掃描電鏡、原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡在新解理的石墨襯底上首次成功地發(fā)現(xiàn)了自發(fā)形成的碳納米管。這一成果于2007年報(bào)被報(bào)道在Jpn.J.Appl.Phys上，即刻引起同行的興趣，并對(duì)其形成機(jī)理展開(kāi)了進(jìn)一步深入研究。這一成果不僅可能為碳納米管結(jié)構(gòu)的獲得提供了新的途徑，而且有可能為其形成機(jī)理提供新的理解。

出奇制勝：制備P―ZnO及其同質(zhì)透明發(fā)光二極管

ZnO屬直接寬帶半導(dǎo)體，帶寬3.37eV，接近GaN的帶寬，自然狀態(tài)下以n型存在，但其價(jià)格遠(yuǎn)低于GaN。P型ZnO的制備有望使之取代GaN，成為藍(lán)光和遠(yuǎn)紅外二極管、激光的更理想材料。郭新立巧妙地設(shè)計(jì)了一種通過(guò)電子回旋共振源輔助的脈沖激光反應(yīng)沉積法，首次成功地制備了P-ZnO及其同質(zhì)透明發(fā)光二極管。以第一作者的身份分別在J.Cryst，Growth 223（2001）135和Jpn.J.Appl.Phys、（Express Lett.）40（2001）L177-L180的首頁(yè)發(fā)表，該工作成果被Advanced Materials、Phys.Rev.Lett.、Nature Materials、Phys.Rev.B.、Appl.Phys.Lett和Progress in MaterialsScience等國(guó)際著名雜志廣泛引用，日本的著名報(bào)紙“日刊工業(yè)新聞”在顯著位置對(duì)這一世界首個(gè)ZnO同質(zhì)二極管做了報(bào)道；ZnO發(fā)光二極管方面的研究目前仍是眾多研究者追逐的目標(biāo)，若能在穩(wěn)定性等方面進(jìn)一步獲得質(zhì)的突破，將對(duì)發(fā)光二極管等行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響。

再接再厲：定睛微納功能材料

微納功能材料是目前材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，最有代表性的是近年出現(xiàn)的石墨烯，它是由碳原子通過(guò)sp2雜化構(gòu)成的單原子層蜂窩狀二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，厚度只有一個(gè)原子直徑（0.335nm），由于石墨烯網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中相鄰碳原子結(jié)合力很強(qiáng)，因此具有很好的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明石墨烯是目前世界上已知強(qiáng)度和硬度最高的材料，具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能，或?qū)⒊蔀榭蓪?shí)現(xiàn)高速晶體管、高靈敏度傳感器、激光器、觸摸面板、蓄電池及高效太陽(yáng)能電池等多種新一代器件的核心材料。近期在國(guó)家自然科學(xué)基金（21173041，11134004）、973計(jì)劃（2012CB119401）、江蘇省雙創(chuàng)人才基金、東南大學(xué)人才引進(jìn)基金（4012001020，4012001013）、蘇州科技局納米專(zhuān)項(xiàng)基金（ZXG2012029）等的支持下，郭新立開(kāi)展了“高質(zhì)量大尺寸石墨烯的制備及其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用”、“貴金屬納米粒子可控光學(xué)特性”和“高性能鐵電薄膜及器件”的研究工作。

傾注全力：科學(xué)研究與人才培養(yǎng)并重

歸國(guó)后，在教學(xué)工作、學(xué)科建設(shè)方面郭新立也下了很多功夫。新開(kāi)設(shè)了“納米材料科學(xué)與技術(shù)”的研究生和本科生共選課程，結(jié)合自己在國(guó)外的科研成果，將國(guó)外最前沿的納米科技成果講述給學(xué)生，并輔以參觀實(shí)驗(yàn)，深受學(xué)生的歡迎。2011年被評(píng)為東南大學(xué)最受歡迎的研究生授課教師之一；參加了東南大學(xué)一張家港工業(yè)研究院的建設(shè)工作，而郭新立說(shuō)自己將繼續(xù)努力，以擴(kuò)大東南大學(xué)在微納功能材料領(lǐng)域研究的知名度。

篇4

關(guān)鍵詞：水污染；膜技術(shù)；水處理

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1、膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)

膜技分離術(shù)是近40 年來(lái)發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的水處理技術(shù)之一，主要包括微濾、超濾、納濾、反滲透以及電滲析等。這些膜是利用特殊制造的多孔材料，選擇性地分離水和水中的雜質(zhì)。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有節(jié)能、投資少、操作簡(jiǎn)便、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)[1]，因此已被廣泛應(yīng)用于水處理。

1.1 幾種膜的工作原理

反滲透（RO）：反滲透是滲透的逆過(guò)程，料液側(cè)的組分首先選擇性吸附或溶解在料液側(cè)膜表面，在壓力差的推動(dòng)下，使原液中的溶劑被壓到半透膜的另一側(cè)。

納濾（NF）：納濾膜是在RO膜基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因膜具有納米級(jí)的孔徑故名納濾，截留分子量約為200～1000，膜上具有核電基團(tuán)，因此，NF分離作用既有篩分作用也有靜電作用。

微濾（MF）和超濾（UF）：都是在靜壓力的作用下進(jìn)行液相分離的過(guò)程，在壓力差的推動(dòng)作用下，溶劑和小于膜孔的低分子溶質(zhì)透過(guò)膜，大于膜孔的溶質(zhì)被截留。通常能截留相對(duì)分子在500以上，1000000以下的膜分離稱(chēng)為超濾，能截留更大的分子稱(chēng)為微濾。

電滲析（ED）：在直流電場(chǎng)的作用下以電位差為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)荷電膜將溶液中的帶電離子與不帶電組分分離。

1.2 膜技術(shù)特點(diǎn)

膜分離技術(shù)的特點(diǎn)有：膜分離過(guò)程基本不發(fā)生“相”的變化，耗能低，能量轉(zhuǎn)化高；膜分離技術(shù)在常溫下便可以進(jìn)行，適用于熱敏電阻；設(shè)備運(yùn)動(dòng)不減少，方便自動(dòng)化控制，易于操作，維護(hù)；膜技術(shù)是一種純粹的物理過(guò)濾過(guò)程，不會(huì)有副產(chǎn)物；分離率高，效果好，設(shè)備體積小，占地少，適用于用地緊張的大、中型城市[2]。

2、膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，既可以用于給水處理也可以用于廢水處理，同時(shí)在某些特殊的行業(yè)如電子，光學(xué)技術(shù)等方面也有涉足，而且已被廣泛應(yīng)用。

2.1.在飲用水處理中的應(yīng)用

由于水源水質(zhì)的下降以及人們的生活質(zhì)量的提升，傳統(tǒng)的給水處理工藝已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足人們的用水要求，而城市化進(jìn)程的加劇使得本已疲憊不堪的供水系統(tǒng)雪上加霜。而膜技術(shù)的應(yīng)用為這一問(wèn)題提供了解決方向。姜紅等采用納濾膜對(duì)某市自來(lái)水進(jìn)行深度處理，以研究納濾對(duì)自來(lái)水中有機(jī)物及離子等的去除效果，研究結(jié)果表明，采用一級(jí)納濾工藝，對(duì)濁度、CODMn、Cr6+和阿拉特津的平均去除率分別為85.47%、81.06%、77.20%和83.90%，對(duì)總硬度和陰離子的去除率保持在一個(gè)適中的水平。Diawara等采用DESAL-SDL納濾膜分離溶液中的鹵離子，結(jié)果表明，對(duì)氟離子的去除率可達(dá)83%，而對(duì)氯離子的去除率相對(duì)較低，僅為63%。

2.2 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

2.2.1 印染廢水的處理

紡織印染行業(yè)中印染廢水成分復(fù)雜，色度大，濃度大且生物難降物質(zhì)多，在廢水中對(duì)環(huán)境造成的污染比較嚴(yán)重。而傳統(tǒng)的水處理方法是生物法，但效果很差，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。利用膜技術(shù)方法對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理后，完全可滿(mǎn)足回用水要求。福建省石獅市錦尚集控區(qū)污水處理廠的印染廢水經(jīng)膜技術(shù)處理后廢水回收率可達(dá)60%以上，水質(zhì)達(dá)到自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)。A.V.R.Reddy等人用聚酞胺/聚礬納濾膜處理染料廢水，來(lái)考察膜的截留性能，其廢水中的溶質(zhì)除鹽分子外分子量均在600-1000之間，實(shí)驗(yàn)研究表明，染料截留率可達(dá)99%以上。

2.2.2制革工業(yè)廢水的處理

長(zhǎng)期以來(lái)，皮革行業(yè)一直是污染比較嚴(yán)重的行業(yè)之一，制革廢水的污染尤為嚴(yán)重。制革生產(chǎn)的過(guò)程中排出的廢水，不僅排放量大，種類(lèi)多，有機(jī)物含量高，而且成分相當(dāng)復(fù)雜[3]。膜技術(shù)處理皮革廢水，主要是回收有用物質(zhì)，并回用處理后的廢水，以降低生產(chǎn)費(fèi)用和水處理費(fèi)用，減輕對(duì)環(huán)境的污染。A.Cassano等采用膜技術(shù)處理鞣革廢水，回收其中的鉻鹽，取得了很好的效果。牛濤濤等研究了用超濾法處理制革過(guò)程中的脫毛廢水并進(jìn)行回用，研究結(jié)果顯示，超濾對(duì)廢水中COD的去除率能達(dá)到90%以上，透過(guò)液完全可以回用于脫毛工段。

