时间：2022-03-28 14:24:37
关键词：光纤通信；理论教学；实验教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0167-03
当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的，若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展，当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此，要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师，除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识，比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。
一、光纤通信技术简介
1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器[1]，给光通信带来了新的希望。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出现，并投入实际应用。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
1966年，英籍华裔学者高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中，光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。
由于在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4]，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。综上所述，可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5]，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
二、光纤通信课程教学研究
（一）光纤通信课程的理论教学
电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容，它们分别是：第一部分，光纤技术的基础；第二部分，光纤通信器件技术基础；第三部分，光纤通信系统和网络；第四部分，光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进，逐渐深入。理论学时总共32学时。
第一部分，光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识，比如：电信技术的发展，光通信的必要性及技术基础，光纤通信技术的历史、现状与未来。此处，可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程，并附带介绍微波通信的发展里程，然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点，让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象，重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中，光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性，这是该部分的重点知识。总之，笔者认为，第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的，不宜讲得深奥，而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理，使学生易于接受，才能提高学生对这门课程的兴趣，从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。
第二部分，光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件，这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件，学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括：基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等；光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等；光纤放大器的内容包括：掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括：普通的半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器（OSA）、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件，讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等，应结合动画或者视频讲解，甚至如果有条件的话，可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解，比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。
第三部分，光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分，包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中，光纤传输系统的内容包含：光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含：通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统（PDH）、同步数字系统（SDH）、异步传输模式（ATM）、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含：通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术（WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术）、无源光网络（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光传送网（G.709OTN）、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术，讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等，应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解，PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。
第四部分，光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器，在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备，是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括：光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计（OTDR）的使用；光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中，重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。
（二）光纤通信课程的实验教学
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计，因此，笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而，笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时，理论教学学时为32学时，7个实验的教学学时为16学r。
根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验，认为具体的实验课程设置如下。
1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理，熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。
2.光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法，学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。
3.光波分复用（WDM）系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。
4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图，并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理；学习通过数字示波器调试、观测眼图；掌握判别眼图质量的指标；熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。
5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程，了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理；了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。
6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数；利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统；了解光环行器的工作原理和主要功能；了解光环行器性能参数的测试原理；了解光纤光栅的光谱特性；学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。
7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数；利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。
通过以上实验课程，能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识，而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性，为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。
三、结束语
光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位，电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言，除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外，了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析，讨论了该门课程与该专业的内在联系，分析其重要性，并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验，提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。
参考文献：
[1]高D.激光技术应用现状与分析[J].物理通报，2007，（11）：50-52.
[2]龙泉.光通信发展的回顾与展望电信网技术[J].2008，（2）：30-32.
[3]曲鹏.光纤通信技术的应用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.
[关键词]激光美容；网络获取；信息资源
[中图分类号]R62 G354．2 [文章标识码]A [文章编号]1008-6455(2006)12-1410-03
激光美容是美容医学的重要组成部分，它在达到维护、修复和再塑人体美的同时，尽量做到微创、仿真以及无痕化，给皮肤外科的发展带来了巨大的影响，激光美容因其具有高效安全、方便快捷、痛苦小的独特优点，使以往许多皮肤美容科的“不治之症”从此有了理想的治疗方法，已成为当代医学美容中最具有前途和魅力的部分。
作为一门新兴的学科，激光美容尚处于迅速发展阶段，激光技术和设备还有待于进一步完善。为方便激光美容医生对网络激光美容资源的获取，现从网络数据库、搜索引擎、专利检索、美容专业网站等方面分别介绍激光美容资源的网络获取方法与技巧。
1 网络数据库
要想获得激光美容研究文献，首选文献型数据库。由于数据库商多数利用网络开展数据库营销业务，所以人们可以利用网络数据库来获取激光美容文献。
1．1 目前国际上最具代表性、权威性的生物医学文献数据库PubMed数据库(MEDLINE的网络版，httg：／／：www．ncbi．nlm．nih．gov／pubmed)，它是一个免费数据库，又称Free Medline数据库，是美国国立医学图书馆的国家信息中心研制开发的，收录了1966年至今美国和另外70多个国家出版的4800余种生物医学期刊的题录和文摘，包括Medline、Pre-medline还有其它如《Science》、《Nature》等电子期刊构成的数据库，适合生物医学及临床和基础科研的需要，在国内医学界的应用最为广泛。
1．2 国内目前比较常用的生物医学数据库
1．2．1 中国生物医学文献数据库(CBMdisc http：／／cbmwww．inicams．ac．cn)：它是综合性(摘要型)医学文献数据库。该数据库收录了1978年以来1600多种中国生物医学期刊，以及汇编、会议论文的文献题录，其中包括港、澳、台地区公开发行的生物医学期刊及各种资料汇编，是国内目前医学种类最多、收录年限最长的医学数据库，是检索激光美容文献的首选库。
1．2．2 中文生物医学期刊数据库(Chinese Medical CurrentContents-CMCC http：／／cmcc@263．net．cn)：该库是大型医学专业现期期刊目录(摘要型)数据库，收录了1994年以来国内1400余种生物医学期刊，是国家和军队卫生部门认可的检索查新的必备工具，是目前国内唯一检索最新(半月版)资料的网络数据库。
1．2．3 中国期刊引文数据库(CMCI)：收录了1995年以来的中文生物医学期刊1000余种，涵盖该领域所有的核心期刊和重要期刊，是我国目前生物医学领域规模最大的新型引文数据库。
1．2．4 由于生物医学文献数据库收录期刊的数量有限，因而不能全面获取激光美容方面的文献，读者可利用综合性文献数据库。
