前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇光學(xué)工程的應(yīng)用范文，相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

光學(xué)工程的應(yīng)用范文第1篇

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；光電信息科學(xué)與工程；課程體系建設(shè)研究

基金項(xiàng)目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015JGB257）

廣西區(qū)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015JGA229）

TN2-4；G642

引言

就光電信息科學(xué)與工程專業(yè)而言，課程體系的排列順序與門類需通過(guò)培養(yǎng)的目的進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，與此同時(shí)為幫助課程的內(nèi)容與形式得到較為完美的整合，并確保各要素能夠集中于同一目標(biāo)的系統(tǒng)，本文進(jìn)行以下探究。

一、中國(guó)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著時(shí)代的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也得到相應(yīng)的調(diào)整，光電信息技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為具有較強(qiáng)影響力的科學(xué)技術(shù)，其主要作用范疇包括科學(xué)領(lǐng)域以及制造行業(yè)。中國(guó)已經(jīng)逐步成為世界范圍內(nèi)最為龐大的生產(chǎn)基地。就當(dāng)前情況而言，光電行業(yè)具有較好的發(fā)展前景，光電市場(chǎng)也已初步形成，因此該行業(yè)具有較大的發(fā)展?jié)摿?。然后，中?guó)在保證該行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，還遇到了相應(yīng)的問(wèn)題，其中最為嚴(yán)重的則是人才的供求問(wèn)題，該問(wèn)題主要體現(xiàn)在應(yīng)用型光電技術(shù)人才的嚴(yán)重短缺。我國(guó)為確保該問(wèn)題得到妥善解決，各大高校相繼開展了光電信息科學(xué)與工程的專業(yè)課程。然而我國(guó)在該行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，主要出現(xiàn)了起步較晚，培養(yǎng)方向的失誤，及過(guò)度注重理論課程的學(xué)習(xí)而忽視了實(shí)踐運(yùn)用的重要性。此外，部分院校在設(shè)計(jì)課程的過(guò)程中忽視了光電行業(yè)中“以光為主，光電結(jié)合”的特色，從而致使授課過(guò)程中出現(xiàn)光電分離的情況，同時(shí)在教師授課的過(guò)程中缺乏光電結(jié)合的實(shí)際案例。

二、課程體系構(gòu)建的依據(jù)與原則

就專業(yè)課的設(shè)置而言，其要求繁多，如包括其內(nèi)在條件教育，還有其外在因素客觀性的影響。所以，為確保上訴各項(xiàng)因素能夠得到有解決，就必須在課程設(shè)置的過(guò)程中給予相應(yīng)的制定依據(jù)。

（一）目標(biāo)的培養(yǎng)是作為課程體系的前提與基礎(chǔ)而存在，同時(shí)也幫助人才培養(yǎng)走向規(guī)范化，制定了良好的標(biāo)準(zhǔn)，也是教育活擁母本所在；然而課程體系的制定則是作為載體確保培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，所以，為使得培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)則必須將該培養(yǎng)目標(biāo)作為指導(dǎo)思想，突出目標(biāo)培養(yǎng)過(guò)程中所需要的一切要求。所以，其兩者相輔相成缺一不可，只有在科學(xué)的配比下將兩者混合才能將其作用發(fā)揮至極致。

（二）在專業(yè)知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中，需要將“光”作為主要教學(xué)對(duì)象，“光電”結(jié)合制定課程體系。在對(duì)本專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中，所涉及到的知識(shí)相對(duì)較多，課程繁多，及包含“光”“電”兩方面的課程。

（三）通過(guò)科學(xué)的辦法對(duì)光電專業(yè)知識(shí)與技能培養(yǎng)課程數(shù)量、時(shí)間以及門類商定，當(dāng)課程未能按預(yù)計(jì)情況實(shí)施，同時(shí)學(xué)生學(xué)業(yè)未能達(dá)到其開設(shè)的目的時(shí)，此次項(xiàng)目的開設(shè)者需要更具實(shí)際情況對(duì)課程間的機(jī)構(gòu)與聯(lián)系進(jìn)行分析，按照先基礎(chǔ)，后延伸，先理論，后技能的順序進(jìn)行合理的課程安排，確保經(jīng)訂正后的課程制定能夠較為有效的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)銜接有序，防止教授內(nèi)容重復(fù)的情況出現(xiàn)，從而幫助學(xué)生在通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)后得到相應(yīng)的知識(shí)與能力，最終成為符合社會(huì)要求的應(yīng)用型人才。

三、課程體系的優(yōu)化與設(shè)置

對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，本文將以懷化學(xué)院作為主要的研究對(duì)象，從而進(jìn)行課程體系的優(yōu)化與設(shè)置

（一）在對(duì)整個(gè)課程進(jìn)行安排的過(guò)程中需要對(duì)以下三方面進(jìn)行綜合考察，及包括公共、專業(yè)、發(fā)展三方面能力。在整個(gè)過(guò)程中，專業(yè)與發(fā)展兩方面能力則需要根據(jù)校園所處地段、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、師資力量等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，最終總結(jié)出本專業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。就懷化學(xué)院而言，該校制定了其重點(diǎn)培養(yǎng)方向，包括光電子技術(shù)、光電信息處理技術(shù)和光學(xué)技術(shù)及工程領(lǐng)域等四個(gè)方面，同時(shí)擬定了10門主修課程，以便學(xué)生成為社會(huì)應(yīng)用型人才。

（二）在課程內(nèi)容制定方面需要為該專業(yè)同學(xué)提供共同受益的知識(shí)內(nèi)容，所以為確保從學(xué)校走出的畢業(yè)生能夠得到相應(yīng)企業(yè)的認(rèn)可，成功的從學(xué)生像員工的轉(zhuǎn)換，與此同時(shí)還需要應(yīng)對(duì)社會(huì)實(shí)際情況選出符合學(xué)生發(fā)展的選項(xiàng)課程，彌補(bǔ)課堂中所不能涉及的知識(shí)。就懷化學(xué)院而言其課本的選擇比較具有針對(duì)性，如對(duì)于光學(xué)照明與光學(xué)設(shè)計(jì)而言，該校選擇《薄膜光學(xué)》、《光學(xué)CAD》、《LED制造技術(shù)》和《電氣照明與設(shè)計(jì)》四本課本幫助同學(xué)們實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的補(bǔ)充。例如通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，已有學(xué)生獨(dú)立完成了光控自動(dòng)窗簾，其主要作用在于根據(jù)周圍環(huán)境的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)窗簾的自動(dòng)開、關(guān)的，它包括光感應(yīng)電路，電機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路，自動(dòng)停轉(zhuǎn)電路。要實(shí)現(xiàn)白天拉開，晚上拉合，需要一只光敏電阻與兩片集成電壓比較器配合使用。另外，要實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制功能，可以設(shè)置兩只電阻，一只與光敏電阻的光電阻阻值相近，另一只與光敏電阻的暗電阻阻值相近。

