激光原理論文

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激光原理論文范文第1篇

[關(guān)鍵詞]經(jīng)濟文化類型；語文課程資源；文化背景知識

[中圖分類號]G423

[文獻標(biāo)識碼]A

[文章編號]2095-3712（2013）34-0052-06

[基金項目]廣西教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“廣西民族地區(qū)學(xué)困生發(fā)展策略與語文德育的功能研究”（2008C21）。

[作者簡介]韋美日（1964―），女，廣西環(huán)江人，碩士，廣西師范學(xué)院文學(xué)院副教授，研究方向：語文課程與教學(xué)論，廣西民族地區(qū)語文德育。

在語文課程改革中，出現(xiàn)了一些自相矛盾的奇怪現(xiàn)象：一邊是課改實驗的“泛人文化”，表現(xiàn)為在公開課或是教學(xué)競賽中，以培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)為主，進行漫無邊際的拓展延伸，忽略了語文知識、技能的傳授、訓(xùn)練；一邊是學(xué)校的常規(guī)教學(xué)中的“去人文”，表現(xiàn)為課堂教學(xué)仍然以傳授知識為主，扎扎實實進行應(yīng)試能力訓(xùn)練，把人文精神的培育當(dāng)成可有可無的內(nèi)容，隨意增減。

一、語文教學(xué)中遇到的問題

語文課堂教學(xué)中的矛盾現(xiàn)象背后是語文課程的價值取向指導(dǎo)下的語文課程資源開發(fā)的問題。功利化的價值取向使語文課堂教學(xué)僵化、老化，局限于狹小的語文課程，受制于語文教學(xué)的狹窄空間，不能進行真正的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、面向生活的語文綜合性學(xué)習(xí)，不能全面提高學(xué)生的語文素養(yǎng)。

（一）語文教學(xué)實踐的功利化取向

語文課程改革中，這種看似矛盾的現(xiàn)象，事實上有其內(nèi)在聯(lián)系，即語文課程實踐中的功利性價值取向侵蝕了語文課程標(biāo)準(zhǔn)的理性價值取向，導(dǎo)致對語文課程理念的淺表理解，或者是誤讀。在教學(xué)行為上則表現(xiàn)為陽奉陰違：在展示語文教學(xué)改革成果的實驗課上，盡可能多地增加人文性的內(nèi)容，貼近語文課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，會獲得比較高的評價；在常規(guī)語文教學(xué)實踐中，認認真真落實語文知識點，盡量吃透語文考試的內(nèi)容，在各種語文考試中成績優(yōu)秀，會得到大家的承認。這種過于功利化的語文教學(xué)活動必然走向經(jīng)驗性和機械化，輕視排斥理論指導(dǎo)，惰于實踐創(chuàng)新，消解語文課程改革的核心價值體系，在語文課程改革旗幟掩護下，走的是應(yīng)試教學(xué)的老路。

（二）語文教學(xué)內(nèi)容和語文教學(xué)研究的單一化

要擺脫語文教學(xué)的經(jīng)驗性和機械化的慣性傾向，語文教學(xué)就不能只顧在自己的領(lǐng)地上埋頭耕耘，還需要具有宏觀的、全局的戰(zhàn)略眼光，超越眼前的功利性需要，為國家民族文化的傳承和學(xué)生的未來謀劃，在更廣闊的天地中運籌帷幄。語文教學(xué)立足于語文素養(yǎng)的提高而不只是在實驗課中表演人文性，語文知識和技能的獲得也不只在語文課本和語文課堂教學(xué)活動中，其途徑和方法是無限多樣的，需要語文教師在語文教學(xué)實踐中勇于探索，更需要綜合運用相關(guān)學(xué)科的理論和研究方法指導(dǎo)語文教學(xué)實踐，不同學(xué)科的理論可以為語文教學(xué)開辟新天地，提供不同的解決問題的思路和方法，有可能達到事半功倍的效果。

民族學(xué)的經(jīng)濟文化類型理論所關(guān)注的經(jīng)濟文化類型及其對經(jīng)濟文化類型的研究方法，為成功地利用本土的語文課程資源提供可參照的理論框架和方法論基礎(chǔ)，引導(dǎo)語文課程實施走出“泛人文化”和“去人文”的泥潭。

二、經(jīng)濟文化類型理論及其發(fā)展

（一）經(jīng)濟文化類型理論的提出

人類學(xué)的經(jīng)濟文化類型理論是“蘇聯(lián)專家CH托爾斯托夫、MT列文、HH切博克薩羅夫等人在20世紀(jì)50年代共同提出的?！盵1]“1956―1958年期間，時任蘇聯(lián)民族學(xué)研究所東亞和南亞室主任的切博克薩羅夫到我國中央民族學(xué)院進行講學(xué)。期間，我國學(xué)者林耀華與他共同撰寫了《中國經(jīng)濟文化類型》一文，全面地運用了經(jīng)濟文化類型理論來研究中國民族問題，踏出了此理論在中國進行本土化研究的第一步。但在之后2O多年的時間里，由于多方面的原因，國內(nèi)關(guān)于這方面的研究沒有取得任何進展，直到20世紀(jì)80年代中期，林耀華的學(xué)生張海洋開始繼續(xù)此項研究，其碩士學(xué)位論文便是《中國經(jīng)濟文化類型研究》?！盵2]蘇聯(lián)的經(jīng)濟文化類型是指“居住在相似的自然地理條件下，并有近似的社會發(fā)展水平的各民族在歷史上形成的經(jīng)濟和文化特點的綜合?！盵1]林耀華先生認為經(jīng)濟文化類型是指“居住在相似的生態(tài)環(huán)境下，并操持相同生計方式的各民族在歷史上形成的具有共同經(jīng)濟和文化特點的綜合體?！盵1]

