光学论文范文

光学论文范文第1篇

在前面的分析中，本文具体讨论了光学细分系统的设计方案。运动距离测量实验选取光学四细分的光学系统，实验系统如图6所示。系统分为光路部分和信号处理部分。mW和0．5mW，反射镜M4由硅片制成，其反射率大约为0．4。硅片反射镜M4可调节反射方向。角锥棱镜M1、M2和M3的型号为Agilent10767A，具有非常好的光学性能。测量导轨选用的是PI公司的M－5x1．DD型号。二维精密电控平移台（直流电机驱动）单向重复定位分辨率达0．1μm，直线度参数为0．1μm／200mm，最高运行速度50mm／s，量程为200mm。2个测量角锥棱镜被安装在导轨上，通过PI公司的控制软件在计算机上对导轨的运动进行控制，实现对外腔长度的改变。通过运动距离测量结果与PI导轨运动参数的一致性可验证测量方案的可行性。信号处理部分中，由PD探测到的激光自混合干涉信号首先由低噪声前置放大器（Standford，SR560C）进行滤波和放大，一路送入示波器而另一路接着由NI公司的数据采集卡（NI6251）进行AD转换。采集到的数字信号送入PC机中由专业的数据分析软件（LabVIEW）实现信号再次细分以及实时处理重构目标物体的运动距离。测量过程中，示波器可定性观察光学细分的现象，而数据采集卡采集到的信号经过计算机的处理可进行运动距离测量。

2实验过程与结果分析

实验在同一测量环境条件下进行：恒温（20℃±1℃），恒湿（50％±3％）。使激光器预热2h，激光波长稳定在632．8334nm，让导轨以某一速度匀速运动，然后对采集的信号加入电子五细分处理。在本实验系统中，由自混合干涉光路细分原理可知，一个条纹对应的运动距离为λ／8，将此波形通过阈值为0的比较器后得到对应的方波信号，再将方波信号n细分，通过计数方波的个数来得到外部物体实际的运动距离。这样处理后，可以得到的分辨率为λ／8n。一个周期内的正弦波通过过零比较器整形成方波信号，五细分后的波形如图7所示。这样通过计数的方法就可以再次提高分辨率。此外，细分处理前对干涉信号进行了整形，可以显著增强对于叠加在自混合干涉信号上的高斯噪声的抗干扰能力，使测量结果更加稳定可靠。在数字域进行细分时，将上面得到的方波信号改写成二进制码（1111100000），然后将其右移9次，将其奇数次和偶数次的右移结果两两异或，则可以得到（1010101010），即对应的五细分信号及其互补信号（0101010101），实现了对原自混合干涉信号的细分。将PD探测到的微弱信号进行电流－电压（I－V）转换后，变成电压信号，经高通电路去直流后，再经放大电路放大，通过NI公司的数据采集卡USB－6251采集，在PC机上编写LabVIEW程序进行细分计数处理。信号经数字域电子细分后，进行计数后就可以重构并显示物体的实时运动距离。测量实验使用PI精密导轨对实时测量数据进行校准。导轨的移动范围设置为0～200mm，每次匀速步进20mm，移动速度设置为5mm／s，步进10次，每次导轨的示数作为标准；该运动过程由电机自动完成，系统对每次的步进长度进行自动测量记录并给出实时误差，连续记录几十组，选择其中的5组实验数据进行分析。通过拟合曲线与误差分析可以看出，实验结果与实际运动距离有良好的线性关系，且重复性非常的好，实现了使用光学细分与电子细分相结合的方法对物体的运动距离进行实时监测，实验结果与理论分析吻合。

3讨论

激光器作为测量光路的一部分而不能成为一个独立的、波长稳定的光源，其稳定性对测量准确度有很大的影响。空气折射率的变化和角锥棱镜的直角误差也会影响系统的测试精度。1）激光器频率稳定性带来的累计误差。实验中的氦氖激光器输出光在空气中传播的中心波长为632．8334nm，短期频率稳定性为1．5×10－6，因此，在没有反馈时，激光器波长稳定性为δλ＝λδν／ν≈0．9492×10－6μm。当自混合效应反馈系数很低时，频率波动极小。理论计算表明，当外腔长度在百毫米量级时，波长稳定度可以达到10－8的测量准确度，测量不确定度小于0．4μm［9－10］。2）空气折射率变化带来的误差。测量环境的初始条件：空气压强101325Pa，室温20℃，湿度1333Pa。测量过程中，由温度、湿度以及压强传感器可知，只有环境温度会有最大不超过1℃的改变。因此得到折射率的变化为δn≈0．929×10－6。当测量长度为200mm时，测距不确定度小于0．3μm［9］。3）角锥棱镜的直角误差。角锥棱镜的直角误差会直接影响其对光路的反射特性。对于Agilent10767A型号的角锥棱镜，其3个直角误差δθ＜5″。玻璃的折射率为1．56，则测量长度为200mm的测距误差小于0．002μm［11］。由于本实验系统存在3个角锥，则测距不确定度应小于0．006μm。由以上讨论可以知道，影响测量精度的最大因素来自于激光的频率的稳定度。理论上实验系统的测量分辨率可达到波长的1／40。而实际上，受制于激光频率的稳定程度，在弱反馈条件下，百毫米量级运动距离的测量只能达到微米级的测量精度。

4结语

本文实现了一种基于光电混合细分原理的激光自混合干涉测量技术。对于单纯依靠电子细分提高条纹分辨率的测量系统，难以达到λ／40的分辨率，而对于本文的自混合干涉测量系统，无需大量的数字细分即可达到此分辨率。同时也大幅减轻了在条纹计数法中对信号进行大量电子细分的软硬件压力，节省了硬件成本，降低了测量系统的复杂程度。在使用高分辨率导轨进行运动距离测量的实验中，实验结果与实际运动距离有良好的线性关系，能够达到μm精度，且重复性非常的好。对本运动距离测量系统的误差来源以及影响实时测量精度的因素进行了分析。综合考虑光学细分极限以及系统误差来源，得出了系统实际的运动距离测量精度。该系统抗干扰能力强、结构简单，具有良好的应用前景。

