導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇光學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】廣泛應(yīng)用性 高中數(shù)學(xué) 教育 聯(lián)系 影響

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.10.148

基于社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教育模式顯然已難以滿(mǎn)足當(dāng)前人才的需求，必須打破舊有的教育模式，開(kāi)⑷新的數(shù)學(xué)應(yīng)用教學(xué)的征程。數(shù)學(xué)作為理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的一門(mén)學(xué)科，教師在實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中要重視數(shù)學(xué)的應(yīng)用性，讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)于實(shí)際生活中的作用。以往的高中數(shù)學(xué)教學(xué)模式傾向以應(yīng)試教育為主，過(guò)于重視學(xué)生分?jǐn)?shù)的提高，而忽視其實(shí)用性。高中數(shù)學(xué)廣泛的應(yīng)用性有著雙面效用，為教學(xué)工作的開(kāi)展帶來(lái)一定的難度，同時(shí)又可以借助數(shù)學(xué)的應(yīng)用性，有針對(duì)性地開(kāi)展高中數(shù)學(xué)的教學(xué)工作。

一、當(dāng)代數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用性與高中數(shù)學(xué)教育的聯(lián)系

（一）數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用性的體現(xiàn)

1.基于數(shù)學(xué)理論層面的應(yīng)用。在相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究中，常常會(huì)涉及較多的數(shù)學(xué)理論，如線(xiàn)性規(guī)劃、運(yùn)籌學(xué)、優(yōu)化理論等。

2.基于數(shù)學(xué)思想方法層面的應(yīng)用。在相關(guān)歷史學(xué)的研究中，借助數(shù)學(xué)的思想方法，可以使研究的過(guò)程與研究成果更加嚴(yán)謹(jǐn)、精準(zhǔn)，有利于收集與整理材料，并分析材料的內(nèi)容，拓寬思考問(wèn)題的方式，從而解決某些難題。

3.基于數(shù)學(xué)思維層面的應(yīng)用。掌握并靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)思維模式，數(shù)的意識(shí)、化歸意識(shí)、推理意識(shí)等數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用性是普遍適用、強(qiáng)有力的思維方式，可以構(gòu)成技術(shù)時(shí)代至關(guān)重要的能力，能夠識(shí)別謬誤與估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提出變通的方法。

4.基于數(shù)學(xué)語(yǔ)言層面的應(yīng)用。數(shù)學(xué)的“語(yǔ)言”是世界不同種族通用的語(yǔ)言，正如伽利略所說(shuō)的那樣，“自然界的偉大的書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫(xiě)成的”，數(shù)學(xué)的應(yīng)用需要以數(shù)學(xué)語(yǔ)言作為表征。

（二）高中數(shù)學(xué)教育中的價(jià)值取向

當(dāng)前我國(guó)高中數(shù)學(xué)教育雖然對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用思想予以一定的重視，但著力點(diǎn)仍停留于數(shù)學(xué)的空間能力、運(yùn)算能力、邏輯能力上，偏重于抽象的思維能力方面。高中數(shù)學(xué)教育中一直有著價(jià)值取向選擇的問(wèn)題。

1.應(yīng)用價(jià)值。數(shù)學(xué)學(xué)科有著較強(qiáng)的應(yīng)用性，高中數(shù)學(xué)的教材中有許多相關(guān)的例題與習(xí)題，教師在教學(xué)活動(dòng)中要把握實(shí)例，以此來(lái)引申拓展，讓學(xué)生形成應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題的思路。比如，運(yùn)用函數(shù)的最值來(lái)解決優(yōu)化問(wèn)題，運(yùn)用對(duì)數(shù)、指數(shù)、數(shù)列等知識(shí)解決與經(jīng)濟(jì)相關(guān)的問(wèn)題。近年來(lái)，高考數(shù)學(xué)試題的編制傾向于應(yīng)用型問(wèn)題，與時(shí)代要求相契合，又源于數(shù)學(xué)自身的應(yīng)用價(jià)值。

2.思維訓(xùn)練價(jià)值。數(shù)學(xué)可以啟迪、訓(xùn)練人們的思維能力，被看作鍛煉思維的“體操”，通過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，可以在潛移默化中形成嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的思維，使其學(xué)習(xí)、生活更加富有條理性，各方面的能力都能得到一定的提升。數(shù)學(xué)思維具有創(chuàng)造性、策略性、條理性的思維模式，數(shù)學(xué)教育學(xué)家?jiàn)W加涅相說(shuō)：“區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)，現(xiàn)代教學(xué)的特點(diǎn)就在于力求控制教學(xué)過(guò)程以促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展，而基本的思維方式則成為學(xué)生要掌握的專(zhuān)門(mén)內(nèi)容”。

（三）平衡數(shù)學(xué)教育中的兩種價(jià)值取向

數(shù)學(xué)可以看作為思維的科學(xué)，即使從事與數(shù)學(xué)亳不相干的職業(yè)，加強(qiáng)數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練也有著極大的益處，這也就是數(shù)學(xué)最為廣泛的“實(shí)用性”。在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要想解決實(shí)際問(wèn)題，離不開(kāi)數(shù)學(xué)的思維方式。學(xué)生的思維得以活躍，必須借助一定外界因素的刺激，因此，在數(shù)學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中，教師需要認(rèn)真鉆研教材內(nèi)容，精心創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，從而激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，全方位地提升學(xué)生的素質(zhì)。高中數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用價(jià)值與思維訓(xùn)練價(jià)值，二者之間的張力如何平衡，是值得深入研究的問(wèn)題。

二、當(dāng)代數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用性與高中數(shù)學(xué)教育的影響

（一）高中數(shù)學(xué)的應(yīng)用性教學(xué)及其目的性

1.對(duì)高中數(shù)學(xué)的應(yīng)用性教學(xué)的界定。高中數(shù)學(xué)的應(yīng)用教育，借助于數(shù)學(xué)知識(shí)、方法與思想來(lái)研究客觀世界中存在的各種現(xiàn)象，并對(duì)其進(jìn)行加工、整理與組織的教學(xué)過(guò)程。通過(guò)實(shí)際問(wèn)題，來(lái)構(gòu)建數(shù)學(xué)的模型，轉(zhuǎn)化為與數(shù)學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，再運(yùn)用數(shù)學(xué)的思想與方法解決問(wèn)題，整個(gè)過(guò)程呈現(xiàn)的是一種基于能力型的教育活動(dòng)。

2.高中數(shù)學(xué)的應(yīng)用性教學(xué)的目的?！缎抡n程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀方面提出了較為明確的教學(xué)目標(biāo)。高中數(shù)學(xué)的應(yīng)用性教學(xué)的目的在于開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力水平，強(qiáng)化數(shù)學(xué)的思想方法于其他領(lǐng)域中的運(yùn)用，使學(xué)生的發(fā)散思維得以發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力的形成，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，可以自主地運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)去處理問(wèn)題。

（二）對(duì)高中數(shù)學(xué)教材的處理

1.從數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用性的角度思考高中數(shù)學(xué)教材的處理。 第一，高中數(shù)學(xué)的教材中要充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用價(jià)值與思維訓(xùn)練價(jià)值二者的有機(jī)融合；第二，高中數(shù)學(xué)的教材中要突顯其工具性；第三，基于素質(zhì)教育實(shí)施的層面考慮，高中數(shù)學(xué)的教材建設(shè)要盡可能體現(xiàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用所具有的教育價(jià)值。我國(guó)當(dāng)前高中數(shù)學(xué)教育所使用的教材多數(shù)為理論型教材，理論型數(shù)學(xué)教材不利于數(shù)學(xué)應(yīng)用教育的開(kāi)展。要以數(shù)學(xué)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建多層次、多形態(tài)與多樣化的教材體系，既有嚴(yán)謹(jǐn)探討的理論，也有實(shí)例闡述的理論，并對(duì)理論的應(yīng)用多加關(guān)注。