（三）將教學(xué)重點(diǎn)放置于實(shí)際授課環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。專業(yè)性人才培養(yǎng)的過(guò)程中，普遍提倡實(shí)現(xiàn)過(guò)層次專業(yè)實(shí)踐體系培養(yǎng)，在這個(gè)過(guò)程中的核心在于個(gè)人素質(zhì)、實(shí)際應(yīng)用能力與個(gè)人創(chuàng)新能力的鍛造。為確保該目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就必須完善陳舊的授課模式，改善只重視書本知識(shí)的局面，幫助學(xué)生投身如自身實(shí)踐的過(guò)程中，確保多種類教學(xué)模式得以實(shí)現(xiàn)。就課程實(shí)驗(yàn)安排上，首先注重本實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性與針對(duì)性，相對(duì)減小實(shí)驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)，加大能夠展現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)。就工程實(shí)訓(xùn)而言，學(xué)校應(yīng)針對(duì)各個(gè)學(xué)生特性的選擇符合其自身?xiàng)l件的訓(xùn)練環(huán)境。

結(jié)語(yǔ)

以光電行業(yè)和社會(huì)需求為導(dǎo)向，以光電實(shí)際工程為背景，以光電子工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，樹立“面向工業(yè)界、面向未來(lái)、面向世界”的工程教育理念，最終使光電信息科學(xué)與工程專業(yè)成為在能源、機(jī)制、體系、課程和理念方面體現(xiàn)創(chuàng)新，在與產(chǎn)業(yè)之間互動(dòng)和交融形成特色的開放式、應(yīng)用型、地方性、國(guó)際化的西部一流親產(chǎn)業(yè)型專業(yè)人才培養(yǎng)基地，實(shí)現(xiàn)“學(xué)校―工程師人才―企業(yè)”三維一體共生共贏。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄧曉鵬，施振剛，張順如，王旭，龍學(xué)文，楊朋.以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建。懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，11：83-86.

光學(xué)工程的應(yīng)用范文第2篇

文章摘要：摘 要:簡(jiǎn)要地論述了目前國(guó)內(nèi)光學(xué)工程教學(xué)現(xiàn)狀,分析了在光學(xué)工程教學(xué)與科研領(lǐng)域中處于一流地位的多所美國(guó)大學(xué)的教學(xué)方式,如亞利桑那大學(xué)、羅切斯特大學(xué)以及加州大學(xué)等,仔細(xì)研究了它們關(guān)于光學(xué)工程學(xué)科的課程設(shè)置、教學(xué)大綱和教學(xué)課件。結(jié)合作者在教學(xué)中的實(shí)際...  

    摘　要:簡(jiǎn)要地論述了目前國(guó)內(nèi)光學(xué)工程教學(xué)現(xiàn)狀,分析了在光學(xué)工程教學(xué)與科研領(lǐng)域中處于一流地位的多所美國(guó)大學(xué)的教學(xué)方式,如亞利桑那大學(xué)、羅切斯特大學(xué)以及加州大學(xué)等,仔細(xì)研究了它們關(guān)于光學(xué)工程學(xué)科的課程設(shè)置、教學(xué)大綱和教學(xué)課件。結(jié)合作者在教學(xué)中的實(shí)際體會(huì),對(duì)國(guó)內(nèi)的光學(xué)工程學(xué)科的大學(xué)教學(xué)提出了幾點(diǎn)建議,即師生共享教學(xué)大綱,注重實(shí)驗(yàn)與工程,豐富網(wǎng)絡(luò)資源。

    關(guān)鍵詞:光學(xué)工程;課程設(shè)置;教學(xué)大綱;實(shí)驗(yàn);工程;網(wǎng)絡(luò)資源

    光學(xué)工程是國(guó)家一級(jí)學(xué)科,其理論基礎(chǔ)為光學(xué)、光電子學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、量子光學(xué)和非線性光學(xué)等。目前,光學(xué)工程已發(fā)展為以光學(xué)技術(shù)與信息科學(xué)為基礎(chǔ),與能源科學(xué)、材料、生命科學(xué)、精密機(jī)械與制造、計(jì)算機(jī)科學(xué)、醫(yī)學(xué)及微電子技術(shù)等緊密交叉和相互滲透學(xué)科。 近幾年來(lái),光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,對(duì)光學(xué)工程專業(yè)的人才需求增加。為了適應(yīng)時(shí)代的需求,許多高校紛紛設(shè)立與光學(xué)工程有關(guān)的院系,如國(guó)防科技大學(xué)的光電科學(xué)與工程學(xué)院、重慶大學(xué)的光電工程學(xué)院、電子科技大學(xué)的光電信息學(xué)院、天津大學(xué)的精密儀器與光電子學(xué)院等。

    有的院校雖然沒(méi)有單獨(dú)設(shè)立院系,但都開設(shè)了相應(yīng)的專業(yè)方向,如北京理工大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院光電工程系、上海交通大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)等。 雖然光學(xué)工程已經(jīng)引起國(guó)人的重視,但它畢竟是一門新興的學(xué)科,如何辦好該學(xué)科,以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求,高質(zhì)量地培養(yǎng)光學(xué)工程人才是許多高校乃至整個(gè)國(guó)家需要解決的課題。社會(huì)的發(fā)展對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn),要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)在和未來(lái)社會(huì)的高素質(zhì)復(fù)合人才就必須創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,本科是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。本文對(duì)眾多美國(guó)知名大學(xué)的教學(xué)方式進(jìn)行了研究,并對(duì)在光學(xué)工程教學(xué)與科研領(lǐng)域中處于一流地位的亞利桑那大學(xué)(University of Arizona)[1]、羅切斯特大學(xué)(University of Rochester)[2]以及加州大學(xué)(University of California)[3]等大學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、課程設(shè)置、教學(xué)大綱和教學(xué)課件進(jìn)行了分析,結(jié)合目前國(guó)內(nèi)教學(xué)的實(shí)際情況以及作者在多年教學(xué)中的切身感受,對(duì)國(guó)內(nèi)光學(xué)工程學(xué)科的大學(xué)教育提出了幾點(diǎn)建議。

