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光电信息技术论文范文1
关键词：光电信息；教学实践；创新能力；教育教学模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）17-0237-02
一、工程实践教学模式现状分析
光电信息技术是光学工程、激光、光电检测、光电子学、信息光学、信号处理、电子学、通信和计算机技术互相渗透而形成的一门高新技术学科，是实践性很强的学科领域。加强教学的实践环节、强调工程设计的基本能力训练、引领学生的创新倾向是培养光电人才的关键。以设计为导向的实践环节在专业课程教学中必不可少，而且起着相当重要的作用。1989年，麻省理工学院提出了“回归工程”新观念，很快就得到了包括世界大学的普遍认同。回归工程主要指将普通工科高校的一切工作回到以技术创新为中心的素质教育。与国外大学相比，目前我国工程类专业的培养模式和课程设置体系存在诸多缺陷，突出表现在学生工程训练不足、学生学习被动等方面，对实践课程的认知和重视程度欠缺，而且普遍缺乏校内和校外实习基地。因此，学校教育与行业、企业对人才的需求脱节。为了改变这一现状，实现先进的教育理念，培养具有广阔视野和学科前瞻性的创造型人才，以设计为导向的实践教学在国内的专业课程教学越来越得到广泛重视。清华大学和浙江大学分别于1996年和1998年开展了大学生科研训练计划，之后，已有多所大学把培养创新型人才作为重要举措。就深圳大学而言，近两年来我校和学院每年均有大量经费投入，每年均有创新项目和各类设计项目立项，给一部分学生创造了进一步参与训练的机会，这对于本科生较早进入研究和设计领域，锻炼自己的实践能力、团队合作能力与创造能力具有不可或缺的作用。
二、关于光电信息技术教学模式的初步设想
光电信息技术是光电信息工程专业本科生需要掌握的基本专业技术，光电信息工程专业目前开设内容以工程光学、光电子技术、激光原理、光电检测、成像与显示技术等课程作为核心点构成光电信息工程的专业知识体系。大学一、二年级学生，尤其是一年级学生，在思想上和发展方向上，正处于一个转变期，这个阶段的学生开始独立的生活和学习，急需尽快适应大学学习生活，确立能实现自身价值的目标，找到适合自己的学习方法和生活方式。按照他们所接触和感兴趣的事物的不同，学生的关注点和发展方向开始出现向多方向分化的趋势。而通常专业教学计划中大学二、三年级仍然以公共基础课和专业基础为主，这些课程是最佳知识结构的重要基石。但是，这些课程一时还不能够体现社会的实际需要和专业知识的特色。为了在这一转型时期使学生把基础课与专业课衔接好，尽快明确专业技术的学习目标，激发学习动力和兴趣，对光电信息技术有基本的认识，产生学习的兴趣和自信心，激发学生自主学习的热情，并指导学生今后在专业上的发展，我们结合课程教学适时开展以设计为导向的光电信息技术科研训练。主要是引导学生了解专业技术的特点，建立对工程和科技的认知，了解专业领域研究的一些技术手段，研究方法和仪器设备，增加学生的感性认识，以期提高学生的综合素质和实践能力。具体做法是，教师结合自身的科研和研究体会，让学生们真切的感受到实际的创新过程，实现科研成果尽早进课堂。通过以设计为导向的教学实践，使同学们学会将知识融会贯通，提升创新思维，活跃学习氛围，增加学习兴趣，启发和发现学生的非常规思维，萌发创新的念头。为了适应本科生的能力和认知程度，把科研项目中一些与专业基础课程内容的联系提取出来，向学生提出问题，引领学生思考。如果学生能够提出一些合理方案和新想法，都可以作为创新的思路加以培养，并可以让学生带着问题进入专业课学习。由于本项目参与的学生年级低，所以要引导学生逐步认识科学实践的过程和基本素质要求，其次体现在对设计、实验方法的指导。通过引导、启发学生，多指方向、办法，少给答案，让学生主动进行多方面的学习，积极思考，综合分析。
三、以设计为导向的教学模式探索与实践
实践教学中，围绕超快光电信号的探测分析为主题，以QUANTELYAG皮秒激光器为信号源，选取学生熟悉的CCD摄像机图像信息技术为背景，通过讲解、实验、制作、科技写作和展示等五个需要学生动脑思维，动手制作的教学环节，从思想、兴趣和学习方法等各个方面对学生加以引导和教育，鼓励学生认真学好第一阶段的课程，掌握必要的知识。主要包括以下几个方面。
1.选择所要了解和研究的光电信息探测分析技术专题。学生独立完成科技创新活动的第一步就是选题，这要求学生具备初步的专业常识，并要掌握一定的实际工作方法和手段，综合运用自身的智力和能力。
2.相关文献检索和综述。在教师指导下，学生通过检索阅读有关的文献资料，学习和补充与选题相关的理论知识和技术，在阅读文献的基础之上了解在所选题目领域中的科技动态及发展现状。在这一环节中，学生应能学习到文献检索方法、归纳判断能力和灵活运用知识的能力。
3.方案对比、论证和确定。学生首先要清楚光电检测方案的基本思想，提出几个检测备选方案，然后通过对比，对选题的可行性、可实现性以及选题的实际意义进行论述。学生经过在学习中讨论，能够增长知识，提高自学能力。在选定题目后，指导教师重点指导学生经过分类、甄别、遴选查阅检索与光电信息技术研究课题相关的文献资料，初步提出一些自己的研究设想。
4.设计、计算及仿真。在本环节中，学生按照教师的指导和讲授，对光电探测器件的各种参数进行必要的计算或仿真，将设计方案落实到实际可用的具体成果。