2.從數(shù)學(xué)應(yīng)用的角度思考高中數(shù)學(xué)教材的處理。高中數(shù)學(xué)教材中要盡量選用源于實(shí)際生活中的問(wèn)題，闡述與數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，直觀呈現(xiàn)數(shù)學(xué)這一解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的手段。高中數(shù)學(xué)教材作為重要的教學(xué)資源，教師要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，在理解教材?nèi)容的基礎(chǔ)上，靈活駕馭教材中的數(shù)學(xué)知識(shí)，創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，有效提升教學(xué)的質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞：新型光學(xué)薄膜 玻璃 材料設(shè)計(jì) 制備技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（a）-0058-02

當(dāng)前是一個(gè)經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代，玻璃材料行業(yè)的發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。玻璃作為人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常見(jiàn)到的重要材料，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)揮著重要的作用。隨著時(shí)間的不斷推移，現(xiàn)代玻璃產(chǎn)品的材料功能變得越來(lái)越多樣化，新型玻璃材料功能不僅僅能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)材料的基本透光性，還可以保障材料的環(huán)保節(jié)能性?；谏锛夹g(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等新興技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展背景下，市場(chǎng)不同行業(yè)對(duì)于玻璃材料性能要求也隨之發(fā)生變化，新型光學(xué)薄膜玻璃材料的設(shè)計(jì)制備已經(jīng)成為了玻璃行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

1 光學(xué)薄膜玻璃材料的設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1 建立完善的材料知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

當(dāng)前全球玻璃材料數(shù)據(jù)庫(kù)不斷向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及商業(yè)化的方向發(fā)展。比如，智能化技術(shù)的發(fā)展有效實(shí)現(xiàn)將材料數(shù)據(jù)庫(kù)成功轉(zhuǎn)化為專(zhuān)家系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則是把相互之間獨(dú)立存在的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形式形成一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。應(yīng)用材料數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)玻璃材料的典型例子，就是日本金屬協(xié)會(huì)成員三島良績(jī)等人有效創(chuàng)建出計(jì)算機(jī)輔助合金設(shè)計(jì)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)去創(chuàng)新研發(fā)新型玻璃材料?，F(xiàn)代玻璃薄膜行業(yè)已經(jīng)形成了國(guó)家級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)組織，該組織專(zhuān)門(mén)去收集整理來(lái)自世界各地的玻璃樣品數(shù)據(jù)，從而為整個(gè)行業(yè)提供相關(guān)優(yōu)質(zhì)服務(wù)[1]。

1.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在光學(xué)薄膜玻璃材料設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

材料企業(yè)通過(guò)科學(xué)應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)，能夠有效開(kāi)發(fā)出各種材料合成路線(xiàn)，幫助企業(yè)獲取想要的目標(biāo)材料，這樣有利于設(shè)計(jì)人員去充分掌握了解到這些材料的具體結(jié)構(gòu)，是當(dāng)前設(shè)計(jì)光學(xué)薄膜玻璃材料最為有效的方法之一。

2 光學(xué)薄膜材料設(shè)計(jì)在玻璃材料領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 玻璃性能、成分以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)

設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)使用先進(jìn)的材料設(shè)計(jì)軟件，能夠合理改變玻璃材料成分和結(jié)構(gòu)，從而控制其性能，隨時(shí)可以獲取到自身想要的玻璃材料，比如，J.De Bonfils等人應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法準(zhǔn)確推算出了摻雜Eu3+的硼硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)，同時(shí)還預(yù)測(cè)出了其熒光光譜。同樣，在設(shè)計(jì)光學(xué)薄膜玻璃材料時(shí)，工作人員也可以使用材料設(shè)計(jì)軟件去改變玻璃成分，計(jì)算出光學(xué)玻璃的實(shí)際結(jié)構(gòu)特性。

2.2 玻璃光學(xué)膜材料的設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)

相關(guān)工作人員可以通過(guò)利用材料設(shè)計(jì)方法有效開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出不同功能的玻璃新膜層材料，當(dāng)前玻璃材料研究人員已經(jīng)在窗玻璃表層涂抹光電薄膜材料，這樣不僅能夠確保玻璃的透光功能，還實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)電功能。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的摻雜過(guò)渡族元素離子半徑對(duì)SnO2薄膜光學(xué)性能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，摻雜后的薄膜體系更為穩(wěn)定，并且SnO2顯現(xiàn)出了不同光學(xué)性質(zhì)，能夠被設(shè)計(jì)人員用來(lái)開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品性能[2]。

3 新型光學(xué)薄膜玻璃材料的制備技術(shù)

3.1 濺射制備技術(shù)

濺射法技術(shù)作為傳統(tǒng)剛學(xué)薄膜材料制備技術(shù)，其工作原理是使剩余氣體分子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生電離，電離釋放的正離子在電場(chǎng)作用下向陰極反向作高速運(yùn)動(dòng)，成功擊到陰極表面后，將自身能量傳遞給位于陰極表面上的濺射靶子，只是靶子表面分子淀積在基體上形成制備人員所需要的薄膜。相較于一般的陰極濺射法不同，新的高頻濺射法通過(guò)在兩極之間融入高頻電壓，促使上半周吸附于極面的電荷在下半周時(shí)開(kāi)始釋放。高頻濺射法被廣泛用來(lái)淀積各種電介質(zhì)材料，此膜結(jié)構(gòu)較為緊密，被普遍用來(lái)制備光學(xué)膜。

3.2 電阻加熱蒸發(fā)技術(shù)

材料市場(chǎng)中大多數(shù)的化合物材料往往只能通過(guò)使用間接蒸發(fā)的方式。工作人員通過(guò)使用一個(gè)裝有并加熱材料的蒸發(fā)源。合理蒸發(fā)源主要包括了三個(gè)不同要求：蒸發(fā)源材料與薄膜材料的反應(yīng)、蒸發(fā)源材料的蒸氣壓和熔點(diǎn)以及薄膜材料的濕潤(rùn)性。其中最為常用的方法是通過(guò)使用高熔點(diǎn)的材料當(dāng)做加熱器，其相當(dāng)于一個(gè)電阻，在電力流過(guò)后產(chǎn)生熱量，電阻率會(huì)開(kāi)始慢慢增加，當(dāng)溫度達(dá)到1 000 ℃時(shí)蒸發(fā)源的電阻率為冷卻時(shí)的4～5倍，加熱器產(chǎn)生的焦耳熱足以使蒸發(fā)材料的分子或者原子獲取充足的動(dòng)能而發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。電阻加熱蒸發(fā)制備技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于制備設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作，可以有效實(shí)現(xiàn)薄膜玻璃材料的淀積過(guò)程自動(dòng)化，缺點(diǎn)在于很難避免蒸發(fā)源對(duì)膜料造成污染[3]。

3.3 電子槍式技術(shù)

電子槍式制備技術(shù)的工作原理是當(dāng)金屬處于高溫狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部存在一些電力由于獲得充足能量而釋放出工作過(guò)程，這就是熱電子發(fā)射現(xiàn)象，只要通過(guò)向其施加一定的電場(chǎng)，電子在電場(chǎng)中會(huì)向陽(yáng)極方向發(fā)生移動(dòng)，高度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的電子流在電磁場(chǎng)作用下，會(huì)主動(dòng)形成細(xì)束轟擊被鍍材料表面，從而促使薄膜材料的蒸發(fā)。電子槍結(jié)構(gòu)存在著很多形式，材料市場(chǎng)中用較為普遍的是磁偏轉(zhuǎn)e形槍?zhuān)淠軌蛴行Э朔坞姷挠绊?。從燈絲發(fā)射的熱電子經(jīng)過(guò)陽(yáng)極與陰極間的高壓電場(chǎng)加速并且聚焦，然后再由磁場(chǎng)促使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)達(dá)到坩堝蒸發(fā)材料表面。因?yàn)檎舭l(fā)薄膜材料與陽(yáng)極是處于分開(kāi)狀態(tài)的，獨(dú)立存在于磁場(chǎng)中，所以二次電子會(huì)因?yàn)槭艿酱艌?chǎng)作用而發(fā)生二次偏轉(zhuǎn)，這樣也就最大程度減少了向基板發(fā)射的概率。