2.2.3含油廢水的處理

含油廢水是一種量大面廣且危害嚴(yán)重的廢水，其來(lái)源非常廣泛，主要有鋼鐵廠冷軋乳液廢水、金屬切削液、金屬清洗液、油田采出水等。用常規(guī)工藝處理非常困難而且費(fèi)用較高，而用膜技術(shù)處理石油廢水，對(duì)COD和油的去除率均很高。安興才等利用連續(xù)微濾（CMF）和反滲透（RO）膜技術(shù)對(duì)西北某石化廠排放的污水進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明：所產(chǎn)水的濁度

2.2.4食品工業(yè)廢水的處理

早在1990年代，食品工業(yè)就開(kāi)始大規(guī)模地采用膜技術(shù)處理廢水。食品加工廢水一般含有高濃度有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、脂肪等，COD值較高，而且水量大[4]。夏仙兵將納濾膜用于海帶加工中廢水處理，對(duì)其副產(chǎn)物甘露醇提取純化。實(shí)驗(yàn)表明，雜質(zhì)去除率可高達(dá)90%，同時(shí)甘露醇的質(zhì)量濃度可濃縮至初始料液的3倍左右。Jolanta Bohdziewicz等利用超濾（UF）和反滲透（RO）技術(shù)對(duì)豬肉廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明，COD、BOD的去除率分別達(dá)到了70.5%和65.5%。

2.2.5重金屬?gòu)U水的處理

重金屬?gòu)U水在工業(yè)廢水中占有相當(dāng)大的比例，而且具有極大的危害性，傳統(tǒng)的水處理工藝往往達(dá)不到排放要求，而利用膜技術(shù)處理重金屬?gòu)U水不僅可達(dá)標(biāo)排放，而且可以回收有用物質(zhì)。Kristina采用納濾膜處理含大量金屬離子的廢水，研究結(jié)果表明，納濾膜對(duì)Cd2+、Zn2+、Pb2+、Cr2+等二價(jià)離子的截留率大于90%。Krzysztof Karakulski等采用UF/NF聯(lián)用系統(tǒng)處理電纜廠排放的含Cu2+廢水，Cu2+去除率可達(dá)到92%，達(dá)到了廢水處理回用的標(biāo)準(zhǔn)。

3、結(jié)論

膜技術(shù)在國(guó)際上被公認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的一項(xiàng)重大技術(shù)革命，與其它水處理技術(shù)相比，它具有分離效率高、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。但膜污染和濃差極化的問(wèn)題依然沒(méi)有得到很好的解決，不過(guò)隨著科技的不斷進(jìn)步以及研究的加深，相信不久的將來(lái)， 這些問(wèn)題都會(huì)得到解決，膜技術(shù)也將會(huì)在水處理領(lǐng)域繼續(xù)扮演著重要角色，在解決全球水資源危機(jī)中發(fā)揮著不可替代的作用。

參考文獻(xiàn)

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篇5

量子糾纏在量子信息處理過(guò)程中的角色至關(guān)重要,尤其是在遠(yuǎn)距離量子通信過(guò)程中,量子糾纏經(jīng)常被用做量子通道連接遠(yuǎn)距離的兩個(gè)節(jié)點(diǎn).然而,在量子糾纏通道的分配設(shè)置過(guò)程中和通道建立后,糾纏不可避免地會(huì)受到通道和周?chē)h(huán)境噪聲的影響而降低,這就降低了遠(yuǎn)距離量子通信的保真度和安全性.為了獲得高品質(zhì)的量子糾纏通道來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信,需要用到糾纏濃縮方案[1−4].糾纏濃縮就是從糾纏程度較低的部分糾纏態(tài)中提取出糾纏程度較高的糾纏態(tài)甚至是最大糾纏態(tài)的方法.1996年,第一個(gè)糾纏濃縮方案被提出[1],這個(gè)方案是利用Schmidt投影方法實(shí)現(xiàn)的,而且要求兩個(gè)參與者獲得部分糾纏態(tài)的系數(shù),也要用到聯(lián)合非破壞測(cè)量技術(shù).之后,人們提出了很多的糾纏態(tài)濃縮方法.文獻(xiàn)[5,6]分別利用線性光學(xué)元件發(fā)展了Schmidt投影方法.Bose等[7]提出了基于糾纏交換的糾纏濃縮,這種方法需要用到聯(lián)合Bell態(tài)測(cè)量.2008年,Sheng等提出了一個(gè)高效的糾纏濃縮方法,可以通過(guò)重復(fù)糾纏濃縮過(guò)程提高成功率[8],并在2012年將這個(gè)方案做了改進(jìn)[9].隨后,更多的糾纏濃縮方案相繼出現(xiàn),例如多粒子糾纏態(tài)濃縮,包括Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)態(tài)[10,11],W態(tài)[12],團(tuán)簇態(tài)[13]等,以及多維度的超糾纏濃縮[14−16].自從1998年Loss和DiVinoenz[17]提出在半導(dǎo)體量子點(diǎn)中利用電子自旋作為量子比特以來(lái),自旋半導(dǎo)體量子點(diǎn)系統(tǒng)就由于它容易操作和擴(kuò)展,并且有較長(zhǎng)的相干時(shí)間,成為最有希望實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的方案之一.人們己經(jīng)提出了非常多的基于自旋半導(dǎo)體量子點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)量子通信和量子計(jì)算的方案[18−23],量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)還可以用作單光子源和糾纏光子源等[24,25].Wang等[26]在2011年利用量子點(diǎn)和光學(xué)微腔的耦合系統(tǒng)構(gòu)建了電子自旋態(tài)的宇稱(chēng)檢測(cè)門(mén),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了自旋糾纏態(tài)的提純和濃縮.隨后,他們簡(jiǎn)化了這個(gè)方案,用一個(gè)量子點(diǎn)和一個(gè)單光子作為輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)自旋糾纏態(tài)的濃縮[27].2013年,Sheng等[28]進(jìn)一步簡(jiǎn)化了自旋糾纏態(tài)濃縮的方案,他們只用一個(gè)輔助單光子就可以得到最大糾纏態(tài).同時(shí),基于量子點(diǎn)-腔系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)光子態(tài)的糾纏濃縮.在量子點(diǎn)-腔系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的超糾纏光子態(tài)濃縮在2014年被提出.Ren和Long[29]利用單邊光學(xué)微腔中的量子點(diǎn)自旋實(shí)現(xiàn)了光子偏振和空間模自由度的宇稱(chēng)檢測(cè),并以此對(duì)光子偏振和空間模兩個(gè)自由度上的糾纏態(tài)進(jìn)行濃縮.這個(gè)方案的成功概率可以通過(guò)重復(fù)執(zhí)行糾纏濃縮來(lái)進(jìn)一步地提高,而且它可以推廣到n光子超糾纏GHZ態(tài)的糾纏濃縮.然而,以上的糾纏濃縮方案需要知道部分糾纏態(tài)的系數(shù)或者需要重復(fù)糾纏濃縮過(guò)程,這些都降低了糾纏濃縮的效率.本文探討如何利用量子點(diǎn)-腔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更加高效的光子偏振態(tài)糾纏濃縮.第2部分介紹量子點(diǎn)和雙邊光學(xué)微腔的相互作用;第3部分詳細(xì)介紹光子偏振態(tài)的糾纏濃縮方案;第4部分討論方案的保真度問(wèn)題;第5部分是本文的總結(jié).

2量子點(diǎn)和雙邊腔的相互作用

將一個(gè)單電子的量子點(diǎn)嵌入光學(xué)微腔中,用抽運(yùn)光對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行激發(fā)可以產(chǎn)生帶負(fù)電的激子X(jué)−,這個(gè)激子是由兩個(gè)電子的自旋和一個(gè)空穴的自旋共同組成的.根據(jù)泡利不相容原理,X−的躍遷由過(guò)剩電子的自旋態(tài)控制.這樣會(huì)導(dǎo)致兩種圓偏振光經(jīng)過(guò)量子點(diǎn)系統(tǒng)時(shí)的透射和反射呈現(xiàn)不同的性質(zhì),透射和反射系數(shù)也會(huì)有不同的相位和振幅.雙邊腔是指光學(xué)諧振腔的兩端都可以作為光子的輸出端,量子點(diǎn)被嵌在腔的中心.在雙邊腔系統(tǒng)中,光子的自旋是沿著腔的軸方向(z軸)的.根據(jù)光子自旋的不同,量子點(diǎn)-腔系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生兩種典型的躍遷.根據(jù)選擇定則,當(dāng)過(guò)剩電子處于自旋向上的|⟩態(tài),只有|L⟩態(tài)的左旋圓偏振光子被吸收,激子處于|⇑⟩態(tài).如果過(guò)剩電子處于自旋向下的|⟩態(tài),只有右旋圓偏振光子被吸收,激子處于|⇓⟩態(tài).其中,|⇑⟩和|⇓⟩分別代表重穴自旋態(tài)|+3/2⟩和|−3/2⟩.如圖1所示,雙邊光學(xué)腔有兩個(gè)輸出端口.

