激光原理论文范文10篇

摘要：为顺应国际环境和教学信息化进程，运用信息化教学方式对“工业机器人技术”课程的双语教学改革进行了探究。从“工业机器人技术”双语教学理念推广，“工业机器人技术”信息化教学新风尚植入，双语、信息化和工业机器人技术“三位一体化”模式融合，飞秒激光玻璃焊接机器人案例4个方面进行了探讨。提出的教学研究模式符合时代特征，对国内“工业机器人技术”教学的深入改革具有重要的借鉴意义。

关键词：“工业机器人技术”；双语教学；信息化教学；三位一体化

随着全球人工智能[1-3]的兴起和工业5.0[4]的提出，简单重复或危险作业由工业机器人替代已成为推动先进制造业高端化的源动力，且其趋势日益明显，此局面造成工业机器人技术中高端人才严重匮乏，因此工业机器人人才培养模式探索逐渐成为现代高校教学改革研究的热点之一[5-6]。高校机械学院，尤其是产业学院，培养符合时代需求的中高端工业机器人国际化专业人才[7-10]势在必行。由于工业发达国家，尤其是德国、美国、日本等的工业机器人技术仍处于国际领先水平，加之现代信息化教学手段普及[11-15]，为紧跟时代步伐，本文以英语为媒介，对中英双语信息化环境下的工业机器人“三位一体化”教学模式进行了探讨和研究。

1“工业机器人技术”双语教学理念推广

“工业机器人技术”作为机械工程学科一门新型交叉课程，其关键核心技术仍被少数发达国家垄断。因此，授课过程中利用双语教学理念拓宽学生国际视野、学习国外先进技术，不仅培养了学生的英文文献查阅能力，同时拓展了学生的知识面。“工业机器人技术”双语教学理念推广的具体措施如下。以“机械工程英语”双语课程为前期基础课程，让学生适应双语课程的学习环境，并积累大量机械专业英语词汇，特别安排2周时间组织学生专门学习有关工业机器人的英语词汇。授课前为学生分配预习任务，使其大量阅读工业机器人的相关英文文献，并安排5人1组建立微信群，进行阅读后文献讨论，要求学生除了解文献内容外，还需掌握每篇论文的构架，消除后期学习时的畏难情绪。功能工业机器人包括焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、码垛机器人和喷涂机器人这5种类型。利用英文PPT，进行中英文双语分组施教。将全班学生分为5组，每组学生先选择其中一类功能工业机器人进行学习，然后交叉学习，直至每小组均完成5类功能工业机器人学习的任务，最后集中讨论，完成总体学习任务。此分组学习法，要求每组每位成员在学习过程中完成特定任务，避免集体学习过程中部分学生产生怠惰情绪。后期锻炼学生撰写工业机器人英文综述论文的能力，对论文摘要、前沿、主体部分、结论、致谢和参考文献进行分块施教，要求每位学生独自完成1篇工业机器人英文综述论文的写作任务。为保证英文阅读的纯正性，“工业机器人技术”双语教材的选择以英文原著为主，同时提供多本中英文辅助参考书籍作为课外补充读物，让学生依据自己的基础和兴趣自由选择、交叉学习，将“工业机器人技术”双语教学理念全面渗透到学生学习过程中。

2“工业机器人技术”信息化教学新风尚植入

论文关键词：全息术；干涉计量；全息存储；显示全息；模压全息

论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。

我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

论文关键词：全息术；干涉计量；全息存储；显示全息；模压全息

论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。

我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

论文关键词：全息术；干涉计量；全息存储；显示全息；模压全息

论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。

我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

论文关键词：全息术；干涉计量；全息存储；显示全息；模压全息

论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。

我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

科学家们开始致力于研究第三代全息图到。这是用激光记录，而用白光再现的全息图，在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变，这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性。第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图，它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。

2全息术的基本原理和特点

2003年7月15日，他到北京的第二天。不祥预感袭上卧床多年的孙悦贞心头。老伴外地出差，早晚都会电话报平安，然而，夜深了，电话铃声却始终没有响起……

一个终生为科学而执着的疲惫身躯，终究无法承受生命之重，因心脏病突发，将生命定格在为妻求诊的北京通州结核病医院挂号窗前。他就是中国科学院院士、激光研究领域著名专家、哈尔滨工业大学教授马祖光。