例如：在光學(xué)薄膜制備過(guò)程中，首先要找到合適的材料，通過(guò)利用高溫氧化物（如TiO2、Y2O3），這些氧化物能夠與SiO2匹配起來(lái)，從而制成光學(xué)性能良好的高反膜、減反膜以及偏振分光膜。而HfO2作為最佳高折射率材料，具備了偏低的吸收系數(shù)，在制備分光膜過(guò)程中，能夠承受較高的損傷閥值。HfO2薄膜通過(guò)用電子束加熱蒸發(fā)進(jìn)行反應(yīng)離子輔助淀積和低能反應(yīng)離子輔助淀積法來(lái)制備。為了控制好光學(xué)薄膜的厚度，保障其良好的功能特性，可以采用石英晶體微量平衡法，通過(guò)利用儀器直接驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)源，在PID控制循環(huán)驅(qū)動(dòng)擋板的作用下，維持正常的蒸發(fā)速率，制備人員只需要把儀器與系統(tǒng)控制軟件有效連接在一起，就能夠順利完成整個(gè)鍍膜過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，材料設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代重要技術(shù)手段，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代光學(xué)薄膜玻璃材料設(shè)計(jì)工作中。高強(qiáng)度光學(xué)薄膜薄材料的制備具有更高的抗激光強(qiáng)度，通過(guò)采用現(xiàn)代激光預(yù)處理技術(shù)，能夠最大化提高光學(xué)薄膜元件的LDT值。設(shè)計(jì)人員也可以通過(guò)使用計(jì)算機(jī)膜系設(shè)計(jì)出優(yōu)化軟件，成功設(shè)計(jì)出低損耗、利于制備的膜系。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙青南，董玉紅，趙杰，等.減反射可見(jiàn)光與反射近紅外線(xiàn)雙功能鍍膜玻璃[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，30（1）：6-8.

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[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)技術(shù) 遙感 小波 數(shù)據(jù)壓縮

1 概述

隨著航空航天技術(shù)、電子光學(xué)、激光和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日趨成熟,使得遙感信息處理技術(shù)得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。由于遙感衛(wèi)星的成像光譜儀通道數(shù)量多、空間分辨率高,因此它所獲取的遙感數(shù)據(jù)量是非常大的,而且隨著電子光學(xué)及成像技術(shù)的進(jìn)步,遙感圖像的空間分辨率、頻譜分辨率、時(shí)間分辨率會(huì)越來(lái)越高,這將使數(shù)據(jù)量迅速增長(zhǎng),不僅給數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)帶來(lái)很大不便,而且在遙感信息處理轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化的今天日益地成為遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用的新瓶頸。因而如何對(duì)這些龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮是遙感技術(shù)要解決的重要問(wèn)題之一。

2 幾種常見(jiàn)的壓縮方法

(1)無(wú)損壓縮

無(wú)損壓縮算法主要針對(duì)圖像中的編碼冗余量進(jìn)行壓縮,盡管所達(dá)到的壓縮率不高,但是壓縮數(shù)據(jù)所含信息量與原來(lái)圖像的信息量相同。在多光譜圖像的無(wú)損壓縮中,最常用的是變換和預(yù)測(cè)方法。

(2)有損壓縮

有損編碼壓縮算法不僅考慮圖像像素間固有的冗余度,而且更多地考慮了人眼的視覺(jué)生理特性和人對(duì)圖像的視覺(jué)心理等因素,通過(guò)對(duì)圖像中的心理視覺(jué)冗余量的壓縮獲得更高的壓縮比。在多光譜圖像的有損壓縮中常用的是矢量量化和變換編碼方法。

(3)近無(wú)損壓縮

在有些場(chǎng)合一方面要盡量不丟失信息,另一方面又要盡量增加壓縮比,為了顧全這兩方面,就出現(xiàn)了近無(wú)損壓縮。近無(wú)損壓縮介于有損和無(wú)損壓縮之間,上述的方法都可用于近無(wú)損壓縮技術(shù)中。本文描述的就是將SPIHT方法用于遙感圖像的譜內(nèi)近無(wú)損壓縮。

3 小波變換在多光譜圖像壓縮中的具體應(yīng)用

小波分析是一種新的時(shí)-頻信號(hào)分析方法。與傅立葉分析相比,小波分析在時(shí)域和頻域上都具有良好的局部化特性,通過(guò)對(duì)高頻成分采用逐漸精細(xì)的時(shí)域或空域取樣步長(zhǎng),可以聚焦到對(duì)象的任意細(xì)節(jié)。在圖像處理中,借助小波變換,可以把圖像分解為許多具有不同空間分辨率、頻率特性和方向特性的子帶信號(hào),實(shí)現(xiàn)低頻長(zhǎng)時(shí)特征和高頻短時(shí)特征的同時(shí)處理,使圖像信號(hào)的分解更適合于人的視覺(jué)系統(tǒng)特性和圖像數(shù)據(jù)壓縮的要求。

通常的基于小波變換的圖像壓縮框架如圖1所示,其中量化過(guò)程包含了小波編碼。

圖1 基于小波變換壓縮與解壓縮流程圖

下面就介紹一種基于小波編碼的壓縮方法SPIHT,它的全稱(chēng)是Set Partitioning in Hierarchical Trees,即分級(jí)樹(shù)中的集合分裂方法,所謂分級(jí)樹(shù)也就是記錄非重要系數(shù)(零系數(shù))位置的零樹(shù)集合,對(duì)于不同的量化誤差級(jí)別,零樹(shù)的結(jié)構(gòu)是不同的;所謂集合分裂是指量化誤差在由大減小的過(guò)程中,不斷有重要系數(shù)從非重要系數(shù)的集合中分裂出來(lái),零樹(shù)也因此在不斷地變化。SPIHT方法實(shí)現(xiàn)的正是一種量化誤差逐漸縮小,非重要系數(shù)集合不斷分裂,零樹(shù)不斷變化的漸進(jìn)編碼傳輸過(guò)程。這種壓縮方法具有較高的壓縮性能和較好的實(shí)時(shí)性。

下面引入幾個(gè)表征多級(jí)樹(shù)結(jié)構(gòu)的符號(hào):

C(i,j)表示結(jié)點(diǎn)(i,j)的小波變換系數(shù);

D(i,j)表示結(jié)點(diǎn)(i,j)的所有后代結(jié)點(diǎn);

篇4

【關(guān)鍵詞】變電站；電力新技術(shù)；電力新設(shè)備；應(yīng)用

引言

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為電力系統(tǒng)的進(jìn)步和革新奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)下社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的要求，依靠電力新技術(shù)和新設(shè)備的迅速發(fā)展，使得我國(guó)的變電站煥發(fā)勃勃的生機(jī)，在變電站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、資金、監(jiān)測(cè)等等方面較之傳統(tǒng)的變電站電力系統(tǒng)都有了十分可喜的發(fā)展，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1、電力新技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

1.1電纜溫度檢測(cè)技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中是統(tǒng)領(lǐng)的作用，其操作對(duì)電網(wǎng)安全有著至關(guān)重要的作用，而其中最重要的是 變電站倒閘的操作。而隨著時(shí)代的變遷和科學(xué)技術(shù)的增長(zhǎng)，電力技術(shù)不斷得到完善和發(fā)展，在電力設(shè)備和電網(wǎng)中安全的保障技術(shù)以及防誤操作的技術(shù)方面，獲得了充分的發(fā)展。其中，電纜夾層作為變電站中電纜最為集中的地方，極易引發(fā)火災(zāi)，因此需要安裝有火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，以達(dá)到防治火災(zāi)的目的，在以往的預(yù)防和治理相結(jié)合的基礎(chǔ)上，感溫電纜也是變電站中的新興技術(shù)，電纜的溫度檢測(cè)在火災(zāi)預(yù)防中得到廣泛的應(yīng)用。測(cè)溫電纜技術(shù)在這方面有著極大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠洳恍枰硗獾碾娫?，能自?dòng)產(chǎn)生毫伏信號(hào)，報(bào)警點(diǎn)不僅可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，在火災(zāi)警報(bào)過(guò)去后還可以自動(dòng)恢復(fù)，另外測(cè)量的溫度也不再是傳統(tǒng)的平均溫度，而是最高點(diǎn)的溫度，有利于第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)不論是在設(shè)備安裝還是操作上都十分簡(jiǎn)單、方便、有效。