5.实验。教师帮助学生进行理论模拟和实验，但注意充分发挥学生的创造性和主观能动性。依据实验框图、光路图和软件流程图，学生自己动手，完成一系列的原始试验和原理演示验证实验。在实验过程中，体会学习知识点，发现问题，记录工作的过程和实验数据，并对实验结果进行分析和判断。并对结果进行分析处理，运用分析、比较、归纳等思维方法，从而得出具有意义的研究结论。
光电信息技术论文范文2
论文摘要：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作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。
如果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作用。美国商务部指出：“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：“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机。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作用。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：“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”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，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研究在国家“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。我国相应研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，我们应当认识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；国内研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。
光电信息技术论文范文3
漫话"知识经济" 厉佛灯
信息产业与民营机制 段永基
反贫困的战略措施:信息扶贫 杨学农
转轨时期现代信息咨询服务业的形势与对策 黄素兰
信息产业部与IBM联手进军电子商务等23则
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股市信息资源对投资者判断力的影响
新加坡志在成为亚太信息技术中枢
争做民族信息产业的中坚--访华科高技术公司董事长李曼俊 郭艳英
从小厂到优秀高新技术企业--访北京华能目动化工程公司总经理王志军 魏振刚
21世纪我们怎样上网? 陆群
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山东省开发利用信息资源措施及政策初探 胡丽萍
企业集团信息系统的建设 程刚
推动国有企业信息化促进企业技术创新 崔岱远
顽强拼搏开拓进取--记城龙工贸有限责任公司 韩成恩
未来电脑的人机界面 姜德存
发展我国信息处理技术与信息交互技术之我见 李建贤
光盘家族的新星--DVD 郑登理
建设国家创新体系迎接知识经济时代的到来 高新让
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政府在营造中国“硅谷”中应发挥什么样的作用 吴敬琏
新世纪首钢发展的新思路 罗冰生
知识经济环境下中国企业发展的对策 曾梅，赵群华
高科技产业发展中外市长论坛掠影
地方科技体制改革步伐加快
我国“十五”科技规划正式等12则
IT新闻
网络环境下文献资源的共建共享 潘杏梅
北京亚顿公司依靠科技创新实现环境保护
中国域名注册的现状和域名市场的争夺 郑淑荣
以信息整合为目标优化企业集成管理系统——华星电子信息技术有限公司的业务追求 陈艳华
改进网络结构共享信息阳光——利用直播镜像和内容定位技术解决网络拥塞 黎红
风险投资与我国网站发展 宋恩梅
走近“数字化家园” 王建林
跨国网络公司进入中国IT业的风向标 ——评联想与AOL“联姻” 远望
IT人才：全球争夺的焦点 张矢
我国光电子技术和器件的发展现状及展望 苏小虎，谢世钟
创建东方的“巴拉居达”——记北京东恒宇技术开发中心 许东升
技术创新铸辉煌——记北京万拓仪器有限公司总经理刘明钟 陈伯华
积极开拓走科技创新之路 北京铁路局丰台西电务段
北大青鸟实施技术创新纪实 黄丹平
科技型中小企业技术创新基金项目回放
电子商务在供应链管理中的应用 邓永康，王方华
B in B——电子商务企业的内部管理系统 田波
电子商务活动中的信息安全保障 杨曼
搜索引擎机理剖析 马静
集成电路设计的新拓展 中国华大集成电路设计中心
世界软件产业的发展与中国软件业的定位和创新 刘积仁
数字化图书馆与非结构化数据库 张忠友
我国软件产业发展重点
依靠科学战胜非典--致全国科技工作者倡议书
科技部<关于加强国家科技计划知识产权管理工作的规定>
国家创新体系若干理念辨析 梁战平
我国科技论文作者群统计分析 杨志清
打造中国品牌创建信息强国--2003年(第17届)电子信息百强企业排序揭晓
2003软件园主任暨863计划软件专业孵化器研讨会在京召开等5则
政策法规
产业动态
信息化建设的项目管理 黄萌凌，张利
创新商业模式 完善电信产业链结构 欧阳忠谋
中小咨询公司的发展及其策略 杨景旗
以改革为动力 以创新求发展 李云彪
南通市高新技术成果转化服务体系的构筑和实施 王满香，毛锦堂
