1會議概況

工業(yè)激光和生物醫(yī)學(xué)光學(xué)國際學(xué)術(shù)會議于1999年10月25~27日在華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)交流中心舉行。H.wcber教授和干福熹院士擔(dān)任大會主席，來自14個國家和地區(qū)的221位代表(境外代表46人)出席了會議。會議得到美國SPIE的支持，正式出版了會議論文集SPIE(工業(yè)激光論文集卜3862和SPIE(生物醫(yī)學(xué)光學(xué)論文集關(guān)3863.前者共收錄論文121篇，其中，國外作者論文13篇;后者共收錄論文95篇，其中國外作者論文31篇。大會特邀了世界激光和生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域的著名學(xué)者作主題報告，全體大會4個特邀報告，工業(yè)激光分會8個邀請報告，生物醫(yī)學(xué)光學(xué)分會4個邀請報告，這些特邀報告和邀請報告學(xué)術(shù)水平高，均反映了當(dāng)前國內(nèi)外研究的前沿課題。

2工業(yè)激光研究的最新熱點

在工業(yè)激光器領(lǐng)域，由于半導(dǎo)體激光器迅速發(fā)展，準(zhǔn)連續(xù)器件已達(dá)到4kw.因此，在許多應(yīng)用領(lǐng)域均有采用半導(dǎo)體激光器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣體激光器及固體激光器的發(fā)展趨勢。但是，由于半導(dǎo)體激光器目前光束質(zhì)量較差，作為過渡的發(fā)展階段是大量采用半導(dǎo)體激光器泵浦的固體激光器，其激光輸出功率也已達(dá)到4kw級，光束質(zhì)量獲得明顯改善。因此，在世界市場上，1998年固體激光器的銷售金額，首次超過了CO:激光器。據(jù)估計，近期激光技術(shù)的應(yīng)用在高功率激光器方面仍然會以COZ激光器和固體激光器為主。在激光應(yīng)用領(lǐng)域，除了高功率激光應(yīng)用以外，國外已經(jīng)在激光精密加工領(lǐng)域開展了深入的研究工作，如法國利用準(zhǔn)分子激光超精密打孔、劃線，精度非常高，孔徑圓整、光滑，在陶瓷如S13N;，A12O3等方面的精密處理方面已有深人的研究。本次會議涉及到準(zhǔn)分子激光應(yīng)用的文章有15篇，涉及領(lǐng)域有激光淀積超導(dǎo)薄膜，金剛石薄膜、非晶金剛石薄膜等，激光制備光柵，激光制備納米顆粒。我國大陸學(xué)者主要把準(zhǔn)分子激光用于制備薄膜，臺灣大學(xué)是用準(zhǔn)分子激光制備光柵，法國學(xué)者用激光制備納米顆粒。可見國外用準(zhǔn)分子激光加工開展面比我國廣泛。從本次會議看，國外今后重點發(fā)展研究領(lǐng)域和前沿課題包括:高功率半導(dǎo)體激光器，近五年內(nèi)千瓦級器件將會實現(xiàn)實用化;半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器，特別是盤片固體激光器近五年內(nèi)也將會突破千瓦級;半導(dǎo)體激光泵浦全固體化紫外激光器已突破3W，如果能提高一個量級，將會逐步取代紫外氣體激光器;利用準(zhǔn)分子激光對電子元器件處理作了很深入的研究，在這些方面已成為激光超精密加工應(yīng)用的重要發(fā)展方向。國內(nèi)外在激光制備薄膜方面的研究始終是一大熱點。我國半導(dǎo)體工業(yè)基礎(chǔ)差，不僅在集成電路發(fā)展方面吃了大虧，現(xiàn)在看來在光電子工業(yè)的發(fā)展方面又要重復(fù)以前的錯誤。國內(nèi)有幾個單位發(fā)展半導(dǎo)體激光器，主要側(cè)重在通訊應(yīng)用。高功率半導(dǎo)體激光器及短波長半導(dǎo)體激光器差距很大，應(yīng)予以足夠的重視。在發(fā)展高功率激光器件，包括氣體和固體與國際水平差距更大。從會上兩個非常有代表的報告可知，其一是英國He:i。t一watt大學(xué)的D.R.Hall教授報告的平板波導(dǎo)高功率激光器件.代表了當(dāng)代國際先進(jìn)水平，從基本原理到結(jié)構(gòu)特性，均報告得比較詳細(xì)，內(nèi)容也很豐富。其二是德國柏林技術(shù)大學(xué)H.Webe:教授報告的激光二極管泵浦的固體激光器，特別是針對激光二極管泵浦源的特點，提出了一種新型的腔體結(jié)構(gòu)，很有特色與創(chuàng)新，在他的論文中有比較精辟的論述。此外，德國斯圖加特宇航技術(shù)物理研究所主任Willyl，.Bohn博士，介紹了他們的激光二極管泵浦圓盤型固體激光器，在一片直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質(zhì)上，可取得500W的激光輸出。部分代表與他討論了與此有關(guān)的問題:①增益長度短為何能獲得這么高的激光輸出?②高摻雜晶體將產(chǎn)生晶格缺陷，直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質(zhì)是如何制備出來的?③泵浦光如何進(jìn)人激光介質(zhì)，怎樣實現(xiàn)均勻的泵浦?④是否可用更多的圓盤串在諧振腔光路上獲得更大的輸出?目前德國已解決了前三個問題。對于大于5kw輸出的固體激光器介質(zhì)熱畸度仍不可忽略，輸出光束質(zhì)量大大下降，還有待進(jìn)一步研究解決方法。在激光與材料相互作用方面，我們的研究大多注意在諸如激光的光斑直徑、功率、照射時間、速度等參數(shù)和工藝的研究上。而對激光與材料相互作用的機理研究尚不夠，如激光照射到材料表面后，激光是如何燒蝕材料表面的，材料對激光的吸收與反射，材料表面吸熱后如何進(jìn)行傳熱?對材料表面組織結(jié)構(gòu)改變及其形成機制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機理方面應(yīng)加強研究力度。對這些基礎(chǔ)研究有一定深度后，在激光加工應(yīng)用中的工藝就有了理論依據(jù)。