1.2電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、檢修技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)的中基本的組成部分，因此在電力系統(tǒng)這個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體中，電力設(shè)備的故障可能牽一發(fā)而動(dòng)全身，十分重要。對(duì)于小型設(shè)備而言，事故維修對(duì)設(shè)備和電力系統(tǒng)的影響不大，但是對(duì)大型設(shè)備而言，電氣設(shè)備的維修和檢測(cè)所耗費(fèi)的時(shí)間、人力和財(cái)力都比較大，對(duì)電力系統(tǒng)也會(huì)形成經(jīng)濟(jì)和安全上的損失。而電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)檢測(cè)、檢修技術(shù)則大大地減小這些損失，可以有效地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全系數(shù)，避免中途出現(xiàn)問(wèn)題從而造成不必要的損失。變電站的核心電氣設(shè)備就是變壓器，因此其正常運(yùn)行與否對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著十分重要的影響，對(duì)其的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)亦是十分必要的。要對(duì)其形成動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和檢修，就需要構(gòu)建快速、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，連接在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和歷史信息、動(dòng)態(tài)信息變化以及離線(xiàn)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效安全地運(yùn)行。

2、電力新設(shè)備在變電站中的應(yīng)用

2.1新型高壓組合電器

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)外著名學(xué)者已經(jīng)研發(fā)出最新的高壓組合電器，我國(guó)雖然起步比較晚，但是也依然研發(fā)出145kV戶(hù)外緊湊型組合電器，主要產(chǎn)品有COMPASS、COMPACT、MCI等，還研發(fā)出了功能更加齊全的新型的戶(hù)外插接式智能型組合電器，這些新型的高壓組合電器都是以SF6斷路器為技術(shù)核心，并在此基礎(chǔ)上與其它的高壓設(shè)備進(jìn)行組合，組合后的電器不僅功能更加的齊全，也更加的安全。研發(fā)人員為了提高變電站的功效，就加大對(duì)電力新設(shè)備的研發(fā)，所以我國(guó)從最簡(jiǎn)單的小車(chē)式組合電器，到比較復(fù)雜的550kV戶(hù)外設(shè)備主體，這些新型設(shè)備都通過(guò)插接式復(fù)合光纜，與本身所具備的智能控制保護(hù)柜連接，形成了完整的高壓開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。這些新型的高壓組合電器不僅運(yùn)行安全系數(shù)高，而且所占的場(chǎng)地面積也不大。安裝的技術(shù)要求也不高，后期的維修工作也并不復(fù)雜，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全可靠的電力新設(shè)備。

2.2關(guān)于新型光學(xué)電壓、電流互感器的問(wèn)題

在目前，電力企業(yè)使用的數(shù)字保護(hù)裝置、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置、運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)量測(cè)試儀表，這些設(shè)備對(duì)于電壓、電流和功率的要求都比較高，因此，常規(guī)的電壓、電流互感器無(wú)法滿(mǎn)足其要求。為了提高設(shè)備的利用價(jià)值和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，電力企業(yè)都采用低功率的、緊湊的電壓、電流互感器應(yīng)用于這些設(shè)備中，而滿(mǎn)足這些要求的設(shè)備時(shí)最新出現(xiàn)的新型光學(xué)電壓、電流互感器。新型光學(xué)電壓、電流互感器不僅集合了現(xiàn)代光電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，還充分利用了電光晶體的優(yōu)異性，是一種利用價(jià)值非常高的互感器。新型光學(xué)電壓、電流互感器的信號(hào)處理主要是采用現(xiàn)在的比較先進(jìn)的DSP 技術(shù)，這是因?yàn)镈SP 技術(shù)不僅實(shí)時(shí)性強(qiáng)，還可以采用復(fù)雜算法快速的對(duì)信息進(jìn)行處理和傳輸。新型光學(xué)電壓、電流互感器還可以與主機(jī)進(jìn)行通信，并和電力系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信。我國(guó)的新型光學(xué)電壓、電流互感器研究比國(guó)外起步晚，且在應(yīng)用過(guò)程中遇到2大難題，①新型的數(shù)字式光學(xué)電壓、電流互感器在使用過(guò)程中需要電源，容易受到外來(lái)因素的干擾；②很多學(xué)者對(duì)于新型的數(shù)字式光學(xué)電壓、電流互感器持有懷疑態(tài)度，阻礙了其廣泛應(yīng)用。

3、結(jié)語(yǔ)

最近幾年以來(lái)，在現(xiàn)代新興技術(shù)的協(xié)助下，電力系統(tǒng)中的技術(shù)不斷得到進(jìn)步和革新，而電力系統(tǒng)的進(jìn)步自然推動(dòng)了我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，保證了電力設(shè)備的高效安全地運(yùn)行，也保證了供電的安全可靠，使得變電站，在最小程度支出的情況下，獲得了更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)我國(guó)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，有著重要的意義，新技術(shù)和新設(shè)備還需要得到更廣泛的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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篇5

香港理工大學(xué)先進(jìn)光學(xué)制造中心成立于1996年,成立之初在香港政府創(chuàng)新科技基金(ITF)的支持下,從事超精密加工技術(shù)的研究工作。長(zhǎng)期以來(lái)該中心一直致力于LED照明系統(tǒng)的先進(jìn)自由曲面光學(xué)原件的研發(fā)工作,產(chǎn)品更是覆蓋了組合式大功率LED路燈燈頭及高效能發(fā)光二極管照明系統(tǒng)等領(lǐng)域。中心的特色是從光學(xué)設(shè)計(jì)到超精密加工模具的設(shè)計(jì)、制作,最后完成二次光學(xué)照明系統(tǒng)的制作,根據(jù)不同LED廠商產(chǎn)品的形狀和光的角度來(lái)配置二次照明光學(xué)透鏡的照明系統(tǒng)。

中心雄厚的研發(fā)實(shí)力為超精密加工技術(shù)在LED照明領(lǐng)域的應(yīng)用,提供了最為有力的保障,目前已經(jīng)為國(guó)內(nèi)多家LED生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了相關(guān)的顧問(wèn)服務(wù)。超精密加工技術(shù)在國(guó)防、軍工等很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用,最近幾年才應(yīng)用在LED路燈照明方面。

二次光學(xué)照明系統(tǒng)的作用在于LED照明產(chǎn)品有著不同的角度,LED路燈更是有著不同高度、主次干道等不同的標(biāo)準(zhǔn),每個(gè)LED廠家都有著自己的要求;如果該廠家自己沒(méi)有能力從事光學(xué)設(shè)計(jì),很有可能出現(xiàn)在市場(chǎng)上隨便購(gòu)買(mǎi)某種二次透鏡照明系統(tǒng)進(jìn)行匹配,這種配光情況最后就很有可能不會(huì)盡如人意。很多廠商LED照明產(chǎn)品的配光要求偏低,但歐美國(guó)家對(duì)LED照明產(chǎn)品的配光要求普遍較高,市內(nèi)照明配光光斑、亮度都有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),所以根據(jù)LED產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行獨(dú)立二次光學(xué)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是未來(lái)的主流趨勢(shì)。外購(gòu)二次照明光學(xué)系統(tǒng)更是可能存在產(chǎn)權(quán)糾紛更方面諸多隱患,這一點(diǎn)也為越來(lái)越多的LED廠家所重視。

篇6

【關(guān)鍵詞】礦山測(cè)量；測(cè)繪新技術(shù)；應(yīng)用

0.引言

礦山測(cè)量是礦山生產(chǎn)建設(shè)中必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)礦山開(kāi)采、生產(chǎn)管理等工作起著重要作用。作為礦山生產(chǎn)的基礎(chǔ)工作之一，礦山測(cè)量工作任務(wù)主要有以下幾個(gè)方面：勘察收集礦產(chǎn)資源信息以及礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)；監(jiān)測(cè)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況；建立以存儲(chǔ)、分析處理、利用為一體的礦區(qū)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的現(xiàn)代化、信息化管理，為礦區(qū)的高效生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