数字图书馆的分布式网络服务登记系统 王昉
信息服务:宽带网的生机 胡慧平
数字图书馆建设中的几个问题 赵培云
2002-2003年IT培训市场分析 北京时代计世资讯有限公司
电脑市场演变"三步曲" 白木，子荫
电子商务与客户关系管理 张晓燕
韩国信息化的发展 邵春光
构筑"绿色网络家园"的使者访亚联电信网络有限公司总经理何志明教授 魏振刚
OPSEC:企业公开信息保护的方法 曾忠禄
搜索引擎的类型及其功能分析 万胜林，王祖荣
IPv6:下一代互联网的支柱 陈立娜
软件业应对盗版的策略 林宁宁，王浩
光电信息技术论文范文4
随着数字技术的迅速发展，电信、广电和出版三大产业的融合已成为现代传媒经济发展的新趋势，并受到学术界的广泛关注。目前学者多从理论框架、路径选择、某一产业面临的困境及发展对策等方面对这一融合现象进行分析和研究。本文拟在综合电信、广电、出版三大产业融合成因分析的基础上，结合业界发展动态，揭示这三大产业在数字环境下的产业融合趋势。
一、传统电信、广电和出版三大产业的分立机械生产及其技术的发展改变了传统农业时代（农业社会）自给自足的经济方式，使生产与消费相分离，分工渐趋成熟，形成了具有固定边界的产业部门。这些固定化的产业边界与工业化生产方式联系在一起，使工业技术的每一步发展都在生产上扩大了分工，并对这种固定化的产业边界起到进一步强化作用，从而使产业边界越来越清晰。这种具有固定化边界的产业分工被称为产业分立。
产业边界是对产业分立进行分析的一个必要理论基础，然而产业边界这一概念在传统产业经济理论中并未明确提出。鉴于其对于研究产业分立的重要性，周振华[1]从理论抽象角度，确定产业边界的4种基本类型为：技术边界、业务边界、运作边界和市场边界。技术边界，即每一个产业是用一种特定的技术手段及装备和与此相适应的工艺流程来生产某一种产品；业务边界，即每一个产业通过不同的投入产出方式向消费者提供其产品或服务，并形成自身独特的价值链；运作边界，即每一个产业的活动有其特定的基础平台及其配套条件；市场边界，即每一个产业的交易是在一个特定的市场（包括其规模、区域等）通过不同的环节与流转方式进行。由于笔者认为运作边界和技术边界存在交叉之处，因此，本文着重就技术边界、业务边界和市场边界进行分析。据此，尽管电信、广电和出版三大产业提供的产品都可划归为信息产品或服务，但由于它们所提供的具体的产品和服务、使用的技术、市场领域等有很大差异，存在明显的技术边界、业务边界、运作边界和市场边界。因此，像其他产业部门一样，1990年代之前，它们在产业分类上通常被区分为电信业、广电业（广播电视业）和出版业三大类。
就技术边界而言，电信、广电、出版三大产业的分立集中表现在信息传送平台、信息接收终端的差异性。在信息传送平台方面，这三个产业拥有各自独立的传递信息产品或服务的网络平台。如电信业的电信网、广电业的广播电视网、出版业的有形分发网。在信息接收终端方面，这三个产业提供信息产品的终端设备均为专用设备，用户只能使用特定的设备接收特定的信息。例如，接收双向语音信息需要使用电话机；接收单向声音和图像需要分别使用收音机和电视机；接收单向的文字信息需要文本资料。尽管信息产品和传送网络会存在交叉现象，如传送双向文件和数据既可通过电信业的电信网，也可通过出版业的有形分发网，但从总体上来看，不同的信息产品与其传输网络和接收终端基本上存在一一对应关系。
就业务边界而言，电信、广电、出版三大产业的分立表现在分别提供不同的产品或服务。电信业提供的是点对点的信息传递，通常指电话、电报、传真等，信息在特定用户——发送方与接收方之间进行相互交换；广播电视业提供的是声音、图像等信息服务；出版业提供的是书、报、刊、CD等产品。这些信息产品或服务针对的是不同用户的不同需求，不具有替代性。
就市场边界而言，传统独立性媒介产业之间往往是一种纵向一体化的市场结构，有各自分割的市场领地。[2]电信、广电、出版三大产业各自在市场中相对独立，它们之间不存在直接的竞争关系。
二、数字环境下电信、广电、出版三大产业融合的成因1.电信、广电、出版三大产业融合的内部条件
早在1978年，美国麻省理工学院媒体实验室的尼葛洛教授就用三个圆圈来描述计算机、印刷和广播电视三者的技术边界，认为三个圆圈的相交处将会成为发展最快、创新最多的领域。随着产业融合发生的领域不断扩大，学术界关于产业融合的研究及其概念的界定也在不断发展。进入20世纪后，哈佛大学的欧丁格和法国作家罗尔与敏斯试图用创造的新词Compunctions和Telemetriqu来反映数字融合的发展趋势。[3]欧洲委员会绿皮书、美国学者Yoffie、日本经济学家植草益以及中国学者周振华、马健等[4-7]都对产业融合做出了不同的定义。无论怎样定义，产业融合都是对产业分立的否定，标志着原有固定化产业边界（技术边界、业务边界、市场边界）的模糊甚至消失，以及技术融合、业务融合与市场融合的实现。
（1）技术融合是产业融合的前提条件。技术是产业融合的内在驱动力。没有技术的迅速发展，就不会出现技术融合，而没有技术融合，产业融合也就无从谈起。19世纪中期到20世纪中期，在信息领域主要采用的是模拟技术。随着信息技术的不断发展，1990年代后期，数字技术与电子计算机相伴相生，它借助一定的设备将各种信息（图、文、声、像等）转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原，使媒介传输的信息产品或服务融合为一种传输方式，并导致在线报刊、在线视频等数字产品的大量涌现。此外，网络技术尤其是IP技术，以一种共同的地址界定方式和开放而非独家专用的标准，不仅将计算机联在一起，并采用分散式结构处理多媒体，而且使不同网络之间只需增加网络智能即可相联通，独立的各种网络联网时不需要进行复杂的信息交换。[8]随着IP 技术的发展，以IP 协议为基础的网络（互联网）正成为各种环境中的主流网络方式。
