光学应用技术篇1

关键词：甲状腺疾病;化学发光免疫技术;应用;效果

甲状腺疾病为常见临床疾病，常通过检测患者甲状腺球蛋白进行诊断。传统检测方法为放射免疫技术、血凝法等，但检测效果不甚理想。化学发光免疫技术具有稳定性高、灵敏度高和操作方便等优点，标本用量较少，且标记物易得[1]。现搜集2013年7月―2014年7月我院接诊的甲状腺疾病45例、甲状腺肿瘤45例、甲亢45例患者，对其化学发光免疫技术的应用效果进行总结性分析，并将分析结果报告如下。

1资料和方法

1.1一般资料将2013年7月―2014年7月我院接诊的甲状腺疾病45例患者作为甲组，平均年龄是（29.32±10.25）岁，男患者和女患者分别是23例、22例;将甲状腺肿瘤45例患者作为乙组，平均年龄是（29.39±10.25）岁，男患者和女患者分别是24例、21例;将甲亢45例患者作为丙组，平均年龄是（29.48±10.22）岁，男患者和女患者分别是25例、20例;将同期正常体检人群45例作为丁组，平均年龄是（30.07±1.12）岁，男性和女性分别是22例、23例。甲组、乙组、丙组和丁组的一般临床资料相比，无明显差异，无统计学意义（P>0.05）。

1.2方法在受检者空腹情况下采3ml血，抗凝剂选择肝素钠，通过放射免疫技术对血浆甲状腺球蛋白进行检测;后选择化学发光免疫全自动分析仪检测。比较甲组、乙组、丙组和丁组假阴性、假阳性和检测浓度。对比不同检测方法的符合率、特异性及灵敏度。

1.3统计学分析对本文所得实验数据均采用SPSS13.0统计学软件进行检验，所得计量资料采用t检验，所得计数资料采用χ2检验，以P<0.05为有统计学意义。

2结果

2.1假阴性及假阳性结果与放射免疫技术相比，四组经化学发光免疫技术检测假阴性及假阳性率较低，有明显差异，有统计学意义（P<0.05）。四组检测结果比较情况见表一。

表一四组假阴性及假阳性结果对比

2.2甲状腺球蛋白检测浓度与放射免疫技术相比，经化学发光免疫技术检测的甲状腺球蛋白浓度较高，有明显差异，有统计学意义（P<0.05）。四组不同检测方法甲状腺球蛋白浓度比较情况见表二。

表二四组不同检测方法甲状腺球蛋白浓度对比

2.3符合率、特异性及灵敏度与放射免疫技术相比，四组化学发光免疫技术检测符合率、特异性及灵敏度较高，有明显差异，有统计学意义（P<0.05）。四组不同检测方法符合率、特异性及灵敏度比较情况见表三。

表三四组不同检测方法符合率、特异性及灵敏度对比

3讨论

放射免疫技术假阴性率及假阳性率较大，试剂有效期较短，且具有一定放射性，限制临床应用。该技术又分为发光反应和免疫反应，在抗原或抗体上标记化学发光剂，将其与待测标本抗体或抗原经特异性反应相互结合，产生复合物，通过磁场对结合态、游离态进行分离，加入发光底物或氧化剂，促使物质氧化，产生激发态中间体，跃迁至基态，发射光子，经发光强度检测进行定性检测和定量检测[2]。该技术主要适用于肿瘤标志物分析、心脏疾病标记物测定、激素分析等。甲状腺疾病患者的甲状腺功能主要依靠检测甲状腺球蛋白判断，因此，必须加强对患者甲状腺球蛋白的定量检测[3]。在本文研究中，对甲组、乙组、丙组和丁组分别进行放射免疫技术及化学发光免疫技术检测，结果显示，甲组经放射免疫假阴性率为8.89%，经化学发光免疫假阴性率为2.22%;乙组分别为11.11%、2.22%;丙组分别为6.67%、0%;丁组假阳性率分别是4.44%、2.22%，表明化学发光免疫技术可有效检测甲状腺疾病，假阴性率及假阳性率较低。甲组、乙组、丙组和丁组经不同方法检测甲状腺球蛋白，化学发光免疫技术检测浓度均高于放射免疫技术，表明化学发光免疫技术对有效检测甲状腺球蛋白具有重要作用。化学发光免疫技术检测符合率、特异性及灵敏度均高于放射免疫检测，表明化学发光免疫技术具有较高的检测特异性及灵敏度，符合率较高。

综上认为，化学发光免疫技术在临床上应用价值较大，能为临床诊断甲状腺疾病提供有力依据，应予以推广。

参考文献：

[1]李晓霞.化学发光免疫分析[J].延安大学学报（医学科学版）.2012，16（17）：50-51.