然而，傳統(tǒng)礦山測(cè)量往往面臨諸多問(wèn)題，如工礦區(qū)多數(shù)集中在山區(qū)等不利于開(kāi)展測(cè)量工作的地方，需要建立控制網(wǎng)；同時(shí)礦山測(cè)量工作長(zhǎng)期處于野外，工作環(huán)境惡劣且伴隨著較大危險(xiǎn)性，高素質(zhì)人才不愿投身礦山測(cè)量工作中，導(dǎo)致測(cè)量技術(shù)力量薄弱，人才儲(chǔ)備匱乏。

隨著自動(dòng)化水平高、測(cè)繪精度大的測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)，能夠有效改善傳統(tǒng)礦山測(cè)量工作中面臨的問(wèn)題，提高礦山測(cè)量的作業(yè)效率，推動(dòng)礦山測(cè)量不斷進(jìn)步。因此本文在對(duì)目前出現(xiàn)的測(cè)繪新技術(shù)介紹的基礎(chǔ)上，分析了其在礦上測(cè)量應(yīng)用現(xiàn)狀，并就其發(fā)展進(jìn)行了探討。

1.測(cè)繪新技術(shù)介紹

伴隨著上個(gè)實(shí)際七十年代以后我國(guó)電子技術(shù)以及激光技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，出現(xiàn)了如全站儀、陀螺儀和測(cè)距儀等光電結(jié)合的測(cè)繪儀器，對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。目前，空間信息技術(shù)、慣性測(cè)量系統(tǒng)和全站儀等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了成熟應(yīng)用的水平。下文就目前常用測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行探討。

1.1全站儀

全站儀是伴隨著電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，目前已成為測(cè)繪領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的儀器之一，其具備測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀兩種儀器的優(yōu)點(diǎn)。智能型全站儀是結(jié)合光、電、磁、機(jī)等新技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)距離、角度同步測(cè)量的測(cè)繪儀器。利用存儲(chǔ)卡、內(nèi)部存儲(chǔ)器或電子手簿進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄是目前先進(jìn)全站儀的標(biāo)志，并且此類(lèi)全站儀能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，能大大提升測(cè)繪效率與精度。

1.2空間信息技術(shù)

空間信息是以遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（統(tǒng)稱(chēng)為“3S”技術(shù)）為核心。

遙感是指對(duì)對(duì)遠(yuǎn)距離測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)控和識(shí)別，其原理是通過(guò)接收到的地球表面物體發(fā)出的電磁波，對(duì)其進(jìn)行掃描、記錄、處理的技術(shù)。目前遙感技術(shù)包括衛(wèi)星遙感與航空遙感兩種形式，后者較前者發(fā)展更為成熟，在實(shí)際工程中實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用與驗(yàn)證。衛(wèi)星遙感用于測(cè)圖目前正處于礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立的數(shù)字地面模型（DTM）在測(cè)繪工作已獲得了較多應(yīng)用。

全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為GPS，其以衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)、高精度的提供所測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)信息，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)生重大影響。GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)不需劃分嚴(yán)格的測(cè)量等級(jí)，對(duì)測(cè)點(diǎn)間無(wú)通視要求，能避免測(cè)繪中誤差的累計(jì)，同時(shí)可以獲取測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度與高程三維數(shù)據(jù)。廣泛的應(yīng)用的各類(lèi)工程測(cè)繪領(lǐng)域之中。

地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，是提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。其實(shí)以測(cè)繪為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和使用，借助計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言為平臺(tái)的空間分析技術(shù)。以現(xiàn)代測(cè)繪儀器以及空間信息技術(shù)相結(jié)合的測(cè)繪技術(shù)正處于快速發(fā)展之中。

1.3慣性測(cè)量系統(tǒng)

慣性測(cè)量系統(tǒng)（Inertial Surveying System），簡(jiǎn)稱(chēng)ISS，是利用慣性元件（如加速度計(jì)，陀螺平臺(tái)）組成來(lái)測(cè)定載體空間位置、姿態(tài)和重力場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)。具有自主式、快速多能、全天候工作等優(yōu)點(diǎn)。在測(cè)量過(guò)程中借助慣性導(dǎo)航原理，可以同步獲取如經(jīng)緯度、高程、方位角等測(cè)量數(shù)據(jù)。主要分為平臺(tái)式系統(tǒng)和捷聯(lián)式系統(tǒng)。

2.測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1全站儀在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

全站儀具備集測(cè)距儀與經(jīng)緯儀優(yōu)點(diǎn)于一身，測(cè)量結(jié)果以數(shù)字的形式呈現(xiàn)，使用性能穩(wěn)定且對(duì)使用者而言操作簡(jiǎn)單。因此，在礦區(qū)地面控制測(cè)量、地形圖繪制與工程距離量測(cè)等方面均常采用全站儀。同時(shí)在井下開(kāi)采過(guò)程中以及廢礦在開(kāi)發(fā)土地復(fù)墾中也得到了廣泛應(yīng)用。

目前，結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，可以建立礦區(qū)測(cè)量數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的批量自動(dòng)錄入，使測(cè)繪人員從繁瑣的數(shù)據(jù)錄入、計(jì)算中解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量的高效與準(zhǔn)確。

2.2空間信息技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

GPS具有全天候不間斷工作的特點(diǎn)，常被用于礦區(qū)地表沉陷、邊坡穩(wěn)定等礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)中。同時(shí)在車(chē)輛調(diào)度與控制網(wǎng)的建立方面也用廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著其使用成本的不斷降低，使其應(yīng)用更加普及。

地理信息系統(tǒng)是為對(duì)某一區(qū)進(jìn)行分析而對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行集成的系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析處理，可以對(duì)礦山生產(chǎn)管理進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的科學(xué)化。應(yīng)用于礦區(qū)的地理信息系統(tǒng)即為礦區(qū)地理信息系統(tǒng)， 或稱(chēng)為礦區(qū)資料源環(huán)境信息系統(tǒng)（ MRIES）。MREIS 已成為礦山測(cè)量的重要發(fā)展方向。礦山資料源環(huán)境信息系統(tǒng)僅為一個(gè)平臺(tái)，需要通過(guò)各種先進(jìn)測(cè)繪儀器獲取基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)不同目標(biāo)對(duì)獲取的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取所需的結(jié)論。此系統(tǒng)體現(xiàn)出數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化與智能化，實(shí)現(xiàn)決策水平的提高。

遙感技術(shù)在礦山測(cè)量中主要應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查，在與地理信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合使用時(shí)，可以對(duì)礦區(qū)土地進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)防礦區(qū)坍塌等災(zāi)害信息；與GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)復(fù)合使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及對(duì)礦區(qū)表面生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控，實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的生產(chǎn)。

2.3慣性測(cè)量系統(tǒng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

慣性測(cè)量系統(tǒng)能提供測(cè)量對(duì)象的經(jīng)緯度、方位角以及垂直偏差等測(cè)量數(shù)據(jù)，所以在對(duì)測(cè)量過(guò)程中對(duì)已布設(shè)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核檢驗(yàn)時(shí)會(huì)采用此項(xiàng)技術(shù)。慣性測(cè)量系統(tǒng)核心為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，主要是通過(guò)獲取的礦產(chǎn)區(qū)域地面垂直方向的地質(zhì)信息，對(duì)礦產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行分析勘察。目前，高精度導(dǎo)航和定位的需求促進(jìn)了慣性測(cè)量系統(tǒng)與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)合，這種組合系統(tǒng)使兩種系統(tǒng)的可同步獲取測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)與大地水準(zhǔn)面，利用大地測(cè)量模型對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并且大大提高了其穩(wěn)定性與精確度。然而，在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用僅僅局限于礦山井下定位測(cè)量，地面測(cè)量工作尚未進(jìn)行深入開(kāi)展。

3.結(jié)論

現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)的標(biāo)致是智能化，自動(dòng)化，是空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的集成。對(duì)新測(cè)繪技術(shù)的使用，使礦山測(cè)量技術(shù)成以數(shù)據(jù)采集、處理、管理、傳輸、分析、表達(dá)、應(yīng)用、輸出為一體的集成化、智能化、自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)，為礦區(qū)生產(chǎn)信息系統(tǒng)的創(chuàng)建提供科學(xué)性理論指導(dǎo)，促進(jìn)礦山持久、高效、節(jié)約發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]葉志峰.測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].四川建材，2009，35（3）.