（二）經(jīng)濟文化類型理論在中國的發(fā)展

羅吉華文章所說的“本土化研究”是指中國的人類學(xué)家用蘇聯(lián)專家的經(jīng)濟文化類型理論來認識中國的經(jīng)濟文化類型，在研究實踐中修正完善這一理論，使之更貼近中國民族分布和經(jīng)濟文化發(fā)展的特點，為民族地區(qū)的經(jīng)濟文化發(fā)展服務(wù)，這一工作在20世紀(jì)80年代以后得到延續(xù)。50年代，林耀華先生在《中國經(jīng)濟文化類型》中結(jié)合東亞各個經(jīng)濟文化類型的情況，區(qū)分了三組經(jīng)濟文化類型：第一組，以狩獵、采集和捕魚起著主導(dǎo)作用的類型；第二組，以鋤掘（徒手耕）農(nóng)業(yè)或動物飼養(yǎng)為主的類型；第三組，以犁耕（耕耘）農(nóng)業(yè)為主的類型。[3]他還對每一種類型的特點及分布范圍進行了具體的闡述，為建立和運用中國特色的經(jīng)濟文化類型理論奠定了扎實的基礎(chǔ)和基本的研究框架。其優(yōu)點是將研究置于東亞的大背景中進行比較分析，有一個中觀的認識角度，選取了每一類型中的典型進行描述，加深了對某一類型的特點的理解和認識；其不足是未能深入到中國領(lǐng)土上的56個民族的生態(tài)環(huán)境內(nèi)部，了解其具體的生計方式，區(qū)分其經(jīng)濟文化類型，其研究成果依然是一個大致的輪廓，沒有構(gòu)成一個細節(jié)完備的邏輯體系。

林耀華先生主編的1997年出版的《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟文化類型》在原來分析框架的基礎(chǔ)上進行了充實和完善。首先，闡明了經(jīng)濟文化類型理論的含義及其作用，強調(diào)了經(jīng)濟文化類型理論的方法論意義，它在學(xué)科理論方面的價值和現(xiàn)實意義。方法論方面指出了它的一系列操作規(guī)范，為正確理解和實際運用這一概念指明了方向。其次，闡明了其在學(xué)科理論建設(shè)方面的重要貢獻和民族地區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)方面的作用，使其方法論意義落實到具體的學(xué)科內(nèi)容方面和現(xiàn)實生活領(lǐng)域，有效擴大了它的影響范圍，強化其實踐意義，把它從純學(xué)科的認識論逐步發(fā)展為能為解決民族地區(qū)的經(jīng)濟文化事業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)的有中國特色的民族學(xué)理論。與在《中國經(jīng)濟文化類型》中所提出的內(nèi)容框架相比，《民族學(xué)通論》區(qū)分了類型組里面的具體類型。第一組，采集漁獵經(jīng)濟文化類型，包含兩個類型：以鄂倫春族為代表的山林狩獵型和以赫哲族為代表的河谷漁撈型；第二組，畜牧經(jīng)濟文化類型組分為四個類型：以部分鄂溫克族為代表的苔原畜牧型，以蒙古族為代表的戈壁草原游牧型，以哈薩克族為典型的盆地草原游牧型，以藏族為典型的高山草場畜牧型。第三組，農(nóng)耕經(jīng)濟文化類型組，區(qū)分出六個類型：山林刀耕火種型、山地牧耕型、山地耕獵型、丘陵稻作型、綠洲耕牧型、平原集約農(nóng)耕型，最后一種類型還區(qū)分出兩個亞型：北方亞型和南方亞型。[4]

《中國經(jīng)濟文化類型》和《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟文化類型》的內(nèi)容相比較，有三點不同：第一點，類型組名稱有變化；第二點，類型組中的典型變成了具體的類型；第三點，各類型的經(jīng)濟文化的地域性、歷史性、綜合性的特點更為突出。這三點變化把中國的經(jīng)濟文化類型從東亞的經(jīng)濟文化類型的背景中凸顯出來，作為一個獨立的研究對象來考察，因而從名稱到特點都更符合中國民族地區(qū)的地理分布特點，歷史以來形成的各民族的居住格局，以及在此基礎(chǔ)上逐步形成的民族經(jīng)濟文化發(fā)展的特點。這個體系的優(yōu)點是很明顯的，它突出了中國地理環(huán)境和民族地區(qū)經(jīng)濟文化發(fā)展的特色，有利于正確認識民族地區(qū)的社會結(jié)構(gòu)及其歷史發(fā)展規(guī)律，能更好地指導(dǎo)民族地區(qū)的經(jīng)濟文化建設(shè)；其不足之處是由于顧及到經(jīng)濟文化類型的綜合性特點，雖然提到了建立有層次的立體結(jié)構(gòu)的四個內(nèi)容，但在具體闡述內(nèi)容時，沒有對構(gòu)成這種綜合性的具體因素及其相互影響關(guān)系進行相應(yīng)的描述，即其類型內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)仍然有待完善。

（三）經(jīng)濟文化類型理論在民族教育中的應(yīng)用

在哈經(jīng)雄、滕星先生主編的2001年出版的《民族教育學(xué)通論》第四章第二節(jié)《經(jīng)濟文化類型與民族教育》中，在林耀華先生所下定義和前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)“對世界民族分布和地理類型的概括分析，首先對世界民族及民族區(qū)域的經(jīng)濟文化類型進行一個粗線條的分類，然后對民族經(jīng)濟文化類型同民族教育的一般關(guān)系進行初步探討?！盵5]這里區(qū)分出四個經(jīng)濟文化類型組，第一組，采集漁獵經(jīng)濟文化類型組，包括兩個亞型：北部寒帶亞型和南部熱帶亞型；第二組，游牧經(jīng)濟文化類型組，包括兩個亞型：北部寒帶、溫帶亞型和南部熱帶亞型；第三組，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟文化類型，包括山地雨林混合農(nóng)業(yè)和犁耕農(nóng)業(yè)；第四組，現(xiàn)代化工農(nóng)牧業(yè)類型組，包括三種類型：高度發(fā)達的商品化農(nóng)牧業(yè)、商品化的種植園農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟文化類型?；谑澜缃逃亩嘣幕尘昂兔褡褰逃囊暯牵鋬?nèi)容的特點也很鮮明，第一點，從“世界民族分布和地理類型的概括分析”來區(qū)分的經(jīng)濟文化類型，與世界多元文化教育的背景相呼應(yīng)，吸收了《中國經(jīng)濟文化類型》的中觀視角并賦予時代特色；第二點從“民族經(jīng)濟文化類型同民族教育的一般關(guān)系”出發(fā)進行研究，重點不在于構(gòu)建經(jīng)濟文化類型的理論，而在于探討其特點對民族地區(qū)學(xué)校教育的影響。這一論題的優(yōu)點是簡潔明了，突出特定研究視界中的經(jīng)濟文化類型的核心內(nèi)容，其不足在于宏觀角度必然要犧牲許多具體的內(nèi)容，而經(jīng)濟文化類型與民族教育的許多特點是要通過具體細節(jié)才能得到精確反映的。