3光子偏振態(tài)的糾纏濃縮

下面介紹偏振態(tài)糾纏濃縮的原理.假設(shè)兩個(gè)距離很遠(yuǎn)的光子處于較低的糾纏態(tài):可以看到,根據(jù)兩個(gè)量子點(diǎn)自旋態(tài)和輔助光子偏振態(tài)的測(cè)量結(jié)果,可以通過(guò)相應(yīng)的單光子操作使光子A和B處于最大糾纏態(tài)(|R⟩A|R⟩B+|L⟩A|L⟩B)/√2.現(xiàn)在,測(cè)量?jī)蓚€(gè)量子點(diǎn)的自旋態(tài)和輔助光子的偏振態(tài),如果得到|R⟩1|⟩s1|⟩s2,|R⟩1|⟩s1|⟩s2,|L⟩1|⟩s1|⟩s2,|L⟩1|⟩s1|⟩s2,|L⟩2|⟩s1|⟩s2,|L⟩2|⟩s1|⟩s2,|R⟩2|⟩s1|⟩s2,或者|R⟩2|⟩s1|⟩s2,則光子A和B都處于(|R⟩A|R⟩B+|L⟩A|L⟩B)/√2,即最大糾纏態(tài).如果得到其他測(cè)量結(jié)果,則光子A和B都處于(|R⟩A|R⟩B−|L⟩A|L⟩B)/√2,這也是最大糾纏態(tài),并且可以通過(guò)簡(jiǎn)單的單光子操作變成(|R⟩A|R⟩B+|L⟩A|L⟩B)/√2.所以在理想情況下,得到最大偏振糾纏態(tài)的概率為P=4|γ|2|α+β|2/8+4|δ|2|α+β|2/8+4|γ|2|α−β|2/8+4|δ|2|α−β|2/8=1,本文的方案是確定性的.通道噪聲并不會(huì)影響方案的成功概率,但是影響在通道1或者通道2測(cè)量得到輔助光子的概率。

4討論

以上成功概率是在理想條件下計(jì)算的,沒(méi)有考慮量子點(diǎn)-腔系統(tǒng)的耦合強(qiáng)度以及腔的泄漏對(duì)方案的影響.如果將耦合強(qiáng)度和腔泄漏率考慮進(jìn)來(lái),則需要計(jì)算系統(tǒng)量子態(tài)的保真度F=|⟨Ψf|Ψ⟩|2.這里,|Ψf⟩是包含外部環(huán)境影響時(shí)系統(tǒng)的最終態(tài),而|Ψ⟩是理想條件下的最終態(tài).本文以|R⟩1|⟩s1|⟩s2的測(cè)量結(jié)果為例,來(lái)說(shuō)明不同的因素對(duì)糾纏濃縮的保真度的影響.

5結(jié)論

篇6

【關(guān)鍵詞】測(cè)量技術(shù) 高端制造領(lǐng)域 應(yīng)用

【正文】

隨著近幾年世界經(jīng)濟(jì)格局的變化和我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)高速發(fā)展的趨勢(shì)，測(cè)量技術(shù)的先進(jìn)程度成為我國(guó)未來(lái)制造業(yè)賴(lài)以生存的基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。測(cè)量技術(shù)的發(fā)展水平及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用程度， 是衡量制造科技水平、 提高國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要因素。因此，對(duì)于機(jī)械制造中測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的探討有其必要性。

一、三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車(chē)制造中的運(yùn)用

從上個(gè)世紀(jì)50年代第一臺(tái)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誕生到今天各類(lèi)坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的廣泛使用，坐標(biāo)測(cè)量已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)無(wú)可替代的一個(gè)重要組成部分。在過(guò)去近一個(gè)世紀(jì)的歷程中，工業(yè)和實(shí)驗(yàn)用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)經(jīng)歷了多個(gè)突破性的飛躍。在已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代的今天，三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)更是飛速地向前發(fā)展著，為工業(yè)制造提供著巨大的支持。 汽車(chē)制造業(yè)屬于新興的高科技產(chǎn)業(yè)，對(duì)科技技術(shù)的含量要求非常高。社會(huì)的發(fā)展要求汽車(chē)制造業(yè)不斷提高自身的技術(shù)，同時(shí)也要求來(lái)自其它各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)支持。其中，三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)是一個(gè)很重要的方面。

汽車(chē)車(chē)身，以及汽車(chē)車(chē)身的覆蓋件大多數(shù)呈自由曲面狀，自上世紀(jì)90年代中后期起，為了提高測(cè)量效率，尤其是為了強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，利用先進(jìn)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施在線檢測(cè)的方式已越來(lái)越多地進(jìn)入現(xiàn)代汽車(chē)業(yè)。一種以結(jié)構(gòu)光學(xué)三維傳感器為基礎(chǔ)的高效“檢測(cè)站”，被測(cè)工件首先由傳輸裝置自動(dòng)送入生產(chǎn)線上的測(cè)量工位，定位傳感器將工件的真實(shí)位置輸入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，后者根據(jù)已編制好的測(cè)量程序自動(dòng)控制安裝在框架上眾多光學(xué)三維傳感器中的每一個(gè)，對(duì)工件上的各關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè)。一般固定的傳感器數(shù)量為10-30個(gè)左右，完成測(cè)量?jī)H需40s左右，效率很高。

二、數(shù)字化精密測(cè)量技術(shù)在機(jī)床制造中的應(yīng)用

數(shù)字化精密測(cè)量技術(shù)是數(shù)字化制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。開(kāi)發(fā)亞微米、納米級(jí)高精度測(cè)量?jī)x器，提高環(huán)境適應(yīng)能力，增強(qiáng)魯棒性，使精密測(cè)量裝備進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，集成到加工機(jī)床和制造系統(tǒng)，形成先進(jìn)的數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng)，是當(dāng)今精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床的精度和性能檢測(cè)領(lǐng)域中，國(guó)外著名廠商Renishaw、API及HP等公司生產(chǎn)的激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)和球桿儀等在數(shù)控機(jī)床的幾何精度和運(yùn)動(dòng)精度的檢測(cè)和監(jiān)控中，無(wú)論在機(jī)床制造廠還是機(jī)床使用廠，都得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著MEMS、微納米技術(shù)的興起與發(fā)展，人們對(duì)微觀世界探索的不斷深入，測(cè)量對(duì)象尺度越來(lái)越小，達(dá)到了納米量級(jí)；另一方面，由于大型、超大型高端系統(tǒng)、機(jī)電工程的制造、安裝水平提高，以及人們對(duì)于空間研究范圍的擴(kuò)大，測(cè)量對(duì)象尺度覆蓋范圍越來(lái)越大，目前已達(dá)91m～102 m的范圍，相差11個(gè)數(shù)量級(jí)之巨，高端制造中從微觀到宏觀的尺寸測(cè)量范圍不斷擴(kuò)大。在此背景之下，微納制造、超精密制造、巨系統(tǒng)制造等系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器受到極大挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了納米尺度表征以及參數(shù)量值的統(tǒng)一和溯源等許多新的科學(xué)問(wèn)題和工程技術(shù)問(wèn)題亟待解決。

三、精細(xì)測(cè)量技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的運(yùn)用

發(fā)動(dòng)機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成，這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命。使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對(duì)制造流程進(jìn)行控制，通過(guò)信息反饋對(duì)加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。降低企業(yè)的測(cè)量成本，計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用，測(cè)量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用，達(dá)到提高測(cè)量檢測(cè)效率的目的，使企業(yè)具備生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力，這將關(guān)系到企業(yè)在市場(chǎng)活動(dòng)中的應(yīng)變能力，對(duì)幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場(chǎng)信譽(yù)，具有重要的決定作用。

例如各種尺寸類(lèi)型的 齒輪專(zhuān)用檢測(cè)儀器，凸輪檢測(cè)儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門(mén)需要配置多類(lèi)型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)人員，計(jì)量設(shè)備使用率較低，同時(shí)企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計(jì)量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用；企業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)柔性、通用計(jì)量檢測(cè)。因此，降低企業(yè)的測(cè)量成本，計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用，測(cè)量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用，達(dá)到提高測(cè)量檢測(cè)效率的目的，使企業(yè)具備生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力，這將關(guān)系到企業(yè)在市場(chǎng)活動(dòng)中的應(yīng)變能力，對(duì)幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場(chǎng)信譽(yù)，具有重要的決定作用。

四、CAD測(cè)量技術(shù)在鋼箱梁制造中的應(yīng)用

主塔勁性骨架為主塔施工定位的基礎(chǔ)，只有勁性骨架定位準(zhǔn)確后，相應(yīng)的鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力波紋管才能根據(jù)勁性骨架的位置來(lái)進(jìn)行定位。每次勁性骨架的安裝高度平均比每次將要施工的塔柱高度高1～2m，以利于下一節(jié)勁性骨架的安裝； 安裝第2節(jié)勁性骨架時(shí)，先將勁性骨架的現(xiàn)狀標(biāo)高測(cè)定，然后利用CAD將勁性骨架將此標(biāo)高的坐標(biāo)求出，在勁性骨架節(jié)與節(jié)之間設(shè)置定位連接鋼板，在定位鋼板上放出所求坐標(biāo)，將所要安裝的勁性骨架安裝定位。此方法有利于主塔定位，保證了主塔的施工準(zhǔn)確性，從而解決了主塔空間定位難度大的問(wèn)題。

根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)鋼材的供貨及運(yùn)輸現(xiàn)狀，將節(jié)段組裝采用立體、階梯方式進(jìn)行，即以預(yù)拼裝胎架為外胎，橫隔板為內(nèi)胎，依次組焊各粱段的底板單元、斜底板單元、橫隔板單元、錨箱風(fēng)嘴單元、頂板單元及附屬件，完成鋼箱梁節(jié)段的制作。橫向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)計(jì)，以底板、斜底板外形為基準(zhǔn)面確定胎架形狀，利用型鋼制作支承鋼架與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接，每個(gè)預(yù)埋件處的基礎(chǔ)承載力不小于30t，支承鋼架分橫向鋼架和縱向連桿，縱向連桿將橫向鋼架連接起來(lái)，形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使其具有足夠剛度。

