激光原理論文范文10篇

摘要：為順應國際環境和教學信息化進程，運用信息化教學方式對“工業機器人技術”課程的雙語教學改革進行了探究。從“工業機器人技術”雙語教學理念推廣，“工業機器人技術”信息化教學新風尚植入，雙語、信息化和工業機器人技術“三位一體化”模式融合，飛秒激光玻璃焊接機器人案例4個方面進行了探討。提出的教學研究模式符合時代特征，對國內“工業機器人技術”教學的深入改革具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：“工業機器人技術”；雙語教學；信息化教學；三位一體化

隨著全球人工智能[1-3]的興起和工業5.0[4]的提出，簡單重復或危險作業由工業機器人替代已成為推動先進制造業高端化的源動力，且其趨勢日益明顯，此局面造成工業機器人技術中高端人才嚴重匱乏，因此工業機器人人才培養模式探索逐漸成為現代高校教學改革研究的熱點之一[5-6]。高校機械學院，尤其是產業學院，培養符合時代需求的中高端工業機器人國際化專業人才[7-10]勢在必行。由于工業發達國家，尤其是德國、美國、日本等的工業機器人技術仍處于國際領先水平，加之現代信息化教學手段普及[11-15]，為緊跟時代步伐，本文以英語為媒介，對中英雙語信息化環境下的工業機器人“三位一體化”教學模式進行了探討和研究。

1“工業機器人技術”雙語教學理念推廣

“工業機器人技術”作為機械工程學科一門新型交叉課程，其關鍵核心技術仍被少數發達國家壟斷。因此，授課過程中利用雙語教學理念拓寬學生國際視野、學習國外先進技術，不僅培養了學生的英文文獻查閱能力，同時拓展了學生的知識面。“工業機器人技術”雙語教學理念推廣的具體措施如下。以“機械工程英語”雙語課程為前期基礎課程，讓學生適應雙語課程的學習環境，并積累大量機械專業英語詞匯，特別安排2周時間組織學生專門學習有關工業機器人的英語詞匯。授課前為學生分配預習任務，使其大量閱讀工業機器人的相關英文文獻，并安排5人1組建立微信群，進行閱讀后文獻討論，要求學生除了解文獻內容外，還需掌握每篇論文的構架，消除后期學習時的畏難情緒。功能工業機器人包括焊接機器人、搬運機器人、裝配機器人、碼垛機器人和噴涂機器人這5種類型。利用英文PPT，進行中英文雙語分組施教。將全班學生分為5組，每組學生先選擇其中一類功能工業機器人進行學習，然后交叉學習，直至每小組均完成5類功能工業機器人學習的任務，最后集中討論，完成總體學習任務。此分組學習法，要求每組每位成員在學習過程中完成特定任務，避免集體學習過程中部分學生產生怠惰情緒。后期鍛煉學生撰寫工業機器人英文綜述論文的能力，對論文摘要、前沿、主體部分、結論、致謝和參考文獻進行分塊施教，要求每位學生獨自完成1篇工業機器人英文綜述論文的寫作任務。為保證英文閱讀的純正性，“工業機器人技術”雙語教材的選擇以英文原著為主，同時提供多本中英文輔助參考書籍作為課外補充讀物，讓學生依據自己的基礎和興趣自由選擇、交叉學習，將“工業機器人技術”雙語教學理念全面滲透到學生學習過程中。

2“工業機器人技術”信息化教學新風尚植入

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

2全息術的基本原理和特點

2003年7月15日，他到北京的第二天。不祥預感襲上臥床多年的孫悅貞心頭。老伴外地出差，早晚都會電話報平安，然而，夜深了，電話鈴聲卻始終沒有響起……

一個終生為科學而執著的疲憊身軀，終究無法承受生命之重，因心臟病突發，將生命定格在為妻求診的北京通州結核病醫院掛號窗前。他就是中國科學院院士、激光研究領域著名專家、哈爾濱工業大學教授馬祖光。

