生物医学光子学研究 The Research on Biomedical Photonics 本文作者徐正红女士，西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程研究所博士生；张镇西先生，西安交通大学生命科学与技术学院副院长、博士、教授、博士生导师。 关键词：光子学激光生物医学 一、引言 生命科学是当今世界科技发展的热点之一。而光子学是随着近代科学技术发展而日益蓬勃发展的学科。近年来一个以光子学与生命科学相互融合和促进的学科新分支――生物医学光子学（Biomedical Photonics）也随着激光技术、光谱技术、显微技术以及光纤技术的发展而飞速发展起来，它将开拓生命科学的新领域，成为本世纪的研究热点。 生物医学光子学可以分为生物光子学和医学光子学两个部分，分属生物学和医学领域，但二者存在相互交叠的范围，并无严格的分界。也可以根据应用目的的不同，将生物医学光子学划分位光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域。前者以光子作位信息的载体，后者是以光子作为能量的载体。 由于激光具有单色性好、高亮度，高密度、辐射方向性强的特点，无论光诊断还是光治疗技术，多以激光为光源。随着激光器的不断发展，光子技术在生物医学领域的应用也层出不穷。 二、光子诊断医学技术 1．概念 生物光子学就是以研究生物体辐射的光子特性来研究生物体自身的功能和特性的学科。在光子学产生初期，充满活力的生命科学就和光子学相互交叉渗透，促进了这一学科的发展。它以生物系统的超微弱光子辐射（BPE）的发现和研究为基础的。 从1923年前苏联科学家Burwitch等人首次发现BPE现象到70年代后的研究表明，BPE现象是自然界普遍存在的一种现象，是生物体的一种固有功能。除了少数原生生物和藻类等低级生物外，绝大多数动植物都能产生BPE。BPE的光谱很宽，从紫外、可见光到红外波段。奇妙的是，BPE的值和生物进化程度成正比，进化程度越高，其BPE值越大，辐射的波长越向红外扩展。另外BPE具有高度的相关性，是生物体梁子效率及低的一种低水平化学发光。 80年代以来各国科学家进一步对BPE现象进行研究发现DNA是BPE的辐射源之一；BPE在细胞形态分裂前和死亡前强度会增大。另外，癌细胞的BPE高于正常细胞。这些研究表明：生物的自发超弱发光与生物体的氧化代谢、细胞的分裂和死亡、癌变、生长调控、光化学反应等许多基本的生命过程有着密切的内在联系。有关BPE的研究也正向细胞、亚细胞和分子水平深入。与之相关的理论和测试技术也在不断发展。2．应用 由于生物超弱发光与生物体的生理及病理有着密切的关系，所以生物光子学在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测等领域可以有重要的应用。 ●生物超弱发光的成像 利用高灵敏度的探测和成像技术，结合数据融合技术，在可见和近红外波段获得生物体超弱发光的而二维图像，用于人体代谢功能与抗氧化、抗衰老机体防御功能的测量和研究。亦可用于疾病的诊断。例如，日本研制成第一台能探测大脑癫间病灶区的激光仪器，用很弱的近红外激光照射病人头部而得到大脑皮层的二维图像。通过分析这
微纳光子学主要研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、传输、调控、探测和传感等方面的应用。微纳光子学亚波长器件能有效提高光子集成度，有望像电子芯片一样把光子器件集成到尺寸很小的单一光芯片上。纳米表面等离子体学是一新兴微纳光子学领域，主要研究金属纳米结构中光与物质的相互作用。它具有尺寸小，速度快和克服传统衍射极限等特点，有望实现电子学和光子学在纳米尺度上的完美联姻，将为新一代的光电技术开创新的平台。金属-介质-金属F-P腔是最基本的纳米等离子体波导结构，具有良好的局域场增强和共振滤波特性，是制作纳米滤波器、波分复用器、光开关、激光器等微纳光器件的基础。但由于纳米等离子体结构中金属腔的固有损耗和能量反射，F-P腔在波分复用器应用中透射效率往往较低，这给实际应用带来不利。 最近，科研人员提出了一种提高表面等离子体F-P腔波分复用器透射效率的双腔逆向干涉相消法。该方法能有效避免腔的能量反射，使入射光能完全从通道端口出射，极大增强了透射效率。此设计方法还能有效的抑制噪声光的反馈。同时，科研人员利用耦合模方法验证了这种设计方法的可行性。这种波分复用器相比目前报道的基于F-P单腔共振滤波的波分复用器的透射效率提高了50%以上。相关的成果于2011年6月20日发表在Optics Express上，论文题目为：Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities。 “新兴光器件及集成技术专题报告会”上发布《纳米光子学对光子技术更新换代的重要作用》精彩演讲。报告摘要;从上世纪70年代开始，光子学进入微光子学阶段，经过40年的研究，现在已经比较成熟。以半导体激光器为重点的研究已经逐渐转向对激光控制问题的研究和激光应用的研究。同时，光子技术已经进入光电子技术阶段，其特点是研究开发以电控光、光电混合的器件和系统。光电子技术已经逐步占领了电子技术原有的阵地。它的应用领域已经扩大到人类社会生活的各方面，如光通信与光网，平板显示、半导体照明、光盘存储、数码相机等。光电子产业迅速发展壮大起来。在经济发达国家，光电子产业的总产值已经可以与电子产业相比，甚至超过电子产业。近十年来，国际学术界开始大力发展纳光子学及其技术，使光电子技术与纳米技术相结合，对现有光电子技术进行升级改造。 与国际上科技发达的国家相比，目前我国微纳光子学的研究还不算落后，这从我国在微纳光子学领域发表的论文数量和投稿的杂志级别就可看出。