經(jīng)濟文化類型理論從20世紀(jì)50年代由蘇聯(lián)專家提出到20世紀(jì)80年代以后在中國的實踐與發(fā)展，在理論體系的建構(gòu)上，從宏觀、中觀、微觀三個層面進行了有成效的探索，在本土化的實踐中，經(jīng)濟文化類型的區(qū)分更加能體現(xiàn)中國區(qū)域民族分布的特點，在方法論的意義上，強化了它在民族地區(qū)現(xiàn)代化進程中的價值和意義。

三、經(jīng)濟文化類型理論對語文課程資源開發(fā)的啟示

經(jīng)濟文化類型理論不但在民族學(xué)的發(fā)展和民族學(xué)研究中有積極的意義，因為其對民族地區(qū)經(jīng)濟文化獨特的研究視角和研究方法，對語文課程資源的開發(fā)利用也有重要的啟示。

（一）語文課程資源開發(fā)立足于本地的物質(zhì)文化基礎(chǔ)

“經(jīng)濟文化類型理論充分地肯定了自然地理環(huán)境和社會生產(chǎn)力水平對于物質(zhì)文化發(fā)展所帶來的影響，從而為民族學(xué)對人類社會物質(zhì)文化的起源和特征的研究提供了一條科學(xué)的認識途徑?！盵4]對語文課程資源的開發(fā)也要從認識本地的自然地理環(huán)境和社會生產(chǎn)力開始，進而認識其物質(zhì)文化的特點，這一認識途徑對民族地區(qū)的語文課程資源開發(fā)來說尤其有價值，因為它是自然的饋贈和歷史的遺存，不須投資。廣西民族地區(qū)大部分都屬于“農(nóng)耕經(jīng)濟文化類型組”中的“丘陵稻作型”，“水稻種植與干欄式建筑的結(jié)合是丘陵稻作型的基本文化叢結(jié)?！盵4]這是與民族地區(qū)學(xué)生的生活有密切聯(lián)系的物質(zhì)文化，如水稻的起源和分類，水稻種植的知識，干欄式建筑的特點和地理環(huán)境的關(guān)系，也是最基本的語文課程資源，可以幫助學(xué)生理解自己和自然的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生對自己民族物質(zhì)文化的認同。不僅如此，本地物質(zhì)文化資源進入語文課程還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍語文課堂氣氛，激活學(xué)生的生活經(jīng)驗，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有成效。

（二）語文課程資源的開發(fā)面向不同的學(xué)科領(lǐng)域

對世界民族的分類有各種角度和方法，但各種方法都有其長處和短處，如語言譜系法，能準(zhǔn)確標(biāo)出各民族在歷史上的親緣關(guān)系及接近程度，但卻不能標(biāo)出各族群的地理環(huán)境，經(jīng)濟文化發(fā)展方向和生計方式的特征，這正是經(jīng)濟文化類型理論的長處。[4]就是說，經(jīng)濟文化類型理論綜合運用了不同學(xué)科的研究方法和研究成果，建構(gòu)自己的理論體系，解決了本學(xué)科的理論問題。語文課程的綜合性、社會性、實踐性的特點，決定了語文課程資源的無限廣闊性，語文課程資源的開發(fā)如果局限于本學(xué)科領(lǐng)域，課堂教學(xué)中一味強調(diào)以語言文字為中心的“語文味”，只重視“語文”的課外讀物，或者只圈定在“語文教學(xué)輔助材料”的范圍里面，那么語文教學(xué)就很難逃脫沒有“文化”、脫離現(xiàn)實生活的宿命。不同學(xué)科領(lǐng)域的知識及其獲取知識的方法對語文課程資源的開發(fā)利用是有意義的，這是因為語文學(xué)科知識的綜合性特征決定了它必須不斷從各個學(xué)科領(lǐng)域中源源不斷地獲得新的知識和新的方法，再以“語文”為核心，對這些知識和方法進行整合，成為語文課程資源。

（三）語文課程資源的開發(fā)要重視背景知識的運用

經(jīng)濟文化類型理論重視對各種經(jīng)濟文化類型的縱向的歷史考察和橫向的地域差異比較，其經(jīng)濟文化類型組的排列就體現(xiàn)了不同地域的民族發(fā)展的歷史進程及其經(jīng)濟文化特征。在基礎(chǔ)教育課程改革中執(zhí)行國家、地方、學(xué)校三級課程體系，也是考慮到不同地域經(jīng)濟文化發(fā)展的不平衡性，而經(jīng)濟文化類型的形成是一個長遠的歷史過程，因此要真正了解其類型特征并在此基礎(chǔ)上建設(shè)和發(fā)展，就必須了解其形成的歷史背景。民族地區(qū)學(xué)校教育的知識體系的構(gòu)建，尤其是地方鄉(xiāng)土知識體系的構(gòu)建，民族地區(qū)經(jīng)濟文化類型的背景知識是其中必不可少的內(nèi)容，否則三級課程體系的建構(gòu)就失去了實質(zhì)意義。語文課程是所有學(xué)科的基礎(chǔ)，語言文字的正確應(yīng)用不但是語言文字本身的事情，還有語言文字涉及的社會經(jīng)濟文化發(fā)展的背景，也只有關(guān)注了語言文字所蘊含的社會經(jīng)濟文化內(nèi)涵，語文課程作為各門學(xué)科的基礎(chǔ)才名副其實，才能在三級課程體系中發(fā)揮它的基礎(chǔ)作用?！凹冋Z文知識”的教學(xué)，其實只重視語言形式方面，而拋棄了文字的豐富內(nèi)涵，是缺乏“文化”的語文課程，無法完全承擔(dān)語文學(xué)科作為基礎(chǔ)學(xué)科的任務(wù)。