    教學(xué)大綱是按照教學(xué)計(jì)劃中關(guān)于各學(xué)科的教學(xué)目的和任務(wù),根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、知識(shí)水平以及發(fā)展學(xué)生智力的需要,以綱要的形式,具體規(guī)定每門學(xué)科的教材范圍、深度、體系和結(jié)構(gòu)、教學(xué)時(shí)間以及教學(xué)法上的具體要求。最近改名為課程標(biāo)準(zhǔn),它是在上述要求的基礎(chǔ)上增加了過(guò)程與方法、情感態(tài)價(jià)值觀等方面的內(nèi)容。 在國(guó)內(nèi),教學(xué)大綱一般由教學(xué)管理部門或任課老師制定, 在課程的第一次課,多數(shù)教師會(huì)將大綱的主要內(nèi)容告知學(xué)生。學(xué)生很少參與大綱的制定,只是被動(dòng)地接收受已經(jīng)制定好的內(nèi)容。

    在美國(guó),絕大多數(shù)大學(xué)都要求教師和他們的學(xué)生共享教學(xué)大綱。老師的第一次課并不講授具體的知識(shí),而是把教學(xué)大綱發(fā)給學(xué)生,和學(xué)生一起討論教學(xué)大綱,以達(dá)成某種共識(shí)。 教學(xué)大綱更合理。“教學(xué)”是由教師的“教”和學(xué)生的 “學(xué)”所組成的雙邊活動(dòng)。如果教學(xué)大綱只是由“教”這一邊來(lái)制定,由于對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況了解不夠深入,它可能符合老師 “教”的要求,而非常不利于學(xué)生的“學(xué)”。如課程中的一些背景知識(shí),老師在制定大綱的時(shí)候認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)掌握,但學(xué)生并沒(méi)有掌握,這樣就會(huì)導(dǎo)致知識(shí)的斷點(diǎn);相反,則可能會(huì)出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)重復(fù)。

    這種情況在我們的教學(xué)中是很難完全避免的。如果老師在正式上課之前,將教學(xué)大綱拿到課堂上與學(xué)生一起討論,聽取學(xué)生意見,合理地采納學(xué)生的一些建議,可以使所制定的教學(xué)大綱不僅適合教師的“教”,而且還適合學(xué)生的 “學(xué)”。 為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供指南。通過(guò)對(duì)教學(xué)大綱的學(xué)習(xí)與討論,學(xué)生可以很好地把握這門課程所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,從而作出選修與否的決定。

    在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生可以不時(shí)地拿出課程大綱,對(duì)照自己的學(xué)習(xí)情況確定是否達(dá)到課程大綱的要求。另外由于學(xué)生很好地掌握了每次課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,根據(jù)自己的實(shí)際情況做出是否要提前預(yù)習(xí),會(huì)使整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程更輕松,學(xué)習(xí)更具有系統(tǒng)性和條理性。 約束教師的教學(xué)。教學(xué)大綱是教師和學(xué)生共同制定的,這就相當(dāng)于教師和學(xué)生之間的一種契約,在教師要求學(xué)生 “學(xué)”的同時(shí)對(duì)教師的“教”也提出了要求。教師在教的過(guò)程這必須嚴(yán)格地按照教學(xué)大綱來(lái)進(jìn)行,不能隨意地增加、刪減內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)次更改教學(xué)時(shí)間,不能不公正地評(píng)定學(xué)生的成績(jī)等。這在一定程度上可以約束教師的行為,提高教師的素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量。 “光學(xué)工程”是一門年輕的學(xué)科,許多課程的教學(xué)大綱還處于制定和完善狀態(tài)。

    讓學(xué)生參與到大綱的制定中,使我們的大綱不僅適合教師的“教”,而且還有利于學(xué)生的“學(xué)”,為高質(zhì)量的“教學(xué)”打下基礎(chǔ)。 “光學(xué)工程”是一門工科學(xué)科,學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力對(duì)其將來(lái)的工作有很大影響。因此,學(xué)生在大學(xué)階段所受的實(shí)驗(yàn)和工程方面的教育就顯得尤為重要。事實(shí)上,在光學(xué)工程領(lǐng)域中處于一流地位的美國(guó)亞利桑那大學(xué)、羅切斯特大學(xué)等學(xué)校都是非常注重實(shí)驗(yàn)和工程的。

光學(xué)工程的應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵詞 光學(xué)超分辨；光儲(chǔ)存；作用

中圖分類號(hào)：TP333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0135-02

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們儲(chǔ)存信息的技術(shù)也在不斷的更新，從原始的紙張信息記錄形式發(fā)展到當(dāng)前最為先進(jìn)的光學(xué)超分辨技術(shù)。在近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及化，人們對(duì)于超高容量、密度、快速的信息儲(chǔ)存技術(shù)越來(lái)越向往。而光儲(chǔ)存技術(shù)是以光子為信息載體的一項(xiàng)優(yōu)秀技術(shù)，特別是近年來(lái)取得了許多重大突破，在市場(chǎng)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)前社會(huì)中信息儲(chǔ)存已經(jīng)無(wú)法離開以光盤為基礎(chǔ)的儲(chǔ)存器件，其對(duì)于活動(dòng)圖像以及數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存有著非常好的效果。而光學(xué)超分辨技術(shù)對(duì)于光儲(chǔ)存的發(fā)展有著引導(dǎo)作用，特別是儲(chǔ)存密度的提高更是關(guān)鍵。調(diào)制激光束載有信息，光盤儲(chǔ)存技術(shù)通過(guò)物鏡使其聚焦于光盤存儲(chǔ)介質(zhì)之上。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的兩項(xiàng)技術(shù)，光刻技術(shù)與工藝超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)都是將近場(chǎng)光儲(chǔ)存技術(shù)與超分辨光盤技術(shù)結(jié)合起來(lái)的新技術(shù)，對(duì)于新興儲(chǔ)存中的許多問(wèn)題都可以進(jìn)行有效解決。