“我感觉很累。”———这是马祖光75载生命中留下的最后一句话。他终于可以休息了，然而这一走，却是与妻子的生死两茫茫。

2004年7月15日，马祖光院士周年祭。

这天，他的弟子将我国首次获得的“毛细管放电X光激光”，献给他们可敬可爱的先生。

这是一束世界上极为美丽的激光。这也是一束马祖光先生倾注了大量心血而又没能看到的激光。

1.光泵磁力仪

光泵磁力仪是高灵敏的磁测设备。它是以某些元素的原子在外磁场中产生的蔡曼分裂为基础，并采用光泵技术与磁共振技术研制成的。

按照量子理论，在外磁场T中，具有自旋的亚原子粒子（如核子和电子）能级简并（degeneracy）解除，分裂为一些磁次能级（或称为蔡曼能级），在光谱上的表现，就是谱线分裂，这就是蔡曼效应，蔡曼因此获得1902(第二届)诺贝尔物理学奖。分裂的能级间的能量差一般与外界磁场成正比。当粒子在分裂的能级间发生跃迁时，就会发射或吸收电磁波，其频率与磁次能级间的能量差成正比，测定这个电磁波的频率，即可测定磁场。

光泵磁力仪是目前实际生产和科学技术应用中灵敏度较高的一种磁测仪器。它灵敏度高，一般为0.01nT量级，理论灵敏度高达10－2-10－4nT;响应频率高，可在快速变化中进行测量;可测量地磁场的总向量T及其分量，并能进行连续测量。

光泵磁力仪的种类甚多。按共振元素的不同，可分为氦（He）光泵磁力仪和碱金属光泵磁力仪，共振元素有氦（He4）、铷（Rb85、Rb87）、铯（Cs133）、钾（K39）、汞（Hg）等。对碱金属而言，受温度影响较大，如铯（Cs133）元素在恒温430C左右，方可变成蒸汽状态，而只有在蒸汽状态时才能产生光泵作用。对He3、He4而言，因其本身是气体状态，无需加热至恒温，只需将它激励使其处于亚稳态，就能产生光泵作用。这些条件在设计与制造仪器时，必须予以重视。

光泵磁力仪未来的发展水平，主要取决于光泵光源及共振元素的发展程度。法国曾用可调谐的激光器代替常规的氦灯制成光泵磁力仪，由于谱线的选择性较好，激光又比氦灯的光要强，因此提高了磁力仪的灵敏度，达到10pT/Hz1/2。美国的R.Slcum博士利用二极管激光器作为氦同位素光泵磁力仪的光源，并申请了专利，与氦灯光源相比，灵敏度提高一个量级。最新的激光光泵氦（He4）磁力仪的灵敏度已突破1PT/Hz1/2的界限，达到0.4PT/Hz1/2，而用高频激发的灯室作为光泵的光源的氦4航空磁力仪达到了20pT/Hz1/2的灵敏度［2-3］。在共振元素的选择上，为了提高精度，需要选择谱线较窄的物质，碱金属符合谱线窄的要求，但需要一定的温度（40-55℃）加热为气态。现在已经有很多利用碱金属制成的磁力仪，前不久问世的钾磁力仪，由于谱线很窄又不重叠，方位误差很小，维修方便，分辨率达到0.1pT，在取样率为20Hz时，灵敏度可达到0.014nT。因此钾光泵磁力仪在光泵磁力仪中占有优势地位。当然随着灵敏度，取样率的提高，其价格也显著提高。

【论文关键词】：磁力仪；光泵；超导SQUID；原子

【论文摘要】：对磁力仪未来发展进行了展望。重点介绍了：1.光泵磁力仪及其光源和共振元素的选择与设计2.超导技术的进步推动了超导量子干涉磁力仪的发展3.对处于研究、探索阶段的原子磁力仪进行了关注。