在信息化时代，信息传播技术在电信业、广电业、出版业之间扩散并广泛渗透，为这三大产业的融合提供了一个平台。此外，信息接收终端也不断趋于融合。例如，近些年随着手机功能的不断完善，手机已成为人们获取信息的重要阅读终端，人们可以通过手机上网、读书、看报、看电视……可见，信息化使电信、广电、出版三大产业之间有了共同的技术基础，原有的技术边界正在被打破。
（2）业务融合与技术融合是相关联的。打破技术壁垒，实现技术融合后，原有的核心技能和知识基础、产品生产流程、业务结构等都会受到不同程度的影响。在产业分立阶段，电信、广电、出版三大产业所经营的业务范围各不相同，但随着技术融合的不断推进，三大产业间的业务融合也进一步扩大。如手机增值业务使得手机电视、手机阅读等产品出现。与此相对应的服务融合同样使信息传播的方式及内容的选择具有了可替代性，为用户的生活方式和工作方式带来了很大程度的便利。
（3）市场融合是技术融合与业务融合的最终结果。业务融合后，电信、广电、出版三大产业间的业务联系日渐紧密，从而能为社会提供替代性很强的信息产品或服务。在共同的技术基础上，使用同一接收终端设备的用户由一种产品的消费者变成了多种产品的消费者，消费者趋向统一，进而导致消费市场趋向统一。产品融合后，原来呈线性的市场结构相互交叉，呈复杂的网状结构，并出现相互竞争-合作的关系。因此，市场融合只有做到技术与业务的融合，才能占有更大的市场份额。同时，技术融合和业务融合应以市场融合为导向，才能创造出新的产品或服务来满足更多的市场需求。
2.电信、广电、出版三大产业融合的外部原因
我们在讨论技术、业务、市场融合的同时，不能忽视相关产业政策的变化对产业融合的影响。制度就是产业融合的外部推动力。
由于我国电信和广电所属部门不同、体制不同、追求的效益也不同，一直以来，国家对电信、广电控制严格，严禁二者之间出现任何业务上的融合。但随着信息技术的发展，国家对电信、广电之间产业融合的政策逐步进行了调整。2008 年，在[2008]1号文中明确提出推进“三网融合”，要“在确保广播电视安全传输的前提下，建立和完善适应‘三网融合’发展要求的运营服务机制。鼓励广播电视机构利用国家公用通信网和广播电视网等信息网络提供数字电视服务和增值电信业务。在符合国家有关投融资政策的前提下，支持包括国有电信企业在内的国有资本参与数字电视接入网络建设和电视接收端数字化改造”[9]。国家广电总局在2009 年4 月14 日的《电子信息产业调整和振兴规划》中要求，“落实数字电视产业政策，推进“三网融合”[10]。2009 年5 月25 日，国发[2009]26 号文明确指出：“落实国家相关规定，实现广电和电信企业的双向进入，推动‘三网融合’取得实质性进展（工业和信息化部、广电总局、发改委、财政部负责）。”[11]国家对电信、广电等产业融合的相关政策贯穿始终，这对电信、广电、出版三大产业的融合产生了积极的推动作用。
三、数字环境下电信、广电、出版三大产业融合发展趋势在数字环境下，电信业、广电业和出版业之间相互渗透、融合，利用新的生产模式，产生新的信息产品，从而形成三大产业逐渐融合的发展趋势。
1.电信业的新发展
（1）电信业中的手机阅读发展势头良好。通过技术融合，网络运营商、软件开发商和电信公司不断渗透到出版行业中，其最直接的结果就是网络出版物和手机出版物的出现。作为便携式手持终端，手机是最被看好的新媒体。2008年底，中国移动在杭州建立了阅读基地，该基地意在依托中国移动的用户规模，集中各方资源来推广新的图书发行模式，推进G3电子阅读器的开发和推广。截至目前，与中国移动手机阅读基地开展战略合作的共有中国作家协会、中国出版集团等79家单位，入库图书30万册。[13]数据显示，2011年此举带来中国移动手机阅读信息费收入15亿元。[13]同样，中国联通“沃阅读”也有很好的发展，2011年访问量接近40亿次，与多家出版集团和内容提供商合作引入图书15万册。[14]
随着手机用户数量的激增及其自身功能的不断完善，手机逐渐成为人们获取信息的主要阅读终端，人们通过手机上网、读书、看报、娱乐等。因此，手机报、手机出版物的发展势头迅猛，其前景被多家出版机构看好。《扬州晚报》《新华日报》《扬子晚报》《上海日报》等纷纷推出了手机报业务。
（2）电信业正以3G技术为依托，全面开发3G业务。新一代通讯技术的发展，使电信、广电、出版三大产业在技术融合的基础上实现了产业融合。3G（第三代通讯技术），是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音转自dylw.net乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。[15]与2G相比较，其传输声音、数据的速度极大提高。未来的3G不仅能提供手机办公、视频通话、手机电视、手机网游等服务，还将和社区网站相结合，目前流行的微信、微博等已采取了此应用。
2.广电业的新发展