3生物醫(yī)學(xué)光學(xué)研究的最新熱點

本次會議還涉及到光學(xué)層析成像及光譜學(xué)的理論與模型、生物監(jiān)測的光學(xué)成像與光譜學(xué)、適用于生物醫(yī)學(xué)和臨床的相干域光學(xué)方法、生物光譜學(xué)和顯微學(xué)、激光與組織的相互作用、激光醫(yī)療等方面。以下就生物醫(yī)學(xué)光學(xué)研究的一些最新進(jìn)展和熱點問題作一概述。(l)光學(xué)層析成像及光譜學(xué)技術(shù)的理論與模型。關(guān)于生物組織光學(xué)層析成像和光譜學(xué)技術(shù)的理論與建模研究一直是國際生物醫(yī)學(xué)光學(xué)的研究重點。由BrittionChanee博士主持的“Optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”專題會議吸引了眾多聽眾。來自各國的科學(xué)家報道了該領(lǐng)域的最新研究成果和應(yīng)用。俄羅斯valeryv.Tuchin教授報道了活組織光學(xué)特性參數(shù)控制的有關(guān)成果，其離體和在體的實驗均證明了通過使用葡萄糖、trazograph等滲透活性助劑可改變?nèi)搜垤柲ぁ⑵つw等纖維組織的光散射特性。美國StevenIJ.Jacques教授做了《生物組織科學(xué)和工程中的光學(xué)技術(shù)》的特邀報告，J.R.M。盯ant教授介紹了生物組織中光散射的基本機理研究的進(jìn)展。麻省理工學(xué)院的李興德博士報道了衍射層析成像技術(shù)的最新進(jìn)展，提出了一種用于高散射介質(zhì)中擴(kuò)散光子密度波快速、近場衍射層析成像的角譜算法，該算法可用于有限大小介質(zhì)，并能同時重建吸收和散射系數(shù)。賓夕法尼亞大學(xué)的張思豪博士報告了基于混濁介質(zhì)中，用動態(tài)光散射技術(shù)測量深層組織中血流的一種方法，該方法可用于深層組織中的血流動力學(xué)圖像的重建。華中科技大學(xué)的張智報道了用分形理論進(jìn)行人眼角膜內(nèi)皮細(xì)胞圖像分析的初步結(jié)果。(2)生物組織的光學(xué)成像和用于生物監(jiān)測的光譜學(xué)技術(shù)。九十年代以來，美國、歐洲、日本等國都在該領(lǐng)域投人了大量的人力和資金，本次會議共有26篇論文涉及此項專題。其內(nèi)容包括組織光學(xué)成像和組織光學(xué)參數(shù)測量、光學(xué)腦功能成像、近紅外光譜術(shù)的血流動力學(xué)測量、組織超微弱發(fā)光檢測、擴(kuò)散光子密度波和X射線層析成像等。