光学应用技术篇2

关键词：《光伏技术应用》信息化教学教学设计

近年来，随着信息技术的高速发展，以计算机和互联网为主的信息技术迅速渗透于社会的各个领域，尤其是教育领域。教育信息化是教育发展的一次深层次变革。信息技术突破了时空限制，突破了学习围墙，扩展了学习的手段与范围，使师生拥有了获取信息的平等地位，有助于构建师生积极互动的教育新模式。2012年9月，刘延东副总理在全国教育信息化工作电视电话会议上提出“信息技术的深度应用，迫切要求教与学的‘双重革命’，加快从以教为中心向以学为中心转变，从知识传授为主向能力培养为主转变，从课堂学习为主向多种学习方式转变。”

教育信息化的核心内容是信息化教学。为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2022年）》第十九章关于“加快教育信息化进程”的文件精神，自2010年起，教育部牵头举办全国职业院校信息化教学大赛。各职业院校组织校级比赛，并积极选送教师参加市级、省级、全国信息化教学大赛，形成“人人参赛、逐级竞赛”的大赛机制。大赛宗旨是为了推动职业教育教学改革创新，提高教师教育技术应用能力和信息化教学水平，促进信息技术在教育教学中的广泛应用。大赛项目主要包括：信息化教学设计比赛、信息化课堂教学比赛、信息化实训教学比赛。

笔者本人参加了2015年江苏省职业学校信息化教学大赛，具体赛项为信息化教学设计比赛（项目1）的专业课程一组（能源与新能源类），并获得省赛一等奖。本赛项重点考察教师充分合理运用信息技术、数字资源和信息化教学环境，突出教学重点，解决教学难点，系统优化教学过程，完成特定教学任务的能力。本文详细介绍了大赛作品――《光伏技术应用》课程的教学模块“太阳能路灯”的信息化教学设计，并浅谈了大赛对教师信息化教学能力发展的促进作用。

1教学分析

1.1教学内容

所用教材是中等职业教育改革创新示范教材《光伏技术应用》，由工业和信息化部电子行业职业技能鉴定指导中心、太阳能光伏产业校企合作职教联盟、开昂教育股份有限公司组织编写。“太阳能路灯”是第8章光伏技术应用实例的第二节内容，也是《光伏技术应用》课程的重要章节。为了让专业课更好地服务于岗位需求，根据《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》（国发[2014]19号）的要求“课程内容与职业标准对接”，教学中引进了企业项目：太阳能路灯设计。

1.2学情分析

授课对象是太阳能技术利用专业中职二年级的学生，他们对联系实际的知识感兴趣，伴随着信息时代成长，是信息技术的原居民，喜欢通过网络获取信息，喜欢借助各种平台沟通。这个班是校企合作冠名班，企业深度介入专业教学，学生的成绩将于其就业岗位挂钩。

1.3教学目标

根据人才培养方案，结合职业岗位需求，确立了三个维度的教学目标，知识目标是基础，能力目标是提升，情感目标是归宿，这三个维度的目标层层递进、相互渗透、融为一体。

（1）知识目标。掌握太阳能路灯的结构和原理。

（2）能力目标。学会太阳能路灯设计的思路，掌握太阳能路灯各构件的匹配。

（3）情感目标。形成低碳理念，培养团队意识。

1.4重点难点

（1）重点。太阳能路灯的结构和工作原理。

（2）难点。根据需求，选择合适的太阳能路灯构件。

2教学策略

教学策略是高效达成教学目标的指南。本次课以学情为基础、以信息化为手段、以项目完成为载体、以能力形成为根本，构建愿学、会学、乐学的信息化学习环境，真正还课堂给学生，实现做中学、学中做，提高教学有效性。具体为：

2.1通过校企合作项目，让学生感受太阳能路灯设计的真实性；

2.2通过网络学习平台、极域电子教室、视频会议系统等信息资源的有效利用，便于学生自主学习，拉近了学生、教师、企业之间的距离；

2.3通过Flash索引、Flash演示、Flash游戏，把知识由静态变为动态，符合学情分析，赋予知识新的生命。

3教学过程

教学过程是运用信息化手段，解决教学重难点，达成教学目标的实施过程。本次课分为课前准备、任务引入、任务探究、任务实施以及任务评价五个环节。

3.1课前准备

学案是学生学习的导航，一周前，教师将学案上传网络学习平台，学生登录平台下载学案，学案要求学生收集传统路灯存在的问题，了解太阳能路灯构件及原理，了解学习成绩评价体系等。