隨著時(shí)代的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，高端制造行業(yè)對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求越來(lái)越高，依賴(lài)性也越來(lái)越大，在此背景下，大力發(fā)展測(cè)量技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)測(cè)量技術(shù)的研制開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，以及研究測(cè)量技術(shù)的規(guī)范化與安全性， 是測(cè)量技術(shù)工作者一直關(guān)注的問(wèn)題。因此，測(cè)量水平的高低，對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)質(zhì)量有很大影響，因此在施工中必須對(duì)測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用有足夠的重視。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫賢標(biāo) 機(jī)械制造領(lǐng)域中對(duì)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用探討[J] 城市建設(shè)理論研究 2012年第24期

篇7

2015年北京工業(yè)大學(xué)碩士研究生擬招生學(xué)科目錄已公布，具體內(nèi)容請(qǐng)各位考生查看如下：

院（所）、學(xué)科代碼、名稱(chēng) 學(xué)科方向 招生人數(shù) 考試科目 備注 001 機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院 223     0801 力學(xué) _ 01動(dòng)力學(xué)與控制 _ 02固體力學(xué) _ 03流體力學(xué) _ 04工程力學(xué) 27 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④811理論力學(xué)或812材料力學(xué)I   080200 機(jī)械工程 _ 01數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) _ 02精密數(shù)控加工與自動(dòng)化裝備 _ 03現(xiàn)代焊接技術(shù)與自動(dòng)化裝備 _ 04機(jī)電系統(tǒng)控制及自動(dòng)化 _ 05機(jī)構(gòu)及機(jī)器人系統(tǒng)分析與控制 _ 06機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 78 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④811理論力學(xué)或812材料力學(xué)I或813電工學(xué)   0804 儀器科學(xué)與技術(shù) _ 01精密測(cè)試技術(shù)與儀器 _ 02現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)及方法 _ 03計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制技術(shù) _ 04智能儀器與虛擬儀器技術(shù) 23 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④803電子技術(shù)I或812材料力學(xué)I或813電工學(xué)   085201 機(jī)械工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造及裝備 _02現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) _03機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)與制造 _04現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)與儀器 _05高端裝備強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)分析 95 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④809工程力學(xué)或813電工學(xué)   002 電子信息與控制工程學(xué)院 232     0809 電子科學(xué)與技術(shù) _ 01信號(hào)處理與電路 _ 02數(shù)字多媒體信息技術(shù) _ 03信息光電子學(xué)與光通信 _ 04超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成 _ 05電子器件、射頻和功率集成電路及可靠性 58 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④822信號(hào)與系統(tǒng)或823半導(dǎo)體物理 1、01-02方向選822； 2、03-05方向選823。 0810 信息與通信工程 _ 01語(yǔ)音與音頻信號(hào)處理 _ 02多媒體通信技術(shù) _ 03信號(hào)處理理論與通信技術(shù) _ 04圖像與視頻信號(hào)處理 30 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④822信號(hào)與系統(tǒng)   0811 控制科學(xué)與工程 _ 01自動(dòng)控制理論及其應(yīng)用 _ 02測(cè)控技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng) _ 03智能系統(tǒng)與智能信息處理 _ 04信息融合與自主導(dǎo)航 _ 05計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其應(yīng)用 63 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④821自動(dòng)控制原理   085208 電子與通信工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01信號(hào)與信息處理及其應(yīng)用技術(shù) _ 02圖像處理與模式識(shí)別技術(shù) _ 03多媒體通信技術(shù) _ 04無(wú)線通信技術(shù) _ 05嵌入式系統(tǒng)技術(shù) 35 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④822信號(hào)與系統(tǒng)   085210 控制工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01工業(yè)過(guò)程的建模、控制與優(yōu)化 _ 02系統(tǒng)工程（系統(tǒng)優(yōu)化與決策） _ 03信息管理系統(tǒng) _04生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化 _ 05智能控制與智能系統(tǒng) 30 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④821自動(dòng)控制原理   085209 集成電路工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01集成電路設(shè)計(jì) _02集成電路制備工藝及相關(guān)技術(shù)研究 _03微電子器件檢測(cè)與可靠性評(píng)價(jià)技術(shù) 16 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④823半導(dǎo)體物理   004 建筑工程學(xué)院 246     0814 土木工程 _01工程抗震減震與城市綜合防災(zāi)減災(zāi)理論、方法和技術(shù) _02結(jié)構(gòu)新體系與高性能材料 _03結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)、健康監(jiān)測(cè)與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)價(jià)方法和技術(shù) _05工程施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)管理 _06水環(huán)境恢復(fù)工程及水質(zhì)處理保障技術(shù) _07建筑環(huán)境控制及能源利用技術(shù) 119 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③301數(shù)學(xué)一 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué) 或833土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 或843鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 或 845水分析化學(xué)與水力學(xué)；或846傳熱學(xué)Ⅰ或867流體力學(xué)Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道橋等）或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選01～05，考試科目可選841或833或843； 2、給排水或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選06，考試科目可選845； 3、暖通或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選07，考試科目應(yīng)選846或867。 0823 交通運(yùn)輸工程 _ 01道路與鐵道工程 _ 02交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848； 2、02-03方向選849或832。 0815 水利工程 _ 01水文學(xué)及水資源 _ 02水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué) _ 03水工結(jié)構(gòu)工程 _ 04水利水電工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③301數(shù)學(xué)一 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué)或844水力學(xué)Ⅱ   085213 建筑與土木工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01工程抗震減震與城市綜合防災(zāi)減災(zāi)理論、方法和技術(shù) _02結(jié)構(gòu)新體系與高性能材料 _03結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)、健康監(jiān)測(cè)與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)價(jià)方法和技術(shù) _05工程施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)管理 _06工程項(xiàng)目管理及信息化 _07水環(huán)境恢復(fù)工程及水質(zhì)處理保障技術(shù) _08建筑環(huán)境與能源利用技術(shù) 100 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué)或833土力學(xué)與地基基礎(chǔ)或845水分析化學(xué)與水力學(xué) 或846傳熱學(xué)Ⅰ或867流體力學(xué)Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道橋等）或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選01～06，考試科目可選841或833或843； 2、給排水或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選07，考試科目可選845； 3、暖通或相近專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考方向可選08，考試科目應(yīng)選846或867。 085222 交通運(yùn)輸工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01道路交通安全理論與道路工程技術(shù) _02交通規(guī)劃與交通控制理論及方法 _03智能交通、仿真與可持續(xù)發(fā)展整合體系 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848； 2、02-03方向選849或832。 1256 工程管理（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 8 ①199管理類(lèi)聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   005 環(huán)境與能源工程學(xué)院 152     070304 物理化學(xué) _01能源材料物理化學(xué) _02催化化學(xué) _03納米材料物理化學(xué) _04界面物理化學(xué)與分離技術(shù) 11 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③684物理化學(xué)I ④887無(wú)機(jī)化學(xué)II · 0807 動(dòng)力工程及工程熱物理 _ 01可再生能源利用及先進(jìn)環(huán)境能源理論與技術(shù) _ 02強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)理論與工程應(yīng)用 _ 03制冷低溫系統(tǒng)及其環(huán)保節(jié)能理論與技術(shù) _ 04車(chē)輛及動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 23 · ①101思想政治理論 · ②201英語(yǔ)一 · ③301數(shù)學(xué)一 · ④851傳熱學(xué)Ⅱ或852工程熱力學(xué)   0817 化學(xué)工程與技術(shù) _ 01綠色化學(xué)與精細(xì)有機(jī)化工 _ 02工業(yè)催化與納米科學(xué) _ 03膜科學(xué)與化工分離技術(shù) _ 04材料化學(xué)理論與應(yīng)用 _ 05先進(jìn)材料合成及催化應(yīng)用 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③302數(shù)學(xué)二 ④814物理化學(xué)Ⅲ或820有機(jī)化學(xué)I或878化工原理   0830 環(huán)境科學(xué)與工程 _ 01環(huán)境規(guī)劃與污染防治 _ 02污染控制化學(xué) _ 03環(huán)境分析與監(jiān)測(cè) _ 04環(huán)境規(guī)劃與管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大氣污染控制工程 28 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④856環(huán)境影響評(píng)價(jià)或857微生物基礎(chǔ)I或858環(huán)境工程學(xué) 1、只有05方向招日語(yǔ)考生； 2、01-04方向，選856； 3、05方向選857； 4、06方向選858。 085206 動(dòng)力工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01可再生能源利用與先進(jìn)環(huán)境能源技術(shù) _02能源動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化及工程應(yīng)用 _03制冷低溫系統(tǒng)及其節(jié)能環(huán)保技術(shù) _04動(dòng)力機(jī)械及車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 32 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④851傳熱學(xué)Ⅱ或852工程熱力學(xué)   085229 環(huán)境工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環(huán)境規(guī)劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④856環(huán)境影響評(píng)價(jià)或857微生物基礎(chǔ)I或858環(huán)境工程學(xué) 1、01方向選857； 2、02方向選858； 3、03方向選856。 006 應(yīng)用數(shù)理學(xué)院 98     0701 數(shù)學(xué) _ 01基礎(chǔ)數(shù)學(xué) _ 02應(yīng)用數(shù)學(xué) _ 03運(yùn)籌學(xué)與控制論 _ 04科學(xué)計(jì)算 35 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663數(shù)學(xué)分析 ④865高等代數(shù)   0714 統(tǒng)計(jì)學(xué) _ 01非參數(shù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)分析 _ 02應(yīng)用統(tǒng)計(jì) _ 03生物統(tǒng)計(jì) _ 04金融工程與應(yīng)用概率 _ 05經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì) 14 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663 數(shù)學(xué)分析 ④865 高等代數(shù)   0702 物理學(xué) _ 01理論物理 _ 02凝聚態(tài)物理 _ 03光學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③662普通物理I ④861量子力學(xué)或863光學(xué) 1、01方向選861； 2、02方向選861或863； 3、03方向選863。 0803 光學(xué)工程 _ 01脈沖激光技術(shù)與應(yīng)用 _ 02信息光學(xué)與應(yīng)用 _ 03微納光學(xué) _ 04光電傳感與檢測(cè)技術(shù) 7 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④828激光原理   0252 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì) _02精算統(tǒng)計(jì) _03數(shù)量金融 _04質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì) 17 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③303數(shù)學(xué)三 ④432統(tǒng)計(jì)學(xué)   007 計(jì)算機(jī)學(xué)院 151     0812 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _ 01 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) _ 02 計(jì)算機(jī)軟件與理論 _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④895 計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)   085211 計(jì)算機(jī)技術(shù)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) _ 02計(jì)算機(jī)軟件技術(shù) _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04信息安全技術(shù) 83 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④896數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)   009材料科學(xué)與工程學(xué)院 140     0805 材料科學(xué)與工程 _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   085204 材料工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   011 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 182     1201 管理科學(xué)與工程 _ 01技術(shù)與項(xiàng)目管理 _ 02戰(zhàn)略管理與社會(huì)網(wǎng)絡(luò) _ 03信息管理與信息系統(tǒng) _ 04城市管理 _ 05運(yùn)作管理與質(zhì)量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理或805數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用   0202 應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué) _01金融學(xué) _02國(guó)際貿(mào)易學(xué) _03產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué) _04區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué) _05數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué) _06統(tǒng)計(jì)學(xué) _07勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③303數(shù)學(xué)三 ④804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1202 工商管理 _ 01會(huì)計(jì)學(xué) _ 02企業(yè)管理 _ 03旅游管理 _ 04技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1251 工商管理碩士（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 99 ①199管理類(lèi)聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   1252 公共管理碩士（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 20 ①199管理類(lèi)聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   012 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 60     0833 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué) _ 01城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法 _ 02居住區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì) _ 03城市設(shè)計(jì)與景觀規(guī)劃 _ 04歷史城市與街區(qū)保護(hù)規(guī)劃 _ 05城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③633城市規(guī)劃原理 ④503城市規(guī)劃與設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)(含園林景觀)專(zhuān)業(yè)的考生報(bào)考。 0851 建筑學(xué)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01都市建筑設(shè)計(jì)及理論 _02歷史建筑的保護(hù)與更新 _03建筑與城市綠色環(huán)境技術(shù) _04城市設(shè)計(jì)方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③355建筑學(xué)基礎(chǔ) ④504建筑快速設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)專(zhuān)業(yè)的考生報(bào)考。 085237 工業(yè)設(shè)計(jì)工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③337工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ④502產(chǎn)品設(shè)計(jì) 接收工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考。