（四）語文課程資源開發(fā)要重視經(jīng)驗的積累和理論的建構(gòu)

“了解作為人類進化的遺傳和變異背景的經(jīng)濟文化類型，必然能使體質(zhì)人類學(xué)的認識途徑得到豐富。”[4]了解民族地區(qū)的經(jīng)濟文化類型，也可以開闊語文課程資源開發(fā)的眼界。因此民族地區(qū)的學(xué)校教育也應(yīng)該重視作為課程資源基礎(chǔ)的民族地區(qū)的經(jīng)濟文化類型的認識和研究，重視在經(jīng)濟文化類型的基礎(chǔ)上開發(fā)的語文課程資源的原始材料的積累。這些資料應(yīng)該把已有的體質(zhì)人類學(xué)、民族志的資料包含在其中，眼光不能只局限在語言文字的范圍內(nèi)，也應(yīng)包含物質(zhì)文化，如民居、生產(chǎn)工具等要素，要透過語言文字和物質(zhì)形態(tài)去理解和傳承語言文字和物質(zhì)形態(tài)所承載的民族文化傳統(tǒng)。語文教學(xué)的目的從來就不是語言文字本身，而是以它為工具掌握其中的文化內(nèi)容，形成適應(yīng)社會的基本能力。另外，為了使經(jīng)驗的積累具有明確的目的和意義，需要借助其他學(xué)科先進理論的指導(dǎo)，但即使是有親緣關(guān)系的交叉學(xué)科，也有自己的研究對象和范圍，其構(gòu)建的理論體系首先必須能解釋本學(xué)科的事實和現(xiàn)象，而不是解釋相關(guān)學(xué)科的事實和現(xiàn)象。希望借助相關(guān)學(xué)科的理論解釋本學(xué)科的事實和現(xiàn)象，擺脫不了模仿和借用的慣習(xí)，最終會使自己處于缺乏適切的解釋框架的狀態(tài)，無法建構(gòu)一個能充分闡述學(xué)科特點的理論體系。語文課程資源開發(fā)目前就處于這種尷尬的狀態(tài)。要有所作為，借鑒其他學(xué)科的理論也只是手段，目的還在于，在積累豐富的語文課程資源開發(fā)的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建構(gòu)語文課程資源開發(fā)的理論體系，只有這樣，民族地區(qū)語文課程資源的開發(fā)才會走上有序發(fā)展的道路。

（五）語文課程資源開發(fā)要體現(xiàn)語文學(xué)科的特點

經(jīng)濟文化類型理論“不僅本身就注意環(huán)境、地域和經(jīng)濟、文化的綜合因素，而且還有一個歷史民族區(qū)或歷史文化區(qū)的概念與之相輔相成?！盵4]因為經(jīng)濟文化類型理論的這種獨特視角和研究路線，使其區(qū)別于民族學(xué)的其他理論，對中國民族經(jīng)濟文化具有更強的解釋力，也有更廣泛的適用范圍，為其他學(xué)科領(lǐng)域的借鑒和應(yīng)用提供了可能性。把它運用于民族地區(qū)的語文課程資源開發(fā)領(lǐng)域，就要注意民族地區(qū)語文學(xué)科教育的特點與經(jīng)濟文化類型的契合度。語文課程標(biāo)準(zhǔn)所闡述的語文學(xué)科的特點，即人文性、實踐性、具有漢語言文字的特點，適用于國家課程體系，而民族地區(qū)語文學(xué)科教育除了具有上述特點之外，還有適用于地方、學(xué)校課程體系的特點，其中之一就是母語思維和漢語思維的轉(zhuǎn)換、兼容問題，這個問題的背后其實就是歷史以來民族地區(qū)的經(jīng)濟基礎(chǔ)和文化傳統(tǒng)的變遷問題，這是語文課程資源開發(fā)與經(jīng)濟文化類型之間的結(jié)合點。

（六）語文課程資源開發(fā)要服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟文化發(fā)展

經(jīng)濟文化類型理論的發(fā)展指向民族地區(qū)“因地制宜地開發(fā)和利用、保護生態(tài)環(huán)境與資源”“通過自己的努力來實現(xiàn)本民族本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展”“減輕文化變遷中不可避免的心理壓力及其他方面的消極影響”“保持其應(yīng)有的文化特點”。[4]應(yīng)該說，這不僅是民族學(xué)及其經(jīng)濟文化類型理論努力的方向，也是民族地區(qū)學(xué)校教育努力的方向，當(dāng)然也是語文課程資源開發(fā)的目標(biāo)。在語文課程資源的選擇和鑒別過程中，經(jīng)濟文化類型理論提供了有實用價值的標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含三個內(nèi)容：第一，作為語文課程資源它是否具有本地區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點；第二，作為語文課程資源它能否促進本地區(qū)的經(jīng)濟文化發(fā)展；第三，作為語文課程資源它能否反映本地區(qū)經(jīng)濟文化變遷的特點。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，并非所有的民族地區(qū)的鄉(xiāng)土知識都適合作為語文課程資源，在這個意義上說，語文課程資源的開發(fā)其實就是一個價值選擇、文化選擇的過程，而語文課程資源開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的確定就是一個關(guān)乎教育哲學(xué)的問題，是民族學(xué)和教育學(xué)共同關(guān)注的基本問題，而服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟文化發(fā)展則是各學(xué)科當(dāng)前都必須面對的基本問題。