1．2．4．1 中国医院知识仓库CHKD期刊全文库(http：／／www．chkd．cnki．net)：收录1994年以来国内中、英文核心期刊和专业特色期刊3000余种，医疗卫生1400多种，收全率98％以上。是目前唯一由国家卫生部指定的科研查新必备的中文全文数据库。
1．2．4．2 《中文科技期刊全文数据库》(简称VIP)：是重庆维普资讯公司研制，是一个综合型的大型的光盘数据库，收录1989年以来中文科技期刊7000种，其中包括医药卫生和牛物学专业，是国内研制最早的、较常用的一个数据库。
由于综合性全文数据库检出的文献数量最多，读者能直接获取全文，因而这是查找激光美容以及其它主题文献的重要检索工具。要想获得比较系统、全面的激光美容文献，可综合利用上述中外数据库进行检索。
2 搜索引擎
国际互联网上与整形美容、激光美容相关的内容很多，且更新速度很快，要记住众多的相关网址，既不可能，也没必要，查询相关信息的最有效的方法是利用网络搜索引擎查询信息。搜索引擎是查找网络信息资源非常重要的工具。目前围内外比较常用的搜索引擎主要是综合性搜索引擎，如Google、百度等。利用搜索引擎获取激光美容方面的网页、图像、新闻组(论坛)信息，检索方法非常简单，以Google为例，只要在其主页界面检索框内输入“激光美容”，然后分别点击“网页”、“图像”，即可获得有关激光美容的网页和图像。此外，还可利用搜索引擎的检索字段限制功能，如直接利用其高级检索功能，通过选择文件格式(如pdf、doc、ppt)可直接检索相关激光美容的论文和幻灯片。Google学术搜索(http：／／scholar．google．com)也可直接搜索激光美容方面的论文、科技报告、专著等。Google图书网(http：／／books．google．com)则可直接检索图书，使用方法比较简单，可直接输入“laser”检索相关主题图书，可浏览部分免费图书的全文，也可浏览图书的部分章节，有些则可能只有内容摘要。
医学搜索引擎是查找激光美容信息资源的重要工具，因为医学搜索引擎的数据库规模小，能够获取整形美容外科专业知识有限。国内有作者专门从搜索引擎角度介绍了因特网上整形关容外科资源的检索工具：医学搜索引擎和两大通用搜索引擎INFOSEEK和YAHOO。
读秀(http：／／www．duxiu．com)可能是目前国内最大的在线图书搜索引擎，它提供了200万种图书的免费检索服务，还可免费预览图书的前17页，如要查找“激光美容”图书，只须使用书名字段，在检索框内直接输入“激光美容”，可获《皮肤激光美容治疗》、《激光美容外科》、《激光美容外科学》等5种。此外，超星数字图书馆、书生之家数字图书馆、国家图书馆等网站也提供了图书的检索服务。
3 专利检索
专利是反映一个国家、一个地区、一所大学、一个科研机构、一所企业科技自主创新能力的重要指标之一。专利获得批准后所形成的专利文献是提升科技创新能力的重要基石，因而定期检索与浏览专利文献，可适时掌握国内外某项技术研究的最新进展，能够在更高起点上开始新的创新性研究。激光美容是一项将激光技术应用于医学美容事业的新技术，
其所能产生的专利主要有激光美容设备和相应的方法。国内外检索专利的数据库都能够很轻松地获得相关专利文献。
检索美国专利数据库，可直接进入美国专利与商标局网站(http：／／www．uspto．gov)，直接点击其栏目“patents”(专利)，然后在新出现的界面点击“search”，可进入专利检索界面，读者可以进行以下3种检索选择：快速检索(quick search)、高级检索(advanced search)和专利号检索(patent numbersearch)，可检索1790年以来的所有美国专利。
检索中国专利，常用的为《中国专利文摘数据库》，可上中国专利信息网(http：／／www．patent．com．cn)、国家知识产权局网站(http：／／www．sipo．gov．cn)和中国知识产权网(http：／／www．cnipr．com)。现以中国专利信息网为例介绍其专利检索方法。在进入专利检索界面前，必须首先进行简单的免费注册，然后利用帐号和密码登录，再点击专利检索，即进入专利检索界面，如需进一步了解某一专利的详细信息，可直接点击专利名称，进入该项专利的详细信息介绍界面，还可浏览专利全文。
4 美容专业网站
目前国内外都建立了有关整形美容的专业网站，这些网站提供了一些可供浏览的激光美容知识与信息，要想系统全面地获得有关激光美容的核心网站和专业网站，也可利用搜索引擎进行检索，这样就可获得有关该专题的信息。
4．1 中国美容医学网(http：／／www．zgmryx．com／)：中国美容医学网由中国美容医学杂志社于2002年创建，是一个全方位介绍医学美容的专业性网站。其首页提供综合新闻、基础研究、热点话题、继续教育、整形美容、齿科美容、中医药美容、眼耳鼻美容、口腔与颌面美容、学科建设、皮肤与激光美容等栏目，进入本网站的美容医学相关学科的临床医师、专业美容师、从事美容医学研究以及爱好美容医学的网友，可通过分类浏览和全站点击搜索查找相关信息。
4．2 整形美容外科协会网站：一些国际性美容整形外科学会、组织等设立的网页主要介绍各协会的组织、结构，会议消息及通知，通过公告栏及电子邮件使协会与会员之间、会员与会员之间相互联系。外来访问者也可与之通信，进行学术交流、学术讨论。
国际整形重建与美容外科协会联盟(IPRAS http：／／worldolasticsurgery．org／ipras．html)由世界各地本专业一流顶尖的学术团体组成，其主页公共信息栏目(Public Info)中设有两个查询框，用户可通过选择国家名称链接至各个成员组织建立的网站，也可了解该国所派代表的资料及联系方式。IPRAS每4年召开一次代表大会，会议具体内容通过Congress栏目告知用户。该网站可以说是美容整形外科领域的一个国际信息中心，通过该网站用户可轻松地获取世界各地的专业信息，为其学术交流与协作提供了广阔的空间。
美国美容整形外科学会(ASAPS http：／／surgery．org网站提供了新闻速递、信息中心、手术方法、手术效果图、优秀论文推荐等栏目。信息中心提供大量的统计图表、会议消息以及对患者的一些提示。
加拿大激光美容外科学会(http：／／www．class．ca／)：是会员制学术团体组织，其宗旨是不断改进与完善激光美容项目的质量与水平，该学会荟萃了一批国内公认的来自皮肤病学、整形外科领域的著名激光美容专家和内科医师。可提供的激光美容项目有激光去毛、激光皮肤重塑、面部美容(Thermage)、光子嫩肤技术(photorejuvenation)、除皱注射剂(BOTOX、Restylane)。
4．4 激光美容专业网站：互联网上有关激光美容(LaserAesthetic)的网站和网页很多，Google搜索“Laser Aesthetic”可得到38300条记录，搜索“激光美容”得到的结果更高达233000条。百度搜索到的“激光美容”中文网页达到了241000条。如此众多的网站和网页想要逐一浏览几乎不可能，最好的方法是只要浏览排在最前面的检索结果，一般可只浏览前10～20条即可，因为几乎所有的搜索引擎都声称把最好、最相关的检索结果排列在最前面，这就是相关性排序功能。按照这一基本原则，选择其中最相关的一些激光美容专业网站进行介绍，希望能抛砖引玉。
激光美容网(http：／／www．laser-aesthetic．com／)：是由laseraesthetic公司成立于1999年的一家专门介绍激光美容知识与美容项目的专业网站，提供美容、重睑、美体等方面的美容知识和美容项目。
空军总医院激光整形美容中心网站(http：／／www．unilaser．cn／index．asp)：该网站主要提供激光美容、整形美容、特色女科、美颜美体、美容天地、美容项目等内容。
总之，因特网上蕴藏着大量的激光美容信息资源，这些资源虽然散在分布、缺乏系统性，但只要用心去挖掘、去收集、去筛选，任何激光美容人员都能够获得所需，对于更新专业人员的知识和促进学术交流都有着非常积极的作用。在获取网络激光美容资源的过程中，搜索引擎起着非常重要的作用，文中所介绍的网站都是利用搜索引擎和文献数据库检索而得，因此掌握常用搜索引擎的使用方法和文献型数据库的检索方法是自由获取网络激光美容资源的关键，能起到举一反三、触类旁通的效果。
北京工业大学2015年硕士研究生拟招生学科目录
院（所）、学科代码、名称 学科方向 招生人数 考试科目 备注 001 机械工程与应用电子技术学院 223 0801 力学 _ 01动力学与控制 _ 02固体力学 _ 03流体力学 _ 04工程力学 27 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④811理论力学或812材料力学I 080200 机械工程 _ 01数字化设计与制造技术 _ 02精密数控加工与自动化装备 _ 03现代焊接技术与自动化装备 _ 04机电系统控制及自动化 _ 05机构及机器人系统分析与控制 _ 06机械及微机电系统结构设计 78 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④811理论力学或812材料力学I或813电工学 0804 仪器科学与技术 _ 01精密测试技术与仪器 _ 02现代测控技术及方法 _ 03计算机测试与控制技术 _ 04智能仪器与虚拟仪器技术 23 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④803电子技术I或812材料力学I或813电工学 085201 机械工程（专业学位） _01数字化设计与制造及装备 _02现代机械系统设计 _03机电液一体化设计与制造 _04现代测控技术与仪器 _05高端装备强度与动态分析 95 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④809工程力学或813电工学 002 电子信息与控制工程学院 232 0809 电子科学与技术 _ 01信号处理与电路 _ 02数字多媒体信息技术 _ 03信息光电子学与光通信 _ 04超大规模集成电路设计与系统集成 _ 05电子器件、射频和功率集成电路及可靠性 58 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④822信号与系统或823半导体物理 1、01-02方向选822； 2、03-05方向选823。 0810 信息与通信工程 _ 01语音与音频信号处理 _ 02多媒体通信技术 _ 03信号处理理论与通信技术 _ 04图像与视频信号处理 30 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④822信号与系统 0811 控制科学与工程 _ 01自动控制理论及其应用 _ 02测控技术与自动化系统 _ 03智能系统与智能信息处理 _ 04信息融合与自主导航 _ 05计算机控制技术及其应用 63 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④821自动控制原理 085208 电子与通信工程（专业学位） _ 01信号与信息处理及其应用技术 _ 02图像处理与模式识别技术 _ 03多媒体通信技术 _ 04无线通信技术 _ 05嵌入式系统技术 35 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④822信号与系统 085210 控制工程（专业学位） _ 01工业过程的建模、控制与优化 _ 02系统工程（系统优化与决策） _ 03信息管理系统 _04生产过程综合自动化 _ 05智能控制与智能系统 30 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④821自动控制原理 085209 集成电路工程（专业学位） _ 01集成电路设计 _02集成电路制备工艺及相关技术研究 _03微电子器件检测与可靠性评价技术 16 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④823半导体物理 004 建筑工程学院 246 0814 土木工程 _01工程抗震减震与城市综合防灾减灾理论、方法和技术 _02结构新体系与高性能材料 _03结构全寿命设计、健康监测与可持续发展 _04岩土与地下工程安全风险分析、评价方法和技术 _05工程施工技术与风险管理 _06水环境恢复工程及水质处理保障技术 _07建筑环境控制及能源利用技术 119 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学 或833土力学与地基基础 或843钢筋混凝土结构 或 845水分析化学与水力学；或846传热学Ⅰ或867流体力学Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道桥等）或相近专业考生报考方向可选01～05，考试科目可选841或833或843； 2、给排水或相近专业考生报考方向可选06，考试科目可选845； 3、暖通或相近专业考生报考方向可选07，考试科目应选846或867。 0823 交通运输工程 _ 01道路与铁道工程 _ 02交通运输规划与管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息与控制 1、01方向选848； 2、02-03方向选849或832。 0815 水利工程 _ 01水文学及水资源 _ 02水力学及河流动力学 _ 03水工结构工程 _ 04水利水电工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学或844水力学Ⅱ 085213 建筑与土木工程（专业学位） _01工程抗震减震与城市综合防灾减灾理论、方法和技术 _02结构新体系与高性能材料 _03结构全寿命设计、健康监测与可持续发展 _04岩土与地下工程安全风险分析、评价方法和技术 _05工程施工技术与风险管理 _06工程项目管理及信息化 _07水环境恢复工程及水质处理保障技术 _08建筑环境与能源利用技术 100 ①101思想政治理论 ②204英语二或203日语 ③302数学二 ④841结构力学或833土力学与地基基础或845水分析化学与水力学 或846传热学Ⅰ或867流体力学Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道桥等）或相近专业考生报考方向可选01～06，考试科目可选841或833或843； 2、给排水或相近专业考生报考方向可选07，考试科目可选845； 3、暖通或相近专业考生报考方向可选08，考试科目应选846或867。 085222 交通运输工程（专业学位） _01道路交通安全理论与道路工程技术 _02交通规划与交通控制理论及方法 _03智能交通、仿真与可持续发展整合体系 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息与控制 1、01方向选848； 2、02-03方向选849或832。 1256 工程管理（专业学位） _ 00不区分研究方向 8 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 005 环境与能源工程学院 152 070304 物理化学 _01能源材料物理化学 _02催化化学 _03纳米材料物理化学 _04界面物理化学与分离技术 11 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③684物理化学I ④887无机化学II · 0807 动力工程及工程热物理 _ 01可再生能源利用及先进环境能源理论与技术 _ 02强化传热传质理论与工程应用 _ 03制冷低温系统及其环保节能理论与技术 _ 04车辆及动力系统节能、净化与控制 23 · ①101思想政治理论 · ②201英语一 · ③301数学一 · ④851传热学Ⅱ或852工程热力学 0817 化学工程与技术 _ 01绿色化学与精细有机化工 _ 02工业催化与纳米科学 _ 03膜科学与化工分离技术 _ 04材料化学理论与应用 _ 05先进材料合成及催化应用 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③302数学二 ④814物理化学Ⅲ或820有机化学I或878化工原理 0830 环境科学与工程 _ 01环境规划与污染防治 _ 02污染控制化学 _ 03环境分析与监测 _ 04环境规划与管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大气污染控制工程 28 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③302数学二 ④856环境影响评价或857微生物基础I或858环境工程学 1、只有05方向招日语考生； 2、01-04方向，选856； 3、05方向选857； 4、06方向选858。 085206 动力工程（专业学位） _01可再生能源利用与先进环境能源技术 _02能源动力系统优化及工程应用 _03制冷低温系统及其节能环保技术 _04动力机械及车辆动力系统节能、净化与控制 32 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④851传热学Ⅱ或852工程热力学