但是我国的光子学研究论文大部分是理论方面的，大多数是跟踪国外的。由于国内缺乏先进的科学实验平台，特别是缺乏制备微纳光子学材料和器件的工艺条件，实验方面的论文比较少（除了少数与国外合作研究的论文），创新的思想无法得到实验验证。微光子学方面的情况尚且如此，在纳光子学方面，由于对仪器、设备、工艺和技术的要求更高，与国外的差距正在加大。 在光电子技术方面，由于国际经济的全球化和我国的改革开放形势，吸引跨国公司将制造、加工基地向我国转移。21世纪初光电子企业的大公司纷纷落户我国。而且大量资金投向我国沿海经济发达地区（如广东、上海和京津地区），建立起一大批中外合资或独资企业。但是这些外国企业或技术人员，控制着产业的高端技术，对我国实行技术垄断，使我国的光电子技术至今还处于“下游”，成为外向加工企业。大多数光电子企业采用这样的生产模式：购买国外的芯片进行器件封装，或者购买国外的器件进行系统组装。目前我国光电子企业严重缺乏核心技术和自主知识产权，无法抵御国际经济危机，面临着很大的风险。 为了加快我国的微纳光子学与相关光子技术的发展，我国应该集中投入一部分资金，凝聚一批高水平研究人才，在某些光电子企业集中的地区，依托光子学研究有实力的单位，采用先进的管理模式，建设我
毕业设计开题报告 电子信息科学与技术 微纳光纤的光学传输特性研究 一、选题的背景与意义 近年来，器件的微型化成为科学研究和技术应用的趋势之一，与电子器件相比，光子器件的微型化的研究刚刚开始。从商业的角度来看，光子器件的研究源于超大量数据传输的光纤通讯行业。光纤网络的铺设实现了光子的回路，而在目前的光子回路里，光子器件的尺寸比较大。如此以来，微型光子器件的设计和集成成为光子学领域发展的重要研究课题。 微电子学技术领域也有发展微纳尺度上光子学技术的内在要求。随着集成电子技术的进展，单位电子芯片面积上的集成器件越来越多，芯片间的通讯速度成为集成电子技术的一大瓶颈，研究者们开始考虑用电子器件间微纳光波导的光互连的办法解决这个问题。 在这样的研究背景下，微纳尺度上的光子器件及集成进入研究者的视界。随着对微纳尺度上的材料和光学研究的深入，研究者在微纳尺度发现了非常有趣的光学现象，并基于这些现象研究具有各种功能的微纳光子学器件。微纳光波导是这些光学现象和器件实现的最基本的单元，成为研究微纳光子学现象和构筑光子学器件的基石。 微纳光纤是一种典型的微纳光波导，因制备简单、损耗低而受到越来越多的关注。将玻璃材料通过不同方法制成微纳米直径的光纤具有很好的直径均匀度和表面光滑度，可用于低损耗光传输，并可在可见和近红外光学传输中表现出强光场约束、大比例倏逝波传输和大波导色散等特性，在光通信、传感和非线性光学等领域具有良好的应用前景。微纳光子器件通过在波长和亚波长尺度上对光的操控，实现各种各样的功能，例如微纳传感器，微纳激光器，微纳干涉仪等。 本文主要对微纳光纤中微米级光纤的光强分布特性的进行研究，可作为的微纳光纤器件制备的参考。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 1. 基本内容 本课题建立了空气包层的微纳光纤模型，推导单模传输模式下微纳光纤的光传输速
摘要：本文介绍了光纤传感器与传统传感器的优点及传光、传感型光纤传感器的原理。之后 讲述了光纤传感器的分类及其特点，最后重点讲述了光纤传感器的应用，主要有在结构工程 检测方面、在桥梁检测方面、在岩土力学与工程方面、在食品工业中、军事技术。 关键字：光纤传感器原理军工应用工程检测 Abstract: This paper mainly introduces the advantages of the optical fiber sensor and the traditional sensor as well as the principles of the optical fiber sensor, including the type of light and the type of sensor. Besides, it describes the classification and features of the optical fiber sensor. At last, the paper focuses on the application of the optical fiber sensor, mainly in the aspects of structural engineering detection, bridge detection, rock-soil mechanics and engineering, food industry and military technology. Keywords: the optical fiber sensor; principle; military application; engineering detection 1.引言 光纤传感技术的发展始于20世纪70年代，是光电技术发展最活跃的分支之一[1]。近年来传感器产品收益日益增大，传感技术已成为衡量一个国家科学技术的重要标志。光纤传感器与传统的各类传感器相比，可用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，电绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控，耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接。因此光纤传感技术发展迅速，种类多样，被测物里量达70多种。基于相位调制的高精度、大动态光纤传感器也越来越受到重视，光纤光栅、多路复用技术、阵列复用技术使光纤传感器的应用范围和规模大幅度提高，分布式光纤传感器和智能结构更是当今的研究热点[2]。 2.原理 光纤传感器主要由光源、光纤、敏感元件、光电探测器和信号处理系统等部分组成，如图 1 所示[3]。由光源发出的光经光纤引导至敏感元件，光的某一性质在这里受到被测量调制，已调光经接收光纤耦合到光电探测器，使光信号变为电信号，最后经信号处理系统处理得到被测量。