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篇7

關(guān)鍵詞：激光晶體 激光器 應(yīng)用

引言

激光的單色性、相干性、方向性和高亮度使得它能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、通信、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域，并帶動(dòng)了一些新興學(xué)科的形成和發(fā)展[1]。1960年世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器的問(wèn)世給古老的光學(xué)帶來(lái)了新的生機(jī)活力。固體激光器具有可獲得大功率激光和實(shí)現(xiàn)全固態(tài)化等優(yōu)勢(shì)。晶體的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在熱導(dǎo)率高、熒光譜線(xiàn)窄、硬度比較大等,因而在固體激光器中應(yīng)用廣泛。

1、激光晶體及其分類(lèi)

激光晶體是可將外界提供的能量通過(guò)光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化為在空間和時(shí)間上相干的、具有高度平行性和單色性激光的晶體材料。激光晶體由發(fā)光中心和基質(zhì)晶體兩部分組成。大部分激光晶體的發(fā)光中心由激活離子構(gòu)成，激活離子部分取代基質(zhì)晶體中的陽(yáng)離子形成摻雜型激光晶體。

激光晶體種類(lèi)繁多，目前已知的激光晶體有三百多種，大致可分為：激光基質(zhì)晶體、非線(xiàn)性光學(xué)晶體和電光晶體三類(lèi)[2]。激光晶體按其性能又可以分為：高功率激光晶體（Nd : YAG）、中小功率激光晶體（Nd：YVO4）、超快激光晶體、可見(jiàn)光激光晶體（Nd：YLF）、中紅外激光晶體。[3]

2、激光晶體的應(yīng)用現(xiàn)狀

激光晶體的發(fā)展十分迅速。到目前為止，實(shí)用化的激光晶體已從最初的幾種基質(zhì)材料發(fā)展到數(shù)十種，并在各個(gè)方面獲得了實(shí)際應(yīng)用。以下詳細(xì)從四個(gè)方面介紹激光晶體的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1，高平均功率密度激光晶體：工業(yè)加工用的激光器主要是CO2激光器和Nd：YAG激光器，但是由于采用了高功率的激光器作為泵浦源，多棒串接組合系統(tǒng)，以及發(fā)展了板條激光器和筒形激光器等新結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使得Nd：YAG激光器輸出達(dá)到千瓦級(jí)高平均功率密度。2003年日本Toshiba公司研制的Nd：YAG激光器采用六個(gè)串聯(lián)的LD抽運(yùn)模塊，實(shí)現(xiàn)了12kW的激光輸出，電光效率為23％，并把激光頭的體積縮小到不足0.05m3。

Yb：YAG晶體與Nd：YAG晶體相比吸收帶更寬、透鏡效應(yīng)更小、上能級(jí)熒光壽命更長(zhǎng)。因此LD抽運(yùn)的高功率Yb：YAG固體激光器成為新的研究熱點(diǎn)。

2，可調(diào)諧激光晶體：可調(diào)諧激光晶體是近年來(lái)探索激光晶體的一個(gè)熱點(diǎn)。其中Ti3+：A12O3激光器是一種目前發(fā)展最迅速、最成熟、應(yīng)用最廣泛的固體可調(diào)諧激光器，可調(diào)諧范圍為600～1200nm，并可脈沖、準(zhǔn)連續(xù)和連續(xù)等多種方式運(yùn)轉(zhuǎn)。目前已知激光晶體中，絕大多數(shù)是摻入稀土作為激活離子的。

例如：Ce3+摻雜的激光晶體，獲得可調(diào)諧紫外以及真空紫外激光輸出的最簡(jiǎn)單方法是抽運(yùn)摻有稀土元素離子的激活晶體，其中最適合的稀土元素離子是三價(jià)鈰離子，早期的基質(zhì)晶體主要為：LiYF4、Y3A15O12和LaF3等，Ce3+摻雜的LuLiF4、Li—CaA1F6和LiSrA1F6也是近年來(lái)研制的紫外波段可調(diào)諧氟化物激光晶體[4]；Pr3+摻雜的激光晶體，在2007年，446 nm的GaN激光器泵浦新型晶體Pr：KY3F10，在諧振腔沒(méi)有達(dá)到光學(xué)最優(yōu)化的時(shí)候最高得到39 mW的連續(xù)輸出，閾值是125 mW[5]；Tm3+摻雜的激光晶體，摻雜Tm3+的激光晶體的調(diào)諧波長(zhǎng)在紅外波段，應(yīng)用最多的是Tm3+：YAG晶體。Tm：YAG激光器已實(shí)現(xiàn)LD泵浦連續(xù)可調(diào)諧及調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)。目前通過(guò)對(duì)Tm3+：YAG晶體的敏化實(shí)現(xiàn)室溫運(yùn)轉(zhuǎn)是一個(gè)重要的研究方向[6]。

3，半導(dǎo)體激光器和小型激光器用激光晶體

半導(dǎo)體激光晶體有AlGaAs、InGaAiP、InGaAs等。半導(dǎo)體超晶格，量子阱材料在光電子技術(shù)中的一個(gè)重要應(yīng)用就是半導(dǎo)體量子阱激光器（QWLD）。QWLD因具有效率高（60%），體積小，可靠和優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用。

4，新波長(zhǎng)激光晶體

過(guò)渡金屬離子如Cr3+摻雜的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料的中紅外激光晶體，表現(xiàn)出優(yōu)良的室溫?zé)晒庑阅埽揖哂休^寬的調(diào)諧范圍及較高的量子效率，在中紅外波段激光晶體的研究領(lǐng)域得到越來(lái)越多的關(guān)注。 波長(zhǎng)在2～3 μm 的中紅外晶體由于對(duì)水的吸收系數(shù)為1，因此在醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)用。Er，Yb：YCOB是近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型的晶體。

5，氟化物激光晶體

氟化物激光晶體是混合無(wú)序結(jié)構(gòu)的激光晶體，與其他激光介質(zhì)相比,它具有自發(fā)熒光壽命長(zhǎng)、折射率受溫度影響小、熱透鏡效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn),具有良好的熱穩(wěn)定性,決定了其在固體激光器領(lǐng)域特殊的應(yīng)用價(jià)值。例如在Yb摻雜的氟化物激光晶體中, 開(kāi)展研究的有Yb ∶YLF 和Yb ：Ca5( PO4 ) 3 F (Yb∶FAP)晶體。Yb∶FAP晶體的發(fā)射截面和吸收截面都明顯優(yōu)于Yb∶YAG晶體。另外，氟化物的低熔點(diǎn)決定了它比其他材料更具有能引起材料科學(xué)家的關(guān)注,設(shè)計(jì)和制備新型的復(fù)合氟化物激光基質(zhì)材料將會(huì)成為氟化物激光晶體研究的熱點(diǎn)。

3、激光晶體的應(yīng)用展望

1，面向先進(jìn)制造技術(shù)、激光武器等應(yīng)用的高功率、大能量激光材料：以石榴石晶體和陶瓷為主，還有Nd：GGG晶體和Yb一玻璃光纖。探索復(fù)合石榴石結(jié)構(gòu)的新晶體，進(jìn)一步提高Yb：YAG晶體的其熒光壽命和增大發(fā)射截面，是主要的發(fā)展趨勢(shì)。

2，LD直接抽運(yùn)超快激光增益和放大介質(zhì)晶體：飛秒激光以其特有的超短脈沖、高峰值功率和寬光譜等特點(diǎn)，在超快光譜學(xué)、微電子加工、生物醫(yī)療、計(jì)量、全息、高容量和高速光通訊等眾多領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用。

3，面向人眼安全、光通訊、醫(yī)療、遙感等應(yīng)用的中遠(yuǎn)紅外激光材料

1.55μm的鉺玻璃和摻Er、Tm、Ho的2 μm波段醫(yī)療用晶體激光已實(shí)用化，但更高效率的LD抽運(yùn)1.55μm、2μm和3～5μm波段的新晶體和光纖材料是中紅外激光發(fā)展的瓶頸。對(duì)Tm：YAG晶體性能以及相應(yīng)的激光器件的研究和對(duì)Tm：YAG晶體的敏化研究是兩個(gè)主要方向。通過(guò)對(duì)Tm：YAG晶體的敏化可實(shí)現(xiàn)室溫下閃光燈泵浦，提高光轉(zhuǎn)換效率，從而使得Tm：YAG晶體在相干激光雷達(dá)和激光外科醫(yī)學(xué)等方面都有著重要的應(yīng)用前景。

4、結(jié)束語(yǔ)

激光晶體的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。任何領(lǐng)域的發(fā)展都不是孤立的，激光晶體的發(fā)展與各種技術(shù)的發(fā)展緊密相連，新技術(shù)的發(fā)展給激光晶體的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇的同時(shí)也會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。相信在不久的將來(lái)我國(guó)一定會(huì)創(chuàng)造出具有中國(guó)特色的激光晶體。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張中士.激光晶體的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].科技向?qū)В?010，35：18-20.