光学论文范文第2篇

摘要：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑

1引言

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

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

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

2系统实验装置的建立

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

2.1低温真空腔体设计

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

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

2.2真空抽气系统和活性炭处理

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

2.3ZYGO激光平面干涉仪器

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

3关键部件的分析和设计

3.1光学窗口的有限分析

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

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

3.2梯形支撑的设计

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

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

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

4小结

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

参考文献

[1杨世铭陶文铨《传热学》（第三版）高等教育出版社1998

[2马庆芳芳荣生项立成郭舜《实用热物理性质手册》中国农业出版社1986

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

[4达道安邱家稳等真空设计手册（第3版）国防工业出版社2004.7

光学论文范文第3篇

关键词银幕类型亮度系数增益

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

一、银幕的类型

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

1、漫散反射银幕

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

2、方向性漫散反射银幕

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

3、方向性漫散透射银幕

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

二、银幕的几个重要光学指标

1、银幕的反射系数、透射系数和吸收系数

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

反射系数=银幕反射的光通t/照射到银幕的总的光通量(1)

透射系数=银幕透射的光通量/照射到银幕上总的光通量(2)

吸收系数=银幕吸收的光通量/照射到银幕上总的光通量(3)

对于任何一种幕面光学材料，这三个系数之和都等于1。

即：反射系数+透射系数+吸收系数=1(4)

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

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

2、银幕的亮度系数

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

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

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

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

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

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

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

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

3、银幕的散射角

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

4、银幕的清晰度

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

三、常用的几种银幕

1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕

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

2、金属银幕

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

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

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

3、玻璃微珠幕

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

4、穿孔银幕

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

5、毛玻璃银幕

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

四、银幕的选择

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

1、银幕类型的选择

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

2、银幕形状的选择

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

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

3、银幕大小的选择

银幕尺寸是指银幕对角线的长度，通常为几十至几百英寸。适宜的银幕尺寸取决于使用的空间面积及观众座位的数量、位置的安排等因素。银幕尺寸的选择原则为银幕宽度大约等于从银幕到观众席最后一排座位距离的1/6，银幕到第一排座位的距离应大于2倍银幕的高度，银幕底部应距观众席所在地面应为120厘米左右。

光学论文范文第4篇

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、多媒体技术对学生的影响

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

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

多媒体教学手段的引入，学生的学习方式和手段、学习的平台等也随之发生了变化。

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

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

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

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

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

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

三、多媒体技术在《物理光学》课程中的应用

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

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

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

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

总之，多媒体技术在教学过程中的普遍应用，正改变着教育的模式，推动着教学的改革。多媒体教学需要我们去研究和探索，教师应该认真抓好课程教学设计，努力提高多媒体教学水平，为学生提供良好的探寻真理的氛围，培养学生的探究精神和创造性思考能力。学生则应充分利用多媒体技术的优势，打下坚实的专业基础，拓宽视野，张扬个性，成为有用之才。摘要:多媒体技术在教学过程中的普遍应用，正改变着教育的模式，推动着教学的改革。本文就多媒体技术对教师与学生产生的影响作了说明，并介绍了多媒体技术在《物理光学》课程教学中的一些应用和效果。

光学论文范文第5篇

学生在经历了高中物理基础和大学物理课程学习之后，对光的认识上升到了一个新的科学高度。对于光的波动现象等理论，学生开始接受并有似懂非懂之感。物理光学的课程中，则是采用数学的方法描述光波的传播特性。因此，在授课过程中可删繁就简，遇到重复的内容可一带而过。物理光学课程内容繁多，在学习该课程时，需谨记一条红线，即光波的传播。光波在同性或异性介质，自由或半自由空间传播时呈现的传播现象，即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散与散射现象。在进行课堂讲述时，先由光波的传播现象，引出光波发生此现象的条件，进而总结光波的传播规律。为了理论知识与实际问题密切联系，着重介绍光波理论的理论和所涉及的行业领域，通过丰富的课程内容让学生真实地感触知识的应用。

2.问题导入式的教学方法

物理光学作为一门专业基础课，具有抽象性强、枯燥乏味等特点。同时，物理光学也具有较强的专业性，该学科的创建均来源于对实际光学问题的解释。在介绍一个知识点之前，为了理论联系实际，我们首先要有目的地设置问题。通过一步一步地启发学生，让学生带着问题思考解决的方法与思路，进而解决问题。例如，我们讲授光波的衍射时，首先从白光通过指缝的衍射现象出发，提出产生衍射的条件。如果采用单色光源，指缝转变为圆孔、矩形孔或不规则孔，衍射条纹如何变化？引导学生思考如果采用多缝或透射光栅，衍射条纹又将如何变化？从而引出影响衍射现象的因素和采用数学模型描述衍射现象的问题。实践证明，这种以实际问题为先导的模式，激发学生的思考和学习兴趣，培养学生分析和解决问题的能力，得到了良好的教学效果。

3.充分利用多媒体教学

多媒体教学在许多方面是传统教学模式所无法比拟的，具有直观性强、图文声像并茂、信息量大、生动活泼等特点。但运用不当，也会适得其反。为了弥补两方面的不足，我们采用了多媒体课件与传统板书相结合的教学方法。在物理光学课程中，采用PPT课件形式与FLASH动画结合，生动描述光波的传播现象与规律。多媒体课件重点介绍物理概念及方法，而大量的公式推导可在课后参考教材或其他课本。制作这种多媒体课件的教学方法不仅给学生留下深刻的印象，而且还给教师留下充足的时间来强调重点、难点和核心内容。

4.利用计算机虚拟仿真技术提高教学效果

在课堂教学之余，训练学生利用计算机仿真技术处理物理光学相关问题。利用现代计算机辅助手段，加深学生对光学现象的理解，发现学习中的盲区和误区，提高教学的针对性。计算机虚拟仿真技术将抽象难懂的光学规律和概念形象直观展现给学生，激发学生的求知欲。光学仿真设计软件有很多种，MATLAB、TracePro、Zemax、Fred、OptiSystem，分别应用于不同的光学领域。MATLAB是Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，具有数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等功能，是工程界最流行的软件工具，在大学理工课程教学中的应用亦渐成热点。目前，已有众多文献采用MATLAB软件模拟光波发生干涉、衍射现象后光强度的分布。MATLAB软件中的图形用户界面（GraphicalUserInterfaces，GUI），可以实现交互式模拟。采用交互式滚动条动态地展现各物理量对衍射结果的影响，有利于加深学生对物理规律的理解和认识。TracePro是一款基于蒙特卡罗法的非序列光线追迹软件，为美国LambdaResearch公司开发。