正确认识自我-悦纳自 我教案
正确认识自我，悦纳自我——心理健康教育课 一、教学目标 1、知识技能方面：帮助学生正确认识自我，明白认识自我的重要性； 2、情感方面：帮助学生树立积极的自我概念，正确客观地对待别人的评价，悦纳自己的缺点和不足，用发展的眼光看自己； 3、能力目标：学会认识自我的途径。 二、教学重难点 1、重点：客观公正地认识自我，评价自己。 2、难点：让学生运用正确有效的方法接纳自我。 三、教学准备 多媒体课件、音乐《酸酸甜甜就是我》 四、教学过程 （一）总体思路与时间安排： 1.教学时间：40分钟 2.过程： 破冰游戏（2min）→故事导入，提出认识自我，悦纳自我（4min）→认识自我的具体方法（23min）→悦纳自我的技巧（7min）→归纳总结，欣赏音乐（2~4min） （二）具体流程： 1.破冰游戏（2min） 游戏规则：
（1）全体站立，当教师口念“我说1”时，请大家把手举起来；当教师说“我说2”时双手平放，当教师说“我说3”时双手与身体成45度。 （2）活动正式开始时，教师说“我说1”、“我说2”，同学们才可做动作。 2.故事导入（4min） （1）教学设计： ①一只不会飞的鹰的故事：从前有一个农夫，他捡到了一枚鹰蛋，把它放在了农场谷仓的一个鸡窝里，过了一段时间，小鹰破壳而出，跟着一群小鸡一起长大。这只鹰以为自己是只小鸡，跟着鸡群一起咯咯地叫，用力拍着翅膀在墙角低飞。 许多年过去了，这只鹰已经变得很老。有一天，它抬起头，发现一只美丽的大鸟在他头顶那片万里无云的天空飞过。那只鸟拍动着金黄色的强壮的翅膀在天际优美的滑翔。鹰仰望着天空，充满敬畏地问旁边的伙伴：“它是谁？” 它身边的鸡说：“它叫鹰，是众鸟之王，它是属于天空的，而我们是属于陆地的——我们只是鸡。”这只地上的鹰很是羡慕天上的鹰，但是这只鹰直到死的那一天，也一直没有飞过。它一直以为自己是一只鸡。 教师：看完这个后，大家有什么感受？你们知道这只鹰为什么不会飞的原因吗？大家仔细思考一下这个问题，一分钟后老师会请一些同学谈谈自己的想法。（3min） ②根据学生的看法，教师总结：地上的鹰没有认识到它本质上是一只鹰，这是它失败的原因。同样的道理，我们人也一样，最难的事情就是认识自己，了解自己，超越自己。所以，今天我们就来学习如何认识自己，并且要做到悦纳自己。（1min）
习题21 21-1．测量星体表面温度的方法之一是将其看作黑体，测量它的峰值波长 m λ，利用维恩定 律便可求出T 。已知太阳、北极星和天狼星的m λ分别为60.5010m -?， 60.4310m -?和60.2910m -?，试计算它们的表面温度。 解：由维恩定律： m T b λ=，其中：310898.2-?=b ，那么： 太阳：3 6 2.8981057960.510m b T K λ--?===?； 北极星：36 2.8981067400.4310m b T K λ--?===?； 天狼星：3 6 2.8981099930.2910m b T K λ--?===?。 21-2．宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景辐射相当于温度为K 3的黑体辐射，试计算： （1）此辐射的单色辐出度的峰值波长； （2）地球表面接收到此辐射的功率。 解：（1）由m T b λ=，有34 2.898109.66103m b m T λ--?===?； （2）由4M T σ=，有： 42 4P T R σπ=?地，那么： 328494(637010) 5.67103 2.3410P W π-=?????=?。 21-3．已知000K 2时钨的辐出度与黑体的辐出度之比为259.0。设灯泡的钨丝面积为 2cm 10，其他能量损失不计，求维持灯丝温度所消耗的电功率。 解：∵4P T S σ=?黑体，消耗的功率等于钨丝的幅出度，所以， 44840.2591010 5.67102000235P S T W ησ--==?????=。 21-4．天文学中常用热辐射定律估算恒星的半径。现观测到某恒星热辐射的峰值波长为m λ；辐射到地面上单位面积的功率为W 。已测得该恒星与地球间的距离为l ，若将恒星看作黑体，试求该恒星的半径。（维恩常量b 和斯特藩常量σ均为己知） 解：由 m T b λ=恒星，4 M T σ=， 考虑到恒星辐射到地面上单位面积的功率?大球面=恒星表面辐出的功率， 有： 224 44W l R T ππσ?=?恒星恒星 ， ∴R =恒星 。 21-5．分别求出红光（5 710 cm λ-=?），X 射线（ A 25.0=λ），γ射线（ A λ2 1024.1-?=） 的光子的能量、动量和质量。
微纳光学加工及应用 孙奇 一、微纳光学结构 光是一种电磁波，是由同相相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而形成的，其传播方向垂直于电场与磁场所构成的平面，电磁波能有效的传递能量和动量[1]。从低频到高频，电磁波可以分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和γ射线等，人眼可见波长在380nm至780nm之间，如图1所示。 (a ) (b ) 图1. (a) 电磁波传播方式 (b) 电磁波按频率分段图（图片来自网络） 传统光学只研究可见光与物质的相互作用，而现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。随着微加工技术的日臻成熟，电磁波在微纳结构中的传播，散射和吸收等性质开始逐渐被人们研究。1987年，Yabnolovich和John 首次提出了光子晶