[3] 徐軍，蘇良碧，徐曉東，等.激光晶體的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)，2006，23（5）：1025-1030.

[4] 曾峰，杜晨林，阮雙琛. Ce：LiCaA1F6紫外激光器的研究[J] .光子學(xué)報(bào)，2005，34（8）：1121-1123.

篇8

關(guān)鍵詞:慣性動(dòng)作捕捉;影視動(dòng)漫;應(yīng)用;發(fā)展

慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)是基于慣性傳感系統(tǒng)和較為尖端的傳感器數(shù)據(jù)融合算法而研發(fā)的無(wú)需攝像機(jī)參與的人體動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)的出現(xiàn)擺脫了傳統(tǒng)的光學(xué)動(dòng)作捕捉攝像技術(shù)的束縛，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作捕捉技術(shù)新的飛躍。

1慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)概述

慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)是一種新型的動(dòng)作捕捉技術(shù)，它的出現(xiàn)打破了光學(xué)動(dòng)作捕捉在影視動(dòng)漫中的市場(chǎng)主導(dǎo)格局。這種技術(shù)是基于傳感器技術(shù)與人體動(dòng)力學(xué)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度融合而研發(fā)的具有綜合性的動(dòng)作捕捉技術(shù)［1］。

2慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)在影視動(dòng)漫中的應(yīng)用

2．1慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)系統(tǒng)原理

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵部件由加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)構(gòu)成慣性傳感器對(duì)人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉和采集，包括人體各部位在不同姿態(tài)下的姿態(tài)和方位信息，這些數(shù)據(jù)采集后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理設(shè)備中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的矯正和處理，建立三維立體模型，使三維影像模型具有人體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)、自然的運(yùn)動(dòng)效果［2］。

2．1．1慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)中加速度計(jì)的運(yùn)用加速度計(jì)是慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中主要構(gòu)件之一，加速度計(jì)能夠?qū)?lái)自人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加速度和運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)過(guò)程主要通過(guò)對(duì)加速度計(jì)軸向受力情況檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)建立三維立體坐標(biāo)的方式，表現(xiàn)出加速度的方向和大小。加速度計(jì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)是相對(duì)于地面作為參照而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，需要通過(guò)陀螺儀的補(bǔ)償才能夠使測(cè)量精度更加精確。

2．1．2慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)中陀螺儀的運(yùn)用陀螺儀是通過(guò)對(duì)陀螺轉(zhuǎn)子在三維坐標(biāo)內(nèi)的垂直軸向與設(shè)備之間形成的夾角進(jìn)行測(cè)量，對(duì)角速度進(jìn)行精確計(jì)算得出人體在三維空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。陀螺儀在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中具有較好的測(cè)量效果。

2．1．3慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)中磁力計(jì)的運(yùn)用慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中，陀螺儀能夠?qū)υO(shè)備旋轉(zhuǎn)動(dòng)作做出準(zhǔn)確測(cè)量，但是在確定設(shè)備方位方面存在不足，磁力計(jì)能夠?qū)ν勇輧x存在的不足進(jìn)行有效的補(bǔ)償，準(zhǔn)確測(cè)量出設(shè)備在不同方向上的夾角。慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通過(guò)加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)的互相補(bǔ)償協(xié)調(diào)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，從而得出人體運(yùn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)。

2．2慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)傳感器融合算法

2．2．1IK算法概述IK反向運(yùn)動(dòng)學(xué)理論是根據(jù)人體的形成各個(gè)動(dòng)作的主關(guān)節(jié)最終角度確定人體骨架的運(yùn)動(dòng)，有不同運(yùn)動(dòng)約束的關(guān)節(jié)連接而成分級(jí)結(jié)構(gòu)骨架，分級(jí)結(jié)構(gòu)骨架由許多環(huán)節(jié)鏈構(gòu)成，通過(guò)效應(yīng)器來(lái)帶動(dòng)各個(gè)部位的同時(shí)運(yùn)動(dòng)，只要確定了動(dòng)作起始位置和結(jié)束位置以及運(yùn)動(dòng)的途徑，就能夠按反方向運(yùn)動(dòng)學(xué)算出人體部位的運(yùn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)。

2．2．2IK算法在慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)中的應(yīng)用IK反向運(yùn)動(dòng)學(xué)通常被稱(chēng)作室內(nèi)定位技術(shù)，在定位過(guò)程中，通過(guò)激光發(fā)生裝置對(duì)佩戴者身上的傳感器進(jìn)行位置追蹤，獲得位置信息和方向數(shù)據(jù)，然后利用IK算法進(jìn)行反向推算，得出人體的運(yùn)動(dòng)信息。由于激光定位過(guò)程會(huì)存在遮擋情況，需要用慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。

2．2．3慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)在影視動(dòng)漫中的應(yīng)用慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在影視動(dòng)漫制作中的應(yīng)用極大程度上降低了后期制作處理中的難度，降低了后期制作成本，提高影視動(dòng)漫的拍攝效率。慣性動(dòng)作捕捉與光學(xué)動(dòng)作捕捉相比，克服了時(shí)間和空間的限制，解決了光學(xué)動(dòng)作捕捉技術(shù)存在對(duì)特殊動(dòng)作不能實(shí)時(shí)還原的缺陷，使動(dòng)作捕捉適應(yīng)于更多場(chǎng)景下進(jìn)行，智能化水平更高;慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)利用了無(wú)線(xiàn)傳感器，演員的佩戴不受束縛，使演員的動(dòng)作更加協(xié)調(diào)，動(dòng)作更加平穩(wěn)，捕捉的動(dòng)作幅度更大。因此，這種技術(shù)受到各領(lǐng)域的關(guān)注和信任。

3慣性動(dòng)作捕捉對(duì)影視動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)的影響和發(fā)展

3．1慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)擴(kuò)大了故事講述的發(fā)揮空間

慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)在影視動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，讓導(dǎo)演的創(chuàng)意能夠得到更加淋漓盡致的發(fā)揮，尤其在科幻電影拍攝和制作過(guò)程中，能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實(shí)效果與實(shí)際拍攝效果有機(jī)結(jié)合起來(lái)，場(chǎng)面更加逼真，動(dòng)作更加接近生活。在國(guó)外影視發(fā)達(dá)的國(guó)家，這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了影視拍攝中，帶來(lái)了很高的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，影視動(dòng)漫的故事講述創(chuàng)造了更加廣闊的發(fā)揮空間。

3．2慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)提高影視動(dòng)漫制作效率

慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)帶來(lái)了影視動(dòng)漫制作的巨大變革，不僅在成本上具有更大的優(yōu)勢(shì)，還大幅度縮短了影視動(dòng)漫拍攝和制作時(shí)間，提高了影視制作的工作效率，為實(shí)現(xiàn)影視行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供了更大的活力，促進(jìn)影視行業(yè)的快速發(fā)展［3］。