TracePro以实体对象来构建光路系统，通过计算反射、折射、散热、吸收和衍射等行为来模拟光线与实体表面的作用，对真实场景进行计算和显示。TracePro图形使用界面简单，且具有强大的仿真功能，能对光学镜头、背光板、照明灯具、投影显示器、医疗仪器等进行光学模拟及分析。目前，在校学生已采用TracePro仿真软件成功对偏振棱镜、衍射光栅进行了模拟仿真，采用光线追迹方法形象直观地展现光波传播过程及特性的变化，加深对光波传播规律的认识和理解。当然，计算机虚拟仿真技术只是物理光学教学的辅助，不能代替理论教学。学生应该在认真掌握基本物理知识的基础上，逐步学会运用计算机仿真软件，才能达到促进学习的效果。计算机虚拟仿真的实际操作，培养了学生将理论知识应用于分析实际问题的能力，检验了学生专业知识的掌握程度，也为下一阶段的课程教学提供了指导方向。

5.总结

在学习过程中，始终围绕光波的传播这条红线，介绍光波的传播规律与现象。采用问题导入式的教学方法，充分利用多媒体教学和计算机虚拟仿真技术的教学手段，加深专业课程的抽象理论形象化。在教学中注重基础理论和知识的应用性，培养学生的独立思考能力和创新意识，促进了学生学习兴趣的提高和发展，增强学习效果，实现学以致用。

光学论文范文第6篇

昆虫的复眼结构为由聚集在一起的一簇“小眼”所构成。在自然界中，昆虫复眼都是曲面的，通过排布在曲面上的小眼可以将整个视场分成若干部分，每个小眼对应一定的视场角，只负责观察视场中的一小部分。在每个小眼后面都有对应的视觉细胞，其作用相当于成像系统的探测器，每个小眼对外部空间所成的像在这里进行处理，将不同小眼的像接合在一起就形成了整个视场的完整像［1］。目前，复眼结构光学系统已经大量的运用于光学感应、机械视觉、智能机器人视觉系统。复眼光学系统不仅在航空领域具有很好的发展潜力，也可以应用到其他的军事领域，例如在飞行器前视红外探测、夜视设备以及预警卫星和战略与战术导弹等武器精确制导系统，并通过改进数字处理方法与结构的设计来实现诸如全视角成像、目标定位、3D信息提取、指纹提取、彩色成像、多谱成像等拓展功能。人工复眼是一个集多学科于一体的学科，如生物学、光学、电子学、信息处理、数据融合等，己成为具有创新性、边缘性、交叉性的前沿研究领域。复眼系统的工作原理是通过排布在一个基底面上的许多微透镜进行光采集，以光探测器作为接收组件，且各光通道之间通过光隔离层分离，将获取的信息经计算机数字处理后达到目标重组成像。自生物复眼结构被发现以来，研究者们已经对其结构功能进行了大量的研究，以期能设计出具有相同功能机制的人造光学系统，但受制于微光学加工工艺低、装调水平低、后期数据融合以及信息处理能力薄弱等各种因素，已有的人工复眼结构粗糙功能，与生物复眼相距甚大［2］。目前研究较多的复眼结构形式主要有平面型和曲面型，其中曲面型又可细分为单层和多层结构。平面型结构工艺简单，但边缘视场成像质量差，无法做成大视场，相对来说，曲面型则更有发展潜力。虽然人工仿生复眼的研究及应用仍存在许多亟待解决的问题，但其广阔的应用前景以及已取得的辉煌成果无时不在激励着科技人员的研发热情，因此有巨大的提升空间。本文设计得到了一种新型的曲面复眼结构，其由7个相互独立的子系统组成，成像视场角可达180°，并且具有更好的边缘成像。并讲述了子系统和整体复眼系统设计理念;并用光学设计软件上对所设计的光学系统进行模拟成像评价设计结果。

2复眼光学系统设计

为了提高仿生复眼的视场角，研究人员提出了与生物复眼更加近似的曲面型仿生复眼透镜，曲面仿生复眼光学系统子眼通道排布在曲面基底上，各个子眼的分布要尽量有规则性，同时做到视场无盲区。规则性是为了追求工艺制作的简易，同时也为后续的探测器排布等给予更好的自由度。设计合理的微透镜阵列将视场进行分割，每个微透镜构成一个成像通道，对应于不同的视场角，其作用相当于一个小眼。使得整个阵列分别对视场的不同部分成像，从而对物空间特定的角度成像。如果各个微透镜的焦距相同，则各微透镜将成像于一个球面上，如图1所示。由于目前的图像探测器均为平面结构，所以曲面复眼光学系统需要将各微透镜的像引到一个平面上，通常的曲面复眼光学系统的结构如图2所示。前者结构相对简单，但是边缘视场像差校正能力有限，像质差，后者视场能做到更大，但是结构复杂难以实现。曲面复眼透镜的微透镜阵列分布在曲面基底上，各微透镜的光轴与图像探测器间存在着一个夹角，越靠近曲面基底边缘的微透镜，此夹角的角度越大，而此夹角的存在会使微透镜的成像质量降低，如果以微透镜中心视场清晰对焦，边缘视场就会出现不同程度的离焦，严重影响微透镜的成像质量，降低图像的清晰度，这两方面的原因使曲面仿生复眼很难进一步扩大视场角［3］。此外，曲面微透镜的加工是一个难点，因为单个微透镜的视场角很小，为了获得较大的视场角，曲面基底上微透镜的个数很多，这给系统加工带来了很大的困难。本文通过结构调整对曲面复眼光学系统进行了优化设计。在微透镜阵列后加一个自由曲面透镜，如图4所示，每个微透镜的光线只利用整合透镜的一部分，因此其对于每个微透镜相当于棱镜，其对边缘微透镜的光线进行转折，使各微透镜无重叠的成像于平的像面上［4-9］。此外，用一整块透镜代替微透镜结构可以简化系统的结构。如前所述，边缘透镜的视场会有较大的倾斜，这造成边缘透镜中心视场两边的视场存在相反的离焦，视场越大这样的离焦越严重，为此需要通过微透镜的位置选择和整合透镜的面型来矫正由于边缘视场倾斜造成的离焦。根据微透镜的视场角和成像关系设计自由曲面整合透镜的形状参数，在此选择微透镜阵列的基底为非球面，通过对边缘视场的离焦情况计算圆锥系数。每个微透镜对物空间的特定角度成像，因此每个微透镜相对于中心微透镜的倾斜角度θ是一定的，如图4所示，根据以下关系计算各微透镜所在基底的曲率半径。0通道的光程为:L0=n1d1+d10+R0+n2d20，(1)1通道的光程为:L1=n1d1+d11+R1+n2d21，(2)令Δl=L0－L1，得:Δl=(d10－d11)+n2(d20－d21)+(R0－R1)，(3)式中:n1和n2分别表示微透镜和自由曲面境的的折射率，d11和d10表示微透镜到自由曲面透镜的距离，d20和d21表示各通道微透镜的厚度，R1和R0表示自由曲面后镜面到像面的距离。已知0通道的排列情况和所选的玻璃就能计算得到每个通道的Δl，即得到通道1的微透镜离球心的距离，通过差值方法求得曲面基地的圆锥系数。微透镜在曲面基底的位置安放只能对小偏转偏离中心通道较远时，各微透镜与光探测器所在平面的距离就会增大，对于通常所采用的均一微透镜阵列而言，位于视场中心和位于视场边缘的透镜受离焦作用的影响很难同时清晰对焦。此外位于边缘视场的微透镜光线需要转折的角度较大，这会带来严重的像差和色差，较难校正。因此通常的大视场复眼光学系统的边缘视场的像质较严重。