085229 環(huán)境工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環(huán)境規(guī)劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④856環(huán)境影響評(píng)價(jià)或857微生物基礎(chǔ)I或858環(huán)境工程學(xué) 1、01方向選857； 2、02方向選858； 3、03方向選856。 006 應(yīng)用數(shù)理學(xué)院 98     0701 數(shù)學(xué) _ 01基礎(chǔ)數(shù)學(xué) _ 02應(yīng)用數(shù)學(xué) _ 03運(yùn)籌學(xué)與控制論 _ 04科學(xué)計(jì)算 35 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663數(shù)學(xué)分析 ④865高等代數(shù)   0714 統(tǒng)計(jì)學(xué) _ 01非參數(shù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)分析 _ 02應(yīng)用統(tǒng)計(jì) _ 03生物統(tǒng)計(jì) _ 04金融工程與應(yīng)用概率 _ 05經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì) 14 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663 數(shù)學(xué)分析 ④865 高等代數(shù)   0702 物理學(xué) _ 01理論物理 _ 02凝聚態(tài)物理 _ 03光學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③662普通物理I ④861量子力學(xué)或863光學(xué) 1、01方向選861； 2、02方向選861或863； 3、03方向選863。 0803 光學(xué)工程 _ 01脈沖激光技術(shù)與應(yīng)用 _ 02信息光學(xué)與應(yīng)用 _ 03微納光學(xué) _ 04光電傳感與檢測(cè)技術(shù) 7 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④828激光原理   0252 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì) _02精算統(tǒng)計(jì) _03數(shù)量金融 _04質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì) 17 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③303數(shù)學(xué)三 ④432統(tǒng)計(jì)學(xué)   007 計(jì)算機(jī)學(xué)院 151     0812 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _ 01 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) _ 02 計(jì)算機(jī)軟件與理論 _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④895 計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)   085211 計(jì)算機(jī)技術(shù)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) _ 02計(jì)算機(jī)軟件技術(shù) _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04信息安全技術(shù) 83 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④896數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)   009材料科學(xué)與工程學(xué)院 140     0805 材料科學(xué)與工程 _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   085204 材料工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   011 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 182     1201 管理科學(xué)與工程 _ 01技術(shù)與項(xiàng)目管理 _ 02戰(zhàn)略管理與社會(huì)網(wǎng)絡(luò) _ 03信息管理與信息系統(tǒng) _ 04城市管理 _ 05運(yùn)作管理與質(zhì)量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理或805數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用   0202 應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué) _01金融學(xué) _02國(guó)際貿(mào)易學(xué) _03產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué) _04區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué) _05數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué) _06統(tǒng)計(jì)學(xué) _07勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③303數(shù)學(xué)三 ④804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1202 工商管理 _ 01會(huì)計(jì)學(xué) _ 02企業(yè)管理 _ 03旅游管理 _ 04技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1251 工商管理碩士（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 99 ①199管理類(lèi)聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   1252 公共管理碩士（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 20 ①199管理類(lèi)聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   012 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 60     0833 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué) _ 01城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法 _ 02居住區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì) _ 03城市設(shè)計(jì)與景觀規(guī)劃 _ 04歷史城市與街區(qū)保護(hù)規(guī)劃 _ 05城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③633城市規(guī)劃原理 ④503城市規(guī)劃與設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)(含園林景觀)專(zhuān)業(yè)的考生報(bào)考。 0851 建筑學(xué)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01都市建筑設(shè)計(jì)及理論 _02歷史建筑的保護(hù)與更新 _03建筑與城市綠色環(huán)境技術(shù) _04城市設(shè)計(jì)方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③355建筑學(xué)基礎(chǔ) ④504建筑快速設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)專(zhuān)業(yè)的考生報(bào)考。 085237 工業(yè)設(shè)計(jì)工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③337工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ④502產(chǎn)品設(shè)計(jì) 接收工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)考生報(bào)考。 036 學(xué)院 10     010108 科學(xué)技術(shù)哲學(xué) _ 01科學(xué)技術(shù)與社會(huì)研究 _ 02工程倫理學(xué) _ 03生態(tài)哲學(xué)與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題研究 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③620科學(xué)技術(shù)史 ④825哲學(xué)   0305 理論 _ 01基本原理 _ 02中國(guó)化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③651基本原理 ④883思想政治教育基本原理   035 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院 22     1305 設(shè)計(jì)學(xué) _ 01 產(chǎn)品設(shè)計(jì) _ 02 環(huán)境設(shè)計(jì) _ 03 服裝與服飾設(shè)計(jì) _ 04 工藝美術(shù) _ 05 數(shù)字媒體藝術(shù) _ 06 視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì) 7 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③622設(shè)計(jì)史論 ④505快題設(shè)計(jì) 505考試為6小時(shí)。 1351 藝術(shù)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01 產(chǎn)品設(shè)計(jì) _ 02 環(huán)境設(shè)計(jì) _ 03 服裝與服飾設(shè)計(jì) _ 04 工藝美術(shù) _ 05 數(shù)字媒體藝術(shù) _ 06 視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì) _ 07 動(dòng)畫(huà) _ 08 繪畫(huà) _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③622設(shè)計(jì)史論 或 619美術(shù)史論 ④505快題設(shè)計(jì) 或 506專(zhuān)業(yè)創(chuàng)作 1、01-04方向選622和505。 2、05-09方向選619和506。 3、506和505考試時(shí)間為6小時(shí)。 085237 工業(yè)設(shè)計(jì)工程 _01 工業(yè)設(shè)計(jì) _02 設(shè)計(jì)管理 _03 交互設(shè)計(jì) 7 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③337工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ④502產(chǎn)品設(shè)計(jì) 報(bào)考02設(shè)計(jì)管理的考生須有兩年以上工作經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)業(yè)不限。 039 城市交通學(xué)院 87     0823 交通運(yùn)輸工程 _ 01交通規(guī)劃理論與方法 _ 02道路與交通工程設(shè)計(jì)方法 _ 03交通安全理論與技術(shù) _ 04智能交通控制與信息處理 _ 05路基路面結(jié)構(gòu)與材料 _ 06道路養(yǎng)護(hù)與運(yùn)營(yíng)管理 23 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01-04方向選849或832； 2、05-06方向選848。 085222 交通運(yùn)輸工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _01交通規(guī)劃技術(shù) _02交通管理與工程設(shè)計(jì) _03交通信息與控制技術(shù) _04道路設(shè)施設(shè)計(jì)與施工技術(shù) _05道路養(yǎng)護(hù)與管理 23 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01-03方向選849或832； 2、04-05方向選848。 0812 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現(xiàn)實(shí)與交通仿真 _ 03物聯(lián)網(wǎng)信息感知與智能處理 _ 04智能人機(jī)交互與多媒體技術(shù) _ 05交通大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù) 21 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④895 計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)   085211 計(jì)算機(jī)技術(shù)（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現(xiàn)實(shí)與交通仿真 _ 03物聯(lián)網(wǎng)信息感知與智能處理 _ 04智能人機(jī)交互與多媒體技術(shù) _ 05交通大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù) 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④896數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)   0811 控制科學(xué)與工程 _ 01智能交通系統(tǒng)控制 _ 02自主車(chē)輛與車(chē)路協(xié)同 _ 03交通圖像與視頻信號(hào)處理與分析 _ 04交通信息智能化處理 8 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④821自動(dòng)控制原理   085210 控制工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位） _ 01智能交通系統(tǒng)管理與控制技術(shù) _ 02智能車(chē)輛與車(chē)路協(xié)同控制技術(shù) _ 03交通信息處理方法與應(yīng)用 _ 04交通圖像與視頻信號(hào)處理技術(shù) 7 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④821自動(dòng)控制原理