篇9

1、光電信息科學(xué)與工程的是冷門(mén)專(zhuān)業(yè)。

2、光電信息技術(shù)是由光學(xué)、光電子、微電子等技術(shù)結(jié)合而成的多學(xué)科綜合技術(shù)，涉及光信息的輻射、傳輸、探測(cè)以及光電信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理與顯示等眾多的內(nèi)容。光電信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各行各業(yè)。

3、近年來(lái)，隨著光電信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)從業(yè)人員和人才的需求逐年增多，因而對(duì)光電信息技術(shù) 基本知識(shí)的需求量也在增加。光電信息技術(shù)以其極快的響應(yīng)速度、極寬的頻寬、極大的信息容量以及極高的信息效率和分辨率推動(dòng)著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，從而使光電信息產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)的份額逐年增加。在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，與光電信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的一半以上，從業(yè)人員逐年增多，競(jìng)爭(zhēng)力也越來(lái)越強(qiáng)。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

關(guān)鍵詞： SFP； VOA； MEMS； 可調(diào)光衰減器； 光通信

中圖分類(lèi)號(hào)： TN29?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）18?0134?02

0 引 言

可調(diào)光衰減器（VOA） 是光纖通信系統(tǒng)中的一種重要的光纖動(dòng)態(tài)器件， 主要用于密集波分復(fù)用（DWDM） 系統(tǒng)中信道的功率平衡，實(shí)現(xiàn)增益平坦、動(dòng)態(tài)增益平衡及傳輸功率均衡[1]。而數(shù)字可調(diào)光衰減器由于控制簡(jiǎn)單、體積小，較好的光學(xué)性能而得到了較大的發(fā)展[2]。

目前可調(diào)光衰減器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域的通信設(shè)備中，通用的做法是在設(shè)備中集成了數(shù)字可調(diào)光衰減器，通過(guò)設(shè)備的軟件根據(jù)系統(tǒng)的需要對(duì)可調(diào)光衰減器的衰減量進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于VOA集成到了設(shè)備中，光路也必須集成在設(shè)備中，并固定下來(lái)，這使得光路系統(tǒng)不能靈活的配置，而在DWDM系統(tǒng)中，不同的站點(diǎn)，不同傳輸容量都需要根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行靈活的配置，而VOA作為系統(tǒng)中重要的可配置器件，不能隨著系統(tǒng)的配置而靈活的取舍，使系統(tǒng)設(shè)備的靈活性變差，增加了系統(tǒng)成本。在光通信領(lǐng)域中，SFP收發(fā)模塊作為標(biāo)準(zhǔn)的可插拔器件，由于其體積小、機(jī)械和光電接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、可插拔等靈活可配置特性，已廣泛在系統(tǒng)設(shè)備中得到應(yīng)用。為了使VOA模塊也能像SFP收發(fā)模塊一樣靈活可配置的應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)備中，本文提出了一種將VOA模塊集成到SFP封裝中，采用SFP標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械和光電接口，使VOA模塊也能像SFP收發(fā)模塊一樣即插即用，非常方便的實(shí)現(xiàn)光衰減功能的取舍。由于采用SFP封裝，體積受到了很大的限制，而基于微電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro?ElectroMechanical Systems，MEMS）技術(shù)的 VOA的相對(duì)其他類(lèi)型的VOA的突出特點(diǎn)就是體積小，控制簡(jiǎn)單，而且具有較好的光學(xué)性能[3?5]。因此，本文采用MEMS VOA模塊實(shí)現(xiàn)SFP封裝的數(shù)字可調(diào)衰減器。

1 數(shù)字式MEMS VOA原理

常見(jiàn)MEMS VOA 有反射鏡旋轉(zhuǎn)型和位移遮擋型等。無(wú)論采用哪種類(lèi)型實(shí)現(xiàn)光功率的衰減，都是通過(guò)光衰減量與MEMS芯片中機(jī)械片的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)呈一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而芯片中機(jī)械片的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)又與加在上下電極板上的電壓呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，衰減量與電壓呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系[6]，但是衰減量與驅(qū)動(dòng)電壓不是線(xiàn)性關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的衰減控制，需要增加控制電路，預(yù)先將衰減電壓曲線(xiàn)數(shù)據(jù)保存在電路中，通過(guò)客戶(hù)發(fā)送的衰減量自動(dòng)查找對(duì)應(yīng)的衰減的電壓，再發(fā)送給VOA驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路再輸出對(duì)應(yīng)的電壓給VOA，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的衰減，這樣便達(dá)到了數(shù)字式控制的目的。

2 基于SFP封裝的可調(diào)光衰減器的實(shí)現(xiàn)

基于SFP封裝的可調(diào)光衰減器由結(jié)構(gòu)部分、光學(xué)模塊MEMS VOA、LC光口、電控制單元CU、電接口等部分組成，其結(jié)構(gòu)和組成示意圖如圖1所示。

SFP電接口主要包括I2C接口和電源接口。I2C接口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)及可調(diào)光衰減器的通信，包括讀取存儲(chǔ)單元的相關(guān)信息、讀取存儲(chǔ)的電壓衰減數(shù)據(jù)，下發(fā)衰減命令等；CPLD功能模塊主要實(shí)現(xiàn)I2C接口驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和相關(guān)控制功能，I2C接口驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信連接，控制單元接收上位機(jī)的命令，解碼相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的操作，如果是衰減控制命令，則獲取衰減量數(shù)據(jù)，從存儲(chǔ)模塊調(diào)取衰減電壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)算法計(jì)算后，輸出精確的電壓數(shù)據(jù)給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器放大后驅(qū)動(dòng)MEMS VOA，使其達(dá)到相應(yīng)的衰減。在SFP標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)電接口進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，包括電接口的管腳數(shù)、管腳定義、機(jī)械尺寸等，在SFP VOA中，收發(fā)模塊功能管腳都不需要使用，只保留I2C通信的相關(guān)管腳（PIN4/PIN5）、電源管腳（PIN15/PIN16/PIN20）及狀態(tài)管腳（PIN6）。在光路方面，主要由LC光口和MEME VOA組成，為了減小體積，降低耦合損耗，采用VOA直接與LC光口耦合方式。

3 基于SFP封裝的可調(diào)光衰減器的應(yīng)用

基于SFP封裝的可調(diào)光衰減器性能指標(biāo)與MEMS數(shù)字式可調(diào)光衰減器的指標(biāo)相似，具有反應(yīng)速度快、線(xiàn)性度好、高穩(wěn)定性、高衰減等光學(xué)性能，同時(shí)由于采用了SFP封裝，使數(shù)字式可調(diào)衰減器成為了一個(gè)獨(dú)立的光學(xué)模塊，支持熱插拔和即插即用，不需要集成到設(shè)備內(nèi)部，設(shè)備只要預(yù)留出SFP接口，即可根據(jù)系統(tǒng)需要，靈活的配置需要的可調(diào)衰減器，使光路系統(tǒng)變得靈活和簡(jiǎn)單，同時(shí)，由于其靈活性的配置，節(jié)省了由于系統(tǒng)布網(wǎng)變化帶來(lái)的成本增長(zhǎng)，從而降低了光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整體成本。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于SFP封裝的可調(diào)光衰減器符合光學(xué)設(shè)備中傾向于可插拔光學(xué)裝置的趨勢(shì)，具備了SFP模塊的便攜靈活特點(diǎn)，同時(shí)又具備了傳統(tǒng)可調(diào)光衰減器類(lèi)似的光學(xué)性能，非常適合應(yīng)用于復(fù)雜的波分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)備，靈活的組成各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 金錫哲，王曦.可調(diào)光衰減器（VOA）技術(shù)發(fā)展綜述[J].光通信技術(shù)，2003（12）：29?32.

[2] 曹鐘慧，鄒勇卓，吳興坤.一種數(shù)字化可調(diào)光衰減器的設(shè)計(jì)[J].光電工程，2004，31（5）：17?23.

[3] 謝曉強(qiáng)，戴旭涵.一種基于 MEMS 技術(shù)的可變光衰減器[J].光電器件，2005，26（3）：183?186.

[4] 施向華，邱怡申.基于微電機(jī)械系統(tǒng)的反射式可變光衰減器的研究與設(shè)計(jì)[J].福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，22（2）：46?48.