体的概念[2, 3]；1998年，Ebbesen等人发现在打了周期性亚波长纳米空洞的厚金属膜上存在着超强的光投射峰，这一发现激起了对金属周期结构中表面等离激元的研究热潮[4]。从1987年至今，各领域对光学微纳结构的研究一直在迅猛发展。1.1光子晶体 从固体物理的概念中可以得知，当电子在周期性的势场中运动时，由于电子受到周期性势场的布拉格散射的作用形成了电子的能带结构，同时电子的能带与能带之间在一定的晶格条件下将存在带隙。在带隙能量范围内的电子其传播是被禁止的。运动的电子实际上也是一种物质波。无论何种波动形式，只要其受到相应周期性的调制，都将有类似于电子的能带结构同样也都可能出现禁止相应频率传播的带隙。 微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。1987年，Yabnolovitch和 John在讨论如何抑制原子的自发辐射和光子局域的问题时，把电子的能带概念拓展到光学中，提出了光子晶体的概念。光子晶体就是规律性的三维微结构，其周期远小于波长，形成光子禁带，通过引入局部缺陷，控制光的传播与分束。同样的，固体物理晶格中的许多概念都可以类似的运用到光子晶体中，诸如倒格矢空间、布里渊区、色散关系、Bloch函数、Van Hove奇点等物理概念。由于周期性，对光子也可以定义有效质量。不过需要指出的是，光子晶体与固体晶格有相似处，也有本质的区别。如光子服从的是麦克斯韦方程，电子则服从薛定谔方程；光子是矢量波而电子是标量波；电子是自旋为1/2的费米子，而光子是自旋为1的波色子，等等。 根据空间的周期性分布的不同，光子晶体可以分为一维、二维和三维光子晶体，如图2所示。一维光子晶体的材料一般在一个方向上进行周期排列，例如传统的多层薄膜结构；二维光子晶体表现为材料在平面上进行周期性排列；三维光子
分会场十三：微纳米光子学 主席：吴一辉（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所） 李铁（中国科学院上海微系统与信息技术研究所） 特邀报告1：半导体太赫兹光频梳 黎华，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，博士生导师，研究 员。2009年博士毕业于中国科学院上海微系统与信息技术研究所， 然后分别在德国慕尼黑工业大学、日本东京大学、法国巴黎七大材料 与量子现象实验室开展博士后研究工作，2015年回国工作，2016年 获得中国科学院“百人计划”A类择优支持。主要研究方向为太赫兹 量子级联激光器及其光频梳、锁模激光器、太赫兹成像及高分辨光谱 技术等。在Advanced Science、Optica、Applied Physics Letters、Optics Express等期刊上发表50余篇论文，曾获“2015中国中国电子学会优秀科技工作者”，“上海市自然科学二等奖”（排名第三）、德国“洪堡”学者奖学金、日本JSPS奖学金等。担任科技部973计划课题负责人、国家自然科学基金面上项目（2项）负责人、KJW 项目（2项）负责人等。 报告摘要： 太赫兹（THz）波（频率范围：0.1-10 THz; 1 THz=1012 Hz）位于红外光和微波之间，在国防安全、生物医疗、空间等领域具有潜在应用。由于缺乏高效THz辐射源和探测器，THz波还没有被完全认知，所以其被称为THz间隙（“terahertz gap”）。在1-5 THz 频率范围内，基于半导体电泵浦的光子学器件THz量子级联激光器（quantum cascade laser, QCL）在输出功率和效率方面比电子学和差频器件高，是关键的THz辐射源器件。本报告主要介绍我们在高性能THz核心器件以及半导体光频梳方面的研究进展。在高性能核心器件方面，我们突破分子束外延生长和半导体工艺技术，研制出高功率（1.2 W）、低发散角（2.4°）、宽频率范围THz QCL器件并实现THz高速探测和多色成像。基于高性能半导体THz QCL器件，成功实现THz QCL光频梳以及双光梳。克服传统THz光谱仪在测量时间和光谱分辨率方面的缺陷，开发出基于THz QCL双光梳的紧凑型高分辨实时光谱检测系统，为将来实现新一代THz光谱仪奠定基础。
《光量子学基础》习题答案（沈建其提供，2009年6月） 说明：习题难度非常低，大多习题均可以在ppt 中直接找到答案。 第一次习题： 1． 计算（1）：de Broglie 波长均为5埃（?）的电子、中子与光子的动量与能量各为多少？ 答：这三种粒子的动量都是342410 6.6310 1.3310510 p h λ---?===??Kg ·m/s (或24 1.310-? Kg ·m/s)。 电子的动能 () 2 242 1830 0 1.33100.96510220.91110 k p E m ---?= ==???J 6.03=eV （或6eV ） （1电子伏特＝19 1.6010 -?焦耳） 中子的动能 () 2 242 2127 0 1.33100.5261022 1.6710 k p E m ---?