引言

目前，在空间、海洋、勘探、在医院和其它实验室中广泛的应用着各种磁力仪，用于测量地磁场以及生物磁场。在这些领域，新型的光泵磁力仪、超导磁力仪（SuperconductingQuantumInterferenceDevice,SQUID）；以及处于研究、试验阶段的固体电子自旋共振磁力仪（ElectronSpinResonance,ESP）、原子磁力仪（AtomicMagnetometer,AM）必将以其超高的精度担负起越来越重的任务。

过去测量磁场强度的单位是奥斯特(Oersted,Oe)，采用和推广国际单位制(SI)以后，测量磁感应强度(磁通量密度)的单位是特斯拉(Tesla,T)或高斯(Gaus,Gs)。它们之间的对应关系为1nT=10-9T=1gamma(γ)。特斯拉的换算关系为:1T(特斯拉)=109nT(纳特)=1012pT(皮特)=1015fT(飞特)=1018aT(阿特)［1］。

磁场强度曾经用过T、F、Be等几个符号表示，许多文献中曾采用F、Be。文章中为了规范、清晰采用国际标准单位T。

论文关键词：光电技术教学内容教学手段

论文摘要：通过对教学实践工作的不断探索与总结，从教学内容安排、教学内容拓展和教学手段运用三个方面对“光电技术”课程的教学方法进行了研究，并将其运用到课堂，取得了良好的教学效果。

1960年第一台红宝石激光器的问世可以说是光学发展史上的里程碑，该发明解决了光频载波问题，此后光电子技术得以蓬勃发展，在现代信息产业结构中扮演着重要角色。由于社会发展的需要，近十多年来许多高校纷纷开设“光信息科学与技术”或“光电子技术”专业，着力培养专门的光电子人才“光电技术”作为该学科的主干课程，将系统地介绍光电子技术的理论和应用基础。在讲授这门课程的过程中，笔者对其具体的教学方法有一些体会和思考，文章将进行详细的论述。

一、教学内容的合理安排

一门课程教学效果的好坏在很大程度上取决于课堂教学内容对学生是否具有吸引力，能否激发学生学习的兴趣和积极性。而教学内容又来源于老师选择教材是否合适。在图书库中键入“光电子技术”的检索词会出现十几本相同名称的教材，但是否每本书都适合课堂教学呢?答案是否定的。虽然书的名称都叫做《光电子技术》，但细细翻阅，每本书的侧重点都是不相同的有的大部分章节是介绍激光原理和激光器工艺，对光电检测和显示涉及较少；有的偏重于理论推导，对实际的应用涉及很少。还有一些教材虽然内容较为全面，但书本页数很多，在三十多个课时内难以讲完。针对长沙理工大学实际的课时要求和学生专业背景，通过仔细比较选择了安毓英编写的《光电子技术》(电子工业出版社)一书。

教材选好后，在实际的教学过程中教师仍需对教学内容进行认真斟酌。教材共有七个章节，分别为“光辐射、发光源与光传播基本定律”、“光辐射的传播”、“光束的调制和扫描”、“光辐射的探测技术”、“光电成像系统”、“显示技术”和“光电子技术应用实例”。其中“光辐射的传播”一章中主要从理论上介绍光束在各种媒质中的传播规律，在光电子应用中较为重要的是光波在电光晶体(2．2节)、声光晶体(2．3节)、磁光介质(2．4节)和光纤波导中的传播(2．5节)。而这四部分内容应用在实际中恰好是电光调制器(3．2节)、声光调制器(3．3节)、磁光调制器(3．4节)和光纤通信技术(7．1节)。所以在讲课的时候可以把2．2节和3．2节、2．3节和3．3节、2．4节和3．4节、2．5节和7．1节内容综合起来讲授，第二章将不作为独立的一章来专门讲述理论推导。在讲第三章中每一种调制器工作原理的时候，先讲第二章涉及的理论知识，随后在学生对理论还有深刻记忆的情况下紧接着把这一理论在工业中的应用进行讲授，这样就增强了学生在学习理论时的目的性。对教材的其他内容细细推敲，还有很多地方可以这样来安排。这种将理论知识和实际应用综合讲解的方法让学生明白了理论并非空洞的理论，既提高了注意力，又激发了学生的学习热情，在实践中收到了很好的教学效果。