1 光學(xué)超分辨近場(chǎng)技術(shù)及其應(yīng)用

1.1 光學(xué)超分辨進(jìn)場(chǎng)技術(shù)概述

基于傳統(tǒng)的超分辨光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，綜合近場(chǎng)光存儲(chǔ)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的Super-RENS技術(shù)，是于上世紀(jì)九十年代初中通過(guò)磁致超分辨技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其讀出是通過(guò)熱虹食原理來(lái)進(jìn)行的。一般來(lái)說(shuō)具有兩層工作薄膜，其中一層用來(lái)記錄，而另一層是用來(lái)作為掩膜層，光盤處于高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，激光就會(huì)照射到其上面，進(jìn)而對(duì)于光束進(jìn)行讀取，并且存在著一個(gè)光束與照射前高溫區(qū)的重疊，因?yàn)樵撝丿B會(huì)引發(fā)熱虹食的效應(yīng)，對(duì)于光斑通過(guò)一個(gè)類似于光孔來(lái)有效的減少，對(duì)于信號(hào)有效的加以讀取。

通過(guò)一定孔徑的光束會(huì)發(fā)生散射，但是進(jìn)場(chǎng)光在這種局限條件下實(shí)現(xiàn)突破，在孔的后面一定范圍內(nèi)，根據(jù)小孔的尺寸來(lái)限制光束的束寬，而波長(zhǎng)的大小對(duì)其不會(huì)產(chǎn)生太大的印象，因此超過(guò)衍射極限的超精細(xì)結(jié)構(gòu)也就可以有效的加以讀取。該技術(shù)之所以能夠突破衍射極限，取得更大的優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)合了兩項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)，并且在此基礎(chǔ)上發(fā)揮自身的特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)該技術(shù)有多層膜系，而在近場(chǎng)范圍內(nèi)設(shè)置掩膜層與記錄層。掩膜層介質(zhì)在激光的照射下能夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)，其微區(qū)光場(chǎng)可以有效的形成，或者為中心型或者為孔徑型。在該技術(shù)下實(shí)現(xiàn)超分辨的技術(shù)基礎(chǔ)在于掩膜在激光的作用下，能夠快速的產(chǎn)生光學(xué)性質(zhì)的變化。

1.2 光學(xué)超分辨近場(chǎng)技術(shù)在光儲(chǔ)存中的應(yīng)用

由幾個(gè)科學(xué)家率先提出的光學(xué)超分辨近場(chǎng)技術(shù)，在超高密度光儲(chǔ)存中進(jìn)行應(yīng)用。其掩膜層是采用Sb型的，在記錄膜上可以實(shí)現(xiàn)一定的記錄點(diǎn)。在發(fā)展過(guò)程中有其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了介電保護(hù)層的不同對(duì)于超分辨性能有著不同的影響。介電保護(hù)層由于Sb薄膜的熔化而受到一定的壓力，對(duì)于信噪比有很大的提升，對(duì)于介電保護(hù)層有很大的提升作用。Sb型掩膜的特點(diǎn)是其晶態(tài)與非晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)變可以使得激光的透過(guò)率發(fā)生變化，進(jìn)而近場(chǎng)記錄得以實(shí)現(xiàn)。一旦有激光照射后，激光束能量具備了高斯分布，Sb膜的光斑中央?yún)^(qū)域可以從晶態(tài)向熔化裝狀態(tài)轉(zhuǎn)變，針對(duì)入射光，熔化狀態(tài)的Sb有著較高的透過(guò)率，因此也就類似于在晶體狀態(tài)下的掩膜中設(shè)置一個(gè)光斑直徑的小孔，記錄層與Sb膜層之間的厚度與近場(chǎng)光傳播距離相比較小，也正因?yàn)檫@樣，Sb掩膜層中小孔的投影與到達(dá)記錄層的光束相類似，一旦移去激光束，熔化狀態(tài)的Sb就會(huì)迅速的變成結(jié)晶狀，也就是實(shí)現(xiàn)了整個(gè)近場(chǎng)記錄的過(guò)程。

如果記錄點(diǎn)的大小保持在一定范圍內(nèi)，而膜層也處于固定狀態(tài)下，SiN/Sb/Sin膜層可以使得系統(tǒng)的信噪比達(dá)到最優(yōu)化，其厚度為一定值。對(duì)于介電保護(hù)層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使得介電層間的壓力處于最優(yōu)狀態(tài)，對(duì)于信噪比可以很大程度的提高。

2 光學(xué)超分辨技術(shù)在光學(xué)頭中的具體體現(xiàn)

從光學(xué)超分辨的各種實(shí)現(xiàn)途徑可知，其具有自身的優(yōu)劣勢(shì)?；诂F(xiàn)實(shí)中各因素的考慮，一般采用光瞳濾波器的光學(xué)變跡術(shù)。作為光盤驅(qū)動(dòng)器的重要元件，在保證物鏡的波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑的前提下，在光學(xué)頭中運(yùn)用超分辨技術(shù)可減少光斑的讀出，同時(shí)在衍射極限上取得突破。這種光學(xué)頭一般被稱為超分辨光學(xué)頭。在DVD光學(xué)頭中加入光瞳濾波器可獲得超分辨光學(xué)頭，通過(guò)這種方式獲得的超分辨光學(xué)頭能夠獲得高于常規(guī)光盤存儲(chǔ)器的儲(chǔ)存容量。

光學(xué)超分辨系統(tǒng)屬于比例分辨率放大系統(tǒng)中的一種，光瞳濾波器的超分辨增益是影響整個(gè)光學(xué)超分辨系統(tǒng)分辨率的決定性因素。而能夠影響超分辨增益的只有光瞳本身的設(shè)計(jì)，跟其他因素?zé)o關(guān)。基于此，在諸如DVD、BD、HD、CD等系統(tǒng)中都可以運(yùn)用光學(xué)超分辨技術(shù)，從而提高DVD、BD、HD、CD等的分辨率。從這一點(diǎn)上看，光學(xué)超分辨率具有很大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