根据学情，为了提高学生的感性认识，教师带领学生，走访企业，让学生切实感受企业的设计、生产过程，了解产品结构、性能，为提高课堂教学效果奠定基础。

3.2任务引入

课堂上，为了迅速把学生调整到最佳求知状态，教师请各小组汇报传统路灯存在的问题，学生争先恐后用视频展示传统路灯存在着：维护成本高、能源消耗大、电缆易被盗、漏电等安全隐患，就在学生争论不休的时候，教师乘势抛出问题：能否让路灯规避上述不足呢？问题情境的创设，启发学生思考，让学生带着疑问和期待进入主题。

3.3任务探究

太阳能路灯是综合结构，首先要了解各个构件及其工作原理。学生登录平台查看Flash索引，从能量转换的主线出发，了解到太阳能路灯有四大主要构件：电池板、控制器，蓄电池、负载，其功能分别为：集能、控能、储能、耗能。这与太阳能路灯的工作原理一脉相承。

通过极域电子教室监控，教师了解到学生对电池板集能原理难以理解，如此薄片，怎样实现光能向电能的转换？教师引导学生查看平台上的Flash演示，Flas把复杂的半导体材料的电子特性，把光能转换为电能的神奇变化，表现得淋漓尽致，极大地调动了学生的学习兴趣。

网络学习平台的在线答题系统是教师及时了解学生学习情况的好帮手，结果统计：学生对太阳能路灯构件及原理的掌握达到了预期效果。此时，学生已经掌握了本次课的教学重点。

3.4任务实施

实践是检验真理的唯一标准，学生是否真正掌握了太阳能路灯的相关知识，需要通过实践的检验。学生登录平台，查阅校企合作任务书，详细了解客户需求。谋定而后动，设计目标是否正确、设计思路是否准确、设计步骤是否合理，是设计前必须确定的内容。首先，学生讨论交流，进行需求分析；其次，给设计步骤排序，如果出错，软件会提示，直到排出正确的设计流程。这样教会了学生如何分析问题，体现了职业教育与终身学习的对接。

选择合适的构件是设计中的难点，学生通过网络查询相关资料，确定太阳能电池板的功率、蓄电池的容量以及控制器的类型等。借助极域电子教室，教师远程监控学生的设计过程，将错误捕捉、汇总；学生可以将设计过程中遇到的问题，通过远程消息直接发送给教师机；完成设计的同学电子举手。取得理论数据后，学生通过光伏测试软件进行验证。

3.5任务评价

客观正确的评价有利于促进学生今后的学习，本次课的学习成绩由在线答题、设计思路、设计方案三部分组成，综合了主观和客观，结果和过程，学生自评互评、教师评价和企业评价。

信息化的评价手段，使教师及时了解每个学生掌握知识的情况，实现了信息反馈的快、细、准，便于教师宏观掌控教学进程；学生通过评价系统及时了解自己的学习状况，了解在班级中所处的位置，为今后更好地学指明了方向。

4教学效果

信息技术的应用，颠覆了传统教学，延伸了教与学的时间和空间，拓展了师生交流、生生交流、校企交流的疆域，使原本枯燥乏味的内容变得鲜活生动，激发了学生的学习兴趣，变被动学习为主动探究。

四个转变是信息技术优化教学的最好诠释：第一，师生、生生通过平台相互交流的多了；第二，学生通过平台向企业技术人员请教的多了；第三，根据家长反馈，学生课后主动学习的多了；更为突出的是，有利于孩子们实现由学生到从业人员的转变，真正体现了专业教学为岗位服务的宗旨。

5大赛促进教师信息化教学能力发展作用突出

5.1增强了参赛教师开展信息化教学的动机

在积极备赛的学习、研究和培训过程中，教师对信息化教学设计理论的认识不断提高和深化、信息技术应用能力不断增强、信息化教学水平不断提高，从而提高了开展信息化教学的诉求。

5.2提升了参赛教师的信息化教学水平

大赛促进了教师信息化教学水平和能力的提升，主要表现在：增强了信息化教学意识、提高了信息化教学设计能力、信息化教学主动性增强、开拓了视野、促进了教学设计的规范化。

5.3促进了参赛教师个人的持续发展

信息化教学大赛对于促进教师在教育教学过程中广泛应用信息技术的作用显著，参赛教师在经历了信息化教学大赛之后，信息技术应用的频次明显提升，持续发展势头强劲，主要表现在：继续推广应用大赛作品及成果、继续开展信息化教学作品的开发、参与开展信息化教学方面的课题或专项研究、拟定信息化教学方面的论文等。

5.4促进了参赛教师引领团队的持续发展

教师参加信息化教学大赛后，在自身得到快速发展的同时，也通过多种教研活动形式积极带动周边教师开展信息化教学，以点带面，引导、指导其他教师应用信息技术优化教育教学过程。参赛教师主要通过经验介绍、公开课形式、教学研讨等教研活动方式发挥带动作用。

6结束语

在信息技术迅猛发展的背景下，加快推进信息技术与职业教育的深度融合，有效利用信息化教学推动职业教育教学改革势在必行。职业院校的全体教师，应以大赛为契机，系统、深入、全面地研究教育信息化环境下职业教育教学改革的方向与趋势，特别是要探索网络教学辅助平台支持下的新型学习活动，研究和总结信息化环境下教与学的新模式。

参考文献：

[1]王晓玲.浅谈信息化教学设计的思考和实践[J].中国市场，2015，（7）：159-162.