本文选择将大视场复眼光学系统拆分成若干个子系统，每个子系统对应单独的像面，如图5所示。图5复眼光学系统子午面光学结构示意图．在子午面上，将均匀排列的微透镜阵列平均分成3组，每组有其对应的整合透镜、后校正镜组、和像面，微透镜光线经整合透镜，不同的子系统光线在球心处相交，然后分别进入对应的像差校正镜组成像于对应的子系统像面。此种方法可以很大程度地减小边缘视场光线的转折角度，其要求整合透镜与后校正镜组之间的距离要足够大，为了使其有足够的距离，并且缩小每个通道的像面，该系统用来设计较小的焦距的光学系统。通过该种方法每个子眼系统的视场角可以较小，而且曲面基底上的微透镜排列不会很密集，加工精度要求也不是很高，工艺实现比较简单。微透镜排列在曲面基底上，负责物空间特定方向上的一定大小的视场角，各微透镜的光线经过自由曲面和像差校正透镜组最后成像在一个平面像面上。在这个设计结构中，自由曲面透镜和像差校正镜组需要在对应的子系统所负责视场角的扇形区域内。以便保证各子系统的光线不会被相邻的子系统遮挡，并且不会妨碍其他子系统的透镜安装，从而使得各子系统之间不会相互影响，可以做到各通道成像在较大的同一像面上，并且做到各通道的像在像面上无重叠［10］。

3结果与讨论

在光学软件上，对子系统进行了光学模拟优化，微透镜的设计参数如表1所示，每个子系统的视场角为60°，在子午面上有6个微透镜，曲面地基的半径为74mm。为了使得在整个系统中没有视场盲区，微透镜选择多边形结构，每个微透镜的视场为10°，自由曲面透镜位于微透镜阵列之后，子复眼系统各个通道的光线进行转折，使各个通道的成像基本与像平面垂直。每个通道的焦距为14mm，光阑阵列设置在后校正组。通过所得Δl值，求得阵列基底的外形结构。对后续像差校正组的尺寸和位置进行严格的控制，保证其尺寸不会超出视场范围之外，防止透镜阻挡其他子系统的光线。所示，由图可以看出，各通道子午方向上的MTF曲线变化较大，较弧失方向上的像质差，同时越靠近边缘的通道，其像质越差［11］，但对于整个复眼光学系统来说，像质得到了很大的提高。

4结论

本文针对人造复眼光学系统边缘视场成像质量不足的问题提出了新的解决方法，子复眼光学系统的各个通道公用整合自由曲面透镜和后续相差矫正境，对于每个通道，自由曲面透镜相当于棱镜，对光线进行转折，该方法相较于传统的三层曲面复眼复眼光学系统，在提高像质的基础上简化了系统结构。通过理论说明和系统模拟，像质评价对所提出的方法进行了验证，证明了该方法的可行性。该方法可使整个光学系统的理论视场角达到180°，同时，提高边缘视场的像质，光学系统的结构也得到了简化。

光学论文范文第7篇

光学信息科学与技术国际学术会议1997年8月26至30口在莫斯科召开来自22个国家的210多位科学家，分别在大会、分会和专题讨论会上266篇。分会的主题是光学存储和神经网络，光学生物电子学和生物计算，光存储机制和材料，计算机光学和衍射光学元件。随着信息时代的发展，对信息的获取、存储、处理、传输与显示的方法和技术提出了越来越高的要求。

为满足这些要求，在发展现代电子和电子计算机科学与技术的同时，人们对光学信息科学与技术也有极大的兴趣。这是因为，由光束、光波或光子作为信息的载体时，不仅信息容量大、传播速度快，而且并行性高、互连能力强，存在着巨大的潜在优势。在这次会议上，近三分之一的论文是关于光学存储和神经网络的。大会主席、俄罗斯科学院的A.IJ.Mik。!边n院士在大会报告“全息存储、现状与预期应用”中综述了俄罗斯以及国际上在这个领域的研究状况。

在分会报告中也充分反映了这一领域非常活跃。例如，美国加州理工学院的D‘Psaltis教授介绍了他们在一立方厘米大小的光折变品体中存人10()()0幅图像的基础上，所完成的小型化光学全息存储器，引起与会者的极大兴趣。该存储器的存储容量高达1TB(即10(j0GB)，已接近实用化。由于是按页并行存取信息，读写速率比现在的CDR()M高出2一3个数量级。人们认为这将是继综合孔径雷达(光学信息处理)、光纤通信(信息传输)、光盘‘存储)和激光打印机与激光电视(显示)之后，光学信息技术的又一重大突破。义如，英国Heriot一wat:大学的B.Wherrett教授为解决芯片与芯片间通信速度瓶颈而设计的光互连灵巧像素阵列(SmartPixelArrays)。该器件的使用可使芯片间的数据传输速率超过1TBPs(即xTeraBit。perSeeond)。神经网络方面的论文也很多，主要是关于神经网络光电混合硬件系统和神经网络模式识别方面的，这是神经网络得以推广应用的关键。笔者报道了基于液晶神经元阵列和光互连的神经网络系统，受到会议的重视。该文除了和其他论文一样在SPIE论文集上发表外，大会主席Mikealian院士还在会后通过e一mail要求我将该报告写得更详细些，在他所主编的国际学术刊物<()ptiealMemoryandNeuralNetworks》上发表。与光学存储密切相关的领域是光存储机制和材料研究，这个分会上发表的论文也占三分之一左右。