2.1 超分辨光學(xué)頭系統(tǒng)機(jī)構(gòu)分析

以一個(gè)帶有超分辨原件的典型光學(xué)頭進(jìn)行分析。通常情況下，要使從激光器發(fā)射出來(lái)的激光能夠準(zhǔn)直，需要通過(guò)準(zhǔn)直鏡來(lái)達(dá)到這一目的，然后準(zhǔn)直的激光通過(guò)超分辨光瞳，在光盤表面上會(huì)有一個(gè)壓縮焦斑的形成。跟大眾的DVD光學(xué)頭進(jìn)行比較之后，不難發(fā)現(xiàn)其在結(jié)構(gòu)上跟DVD光學(xué)頭的最大差別即是在超分辨原件上。對(duì)于老式的光學(xué)頭來(lái)講，在其上面再添加一個(gè)超分辨光瞳就能夠變?yōu)楝F(xiàn)今的超分辨光學(xué)頭。

2.2 超分辨元件的結(jié)構(gòu)和行為

對(duì)于三段式相移光瞳來(lái)講，通過(guò)相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和透過(guò)率的設(shè)計(jì)，就能夠調(diào)制中央主瓣的大小，從而實(shí)現(xiàn)超分辨的效果。通常情況下，光瞳的超分辨行為可以通過(guò)半寬比、旁瓣強(qiáng)度比和斯特列爾比來(lái)進(jìn)行定量分析和描述。拿斯特列爾來(lái)說(shuō)，其表示的是焦點(diǎn)強(qiáng)度和其相應(yīng)的未整形光束的強(qiáng)度之間的比值。

3 結(jié)束語(yǔ)

信息技術(shù)時(shí)代對(duì)于信息儲(chǔ)存技術(shù)的要求也越來(lái)越高，而光儲(chǔ)存是一種較為先進(jìn)的信息儲(chǔ)存技術(shù)。光儲(chǔ)存領(lǐng)域不斷發(fā)展的過(guò)程中，受到儲(chǔ)存密度的影響較大，通過(guò)光學(xué)超分辨技術(shù)的應(yīng)用，特別是光學(xué)超分辨近場(chǎng)技術(shù)對(duì)于光儲(chǔ)存技術(shù)的提高有著重要作用。光儲(chǔ)存技術(shù)以光子為信息載體，突破了傳統(tǒng)的儲(chǔ)存技術(shù)，充分發(fā)揮自身的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)成為社會(huì)中不可或缺的信息載體，對(duì)于數(shù)據(jù)以及影響活動(dòng)都有著重要作用。文章對(duì)于超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)以及光學(xué)超分辨技術(shù)在光學(xué)頭中的應(yīng)用進(jìn)行探討，特別是就如何提高儲(chǔ)存密度進(jìn)行分析，對(duì)于超分辨掩膜的功能進(jìn)行分析，其產(chǎn)生的微小光場(chǎng)以及介質(zhì)層的功能對(duì)于實(shí)現(xiàn)光子納米儲(chǔ)存技術(shù)都有著重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]呂志堅(jiān)，陸敬澤，吳雅瓊，陳良怡.幾種超分辨率熒光顯微技術(shù)的原理和近期進(jìn)展[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展，2009（12）.

[2]于前洋，曲宏松.實(shí)現(xiàn)同步軌道（GEO）高分辨力對(duì)地觀測(cè)的技術(shù)途徑（下）[J].中國(guó)光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)，2009（01）.

[3]喬彥峰，劉坤，段相永.光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國(guó)光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)，2009（03）.

作者簡(jiǎn)介

陳成杰（1992-），女，山東德州人，本科在讀，研究方向：光學(xué)工程。

光學(xué)工程的應(yīng)用范文第4篇

科交叉的邊緣科學(xué)，它是用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法，研究新材料、新技術(shù)、新

儀器設(shè)備 ，用于防病、治病、保護(hù)人民健康，提高醫(yī)學(xué)水平的一門新興學(xué)科。

生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)際上做為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn)，始于20世紀(jì)50年代，特別是隨著宇

航技術(shù)的進(jìn)步 、人類實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來(lái)，生物醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。在我

國(guó)，生物醫(yī)學(xué)工程做為一 個(gè)專門學(xué)科起步于20世紀(jì)70年代，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中

國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長(zhǎng)、我國(guó)著名 的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)

科最早的倡導(dǎo)者。1977年中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生物 醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的創(chuàng)建、1980年中

國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)的成立，有力地推進(jìn)了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工 程的發(fā)展。目前，我

國(guó)許多高?？蒲袉挝痪O(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu)，從事著生物醫(yī)學(xué)的科研 教學(xué)工作

，在我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

顯微鏡的發(fā)明　“解剖”一詞由希臘語(yǔ)“Anatomia”轉(zhuǎn)譯而來(lái)，其意思是用

刀剖割，肉眼觀察研究人體結(jié)構(gòu)。17世紀(jì)Lee Wenhock發(fā)明了光學(xué)顯微鏡，推動(dòng)了

解剖學(xué)向 微觀層次發(fā)展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進(jìn)

一步觀察研究其細(xì)胞 形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。隨著光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相繼誕

生了細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞病理 學(xué)，從而將醫(yī)學(xué)研究提高到細(xì)胞形態(tài)學(xué)水平。

普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力只能達(dá)到微米(μm)級(jí)水平，難以分辨病毒及細(xì)胞

的超微細(xì)結(jié)構(gòu) 、核結(jié)構(gòu)、DNA等大分子結(jié)構(gòu)。而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡，

使人們能觀察到納米(nm )級(jí)的微小個(gè)體，研究細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡和電

子顯微鏡的發(fā)明都是醫(yī)學(xué)工程研究 的成果，它們對(duì)推動(dòng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了重要作用

。

影像學(xué)診斷飛躍進(jìn)步　影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要發(fā)展最快的領(lǐng)域

之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法，而今天由于X線CT技

術(shù)的出現(xiàn) 和應(yīng)用，使影像學(xué)診斷水平發(fā)生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水

平。即計(jì)算機(jī)體斷層 攝影(computed tomography CT)，即是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理人

體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫(yī)生的信息量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通X線照片觀

察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經(jīng)問(wèn)世，能快速掃描

和重建圖像，在臨床應(yīng)用中取代了多數(shù)傳統(tǒng)的CT， 提高了診斷準(zhǔn)確率［1］。醫(yī)學(xué)

工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc

e)原理。研制成功了核磁共振計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(MRI)，它不僅 可分辨病理解剖

結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化，還能做到早期識(shí)別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾 病在

早期價(jià)段的改變，有利于臨床早期診斷?？梢哉J(rèn)為MRI工程的進(jìn)步，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診

斷學(xué) 向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展，向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)MRI、MRA、FM