085229 环境工程（专业学位） _01水污染控制工程 _02大气污染控制工程 _03环境规划与管理 33 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④856环境影响评价或857微生物基础I或858环境工程学 1、01方向选857； 2、02方向选858； 3、03方向选856。 006 应用数理学院 98 0701 数学 _ 01基础数学 _ 02应用数学 _ 03运筹学与控制论 _ 04科学计算 35 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663数学分析 ④865高等代数 0714 统计学 _ 01非参数统计与数据分析 _ 02应用统计 _ 03生物统计 _ 04金融工程与应用概率 _ 05经济统计 14 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663 数学分析 ④865 高等代数 0702 物理学 _ 01理论物理 _ 02凝聚态物理 _ 03光学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③662普通物理I ④861量子力学或863光学 1、01方向选861； 2、02方向选861或863； 3、03方向选863。 0803 光学工程 _ 01脉冲激光技术与应用 _ 02信息光学与应用 _ 03微纳光学 _ 04光电传感与检测技术 7 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④828激光原理 0252 应用统计（专业学位） _01生物医学统计 _02精算统计 _03数量金融 _04质量管理统计 17 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③303数学三 ④432统计学 007 计算机学院 151 0812 计算机科学与技术 _ 01 计算机系统结构 _ 02 计算机软件与理论 _ 03计算机应用技术 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④895 计算机学科专业基础 085211 计算机技术（专业学位） _ 01计算机网络技术 _ 02计算机软件技术 _ 03计算机应用技术 _ 04信息安全技术 83 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④896数据结构 009材料科学与工程学院 140 0805 材料科学与工程 _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 80 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 085204 材料工程（专业学位） _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 60 ①101思想政治理论 ②204英语二或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 011 经济与管理学院 182 1201 管理科学与工程 _ 01技术与项目管理 _ 02战略管理与社会网络 _ 03信息管理与信息系统 _ 04城市管理 _ 05运作管理与质量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理或805数据库技术与应用 0202 应用经济学 _01金融学 _02国际贸易学 _03产业经济学 _04区域经济学 _05数量经济学 _06统计学 _07劳动经济学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③303数学三 ④804经济学原理 1202 工商管理 _ 01会计学 _ 02企业管理 _ 03旅游管理 _ 04技术经济及管理 13 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理 1251 工商管理硕士（专业学位） _ 00不区分研究方向 99 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 1252 公共管理硕士（专业学位） _ 00不区分研究方向 20 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 012 建筑与城市规划学院 60 0833 城乡规划学 _ 01城乡规划理论与方法 _ 02居住区规划与设计 _ 03城市设计与景观规划 _ 04历史城市与街区保护规划 _ 05城市防灾减灾规划 15 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③633城市规划原理 ④503城市规划与设计 接收建筑学、城市规划学(含园林景观)专业的考生报考。 0851 建筑学（专业学位） _01都市建筑设计及理论 _02历史建筑的保护与更新 _03建筑与城市绿色环境技术 _04城市设计方法及理论 40 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③355建筑学基础 ④504建筑快速设计 接收建筑学、城市规划学专业的考生报考。 085237 工业设计工程（专业学位） _ 00不区分研究方向 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③337工业设计基础 ④502产品设计 接收工业设计、产品设计、艺术设计专业等相关专业考生报考。
013 激光工程研究院 66 0803 光学工程 _ 01 激光先进制造技术 _ 02 非金属材料的激光加工技术 _ 03 先进光纤激光技术 _ 04 超短脉冲激光技术 _ 05 高功率固体激光技术 _ 06 高功率半导体激光技术 _ 07 微纳光学与微纳制造 _ 08 生物光子学 30 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④828激光原理或812材料力学I或875材料科学基础或886生物化学 0702 物理学 _ 01 激光与材料相互作用 _ 02 激光光电子学 _ 03 强场与超快光子学 6 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③662普通物理I ④828激光原理或864光电子学或861量子力学 085202 光学工程（专业学位） _ 01激光先进制造技术与工程 _ 02高功率激光技术与系统 _ 03激光3D打印技术 30 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④828激光原理或875材料科学基础或812材料力学I 014 人文社会科学学院 30 0303 社会学 _ 01社会学 _ 02人口学 _ 03社会工作 _ 04社会建设与社会管理 10 ①101思想政治理论 ②201英语一或202俄语或203日语 ③652社会学理论 ④877社会学方法 0352 社会工作（专业学位） _ 01社区工作与服务 _ 02社会服务管理 _ 03企业社会工作 20 ①101思想政治理论 ②201英语一或202俄语或203日语 ③331社会工作原理 ④437社会工作实务 015 生命科学与生物工程学院 74 0710 生物学 _ 01细胞生物学与基因工程 _ 02化学生物学与分子医学 _ 03天然产物与生物有机化学 _ 04生物信息学与系统生物学 _ 05分子检测与生物芯片 _ 06生物力学与生物电子学 30 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③621细胞生物学或683分析化学或662普通物理I ④854有机化学或886生物化学或806电子技术 1、01、05方向选621和886； 2、02-03方向选683和854或886； 3、04方向选662和854或886； 4、06方向选662和806。 0831 生物医学工程 _ 01生物医学电子与信息处理 _ 02生物力学及医学应用 _ 03化学生物学与分子检测 _ 04分子设计与生物信息学 _ 05药物合成工艺与新技术 11 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④806电子技术或812材料力学1或886生物化学 1、01方向选806； 2、02方向选806或812； 3、03-05方向选886。 085230 生物医学工程（专业学位） _ 01生物医学电子与医疗仪器 _ 02生物力学及医学应用 _ 03生物制药工程 _ 04分子医学工程 _ 05蛋白质组学与基因组学 33 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④806电子技术或854有机化学或886生物化学 1、01-02方向选806； 2、03-05方向选854或886。 018 外国语学院 8 0502 外国语言文学 _ 01应用语言学 _ 02英美文学 _ 03商务外语 8 ①101思想政治理论 ②261二外日语或262二外法语 ③610基础英语 ④816高级英语 025 软件学院 107 0835 软件工程 _ 01软件工程理论、技术与应用 _ 02嵌入式计算与物联网 _ 03数字媒体技术 15 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④893软件工程学科专业基础 085212 软件工程（专业学位） _ 01 物联网软件与系统 _ 02 软件工程技术与应用 _ 03 数字媒体技术与应用 _ 04 嵌入式软件与系统 _ 05 软件工程服务与应用 92 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④892软件专业基础综合 026 固体微结构与性能研究所 22 0702 物理学 _ 01研究及发展先进“显微学”表征技术、装置及设备 _ 02跨尺度先进材料显微结构与性能关系研究 _ 03研究发展新材料、新器件及新应用 11 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③662普通物理I ④862固体物理 0805 材料科学与工程 _ 01研究及发展先进“显微学”表征技术、装置及设备 _ 02跨尺度先进材料显微结构与性能关系研究 _ 03研究发展新材料、新器件及新应用 11 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③302数学二 ④875材料科学基础 028 高等教育研究所 16 0401 教育学 _ 01高等教育与大学管理 _ 02高等工程教育 _ 03学生事务管理 _ 04大学教学论 _ 05现代教育技术 8 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③630教育学专业基础综合 0451 教育硕士（专业学位） _ 01教育管理 _ 02心理健康教育 _ 03现代教育技术 8 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③333教育综合 ④教育管理与教学论 或 教育技术综合 1、01-02方向选教育管理与教学论； 2、03方向选教育技术综合。 029 循环经济研究院 12 020106 人口、资源与环境经济学 _ 01循环经济理论与模式 _ 02资源经济理论与应用 _ 03环境经济管理与评价 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③303数学三 ④810资源经济学 0202J1 资源环境与循环经济（交叉学科） _ 01循环经济理论与模式 _ 02资源经济理论与应用 _ 03“城市矿产”理论与应用 2 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③303数学三 ④815生态经济学 0805J2/0830J3 资源环境与循环经济（交叉学科） _ 01资源循环科学与技术 _ 02“城市矿产”开发与应用 _ 03环境污染防治与管理 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③302数学二 ④817环境材料基础 欢迎资源循环、材料、环境、生态类等相关理工科考生报考