“我感覺很累。”———這是馬祖光75載生命中留下的最后一句話。他終于可以休息了，然而這一走，卻是與妻子的生死兩茫茫。

2004年7月15日，馬祖光院士周年祭。

這天，他的弟子將我國首次獲得的“毛細管放電X光激光”，獻給他們可敬可愛的先生。

這是一束世界上極為美麗的激光。這也是一束馬祖光先生傾注了大量心血而又沒能看到的激光。

1.光泵磁力儀

光泵磁力儀是高靈敏的磁測設備。它是以某些元素的原子在外磁場中產生的蔡曼分裂為基礎，并采用光泵技術與磁共振技術研制成的。

按照量子理論，在外磁場T中，具有自旋的亞原子粒子（如核子和電子）能級簡并（degeneracy）解除，分裂為一些磁次能級（或稱為蔡曼能級），在光譜上的表現，就是譜線分裂，這就是蔡曼效應，蔡曼因此獲得1902(第二屆)諾貝爾物理學獎。分裂的能級間的能量差一般與外界磁場成正比。當粒子在分裂的能級間發生躍遷時，就會發射或吸收電磁波，其頻率與磁次能級間的能量差成正比，測定這個電磁波的頻率，即可測定磁場。

光泵磁力儀是目前實際生產和科學技術應用中靈敏度較高的一種磁測儀器。它靈敏度高，一般為0.01nT量級，理論靈敏度高達10－2-10－4nT;響應頻率高，可在快速變化中進行測量;可測量地磁場的總向量T及其分量，并能進行連續測量。

光泵磁力儀的種類甚多。按共振元素的不同，可分為氦（He）光泵磁力儀和堿金屬光泵磁力儀，共振元素有氦（He4）、銣（Rb85、Rb87）、銫（Cs133）、鉀（K39）、汞（Hg）等。對堿金屬而言，受溫度影響較大，如銫（Cs133）元素在恒溫430C左右，方可變成蒸汽狀態，而只有在蒸汽狀態時才能產生光泵作用。對He3、He4而言，因其本身是氣體狀態，無需加熱至恒溫，只需將它激勵使其處于亞穩態，就能產生光泵作用。這些條件在設計與制造儀器時，必須予以重視。

光泵磁力儀未來的發展水平，主要取決于光泵光源及共振元素的發展程度。法國曾用可調諧的激光器代替常規的氦燈制成光泵磁力儀，由于譜線的選擇性較好，激光又比氦燈的光要強，因此提高了磁力儀的靈敏度，達到10pT/Hz1/2。美國的R.Slcum博士利用二極管激光器作為氦同位素光泵磁力儀的光源，并申請了專利，與氦燈光源相比，靈敏度提高一個量級。最新的激光光泵氦（He4）磁力儀的靈敏度已突破1PT/Hz1/2的界限，達到0.4PT/Hz1/2，而用高頻激發的燈室作為光泵的光源的氦4航空磁力儀達到了20pT/Hz1/2的靈敏度［2-3］。在共振元素的選擇上，為了提高精度，需要選擇譜線較窄的物質，堿金屬符合譜線窄的要求，但需要一定的溫度（40-55℃）加熱為氣態。現在已經有很多利用堿金屬制成的磁力儀，前不久問世的鉀磁力儀，由于譜線很窄又不重疊，方位誤差很小，維修方便，分辨率達到0.1pT，在取樣率為20Hz時，靈敏度可達到0.014nT。因此鉀光泵磁力儀在光泵磁力儀中占有優勢地位。當然隨著靈敏度，取樣率的提高，其價格也顯著提高。

【論文關鍵詞】：磁力儀；光泵；超導SQUID；原子

【論文摘要】：對磁力儀未來發展進行了展望。重點介紹了：1.光泵磁力儀及其光源和共振元素的選擇與設計2.超導技術的進步推動了超導量子干涉磁力儀的發展3.對處于研究、探索階段的原子磁力儀進行了關注。

引言

目前，在空間、海洋、勘探、在醫院和其它實驗室中廣泛的應用著各種磁力儀，用于測量地磁場以及生物磁場。在這些領域，新型的光泵磁力儀、超導磁力儀（SuperconductingQuantumInterferenceDevice,SQUID）；以及處于研究、試驗階段的固體電子自旋共振磁力儀（ElectronSpinResonance,ESP）、原子磁力儀（AtomicMagnetometer,AM）必將以其超高的精度擔負起越來越重的任務。