= ==???J 2 0.33010-=?eV 以上使用牛顿力学的动能公式（6.03eV 远比电子的静止能量2 0m c 约0.5MeV 小，0.0033eV 远比中子的静止能量2 0m c 约990MeV 小，说明没有必要使用相对论来计算） 但光子是相对论性粒子，必须用相对论来计算： 光子动能（总能）2481.3310 3.0010k E pc -==???J ＝4.001610-?J=2.503 10?eV 。 说明：虽然以上问题中，牛顿力学的动能公式是非常良好的近似，但使用相对论亦可。有 的学生计算了动能部分，有的学生计算了总能量2 E mc =，答案是开明的，都属对，但要知 道2 E mc =与动能2 2p m 之间如下关系： 粒子总能量2 E mc = ，动质量m = 2 E mc =可以用泰勒展开： 2246001...2E m c m v av bv =++++，其中20m c 为静止能量（rest energy ）, 201 2 m v 为牛顿 动能（它只是2E mc =的一部分）。只有当低速的时候，220012m c m v +才重要，其中2 012 m v 更重要。当高速的时候，2 012 m v 不再重要。此时应该用2E mc =等来计算。因此，本习题 求中子与电子的动能时，可以用如下两法：
第二单元 认识自我 第一课悦纳自己 目标要求 1.知识与能力 了解自我评价的重要性，知道自我意识对自我成长的重要作用。 学会自我认识的途径与方法客观地认识、评价自己的优缺点，形成比较清晰的自我整体形象。懂得悦纳自我的重要性，并通过“完善自我”演讲稿的设计，妥善处理理想自我和现实自我的矛盾，提高有计划、有目的到塑造自我的能力。 2.情感、态度与价值观 通过学习，树立积极的自我概念，正确对待自己和别人的评价，认清和挖掘自己的优点，增强自信心，同时又要敢于正视自己的弱点，悦纳自己的缺点和不足。用发展的眼光看自己，既要了解昨天的我，认识今天的我，更要追求明天的我，实现自我的完善。 3.过程与方法 通过探究圆中给自己画个像的活动，学习科学分析自我的方法 通过探究圆中小小故事会的活动，学习科学的比较方法 通过实践与评价中自我完善的设计，学习用全面和发展的观点评价自己 通过阅读、朗读“阅读与感悟”中的小诗，更深刻地领悟悦纳自我、完善自我的重要性。结合活动，学习、领悟心灵导航中阐述的问题，从理性的层面理解本课的知识点。 教学对象分析 认知结构方面: 十三、四岁的初中生正是自我概念形成的重要时期，他们非常注重自己的“形象”，但由于自我认识水平的限制，往往不能客观评价自己，在自我认识和评价中往往出现偏差：一是自我评价的依附性高，常把别人的评价看的很重要，以他人的评价来衡量自己的价值；另一方面表现为自我评价的稳定性差，往往是此一时，彼一时，因成功无限扩大自己的能力，因失败或困难而自卑或自贱。 情感方面： 七年级的学生开始强烈关注自我，是自我意识发展的第二飞跃期，他们非常关注自己的言行，非常想了解别人对自己的评价，想给别人留下好印象。
第7章光子学基础 第十七章光子学基础 传统光学主要是研究宏观光学特性，如光的折射、反射、成像及光传播时的干涉、衍射和偏振等波动性质，而未去探究其微观的物理原因。然而随着光学的发展，人们逐渐地注意研究光与物质(包括光子与光子)相互作用的微观特性，以及与这种微观特性相联系的光的产生、传播和探测等过程。同时，也逐渐注意研究光子承载信息的能力，以及它在承载信息时的处理和变换等基础问题。现在人们用光子光学(Photon Optics)或光子学(Photonics)来概括这一领域的研究。光子学在现代科学技术中的作用越来越显重要。 本章结合光电效应，引入光子学中的基本概念和关系式，讨论电磁场的量子化和光子的性质，并介绍两个应用。 第一节光的量子性 一、光电效应与爱因斯坦光子学说 (一)光电效应的规律 1887年赫兹在题为“关于紫外光对放电的影响”的论文中首先描述了物体在光的作用下释放出电子的现象，这就是通常所说的光电效应。一般采用图16-1a的装置观察金属的光电效应。电极K和A封闭在高真空容器内，光经石英小窗照射到金属阴极K上。当电极K受光照射时，光电子被释放出并受电场加速后形成光电流。实验发现光电流的大小与照射光的强度成正比，照射光中紫外线越强，光电效应越强。用一定强度和给定频率的光照射时，光电流i和两极间电位差u的实验曲线如图16-1b所示，称为光电流的伏安特性曲线。当u足够大时，光电uu流达到饱和值I;当u?时光电流停止(称为临界截止电压)。总结所有的m00 实验结果，得到如下规律:
(1) 对某一光电阴极材料而言，在入射光频率不变条件下，饱和电流的 大小与入射光的强度成正比。 (2) 光电子的能量与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关，频 率越高，光电子的能量就越大。 ,(3) 入射光有一截止频率(称为光电效应的红限)。在这个极限频率以0 下，不论入射光多强，照射时间多长，都没有光电子发射。不同的integrated energy, chemicals and textile Yibin city, are the three core pillars of the industry. In 2014, the wuliangye brand value to 73.58 billion yuan, the city's liquor industry slip to stabilise. Promoting deep development of integrated energy, advanced equipment manufacturing industry, changning district, shale gas production capacity reached 277 million cubic metres, built the country's first independent high-yield wells and pipelines in the first section, the lead in factory production and supply to the population. 