036 马克思主义学院 10 010108 科学技术哲学 _ 01科学技术与社会研究 _ 02工程伦理学 _ 03生态哲学与可持续发展问题研究 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③620科学技术史 ④825马克思主义哲学 0305 马克思主义理论 _ 01马克思主义基本原理 _ 02马克思主义中国化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③651马克思主义基本原理 ④883思想政治教育基本原理 035 艺术设计学院 22 1305 设计学 _ 01 产品设计 _ 02 环境设计 _ 03 服装与服饰设计 _ 04 工艺美术 _ 05 数字媒体艺术 _ 06 视觉传达设计 7 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③622设计史论 ④505快题设计 505考试为6小时。 1351 艺术（专业学位） _ 01 产品设计 _ 02 环境设计 _ 03 服装与服饰设计 _ 04 工艺美术 _ 05 数字媒体艺术 _ 06 视觉传达设计 _ 07 动画 _ 08 绘画 _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③622设计史论 或 619美术史论 ④505快题设计 或 506专业创作 1、01-04方向选622和505。 2、05-09方向选619和506。 3、506和505考试时间为6小时。 085237 工业设计工程 _01 工业设计 _02 设计管理 _03 交互设计 7 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③337工业设计基础 ④502产品设计 报考02设计管理的考生须有两年以上工作经验，专业不限。 039 城市交通学院 87 0823 交通运输工程 _ 01交通规划理论与方法 _ 02道路与交通工程设计方法 _ 03交通安全理论与技术 _ 04智能交通控制与信息处理 _ 05路基路面结构与材料 _ 06道路养护与运营管理 23 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息与控制 1、01-04方向选849或832； 2、05-06方向选848。 085222 交通运输工程（专业学位） _01交通规划技术 _02交通管理与工程设计 _03交通信息与控制技术 _04道路设施设计与施工技术 _05道路养护与管理 23 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息与控制 1、01-03方向选849或832； 2、04-05方向选848。 0812 计算机科学与技术 _ 01智能交通信息处理 _ 02虚拟现实与交通仿真 _ 03物联网信息感知与智能处理 _ 04智能人机交互与多媒体技术 _ 05交通大数据智能处理技术 21 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④895 计算机学科专业基础 085211 计算机技术（专业学位） _ 01智能交通信息处理 _ 02虚拟现实与交通仿真 _ 03物联网信息感知与智能处理 _ 04智能人机交互与多媒体技术 _ 05交通大数据智能处理技术 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④896数据结构 0811 控制科学与工程 _ 01智能交通系统控制 _ 02自主车辆与车路协同 _ 03交通图像与视频信号处理与分析 _ 04交通信息智能化处理 8 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④821自动控制原理 085210 控制工程（专业学位） _ 01智能交通系统管理与控制技术 _ 02智能车辆与车路协同控制技术 _ 03交通信息处理方法与应用 _ 04交通图像与视频信号处理技术 7 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④821自动控制原理
论文摘要摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要功能。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。
假如说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的功能。美国商务部指出摘要：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论摘要：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。
1世界光电子技术和产业的发展
光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生气。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的功能。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。
Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出摘要：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业探究公司（CIR）的探究猜测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。
2我国的光电子技术和产业
近10年来我国光电子技术探究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。
国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应探究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。
掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。
但是，我们应当熟悉到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内探究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。
关键词：中微子；激光；激光电影；激光诱发闪电；激光武器；激光通信；激光医学
中图分类号：TN209文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）14-0044-02
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“最准的枪”。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展，带来了一场又一场的技术革命。
1激光显示
激光显示是一种大色域显示技术，被称为“人类视觉史上的革命”，可在超大屏幕上展现更逼真、更绚丽的动态影像，实现完美的视觉震撼效果。通俗的说我们可以看到激光光源播放的电影，感受到色彩更加的鲜艳，清晰度也更高的视觉盛宴，实现人类有史以来最完美的色彩还原。北京华星国际影城作为全球首家激光影厅，启用的激光光源数字电影放映设备，合成白色激光功率101.7W流明输出12000lm，色域覆盖率为传统显示技术的2倍，并大幅提高了色饱和度和对比度，使用寿命长达10000小时，相当于传统放映设备的10倍。激光显示被认为是新一代显示的主流技术。有专家预测，2010年后激光显示技术潜在产业规模将超过570亿美元。
2激光脉冲技术
激光脉冲技术是一种潜在的非常有前途的高能诱导技术。科学家们在美国新墨西哥州的鲍尔迪峰利用激光高能诱发装置成功诱发了经过该地区高空乌云中的闪电，第一次成功实现了人类在自然条件下制造出人工闪电。科学家们用最新式的激光脉冲装置，在高空乌云中制造出能导电的等离子体通道，借用云层的摩擦，从而制造出人工闪电的。这一新技术发展的下一步将是产生成熟的人工制造闪电技术，有可能带来新的科技创新和替代能源。
法国巴黎光学研究实验室一项最新研究发现，激光除了能诱发闪电，还有个更重要的用处，引导并改变闪电的方向，规避被闪电击中的风险，诱使闪电打击预定目标。巴黎光学研究实验室的这项研究助人们更好地利用激光规避闪电击打的风险，但另人纠结的是，此成果也可能被军方利用，把闪电变成有力的天然武器。
3激光武器
激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。激光武器特点高度集束的激光，能量也非常集中。激光武器的优点在于无需进行弹道计算，无后坐力，操作简便，机动灵活，攻击速度快，使用范围广，可实现精确打击、不受电磁干扰，无放射性污染，效费比高。但也存在易受天气和环境影响等弱点。以往，各国研究的大多是化学激光器，体积很大，耗能很高。美国近日公布激光炮击落无人机的录像让全球惊呼“星球大战时代”的到来。正在研制的数十种形形的激光武器，部署从地面、空中一直延伸到太空，针对的目标也各有侧重，涵盖战场的方方面面。如果这些激光武器真的研制成功，将改变未来战场的面貌。
4激光通信
激光通信，是激光在大气空间传输的一种通信方式。大气激光通信的容量大、保密性好，不受电磁干扰。随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用，激光大气通信正重新焕发出生机。瑞典的研究者展示了一种为光纤准备激光发射器，此激光发射器能以40G/S这一创纪录的速度准确无误的传输数据。这一技术上的新突破将引领更高速的互联网通信、个人微机和移动电话。它揭开了大规模的电缆向光缆过度的序幕，人们可以想象到该技术将为移动电话和其他电子设备带巨大的性能提升。
5激光手术
激光手术有传统手术无法比拟的优越性。激光手术不需要住院治疗，手术切口小，术中不出血，创伤轻，无瘢痕。例如：眼袋的治疗传统手术法存在术后愈合慢，易形成瘢痕等缺点。而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋，则以它术中不出血，不需缝合，不影响正常工作，手术部位水肿轻，恢复快，无瘢痕等优点，令传统手术无法比拟。激光医疗技术可以解决医学中的越来越多的难题，激光外科开辟了越来越广阔的领域。美容界近年来一些新型的激光仪铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾，美白牙齿等等，取得了良好的疗效。超快超强激光的飞秒激光治疗近视受到很多人士的青睐。口腔激光系统是国际最新的安全、无痛、卫生、环保的高科技牙齿治疗技术，被业界称为“牙科技术史上的一次革命”。激光可使用光纤传导，能治疗手术刀不易到达的病变部位，激光作用于组织上的热积累很小，从而不会引起严重的组织损伤。因此没有传统牙钻恐怖的“滋滋”声，治疗过程不用打麻药却感觉不到疼痛；没有“血口喷人”的骇人场景，整个治疗过程患者口中始终清清爽爽。
6结语
美国科学家正在进行一系列的激光推进实验，有望引发一场利用激光作为推进动力的飞行器革命。借助于激光推进客机，乘客从地球一端到另一端所需要的时间只有不到一小时。
也许世界将因此而改变。
经过五十年的发展，激光技术已经从实验探索中走出了象牙之塔，走上实用化的道路。目前的激光技术已与多个学科相结合，形成多个应用技术领域。这些交叉技术与新的学科的出现，又不断推动了传统产业和新兴产业的发展，从而不断推动社会的进步。
参考文献
[1]刘全喜，钟鸣，刘文兵，任刚，夏惠军，杨美霞，衣学斌，温洋.激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究[J]．激光与红外，2010，（3）．
[2]张日升．大功率全固态激光数控加工机床[A]．中国工程物理研究院科技年报（2009年版）[C]．2010．
[3]彭跃峰．高效率中红外可调谐激光器[A]．中国工程物理研究院科技年报（2009年版）[C]．2010．
[4]龙井宇．固体红外激光器理论与实验研究[D]．西北大学，2009．
[5]王奕博．微型1570nm人眼安全激光器研究[D]．长春理工大学，2010．
【关键词】微腔物理；半导体；应用；探讨
激光技术研制成功之前，自发式辐射发出光源广泛应用于人们生活及学习环境中。激光研发使用后受激辐射引起研究者广泛关注，大量研究人员将精力投入其中进行研究开发。但随时间推移，人们潜意识认为自行发出辐射是原子处于激发状态，其产生过程是一种无法进行转变的常规反应，人们误认为这种自行发出的辐射激光是常规既定形式，其产生过程无法通过科学手段进行转变。现实中，自行发出辐射不是一种固定的物质形态，而是在真空涨落过程中产生转变使得原子之间相互作用出现自然反应[1]。假设在一个或者多个方向的尺度或者波长数量相同的同一个微腔内，放置一个以原子为剂量单位的物质，其自行产生的辐射本质并没有发生变化，或因所处在既定空间而被控制发生本质改变，通过研究，人们将这一现象称之为“腔量子电动力学”。
一、半导体微腔物理简介
随着科学研究对微腔物理领域及微腔效应不断深入，微腔激光器、微腔结构制作过程及相关性能研究成为国内外研究焦点。微腔是又尺寸很小的谐振腔构成，理想状态下的微腔成正方形，次存是既定不变的。但是实际研究或者使用中，可根据实际情况适当放宽，放宽尺寸后仍可在辐射光谱区内得到同样的作用方式。使用与目前飞速发展的未加工技术领域。1个既定微腔规定最少有1维的规格在光波长的规定范围级别内。实际研发出的微腔激光器根据其使用功能，有效波长范围也可适当调节，出现大于1个光波长的情况。由此得出微腔涉及范围仅为极少数原子或光子行为，对于微腔与原子之间产生作用的研究，能发现众多宏观体系行为与特征差异。微腔与原子之间的相互影响也因腔量子电动力学研究成果更加容易解释。微腔物理是一种具有独特特点，内容多样，不仅有重要理论含义，又能成为高新科技研究新的出发点的交叉领域学科。不仅能根据微腔物理的开发深入了解围观世界量子性能这类基础性认知，还可在最基本认知的基础上，对全新领域进行研究探讨，在今后新型技术研发领域内产生重要作用[2]。比如，微腔可通过改变自发辐射速率增加合成激射膜的发出量，甚至全部转换成激射膜，成为无阑值激光器，这样的转变提成过程导致激光器闭值一个甚至几个数量等级降低反应，是带宽数量级别得到增加，从而适应高密度光束合成。微腔激光器以及微腔激光器a生的2维面阵所产生的光源，具有成本低，效率高且高密度可大量生产等优点。在光学巨平行计算、传输及处理等方面产生不能取代的作用，使其不仅可在低功率光互联、据平行等数字光学计算领域的到应用，在多头存储器、二维扫描、多信道光纤通信、激光打印及信息显示等领域得到广泛使用，成为一个国家信息产业不断进步发展的基础，为金钩信息产业发展产生重要影响。
二、半导体微腔物理的应用
第一，半导体微腔物理的国内应用现状。国内应用研发操作主要体现在微腔激光物理领域，比如使用速率方程对微腔激光器进行研究，对其稳定及瞬态特征进行鉴定，另一方面，研究其在可饱和吸收状态下，微腔激光器的自脉冲稳定性能。实验中研究人员对垂直腔体内进行激光发射、圆盘形半导体内进行激光发射、玻璃微球或者有机物质中产生的微腔反应。根据需求以出现多种类型，不同品牌微腔激光器共同存在的现状局面。这些设备因结构，材料、波长差异，其性能用途也不尽相同[3]。微腔激光器谐振腔小，根据结构不同分为垂直腔表面发射型、圆盘型和微球型。根据材料不同可分为有机聚合物、掺合稀土成分的玻璃或者晶体。微腔激光器发射波长超出红外线等可见光线范围。各微腔部分点泵浦支持下，输出不同性质激光，以满足各种需求。此外，国内光学晶体研究领先于国际水平。国内对于微腔物理研究尚在起步阶段，研究人员培训，队伍建设及实验室都在初步时期，由于具备国内外最新设备，实验条件是目前国内外最先进的。国内现有的实验室条件优越，不仅配备多台先进设备，对于量子线及量子点等材质也可自行制作。设备先进化对于研究起到了推进作用。当然对于研究测定方面，也具备最新技术，对于瞬态光谱、激发状态物理功能等测试也是相当精准的。
第二，半导体微腔物理的国外应用现状。综合微腔物理是实际中的意义及作用，国内外专家学者对于这方面的研究也在不断加强，纵观国内外大型国际会议关于微腔效应的关注程度，微腔效应的研发及微腔激光器、结构及制造、性能等方面已成为国际研究焦点。因研究结果对自身科技推动作用巨大，现有科学论据尚处于保密阶段，国际将微腔激光物理作为研究重点，分别针对理论、实验两个领域入手，对各种腔量子电动学产生的效果进行总结分析。目前垂直腔面激发微腔激光器已研发成功，具备优越功能，在实际中使用。根据理论定位与实验结果相结合，成功研制出一种新型激子激光器，新型激光器是根据量子统计效应发生非平衡激子布局来实现的[4]。
综上所述，近年来，科学研究领域成果层出不穷，不断推动科学技术的进步和发展，人们已经进入信息时代。电子技术及光子技术是信息技术的基本组成。光子技术会在未来通信及计算机领域未来发展中普遍应用。根据微腔物理探究能够促进微腔激光器、光自学以及信息产业技术进步，并且推动其他相关行业的发展进程，对光计算机、光纤通讯、信息显示等光信息处理领域的发展有重要影响。
参考文献：
[1]曹硕，许秀来.微腔增强发射的半导体量子点单光子源[J].物理，2014，1（11）：740-748.
