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?？梢妵庥脺?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(jī)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(jī)制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機(jī)理方面應(yīng)加強(qiáng)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(jī)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。

【論文關(guān)鍵詞】：磁力儀；光泵；超導(dǎo)SQUID；原子

【論文摘要】：對磁力儀未來發(fā)展進(jìn)行了展望。重點介紹了：1.光泵磁力儀及其光源和共振元素的選擇與設(shè)計2.超導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步推動了超導(dǎo)量子干涉磁力儀的發(fā)展3.對處于研究、探索階段的原子磁力儀進(jìn)行了關(guān)注。

引言

目前，在空間、海洋、勘探、在醫(yī)院和其它實驗室中廣泛的應(yīng)用著各種磁力儀，用于測量地磁場以及生物磁場。在這些領(lǐng)域，新型的光泵磁力儀、超導(dǎo)磁力儀（SuperconductingQuantumInterferenceDevice,SQUID）；以及處于研究、試驗階段的固體電子自旋共振磁力儀（ElectronSpinResonance,ESP）、原子磁力儀（AtomicMagnetometer,AM）必將以其超高的精度擔(dān)負(fù)起越來越重的任務(wù)。

過去測量磁場強(qiáng)度的單位是奧斯特(Oersted,Oe)，采用和推廣國際單位制(SI)以后，測量磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通量密度)的單位是特斯拉(Tesla,T)或高斯(Gaus,Gs)。它們之間的對應(yīng)關(guān)系為1nT=10-9T=1gamma(γ)。特斯拉的換算關(guān)系為:1T(特斯拉)=109nT(納特)=1012pT(皮特)=1015fT(飛特)=1018aT(阿特)［1］。

磁場強(qiáng)度曾經(jīng)用過T、F、Be等幾個符號表示，許多文獻(xiàn)中曾采用F、Be。文章中為了規(guī)范、清晰采用國際標(biāo)準(zhǔn)單位T。

在充滿生機(jī)的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國防的高速發(fā)展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸?shù)葘Σ牧系某叽缫笤絹碓叫?；航空航天、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對材料性能要求越來越高。新材料的創(chuàng)新，以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)。新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來10年對社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對未來經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。近年來，納米材料和納米結(jié)構(gòu)取得了引人注目的成就。例如，存儲密度達(dá)到每平方某時400G的磁性納米棒陣列的量子磁盤、成本低廉、發(fā)光頻段可調(diào)的高效納米陣列激光器、價格低廉高能量轉(zhuǎn)化的納米結(jié)構(gòu)太陽能電池和熱電轉(zhuǎn)化元件、用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強(qiáng)高韌納米復(fù)合材料等的問世，充分顯示了它在國民經(jīng)濟(jì)新型支柱產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。正像美國科學(xué)家估計的“這種人們?nèi)庋劭床灰姷臉O微小的物質(zhì)很可能給予各個領(lǐng)域帶來一場革命”。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將對如何調(diào)整國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機(jī)遇。

研究納米材料和納米結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)意義在于它開辟了人們認(rèn)識自然的新層次，是知識創(chuàng)新的源泉。由于納米結(jié)構(gòu)單元的尺度（1～100urn）與物質(zhì)中的許多特征長度，如電子的德布洛意波長、超導(dǎo)相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致納米材料和納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子，也不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創(chuàng)造知識的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。在納米領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，認(rèn)識新規(guī)律，提出新概念，建立新理論，為構(gòu)筑納米材料科學(xué)體系新框架奠定基礎(chǔ)，也將極大豐富納米物理和納米化學(xué)等新領(lǐng)域的研究內(nèi)涵。世紀(jì)之交高韌性納米陶瓷、超強(qiáng)納米金屬等仍然是納米材料領(lǐng)域重要的研究課題；納米結(jié)構(gòu)設(shè)計，異質(zhì)、異相和不同性質(zhì)的納米基元（零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲）的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當(dāng)今納米材料研究新熱點，人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設(shè)計納米結(jié)構(gòu)原理性器件以及納米復(fù)合傳統(tǒng)材料改性正孕育著新的突破。

1研究形狀和趨勢

納米材料制備和應(yīng)用研究中所產(chǎn)生的納米技術(shù)很可能成為下一世紀(jì)前20年的主導(dǎo)技術(shù)，帶動納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。世紀(jì)之交世界先進(jìn)國家都從未來發(fā)展戰(zhàn)略高度重新布局納米材料研究，在千年交替的關(guān)鍵時刻，迎接新的挑戰(zhàn)，抓緊納米材料和柏米結(jié)構(gòu)的立項，迅速組織科技人員圍繞國家制定的目標(biāo)進(jìn)行研究是十分重要的。

納米材料誕生州多年來所取得的成就及對各個領(lǐng)域的影響和滲透一直引人注目。進(jìn)入90年代，納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域逐漸拓寬。一個突出的特點是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接十分緊密，實驗室成果的轉(zhuǎn)化速度之快出乎人們預(yù)料，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都取得了重要的進(jìn)展。美國已成功地制備了晶粒為50urn的納米Cu的決體材料，硬度比粗晶Cu提高5倍；晶粒為7urn的Pd，屈服應(yīng)力比粗晶Pd高5倍；具有高強(qiáng)度的金屬間化合物的增塑問題一直引起人們的關(guān)注，晶粒的納米化為解決這一問題帶來了希望，納米金屬間化合物FqsAJZCr室成果的轉(zhuǎn)化，到目前為止，已形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的幾家納米粉體產(chǎn)業(yè)，睦次鸚米氧化硅。氧化鈦、氮化硅核區(qū)個文的易實他借個緲陽放寬在納米添加功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷改性方面也取得了很好的效果。