这就使得光存储问题成为本次会议的主旋律。独联体国家(主要是俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰等国家)对卤银感光材料的光化学机制和物理化学过程进行了大量研究。大会的3个专题讨沦会之一“卤银系统中的光化学过程”大多是独联体国家的论文。俄罗斯科学院化学研究所M.VAlfimov在题为“现代光敏记录媒体的研究趋势”中，强调了自显影(Self一develol)-ing)光化学材料的重要意义。他们研制的掺甘油重络酸明胶，其全息记录的衍射效率已达3()%，分辨率为8001P/mm.有化学家和材料科学家来参加光学领域的学术会议。这对促进学科间的交流与合作是很有意义的。与神经网络直接有关的分会是生物电子学和生物计算。这方面的论文数量不多(约占7%)，但提出了许多实现整体群并行信息处理的硬件系统(包括神经网络和元胞自动机等)的新设想。如:美国wayne州立大学Conrad等人利用生物分子与光信号的相互作用实现信号的并行处理;俄罗斯物理化学研究所Rambidi等人利用生物分子的非线性动力学性质构成大规模神经网络来实现图像处理;英国OwenHolland大学Adamatzky等人与俄罗斯应用化学拟「究所合作，利用非线性化学反应动力学系统实现元胞自动机并行信息处理。这些都是很有启发性的工作。

光学论文范文第8篇

与传统光学不同的是，由光学与微电子、微机械、纳米技术互相融合、渗透、交叉而形成的前沿学科――微纳光学，变革了传统光学与技术的发展路线。这门新兴的交叉学科在信息、能源、生命、环保、宇航、国防等领域均已产生新的重要应用。在我国，微纳光子学的发展也日益受到重视，未来发展前程似锦。

1996年，付永启博士毕业。近20年过去，付永启一直没有离开过微纳光学研究领域，在他看来，尽管微光学似乎看不见，摸不着，但从人们的生活乃至国家的高尖端科学都离不开它。这正是它的魅力所在。

“微纳光子虽小，照亮我们未来的路”

1994年，付永启在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所攻读博士学位，“当时是跟导师一起做国家航天项目中的一个子项目――‘动态目标发生器’的研究，我主要负责曲面光刻的研究。”那是他接触到微光学并逐渐对微光学元器件的设计制作产生兴趣的开始。

在博士后研究阶段，付永启又接着在衍射光学元件的设计制作方面开展了深入研究。随后为了开阔视野、提升研究能力，付永启于1998年赴新加坡南洋理工大学精密工程与纳米技术中心作研究员，借助当地优越的软硬件条件继续深入开展微光学以及后期纳米光学领域的研究工作。

从此，一个崭新的世界――纳米光学这个交叉领域逐步在他面前展开。

正如他所说的“学得越多就会发现自己不懂的东西越多”，在学习和研究过程中，他觉得不应该囿于领域，萌生了走出国门看看的念头。1998年，他选择赴新加坡南洋理工大学精密工程与纳米技术中心做研究员。后来，又通过那里获得了在麻省理工学院作访问学者的机会。

通过与科研院所及工业界的合作，付永启开展了多个横向和纵向项目研究，接触到了微电子、微机电系统（MEMS）、微纳加工、纳米计量及生化分析等多学科领域的知识，先后完成了多项重大研究课题，并取得了许多创新性成果。

借助于国外较好的软硬件条件，付永启快速提高了独立开展科研工作的能力。东西方文化在他身上相遇，已经不再是形式的混体，而是精神层面的和平融合，使得付永启的治学态度里，囊括了中国智慧的通达以及西方思想严密的逻辑性，在这种态度的指引下，他对科研工作有了更深层次的认识，同时对科学研究也更加热爱。

2001年，付永启将目光专注到了一种新的微纳光学元件一步加工制作方法―聚焦离子束制作技术上，经过两年的反复研究、实验，终于获得成功并使该技术逐渐走向成熟。

付永启利用纳米加工技术实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化，即利用聚焦离子束技术直接一步将微光学元器件甚至纳米光子元器件与光电子器件（如半导体激光器、光导纤维等）集成于一体，从而达到直接控制光束的目的。这一技术摆脱了传统的采用离散光学元件对激光束进行准直或聚焦的方法，不但减少了光学系统的元件数，而且节省了空间，更容易实现系统的轻量化和小型化，对微系统的开发具有重要意义。

同时，他还发现了两种材料，它们在聚焦离子束轰击下具有材料自组织成型特性，该特性可直接用于微光学元件的结构成型。以该技术为基础，能够制作出几种特定的微光学元件，包括微正弦光栅、微闪耀光栅等。

此外，付永启还利用聚焦离子束直接写入法和辅助沉积法成功实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化；也就是说，该集成一体化既可以采用基于聚焦离子束去除材料的方法实现，也可以利用材料生长的方法来得到。从而为光学系统的小型化、微型化、平面化提供了制作技术保障。该集成一体化元/器件已经广泛应用于生命科学、生化、通信、数据存储等领域，至今仍在应用，还没有其他方法能够替代。

值得一提的是，聚焦离子束技术在微电子行业的广泛应用，大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速度，目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。同时，由于它集材料刻蚀、沉积、注入、改性于一身，有望成为高真空环境下实现器件制造全过程的主要加工手段。

“研究要服务社会，我们要瞄准国家重大需求”

“在国外更能体会到‘国家’两字的真实内涵，真心希望自己的祖国能够早日强大。当2008年北京奥运会开幕式上播放出《我的祖国》这首歌时，激动的心情难于言表，内心百感交集。” 付永启感慨道。2007年，付永启放弃国外优越的待遇和生活，带着累累硕果和先进理念回国，先后受聘于中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室和电子科技大学物理电子学院。

“刚回国时想有一个属于自己独立的科研小组和相对宽松的科研环境，在这种环境中能静下心来实际做点科研，希望能从科研工作和培养学生方面体现出自身的价值所在。科学研究最终是要服务社会的，而具体的应用领域要瞄准国家的重大需求。”付永启是这样说的，也是这样做的。

在学校和所在团队的支持下，付永启在纳光子结构、元器件及其应用方面取得多项国家自然科学基金项目的资助。提出了两种基于纳金属结构的超分辨透镜，该透镜可方便地通过聚焦离子束技术一步制作出来，其光学表征可利用近场扫描光学显微镜实现；基于表面等离子体极化用于生化免疫分析：设计和制作了菱形纳金属颗粒，并成功地用于老年痴呆症（ADDL）以及SEB病毒素的测试；有源及无源光电子器件与衍射光学元件的集成；基于聚焦离子束技术的微光学元器件的一步制作技术的开发和拓展；基于纳光子器件微探头的纳米计量系统的概念设计：提出利用纳光子超透镜微探头并结合激光多普勒外差干涉技术实现纳米缺陷的动态在线检测，该内容已获得美国专利授权。