光学应用技术篇3

关键词：半导体光刻技术；PSM技术；离子束曝光技术；极紫外光刻技术

中图分类号：TN305文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）06-0089-02

随着芯片集成度的提高，对光刻技术提出了越来越高的要求。在80年代，普遍认为光学光刻技术所能达到的极限分辨率为0.5，但是随着一些新技术的应用和发展，包括光源、成像透镜、光致抗蚀剂、分步扫描技术以及光刻分辨率增强技术（RET）的发展，使其光刻极限已推进到目前的0.1以下。尽管有人对光学光刻的潜力充满怀疑，但其仍以顽强的生命力，不断突破所谓的极限分辨率，是目前所采用的主流光刻技术。

一、推动光刻技术和设备发展的动力

经济利益是Si片直径由200mm向300mm转移的主要因素。300mm的Si片出片率是200mm的215倍。300mm工厂的投资为15～30亿美元，其中约75%的资金用于设备投资，因此用户要求设备能向下延伸3～4代。300mm片径是从180nm技术节点切入的，这就要求设备在150、130nm，甚至100nm仍可使用。

为了推进300mmSi片的大生产，设备厂商在几年前就着手解决这方面的问题。Canon于1995年着手300mm曝光机，推出了EX3L和I5L步进机，于1997～1998年提供日本半导体超前边缘技术（SELETE）集团使用，ASML公司的300mm步进扫描曝光机使用193nm波长，型号为FPA2500，也于1999年提供给SELETE集团使用。现在Canon的第三代300mm曝光机的混合匹配曝光能力已经达到（

曝光是芯片制造中最关键的制造工艺，由于光学曝光技术的不断创新，一再突破人们预期的极限，使之成为当前曝光的主流技术。1997年美国GCA公司推出了第一台分布重复投影曝光机，被视为曝光技术的一大里程碑，1991年美国SVG公司推出了步进扫描曝光机，它集分布投影曝光机的高分辨率和扫描投影机的大视场、高效率于一身，更适合（

二、光刻技术发展及进展情况

（一）PSM技术

实现单个独立的小尺寸图形的转移并不是很困难的事，困难的是很多小尺寸图形聚集在一起时的图形转移，因为在这种情况下光源的散射或者干涉将会造成图形的畸变。解决这一难题的办法就是采用PSM技术。绝大多数在半导体工艺中使用的PSM版都是使用石英玻璃加工制造的。试验证明，通过使用PSM技术，最小的特征尺寸可以达到曝光波长的1/5，这种技术也被称为亚波长光刻技术。

（二）离子束曝光技术

同电子束曝光技术一样，离子束曝光技术的分辨率也远远超过了传统的光学曝光技术。离子束曝光技术同样可以应用于直写式曝光和投影式曝光。离子束曝光的优点在于在进行曝光的同时，可以进行腐蚀工艺的操作。这样将大大节省工艺的操作步骤，简化工艺流程。然而离子束曝光的效率特别低，不可能应用于大规模的工业生产中。这种技术目前最可能的应用是掩模版制造，也可以应用于针对器件缺陷的检验和修复。

（三）极紫外光刻技术（EUV）

下一代可能实现的亚011μm图形转移光刻技术就是极紫外光刻技术，这种曝光光源的波长在11～14nm。波长在1～50nm的光波覆盖紫外线和X射线区域。所以使用这一波长范围的曝光技术也被称为极紫外曝光或者软X射线曝光或称为真空紫外曝光。极紫外曝光的原理主要是利用曝光光源的波长从而降低光学系统的数值孔径，进而提高光刻技术的分辨率。但就目前所知的材料而言，没有合适的材料能够作为极紫外曝光光学系统的透镜，因为目前的材料对短波长光源的吸收效应都非常强，极紫外光刻技术也必须基于光学系统才能实现。另外，极紫外光刻的光源目前正在进行研发，最有可能成为这种技术使用的光源是激光泵浦的氙等离子体光源。而极紫外光刻技术需要的掩模版还需要进行多层金属的涂覆才能使用。