本文作者：袁科1,2段俊陽1張尚昂3黃貽望1作者單位：1.銅仁學(xué)院物理與電子科學(xué)系2.南開大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院3.北京市海淀區(qū)5102信箱

0引言

車聯(lián)網(wǎng)是指裝載在車輛上的電子標(biāo)簽通過無線射頻等識別技術(shù)，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。采用傳統(tǒng)加密技術(shù)，車聯(lián)網(wǎng)讀寫器和標(biāo)簽及其之間的通信過程存在安全性和高效性的矛盾問題，利用光學(xué)密碼技術(shù)可以很好的解決這一矛盾問題。

1車聯(lián)網(wǎng)讀寫器和標(biāo)簽安全問題

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，針對標(biāo)簽的攻擊有：克隆攻擊、欺騙攻擊、非授權(quán)訪問、拒絕服務(wù)攻擊、破壞標(biāo)簽攻擊等。針對讀寫器的攻擊有：物理攻擊、假冒攻擊、修改配置文件攻擊等。針對標(biāo)簽和讀寫器之間通信的攻擊有：竊聽攻擊、重放攻擊、篡改攻擊、干擾或破壞正常通信攻擊等。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，針對標(biāo)簽、讀寫器及其之間通信的主要攻擊，產(chǎn)生原因主要基于以下兩點。(1)標(biāo)簽計算能力弱。RFID標(biāo)簽供電能力和存儲空間極其有限，較難具備足夠安全計算能力以抵抗讀取、篡改、刪除標(biāo)簽所存數(shù)據(jù)攻擊。在沒有足夠可信任的安全機制的保護(hù)下，標(biāo)簽的安全性、有效性、完整性、可用性、真實性都得不到保障。(2)無線網(wǎng)絡(luò)的脆弱性。標(biāo)簽層和讀寫器層采用無線射頻信號進(jìn)行通信，使傳遞的信息暴露于大庭廣眾之下，而無線網(wǎng)絡(luò)固有的脆弱性使RFID系統(tǒng)很容易遭受多種形式攻擊。

2光學(xué)密碼

【論文關(guān)鍵詞】：顯微鏡；望遠(yuǎn)鏡；折射；反射；物鏡；目鏡；實像；虛象

【論文摘要】：綜合分析了望遠(yuǎn)鏡的功能結(jié)構(gòu)和成像原理。指出常見的望遠(yuǎn)鏡可簡單分為伽利略、開普勒、和牛頓式望遠(yuǎn)鏡。并以開普勒望遠(yuǎn)鏡為例介紹簡易望遠(yuǎn)鏡的制作方法。

我們在觀察細(xì)小物體時，總是習(xí)慣上把物體移得離眼睛近一些，這樣可以增大視角。但是這種方法是有一定限度的。當(dāng)物體移到近點以后，就不能再用這種方法來增大視角了。另外，在觀察比較遠(yuǎn)的物體時（例如宇宙天體），由于它們到人眼的距離是無法縮短的，因而上述方法就不能再適用了。人類要想觀察到很小或很遠(yuǎn)的物體時，為了增大視角，就需要使用顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡來擴(kuò)大人眼的視覺范圍。它們的光學(xué)系統(tǒng)十分相似，都是由物鏡和目鏡兩部分組成。文章只討論望遠(yuǎn)鏡的有關(guān)內(nèi)容。