（1）广播电视数字化。我国广播电视事业发展迅猛，新技术使有线电视网络从原来的传输模拟节目向数字化业务领域扩展。广播电视数字化使电视机变成一个集公共传播、信息服务、文化娱乐、交流互动等多功能于一身的信息接收终端，可以向电信业和互联网领域提供具有可替代性的数字产品，实现业务融合。2004—2008年，全国有线数字电视用户数分别为97万、397万、1 266万、2 686万、4 528万户，增长势头明显。[16]截至2009年3月，全国已经有229个城市进行了数字化整体转换，其中106个城市已经完成转换，广西、宁夏等地基本实现数字化，北京、天津、青海、海南、贵州、吉林等地的城市有线数字电视用户比例超过了50%。[16]电视节目数字化制作取得突破性进展。
（2）大媒体集团渐成规模。基于技术融合与业务融合，电信业、广电业、出版业之间出现融合，它们之间打破了原有的产业分工的限制，实现了资源在大范围内的合理配置和有效利用。在产业重组、融合过程中，信息产业之间的联盟不仅是实现产业融合的一种有效形式，同时还可以使企业做大做强。2001年12月6日，中国最大的传媒集团——中国广播影视集团正式挂牌成立。中国广播影视集团整合了中央级广播电视、电影及广电网络公司的资源和力量，如中央电视台、中央人民广播电台、中国国际广播电台、中国电影集团公司等，成为综合性传媒集团，经营广播、电视、电影、传输网络、互联网站、报刊出版、影视艺术、科技开发、广告经营等业务，这使我国传媒集团跨行业整合成为可能。而在国际上，美国在线时代华纳公司、维旺迪环球公司、迪士尼公司、维亚康姆公司、贝塔斯曼公司等纷纷进军电影和出版业，形成横跨出版业、影视业的大媒体集团。
3.出版业的新发展
（1）出版业正积极拓展数字出版领域。信息技术、数字技术的发展，使内容——出版产品的重要组成因素——在担任传统出版的重要投入要素这一角色的同时，成为新兴出版物的生产要素。它们通过技术融合，实现影视书刊互动、报网互动，逐渐形成电信、广电、出版三大产业融合态势。网络运营商、技术提供商、电信运营商通过技术渗透到传统出版业中，通过开发电子书、网络出版物、手机出版物等新产品，改变传统出版物的内容和形式。一些硬件厂商，如汉王科技，通过研发“汉王阅读器”创造出新的阅读方式，人们可以通过电子阅读器直接在电子书上进行批注、修改和编辑。随着科技的进一步发展，发光电子书、可以卷起来的电子书相继出现，带给人们真实阅读的感觉。同时，一些数字出版企业，如龙源期刊、万方数据、中国知网、中文转自dylw.net在线、盛大文学等，将大量的学术论文、文学作品、个人原创作品放到互联网上供人们下载阅读并广泛传播。除了这些新兴的数字出版企业外，传统出版社也积极向数字出版领域迈进。如中国大百科全书出版社自1993年开始研发《中国大百科全书》光盘版，截至2011年已出版了10多个版本；2011年出版了《中国大百科全书数据库》，开发了手机版的《中国大百科全书》；同时，与iPad合作的“掌上百科”也在积极研发过程中。再如，被誉为“工具书的王国”的商务印书馆开发的“商务印书馆·精品工具书数据库”，将传统的内容与现代化的数字技术完美结合，打造出我国首个权威性的工具书查检学习数字平台。这就逐渐打破了出版业和电信业、广电业的技术边界，实现了技术融合，为产业融合提供了前提条件。
（2）出版业正在颠覆传统图书出版产业的业务模式、业务流程和营销方式。为了应对出版业与其他产业的融合，它们进一步打破原有的业务边界，实现业务融合。传统出版社纷纷利用信息技术建立新的图书宣传和发行渠道。如利用网上书店、专业性的团购网站进行图书销售，解决了物流配送和库存问题；还通过网上书店中各类图书的销售排行榜、书评等影响读者的消费选择；利用微博对图书信息进行，开展作者与读者、出版社与读者之间的线上线下活动，开创一种新的媒体营销模式。此外，产业融合还减少了许多中间环节，节约了运营成本。据《纽约时报》报道，亚马逊开始和作者直接签约，并准备向他们开放部分后台数据。这样，过去是作者—经纪人—出版社—亚马逊—读者的产业链条，缩短为作者—亚马逊—读者。
（3）出版业积极利用新技术打造全媒体出版。电信、广电、出版三大产业的融合标志着全媒体出版时代的来临。全媒体出版，又称作“复合出版”或“跨媒体出版”，中文在线董事长兼总裁童之磊先生认为：“全媒体出版就是同一种内容通过多种媒体同步出版。包括纸质媒体，也包括互联网、手机、阅读器。”[12]这样，一方面将图书以传统方式进行纸质出版，另一方面以数字出版的方式将图书进行出版。在全媒体出版时代，传统出版、数字出版、影视传播实现产品服务一体化，2008年，冯小刚的影视作品《非诚勿扰》就是全媒体出版的首次尝试。
随着科技的发展，MPR出版物（多媒体印刷读物）成为全媒体出版的新成员。MPR是一种专有创新技术，它将二维条码编码解码技术、微距数码摄像技术、语音压缩及播放技术和现代出版印刷技术进行了整合，是集纸质印刷出版、音像出版、电子出版、网络出版为一体的全媒体出版，使用这种技术可以实现读者闻听看读的同步进行。目前MPR技术拥有方深圳天朗时代公司已推出多种应用成果，包括MPR版本的《诗经》《楚辞》，与书法家合作的MPR书法、国画作品，以及可以消除阅读障碍的MPR盲人读物等。
四、结语
信息产业的融合过程是一个全方位的动态过程，需要实现技术融合、业务融合及市场融合，它摧毁了传统产业经济运行的基础，呈现出一种新的产业经济形态。随着信息技术的发展和相关转自dylw.net产业政策的不断调整，电信业、广电业、出版业之间的产业融合会迸发出更大的生命力，为经济增长注入新的活力。而在产业融合的过程中，电信、广电、出版三大产业也将会加强资源整合的力度，充分利用自身的优势资源在新一轮产业经济的发展中崭露头角。
[参考文献]
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[3]汤文仙.技术融合的理论内涵研究[J].科学管理研究，2006（4）：31.