2.1-3 GDP growth figure 2.1-4 Yibin, Yibin city, Yibin city, fiscal revenue growth 2.1.4 topography terrain overall is Southwest, North-Eastern State. Low mountains and hills in the city landscape as the main ridge-and-Valley, pingba small fragmented nature picture for "water and the second land of the seven hills". 236 meters to 2000 meters above sea level in the city, low mountain, 46.6% hills 45.3%, pingba only 8.1%. 2.1.5 development of Yibin landscapes and distinctive feature in the center of the city, with limitations, and spatial structure of typical zonal group, 2012-cities in building with an area of about 76.2km2. From city-building situation, "old town-the South Bank" Center construction is lagging behind, disintegration of the
编制人：______审核：______使用时间：2013年9月第三周 班别组别姓名教师评价 七年级2.1《悦纳自己》导学案 【使用说明和学法指导】 1、请同学们认真阅读课本P24—28，划出重点知识，规范完成课前预习学案内容并熟记基础概 念。 2、预习自学部分要求所有同学都能掌握，合作探究部分要求AB层全部完成并有自己的思考，C 层尝试完成合作探究部分，针对训练可先不做。 3、将预习中遇到的疑难点问题标识出来以备课堂上小组讨论、突破。 【学习目标】： 1、掌握悦纳自我的方法和途径，客观地认识、评价自己的优缺点，形成比较清晰的自我整体形象。 2、通过自主合作探究，总结出如何悦纳自我和完善自己。 预习案（良好的开始是取得良好成绩的前提！） 【课前预习】 一、阅读课文完成思考题：（要求请在卷上写出相应答案的页数，并在书上划出相应的答案。） 1、我们可以通过哪几个方面观察和认识自己？ 2、正确认识自己的途径有哪些？ 3、如何悦纳自己？ 4、怎样才能完善自己？ 二、课前小调查：你对自己满意不满意？ 满意（）基本满意（）不满意（） A.容貌 B.风度 C.气质 D.学识 E.身材 小组长统计对自己满意、基本满意和不满意的人数。 三、请收集能克服自身弱点取得成功的故事，你能收集几个？请至少记录一个在下面。 【我的疑惑】通过预习你不懂的地方有哪些？（学会提问题会让自己有更高的学习效率！） 探究案（开动脑筋，方法总比困难多！） 自主学习，合作探究 1、为自己画个“像”,请用陈述句，围绕“我是谁”这样一个问题，用20种不同的回答填写出能表现自己的句子。（要求：认真准确、如实描述）写在书本P24
生物医学光子学复习题 以下答案为本人根据上课PPT与自己理解所写，无法保证答案的完全正确，如果发现错误希望可以修改后上传，方便大家 1.Biophoton a)生物体的超弱发光有哪些基本特性？它与哪些生命活动相关？为什么利用生物体 的超弱发光能够用于疾病的诊断？ 答：生物体超弱发光基本特性（1）普遍性，即所有生物组织样品中都有。（2）发 光强度弱，每秒的强度为1e-7W。（3）谱特征，连续分布无特征峰。（4）高敏感， 对生物组织内部和外部。（5）来源于生物分子的能级跃迁。 相关的生命活动：细胞分裂，细胞死亡，光合作用，氧化作用，解毒过程，肿瘤发 生 因为其反映了细胞内与细胞间的信息传递，功能调节等重要的生命活动，因此可以 b)为何生物的超弱发光? 它与哪些生命活动相关？ 答：生物分子在代谢等相关生命活动中产生能级跃迁，退激发光。 c)为何“代谢发光”或者“相干机制” 答：代谢发光机制：由于呼吸链上固有的“能力学缺陷”而引起了偶发的电子泄露， 产生了氧化自由基，然后在反应中的激发态分子退激发光。主要与生物的有氧呼吸 有关。相干机制：产生于一个高度相干的电磁场，从而诱发或自发发光。DNA被 认为是生物体内一个主要的相干源，主要与生物的细胞分裂有关。 d)针对超微弱发光的检测，有哪些测量技术，分别说明其测量原理。 答：单光子计数技术，主要通过光电倍增管来检测生物发光强度时域的信号。 二维或三维单光子成像检测技术，主要有微通道板像增强器为主的图像探测系统。 具有二维光子检测能力，可同时获得时域和空间的信息。光谱分辨和时间分辨的功 能检测系统。 e)超弱发光有哪些应用？ 超弱发光的医学应用 反映体内生理状态
姓名：曾福江 学号：20121002251 班级：075123 课程名称：光子学基础任课老师：王宏