[2]张莹， 陈梅雄， 李莹颖.光学微腔的应用和发展前景[J].激光与光电子学进展， 2015， 52（4）：11-21.
【关键词】激光超声 表面缺陷 表面波
激光超声是研究利用脉冲激光来激发和检测超声，并开展超声传播的和媒质特性等研究的学科。利用激光超声对材料进行无损评价包括激光超声的激发与传播以及超声波在缺陷附近的散射。表面缺陷是机件在表面张力的作用下产生的表层张裂现象，然而分布在表面缺陷底部的集中应力将会促使表面缺陷迅速生长最终导致机件报废。因此，表面缺陷的检测在航空及机械工业材料的在线检测与无损评估领域中占有极为重要的地位。
一、超声检测技术的研究现状
超声检测法基于超声波与试件之间的相互作用，就反射、透射和散射波的波形特征进行研究，来对待测工件进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测与表征，进而达到对其特定应用性进行评价的目的。常规的超声检测法的优点是：作用于材料的超声强度有足够的低，最大作用应力远低于弹性极限；可用于金属、非金属、复合材料制件的无损评价；对确定材料中缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损方法有综合优势；所用参数设置及有关波形均可存储供以后调用。
主要的局限性体现在以下几个方面：采用压电换能器作为声源发射超声波进入试件一般需用耦合剂；对待测工件形状的复杂性有一定的限制；对材料及待测工件缺陷作精确的定性，定量表征仍须作深入研究。
超声波在对具有复杂形状的各种机件进行缺陷检测中显示出巨大的应用潜力。由于在媒质中传播的超声波具有媒质内部的弹性及结构特征等有关信息，因而可以通过声波的速度、衰减及色散等参量来评价媒质内部结构及弹性特征等一些基本物理参数和特性。然而，对于一个超声信号的正确的物理解释是建立在对超声波在媒质中传播过程的深入研究基础上。80年代初，西北大学Achenbach教授团队采用射线理论，系统研究声表面波经过表面缺陷时形成的衍射及散射声表面波在样品表面的不同位置产生的位移信号。Auld与Kino建立由压电换能器激发出的超声窄带信号经过材料内部任意形状的空隙产生的散射波信号的通用模型。Tuan与Kawasaki及Simons等人基于边界扰动技术模拟Rayleigh波在表面缺陷附近发生的透射与反射的物理过程。Portz等在理论上研究瑞利波在平板端面发生的反射、透射及模式转化的能量比例与其对应频率的关系。Rokhlin基于维纳-霍普夫与多重衍射法研究兰姆波在金属薄板内部缺陷的位置发生的衍射现象。这些早期的理论研究为利用超声技术对材料进行无损检测提供重要的理论依据。
非线性超声检测技术在有机材料热老化损伤试验研究中具有非常重要的作用。目前的有机材料老化损伤检测方法主要有目测法，拉伸试验法，红外光谱分析法等.非线性超声检测是利用声波传播史与材料微观结构相互作用而产生的非线性响应进行材料性能的表征和微损伤的检测。从本质上反映微损伤对材料非线性的影响，因此可以用于早期性能退化的检测。
二、表面缺陷的超声检测机理
采用超声波检测表面缺陷是根据沿材料表面区域传播的表面波到达表面缺陷区域时，基于材料本身声阻抗性质的突变而产生的反射、衍射及衰减等特征来反演缺陷的位置、大小及走向等信息。弹性表面波是由媒质的弹性形变诱发材料内部的应力应变所产生。由于材料表面的应力自由，声表面波的振幅强度随距离表面的深度增加而迅速衰减。在弹性体材料中，纵波和横波相互独立分别以不同的速度传播，而表面波是纵波和横波的在材料表面相互耦合的结果，表面波的传播速度比横波的速度约慢5到13%。表面波的能量主要集中在表面附近传播，且具有无色散、不易衰减等特征，因此特别适用于材料表面缺陷的检测。
检测表面缺陷的实验研究多采用压电换能器激发超声瑞利波，并基于瑞利波与表面缺陷的相互作用过程产生的反射及透射声表面波的强度及频率信息来反演缺陷的特征。
三、激光超声检测技术
在传统的超声激发和接收系统中，广泛使用接触式压电换能器，电磁声换能器，空气耦合换能器作为激发源及接收装置等。这些技术在实际应用时会随着工作环境的改变而受到很大的限制。
激光超声技术作为一种新兴的可实现远程激发与接收超声的技术，是目前国际上声学检测技术中的研究热点。激光超声技术利用脉冲激光和检测超声波，从而实现无损检测、获取材料参数信息。它的出现成功弥补传统测量方法的缺陷。激光超声技术具有以下优点：可实现完全非接触的激发和测量，能在恶劣环境中进行作业；可以与光纤技术结合，从而将超声波的激发光和探测光集成在一个测量系统之中；适用材料的范围很广，在热弹机制下能实现非破坏性无损检测；受表面状况影响小，测量准确度和分辨能力都很高。
激光激发的沿表面传播的瑞利波具有激发效率高，衰减小和易于检测等优点，可以实现对表面缺陷与亚表面缺陷的检测和定位，从而引起国外学者的广泛关注。激光激发瑞利波探测表面缺陷主要基于其在表面缺陷区域发生的散射过程，而定量地描述散射采用声波振幅与相位信息，透射及反射系数关系及频谱成分的变化等特征信息。
关键词：空间激光通信；星际链路；通信模式；
作者简介：李静，女，1983年出生，河南南阳，博士，讲师，主要从事目标识别、无线通信方面的研究。
0引言
人类通信的历史源远流长，从古代的狼烟通信、驿站通信，到现代的电报电话通信、无线电通信、光纤通信等，不仅仅是通信手段发生了巨变，而且也空前地改变了人类的生活方式。今天，科技发展日新月异，空中、地面、水下都已经被开辟为广阔的通信空间，采用高频激光进行空间卫星通信已成为现代通信技术发展的新焦点。有专家测算，在理想的情况下，用激光作载体进行空间卫星通信，若话路带宽为4千赫，则可容纳100亿条话路；若彩色电视带宽为10千赫，则可同时传送100万套节目而互不干扰，届时，人们的生活将更加丰富多彩。与此同时，航天、航空、航海等都对空间激光通信技术提出了迫切需求。
1空间激光通信技术系统组成、关键技术及原理
空间激光通信也称为无线光通信，它是指利用激光束作为载波在空间直接进行语音、数据、图像等信息传输的一种技术。空间激光通信系统所涵盖的平台有深空探测器、GEO卫星、LEO卫星空间站、临近空间平台、航空平台、地面平台、水面平台等，不同平台间可构成不同的空间激光通信链路。其突出特点是是搭载在运动平台上，以激光器作为光源，并以小束散角发射，实现高速率、远距离信息传输。例如，星际激光通信系统、星地激光通信系统、空空激光通信系统等。
空间通信技术的基本原理实质上就是，信息电信号通过调制加载在激光上，通信的两端通过初定位和调整，再经过光束的捕获、瞄准、跟踪建立起光通信链路，然后再通过光在真空或大气信道中传输信息。空间激光通信系统按照功能主要分为以下几个部分：光源系统、发射和接收系统、信标系统、捕获、瞄准和跟踪系统四大块。下面将分别对其进行讨论。
(1)光源系统
在卫星激光通信中，通信光源具有十分重要的作用，他直接影响天线的增益、探测器件的选择、天线直径等参量。常用激光器为波长在800~850nm范围的AlGaAs激光器，该波长范围内的APD探测器件工作在峰值，量子效率高、增益高。采用倍频Nd：YAG激光器或氩离子激光器得到的波长在514~532nm的激光器是星上激光光源的良好选择。
(2)发射和接收系统
这是空间激光通信的关键系统之一，激光发射机实质上就是光源、调制器和光学天线的级联，而接收机则可看成是接收天线和探测器、解调器的级联。调制的作用是将需要发射的信号调制到光载波上；探测、解调是通过光电转换器件将光信号转换为电信号。探测部分还包括滤波、放大部分，该部分也是卫星光通信系统中必不可少的。
(3)信标系统
在空间激光通信系统中，通信信号光束发散角非常小，因此如果利用信号光束进行捕获、瞄准将会是非常困难的过程。所以在其中要单独设立一个激光信标系统。信标光束主要是给瞄准、捕获过程提供一个较宽的光束，以便在扫描过程中易于探测到信标光束，然后进行后面的调整过程。
(4)捕获、瞄准和跟踪系统
捕获、瞄准和跟踪系统几乎可以说是整个空间激光通信系统的心脏，也是空间激光通信技术的难点、重点。各个国家在对空间激光通信系统的研究中，都提出了一些捕获、瞄准、跟踪方案，并对相当一部分方案进行了实验室模拟。这些方案在探测时的扫描方式以及探测、跟踪传感器的选择等方面都有所不同，但实际采用的捕获、瞄准、跟踪方案是基本一致的。
2空间激光通信的优势
空间激光通信是在外层空间进行的通信，由于具有损耗小、成本低、容量大、光定向性好等优点，在超大容量长距离数字通信系统中，尤其适用于星际链路间长距离、干线通信。它比地面光缆拥有更高宽带的数据、视频和语音转播等多项通信能力。因此，现代卫星通信的重要方向就是自由空间中卫星激光通信。
自由空间激光通信是利用激光作为载体，在自由空间中进行信息和数据的传输。激光的频率单纯，能量高度集中，波束非常细密，波长介于微波与红外线之间，因此，利用激光所特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性等诸多特性，进行星际间链路通信，就可具备容量更大、增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好的一系列优点，从而使激光成为发展空间卫星通信的最理想载体。
3国内外空间激光通信历史及现状