綜上所述，從經(jīng)濟文化類型理論在民族學(xué)研究和發(fā)展中所發(fā)揮的作用出發(fā)，對作為同樣關(guān)注民族地區(qū)經(jīng)濟文化的建設(shè)和發(fā)展的語文課程資源開發(fā)而言，它所受到的啟發(fā)是多方面的。把服務(wù)于本地的經(jīng)濟文化發(fā)展作為立足點，關(guān)注本地特有的文化背景知識，從語文學(xué)科的需要出發(fā)，有效整合多學(xué)科的知識與經(jīng)驗進行語文課程資源開發(fā)，就有可能有效解決當(dāng)前語文課程實施中的經(jīng)驗性和機械化傾向，走上促進民族地區(qū)經(jīng)濟文化發(fā)展的道路。

參考文獻：

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[2]羅吉華經(jīng)濟文化類型理論與民族地區(qū)地方性校本課程的建構(gòu)[J].中南民族大學(xué)學(xué)報，2009（2）：12

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激光原理論文范文第2篇

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中圖分類號：P258 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0085-02

1 概述

三維激光掃描技術(shù)又稱作高清晰測量（High Definition Surveying，簡稱HDS），它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面點的三維坐標(biāo)信息、反射率、紋理等信息，將被測實體和場景的三維數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，進而快速復(fù)建出被測目標(biāo)三維模型及線、面、體等圖件數(shù)據(jù)。

項目位于內(nèi)蒙古敖侖花銅鉬礦露天采場，面積約1平方公里，掃描區(qū)域如圖1。作業(yè)要求：全野外三維點云數(shù)據(jù)采集、填挖方量計算、1：2000地形圖、建立三維模型、生成三維視頻。

2 三維激光掃描系統(tǒng)的原理

脈沖式三維激光掃描儀工作原理是激光器發(fā)射出單點的激光，通過記錄激光的回波信號，計算激光的飛行時間，來計算目標(biāo)點與掃描儀之間的距離。這樣連續(xù)地對空間以一定的取樣密度進行掃描測量，就能得到被測物體的密集的三維彩色散點數(shù)據(jù)，稱作點云。三維激光掃描儀通過脈沖測距法獲得測距觀測值S，精密時鐘編碼器同步測量每個激光脈沖橫向掃描角度觀測值α和縱向掃描角度觀測值θ。三維激光掃描一般使用儀器內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)，X軸在橫向掃描面內(nèi)，Y軸在橫向掃描面內(nèi)與X軸垂直，Z軸與橫向掃描面垂直，由此可得點云坐標(biāo)（XS，YS，ZS）的計算公式，如圖2、3所示。

3 儀器介紹

本項目點云采集三維激光掃描儀，圖4。

此儀器是當(dāng)今最先進的三維激光掃描系統(tǒng)之一，它是一種高速脈沖式掃描儀，特點如下：

（1）完全的視場角：掃描視場角為水平360°，垂直270°，可獲取頂部，垂直方向、水平方向和水平方向以下區(qū)域的數(shù)據(jù)；（2）測量級精度的雙軸補償器：可架設(shè)在已知點上進行導(dǎo)線測量、可輸入點坐標(biāo)來放樣、精度1”，補償范圍+/-5’；（3）基于標(biāo)準(zhǔn)反射率表面工作距離：300m-90%反射率；134m-18%反射率；（4）高速掃描：掃描速度可達50000點/秒；發(fā)射的光斑大小為50m處恒定3mm，大大提高了掃描的速度和精度。（5）測量級精度如表1。

4 Scanstation2外業(yè)三維數(shù)據(jù)掃描

三維點云數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵步驟如下：

4.1 外業(yè)踏勘

首先，要進行現(xiàn)場踏勘、制作掃描規(guī)劃草圖，規(guī)劃的內(nèi)容包括：外業(yè)操作人員、掃描區(qū)域和時間、站點設(shè)置、標(biāo)靶位置等。其次，科學(xué)設(shè)站，在保證儀器發(fā)揮最大功效的同時，應(yīng)避免重復(fù)掃描，另外，后期如進行標(biāo)靶拼接，一定要設(shè)計好下一站標(biāo)靶的位置以確保兩站標(biāo)靶通視，如進行點云拼接，設(shè)站要盡量采集到較多的特征點。最后，標(biāo)靶設(shè)置要規(guī)范，標(biāo)靶擺設(shè)要穩(wěn)固，盡量不要共線，同時標(biāo)靶的位置最好設(shè)置在兩站公共空間的最大距離處，以保證拼接精度。

4.2 外業(yè)掃描

外業(yè)點云數(shù)據(jù)掃描，主要步驟如下：（1）連接掃描儀和電腦，設(shè)置IP地址；（2）添加數(shù)據(jù)庫，確定數(shù)據(jù)存儲位置；（3）添加掃描儀，設(shè)置掃描儀參數(shù)，主要包括：照片曝光率、掃描范圍、點云間隔密度等；（4）選擇掃描數(shù)據(jù)存儲的位置并連接掃描儀；（5）三維點云數(shù)據(jù)及標(biāo)靶掃描。

5 點云數(shù)據(jù)處理

在Cyclone系統(tǒng)軟件內(nèi)進行，步驟如下：

5.1 剔除噪音點

在掃描過程中，由于受掃描系統(tǒng)本身的系統(tǒng)誤差，如數(shù)據(jù)采集時激光雷達旋轉(zhuǎn)引起的抖動、在掃描過程中雜散光和被測物體表面粗糙程度、波紋、表面材質(zhì)等因素及外界環(huán)境影響，會產(chǎn)生不屬于掃描實體本身的冗余數(shù)據(jù)，稱為噪音點，如圖5，6，為了保證數(shù)據(jù)計算及模型的精度，在數(shù)據(jù)拼接之前需進行噪音點剔除。

5.2 點云拼接

每站掃描的數(shù)據(jù)都是獨立的自由坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)系原點為掃描儀鏡頭，其X方向為掃描儀開機時的鏡頭朝向。因此為了統(tǒng)一坐標(biāo)系，需將各站數(shù)據(jù)進行拼接處理。拼接的思路是先將每天各測站的數(shù)據(jù)拼接成一個整體，然后將各天的數(shù)據(jù)進行拼接。