研究工作的创新点主要体现在微光学元件的加工制作技术上，国际上首创采用聚焦离子束技术直接一步加工和制作微小光学元件，具体包括微型衍射、折射、折衍混合、柱面、及椭球面透镜等。这一创新技术解决了一些常规微光学元件制作方法难以实现的微光学元器件集成一体化问题，为光学系统紧凑化和小型化，以及微光学系统的研究开发提供了一条新的有效途径。

如果把才华比作剑，那么勤奋就是磨刀石。付永启和课题组成员付出了超乎寻常的努力，经过多年的努力拼搏，在纳米光学、微细加工、纳米加工、衍射光学及微光学领域取得多项研究成果，在国际相关著名学术期刊和国内核心学术期刊上150余篇，其中被SCI检索收录论文120余篇，以第一作者撰写和58篇，以通讯作者100余篇，JCR分区一区刊物论文23篇，影响因子IF>3.0的论文46篇（占SCI论文总数的34%），论文累计被引次数1100余次，单篇他引最高次数83次，JCR统计h指数18。其中，代表论文之一：“Optics Express 18（4）， 3438-3443 （2010）”被国际文献追综机构BioMedLib于2011年2月28日评为纳光子结构领域的“Top10”论文之一；此外，在该领域国际著名学术刊物Plasmonics（该刊物属于JCR分区一区刊物）上陆续发表系列研究论文22篇。

此外，付永启在微纳加工及纳米光学领域分别撰写五部英文专著中的各一章：即Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology（2nd Edition，出版号：ISBN： 1-58883-159-0）、Lithography： Principles， Processes and Materials（出版号：I S B N： 978-1-61761-837-6） 、Plasmonics： Principles and Applications（出版号：ISBN： 979-953-307-855-6）Ion beams in Nanoscience and Technology（出版号：ISBN 978-3-642-00622-7）、和《Nanofabrication》 （出版号ISBN： 978-953-307-912-7）；并独立撰写中、英文专著各一部，分别为《纳光子学及其应用》（出版号ISBN： 978-7-80248-537-2）（该书是目前国内唯一一部具有自己独立编著版权的全面系统地介绍纳米光学发展前沿的中文专著，出版后得到同行的一致好评。）、英文专著书名为《Subwavelength Optics：Theory and Technology》；并以此为基础，在国内首次开设了《亚波长光学》课程，于2009年秋在电子科技大学作为研究生专业课程讲授。自2010年电子科技大学研究生院和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究生部均采用《纳光子学及其应用》一书作为研究生专业课程：《亚波长光学》及《纳米光学》的指定教材。该书作为2011年电子科技大学“十二五”规划研究生教材建设立项支持（项目编号：11211CX20401），于2012年12月末成功出版了修订版。

有关利用聚焦离子束一步制作微光学元件的内容被法国DELAWARE大学电子和计算机工程系Robert G.. Hunsperger教授写入其编著的教科书《Integrated Optics： Theory and Technology》（第五版）的一个章节中。部分研究结果还被美国网络多媒体组织NANOPOLISTM于2007年出版的《纳米技术百科全书》多媒体教程引用并收录， 并被邀请作“聚焦离子束”章节的内容评审人。

学术刊物论文中有关基于聚焦离子束直接沉积实现微型柱面透镜与边缘发射型半导体激光器集成化实现激光束的一维和二维整形的技术、以及类金刚石薄膜上一步写入微透镜技术，被国际上面向工业界的杂志Laser Focus World分别摘录并以新闻简报的形式在“光电子世界新闻”栏目中公布；并已分别获得美国发明专利和中国发明专利的授权。

鉴于他出色的科研成就，近年来相继在美国、加拿大、日本、韩国、新加坡、中国等国举办的衍射光学与微光学、微加工及纳米加工、离子束及应用、精密工程、纳米技术NanoTech 2004、亚洲光电子Photonics Asia 2004、ICAMT2005、NanoMan2008、Nanophotonics2009等专题会议及年会上作大会报告及特邀报告。

2010年，付永启被国家科技部聘请为国家重点基础研究计划（973）项目“光学自由曲面制造的基础研究”的项目专家组成员；并受邀分别担任国际学术刊物Physics Express、Quantum Matter、Journal of Electromagnetic Field Analyses and Applications的高级主编、副主编、及编委。

一路走来，付出的是辛勤耕耘的滴滴汗水，收获的是丰厚的科研积累和丰富的人生经历。“不但拓宽了我知识面的广度和深度，还增加了生活方面的体会和见识，丰富了自身的人生观。”

光学论文范文第9篇

“光”之子

作为一位光学专家，林强教授深知从激光器发出的激光束到达应用目标之前，必然要经过自由空间的传输或光学系统的变换，而如何有效快速处理该变换是一个重大研究课题。尽管针对圆对称的高斯光束的传输和变换美国科学家Kogelnik已提出著名的abcd定律描述，并被广泛用于激光束的传输。聚焦，激光谐振腔的分析和设计等，但如果激光束不具有圆对称性呢?或者如果光学系统不具有轴对称性呢?答案便是――此时此地，标量形式的abcd定律不再适用。基于此，林强提出了椭圆高斯光束经过非轴对称光学系统变换的张量ABCD定律，并发展出一整套张量方法来处理非轴对称光学系统中光束的传输和变换，从多方面解决了实际光学系统中的光束变换问题。自该定律发表后，得到了国内外同行的广泛认可，他撰写的《张量光学》获得原国家教委科技进步三等奖，《矩阵光学》。《激光光学》等6本专著和教材收录了张量光学的成果，该定律也先后被引用300余次。欧洲激光学会原理事长，德国柏林工业大学H Weber教授在一篇综述性文章中，更是多次引用了张量光学的结果，认为张量光学方法是处理激光束的三维和四维变换的规范方法之一。

近年来，林强又把原先适用于完全相干光的张量ABCD定律推广到部分相干光，提出了部分相干光的张量ABCD定律。该定律现已被广泛用于研究部分相干的高斯一谢尔模光束经过复杂光学系统、色散介质。扰动大气的传输特性，以及部分相干光的分数傅立叶变换、复合成像和复合衍射等。据此发明的时空位相调制型光学谐振腔，可以输出部分相干的平顶光束，实验上首次实现了相干性可控的激光输出，获国家发明专利，同时，在激光核聚变实验中，为消除干涉引起的光强不均匀性，需要在激光到达靶面以前消除或降低激光束的相干性，部分相干激光器恰恰为激光核聚变等应用提供了一种新的可选用光源。而凭借该系列成果，林强也先后捧回2004年浙江省高校优秀科研成果一等奖和2007年全国高校自然科学二等奖。