美国是世界上开展空间激光通信研究最早的国家，于20世纪60年代中期就开始实施空间激光通信方面的研究计划，欧洲和日本也先后于70年代末和80年代中期开始研究，到20世纪80年代末90年代初，日本、美国、欧洲空间总署先后制定了发展卫星间激光通信的研究计划，对卫星与地面之间、地球轨道同步卫星与近地轨道卫星之间、地球轨道同步卫星之间的激光通信技术都进行了深入研究，初步的设计方案及模拟演示系统也达到了理想的效果。当时美国率先进行的海岛与海岛之间的激光通信，作用距离可达到240公里；在飞机与地面站的激光通信试验中，当飞机位于1100米高度时，作用距离达到了20~30公里。1995年，美国与日本两颗相距3.9万公里的卫星实现了互联，并完成了8分钟的激光通信。到现在欧美日在空间激光通信技术领域已经取得了相当瞩目的成绩。
1985年，欧洲空间局研制了SILEX系统，在试验的基础验证卫星间激光通信的所有技术。系统从SPOT-4上的低轨道终端向ARTEMIS上的同步轨道终端传输50Mb/s的数据。同时在ARTEMIS上还装备有一个定位装置，可使其系统上的望远镜(亦即光学天线)对准SPOT_4后其他任何低轨道高度大于1000km的LEO空间飞行器，并向GEO终端传送2Mb/s的数据。
1989年，在德国政府支持下，空间固体激光通信试验(SolidStateLaserCommunicationsinSpace，SOLACOS)开始实施，它是一个高码率卫星间激光通信计划。该项目建立了完整的计算机仿真系统，同时制造了一套用于测试的试验模拟系统，其试验模型于1997年完成。该终端采用固体激光器和相干接收，波长1064nm、发射功率1W的Nd：YAG激光器，通信速率可达650Mb/s。SOLACOS终端发射孔径150ram，质量70kg。可以用来进行星问激光通信和星地激光通信。
1994年，美国JPL实验室研制成功OCD通信端机演示系统，数据率可达250Mb/s，通信波长采用800nm波段，用OOK调制方式。它具有结构简单、质量轻(15kg)、体积小、功耗低等特点。
1995年，在NASA的资助下，美国Ball公司完成了LCDS系统(LaserCommunicationDemonstrationSystem)。该系统具备1Gb/s的LED—GEO、距离为40000km的GEO-LEO星际通信和GEO-航空平台激光通信能力，系统重量84磅(约37.8kg)，功耗96W。
1996年，美国TT公司首次成功地进行了飞机对地面站间的激光通信试验，飞机的飞行高度11km，飞机距地面站距离20km~30km，传输速率1Gb/s。
1998年，ESA成功研制了光学演示终端SROIL(ShortRangeOpticalIntersatelliteLink)。该终端的发射机以半导体激光器泵浦的1064nm波长Nd：YAG激光器作为光源，相干体制的接收机采用二进制相移键控调制方式和零差探测，通信系统的发射天线孔径为350nm，通信码率1.5Gb/s，误码率低于10-6，总质量为15kg，功率为40w。
1999年，TT公司还使用T39A飞机为搭载平台进行了飞机一飞机间激光链路通信试验，飞行高度约为40000英尺(约12192km)，通信距离50km~500km，速率1Gb/s，误码率10-6。
2000年，日本研制了用于国际空间站(ISS)对地的双向超高速光通信端机LCDE(LaserCommunicationDemonstrationEquipment)，其上行码率为1.2Gb/s，下行码率为2.5Gb/s，使用1550nm波段作为通信光，功耗小于115W，质量小于90kg。
同年，JPL成功建立了一套高鲁棒APT子系统，该子系统在OCD基础上进行改进，通信速率2.5Gb/s，通信波长1550nm，发射功率200mW。
也是在这一年，在BMDO资助下，TT公司研制STVR-2卫星通信LCT光端机和地面光端机。将LCT作为TSX-5卫星有效载荷之一，2001年开展星地激光通信演示验证。
2005年，日本的OICETS(LEO)与ESA的ARTEMIS卫星(GEO)成功实现数据传输。
2006年12月，法国国防部采办局(DGA)与欧洲航空防务与空间公司(EADS)进行了机载激光链路技术演示器(LOLA)的演示试验，第一次实现了地球同步卫星和飞机之间激光通信。先后开展了近50余次的空一星激光通信试验。通信距离40000km、通信速率50Mb/s、飞机海拔高度9km。
2008年3月，德国TerraSAR-X卫星与美国NFIRE卫星问实现距离为5000km的星际相干激光通信，通信速率5.65Gb/s，通信波长为1064nm。使用口径为125mm的望远镜，终端质量小于30kg，功耗低于130W。该终端采用二进制相移键控调制，检测方式是零差相干检测。
我国空间激光通信研究与欧、美、日相比起步较晚，已进行了关键技术、原理样机和野外试验等研究，并开始部分工程化研究。开展空间光通信研究的单位主要有哈尔滨工业大学、北京大学、电子科技大学、上海光机所、航天504所、长春理工大学等。目前已取得一定成果。
2010年8月研制出7.5G速率空间激光通信系统，并在在青海省青海湖成功进行了7.5G速率40km距离的自由空间激光通信试验。
在国内，目前空间光通信技术的发展才处于初级阶段，及时了解空间光通信的最新动向，以及领航者的研究布局，对我们发展空间光通信具有很强的借鉴和指导意义。
4空间激光通信的应用前景及发展趋势
空间激光通信技术作为一种很优越的通信手段，应用前景十分广阔。
首先它既可以作为实现全球个人通信的重要技术选择，又可以解决宽带网络“最后一公里”的瓶颈。具有十分广阔的市场和美好的应用前景。星间激光通信将成为建立全天候综合信息网和区域天基综合信息主干线的必要通信手段，也必将成为未来移动通信和全球多媒体通信的一个必不可少的环节。
近地面的FSO可以解决通信宽带网络的最后一公里的接入问题，从而实现光纤到桌面，完成语音、数据、图像的高速传输，拉动声讯服务业和互动影视传播，实现“三网融合”，有利于电子政务、电子商务和远程教育及远程医疗的发展，并将产生巨大的经济和社会效益。在一下几个方面也将得到广泛的应用：光纤通信网的完善和延伸，有效提高光通信网的覆盖面；重要光纤通信链路的备份，多根不同路径的光纤备份方式通常不可实现且耗资巨大，利用近地的空间激光通信(FSO)作为光纤备份既经济又方便；不便铺设光纤场合的宽带通信，如大城市繁华地带的公司内部的两幢大楼之间，地形险恶的两通信枢纽站之间的宽带通信；保密通信，如银行、工商及公司内部涉密信息的宽带传输等；快速部署机动通信，如因战争或水灾、山体滑坡等导致的两个光纤节点之间的通信恢复；空间立体网络组建；光纤、微波、FSO混合网络的组建等。
军事上，空间激光通信可广泛应用于军事野战通信网、空间机群指挥、海上舰艇编队间无线电静默期间通信、战时应急通信。具体地，可架在高山之间完成边防哨所和森林观察的通信；可以临时架设解决必要的战时指挥所之间的保密通信问题；可以实现与计算机的联网或作为移动通信的转接站；可架设在海岸、岛屿或舰船上实现短距离的移动大气激光通信。
有着如此光明的前景，空间激光通信技术空间激光通信的发展趋势将向网络化、小型化、智能化方向发展，具体来说主要包括以下几方面的转变，由强度调制/直接探测向零差相干体制发展，由传统光通信向空间量子通信变革，星载设备朝光子集成化升级，天基网络一体化演变，开拓深空光通信等[6]。
未来卫星激光通信的应用范围将进一步扩大，将建立GEO-GEO、GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面等多种形式的激光通信链路，建立全球商用卫星激光通信网。小卫星星座的迅猛发展，使得人们对小卫星星座的星间光通信更加重视。利用小卫星间激光通信实现全球个人移动通信将是未来全球个人通信的发展趋势。地面FSO系统将进一步提高全天候工作的能力和自动跟踪精度。技术研究方面，有效的信道补偿算法、快速精确的ATP技术、自适应变焦的光学天线技术、新的调制和编码技术须取得进一步的突破。空间光通信联网技术、空间光波分复用技术也将成为今后空间光通信研究的重要课题。
中图分类号：C35文献标识码： A
激光雷达测绘技术在不远的将来必然会成为现代社会地形测绘发展方向的主导，并且不断完善自身，会具有更多的领先技术。在工程建设过程中，可以通过激光雷达测绘技术来与其他不同类型的测绘技术相配合，最大限度的提高了激光雷达测绘技术所具有的效率以及质量。但就目前来说，我国的激光雷达地形测绘技术中还存在着一定的不足，还需要在使用过程中不断对其进行完善，使得激光雷达测绘技术能够不断发展。
一、激光雷达技术分析
1.1 激光成像雷达技术
激光成像雷达技术作为一种成本低、效率高的空间数据获取技术，是目前测绘遥感技术发展的主要方向，也是现代化测绘工作中最为常见的一种。其产生与发展有赖于遥感方式的存在，是遥感技术在测绘技术应用的产物。这种技术的应用优势在于空间时间分辨率高、探测动态数据范围大、能够穿越较薄的云层、稀疏的树木遮挡，直接获取相应的三维信息，同时还存在着数据点密度高、准确性能好、能够全面反映地表表面存在的各种信息。
1.2激光成像雷达技术的发展
激光成像雷达技术作为一种新型的测绘遥感技术，在国外得到了广泛的应用，且呈现出蓬勃发展的态势。尤其是在近年来，随着记载、星在平台的出现，激光雷达技术的研究也越来越深人，无论是从城市建筑、山川、河流以及地形高度等方面都能够得到一个系统、可靠的数据，能够在工作中形成一种与地理信息系统数据共享的系统体系。
二、激光雷达地形测绘遥感技术的特点
在当今社会发展中，人类社会发展和探索各种客观事物的本质、性质的过程中离不开激光雷达地形测绘技术的支持与配合，也无法替代其在工作中存在的重要作用。尤其是在近年来，伴随着计算机技术、信息技术的飞速发展，全球定位系统、地理信息系统、遥感技术也得到了前所未有的普及与发展，成为现代化地形测绘技术中的主要手段和方法，也是一个全新的测绘技术方式，这种技术在应用中存在着独特的优势和特点，主要表现在以下方面：