（1）點云拼接原理：外業(yè)掃描時用全站儀測得標(biāo)靶的真實三維坐標(biāo)，各測站掃描時均兩兩包含三個以上不共線同名標(biāo)靶，利用各測站間的同名點將各測站數(shù)據(jù)拼接在一起。

（2）點云拼接方法：共有四種方法：在已知點上設(shè)測站掃描（即坐標(biāo)拼接）、使用標(biāo)靶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中（即標(biāo)靶拼接）、用點云匹配的方法將點云轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中（即特征點云拼接）、綜合使用上述三種方法。

第一種方法屬于直接法地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的測量方法一樣，首先進行控制測量，獲得控制點坐標(biāo)，掃描時在已知點上設(shè)站，掃描相當(dāng)于碎部測量。第二和第三種方法屬于間接法的地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。首先用至少三個公共點來將相鄰測站的點云進行拼接，公共點可以是專用標(biāo)靶或特征點（如窗戶的邊角、房角等）。

5.3 點云建模

建模的過程是在Cyclone軟件下利用海量點云進行精確計算、擬合幾何物體的形狀，精確表現(xiàn)掃描物體。礦區(qū)掃描點云數(shù)據(jù)如圖7。

點云經(jīng)過剔除噪音點、拼接、構(gòu)建TIN三角網(wǎng)，生成Mesh三維模型。如圖8所示。

5.4 成果輸出

（1）地形圖制作：在Cyclone下利用Mesh三維模型自動生成等高線如圖9，將點云與等高線導(dǎo)出，在CAD中制作1：2000地形圖。

（2）填挖方量計算：項目采用了兩種計算方法，一是利用點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)，用方格網(wǎng)法計算；二是在Mesh模型中選定參考面，設(shè)置取樣間隔，計算土方量，如圖10所示。

在Cyclone系統(tǒng)里，應(yīng)用Mesh三維模型計算時，取樣間隔的數(shù)值可以設(shè)置成0.01至1米之間，均可保證土方量計算又快又準(zhǔn)，但如采用傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法計算，取樣間隔即使設(shè)置到1米，也是相當(dāng)費時費力的。

6 結(jié)語

本項目采用世界先進的三維激光掃描系統(tǒng)采集三維點云數(shù)據(jù)，在Cyclone系統(tǒng)里進行數(shù)據(jù)處理、模型制作，采用兩種方法計算土方量，通過與傳統(tǒng)測量方法相比，得出以下結(jié)論：

（1）數(shù)據(jù)采集速度快，ScanStation2的掃描速度是50000點/秒，短時間就可完成大區(qū)域面積內(nèi)三維點云數(shù)據(jù)的采集，既節(jié)約成本又提高了工作效率；（2）激光三維掃描，不需要接觸被測物體，且是根據(jù)物體的反射率和材質(zhì)來采集數(shù)據(jù)信息，可進行全天候掃描；（3）點云數(shù)據(jù)完整精確，在軟件下可進行多視角、三維可視化漫游瀏覽，方便、直觀；（4）三維激光掃描儀獲取的點云數(shù)據(jù)信息量豐富，既包含被測物體X，Y，Z坐標(biāo)信息，還包括RGB顏色及反射率信息，后期對矢量數(shù)據(jù)可進行深挖掘及研究應(yīng)用，一舉多得；（5）應(yīng)用三維點云數(shù)據(jù)可以提取任何線性特征，可以出任意比例的二維圖，也可以在圖上量取任何想要得到的信息，在保證高精度的同時還大大提高了生產(chǎn)效率，這是目前現(xiàn)有的方法中所不能比擬的。

參考文獻

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[3]田慶.地面激光雷達數(shù)據(jù)的分割與輪廓線提取[C].北京建工大學(xué)碩士論文，2008年.

激光原理論文范文第3篇

論文關(guān)鍵詞：“透鏡對光的作用”實驗的改進

 

“透鏡對光的作用”實驗是人教版八年級物理上冊第三章第一節(jié)的一個重要的演示實驗，它是學(xué)好本章的基礎(chǔ)，所以做好這個實驗尤為關(guān)鍵。

對原實驗的分析：

現(xiàn)在課本上主要采用兩種演示方法：一種是用當(dāng)下流行的激光筆來做（圖1），光路比較清晰，效果明顯，但展現(xiàn)給學(xué)生的只是一個平面的光路，缺乏立體感。另外一種演示方法是利用太陽光（圖2），這種方法操作簡單、喜聞樂見，但它不能清晰地將光的傳播路徑展現(xiàn)出來，尤其是當(dāng)太陽光穿過凹透鏡時，紙面上的光斑非常微弱，不便觀察，實驗效果比較差。

對原實驗的改進：

實驗器材：大小薄壁燒杯各一個、禪香、鐵絲支架、火機、凸透鏡、凹透鏡（凸透鏡和凹透鏡的直徑比小燒杯的直徑略?。?、手電筒

實驗原理：巧設(shè)煙霧，利用煙塵微粒對光的漫反射來顯示光通過的路徑。

實驗過程：

1.取干凈的薄壁燒杯大小各一個，倒扣疊放在一起，分別用支架將點燃的禪香放入大小燒杯中各三根初中物理論文，如果煙霧產(chǎn)生太慢，還可以再加幾根，等燒杯中充滿煙霧時，將兩燒杯中的禪香取出論文的格式。

2.用手電筒通過杯底自上向下照射，調(diào)節(jié)手電筒的聚光圈，使通過煙霧的光成粗細均勻的柱形光束（圖3）。

3.抬起小燒杯，在大燒杯的底部放上凸透鏡，用手電筒通過杯底自上向下照射，這是可以清晰的觀察到小燒杯里的光束沒有發(fā)生改變，而大燒杯中的光路卻向中間發(fā)生了偏折，證明凸透鏡對光線具有會聚作用（圖4）。