[4]李美云.国外产业融合研究新进展[J].外国经济与管理，2005（12）：12.
[5]刘宇青.对旅游产业发展融合化的认识[J].商场现代化，2009（25）：124.
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[8]许道友.信息通讯产业融合下的产业边界和市场结构分析[J].科技和产业，2007（9）：11.
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[10]国家广播电影电视总局.电子信息产业调整和振兴规划[DB/OL].（2009-04-15）[2012-08-26].http：//gov.cn/ zwgk/2009- 04/15/content_1282430.htm.
[11]国家广播电影电视总局.国务院批转发展改革委关于2009年深化经济体制改革工作意见的通知（国发[2009]26号）[DB/OL].（2009-05-25）[2012-08-26].http：//gov.cn/zwgk/2009-05/25/content_1323641.htm.
[12]童之磊.全媒体出版[DB/OL].（2009-07-07）[2011-08-26].http：//chuban.cc/rdjj/szcb3/zlt/200907/t20090707_50647.html.
[13]网易.中国移动阅读信息费收入去年达15亿元[EB/OL].（2012-04-06）[2012-08-26].http：//mobie.163.com/12/0406/19/7UE9D8EG00130A1.html.
[14]王鹏.联通沃阅读去年访问量40亿已引入15万册图书资源[EB/OL].（2012-07-25）[2012-08-26].http：//tech.ifeng.com/telecom/detail_2012_07/02/15712937_0.shtml.
光电信息技术论文范文5
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。新晨
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
光电信息技术论文范文6
【关键词】 光电子技术 光医学 光保健 学科现状 发展趋势
一 引言
生物医学光学与光子学是光学或者说光子学现展的一个分支学科。由于光学与光子学是具有极强应用背景的学科，所以“生物医学光子技术”这一多学科交叉的新兴研究领域在20世纪末叶也随之应运而生。
激光技术作为一项重大的科技成就，为研究生命科技和疾病的发生、发展开辟了新的途径，为保健和临床诊疗提供了崭新的手段,推动人类科学技术进入新的发展阶段。
可以把与光的产生、传播、操纵、探测和利用有关的物理现象和技术包括在内的科学及工程笼统地简称为光学。用光学最广的含义来概括各研究领域及其相关交叉分支时必然包括了激光和光电子技术。运用光学及其技术研究光与人体组织的相互作用问题可归之于“组织光学”范畴。它是研究光辐射能量在生物组织体内的传播规律以及有关组织光学特性的测量方法的一门新兴交叉学科，是光医学（光诊断和光治疗）的理论基础。经过40多年的发展，激光与光电子技术在人类的保健、医疗以及生命科学中产生了很大影响。
在医学领域，光电子技术使各种新疗法，包括从激光心脏手术到用光学图像系统的关节内窥镜进行微损膝关节修复等，成为可能或得以实现。目前，科学家们正致力于研究光学技术在非侵入式诊断和检测上的应用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“无针”监控等。激光在医学上的最早应用虽然集中在治疗方面，然而在80年代初期起便开始了光诊断技术的探索。指望无损害地获得诊断信息是这些研究的驱动力之一，其中在物理学中高度发展的光谱技术有望在诊断医学中得到应用。利用光纤把光传输到身体内部的能力，可以完成膀胱、结肠和肺等器官的检查。随着医学诊断方法向无损化方向发展，利用光电子学技术对组织体进行鉴别和诊断，有可能更早期、更精确地诊断各种疾病。近年来，人们开始把这种诊断方法称之为“光活检”。
随着现代医学模式的转变、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，从20世纪80年代后期起，“激光美容术”在世界各地包括在我国各大城市逐渐地开展。保健美容是光电子技术应用越来越活跃的领域。激光技术应用于美容外科的起步较早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治疗变得简易有效。到20世纪末，人们又开发了一种称为光子嫩肤术的新美容技术。它基于选择性的光热解作用，有效地改善肌肤的质地和弹性，达到美容的效果。之所以用激光或强脉冲光进行非消融性的嫩肤或治疗越来越流行，是因为这类手术具有无损、不必住院、几乎无副作用和无疼痛，从而使受术者容易接受的优点。
国家自然科学基金委员会先后二次在“光子学与光子技术”以及“生物医学光学”优先资助领域战略研究报告中分别指出：近年来生物医学光学与光子学的迅猛兴起，令人瞩目，并因而引发出一门新兴的学科－生物医学光子学（Biomedophotonics）。研究报告选定了近期优先研究领域包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题等诸方面。
福建师范大学在1974年成立了“医用激光及其应用技术”研究组，以激光与光电子技术为基础，围绕激光医学应用的核心技术开展研究与开发。至二十世纪九十年代，跟随该领域的国际走向，转入激光医学技术的基础理论研究工作，在国内率先开展了生物组织光学与光剂量学的研究。伴随研究工作的深入开展，逐步形成了我们有特色的若干前沿研究方向，并于2005年获准立项建设医学光电科学与技术教育部重点实验室。
二 国内外现状