RI、MRS發(fā)展。 根據(jù)核醫(yī)學(xué)示蹤，利用正電子發(fā)射核素(18F，11C，13N)的原理，

創(chuàng)造 的正電子發(fā)射體層攝影(PET)，是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。美國(guó)新聞媒體

把PET列為十大 醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的榜首。PET問(wèn)世不過(guò)30年歷史，但它已顯示出對(duì)腫

瘤學(xué)、心臟病學(xué)、神經(jīng)病 學(xué)、器官移植，新藥開發(fā)等研究領(lǐng)域的重要價(jià)值［2］。

影像學(xué)診斷水平的不斷提高 ，與20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

介入醫(yī)學(xué)問(wèn)世　介入醫(yī)學(xué)是一種微創(chuàng)傷的診療技術(shù)。Dotter和Judkin(1964 年

)是最早使用介入技術(shù)治療疾病的創(chuàng)始人，他們用導(dǎo)管對(duì)下肢動(dòng)脈阻塞性病變進(jìn)行

擴(kuò)張治 療取得成功。1967年Margulis首先使用過(guò)介入放射學(xué)(Interventional Ra

diology)，這是醫(yī) 學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載。1977年 Gruenzing成功

地進(jìn)行了首例冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò) 張術(shù)獲得成功以后，介入性診療技術(shù)由于其創(chuàng)傷小

、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎 。20世紀(jì)80年代隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)

展，高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造 影(DSA)、射頻消融技術(shù)以及轉(zhuǎn)貼于

高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相 繼問(wèn)世，使介入性

診療技術(shù)發(fā)生了飛速進(jìn)步，臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從心血管、腦血管、 非血管

管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應(yīng)證，并使診療效果明顯提高

，患者可減免許多大手術(shù)之苦。有人把介入診療技術(shù)視 為與藥物診療、手術(shù)診療

并列的臨床三大診療技術(shù)之一，也有人把介入診療技術(shù)稱之為20世 紀(jì)發(fā)展起來(lái)的

臨床醫(yī)學(xué)新領(lǐng)域--介入醫(yī)學(xué)［3，4］。

人工器官的應(yīng)用　當(dāng)人體器官因病傷已不能用常規(guī)方法救治時(shí)，現(xiàn)代臨床醫(yī)

療技術(shù)有可能使用一種人工制造的裝置來(lái)替代病損器官或補(bǔ)償其生理功能，人們

稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀(jì)50年代以前，風(fēng)濕性心臟

瓣膜病的治療，除了應(yīng) 用抗風(fēng)濕藥物、強(qiáng)心藥物對(duì)癥治療外，對(duì)病損的瓣膜很難

修復(fù)改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應(yīng)用人工心肺機(jī)體外循環(huán)技

術(shù)，在心臟停跳狀態(tài)下切開心臟，進(jìn)行更換人 工瓣膜或進(jìn)行房、室間隔缺損的修

補(bǔ)，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復(fù)健康。心外科 之所以能達(dá)到今天這樣

的水平，主要是由于人工心肺機(jī)的問(wèn)世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材

料、新技術(shù)的結(jié)果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術(shù)已挽救了大量腎病

晚期患者的生 命，腎病治療學(xué)也因此有了很大進(jìn)步。

現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程中人工器官的發(fā)展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關(guān)

節(jié)、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應(yīng)用，使千千

萬(wàn)萬(wàn)的患者恢復(fù)了健康。 可以說(shuō)，人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外，

其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。

此外，放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程

醫(yī)療技術(shù)等先 進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)和儀器設(shè)備都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程研究開發(fā)的成果，綜上

可見，20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工 程的發(fā)展，顯著提高了醫(yī)學(xué)診斷和治療水平，有力地推

動(dòng)著醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步。

21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程展望　縱觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的 歷史，從倫琴發(fā)現(xiàn)

X線到今天X射線診療技術(shù)的發(fā)展，從朗茲萬(wàn)發(fā)現(xiàn)超聲波到今天B超診斷的 廣泛應(yīng)用

，從布洛赫和伯塞爾發(fā)現(xiàn)核磁共振到今天MRI的問(wèn)世，從赫斯費(fèi)爾德發(fā)明CT到今天

C T成像系統(tǒng)的應(yīng)用，都是以物理學(xué)工程技術(shù)為基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)需求為前提發(fā)展起來(lái)的

醫(yī)學(xué)新技術(shù) 。循著20世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的軌跡，我們有理由預(yù)測(cè)21世紀(jì)新的醫(yī)學(xué)診療

技術(shù)可能在以下10個(gè)方 面有重大突破和創(chuàng)新：

(1)各種診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向計(jì)算機(jī)化、智能化，遠(yuǎn)程醫(yī)療信 息網(wǎng)絡(luò)化，

診療用機(jī)器人將被廣泛應(yīng)用。［6］

(2)介入性微創(chuàng)，無(wú)創(chuàng)診療技術(shù)在臨床醫(yī)療中占有越來(lái)越重要的地位。激光技

術(shù)，納米技術(shù) 和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。

(3)醫(yī)療實(shí)踐發(fā)現(xiàn)單一形態(tài)影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著

PET的問(wèn)世和應(yīng) 用，形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測(cè)系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑

型心血管、腦血管影像診 查系統(tǒng)將在21世紀(jì)問(wèn)世。

(4)生物材料和組織工程將有較大發(fā)展，生物機(jī)械結(jié)合型、生物型人工器官將

有新突破，人 工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。

(5)材料和藥物相結(jié)合的新型給藥技術(shù)和裝置將有很大發(fā)展，植入型藥物長(zhǎng)效

緩釋材料，藥 物貼覆透入材料，促上皮、組織生長(zhǎng)可降解材料，可逆抗生育絕育

材料、生物止血材料將有 新突破。

(6)未來(lái)醫(yī)療將由治療型為主向預(yù)防保健型醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。為此，用于社區(qū)、

家庭、個(gè)人醫(yī) 療保健診療儀器，康復(fù)保健裝置，以及微型健康自我監(jiān)測(cè)醫(yī)療器械

和用品將有廣泛需求和應(yīng) 用。

(7)除繼續(xù)努力加強(qiáng)生物源性疾病防治外，對(duì)精神、心理、社會(huì)源性疾病的防

治診療技術(shù)和 相應(yīng)儀器設(shè)備的研制受到越來(lái)越多的重視與開發(fā)，研制精神分析、

心理安撫、生物反饋型診 療技術(shù)和設(shè)備將是生物醫(yī)學(xué)工程的新起點(diǎn)。

(8)創(chuàng)傷是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型創(chuàng)傷防護(hù)裝置、生命急救