過去測量磁場強度的單位是奧斯特(Oersted,Oe)，采用和推廣國際單位制(SI)以后，測量磁感應強度(磁通量密度)的單位是特斯拉(Tesla,T)或高斯(Gaus,Gs)。它們之間的對應關系為1nT=10-9T=1gamma(γ)。特斯拉的換算關系為:1T(特斯拉)=109nT(納特)=1012pT(皮特)=1015fT(飛特)=1018aT(阿特)［1］。

磁場強度曾經用過T、F、Be等幾個符號表示，許多文獻中曾采用F、Be。文章中為了規范、清晰采用國際標準單位T。

論文關鍵詞：光電技術教學內容教學手段

論文摘要：通過對教學實踐工作的不斷探索與總結，從教學內容安排、教學內容拓展和教學手段運用三個方面對“光電技術”課程的教學方法進行了研究，并將其運用到課堂，取得了良好的教學效果。

1960年第一臺紅寶石激光器的問世可以說是光學發展史上的里程碑，該發明解決了光頻載波問題，此后光電子技術得以蓬勃發展，在現代信息產業結構中扮演著重要角色。由于社會發展的需要，近十多年來許多高校紛紛開設“光信息科學與技術”或“光電子技術”專業，著力培養專門的光電子人才“光電技術”作為該學科的主干課程，將系統地介紹光電子技術的理論和應用基礎。在講授這門課程的過程中，筆者對其具體的教學方法有一些體會和思考，文章將進行詳細的論述。

一、教學內容的合理安排

一門課程教學效果的好壞在很大程度上取決于課堂教學內容對學生是否具有吸引力，能否激發學生學習的興趣和積極性。而教學內容又來源于老師選擇教材是否合適。在圖書庫中鍵入“光電子技術”的檢索詞會出現十幾本相同名稱的教材，但是否每本書都適合課堂教學呢?答案是否定的。雖然書的名稱都叫做《光電子技術》，但細細翻閱，每本書的側重點都是不相同的有的大部分章節是介紹激光原理和激光器工藝，對光電檢測和顯示涉及較少；有的偏重于理論推導，對實際的應用涉及很少。還有一些教材雖然內容較為全面，但書本頁數很多，在三十多個課時內難以講完。針對長沙理工大學實際的課時要求和學生專業背景，通過仔細比較選擇了安毓英編寫的《光電子技術》(電子工業出版社)一書。

教材選好后，在實際的教學過程中教師仍需對教學內容進行認真斟酌。教材共有七個章節，分別為“光輻射、發光源與光傳播基本定律”、“光輻射的傳播”、“光束的調制和掃描”、“光輻射的探測技術”、“光電成像系統”、“顯示技術”和“光電子技術應用實例”。其中“光輻射的傳播”一章中主要從理論上介紹光束在各種媒質中的傳播規律，在光電子應用中較為重要的是光波在電光晶體(2．2節)、聲光晶體(2．3節)、磁光介質(2．4節)和光纖波導中的傳播(2．5節)。而這四部分內容應用在實際中恰好是電光調制器(3．2節)、聲光調制器(3．3節)、磁光調制器(3．4節)和光纖通信技術(7．1節)。所以在講課的時候可以把2．2節和3．2節、2．3節和3．3節、2．4節和3．4節、2．5節和7．1節內容綜合起來講授，第二章將不作為獨立的一章來專門講述理論推導。在講第三章中每一種調制器工作原理的時候，先講第二章涉及的理論知識，隨后在學生對理論還有深刻記憶的情況下緊接著把這一理論在工業中的應用進行講授，這樣就增強了學生在學習理論時的目的性。對教材的其他內容細細推敲，還有很多地方可以這樣來安排。這種將理論知識和實際應用綜合講解的方法讓學生明白了理論并非空洞的理論，既提高了注意力，又激發了學生的學習熱情，在實踐中收到了很好的教學效果。