2.1 广泛的测绘
这种雷达技术的应用主要是用于各种数据的收集，无论是从收集的速度还是控制策略上进行分析都是一项极为关键的环节，也是整个领域中备受重视的环节己一般来说，在广泛的庙会技术应用电，对于宏观上各种食物的创造和分析，这些数据的存在都可以使得视觉空间的季度扩大，为宏观把握各种数据的创造了极为有利的基础条件。
2.2 可以动态地检测地面事物的变化
激光雷达地形测绘遥感技术检测，它可以定期重复的地球观测同一区域，这有助于人们通过遥感数据的访问，发现和动态跟踪地球上的很多事情。同时，激光雷达地形测绘遥感技术使用雷达地形测绘远程传感技术，尤其是在监测河流水文，自然灾害，环境污染，甚至军事目标都尤为重要。
2.3 获取数据综合性的综合性
激光雷达地形测绘遥感技术是涵盖范围广泛的遥感数据，这些数据集成到地球上的许多自然和人为的现象表明，宏观反映的各种事物的形态和分布上地球。真正体现的地质，地貌，土壤，植被，水文，表面特征，如人造结构，充分揭示了地理事物之间的相关性的特点。并及时将这些数据提交潜力。
三、激光雷达测绘技术在地形测绘中的应用
3.1 基础测绘
在对地形进行基础测绘的过程中，主要测绘的目的包括了对数字正射影像、数字栅格地图以及数字线划地图这个几个方面的数据。在进行数字正射影像以及数字线划地图采集的过程中，必须要通过精度较高的三维信息来为这两项数据的产生提供支持。又由于数字摄影测量采集工作过程中的程序较复杂，对设计要求与技术路线也非常严格，同时对生产人员提出更高的技能要求。而机载激光雷达技术所提供的地面三维坐标，则可以满足高精度影像微分纠正的要求，让数字正射影像生产更加容易，并不需要数字摄影测量平台，极大降低成本，在一般遥感图像处理系统中就可以实现规模化生产。另外，高精度的激光点云数据，可直观反映地物、植被等三维信息，充分利用这些资源，实现更加精准的判读与测量，提高数据的采集效率与质量。
3.2 精密工程的测量
很多精密工程的测量，都涉及到测量目标的采集，并获得三维坐标信息或者三维物体模型，例如在水文测量、建筑测量、沉降测量、电力选线、文物考古、变形测量等行业中。地面激光雷达和机载激光雷达就是解决这类问题的有效方法。利用数码相片获得纹理信息，并与构筑物模型实现叠加，以构建三维模型，可有效实现对景观的规划分析、物体保护、形变测量、规划决策等。例如激光雷达技术在铁路设计、公路设计中提供的高精度地面高程模型，可便于线路的设计与施工方法精确计算。在电力线路设计过程中，利用激光雷达技术的成果数据可以对整个线路有所了解，包括公共区域内的地物、地形等要素；另外，在树木的密集区内，也可利用激光雷达估算出需要砍伐树木的面积与木材量。
3.3 森林工业的应用
机载激光雷达系统最早应用的商业领域即森林工业，由于森林业发展与国土管理都需要森林及其树冠下端地形的准确数据，而传统技术中很难获得树高及树的密度的精确信息。机载激光雷达与卫星成像不同，当利用这种技术勘测树冠下的地形时，还可同时获得树的高度。在对数据的后处理中，独立的激光返回值可分为地面返回值与植被返回值两部分，并以此计算出更多林业相关信息，如树高、材质、树冠覆盖以及生态环境等，这些都是传统摄影测量或者地面测量无法获得的信息内容。
3.4 规划城市建设
自从进入 21 世纪，数字电视已成为各地力争构建的信息化目标。空间信息则成为数字城市的基础平台与框架，也是规划城市建设的重要内容。通过激光雷达测绘技术的应用，可以获得高精度、高分辨率的数字正射影像与数字地面模型，为城市规划与发展提供宝贵的空间信息资源，也是构建数字城市的重要技术支持。
3.5 电力传输与管道布图
在直升机平台上工作的激光雷达系统，最适用于测量传输线路。由于直升机可以沿着电力线或者管道传输的走廊飞行，比固定翼飞机节约成本，并且直升机可以随时根据需要调整高度和速度，以获得更为精准的数据。如果在激光雷达应用平台中同时使用录像机、数字相机及其他传感设备，既可实现激光雷达测量，也可同步进行线路检查及制图工作。
四、结论
综上所述，经过十年的发展激光雷达地形测绘遥感技术，已成为日益成熟和产量估计的技术手段，可以在一个长期的时间里起到带动生产力的优势。除此之外，开展激光地形遥感调查，在卫星遥感分辨率上大大提高，使之成为一种行之有效的现代技术手段。更重要的是在实施此类工程的各个环节，各个步骤，各项操作，都会影响工程的质量。为此我们需要严格遵守以下准则，必须遵循要求的作业规程，着实把握好工作中的主要环节，认真负责认地执行每项操作，因为这样我们才能取得较高水平的遥感影像数据，也才能更好地利用这些数据为我们城市建设和管理服务。激光测绘遥感的原理已清晰可见，而实践却不能一概而论，目前尚有许多领域需要我们去进一步探索和发展。
参考文献：
[1]朱筱菌，基于激光雷达的数字化精密侧量技术研究[J].长春理工大学:光学工程，2010.
关键词：无线光通信；大气信道；发射器配置
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0083-02
1 无线光通信关键技术概析
1.1 无线光通信技术与传统通信技术的比较
无线光通信技术相比于传统的数字微波、铜缆数字用户线、光纤、无线电等通信技术，其优势主要如下：第一是安全保密性高，主要因为激光具备高指向性、传输目标准确、发射光束窄的特点，使其发散角保持在毫弧度甚至微弧度的数量级，保证了传输信息的稳定、安全和保密；第二是设备架设迅速，主要因为光波的波长短，使其通信天线的功耗、体积、质量等品质均优于微波、毫米波等通信天线，加之无线光通信架设、组网迅速，只在通信节点上进行设备安装，建设工期以小时为单位，适合作为应急类光纤通信故障后备或者临时性大容量通信链路建设，容易进行撤换和重新部署；第三是信息容量大，指以光波为信息载体的传输速度可达10Gb/s，实验室的无线光通信设备传输速度甚至可达到150Gb/s，另外其通信的工作频率在350THz左右，各种设备间不存在信号干扰，无需申请频率使用许可，在协议兼容性良好的条件下，可以迭加任何传输协议，实现电路和数据业务的全透明传输；第四是运营成本低，其无需昂贵的工程管道铺设和使用中的维护费用，造价是传统通信工程的20%左右。
1.2 无线光通信技术组网通信中的关键技术
采用无线光通信技术组网通信时需考虑下列关键技术对通信质量的影响：其一是选择波长，空气中的水分子会衰减波的传播，对波长具有选择性，一般会选用损耗低的窗口850nm和1550nm波长，另外考虑到激光能量密度或功率密度超过次阈值时对人体眼睛的损伤问题，经试验证明，1400nm波长以上的激光对人眼的致伤阈值是1400nm波长以下的激光的45倍左右，因此建议在室内选择1550nm波长的激光作为工作波长；其二是降低空间损耗，即通过提高发射功率、增加光束数量、聚焦波束、拓宽接受动态范围等措施，降低激光波束在空间传输过程中的损耗，再者需考虑不同气象条件下空气中水分子、水滴、颗粒等对激光传输造成的损耗；其三是传输定位，因日光、风力、季节、雨雪等自然条件变化下，易引起建筑物及固定基座的位置偏移，可采用变焦以改变波束发散角或者利用CCD光强度或波形自动定位和跟踪；其四是消除闪烁和散射，因空气内部温度的不均一性，大气的折射系数存在明显差异，易引起传输信号强度的变化，其影响范围主要在大于500m的长距离通信中，可采用多波束或者利用相关检测方法解决的手段，空气散射主要指空气内部温度不均一性造成的介质折射率不同，易造成传输损耗，可采用合理规避排风口、烟囱、高温屋顶、管道等手段解决；其五是提高传输速度和编选特殊编码，采用粗波分复用CWDM方法是提高传输速度的主要手段之一，编选特设编码意在提高无线光通信的保密性，因为激光直线传输使其扩散角度较小，将接收器置于传输路径中易导致传输中断，若在光束的扩散区域中则易使损耗过大，接收灵敏度要求过高，因此编选特殊编码则可解决上述问题，提高无线光通信的保密性。
2 大气信道对无线光通信链路的影响
2.1 大气信道对无线光通信链路的影响
无线光通信系统的传输介质（载体）是大气信道，激光在大气信道中传输时因大气层参数随机性易产生大气衰减和大气湍流效应两类影响。大气衰减主要指大气中存在的气体分子、水雾粒子、气溶胶粒子、部分微粒等吸收或者散射辐射光能量，造成能量损失、能量重新分配或者能量偏移传播等现象。大气始终处于运动状态下的不稳定体系中，其折射率随着时间和空间变化无规则变化，因此光波参量也随着折射率的变化而随机地影响到光束的传输质量。另外大气中雨、血、浓雾等自然恶劣条件也会导致多光信号造成严重的衰减，一般可采用提高功率的方法克服。大气湍流主要指大气湍流运动状态下因折射率随机变化造成的光束扩展、光束弯曲、光强闪烁等影响，例如光强闪烁影响，其指光束通过湍流漩涡时，光束直径内的独立形成散射和衍射现象，是光强在折射率随机变化下高低起伏，造成波前失真和相位变化的问题，大气湍流效应不仅影响光束的传输途径和光束的位置指向，而且会增加光束的传输损耗，严重时甚至会导致通信的错误和中断，采用自适应光学技术能解决大气湍流和大气扰动的动态损耗。
2.2 自适应光学技术