传统的光学光刻技术处于不断的发展之中，同时结合了一些分辨率增强技术和改善工作焦深的新方法，比如相移掩模（PSM）技术、离轴照明（OAI）技术、光学邻近效应校正（OPC）、瞳孔滤波等，使得现有的光学光刻依然保持着活力。但由于始终存在着焦深和分辨率的矛盾，使得其物理极限客观存在。而下一代的光刻技术尽管取得了一些突破，但由于费用、生产率、实现性等问题，投入大规模使用尚待时日。这些技术目前处于替代光学光刻的“候选者”地位，在未来具体采用哪一种光刻技术，取决于它们的技术成熟程度、设备成本、生产效率等，目前的形式还不明朗。此外，目前还出现了一些新的光刻技术和方法，如干涉光刻、成像干涉光刻、全息光刻、原子光刻等，对现有的光刻技术形成了有益的补充和推动。

参考文献

[1]莫大康．光刻技术最新进展[J]．电子产品世界，2004，（11）．

[2]袁琼雁，王向朝，施伟杰，李小平．浸没式光刻技术的研究进展[J]．激光与光电子学进展，2006，（8）．

光学应用技术篇4

1荧光原位杂交技术的发展与改进

荧光原位杂交是在放射性同位素原位杂交的基础上改进而来的，Manning等[3]在1975年最早用非放射性的生物素通过细胞色素C与RNA分子链接，开创了非放射性标记，Rudkin等1977年在放射性同位素标记的基础上发明了用间接免疫荧光法检测目的DNA的非同位素原位杂交技术，Langer等在1982年成功地实现了首例用生物素标记探针的原位杂交，自此荧光原位杂交技术真正建立并不断发展改进。随着分子生物学技术的发展，FISH技术还衍生出了引物原位标记、间期核FISH、染色体原位抑制技术等，并且还发展出M-FISH、3D-FISH、Rx-FISH技术、CGH以及近年来微阵列技术等这些更为完善的FISH技术。

1.1FISH中探针的发展改进

特异探针序列的正确选择是FISH技术中的一个关键，随着FISH技术发展，针对不同的研究对象和目的，探针的类型也有了许多改进，主要有以下几种：1）染色体特异重复序列探针：rDNA、端粒、着丝粒以及类似于α卫星、卫星Ⅲ等重复序列上重复元件可达106拷贝数，其杂交靶位点大于1Mb，杂交信号易于检测，常用于检测非整倍体；2）基因组探针：高等动物基因组DNA除过很小一部分的编码序列外有一些高频率的重复序列，进化上的保守性使其具有物种特异性，作为探针，可分析多倍体的起源、进化、基因组成等；3）单拷贝序列探针：针对靶片段中的单拷贝序列而选择的此类探针，通常是某个基因的DNA克隆、RFLP或RAPD标记或是用大的插入片段；4）染色体文库探针：此类探针由从基因组文库中的一条染色体或某一区域核酸片段组成，片段较小，因此被破坏的可能性小。用于鉴定染色体的易位与畸形以及分析中期染色体重组和间期核结构；5）RNA探针：RNA探针敏感性强，不需要变性，就可形成比DNA探针紧密的杂交体。RNA探针包括的ssRNA探针和寡核苷酸RNA探针两种。

1.2FISH中靶的发展与改进

在FISH中根据不同目的不同对象确定靶片段的类型是提高分辨率的关键因素，靶目标的类型有以下几类：1）中期染色体：此时期染色体可以通过简单的染色体制片技术获得，但因其高度凝缩，分辨率只能达到1Mb～3Mb的水平；2）粗线染色体：处于减数分裂的粗线期染色体浓缩程度比中期低得多，而且Jiming等人证实用玉米粗线期染色体固定于4%福尔马林可以使染色体伸长到原来的20倍[4]，进而提高了FISH分辨率；3）间期细胞核：处于间期的细胞核染色质浓缩程度比粗线期低，因此其分辨率相对较高；4）游离染色质：处理细胞核释放出游离染色质，进一步降低DNA的浓缩程度，这种方法能有效地将分辨率提高到1Mb范围内；5）DNA纤维：伸长的DNA纤维是的DNA分子，暴露出更多的杂交位点，更大程度的提高了分辨率，具有高效快速直接的优点。此外Valfirik等[5]发展了一种超伸展的流式分拣植物染色体FISH技术，大大提高了FISH的分辨率。此方法可获得比中期染色体长100倍以上的伸展的染色体纤维，同时保持了染色体的完整性，用于某些方面的研究，比DNA纤维荧光原位杂交更具优势。

1.3探针标记方法的发展与改进

FISH中探针的荧光标记方法是由放射性标记方法改进而来，可分为直接法和间接法两种。直接法是将荧光物直接与探针核苷酸的磷酸戊糖共价结合，杂交后简单冲洗即可检测。间接法是先在探针DNA上结合诸如生物素或地高辛等半抗原，杂交结束后再用标记有荧光素的相应半抗原的抗体进行检测，间接标记可分为PCR法、不依赖序列的扩增法、缺口平移法三种。直接法虽然操作简单，但信号放大程度不如间接法，灵敏度差一些，间接法灵敏度高，应用较为广泛。早先的荧光标记只用一种颜色的荧光素，随着FISH技术的发展，在一次杂交种用多种探针多种荧光素的多彩FISH技术已成为可能。双标记的寡核苷酸探针荧光原位杂交可提高信号强度且不引起特异性问题还能增加rRNA可访问性。