此外，林强教授在单周期和亚周期光学、物质波光学领域也做出了突出的成绩。

在长期的科研中，他发现，人们往往以载波――包络近似描写超短脉冲光束，即把脉；中光束表达成载波和包络的乘积。当脉冲宽度远大于载波的光学周期时，这自然是一种很好的近似但当脉；中宽度接近于载波的振荡周期时，由于载波――包络近似中包含一个很大的直流分量，不满足麦克斯韦方程组，这种近似也就不再适用。为解决这一问题，林强给出了少周期、单周期和亚周期脉；中光束的严格解，不仅满足麦克斯韦方程组，还可用来描写脉冲宽度小于光学周期的任意偏振脉冲光，而以往的近轴表达式可以作为一个特例从严格解中得到。在此基础上，他又发现了单周期脉冲具有内禀啁啾特性。

与光学相守多年，新世纪之初，林强即敏锐地感觉到现代光学由电磁波到物质波的延伸趋势。2002年起，他开始从事激光冷却原子和原子光学领域的实验研究。在较短的时间里，他带领课题组研制成功纯二维的磁光阱，自行设计和制造了用于半导体激光器的高精度恒流源和温度控制器，已达到或超过国内外同类产品的性能指标；利用直接数字频率合成技术，实现了激光调谐的数字化控制，这一技术具有输出频点多、相对带宽宽、频率转换速度快、频率分辨率高，输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号，可编程和全数字化、控制灵活方便等优点。2008年，他又把张量光学方法推广到了物质波光学领域，定义了物质波的张量ABCD定律，用于处理物质波的线性和非线性传输与变换。

责之深

1 964年出生的林强，不仅有着对光学研究的执著，还有着为光学献身的责任感。

教学中，他是深受学生们喜欢的教授、博士生导师：科研上，他是事务繁忙的浙江大学光学研究所所长，社会职务里，他又兼任着浙江省人大常委，中国致公党中央委员、浙江省副主委、浙江大学主委，还曾担任国家教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会专业物理指导组成员、浙江省光学学会常务理事、浙江省物理学会理事等职务。他长期从事激光物理和量子光学等方面的研究工作，在张量光学、部分相干光学、单周期和亚周期光学、物质波光学等方面取得一系列有特色的工作。先后主持国家高技术(“863”)，国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、霍英东基金、省自然科学基金等课题1 0余项，被授予浙江省自然科学基金青年人才专项基金获得者，浙江省“1 51人才工程”第一层次人员的荣誉，并曾获得国家技术发明三等奖、全国高等学校科技进步奖二等奖、国务院特殊津贴、浙江省高校优秀科研成果一等奖等多项奖励。

为了更好地总结科研中的经验教训，加强激光物理和量子光学领域的学术交流，在繁重的科研攻关之余，林强教授以纸为田，执笔作犁，洋洋洒洒之中写下不少优秀的科研论文，至今已在国内外学术刊物上发表1 80余篇。其中，有100余篇论文被s c l收录，多篇在本专业权威杂志Physicsl Review Letters，Optics Letters，Optlcs Express，Physlcs Review等上，论著被引用600余次。不仅如此，他还曾先后多次赴德国、奥地利、意大利、美国。日本等国家进行合作研究和学术交流，极大地开拓了他的科研视野，为其一直行走在光学研究的前沿奠定了基础。

科研上的发展，学术上的进益固然令人欣喜，然而由始至终，教学在林强教授的心底却一直都占据着首要的位置。走上岗位以来，他不仅先后承担了《普通物理》、《高等光学》、《激光物理》、《量子光学》等本科生和研究生的主干课程的教学任务，还自编了《现代光学》的讲义。他的授课干净、生动，一言一行，都有独到之处，令人闻之受益匪浅。45岁的他，在科研或者师资队伍中，都只能算是一个年轻者。但屈指算来，他所指导毕业的研究生中，已经有不少已经成为高等院校和科研所的教授、副教授了。而他所培养的博士生更是获得2007年度全国“百篇”优秀博士学位论文。责之深，行之切，人说“桃李不言，下自成蹊”，在林强教授这里，无疑得到了一个很好的注脚。

光学论文范文第10篇

“国家优秀自费留学生奖学金”从2003年设立至今， 已评选了三届。该奖项已经成为祖国关爱自费留学生的知名品牌，受到国内外权威媒体和有关人士的普遍关注和广泛赞誉。

广大自费留学生是国家宝贵的人才资源，为了进一步加强他们与祖国的联系，弘扬优秀自费留学人员奋力拼搏的精神，本刊从2006年第1期开始，向广大读者介绍部分获奖者。同时近期我们又开辟了“我的自费留学经历”专题，真诚欢迎更多的自费留学生将你们留学中的酸甜苦辣与心得写给我们。

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蒋志，2005年获奖者，留学美国。2002年获清华大学电子工程系硕士学位，之后进入普渡大学电子与计算机工程系攻读博士学位，导师是安德鲁・韦尔，研究方向为实验超快光学，光学脉冲造形，光纤通信系统和光纤非线性。

在读博士期间建立了光谱相位编码光学码分多址(OCDMA)测试实验系统。在光学码分多址系统中，在发射机端每一用户用一特定码进行编码，多个用户共享传输媒介(光纤)，在接收机端用户用相对应的码进行解码输出同时抑制干扰用户，获取信号信息。构建了实验平台研究了光谱相位编码光学码分多址系统，取得了一系列成果，实现了多用户编码解码，多级码变换，光纤传输等一系列功能。另一项工作是建立了基于光栅的高分辨率光脉冲变形器(pulseshaper)，首次实现了高速光脉冲分离光谱线的独立控制。锁模激光器产生的短脉冲在频域上表现为一系列分离的光谱线。频域的光谱线和时域的波形构成傅立叶变换对。利用光学脉冲造形器对频域光谱线的强度相位进行控制，可以实现光学脉冲造形以获取满足特定需要的波形。通过构建高分辨率光栅光学脉冲造形器，实验实现了单独光谱线的独立控制。这一技术提供了前所未有的光学波形控制能力，为任意光学波形产生的实现提供了可能。已经由此发展了多种应用。已发表17篇杂志论文和20多篇会议论文(包括4篇邀请论文和报告)，在读博士期间获得多种奖励。

蒋志说：“获得国家优秀自费留学生奖学金是很大的荣誉和鼓励，非常感谢祖国对海外留学生的关心和支持。中国现在的发展和取得的成就举世瞩目，作为海外留学生的一员，希望将来能为祖国的发展作出一点贡献。”