4.用同樣的方法，可以看到當(dāng)大燒杯的底部換成凹透鏡時，大燒杯中的光路向兩側(cè)發(fā)生了偏折，證明凹透鏡對光線具有發(fā)散作用（圖5）。

實驗改進后的優(yōu)點：

1.燒杯和煙霧的設(shè)置將光的傳播路徑清晰地展現(xiàn)出來，使整個實驗變得更加合理、完整。

激光原理論文范文第4篇

論文摘 要：回顧了全息術(shù)的歷史，闡述了全息術(shù)的基本原理，然后介紹了全息術(shù)在實際中的應(yīng)用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學(xué)的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1 全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術(shù)，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴(yán)重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術(shù)進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù)，這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。

科學(xué)家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質(zhì)的相對位置嚴(yán)格保持不變，這也給全息技術(shù)的實際使用帶來了種種不便。于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領(lǐng)域。

2 全息術(shù)的基本原理和特點

全息術(shù)是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現(xiàn)兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。

波前記錄依據(jù)的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。

波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理，照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過全息圖衍射后出現(xiàn)一個復(fù)雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。

全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點：

(1)三維性——因為全息圖記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。

(2)不可撕毀性——因為全息圖記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。

(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄，并能互不干擾地再現(xiàn)各個不同的圖像。

(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因為衍射角與波長有關(guān)，用不同波長的激光照射全息圖，再現(xiàn)相就會發(fā)生放大或縮小。

3 全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向

全息術(shù)經(jīng)過60年的發(fā)展，已與計算機技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，成為一種高新技術(shù)，擴展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域，在一些發(fā)達國家還興起了全息產(chǎn)業(yè)，并且正在形成日益廣闊的市場，實用前景非常可觀。本文介紹全息術(shù)中幾個應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說明其發(fā)展方向。

3.1 全息存儲

全息存儲是依據(jù)全息術(shù)的原理，將信息以全息照相的方式存儲起來，它利用兩個光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲和信息之間的比較(相關(guān))、識別，甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來，也就是可以把信息存儲和信息處理結(jié)合起來。用于全息信息存儲的記錄介質(zhì)較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復(fù)使用的實時記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優(yōu)勢，原因是：

(1)全息存儲具有存儲容量大的優(yōu)勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時，信息存儲密度的數(shù)量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲信息時，存儲密度一般可提高一個數(shù)量級達106bit/mm2；如果用體全息圖存儲信息時，存儲密度可高達1013bit/mm2。

(2)全息存儲具有極大的冗余性，存儲介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。

(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特點，每個數(shù)據(jù)頁可包含達1Mbit的信息，寫人一頁的時間在100ms左右，讀信息的時間可以小于100μs，而磁盤的尋址時間至少需要10ms。

當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲研究的熱潮，并取得很大的進展，其主要表現(xiàn)在：

(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向?qū)嵱没?。例如?994年美國加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學(xué)的一個研究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲在一個全息存儲器中，并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無顯著下降。 1999年美國加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù)，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲裝置。

(2)實用化的全息存儲系統(tǒng)逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項目局(ARPA )、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國國家存儲工業(yè)聯(lián)合會(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(HDSS)項目，預(yù)期在5年內(nèi)開發(fā)出具有容量為1T bit數(shù)據(jù)，存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。

近幾年來，光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進展，為全息存儲器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲的理論和方法的發(fā)展使這項技術(shù)日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數(shù)密度越高，存儲系統(tǒng)的整體性能越好，但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲界研究的熱門課題。

3.2 顯示全息

顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等；再如，以動態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動畫片、雷達顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等，每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。

顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A. Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展，隨后的一些研究者和藝術(shù)家不斷追求更實用的拍攝技術(shù)，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學(xué)學(xué)會主辦的《Applied Optics》和《Optics Letters》在20世紀(jì)80年代都有關(guān)于這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協(xié)會主辦的《Holography News》以往和近年都不斷地報道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報道情況來看，顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在：

(1)視角范圍、圖像體積有限；

(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計算方法；

(3)由于全息計算數(shù)量巨大，導(dǎo)致動態(tài)顯示異常困難?？朔陨喜蛔?，將可能成為顯示全息研究的幾個熱點。

近年來，顯示全息技術(shù)掀起一場數(shù)字化變革，數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性，在不久的將來開發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。

3.3 模壓全息

模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的，它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來，使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化，用白光再現(xiàn)時，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產(chǎn)，使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復(fù)制。這三個階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當(dāng)其沖，是安全防偽技術(shù)的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上，不能去除性、價格低廉、容易驗證等特點，使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品，無論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù)，并備受使用者青睞。

模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè)，90年代達到了鼎盛時期。本世紀(jì)初，隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高，模壓全息技術(shù)又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù)；2003年，蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術(shù)突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術(shù)達到新的境界。

模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，但發(fā)展速度迅猛，目前國內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展，我國模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發(fā)全息包裝材料，實現(xiàn)立體防偽包裝，第三個方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。

3.4 全息干涉計量

全息干涉計量術(shù)是將不同物光，在不同的時間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理，非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術(shù)是全息應(yīng)用的一個重要方面，它能實現(xiàn)高精度非接觸性無損測量，比一般光學(xué)干涉計量有很多優(yōu)點。一般光學(xué)計量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進行測量，測量精度為光波波長λ的數(shù)量級。目前，全息干涉計量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術(shù)的另一個新的分支-激光斑紋計量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計算機技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，使得全息干涉計量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環(huán)境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等，可使測量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉計量在20世紀(jì)80年代美國等西方先進國家已產(chǎn)業(yè)化，我國在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的研究項目通過鑒定，其中有些達到當(dāng)時的先進水平。經(jīng)過近幾年的開發(fā)和研制，我國在全息干涉計量測試設(shè)備方面主要發(fā)展有：

(1)用于測試火箭發(fā)動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測試儀；

(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；

(3)包括記錄、再現(xiàn)、圖像處理三部分的瞬態(tài)激光全息干涉計量測試系統(tǒng)；

激光原理論文范文第5篇

論文摘要摘要：回顧了全息術(shù)的歷史，闡述了全息術(shù)的基本原理，然后介紹了全息術(shù)在實際中的應(yīng)用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學(xué)的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面外形)和波長(顏色)。假如能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)探究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術(shù)，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期，全息圖制作具有以下共同特征摘要：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴(yán)重新問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術(shù)進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的新問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光和物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù)，這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的新問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。