篇8

關(guān)鍵詞 教學(xué)改革 創(chuàng)新能力 物理 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

應(yīng)用物理學(xué)是當(dāng)今高新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)，是多種技術(shù)學(xué)科的支柱。與本專(zhuān)業(yè)存在交叉的專(zhuān)業(yè)包括光學(xué)、工程物理、半導(dǎo)體和材料專(zhuān)業(yè)等。目前，我國(guó)對(duì)物理專(zhuān)業(yè)的人才需求仍舊是供不應(yīng)求，但表面上卻是學(xué)生就業(yè)壓力大。對(duì)人才培養(yǎng)的需求加上建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和國(guó)際經(jīng)濟(jì)一體化的大背景，要求將創(chuàng)新教育貫穿于各級(jí)各類(lèi)教育的全過(guò)程。本研究將立足于應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)工科院校物理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行符合市場(chǎng)需求的重新定位，為高等院校物理專(zhuān)業(yè)深化教育教學(xué)改革提供有益經(jīng)驗(yàn)。

1 研究思路

學(xué)院本著“理工交融”的辦學(xué)特色和“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)模式，著力打造本科生的培養(yǎng)。注重與新科技、新產(chǎn)業(yè)以及地方經(jīng)濟(jì)結(jié)合安排課程，積極開(kāi)展大學(xué)生素質(zhì)拓展和科技創(chuàng)新活動(dòng)，正在走出一條分層次培養(yǎng)、適應(yīng)社會(huì)需求的人才培養(yǎng)道路。

2 改革的內(nèi)容

（1）改革培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，多元化設(shè)置培養(yǎng)方向。學(xué)院將應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)發(fā)展為應(yīng)用物理、材料物理、光電信息科學(xué)與工程三個(gè)專(zhuān)業(yè)，完成人才培養(yǎng)方案修訂，并組織實(shí)施。并在實(shí)踐中進(jìn)一步修改，使之逐步趨于完善；優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，按照“少而精”的原則設(shè)置必修課；增加選修課比重，允許學(xué)生跨系跨專(zhuān)業(yè)選修課程，使學(xué)生依托一個(gè)專(zhuān)業(yè)，著眼于綜合性較強(qiáng)的跨學(xué)科訓(xùn)練；分層次設(shè)置課程，盡量做到因材擇課，興趣與學(xué)習(xí)結(jié)合。

（2）改革課堂教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)形式，把創(chuàng)新能力培育納入課堂中。學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也必須滲透到各科課堂教學(xué)過(guò)程中。多門(mén)主干課實(shí)施教學(xué)模式改革，把創(chuàng)新能力培育納入課堂中。其中，電磁學(xué)、熱學(xué)、近代物理等課程改革獲得學(xué)校教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，光電子學(xué)基礎(chǔ)等課程改革獲得校教改立項(xiàng)并通過(guò)鑒定，原子物理學(xué)獲得校精品課程。大學(xué)物理獲得省級(jí)精品課程。用多樣的課堂教學(xué)形式，加強(qiáng)各學(xué)科的相互滲透和交叉綜合，拓寬學(xué)生的思維空間，注意融合學(xué)科前沿知識(shí)和高新科技，增大課堂信息量，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（3）實(shí)行實(shí)驗(yàn)課分層次立體化教學(xué)模式，探索開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。改革實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)行機(jī)制，探索和完善實(shí)施開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法及其在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的應(yīng)用。學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。建成了河南省物理實(shí)驗(yàn)示范中心、洛陽(yáng)市光電功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

（4）改革和完善學(xué)生科技創(chuàng)新體系，建立校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地。實(shí)行學(xué)生科學(xué)研究訓(xùn)練計(jì)劃，引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行科研訓(xùn)練；鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃，科技創(chuàng)新項(xiàng)目等，通過(guò)科研促進(jìn)教學(xué)，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

（5）建立和拓展校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，建立校外實(shí)踐基地，打造人才培養(yǎng)的新模式。建立和拓展校企聯(lián)合培養(yǎng)的模式，促進(jìn)本科教育與社會(huì)對(duì)人才需求的接軌，提升學(xué)生就業(yè)能力，打造人才培養(yǎng)的新模式。和洛陽(yáng)凱邁測(cè)控、四季沐歌等與物理專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合的企業(yè)建立聯(lián)合培養(yǎng)的模式，提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)服務(wù)的實(shí)用型人才。

3 初步成果和效果

通過(guò)四年的改革，取得了令人滿(mǎn)意的效果。

（1）形成新的利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的物理專(zhuān)業(yè)整體培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)模式，建立系統(tǒng)的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。建立和完善分層次開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和新的實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)作模式。建設(shè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理網(wǎng)站。發(fā)表教研論文12篇，舉辦全國(guó)高等學(xué)?！盁崃W(xué)與統(tǒng)計(jì)物理”教學(xué)與學(xué)術(shù)研討會(huì)。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)研究的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)新性明顯提高。課外創(chuàng)新實(shí)踐產(chǎn)生了高質(zhì)量成果。獲得河南省級(jí)“挑戰(zhàn)杯”，河南省機(jī)器人游大賽，中國(guó)機(jī)器人大賽，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模，全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽等比賽的二十余項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)；學(xué)生申報(bào)或授權(quán)專(zhuān)利15項(xiàng)；參加SRTP項(xiàng)目40項(xiàng)；學(xué)生發(fā)表實(shí)驗(yàn)研究論文23篇。

（3）開(kāi)辟適應(yīng)地方高校物理專(zhuān)業(yè)的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，與洛陽(yáng)開(kāi)拓者鉬業(yè)、洛陽(yáng)鼎晶電子材料有限公司、洛陽(yáng)嘉盛電源科技有限公司、洛陽(yáng)金諾機(jī)械工程有限公司先后簽訂校企合作協(xié)議，建立一系列的實(shí)習(xí)基地，實(shí)施“預(yù)簽式” 培養(yǎng)辦學(xué)模式。

（4）通過(guò)教研結(jié)合，學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和科學(xué)技術(shù)研究相互促進(jìn)，教師實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究成果顯著。物理工程學(xué)院五個(gè)科研團(tuán)隊(duì)（光電功能材料、材料物性分析與模擬計(jì)算、光電信息及其圖像處理、微納結(jié)構(gòu)與信息光學(xué)團(tuán)隊(duì)、光納半導(dǎo)體與傳感材料），共近200篇，其中SCI收錄94篇，EI/ISTP收錄42篇；主持項(xiàng)目47項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)項(xiàng)目21項(xiàng)，省廳級(jí)項(xiàng)目26項(xiàng)；申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利40余項(xiàng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本研究對(duì)全國(guó)同類(lèi)高校的理工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可起到一定借鑒作用。當(dāng)然，應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)需要研究的課題還很多，還需要在以后實(shí)踐中進(jìn)一步探索。

本研究得到河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2012 SJGLX149，2014SJGLX197）

參考文獻(xiàn)

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篇9

摘要：

本文結(jié)合SiO2納米球掩膜和反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)制備了結(jié)構(gòu)呈周期性排列的多晶黑硅，再利用低濃度的NaOH溶液去除由荷能離子撞擊所帶來(lái)的損傷層，優(yōu)化了多晶黑硅結(jié)構(gòu)。然后在多晶黑硅上用原子層沉積技術(shù)沉積一層Al2O3薄膜，并對(duì)樣品進(jìn)行快速熱退火處理。結(jié)果表明，采用低濃度的NaOH溶液可以完全去除損傷層，在保持原有黑硅結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使表面結(jié)構(gòu)更加光滑；經(jīng)450℃快速熱退火后少子壽命達(dá)到29.34μs，表面復(fù)合速率為306cm﹒s-1，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)反射率降至7.12%，鈍化和減反射二者兼顧的效果顯著。