罗喜良，2005年获奖者，留学美国。2001年7月，他于北京大学获得物理学学士学位，并分别于2003年6月和2006年5月从美国明尼苏达大学获得电子工程学硕士和博士学位。博士期间，他师从贾那科斯教授，其研究方向为通讯、信号处理及信息论。他的博士论文“超宽带(UWB)接入中的同步、调制及解调”设计了低复杂度。抗多用户干扰(MUt)和符号间干扰(ISI)的接收机端同步和解调箅法，解决了高速超宽带脉冲无线电(IR)中的时间延迟估计和有效收集多径能量的难题。2006年6月，他加入美国高通公司从事下一代无线通讯系统和理论的研究和开发。迄今为止，他已在国际一流期刊，如旧EETransactions等上7篇；同时，在一流国际学术会议上，12篇。在2005年3月的“国际声学、语音和信号处理会议”中，他的论文被提名为最佳学生论文。在美国留学期间。他和他的合作者们共获得美国专利2项。在本科期间，他赞在1999年的中国大学生数学建模竞赛和2000年的国际数学建模竞赛中获得―等奖，并于2001年获得“北京市优秀毕业生”荣誉称号，

罗喜良说：“我很激动能获得2005年‘国家优秀自费留学生奖学金’。作为心系祖国的海外学子之一，自己的努力和成果能够得到祖国的肯定和支持是一种莫大的荣耀。在得知获奖之时恰是我即将完成博士学位之际，‘国家优秀自费留学生奖学金’为我的博士生涯画上了一个完美的句号。同时，我也深深知道这份奖学金中含有祖国对我们海外学子的殷切期望。能够加入处于无线通讯领域领头位置的高通公司，对于剐刚走出校门的我悬，个很好的学习和历练机会。在将来的工惟私学习中，我一定会努力学习、锻炼和完善自己，早日学成本领，回国参加祖国的建设，为中国的通讯事业添砖加瓦，贡献自己的一份力最!”

王先锋，2005年获奖者，留学美国。1993年毕业于南京大学地球科学系，1999年进入明尼苏达大学地质及地球物理学系，师从国际著名的古气候学家及地质年代学家劳伦斯・爱德华兹教授，研究方向为晚第四纪以来气候变化。2006年获得博士学位，现留校从事博士后研究。

目前主要从事南美洲洞穴沉积物古气候研究，曾三次前往巴西亚马逊原始热带雨林及其周边地区采集地质样品。主要研究成果有：1，在巴西的古气候记录中识别出过去二十万年来千年时间尺度上的气候突变事件，譬如降雨量和降雨分布的急剧变化：2，通过精确的绝对年代控制，首次发现此类事件与北半球低纬度地区同等事件之间具有反相位的关系：3，结合全球其他地区相关的古气候记录，探讨了气候变化中突变事件的形成机制；4，讨论了亚马逊热带雨林的植被变迁历史以及物种多样性，及其与气候变化的关系。目前已在Nature等杂志上发表数篇科学论文，另外多次出席国际会议并发言。

王先锋说：“得知自己获得了2005年度国家优秀自费留学生奖学金，我感到非常荣幸和特别的骄傲，我的导师以及同学和朋友们也纷纷向我表示了祝贺。回想6年多的博士生涯，酸甜苦辣。五味杂陈。经过了四五年的野外和实验室工作，与巴西多处院校和研究所建立了良好的合作联系，也终于取得了令人喜悦的研究成果。”

王先锋还说：“我们的祖国并不富裕，五千美元的奖金对个人，对国家都是个不小的数目，它既体现了国家对我们海外留学生的关怀和支持，也凝聚着国家对我们海外留学生的殷切期望。我愿以自己的所学为祖国的科技发展尽一份绵薄之力。同时也希望此奖励计划能够继续实行和不断地扩大影响，从而激励更多优秀的爱国学子们刻苦学习国外先进的科技和文化，在不同的岗位上报效祖国。”

任建华，2005年获奖者，留学美国。2001年被录取为密歇根州立大学神经生物学中心博士研究生。师从国际著名胃肠道神经药理学家，美国胃肠道学会副主席盾姆士，葛雷根教授。任建华利用神经电生理学和分子生物学实验技术，在分子水平上研究了肠肌神经系的化学突触传递以及其对肠蠕动的调控，对突触前受体分子介导的神经递质释放的调控机制和分子信号转导途径进行了阐明。其中“探测膜片”电压钳技术的运用和模拟体内的正常生理刺激状态在细胞分子的研究层面上对化学突触传递进行动态性研究是在本领域的创新，这些研究对揭示胃肠道运动功能的调控机理，以及对治疗功能性胃肠道疾病新药的开发均具有重大意义。

在不足5年的学习期间，任廷华已经发表了5篇学术论文，另外两篇也已提交。其中作为第一作者的有4篇，所有文章皆为SCI收录，5年间出席重要学术会议14次，会议报告6次，优秀的科研成果为任建华赢得了众多奖项：密歇根州立大学论文奖，首届神经生物学中心最佳研究奖，邓肯・麦可阿瑟最佳神经生物学研究大奖，研究生院科研进展优秀奖，神经科学中心会议论文奖等一系列奖项。任建华还是卡内基博士研究基金会密歇根州立大学领导小组成员和密歇根州立大学神经科学中心发展顾问委员会成员，两年的参与和执行使任建华学习了美国的高等教育管理和建设，

任建华说：“在我获得的众多奖项中，国家优秀自费留学生奖学金是尤其荣耀和令人激动，因为这项光荣来自于我伟大的祖国。它首先表达了一种感情。表明无论我们在世界什么地方，祖国一直在关注和关心着我们。它同时又表达了祖国对我们的期待。作为在海外的青年学子，报效祖国的最好方式便是学习国外的先进科技，将所学运用到祖国建设中去。我们的祖国日益强大，促进祖国和谐持续发展是我们每个炎黄子孙的职责所在，我渴望学业有成以便参与祖国建设！我期待着！”

赵毅，留学日本，2005年获奖者，1977年出生于浙江省诸暨市。2000年毕业于南京航空航天大学材料系，工学学士；2003年浙江大学材料系硅材料国家重点实验室材料物理与化学专业毕业，工学硕士。2004年10月，进入东京大学材料系攻读博士学位，指导教官鸟海明教授。

2003年7月至2004年9月，在上海华虹NEC电子有限公司逻辑技术开发部工作，从事0．18微米CMOS集成电路工艺的开发工作，主要负责工艺和器件的测试结构设计，可靠性评价。其间对超薄栅极氧化膜的可靠性，金属互连线的可靠性进行了较为深入的研究。博士期间的研究方向为先进MOS器件用高介电常数栅极介质。