1會議概況

工業激光和生物醫學光學國際學術會議于1999年10月25~27日在華中科技大學學術交流中心舉行。H.wcber教授和干福熹院士擔任大會主席，來自14個國家和地區的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(工業激光論文集卜3862和SPIE(生物醫學光學論文集關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學光學領域的著名學者作主題報告，全體大會4個特邀報告，工業激光分會8個邀請報告，生物醫學光學分會4個邀請報告，這些特邀報告和邀請報告學術水平高，均反映了當前國內外研究的前沿課題。

2工業激光研究的最新熱點

在工業激光器領域，由于半導體激光器迅速發展，準連續器件已達到4kw.因此，在許多應用領域均有采用半導體激光器代替傳統的氣體激光器及固體激光器的發展趨勢。但是，由于半導體激光器目前光束質量較差，作為過渡的發展階段是大量采用半導體激光器泵浦的固體激光器，其激光輸出功率也已達到4kw級，光束質量獲得明顯改善。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。據估計，近期激光技術的應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。在激光應用領域，除了高功率激光應用以外，國外已經在激光精密加工領域開展了深入的研究工作，如法國利用準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。本次會議涉及到準分子激光應用的文章有15篇，涉及領域有激光淀積超導薄膜，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。我國大陸學者主要把準分子激光用于制備薄膜，臺灣大學是用準分子激光制備光柵，法國學者用激光制備納米顆粒。可見國外用準分子激光加工開展面比我國廣泛。從本次會議看，國外今后重點發展研究領域和前沿課題包括:高功率半導體激光器，近五年內千瓦級器件將會實現實用化;半導體激光泵浦固體激光器，特別是盤片固體激光器近五年內也將會突破千瓦級;半導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用的重要發展方向。國內外在激光制備薄膜方面的研究始終是一大熱點。我國半導體工業基礎差，不僅在集成電路發展方面吃了大虧，現在看來在光電子工業的發展方面又要重復以前的錯誤。國內有幾個單位發展半導體激光器，主要側重在通訊應用。高功率半導體激光器及短波長半導體激光器差距很大，應予以足夠的重視。在發展高功率激光器件，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大學的D.R.Hall教授報告的平板波導高功率激光器件.代表了當代國際先進水平，從基本原理到結構特性，均報告得比較詳細，內容也很豐富。其二是德國柏林技術大學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構，很有特色與創新，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的激光介質上，可取得500W的激光輸出。部分代表與他討論了與此有關的問題:①增益長度短為何能獲得這么高的激光輸出?②高摻雜晶體將產生晶格缺陷，直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質是如何制備出來的?③泵浦光如何進人激光介質，怎樣實現均勻的泵浦?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熱畸度仍不可忽略，輸出光束質量大大下降，還有待進一步研究解決方法。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行傳熱?對材料表面組織結構改變及其形成機制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機理方面應加強研究力度。對這些基礎研究有一定深度后，在激光加工應用中的工藝就有了理論依據。

3生物醫學光學研究的最新熱點

本次會議還涉及到光學層析成像及光譜學的理論與模型、生物監測的光學成像與光譜學、適用于生物醫學和臨床的相干域光學方法、生物光譜學和顯微學、激光與組織的相互作用、激光醫療等方面。以下就生物醫學光學研究的一些最新進展和熱點問題作一概述。(l)光學層析成像及光譜學技術的理論與模型。關于生物組織光學層析成像和光譜學技術的理論與建模研究一直是國際生物醫學光學的研究重點。由BrittionChanee博士主持的“Optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”專題會議吸引了眾多聽眾。來自各國的科學家報道了該領域的最新研究成果和應用。俄羅斯valeryv.Tuchin教授報道了活組織光學特性參數控制的有關成果，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人眼鞏膜、皮膚等纖維組織的光散射特性。美國StevenIJ.Jacques教授做了《生物組織科學和工程中的光學技術》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展。麻省理工學院的李興德博士報道了衍射層析成像技術的最新進展，提出了一種用于高散射介質中擴散光子密度波快速、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，并能同時重建吸收和散射系數。賓夕法尼亞大學的張思豪博士報告了基于混濁介質中，用動態光散射技術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圖像的重建。華中科技大學的張智報道了用分形理論進行人眼角膜內皮細胞圖像分析的初步結果。(2)生物組織的光學成像和用于生物監測的光譜學技術。九十年代以來，美國、歐洲、日本等國都在該領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。其內容包括組織光學成像和組織光學參數測量、光學腦功能成像、近紅外光譜術的血流動力學測量、組織超微弱發光檢測、擴散光子密度波和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.銅仁學院物理與電子科學系2.南開大學信息技術科學學院3.北京市海淀區5102信箱