一、望遠(yuǎn)鏡的作用

望遠(yuǎn)鏡是一種觀察遠(yuǎn)處物體通常呈筒狀的光學(xué)儀器,利用通過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進(jìn)入小孔并會聚成像,再經(jīng)過一個放大目鏡放大成像的光學(xué)儀器。就實質(zhì)來說，望遠(yuǎn)鏡只不過是擴(kuò)大人眼的視角范圍。最初它最大的用處是觀察天體，人類借助望遠(yuǎn)鏡幾乎考察遍了太陽系所有的行星，并投向更遙遠(yuǎn)的太空。望遠(yuǎn)鏡延長了人眼的視線，實現(xiàn)了人類千里眼的夢想。如今，望遠(yuǎn)鏡的使用越來越普遍，野外觀察、劇場觀看……潛望鏡、瞄準(zhǔn)鏡等也都采用了望遠(yuǎn)鏡的原理。

二、望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)

一、基于畢業(yè)論文寫作的信息素養(yǎng)教育目標(biāo)——以物理學(xué)專業(yè)為例

作為物理學(xué)專業(yè)學(xué)生重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的畢業(yè)論文寫作，是一種重要的專業(yè)實踐教學(xué)形式，是全面發(fā)展學(xué)生信息素養(yǎng)的一個有效途徑。教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的《高等學(xué)校物理學(xué)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》指出：“論文內(nèi)容可以是理論研究、實驗研究、文獻(xiàn)綜述、調(diào)研報告或應(yīng)用開發(fā)。論文應(yīng)具有完整性和一定的系統(tǒng)性，對所研究的問題應(yīng)有比較充分的調(diào)研，分析具體，結(jié)論可靠。提交的論文應(yīng)符合通常科技論文的規(guī)范和要求，內(nèi)容基本正確。對論文的評價重點是學(xué)生的學(xué)風(fēng)、對知識的綜合掌握、應(yīng)用能力、分析能力和解決問題的能力”。[6]因此，結(jié)合物理學(xué)專業(yè)特點制訂畢業(yè)論文寫作的信息素養(yǎng)教育目標(biāo)就顯得非常重要。因為科學(xué)合理的信息素養(yǎng)教育目標(biāo)，能夠促使學(xué)生主動將信息素養(yǎng)能力納入自身能力建設(shè)中，使學(xué)生的信息素養(yǎng)能力隨著專業(yè)知識的增長而得到不斷的強化，并最終成為保障其終身學(xué)習(xí)的一種能力。[7]對于物理學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，基于畢業(yè)論文寫作的信息素養(yǎng)教育的總目標(biāo)是在發(fā)展學(xué)生物理學(xué)專業(yè)素養(yǎng)的同時，促進(jìn)信息素養(yǎng)的發(fā)展，使學(xué)生成為終身學(xué)習(xí)者。具體的信息素養(yǎng)教育目標(biāo)：一是使學(xué)生掌握信息檢索策略，學(xué)會運用專業(yè)數(shù)據(jù)庫，具備檢索物理學(xué)專業(yè)信息的良好能力；二是使學(xué)生學(xué)會批判性的運用所獲得的信息，并選擇有益信息融入自己的知識結(jié)構(gòu)和價值體系，會在所獲取信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行初步的學(xué)術(shù)創(chuàng)新；三是在論文寫作過程中遵循學(xué)術(shù)規(guī)范、學(xué)術(shù)道德和信息道德；四是在答辯過程中能夠有效的傳遞、交流信息。

二、基于畢業(yè)論文寫作的信息素養(yǎng)教育策略

畢業(yè)論文寫作中的信息素養(yǎng)教育是基于物理學(xué)專業(yè)情境的學(xué)習(xí)過程。這種滲透式的專業(yè)信息素養(yǎng)教育可以使學(xué)生鞏固所學(xué)物理學(xué)專業(yè)知識，擴(kuò)大知識面，發(fā)展學(xué)術(shù)素養(yǎng)，全面提升信息素養(yǎng)。