自适应光学技术以光学波前为控制对象，实时测量波前误差并进行补偿，保证接收口径光束能量的最大值，消除或者减少大气湍流的影响，其下的光学系统称为相位共扼式（常规）自适应光学系统，主要由波前传感器、波前控制器、波前校正器等部件组成。波前传感器由具备独立图像探测器的透镜组成，其作用时实时测量波前误差，将误差信息传送至波前校正器。波前校正器实质是每秒形变近千次的反射元件，主要由镜面背后的压电晶体所致，其作用之一接收控制系统传输的控制信号，在光路中改变、校正波前的形状和误差，输出校正后的光束波；之二是修复入射光的波前，提高信噪比；之三是根据波差信号整形出射光，减小大气折射率的影响，提升传输质量；其作用机制是与波前传感器形成回路，在波前控制器的控制下，若形成正确形状，传感器即会测量得平面波，证明镜面形变抵消大气扰动所致的波前误差，校正成功。波前控制器的实质则为一个具备高速、大容量的计算机系统，其作用是处理波前误差信息并转换为控制驱动信号，然后驱动波前校正器产生与畸变波前大小相等、符号相反的波前校正量，实时补偿因大气湍流扰动畸变波前。自适应光学技术系统可放置在接收端，使得光电探测器探测到的信号能量集中，有效解决大气湍流效应的影响。
3 大气光通信中发射器的配置讨论
大气温度不均一造成的湍流效应会导致例如光束弯曲、光束扩展、光束闪烁、成像跳动等问题，易增加接收端的误码率，严重时导致通信中断，消除湍流效应的手段之一是利用“孔径平均效应”减小接受光强的起伏状况，但是其要求光束到达接收端时的光束展宽度足够，对透镜尺寸提出了较高要求，通常利用分集技术消除或者减弱湍流效应，增加通信强度、质量和概率。于此，从发射分集角度做出多个发射器一个接收器的讨论。以下讨论中，均以各个发射机相互独立、互不影响、服从统一分布为
模型。
3.1 发射功率与发射器个数呈线性相关
现令一个发射器被接收端探测的概率为P，当有m个发射器时的探测概率为Pm，忽略每一个发射器小于接收端门限值，在联合条件下可满足通信概率的情形。使发射器个数保持在1～4个左右，经试验结果证明，如图1所示，当Xσ=0.01时，增加发射器的个数对通信概率的影响很小；当Xσ=0.1时，两个发射器比一个发射器的探测概率有明显增加，但继续增加发射器则影响不大，只会增加设备成本和复杂度。所以，在实际配置时，需根据通信系统的具体功能选择合适的发射器个数。
3.2 发射功率一定与发射器的关系
现令一个发射器被接收端探测的概率为P，当有m个发
图1 不同Xσ下不同发射器个数的通信概率
图2 总功率受限和不限情形对比图
射器时的探测概率为Pm，总发射概率为P总。经试验结果证明，如图2所示，当Xσ=0.1时发射的总功率变化和不变情况下通信概率变化情形，发射器个数依次也是1～4个左右，结论如下：一是当场强阈值比值大于0.5时，一个发射时的通信概率开始小于1，随着场强阈值的增加而剧烈减少；二是当场强阈值比值大于0.5后，多个发射的情况比一个发射时通信概率高，但是四个比三个的通信概率增加不明显；三是当总功率一定时，随着发射机个数的增加通信概率在减小，增加发射机个数只会使通信的概率减小，所以此种情况下不宜采用发射分集，可考虑采用接收分集；四是当总功率不受限制时，增加发射机的个数可使探测概率增加，并且最好选用2～3个支路。
参考文献
[1] 苏磊.无线光通信技术及其应用[J].光通信技术，
2008，26（4）：22-25.
为了改变我国印刷行业的落后面貌,解决汉字的计算机信息处理问题,1974年8月,在总理的关怀下,原四机部(电子工业部)、原一机部(机械工业部)、中国科学院、新华社等机构联合发起,设立了国家重点科技攻关项目“汉字信息处理系统工程”,简称748工程。
748工程分为精密中文编辑排版系统、中文情报检索系统和中文通信系统三个子项目。其中,精密中文编辑排版系统(即后来的电子出版系统)引发了我国报业和印刷业的一场技术革命,催生了北大方正、华光等一批明星企业。
作为 748工程的主体部分――电子出版系统技术的奠基人王选教授曾表示:“748工程对于汉字信息处理与计算机的接轨这一世界性难题是个超越。”
王选教授作为技术总负责人,主持研究工作。他本着用世界一流技术改造我国印刷业落后面貌的宗旨,在1979年和1984年两次引进风潮中,坚持致力于将科研成果产品化,先后研制出华光Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和方正91、方正93六代激光照排系统,同时,通过不断改进和完善产品性能,最终形成达到世界先进水平的成熟商品。
从1987年开始,国产激光照排系统走向市场并得以迅速推广应用,在中国掀起了“淘汰铅与火,迎来光与电”的印刷技术革命。
中国工程院院士倪光南对激光照排技术给予了高度评价,他表示,激光照排技术实现了印刷革命,使我国在这一领域领先于国际水平。两院院士、理论物理学家何祚庥也指出:“很多人提到激光照排,以为这只是一个技术,其实这是一个原理。这个原理到处都在,包括现代人最熟悉的中文短信和中文电子邮件。”
在2000年由中国工程院等单位组织的“20世纪我国重大工程技术成就”评选中,王选主持的“汉字信息处理与印刷革命”项目名列第二位,仅次于“两弹一星”。这项技术能获得国家最高科学技术奖,正是国家对王选这一发明的充分肯定。
748工程具有重大意义。它启动了中国印刷技术的第二次革命,告别了铅与火的时代,为汉字进入现代信息社会做出了不可磨灭的贡献,极大地推动了计算机中文化的进程。
[ 链接 ]
748工程大事记
1976年8月,北京大学王选教授做出越过当时国际流行的第2代、第3代照排机,直接上第4代激光照排系统的决策;1980年7月,汉字激光照排系统排出第一本汉字图书的样书――《伍豪之剑》;1985年5月,华光Ⅱ型系统通过国家鉴定,在新华社投入运行,后被评为1985年中国十大科技成就之一;1988,华光IV型投入批量生产,由于采用了两块专用的超大规模集成芯片,性能比华光III型优异得多;1992年1月,《澳门日报》采用彩色出版系统,成为在世界上首次实现彩色图片与中文合一处理和输出的中文彩色报纸。
关键词:单片机;激光接收;低通滤波;信号整形
0引言
真人CS对战是时下很流行的游戏，很多企业把这个项目作为拓展训练的一种。游戏规则之一是在自然环境里，如果“友军”枪支发出的激光照射到“敌军”身上的光斑被接收装置接收并正确解码，则“敌军”中弹阵亡。但由于现场受不同时间、天气、地形等自然因素影响，背景光明暗迥异，如何保障设备工作的稳定性成为一项关键技术。本文探讨并设计一种自适应激光接收电路，其在背景光明暗迥异的情况下依然能够减少误判，稳定识别解码激光信号。
1系统设计原理
本设计发射端采用单片机控制，游戏开始后，用户扣动扳机，单片机从串口输出自己的ID号控制激光二极管发射激光;接收端用增加了滤波片的光电二极管作为接收器，接收由激光管所发射的ID信号，经过波形整形电路，传送给单片机串口，由单片机判断所接收的信号是否被敌方激光枪击中。系统发射部分电路简单，只要保障一定发射功率驱动激光发射二极管即可。整个系统的性能和稳定性主要取决于接收部分电路实现。
2激光接收电路的关键问题
系统解决的关键问题在于外界环境光受昼夜、阴晴、地形等诸多因素影响［1］，亮度动态范围太大，发射的激光混同外界环境光进入接收端后，接收端必须排除外部环境干扰以防止误判，实现稳定接收。接收端的设计采用以下两种有效方法排除干扰误判，增强稳定性:(1)接收管前加滤镜(滤波片)，滤波片需与激光发射二极管波长保持一致，作用是允许与激光波长相近的光通过，其余波长的光被有效阻挡。这样就在很大程度上排除了不同波长的外界光影响。(2)经过滤镜的光被光电二极管接收，通常出现波幅较小、叠加一定直流分量的现象，这种信号难以识别，还需通过整形电路去除直流分量、放大波幅因此，保障接收端信号质量的设计关键在于波形整形电路设计。
3电路设计
波形整形电路完成的功能有两个:(1)去除信号中背景光引起的直流分量，提取传输信息的交流分量。(2)波幅整形为01数字波形，提供给主控制器数字解码使用。以下对两部分电路依次进行讨论。
3．1去除信号中直流分量
信号混入的外界背景光强度未知，因此对应信号所叠加的直流分量也有波动，不能在电路中直接设定某一直流比较电平作参考。但可以通过对信号进行低通滤波求出所携带直流分量。一般信号传输波特率在1kb/s左右，因此设定一阶RC低通滤波电路，截止频率小于1kHz即可求得均值(携带直流分量)，信号与均值分别接入开环放大器的正负输入端，即可直接去除直流分量［3］。电路采用TI官方TINA软件仿真(以下同)，激励信号设定为0．5VVpp、500Hz方波叠加0．5V直流分量，滤波后VF2大约为0．5V，经过放大器后可得6VVpp、500Hz方波。结果表明电路设计合理.
3．2数字化整形电路
设计思路是信号经过比较器电路进行波形数字整形，去除负电压信号，使低电平归为0V，抬升高电平信号至TTL数字系统。电路设计中还应考虑单电源供电时，需要采用保护二极管D2对芯片输入端进行负压保护，防止过低输入电压烧毁芯片;另外负向输入端比较电压设为0．6V，以保证电路工作稳定;再者，比较器是开漏(OD)输出，输出引脚需要上拉电阻才能保证正常的数字输出。设定激励信号为4VVpp、500Hz的方波，与0．6V电压比较，得到5VVpp、500Hz稳定的数字方波。结果表明电路设计合理［4-5］。综合3．1和3．2节可以有效解决接收模拟信号整形问题，较好地抑制外界环境光干扰，提供符合规范的数字信号给主控器，实际电路测试也证明了这一点。
4结论
本文设计了一种自适应激光接收电路，在背景光明暗迥异的情况下依然能够稳定识别激光信号的电路，设计简单、稳定、实用，可以为相关设计提供有益的参考。
参考文献
［1］童诗白，华成英．模拟电子技术基础［M］．北京:高等教育出版社，2006．
［2］康华光．电子技术基础•模拟部分(第5版)［M］．北京:高等教育出版社，2006．
［3］安毓英，刘继芳，曹长庆．激光原理与技术［M］．北京:科学出版社，2015．
［4］邱关源，罗先觉．电路(第5版)［M］．北京:高等教育出版社，2015．