光学在生命科学中的应用，在经历了一个缓慢的发展阶段后，由于激光与新颖的光子技术的介入，进入了一个迅速发展的新阶段。与光学有关的技术冲击着人类健康领域，正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段，并为医疗诊断提供了革命性的新方法。特别在近十多年来，与蓬勃的学术研究活动相对应，国际上出现了专门的研究性学术杂志，如：Laurin 出版公司于1991年发行了“Bio-Photonics”新杂志。美国光学学会重要的会刊之一“Applied Optics”也于1996年将其“Optical Technology”栏目扩充为“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有关生物医学光学的论文专集。SPIE亦于1996年创办了期刊Journal of Biomedical Optics，且声誉日隆。到2004年，该刊的SCI影响因子已达3.541。当前，发达国家普遍对生物医学光子学学科给予了高度重视。例如，在美国国家卫生研究院（NIH）新成立的国家生物医学影像与生物工程研究所（NIBIB）中，生物医学光子学也成为其主要资助的领域。近三年中，美国NIH已经召开过4次研讨会，认为新的在体生物光子学方法可用于癌症和其它疾病的早期检测、诊断和治疗。新一代的在体光学成像技术正处在从实验室转向癌症临床应用的重要时刻。在NIH的支持下，美国国家癌症研究所（NCI）正在计划5年投资1800万美元，招标建立“在体光学成像和/或光谱技术转化研究网络（NTROI）”，其研究内容主要包括：光学成像对比度的产生机理、在体光学成像技术与方法、临床监测、新光学成像方法的验证、系统研制与集成等五个方面。2000年底，在美国NIBIB的首批支持项目中，光学成像方法约占30%。2000年7月，美国NIH投资2000万美元，开展小动物成像方法项目（SAIRPs）研究，受到生命科学界的高度关注，其中光学成像方法是研究重点之一。美国国家科学基金会（NSF）在2000-2002年了4次关于生物医学光子学研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招标指南。“9.11”事件后，美国国防部启动了“应激状态下的认知活动”(Cognition under stress)项目，采用的研究方法就是光学成像技术。美国加州大学Davis分校于2002年10月宣布：未来10年内，将投资5200万美元建立生物医学光子学科学技术中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000万美元由NSF支持。在学术交流活动方面，国际光学界规模最大西部光子学会议（Photonics West）上，每年的四个大分会之一即是生物医学光学会议（BiOS），论文均超过大会总数的三分之一，如，2003年关于BiOS的专题为19个，占整个会议的19/52=36.5%；2004年，IBOS会议专题为20个，占整个会议的20/55=36.4%。另外，每年还召开欧洲生物医学光子学会议。除疾病早期诊断、生理参数监测外，在基因表达、蛋白质―蛋白质相互作用、新药研发和药效评价等研究中，特别是近年来的Science, Nature, PNAS等国际权威刊物发表的论文表明，光子学技术也正在发挥至关重要的作用。在某些领域，如眼科，光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现，并以最小的无损或微损疗法代替外科手术，如膝关节的修复。现在，用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段，包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。光学技术还为生物学研究提供了新的手段，如人体内部造影、测量、分析和处理等。共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图象展现出来，在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法，不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤，而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。近场技术将分辨率提高到衍射极限以上，可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。激光器已成为确定DNA化学结构排序系统的关键组成部分。光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“DNA芯片”的高级复杂系统，和采用传输探针的简单系统。激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法，能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制，或在10-12m范围内实现力学参数的测量。结合光子学和纳米技术已经可以探测细胞机械活动，揭示细胞水平上隐秘的生命过程，利用纳米器件甚至可以检测和操纵原子和分子，这可以应用在细胞水平的医学领域。高技术的进步，如：微芯片极大地加速了生物光子学的发展进程。集成电路、传感器元件和相连电路的小型化、集成化促使在体和体外测量分子、组织和器官图像成为可能。许多生物医学光子学技术已经在临床上应用于早期疾病监测或生理参量的测量，如血压，血液化学，pH，温度，或测量病理生物体或临床上有重要意义的生化物种的存在与否。描述不同光谱特性（如荧光，散射，反射和光学相干成像）的各种光学概念出现在功能成像的重要领域。从大脑到窦体再到腹部，精确导位和追踪，对于精确定位医疗仪器在三维手术空间的位置具有重要的作用。基于分子探针的光子技术可以识别发生疾病时产生的分子报警，将真正实现令人激动的、个人的、分子水平的医学。