根據(jù)納米材料發(fā)展趨勢以及它在對世紀(jì)高技術(shù)發(fā)展所占有的重要地位，世界發(fā)達(dá)國家的政府都在部署本來10～15年有關(guān)納米科技研究規(guī)劃。美國國家基金委員會（NSF）1998年把納米功能材料的合成加工和應(yīng)用作為重要基礎(chǔ)研究項目向全國科技界招標(biāo)；美國DARPA（國家先進(jìn)技術(shù)研究部）的幾個計劃里也把納米科技作為重要研究對象；日本近匕年來制定了各種計劃用于納米科技的研究，例如Ogala計劃、ERATO計劃和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究計劃，1997年，納米科技投資1．28億美元；德國科研技術(shù)部幫助聯(lián)邦政府制定了1995年到2010年15年發(fā)展納米科技的計劃；英國政府出巨資資助納米科技的研究；1997年西歐投資1．2億美元。據(jù)1999年7月8日《自然》最新報道，納米材料應(yīng)用潛力引起美國白宮的注意；美國總統(tǒng)克林頓親自過問納米材料和納米技術(shù)的研究，決定加大投資，今后3年經(jīng)費資助從2．5億美元增

【論文關(guān)鍵詞】：圖像傳感器：數(shù)碼相機(jī)；圖像采集

【論文摘要】：圖像傳感器產(chǎn)品就成為當(dāng)前以及未來業(yè)界關(guān)注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產(chǎn)品類別區(qū)分，圖像傳感器產(chǎn)品主要分為CCD、CMOS以及CIS傳感器三種。文章主要概述了CMOS圖像傳感器的工作原理和優(yōu)勢，介紹了現(xiàn)階段傳感器的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

圖像傳感器屬于光電產(chǎn)業(yè)里的光電元件類，隨著數(shù)碼技術(shù)、半導(dǎo)體制造技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，目前市場和業(yè)界都面臨著跨越各平臺的視訊、影音、通訊大整合時代的到來，勾劃著未來人類的日常生活的美景。以其在日常生活中的應(yīng)用，無疑要屬數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品，其發(fā)展速度可以用日新月異來形容。短短的幾年，數(shù)碼相機(jī)就由幾十萬像素，發(fā)展到400、500萬像素甚至更高。不僅在發(fā)達(dá)的歐美國家，數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)占有很大的市場，就是在發(fā)展中的中國，數(shù)碼相機(jī)的市場也在以驚人的速度在增長，因此，其關(guān)鍵零部件--圖像傳感器產(chǎn)品就成為當(dāng)前以及未來業(yè)界關(guān)注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產(chǎn)品類別區(qū)分，圖像傳感器產(chǎn)品主要分為CCD、CMOS以及CIS傳感器三種。文章將主要簡介CMOS傳感器的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

1.CMOS圖像傳感器

CMOS圖像傳感器于80年明以來，由于當(dāng)時CMOS工藝制程的技術(shù)不高，以致于傳感器在應(yīng)用中的雜訊較大，商品化進(jìn)程一直較慢。時至今日，CMOS傳感器的應(yīng)用范圍也開始非常的廣泛，包括數(shù)碼相機(jī)、PCCamera、影像電話、第三代手機(jī)、視訊會議、智能型保全系統(tǒng)、汽車倒車?yán)走_(dá)、玩具，以及工業(yè)、醫(yī)療等用途。在低檔產(chǎn)品方面，其畫質(zhì)質(zhì)量已接近低檔CCD的解析度，相關(guān)業(yè)者希望用CMOS器件取代CCD的努力正在逐漸明朗。CMOS傳感器有可細(xì)分為：被動式像素傳感器CMOS與主動式像素傳感器CMOS。

CMOS圖像傳感器是多媒體產(chǎn)品中不可或缺的重要器件之一，也是數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)控設(shè)備、圖像采集設(shè)備中的核心器件。CMOS的全稱是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，有"互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體"的意思。隨著數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)相機(jī)的興起以及對圖像質(zhì)量要求的不斷提高，更加突顯了圖像傳感器的重要作用。

論文關(guān)鍵詞：薄膜；金剛石；鐵電；氮化碳；半導(dǎo)體；超晶格

論文摘要：薄膜材料的發(fā)展以及應(yīng)用，薄膜材料的分類，如金剛石薄膜、鐵電薄膜、氮化碳薄膜、半導(dǎo)體薄膜復(fù)合材料、超晶格薄膜材料、多層薄膜材料等。各類薄膜在生產(chǎn)與生活中的運用以及展望。

1膜材料的發(fā)展

在科學(xué)發(fā)展日新月異的今天，大量具有各種不同功能的薄膜得到了廣泛的應(yīng)用，薄膜作為一種重要的材料在材料領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位。

自然屆中大地、海洋與大氣之間存在表面，一切有形的實體都為表面所包裹，這是宏觀表面。生物體還存在許多肉眼看不見的微觀表面，如細(xì)胞膜和生物膜。生物體生命現(xiàn)象的重要過程就是在這些表面上進(jìn)行的。細(xì)胞膜是由兩層兩親分子--脂雙層膜構(gòu)成，它好似柵欄，將一些分子攔在細(xì)胞內(nèi)，小分子如氧氣、二氧化碳等，可以毫不費力從膜中穿過。膜脂雙層分子層中間還夾雜著蛋白質(zhì)，有的像船，可以載分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。細(xì)胞膜具有選擇性，不同的離子須走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。細(xì)胞膜的這些結(jié)構(gòu)和功能帶來了生命，帶來了神奇。

2膜材料的應(yīng)用