關(guān)鍵詞：

材料；反應(yīng)離子刻蝕；去損傷；表面鈍化；氧化鋁

1引言

降低硅片表面反射率是提高晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率行之有效的方法。黑硅即在硅片表面制備微納結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到降低表面反射率的目的。黑硅的制備方法可分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中干法刻蝕包括：飛秒激光法和反應(yīng)離子刻蝕法；濕法刻蝕包括：電化學(xué)腐蝕法和金屬輔助化學(xué)腐蝕法。而RIE法在制備黑硅過(guò)程中所產(chǎn)生的等離子體會(huì)對(duì)樣品表面造成一定厚度的損傷層，影響電池轉(zhuǎn)化效率[1]。所以采用RIE法制備黑硅后需要進(jìn)行去損傷處理，一般采用堿或酸溶液進(jìn)行處理。由于微納結(jié)構(gòu)會(huì)大大增加硅表面缺陷態(tài)密度，進(jìn)一步增加表面載流子復(fù)合速率，從而降低電池轉(zhuǎn)化效率。通過(guò)表面鈍化技術(shù)可以有效降低表面復(fù)合速率，成為提高黑硅太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)化效率的主要手段之一。目前，已有多種表面鈍化技術(shù)運(yùn)用到晶硅太陽(yáng)電池。一種方法是通過(guò)高溫氧化工藝熱生長(zhǎng)一層致密的二氧化硅層，從而降低表面懸掛鍵數(shù)量，達(dá)到鈍化效果[2]。但高溫不僅會(huì)對(duì)已形成的擴(kuò)散結(jié)造成影響，且容易在襯底中形成位錯(cuò)，影響體少子壽命。另一種方法是采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)沉積低溫沉積本征氫化非晶硅(a-Si:H)，a-Si:H薄膜中富含H，經(jīng)過(guò)一定的熱處理后薄膜內(nèi)的H會(huì)向晶體硅/薄膜界面擴(kuò)散，飽和硅表面懸掛鍵，但非晶硅的熱穩(wěn)定性能較差，后期過(guò)高溫度的熱處理會(huì)使非晶硅晶化，從而惡化其鈍化效果[3-4]。目前工業(yè)上最常用的鈍化方法是采用PECVD沉積SiNx，其原因是SiNx薄膜具有生長(zhǎng)溫度低、結(jié)構(gòu)致密、能調(diào)節(jié)折射率等優(yōu)點(diǎn)，能起到減反射和鈍化雙重作用[5]。但SiNx介質(zhì)層中富含正電荷，在鈍化p型硅時(shí)背面會(huì)產(chǎn)生寄生分路從而影響效率[6]。利用原子層沉積技術(shù)沉積Al2O3來(lái)鈍化晶硅太陽(yáng)電池是近年來(lái)提出的一種新型技術(shù)。1989年，R.Hezel等人[7]首次通過(guò)熱分解三異丙醇鋁沉積Al2O3對(duì)硅片表面進(jìn)行了鈍化。2006年，B.Hoex等人[8]通過(guò)ALD技術(shù)制備了對(duì)硅表面具有優(yōu)異鈍化性能的Al2O3薄膜。ALD的最大優(yōu)點(diǎn)在于其自限制性，即使對(duì)于縱寬比高達(dá)100：1的結(jié)構(gòu)也可實(shí)現(xiàn)良好的階梯覆蓋，而且得到的薄膜具有純度高、厚度均勻、保型性好等優(yōu)點(diǎn)。M.Otto等人[9]采用ICP-RIE在單晶硅片上制得針狀結(jié)構(gòu)后用ALD沉積了一層Al2O3，黑硅表面得到有效鈍化，少子壽命明顯提高。Wei-ChengWang等人[10]利用金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備單晶黑硅后用ALD沉積了Al2O3/TiO2的雙層鈍化膜，制成電池后轉(zhuǎn)化效率達(dá)到18.5%。S.Schafer等人[11]采用電化學(xué)腐蝕法在單晶硅片上制備出了微米尺寸的多孔硅，然后用ALD沉積一層20nm厚的Al2O3薄膜，有效表面復(fù)合速率明顯降低。作為太陽(yáng)電池的重要原材料，多晶硅比單晶硅具有更高密度的晶界、位錯(cuò)、微缺陷等結(jié)構(gòu)缺陷。在這些結(jié)構(gòu)缺陷附近載流子復(fù)合速率較高，當(dāng)其它雜質(zhì)綴飾這些缺陷后，載流子復(fù)合速率會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)[12]。研究多晶硅片的鈍化更顯重要。本文首先采用SiO2納米球掩膜和RIE技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)制備多晶黑硅，然后用低濃度NaOH溶液去除黑硅表面損傷層并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，再利用ALD技術(shù)在黑硅表面沉積一層Al2O3薄膜進(jìn)行表面鈍化，通過(guò)掃描電鏡、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)和少子壽命測(cè)試儀研究表面形貌、損傷層去除和Al2O3薄膜鈍化效果。

2實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)采用太陽(yáng)電池級(jí)p型4cm×4cm多晶硅片，電阻率約為2Ω•cm，厚度為180μm。采用傳統(tǒng)堿拋光工藝去除硅片表面機(jī)械損傷后，利用SiO2納米球掩膜和反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)來(lái)制備黑硅。眾所周知，RIE法制備黑硅結(jié)構(gòu)時(shí)，荷能離子的轟擊會(huì)對(duì)硅片表面造成損傷，從而影響后期制備電池的效率。為了去除損傷層，采用低濃度的NaOH溶液處理黑硅，處理時(shí)間為0s~150s，間隔30s。最后用ALD技術(shù)沉積Al2O3薄膜并研究其鈍化性能。采用ALD系統(tǒng)，以三甲基鋁(TMA)和水為反應(yīng)源，高純N2為載氣，在200°C下進(jìn)行樣品沉積，最終生長(zhǎng)的Al2O3薄膜厚度約為72nm。其反應(yīng)方程式見(jiàn)式(1)：2Al(CH3)3+3H2OAl2O3+6CH4。(1)在原子層沉積Al2O3過(guò)程中，每個(gè)生長(zhǎng)周期可分為兩個(gè)半反應(yīng)：Si-OH*+Al(CH3)3SiO-Al(CH3)2*+CH4；(2)SiO-AlCH3*+H2OSiOAl-OH*+CH4。(3)在第一個(gè)半反應(yīng)中(式(2))，TMA與吸附在硅表面的-OH反應(yīng)，通過(guò)配體交換生成CH4和O-Al鍵；第二個(gè)半反應(yīng)中(式(3))，水與表面甲基反應(yīng)生成CH4和Al-OH鍵[13]。采用RTP300型快速熱退火爐對(duì)沉積后的樣品進(jìn)行快速熱退火，退火時(shí)間為600s，溫度為400~550℃，間隔50℃。采用HITACHIS-2800SEM對(duì)所制備的黑硅表面形貌進(jìn)行表征；采用島津UV-3600分光光度計(jì)對(duì)黑硅表面反射率進(jìn)行測(cè)試；采用Sinton的WCT-120型少子壽命測(cè)試儀表征多晶黑硅少子壽命。

3分析與討論

3.1堿溶液處理對(duì)黑硅形貌的影響

干法制備黑硅的優(yōu)勢(shì)是可以不受硅片晶向影響，能得到規(guī)則排列的錐形結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)鈍化的進(jìn)行。但干法制備黑硅不可避免的會(huì)在硅片表面造成一定損傷，從而影響少子壽命。因此本文先采用SiO2納米球掩膜和RIE技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)制備黑硅，然后利用低濃度堿溶液處理黑硅樣品，以達(dá)到去除損傷層和對(duì)樣品表面結(jié)構(gòu)重構(gòu)的作用。圖1是堿溶液處理前后及鈍化后黑硅表面及截面的SEM圖，由圖1(a)、（b）可以看出，RIE法制備的黑硅結(jié)構(gòu)呈圓臺(tái)狀并在圓臺(tái)上表面存在很多小結(jié)構(gòu)；圖1（c）、（d）分別是用1%NaOH處理120s后的表面和截面SEM圖，不難發(fā)現(xiàn)：黑硅結(jié)構(gòu)發(fā)生了重構(gòu)，由處理前的圓臺(tái)結(jié)構(gòu)變?yōu)樘幚砗蟮膱A錐結(jié)構(gòu)，圓臺(tái)上表面的微小結(jié)構(gòu)完全被去除，結(jié)構(gòu)更顯光滑且呈HCP方式排列，結(jié)構(gòu)深度基本沒(méi)有變化約為500nm（圖1（d））。圖1（e）、（f）是鈍化后黑硅表面和截面的SEM圖，沉積Al2O3薄膜后，黑硅形貌依舊保持原來(lái)圓錐狀結(jié)構(gòu)，Al2O3薄膜在黑硅表面實(shí)現(xiàn)了良好的階梯覆蓋，只是形貌更顯圓潤(rùn)；由于ALD有著良好的保型性，結(jié)構(gòu)深度沒(méi)有很大變化，而結(jié)構(gòu)間的間距因沉積Al2O3薄膜而有一定縮小。

3.2堿溶液處理對(duì)黑硅表面反射率的影響

圖2是樣品經(jīng)1%NaOH溶液處理不同時(shí)間后的反射率曲線，由圖2(a)可知：隨著堿處理時(shí)間的增加，反射率逐漸上升；400-1000nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，平均反射率由0s時(shí)的8.11%上升到150s時(shí)的17.82%，遠(yuǎn)小于用堿拋光過(guò)的硅片的反射率（35.19%）。堿處理后反射率的上升是由于硅片表面形貌的變化以及小結(jié)構(gòu)被堿腐蝕所導(dǎo)致。堿處理并沉積Al2O3薄膜后樣品的反射率曲線如圖2(b)所示。沉積Al2O3薄膜后，樣品反射率明顯下降，平均反射率由未鈍化時(shí)的8.11%(圖2(a))降到5.31%(圖2(b))，展現(xiàn)出良好的減反效果。這是由于沉積Al2O3薄膜后，會(huì)在空氣與硅表面形成折射率漸變層，減少光的反射。堿處理時(shí)間為0s，樣品鈍化后平均反射率為5.31%；處理150s時(shí)為7.56%；拋光硅片為19.96%。當(dāng)堿處理時(shí)間低于150s時(shí)，鈍化后樣品的平均反射率基本不隨堿處理時(shí)間變化；在580nm波長(zhǎng)左右時(shí)，反射率曲線發(fā)生重合。