0引言

車聯網是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻等識別技術，實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用，并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務。采用傳統加密技術，車聯網讀寫器和標簽及其之間的通信過程存在安全性和高效性的矛盾問題，利用光學密碼技術可以很好的解決這一矛盾問題。

1車聯網讀寫器和標簽安全問題

車聯網系統中，針對標簽的攻擊有：克隆攻擊、欺騙攻擊、非授權訪問、拒絕服務攻擊、破壞標簽攻擊等。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。車聯網系統中，針對標簽、讀寫器及其之間通信的主要攻擊，產生原因主要基于以下兩點。(1)標簽計算能力弱。RFID標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、刪除標簽所存數據攻擊。在沒有足夠可信任的安全機制的保護下，標簽的安全性、有效性、完整性、可用性、真實性都得不到保障。(2)無線網絡的脆弱性。標簽層和讀寫器層采用無線射頻信號進行通信，使傳遞的信息暴露于大庭廣眾之下，而無線網絡固有的脆弱性使RFID系統很容易遭受多種形式攻擊。

2光學密碼

【論文關鍵詞】：顯微鏡；望遠鏡；折射；反射；物鏡；目鏡；實像；虛象

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

我們在觀察細小物體時，總是習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的物體時，為了增大視角，就需要使用顯微鏡和望遠鏡來擴大人眼的視覺范圍。它們的光學系統十分相似，都是由物鏡和目鏡兩部分組成。文章只討論望遠鏡的有關內容。

一、望遠鏡的作用

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

二、望遠鏡的結構

一、基于畢業論文寫作的信息素養教育目標——以物理學專業為例

作為物理學專業學生重要學習環節的畢業論文寫作，是一種重要的專業實踐教學形式，是全面發展學生信息素養的一個有效途徑。教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會制訂的《高等學校物理學本科指導性專業規范》指出：“論文內容可以是理論研究、實驗研究、文獻綜述、調研報告或應用開發。論文應具有完整性和一定的系統性，對所研究的問題應有比較充分的調研，分析具體，結論可靠。提交的論文應符合通常科技論文的規范和要求，內容基本正確。對論文的評價重點是學生的學風、對知識的綜合掌握、應用能力、分析能力和解決問題的能力”。[6]因此，結合物理學專業特點制訂畢業論文寫作的信息素養教育目標就顯得非常重要。因為科學合理的信息素養教育目標，能夠促使學生主動將信息素養能力納入自身能力建設中，使學生的信息素養能力隨著專業知識的增長而得到不斷的強化，并最終成為保障其終身學習的一種能力。[7]對于物理學專業學生而言，基于畢業論文寫作的信息素養教育的總目標是在發展學生物理學專業素養的同時，促進信息素養的發展，使學生成為終身學習者。具體的信息素養教育目標：一是使學生掌握信息檢索策略，學會運用專業數據庫，具備檢索物理學專業信息的良好能力；二是使學生學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構和價值體系，會在所獲取信息的基礎上進行初步的學術創新；三是在論文寫作過程中遵循學術規范、學術道德和信息道德；四是在答辯過程中能夠有效的傳遞、交流信息。

二、基于畢業論文寫作的信息素養教育策略

畢業論文寫作中的信息素養教育是基于物理學專業情境的學習過程。這種滲透式的專業信息素養教育可以使學生鞏固所學物理學專業知識，擴大知識面，發展學術素養，全面提升信息素養。