光学隐身技术 1.1基本资料 隐形技术（stealth technology），准确的术语应该是“低可探测技术”，即通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低对方探测系统发现的概率，使己方目标，己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。隐形技术是传统伪装技术的一种应用和延伸，它的出现，使伪装技术由防御性走向了进攻，有消极被动变成了积极主动，增强部队的生存能力，提高对敌人的威胁力。雷达和通信设备工作时会发出电磁波，表面会反射电磁波，运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线，以及物体（如飞机）会反射照射向它的雷达波，这样，就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比，容易被敌人发现。通过多种途径，设法尽可能减弱自身的特征信号，降低对外来电磁波、光波和红外线反射，达到与它所外的背景难以区分，从而把自己隐蔽起来。这就是“低可探测技术”。隐形技术涉及到电子学、材料学、声学、光学等许多技术领域，是第二次世界大战后的重大军事技术突破之一。隐形技术包括：雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。很多武器装备，如飞机、导弹、舰船、坦克、战车、水雷、大炮等，都可以采取隐身措施把自己隐蔽起来。首先出现的是隐形飞机，通过降低雷达截面和减小自身的红外辐射实现隐形。作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，它受到世界各主要军事国家的高度重视，从20世纪50年代开始发展以来，随着技术的发展，从简单的伪装到现代反声、光、电、磁等探测的隐身技术。现代隐身技术主要包括反雷达探测、反红外探测、反电子探测、反可见光探测和反声波探测等隐身技术，近年来激光制导武器的快速发展，使得反激光探测技术(即激光隐身技术)也成为了各国竞相研究的对象。 1.2隐身技术实现的原理 如图，A是某个物体, c是光线,假如来自四面八方不同角度照射到物体A上的光线，当要接近物体A时都自觉的绕过A后，继续沿着光线c原来的传播方向继续前进。那么这时物体A将成为隐身，人们就看不到物体A了。假如我们以后找到某种办法,迫使自己周围的光线百分之百的绕道后继续沿着光线自己原来的传播途径继续前行，那么我们自己就在光学上隐身了。 1.3光学隐身与反隐身技术的新动向 隐形技术的出现促使战场军事装备向隐形化方向发展。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世，隐形兵器的重要性与日俱增。以美国为首的各军事强国都在积极研究隐形技术，取得了突破性进展，相继研制出隐形轰炸机、隐形战斗
论述大学生如何悦纳自我完善自我 首先，我先解释一下论文题目的含义。悦纳就是高兴地接受。德国哲学家莱布尼茨曾说，天地间没有两片完全相同的树叶。同样，我们每个人都是一个与众不同的个体，悦纳自我，就是应该接纳自己的一切，或是优点或是缺点，因为它们都是我们自己的独特之处。完善就是使自己趋于完美。尽管没有人是完美的，但是我们应该努力让自己更接近完美。作为一个大学生，即将步入社会的我们有必要学会悦纳自我，完善自我，使自己的人格更加健全，思想更加饱满。 病了要投医，但是必须得对症下药，否则不但于事无补还可能变得更糟。在我看来要想悦纳、完善自我，首先就要审视自己是否正确认识自己。只有正确认识自己，才有可能知道悦纳自己什么，完善自己的哪些地方。下面就是我所了解的几种认识自我的方法、途径。1.靠自我观察认识自己。无可否认，世上最了解自己的人就是自 己。要认识自己就一定要做个有心人。在与他人比较中认识自我，从而吸收他人之长补己之短；反省自己在日常生活中的点滴表现，总结自己是一个怎样的人，更加深刻地认识自己。2.通过他人评价认识自己。一般来说，当局者迷，旁观者清。在 与别人交往时，周围人对自己的态度、情感、评价，能帮助我们认识、了解自己。 3.通过集体了解自己，通过实践检验自己。社会实践是人的自我 意识产生和发展的重要条件，因此我们可以通过实践活动的效果来了解自己。通过与他人的合作分析自己的人际沟通能力，
通过组织开展活动来分析自己的组织管理能力等等。通过具体活动分析自己的表现及成果，可以更加客观地认识自己。 在知道如何了解自己之后，就应该分析自己的优势和不足。 先谈优势，首先，我拥有理想和目标。在大学之前，学生的主要任务是为了一次次的考试，努力学习课本上的知识。而到了大学，在课本之外，有更多需要去学习的。我对自己提出的目标是，在努力学习大学课程的同时，注重锻炼自己的口才和礼仪方面的能力。我想进入社会后这两个方面都是极其重要的。在这个目标的驱动下，我不断学习口才、礼仪方面的知识，并尽可能多得表达自己。我想，相比于一些上了大学毫无理想和目标的同学来说，“有梦想，在路上”，这是我的一个优势。 其次，自觉也是我的优点之一。自从来到学院，进入大学生活，我对于学习和娱乐时间的分配比较合理。因为现在的我毕竟是一名学生，学习是我最主要的任务，所以我会用大部分时间来学习。偶尔疲惫时，也会给自己放个假，在北京这个国际化大都市中开阔眼界。这个优势得益于我平时的习惯，习惯把生活安排的井井有条，充实而快乐。另外就算周末，放假，我也从不睡懒觉，早睡早起，以饱满的精神和热情对待一天的生活。 第三，我比以前的我更加勇敢，更有勇气。因为我越来越发现，勇气可以使人拥有更多的机会。很多时候，我们都是因为缺少勇气而错过锻炼自己、表现自己的机会。于是，我尽可能多地参加学校的活动。英语演讲比赛、新生朗诵大赛、辩论赛、外交外事礼仪大赛等等，