科學(xué)家們開始致力于探究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用，例如摘要：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質(zhì)的相對位置嚴(yán)格保持不變，這也給全息技術(shù)的實際使用帶來了種種不便。于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探索白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領(lǐng)域。

2全息術(shù)的基本原理和特征

全息術(shù)是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現(xiàn)兩步摘要：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。

波前記錄依據(jù)的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括外形、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波，或者它和物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。

波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理，照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過全息圖衍射后出現(xiàn)一個復(fù)雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。

全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特征摘要：

(1)三維性——因為全息圖記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。

(2)不可撕毀性——因為全息圖記錄的是物光和參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。

(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄，并能互不干擾地再現(xiàn)各個不同的圖像。

(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因為衍射角和波長有關(guān)，用不同波長的激光照射全息圖，再現(xiàn)相就會發(fā)生放大或縮小。

3全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向

全息術(shù)經(jīng)過60年的發(fā)展，已和計算機技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，成為一種高新技術(shù)，擴展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域，在一些發(fā)達國家還興起了全息產(chǎn)業(yè)，并且正在形成日益廣闊的市場，實用前景非?？捎^。本文介紹全息術(shù)中幾個應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說明其發(fā)展方向。

3.1全息存儲

全息存儲是依據(jù)全息術(shù)的原理，將信息以全息照相的方式存儲起來，它利用兩個光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲和信息之間的比較(相關(guān))、識別，甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來，也就是可以把信息存儲和信息處理結(jié)合起來。用于全息信息存儲的記錄介質(zhì)較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復(fù)使用的實時記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優(yōu)勢，原因是摘要：

(1)全息存儲具有存儲容量大的優(yōu)勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時，信息存儲密度的數(shù)量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲信息時，存儲密度一般可提高一個數(shù)量級達106bit/mm2；假如用體全息圖存儲信息時，存儲密度可高達1013bit/mm2。

(2)全息存儲具有極大的冗余性，存儲介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。

(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特征，每個數(shù)據(jù)頁可包含達1Mbit的信息，寫人一頁的時間在100ms左右，讀信息的時間可以小于100μs，而磁盤的尋址時間至少需要10ms。

當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲探究的熱潮，并取得很大的進展，其主要表現(xiàn)在摘要：

(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向?qū)嵱没?。例如?994年美國加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學(xué)的一個探究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲在一個全息存儲器中，并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無顯著下降。1999年美國加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù)，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲裝置。

(2)實用化的全息存儲系統(tǒng)逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級探究項目局(ARPA)、IBM公司的Almaden探究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國國家存儲工業(yè)聯(lián)合會(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(HDSS)項目，預(yù)期在5年內(nèi)開發(fā)出具有容量為1Tbit數(shù)據(jù)，存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。同樣的探究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。

近幾年來，光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進展，為全息存儲器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲的理論和方法的發(fā)展使這項技術(shù)日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命新問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce摘要：Fe摘要：LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗探究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數(shù)密度越高，存儲系統(tǒng)的整體性能越好，但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲界探究的熱門課題。

3.2顯示全息

顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等；再如，以動態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動畫片、雷達顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等，每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。

顯示全息目前主要有兩大類摘要：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展，隨后的一些探究者和藝術(shù)家不斷追求更實用的拍攝技術(shù)，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學(xué)學(xué)會主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀(jì)80年代都有有關(guān)這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協(xié)會主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報道情況來看，顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在摘要：

(1)視角范圍、圖像體積有限；

(2)沒有獲得非凡有效的全息圖的計算方法；

(3)由于全息計算數(shù)量巨大，導(dǎo)致動態(tài)顯示異常困難。克服以上不足，將可能成為顯示全息探究的幾個熱點。

近年來，顯示全息技術(shù)掀起一場數(shù)字化變革，數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性，在不久的將來開發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。

3.3模壓全息

模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的，它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來，使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化，用白光再現(xiàn)時，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產(chǎn)，使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段摘要：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復(fù)制。這三個階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高，因此，模壓全息作為平安防偽首當(dāng)其沖，是平安防偽技術(shù)的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上，不能去除性、價格低廉、輕易驗證等特征，使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)和藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品，無論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù)，并備受使用者青睞。

模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè)，90年代達到了鼎盛時期。本世紀(jì)初，隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高，模壓全息技術(shù)又有了新的突破摘要：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù)；2003年，蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術(shù)突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術(shù)達到新的境界。

模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，但發(fā)展速度迅猛，目前國內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展，我國模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個方向上引起重視摘要：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發(fā)全息包裝材料，實現(xiàn)立體防偽包裝，第三個方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。

3.4全息干涉計量

全息干涉計量術(shù)是將不同物光，在不同的時間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理，非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術(shù)是全息應(yīng)用的一個重要方面，它能實現(xiàn)高精度非接觸性無損測量，比一般光學(xué)干涉計量有很多優(yōu)點。一般光學(xué)計量只能測量外形比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計量方法則能對任意外形、任意粗糙表面的物體進行測量，測量精度為光波波長λ的數(shù)量級。目前，全息干涉計量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術(shù)的另一個新的分支-激光斑紋計量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計算機技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，使得全息干涉計量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環(huán)境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等，可使測量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉計量在20世紀(jì)80年代美國等西方先進國家已產(chǎn)業(yè)化，我國在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的探究項目通過鑒定，其中有些達到當(dāng)時的先進水平。經(jīng)過近幾年的開發(fā)和研制，我國在全息干涉計量測試設(shè)備方面主要發(fā)展有摘要：

(1)用于測試火箭發(fā)動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測試儀；

(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；

(3)包括記錄、再現(xiàn)、圖像處理三部分的瞬態(tài)激光全息干涉計量測試系統(tǒng)；