系統(tǒng)是未來(lái)生 物醫(yī)學(xué)工程的重要課題。

(9)即將迎來(lái)的21世紀(jì)是分子生物學(xué)時(shí)代，有關(guān)分子生物學(xué)的診療新技術(shù)將快

速發(fā)展，遺傳 、疾病基因診療技術(shù)，生物技術(shù)和微電子技術(shù)相結(jié)合的DNA芯片、雪

白芯片和診療系統(tǒng)將被 廣泛應(yīng)用。

(10)空氣污染、環(huán)境污染嚴(yán)重危害著人類健康，研究和開發(fā)勞動(dòng)保護(hù)、家庭保

健、個(gè)人防護(hù) 用的人工氣候微環(huán)境是未來(lái)不能忽視的問(wèn)題。

1997年我國(guó)了關(guān)于衛(wèi)生工作改革與發(fā)展的決定，提出了奮斗目標(biāo)：“到2

000年，基本實(shí) 現(xiàn)人人享有初級(jí)衛(wèi)生保健”，到2010年國(guó)民健康的主要指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)

發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到或接近世界 中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，在欠發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到發(fā)展中國(guó)家的先

進(jìn)水平。1999年國(guó)家科技部召開了“ 發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)戰(zhàn)略研討會(huì)”，國(guó)家

工程院開展了有關(guān)發(fā)展我國(guó)醫(yī)療器械工業(yè)戰(zhàn)略研 究等，對(duì)推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)

發(fā)展、落實(shí)創(chuàng)新工程戰(zhàn)略布置起著重要作用。20世紀(jì)人類與 疾病做斗爭(zhēng)，在醫(yī)學(xué)

診療技術(shù)上取得了重大成就；但面向21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn)，我們要?jiǎng)訂T起 來(lái)，調(diào)整

政策，制定規(guī)劃，改革醫(yī)學(xué)研究教學(xué)的舊模式，發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)多學(xué)科交叉合作的優(yōu)

勢(shì)，創(chuàng)建全新的生物醫(yī)學(xué)，為人民造福。

參考文獻(xiàn)

［1］Ge Wang Micheal WV. Preliminary study on helical CT algorithms for

pati ent motion estimation and compensation .IEEE Trans. Medical Imagi

ng，1995，14(2) ：205

［2］Minn H， Lapela M， Klemi PJ et al. Predication of surviva l with fl

uorin-18-fluoro deoxyglucose and PET in head and neck caner. J Nucl M e

d， 1997，38：1907

［3］Scheinman MM. Catheter Ablation. Circulation， 1991， 83：1489 -1498

［4］楊于彬，生物醫(yī)學(xué)工程與介入性診療技術(shù)，世界醫(yī)療器械，1997，3(9 )：5

0-52

［5］Katircioglu F ， Yamak B，Battalogla B， et al .Long term re sults of

mitral valve replacement with preservation of the posterior leaflet. J

Heart Valve Dis， 1996，5(3)：302

光學(xué)工程的應(yīng)用范文第5篇

    目前國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛的鈥激光有POWERSUITE系列,結(jié)構(gòu)上主要包括激光光路、冷卻系統(tǒng)、脈沖高壓控制電路、主控制及電源電路等。該系列鈥激光由1~4組激光器組成,具體數(shù)量由激光輸出功率決定。每組激光器包含1根激光棒,每根激光棒額定輸出功率為30W。任意1組激光器出現(xiàn)故障,其他激光器會(huì)代償工作,這種方式能提高機(jī)器的效率,降低故障發(fā)生對(duì)使用的影響。發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)能量穩(wěn)定器、全反射鏡,使能量得到穩(wěn)定,再經(jīng)過(guò)光纖保護(hù)鏡、光纖作用于病灶組織。醫(yī)學(xué)裝備投入臨床使用后,由于臨床環(huán)境問(wèn)題、使用或使用者錯(cuò)誤、設(shè)備自身性能退化、維護(hù)保養(yǎng)欠缺等因素,都可能導(dǎo)致醫(yī)學(xué)裝備故障的發(fā)生。醫(yī)學(xué)裝備發(fā)生故障后,造成意外停機(jī)損失、影響正常的醫(yī)療工作、高額的維修費(fèi)用及對(duì)醫(yī)護(hù)人員和患者造成傷害,因此故障也成為醫(yī)學(xué)裝備風(fēng)險(xiǎn)的表現(xiàn)形式之一。經(jīng)調(diào)查,我國(guó)中部某省醫(yī)療機(jī)構(gòu)共有鈥激光50臺(tái),其中POWERSUITE60W鈥激光占有率為80%。該系列鈥激光故障主要集中在光路、脈沖高壓控制兩大部分,其中光路故障率最高,約占60%,高壓控制電路故障率約占20%,其他故障率共占20%。鈥激光使用了大量的光學(xué)鏡片,激光能量能否線性傳輸,主要取決于這些鏡片和光纖的使用狀況、透射及全反射效率。常見的光路故障表現(xiàn)為某些光學(xué)鏡片表面鍍層損壞,光纖端面損壞導(dǎo)致激光能量輸出功率降低,不能滿足手術(shù)要求。另外,光纖端面出現(xiàn)黑點(diǎn)、切割不平整、保護(hù)鏡損壞都將導(dǎo)致光纖及泌尿內(nèi)窺鏡的損壞。該電路主要控制各組激光器氙燈或氪燈的高壓供給,并且保證高壓輸出電路能夠穩(wěn)定輸出+800V高壓。從電路的結(jié)構(gòu)特性分析,可知脈沖高壓控制電路也是鈥激光發(fā)生故障頻率較高的部分激光器在工作過(guò)程中,諧振腔內(nèi)部泵輔源和工作物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,冷卻循環(huán)系統(tǒng)主要是對(duì)激光器進(jìn)行降溫,保持激光能量輸出穩(wěn)定,防止激光棒過(guò)熱而炸裂。當(dāng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)中水質(zhì)電阻<500kΩ,系統(tǒng)自檢時(shí)報(bào)錯(cuò)。正常情況下,如果水循環(huán)濾芯、電導(dǎo)過(guò)濾器和蒸餾水定期更換,進(jìn)入激光器的水質(zhì)電阻將達(dá)到3000kΩ以上,這也可以避免高壓放電的危險(xiǎn)。了故障風(fēng)險(xiǎn)外,鈥激光在臨床應(yīng)用過(guò)程中可能發(fā)生的意外損壞和傷害。這類風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為潛在的故障、誤操作所引起的不良事件,在此稱為鈥激光臨床應(yīng)用的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