2FISH技术的应用

2.1FISH在植物基因定位上的应用

由于FISH技术可在同一张切片上同时观察几种DNA探针的定位，直接得到它们的相关位置和顺序，因而已广泛应用于生物基因组和功能基因定位研究[6]。王永等[7]利用FISH技术研究发现羽衣甘蓝2号染色体上存在3个5SrDNA串联重复位点，并且这3个位点都位于2号染色体的长臂靠着丝粒处。杨学明等采用顺序基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术，对普通小麦-簇毛麦6V代换系K0736的45SrDNA和5SrDNA基因位点进行了分析。结果表明，该代换系2n=42，有1对簇毛麦6V染色体，为6V/6A代换系，45SrDNA位点有8对，位于7对染色体上。5SrDNA位点有6对，分别位于6对染色体上[8]。周树军等[9]利用FISH技术对麝香百合、柠檬色百合、天香百合及豹纹百合染色体上的45SrDNA进行了定位，其结果显示45SrDNA在这四种百合中都分布在染色体的着丝点附近，但其位点数量、所存在的染色体和信号的强度有很大的变化。

光学应用技术篇5

【关键词】通信行业；光纤通信；发展现状；趋势展望；全光网络

社会需要高效的信息交换和高水平的信息传递，社会的发展需要通信事业的支持作用和加速作用，进入“十二五”发展时期，通信行业应该紧跟世界先进水平，应用高新科技完成通信产业的升级和换代，提升通信产业发展和壮大的步伐。光纤通信具有传输效率高、损耗低、传输容量大、抗电磁干扰强等优点，在通信工程中应用光纤技术可以起到缩短工期、降低成本、易于施工、便于普及等作用，光纤通信技术是新时期我国通信行业发展的主要路径，应该引起通信行业全体的高度重视。我国应用光纤实现通信的规模化应用已经有20多年的历史。通信行业应该立足于高新科技的应用工作，对光纤通信技术有高度的认同，对光纤在我国通信行业的发展现状有所了解，对光纤通信的未来趋向有所把握，发动全行业的力量共同做好光纤在通信行业的普及和应用工作。在实际的光纤通信的工作中，要熟悉光纤在通信各环节的发展状况，在技术上和认知上提高对分复用技术、光孤子通信技术、全光网络的相关工作的重视程度，用实际行动更好地促进光纤技术在通信行业上的应用，在提升自身能力和素质的同时，以光纤技术为前提大力发展通信行业。

1光纤通信技术在我国发展的现状

1.1普通光纤技术已经成熟

普通单模光纤是最常用的一种光纤，根据光纤在通信行业的标准分为G.652.A、G.653、G.654等一系列光纤种类。随着我国光纤通信技术的发展和光纤通信体系的建立，普通光纤出现了如下特点：首先，普通单模光纤的信道容量有增大的趋势，光信号传输的距离有增长的趋向。其次，G.652.A标准的光纤其性能还有很大的潜力可挖，G.652.A标准的光纤还有很大的技术进步优势。其次，G.653的光纤色散位移单模光纤实现波长位移的的改进。最后，G.654进一步优化的可能性增加，波长位移单模光纤的色散位移单模光纤得以实现。上述的普通光纤技术推进了光纤在通信行业中的应用。

1.2已经初步检查核心光纤网络

我国已在部级和省级通信的主干线实现了核心光纤化，部分发达省市核心光纤网络的速度达到了国际先进水平，成为当地经济增长和社会进步的重要基础性通信网络。

1.3接入网光纤已经得到广泛应用

接入网光纤在城市中已经得到广泛应用，特别是新建居民小区和新建写字楼，接入网光纤成为联络网络业务节点和用户的主要接入互联网、局域网方式，但是，存在着光纤距离短、线路分支多、层次复杂和交互困难等缺点，目前接入网光纤一般使用G.652普通单模光纤作为水平联系光纤，采用G.652.C低水峰单模光纤作为交互式光纤。

1.4室内光纤正在加速发展

室内光纤集话音、数据和视频信号的通信和传输于一身，分为局内光纤和综合布线用光纤两大部分。其中综合布线用光纤的易损性较大，成为制约室内光纤发展的主要因素，应该对此有高度的重视。