1.通過論文選題培養(yǎng)學(xué)生的信息檢索能力物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)論文選題可以是教師科研項目的組成部分，也可以在教師指導(dǎo)下自由選題。例如，與教師科研項目相關(guān)的畢業(yè)論文題目：一維三原子鏈的晶格振動分析，一維線性諧振子薛定諤方程的數(shù)值計算，相互作用帶電粒子運動軌跡的數(shù)值模擬與分析，航天器變軌過程分析，光學(xué)渦旋的產(chǎn)生及衍射特性，數(shù)字全息顯微技術(shù)研究，光學(xué)實驗中的圖像處理與應(yīng)用，等等。學(xué)生參與教師的科研項目，可以增加科研實踐機會，拓展物理學(xué)專業(yè)知識視野。學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下自主選題時，要綜合考慮自己的知識掌握情況和專業(yè)能力，并根據(jù)自己的專業(yè)興趣選定論文題目。學(xué)生可以從科學(xué)研究中尚未解決的難點問題，以及公眾關(guān)心的熱點問題中自主選題，也可以在他人研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行選題。無論如何選題，都是以大量信息為基礎(chǔ)的，充分利用信息，善于捕捉為己所用的信息，了解課題的學(xué)術(shù)意義、學(xué)術(shù)創(chuàng)新和國內(nèi)外最新進(jìn)展，就會大大拓寬研究思路。[8]在論文選題過程中，課題檢索是一個必不可少的環(huán)節(jié)。通過課題檢索，有助于學(xué)生掌握各種物理學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)庫的檢索途徑、方法和技巧，如學(xué)會熟練運用中國知網(wǎng)、超星數(shù)字圖書館、萬方數(shù)據(jù)庫、維普等中文數(shù)據(jù)庫的使用方法，了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文數(shù)據(jù)庫的使用方法。這樣可以督促學(xué)生自覺主動地利用圖書館的各類館藏文獻(xiàn)資源進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會課題檢索，掌握文獻(xiàn)檢索知識，豐富信息知識，鞏固所學(xué)物理學(xué)專業(yè)知識，使學(xué)生的專業(yè)信息能力得到發(fā)展。

2.通過文獻(xiàn)綜述培養(yǎng)學(xué)生的信息能力在確定好論文題目之后，學(xué)生需要進(jìn)一步進(jìn)行文獻(xiàn)的檢索和整理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述是指在全面掌握、分析與課題相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對該課題在一定時期內(nèi)的已有研究成果進(jìn)行分析、歸納、整理和評述而形成的論文。文獻(xiàn)綜述一般要對研究現(xiàn)狀進(jìn)行客觀的敘述和評論，以便預(yù)測發(fā)展、研究的趨勢或?qū)で笮碌难芯客黄泣c。[9]在文獻(xiàn)檢索過程中，教師要指點學(xué)生注意文獻(xiàn)資料的新穎性、價值性和真實性，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理的篩選、評價所獲取的信息資源，提取有價值的信息內(nèi)容，并將收集到的文獻(xiàn)資源進(jìn)行分類，將其融入到自己的知識體系中。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用所獲取的信息，完成文獻(xiàn)綜述。當(dāng)然，本科生的文獻(xiàn)綜述只要能夠?qū)σ延醒芯砍晒M(jìn)行較為全面的分析和述評即可。文獻(xiàn)綜述的作用體現(xiàn)在多個方面：第一，充分了解課題的全面情況，把握課題的發(fā)展規(guī)律，熟悉已取得的成果和存在的問題，以及從事該課題工作的主要學(xué)者的成就和水平；[10]第二，可以培養(yǎng)學(xué)生熟練運用信息檢索工具的能力以及根據(jù)主題收集信息、整理信息的能力；第三，文獻(xiàn)綜述對參考文獻(xiàn)的要求可以幫助學(xué)生掌握學(xué)士學(xué)位論文的規(guī)范要求；第四，文獻(xiàn)綜述可以有效減少學(xué)生的抄襲現(xiàn)象，便于對學(xué)生進(jìn)行信息倫理道德教育。

科學(xué)界普遍認(rèn)為，納米技術(shù)是21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)增長的一臺主要的發(fā)動機，其作用可使微電子學(xué)在20世紀(jì)后半葉對世界的影響相形見絀，納米技術(shù)將給醫(yī)學(xué)、制造業(yè)、材料和信息通信等行業(yè)帶來革命性的變革。因此，近幾年來，納米科技受到了世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家的極大青睞，并引發(fā)了越來越激烈的競爭。

1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機構(gòu)的力量，加強其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。