    2風(fēng)險(xiǎn)控制措施

    鈥激光機(jī)房(手術(shù)室)要求保證工作環(huán)境溫度為(24±2)℃,濕度保持在40%~60%,電源要求為30A/220VAC/50Hz的單相交流電;室溫過(guò)高會(huì)直接影響鈥激光冷卻系統(tǒng)的冷卻效率,導(dǎo)致激光能量輸出衰減;室溫過(guò)低或潮濕易導(dǎo)致光學(xué)元件的表面凝結(jié)水珠,影響或損壞光學(xué)元件。因此,機(jī)房設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)按照潔凈手術(shù)室標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),用以保證鈥激光環(huán)境要求,或安裝相應(yīng)配套設(shè)備(如專用空調(diào)、除濕器等)來(lái)代替。使用前,醫(yī)工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)可以預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,并根據(jù)設(shè)備操作說(shuō)明書的內(nèi)容制定操作規(guī)程。操作規(guī)程的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括規(guī)范化的操作步驟、注意事項(xiàng)、安全風(fēng)險(xiǎn)及操作禁忌等。操作規(guī)程應(yīng)當(dāng)按要求張貼或懸掛于鈥激光機(jī)殼上,并進(jìn)行存檔和備案。加強(qiáng)使用人員的操作培訓(xùn)是降低醫(yī)學(xué)裝備使用風(fēng)險(xiǎn)的有力措施。醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)工程部門應(yīng)當(dāng)組織實(shí)施醫(yī)學(xué)裝備的臨床使用操作培訓(xùn),制定詳細(xì)且合理的培訓(xùn)計(jì)劃并認(rèn)真落實(shí)。購(gòu)置時(shí),拒絕引進(jìn)無(wú)法提供培訓(xùn)服務(wù)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。經(jīng)培訓(xùn)合格者才具有操作資格;已獲取操作資格,但連續(xù)滿一年未操作設(shè)備的使用人員再次操作設(shè)備時(shí),應(yīng)當(dāng)重新培訓(xùn)獲取資格。臨床醫(yī)學(xué)工程部門應(yīng)定期檢查使用人員操作設(shè)備情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)培訓(xùn)和整改。ISO14971標(biāo)準(zhǔn)指出,預(yù)防性維護(hù)周期可以通過(guò)醫(yī)學(xué)裝備的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算。鈥激光的預(yù)防性維護(hù)周期和頻率計(jì)算公式見式(1)和式(2),根據(jù)鈥激光的風(fēng)險(xiǎn)值48分,可知鈥激光的初期預(yù)防性維護(hù)頻率為3.2次/年,然而鈥激光實(shí)際的預(yù)防性維護(hù)周期需要根據(jù)每臺(tái)鈥激光實(shí)際累計(jì)使用時(shí)間和故障頻率進(jìn)行修正。初期預(yù)防性維護(hù)頻率=醫(yī)療設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分值/15(次/年)(1)初期預(yù)防性維護(hù)周期=180/醫(yī)療設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分值(月)。

    3科學(xué)合理地實(shí)施預(yù)防性維護(hù)

    (1)日常的功能檢查和維護(hù)。在醫(yī)工人員的指導(dǎo)下,由臨床使用人員完成對(duì)鈥激光表面的清潔,使用前后對(duì)光纖、光纖保護(hù)鏡的檢查,確認(rèn)處于完好狀態(tài)。

    (2)定期的維護(hù)保養(yǎng)。由醫(yī)工人員執(zhí)行,遵照每年3次左右的維護(hù)頻率進(jìn)行。具體內(nèi)容包括:

    ①光學(xué)系統(tǒng)的保養(yǎng):鈥激光的光學(xué)元件容易接觸空氣中的雜質(zhì)或水分而受到污染,污染物在鏡片表面上會(huì)從激光束中吸收能量,導(dǎo)致?lián)p壞光學(xué)鍍膜層甚至激光傳輸鏡片。光學(xué)元件具體的保養(yǎng),應(yīng)先應(yīng)用空氣球?qū)⒃砻娴母∥锎档?再用丙酮或甲醇對(duì)鏡片清潔;

    ②冷卻循環(huán)系統(tǒng)保養(yǎng):全面清潔冷卻系統(tǒng)并更換去離子過(guò)濾芯及雜質(zhì)過(guò)濾器、過(guò)濾網(wǎng)等,保證激光腔內(nèi)清潔,電光轉(zhuǎn)換效率最高;

    ③安全及控制系統(tǒng)的檢測(cè):鈥激光的安全系統(tǒng)是針對(duì)操作者和設(shè)備本身硬件的保護(hù)而設(shè)計(jì)的。保養(yǎng)時(shí),醫(yī)工人員可以通過(guò)Service模式進(jìn)行逐項(xiàng)檢查,避免造成人身傷害和設(shè)備自身的損害。

    (3)特殊檢測(cè)與校準(zhǔn)。特殊檢測(cè)與校準(zhǔn)主要包括對(duì)激光實(shí)際輸出能量檢測(cè)和光路校準(zhǔn),根據(jù)使用風(fēng)險(xiǎn)防范需要,可由廠家工程師配合完成。

    ①實(shí)際輸出能量的檢測(cè):采用激光能量表對(duì)激光器實(shí)際輸出能量進(jìn)行測(cè)量,以保證輸出能量安全可靠,避免能量偏低而導(dǎo)致治療效果不理想,或者能量過(guò)高而帶來(lái)不必要的損害甚至醫(yī)療糾紛;

    ②光路校準(zhǔn):醫(yī)用激光光路校準(zhǔn)過(guò)程比較復(fù)雜,主要是通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)全反射鏡片的角度,將每部分鏡片的發(fā)射光束會(huì)聚與鏡片正中行成圓形光斑,從而保證激光光束能量實(shí)際值與設(shè)置值相差不大,能量衰減小。