3.3堿溶液前處理時(shí)間對(duì)鈍化后黑硅少子壽命的影響

有效少子壽命τeƒƒ由樣品體壽命τbulk、上表面有效壽命τtsurface和背表面有效壽命τbsurface共同決定，它們之間的關(guān)系如式(4)：ƒƒ1111=++ebulktsurfacebsurface。（4）由于體壽命遠(yuǎn)大于表面有效壽命，可假設(shè)體壽命為無(wú)窮大，通過(guò)式(5)可以計(jì)算出有效表面復(fù)合速率(SRV)。ƒƒƒƒ2eeSW，（5）式中：Seƒƒ為有效表面復(fù)合速率，W為樣品厚度[14]。樣品鈍化并經(jīng)500℃快速熱退火后少子壽命和SRV隨堿溶液前處理時(shí)間變化如圖3所示。隨著堿處理時(shí)間的增加，少子壽命快速上升，SRV急劇下降，主要原因是RIE會(huì)對(duì)硅片表面造成損傷，表面缺陷態(tài)密度增加，而低濃度的堿溶液能有效去除硅片表面損傷層，隨著堿處理時(shí)間的增加，損傷層越來(lái)越薄直至完全去除。未經(jīng)堿處理的樣品經(jīng)鈍化后少子壽命只有5.38μs，SRV達(dá)到1672cm﹒s-1；當(dāng)處理時(shí)間為120s時(shí)，少子壽命達(dá)到最高為27.42μs，SRV降為328cm﹒s-1，說(shuō)明此時(shí)損傷層基本去除干凈；隨著堿處理時(shí)間的繼續(xù)增加，少子壽命輕微下降，產(chǎn)生原因可能是堿處理時(shí)間的進(jìn)一步增加，黑硅結(jié)構(gòu)變化所導(dǎo)致。

3.4退火溫度對(duì)鈍化后黑硅少子壽命的影響

樣品經(jīng)低濃度NaOH溶液處理120s后少子壽命達(dá)到最高，選取該樣品進(jìn)一步研究鈍化后其少子壽命和SRV隨退火溫度的變化，變化曲線如圖4所示。由圖可見(jiàn)，少子壽命隨退火溫度升高先上升后下降，在退火溫度為450℃時(shí)達(dá)到最大值為29.34μs，隨著退火溫度的進(jìn)一步升高，少子壽命緩慢下降。主要原因是退火前，H原子以-OH鍵形式存在于Al2O3介質(zhì)層中，隨著退火溫度的升高，-OH鍵獲得足夠的能量斷開(kāi)，從而H原子被激活，穿過(guò)SiO2-Si界面層，復(fù)合硅片表面的懸掛鍵，減少了界面態(tài)密度，增加了少子壽命。同時(shí)，由于濃度梯度，氧離子和硅離子發(fā)生互擴(kuò)散，兩種離子的擴(kuò)散率和擴(kuò)散長(zhǎng)度隨溫度的升高而增大，在SiO2-Si界面處生成SiOx，導(dǎo)致氧缺陷的增加從而加劇了表面復(fù)合，少子壽命減小[15]。SRV值變化趨勢(shì)與少子壽命變化趨勢(shì)相反，在450℃時(shí)達(dá)到最低為306cm﹒s-1。

4結(jié)論

本文采用SiO2納米球掩膜和RIE技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)制備黑硅，用低濃度NaOH溶液去除黑硅表面損傷層，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)。發(fā)現(xiàn)隨著堿處理時(shí)間的增加，樣品少子壽命增加，并隨退火的升高先上升后下降。當(dāng)樣品用NaOH溶液處理120s后，黑硅表面損傷層能完全去除干凈，平均反射率為7.12%；然后在450℃進(jìn)行快速熱退火，少子壽命達(dá)到最優(yōu)值29.34μs，在犧牲一定反射率的基礎(chǔ)上，能達(dá)到很好的鈍化效果。結(jié)果表明，低濃度NaOH溶液能有效去除干刻所帶來(lái)的損傷；而沉積一定厚度的Al2O3薄膜，兼具表面鈍化和減反射的雙重作用，對(duì)下一代高效多晶黑硅太陽(yáng)電池的研制有很好的指導(dǎo)作用。

5致謝

感謝江蘇省光伏科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心對(duì)本工作的支持，江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助。

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篇10

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量；iGPS；數(shù)字?jǐn)z影；組合測(cè)量

中圖分類(lèi)號(hào)：P205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）02-0181-02

Abstract：With the development of technology， super large-dimension measurement system in the forefront of scientific research， defence industry is also in the national production has a broad range of applications and needs. Size measurement with notable features： measuring space， measuring environment， interference factors much more complex features. This paper analyses and compares the existing eight large size measurement system analysis may be applied to in-situ super large-dimension measurement technology. Introduces the IGPS and digital photographic technique applied to large sizes measuring strengths and weaknesses.

Key words：super large-dimension measurement； iGPS； digital photography； combination measurement

技術(shù)的發(fā)展歷史方向都是由常規(guī)向極端發(fā)展，隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量范圍也向極大極小尺寸發(fā)展。在小尺度上已經(jīng)成功開(kāi)辟了微納測(cè)量研究領(lǐng)域，比較而言，現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量的研究投入不足，尚未形成系統(tǒng)的理論和方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)及其相關(guān)理論體系的研究有待進(jìn)一步深化。

和常規(guī)測(cè)量相比較，現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量具有顯著特點(diǎn)：測(cè)量空間大、測(cè)量環(huán)境復(fù)雜、干擾因素多，測(cè)量設(shè)備和測(cè)量系統(tǒng)必須在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組建、校準(zhǔn)和量值傳遞，精度保證困難；此外，極高的相對(duì)測(cè)量精度、被測(cè)對(duì)象多樣性、測(cè)量效率低等也是大尺寸測(cè)量領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。現(xiàn)代大尺寸精密坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)是一門(mén)集電子、光學(xué)、圖像、傳感器、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合叉學(xué)科。

在重大技術(shù)裝備涉及的關(guān)鍵技術(shù)中，大尺寸精密坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)是其中的基礎(chǔ)支撐技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭最好的幾個(gè)重裝技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，如大型飛機(jī)制造、電力能源設(shè)備制造及安裝、船舶殼體裝配等，都對(duì)超大尺寸精密測(cè)量技術(shù)提出了迫切需求。

1 超大尺寸測(cè)量

超大尺寸測(cè)量則是指在測(cè)量對(duì)象從十米到幾百米尺寸范內(nèi)的測(cè)量，而通常測(cè)量精度要求為1～10ppm。測(cè)量類(lèi)型分類(lèi)見(jiàn)表1。

超大尺寸坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的需求和應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：（1）航空航天；（2）船舶工程與海洋工程；（3）電力電網(wǎng)行業(yè)；（4）大型建筑結(jié)構(gòu)。（5）軌道交通。此外，大尺寸測(cè)量系統(tǒng)還應(yīng)用于科學(xué)研究領(lǐng)域，如天體望遠(yuǎn)鏡、粒子加速器等設(shè)備外形尺寸的研制，自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備（如機(jī)械手臂等）的運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析中。超大尺寸測(cè)量系統(tǒng)無(wú)論在科研前沿、國(guó)防工業(yè)還是在國(guó)民生產(chǎn)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用和需求，開(kāi)展對(duì)超大尺寸測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)理論和設(shè)備的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 技術(shù)比較

現(xiàn)存的大尺寸的測(cè)量方法主要有八種，表2對(duì)國(guó)際領(lǐng)先的八種典型大尺寸測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了比較。從表中可以看出關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)和三坐標(biāo)測(cè)量雖然精度很高，但是由于其測(cè)量范圍限制，并不能適用于超大尺寸的測(cè)量。對(duì)于經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)和全站儀測(cè)量系統(tǒng)而言，其自動(dòng)化程度低，動(dòng)態(tài)測(cè)量能力差，并不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量的要求。激光跟蹤和激光掃描測(cè)量系統(tǒng)對(duì)超大尺寸測(cè)量全場(chǎng)時(shí)間花費(fèi)長(zhǎng)，且對(duì)工作的環(huán)境要求很高，抗干擾能力差，不適合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在微米到幾百米的尺度上都能進(jìn)行較高精度的測(cè)量，便攜及非接觸測(cè)量的特點(diǎn)使得其能在惡劣和極端環(huán)境正常工作?？煞奖闩c其他測(cè)量系統(tǒng)形成組合兼容，是一種很有前景的現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量技術(shù)。典型系統(tǒng)是美國(guó)GSI公司的V-STARS。V-STARS精度非常高，精度可達(dá)5μm+5μm/m。缺點(diǎn)是對(duì)軟件數(shù)據(jù)處理能力要求很高，目前國(guó)內(nèi)的軟件處理離達(dá)到V-STARS的精度還有一定距離。

iGPS（indoorGPS）測(cè)量系統(tǒng)其原理跟GPS一樣，利用三角測(cè)量原理建立坐標(biāo)系，不同的是iGPS采用紅外激光代替了衛(wèi)星信號(hào)，它利用發(fā)射器發(fā)出紅外信號(hào)。測(cè)量一個(gè)點(diǎn)所需要的最少發(fā)射器是2個(gè)，發(fā)射器越多，測(cè)量越精確，測(cè)量范圍越大。理論上只要增加發(fā)射器數(shù)量，iGPS擁有無(wú)限擴(kuò)展的能力，是最有前景的現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量技術(shù)。iGPS目前主要應(yīng)用機(jī)制造業(yè)，典型產(chǎn)品是美國(guó)ArcSecond公司的iGPS系統(tǒng)，如今該公司已被Nikon公司收購(gòu)。在40m以?xún)?nèi)時(shí)測(cè)量精度較高，單點(diǎn)測(cè)點(diǎn)精度0.2mm。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析比較了八種大尺寸測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)，總結(jié)了在現(xiàn)場(chǎng)超大尺寸測(cè)量的應(yīng)用前景。目前并沒(méi)有適用全部情況的大尺寸測(cè)量系統(tǒng)，一般都是根據(jù)不同測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，將幾種測(cè)量系統(tǒng)組合的組合測(cè)量系統(tǒng)。

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