为引导同学们正确认识自我，塑造健康心灵，5月25日下午，初一、初二年级各班利用班 会课时间组织开展了形式多样的主题班会活动。 各班认真策划、精心组织，以故事会、小话剧、讨论会、“说说我眼里的他/她”等方式开 展了生动活泼的“自我认识?自我悦纳”活动。同学们真诚面对“自我”，说出困惑，自我剖析，发表见解，在坦诚友好的氛围里，全面了解了自己的个性特征和优缺点。同学们在活动中都表现出对活动主题的深度理解，如初二5班一名男同学就有感而发“认识自我?悦纳自我，就是要认 识和接受全部的自己，这样个人才可能变得更完美！”。 班会上，同学们还在老师的指导下，从认识自己的沟通方式、提高人际处理能力、认识自我的学习特点、探寻适合自我的学习方式等角度，全面认识了自我。 教学过程 一、导入 1.师生问好！ 2.带着“我们的约定”走进我们今天的活动，齐读“我们的约定”： ?1.我会积极地投入活动 ?2.我会真诚地分享 ?3.我会用心地倾听 ?4.我会尊重每一个同伴 二、新课 活动一 环节一、师：同学们喜欢玩游戏吗
生：喜欢！ 师：那让我们一起来玩个游戏好不好? 生：好！ 师：游戏“猜猜我是谁”。 请听好游戏规则：“现在谁也不知道这里面说的是谁，如果你觉得符合你的一个特点你就可以起立，不符合你就坐下，”听清楚了吗 【播放课件】 1.黑头发，黑眼睛，黄皮肤。 “同学们都站起来啦，来看第二条……” 2.比较乐观。 “大家都很乐观呀……” 3.很喜欢做小手工。
“这么多同学喜欢做小手工，不错……” 4.在同龄人中个子适中。 “咱们班里最高的坐下了，最矮的也坐下啦，剩下的都是不高不矮的……” 5.喜欢穿漂亮裙子。 “男同学都坐下啦……还有好多的女同学也坐下啦……” 6.不少人说她做事太“较真”。 环节二： 1.师：我想问一下，有些同学为什么坐下了呀 生：“……” 师：同学们，想知道她到底是谁吗 【课件】
1引言微纳光学主要指微纳米尺度的光学效应，以及利用微纳米尺度的光学效应开发出的光学器件、系统及装置。微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向之一，也是目前光学领域的前沿研究方向。微纳光学的发展是由大规模集成电路工艺水平的进步所推动的。早在20世纪50年代，德国著名教授A.W.Lohmann [1]就考虑到利用光栅的整体相移技术对光场相位编码，以实现对光波的人工控制。1964年夏季，A.W.Lohmann 教授指导大学生Byron ，利用IBM 当时先进的制版设备演示了世界上第一张计算机全息图。随后的衍射光学进展都可以看作是人为地控制或改变光的波前，从这个意义上说，这个工作具有革命性的意义。随着半导体工艺技术的进步，微米尺度的任意线 宽都可以加工出来。由此，达曼提出一种新型的微光学分束器件，后人叫做达曼光栅[2]。达曼光栅通过任意线宽的二值相位调制，将一束激光分成多束等强度的激光。其制作充分利用了微电子工艺技术，是一个典 型的微光学器件[3]。 达曼光栅一般能产生一维或者二维矩阵的光强分布。周常河等[4]提出了圆环达曼光栅，也就是不同半径的圆孔相位调制，实现多级等光强的圆环分布。我们知道，圆孔的傅里叶变换是贝塞尔函数，而矩形的傅里叶变换是SINC 函数，因此，虽然达曼光栅和圆环达曼光栅的物理本质一样，但是其数学处理却不相同[5]。随着制造技术水平的进步，出现了一些纳米光学领域的新概念：光子晶体（Photonic Crystal ）[6]、 表面微纳光学结构及应用 Micro-&Nano-Optical Structures and Applications 摘要简短回顾微纳光学的几个重要研究方向，包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及 亚波长光栅等。微纳光学不仅成为当前科学的热点研究领域，更重要的是，微纳光学是新型光电子产业的 发展方向，在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光武器、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多 领域，起到了不可替代的作用。 关键词微纳光学；纳米制造；微纳光学产业 Abstract Important areas of micro -and nano -optics are introduced,which include photonics crystal, plasmonics,metamaterials,negative -index materials,cloaking,subwavelength gratings and others. Micro -and nano -optics is not only the hot subject of the current scientific research,and more importantly,it reflects the new direction of the optoelectronics industry,which will be widely used in optical communications,optical storage,laser fusion facility,laser weapon,utilization of solar energy, semiconductor laser,optical anti-faking and others areas. Key words micro-&nano-optics;nanofabrication;micro-&nano-optical industry 中图分类号TN25doi ： 10.3788/LOP20094610.0022