1.5电力线路需要光纤实现通信

电力线路的稳定和信息传递以及控制需要一种介电质、通信能力强、不受电磁效应影响的通信材料，光纤也可作成全介质，完全无金属，没有电磁感应现象的通信材料在电力事业中整得到广泛的应用。

2光纤通信发展的趋势展望

2.1分复用技术

分复用技术是大容量、长距离、抗干扰的光纤通信技术，不但提高光纤传输系统的传输容量,而且有助于实现光纤通信的安全。

2.2光孤子通信技术

光孤子通信技术是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率提高，在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术，使传输距离提高到100000km以上，在海底光纤通信领域有着光明的前景。

2.3全光网络

全光网是光纤通信技术发展的最高理想阶段，全光网络以光节点代替电节点，通信信息始终以光的形式进行传输与交换。目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

结语

综上所述，光纤通信技术是现代科技发展的结晶，也对现代科技和社会的发展起到推动和支持作用，作为信息有效交流和分配的通信行业应该抓住当今稍纵即逝的机遇，在行业内部加快光纤技术的研究和应用，通过光纤技术实现通信行业整体的升级和换代。通信行业全体人员应该看到当地通信发展的趋势和方向，建立光纤通信将成为未来通信行业的主流的观念，树立人们对通信技术的发展目标是全光网络的思想，将光纤通信技术的应用转化为追赶世界先进通信技术的突破口，在实际的应用中做好普通光纤、核心网光纤、接入网光纤、室内光纤和电力光纤的各项工作，在技术上和认知上提高对分复用技术、光孤子通信技术、全光网络的相关工作的重视程度，用实际行动更好地促进光纤技术在通信行业上的应用，在提升自身能力和素质的同时，以光纤技术应用为前提大力发展通信行业。

参考文献

[1]辛化梅,李忠.论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报(自然科学版),2003,(4).

[2]亓伟敬,姜博,朱红娟.关于光纤技术的现状及前景探究[J].科技致富向导.2011(24)

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[4]石成业,卢稳超.现代通信技术与发展概论[J].黑龙江科技信息.2009(35)

[5]李振德,由俊玺.光纤通信的发展趋势与市场[J].黑龙江科技信息.2009(08)

作者简介：

光学应用技术篇6

关键词：近场光学显微技术发展应用展望

中图分类号：O43文献标识码：A文章编号：1007—3973（2012）009—066—02

1近场光学显微技术概述

近场光学的作用主要是对束缚在物体表面的非辐射场进行探测。普通光学的分辨率与近场光学的分辨率存在不同。在理论上，由于衍射极限的限制，使得普通光学成像的分辨率低于入射光波长的一半，根据估算大概在200nm左右。近场光学的分辨率是根据衍射场的非辐射量而得到提高，大概在一个波长以下，其实它的工作原理是将扫描系统的频带拓宽。

近场光学原理在应用中最常见的便是扫描近场光学显微镜，通过对衍射分辨率的突破，然后收集纳米材料表面的光学信息。扫描近场光学显微镜（SNOM）它主要是由探针、信号采集和处理、探针—样品间距反馈控制、X—Y扫描以及图像处理几部份组成。对于SNOM来说，如果要完成超衍射分辨率的工作，必须要能够精确的掌握及控制探针—样品间距。截至目前为止，实现精确控制探针—样品间距主要有激光光点反馈模式和剪切力反馈模式。这两种模式存在主要的区别便是光的问题。激光光点反馈模式是利用激光在探针接近物体表面时产生的光斑来确定探针—样品间距。剪切力反馈模式就是根据样品间的作用力，使得探针针尖在接近物体表面时发生变化，根据这样的原理使得探针控制在z=5nm～20nm的范围之内。运用剪切力反馈模式的原理得出的光学成像更具有真实性。

另外一种以近场光学原理为主的光学显微镜是光子隧道扫描显微镜，这种显微镜具有更高的分辨力，它的工作原理是利用光线探针接近近场光信号，分辨率取决于物体表面上光线点的面积。

2近场光学显微技术中的问题

2.1纳米级探针的制作

进场光学显微技术是利用探针收集光场的信息，分辨率取决于探针尖的粗细和探测信息的精细结构。但是如果探针尖端过细，那么就会导致光的灵敏度降低。因此，在制作纳米级探针时，必须要做到具体问题具体分析，必须要解决两个问题：探针削尖化和亚波长孔径的制造。

（1）探针削尖的方法。

通常情况下，在探针削尖的过程中，可以有两种方法：

腐蚀法。这种方法被广泛使用，可以利用HF酸和氨水对光纤芯进行腐蚀进而制作出不同的探针尖，但是这种方法具有高度的重复性。探针的圆锥角是可以改变的，取决于HF酸和氨水的综合比例（1：X），当X由0.5增大到1.5时，针尖的圆锥角由15霸龃蟮？0啊5窃擞酶捶ㄖ谱魈秸耄沟霉庀呒獯嬖诿绦纬煞稚⑹降纳⑸渲行摹8莶欢涎芯糠⑾郑壳翱梢栽擞靡恢止庀吮；ぬ锥怨饧饨懈矗佣贸龅奶秸爰獗冉瞎饣？