1.通過論文選題培養學生的信息檢索能力物理學專業學生的畢業論文選題可以是教師科研項目的組成部分，也可以在教師指導下自由選題。例如，與教師科研項目相關的畢業論文題目：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值計算，相互作用帶電粒子運動軌跡的數值模擬與分析，航天器變軌過程分析，光學渦旋的產生及衍射特性，數字全息顯微技術研究，光學實驗中的圖像處理與應用，等等。學生參與教師的科研項目，可以增加科研實踐機會，拓展物理學專業知識視野。學生在導師的指導下自主選題時，要綜合考慮自己的知識掌握情況和專業能力，并根據自己的專業興趣選定論文題目。學生可以從科學研究中尚未解決的難點問題，以及公眾關心的熱點問題中自主選題，也可以在他人研究成果的基礎上進行選題。無論如何選題，都是以大量信息為基礎的，充分利用信息，善于捕捉為己所用的信息，了解課題的學術意義、學術創新和國內外最新進展，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節。通過課題檢索，有助于學生掌握各種物理學專業數據庫的檢索途徑、方法和技巧，如學會熟練運用中國知網、超星數字圖書館、萬方數據庫、維普等中文數據庫的使用方法，了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文數據庫的使用方法。這樣可以督促學生自覺主動地利用圖書館的各類館藏文獻資源進行自主探究學習，使學生學會課題檢索，掌握文獻檢索知識，豐富信息知識，鞏固所學物理學專業知識，使學生的專業信息能力得到發展。

2.通過文獻綜述培養學生的信息能力在確定好論文題目之后，學生需要進一步進行文獻的檢索和整理，并在此基礎上進行文獻綜述。文獻綜述是指在全面掌握、分析與課題相關文獻的基礎上，對該課題在一定時期內的已有研究成果進行分析、歸納、整理和評述而形成的論文。文獻綜述一般要對研究現狀進行客觀的敘述和評論，以便預測發展、研究的趨勢或尋求新的研究突破點。[9]在文獻檢索過程中，教師要指點學生注意文獻資料的新穎性、價值性和真實性，引導學生科學合理的篩選、評價所獲取的信息資源，提取有價值的信息內容，并將收集到的文獻資源進行分類，將其融入到自己的知識體系中。在此基礎上，應充分利用所獲取的信息，完成文獻綜述。當然，本科生的文獻綜述只要能夠對已有研究成果進行較為全面的分析和述評即可。文獻綜述的作用體現在多個方面：第一，充分了解課題的全面情況，把握課題的發展規律，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者的成就和水平；[10]第二，可以培養學生熟練運用信息檢索工具的能力以及根據主題收集信息、整理信息的能力；第三，文獻綜述對參考文獻的要求可以幫助學生掌握學士學位論文的規范要求；第四，文獻綜述可以有效減少學生的抄襲現象，便于對學生進行信息倫理道德教育。

科學界普遍認為，納米技術是21世紀經濟增長的一臺主要的發動機，其作用可使微電子學在20世紀后半葉對世界的影響相形見絀，納米技術將給醫學、制造業、材料和信息通信等行業帶來革命性的變革。因此，近幾年來，納米科技受到了世界各國尤其是發達國家的極大青睞，并引發了越來越激烈的競爭。

1、各國競相出臺納米科技發展戰略和計劃

由于納米技術對國家未來經濟、社會發展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區）紛紛將納米技術的研發作為21世紀技術創新的主要驅動器，相繼制定了發展戰略和計劃，以指導和推進本國納米科技的發展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發。

（1）發達國家和地區雄心勃勃

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計劃（NNI），其宗旨是整合聯邦各機構的力量，加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發工作方面的協調。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發法案》，這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發計劃，從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養等全面展開。

日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環境技術和納米技術作為4大重點研發領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰略資源（人才、資金、設備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎性到實用性的研發，同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發展和加強國際競爭力的研發。