熔拉法。这种制作方法的原理是利用二氧化碳熔融光纤，在光纤两端作用力使其形成丝状，在用大力迅速将其拉断，这样形成的断面是锥面，也可以用作探针尖。运用这种方法形成的探针尖比较光滑，在相同孔径的情况下，腐蚀法却比熔拉法的传输效率更高。熔拉法可以制作不同种类或形状的针尖，但是相对来说成本高，设备昂贵。

（2）亚波长孔径的制造方法。

纳米光刻法：首先对要制作的光纤尖镀膜，然后对其采用化学方法进行腐蚀，进而使用纳米光刻法制成亚波长孔径。

探针制造法：首先以二氧化碳激光加热单模光纤，利用熔拉法使光纤顶端形成抛物面型的传输铝尖，然后以5%的HF腐蚀探针尖端的细纤丝，这样得到的探针的针尖更适合近场光学探测。

2.2纳米级样品—探针间距的控制

为了保证近场光学中的超高分辨率，必须要保证探针在探测过程中对样品的探测是无接触扫描探测，这就要求必须要掌控好样品—探针的间距。

在样品—探针间距控制的过程中，剪切力调制是一种最常用的方法。它的工作原理是在亚波长范围内保证探针—样品间距的可靠性和稳定性，这种方法是一种非光学调制法。

剪切力通常是通过光纤头与样品表面的振动频率探测得出的。当探针尖靠近样品时，光纤头的振动幅度是随着样品—探针间距和剪切力发生变化的，以此来测得探针—样品间距的大小。在实际生活中，样品—探针间距是通过压电陶瓷的压电效应测得的。

实际中通常采用压电陶瓷的压电效应测控样品—探针间距。将高频振动压电管分为上下两部分，下半部分以交流电压激励振动；上半部分有两个电极，用于探测压电陶瓷管（DPT）的振幅。由于剪切力对于探测振动的阻碍，DPT内部产生张力；又由于压电效应引起感应电压，将感应电压作为反馈信号，经锁相放大器达到控制样品—探针间距的目的。利用这种方法，可以使得近场光学显微技术更简单化。除了此种方法可以测得样品—探针间距，还可以利用电容传感器、电压—声学法等来测得样品—探针的间距

3近场光学显微技术的应用

3.1物理领域的应用

近场光学显微技术是物理领域重要的一部分，并且应用范围极广。

（1）光学可以成像，利用近场光学可以使得成像的分辨率达到纳米量级。

（2）应用近场光学显微技术，可以使得物理领域的光谱学研究更加深入。

由于研究发现的限制性，目前的光谱研究都处在宏观水平，即使利用微区光谱也只能达到微米的程度。但是利用近场光谱仪器，可以实现纳米级的测量，并且能够区分纳米量子线的光发射极多个量子线的发射谱。近场光学显微技术可以在研究纳米晶体、量子点、量子球方面发挥独特而优越的作用。

3.2生物领域的应用

近场光学显微技术在生物领域的应用也是很广泛的。利用近场光学显微技术的超高分辨率，可以更清晰的测得生物标本中细胞膜和细胞壁的厚度以及它们的内部存在结构，并且还可以测得细胞膜内部与外部结构在不同环境下的不同变化。根据生物技术的发展，国外已经利用PSTM测得纳米生物标本噬苗体细菌图像的椭圆头直径为100nm，圆柱尾直径为10nm。这样精确的分辨率是以前的生物领域中不能做到的。

4近场光学显微技术未来前景展望

近场光学显微技术使得衍射分辨率突破极限，并且促进了纳米光学的发展，而且带动了高密度光储存、检测生物单分子、细胞组织生命探测研究等多个领域的发展。

对于近场光学显微技术未来的前景展望，应进一步研究样品表面离激元产生机理，将更深入近场光学成像技术的创新和应用，包括亚波长和纳米材料的应用。表面等离子晶体的新型纳米光子学器件将得到迅速的发展，表面光波导将会引起科学领域的高度重视。在生命科学领域，TIRFM和SNOM的结合应用会获得高分辨率的生物单分子光学图像。另外，在大规模集成电路当中，利用反射式NSOM，对SRAM芯片进行表现成像来测量电路的线宽，将有非常广泛的应用前景。

对于近场光学显微技术的前景展望有着不可估量的飞跃，也必定会为各个领域的科学研究带来更大的作用。

参考文献：

[1]王海潼，刘斐.近场光学显微技术[J].应用光学，2005（5）.