我国的研究基础与条件虽然相对落后，研究投入不足，但生物医学光子学是一门正在兴起和不断发展的学科，在这一新兴交叉学科上国内外处于一个起跑线上。近年来，在国家自然科学基金委、省部委以及其它基金项目的资助下，我国在生物医学光子学的研究中取得了很大的进展，尤其是2000年第152次主题为 “生物医学光子学与医学成像若干前沿问题”、第217次主题为“生物分子光子学”的香山会议后，有许多学校和科研单位开展了生物医学光子学的研究工作，并初步建成了几个具有代表性的、具有自己研究特色和明确科研方向的研究机构或实验室，并在生物医学光学成像（如OCT、光声光谱成像、双光子激发荧光成像、二次谐波成像、光学层析成像等）、组织光学理论及光子医学诊断、分子光子学（包括成像与分析）、生物医学光谱、X射线相衬成像、光学功能成像、认知光学成像、PDT光剂量学、高时空谱探测技术及仪器研究等方面取得了显著的研究成果。发表了许多研究论文，申请了许多发明专利，有些已经获得产业化。国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。这对我国生物医学光子学学科的发展起到了积极的推动作用。在我国近年所召开的亚太地区光子学会议中，有关生物医学光子学的内容已大幅增加，成为主要的研讨专题。我国的生物医学光子学研究和学术活动也方兴未艾，呈现与国际同步的态势。在基础研究、应用基础研究以及对新技术的掌握方面跟踪国际先进水平，但国内科研经费的投入相对较小，科研队伍规模不大，原创性的科研成果与国外有较大差距。和国外的发展水平相比，我国的生物医学光子学发展还存在以下问题：
（1）尽管从事生物医学光子学的科研单位很多，但取得突破性、创新性的研究成果很少，主要是由于我们的科研队伍在组织、组成上还不合理，过于分散、开展的内容繁杂，难以将有限的资金投入到一些有利于国计民生的及上水平的研究方向上；另外许多单位的研究重复，缺乏合作，导致水平低下；
（2）和国外相比，研究经费无论在绝对值还是相对值上均投入十分不够；
（3）缺乏研究成果产业化的引导机制。
三 医学光电科学与技术（福建师范大学）教育部重点实验室概况
“医学光电科学与技术”教育部重点实验室设立于福建师范大学物理与光电信息科技学院（激光与光电子技术研究所）内，作为本学科开展科研研究和实施建设与发展的一个基础平台。实验室已有30年发展历史，1973年成立福建师范学院物理系激光实验室，1984年成为福建师范大学激光研究所实验室，1995年为福建省首期211重点学科《应用光子学》学科实验室，2003年5月26日经福建省科技厅批准成立“光子技术福建省重点实验室”，2005年7月28日经教育部批准立项建设教育部重点实验室。实验室座落于福建师范大学长安山校园内。
30年多来，实验室在生物组织光学、医学光谱与光学成像技术、光诊断及光诊疗技术、信息技术光学及其生物医学应用等四个主要方向上努力开拓，承担并完成了数十项国家与省部重点、重大项目课题，取得一批代表我国本领域研究水平的科研成果，其中十五以来获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖2项，其它省级以上奖励12项。在国内外重要刊物发表的论文以及被SCI、EI收录的论文均超过100篇。
实验室目前承担着国家与省级重要课题50余项，科研经费超过2000万元。其中国家自然科学基金项目11项，国家教育部、科技部、卫生部项目9项，福建省科技重大专项1项，其它省级重要项目近30项。
中科院半导体研究所原所长王启明院士任重点实验室学术委员会主任，副主任由黄尚廉院士和谢树森教授担任。另有九位国内外著名的激光、光电子与医学学科交叉的院士、专家或资深教授担任委员，其中海外委员两人。他们规划、指导并检查本学科实验室的建设与发展。
重点实验室主要学术带头人、实验室学术委员会常务副主任谢树森教授是中国光学学会副理事长、福建省光学学会理事长、国家有突出贡献的中青年专家、光学工程专业博导、全国劳动模范，是我国医学光电科学与技术领域的学术带头人与开拓者。实验室主任陈荣教授、副主任李晖教授均为国务院特殊津贴专家，实验室常务副主任陈建新教授来自于北京大学的优秀博士后研究员。重点实验室拥有稳定的可持续开展高水平科研的学术梯队，其中的中青年学术带头人或学术骨干包括1位闽江学者特聘教授、1位福建师范大学特聘教授、3位国务院特殊津贴专家、2位全国优秀教师、2位福建省优秀教师和15位博士。
重点实验室与国内外学术界建立了并保持着广泛的联系。重点实验室已设立面向国内外的开放课题基金。已批准并实施来自浙江大学、厦门大学、上海光机所、西安交通大学、华南师范大学、天津医科大学、上海市激光医学研究中心等单位知名学者的开放课题。
重点实验室已具备良好的科研软硬件环境。现有面积近5000平方米，仪器设备原值2500多万元。重点实验室各项管理制度健全。
“医学光电科学与技术”重点实验室，在我国现代科学技术领域特色鲜明，在我国相关学科处于领头地位，有较大影响。重点实验室建设将有力促进福建省科技创新能力建设，促使福建师范大学迅速向高水平、有特色、开放型的综合性大学迈进。同时，重点实验室的建设与发展将有力促进我国医学光电科学与相关学科的发展，为广大民众的身心健康，为海峡西岸的科技、社会与经济发展做出重大贡献。
四 发展趋势和展望
光子学及其技术已广泛应用或渗透到生物科学和医学的诸多方面，被科学界所认同和重视。生物医学光学已经成为国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展，将为现代医学和生命科学带进崭新的时代。本学科的发展将继续体现了多学科交叉的特点，研究领域涉及到了生物学、医学、和光学，还有化学等不同大学科的方方面面。技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。一般认为，光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。当今世界中,与光子学有关的技术冲击着人类对生命体的认知及人类健康领域。基于现代激光与光电子技术的生物医学光子学技术将为生命科学研究带来具有原始性创新的重要科研成果，并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。
在医学领域，光子学技术正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。
在基础研究方面，研究重点在于从细胞，甚至是亚细胞尺度层次揭示病变组织与正常组织之间的差异，为新技术开发以及应用提供理论依据。另一方面，研究光与人体组织之间的相互作用以及所产生的光化学、光热和光机械效应。在技术的应用方面，研究重点转向比较各种技术中光源（相干光源/非相干光源、波长、功率密度、偏振性、连续/脉冲光源、脉冲持续时间等）和个体差异（年龄、性别、临床症状、发病史、发病时间等）对诊断或治疗结果的影响，在确定各种技术临床适应症的同时，进一步实用化各种技术。此外，还在不断开发新的实用于不同疾病的诊断、治疗和监测技术。
值得关注的是，国外从事“生物医学光学”领域研究的高校或研究机构中，来自大陆的中国学者的数量越来越多。这有助于使国内外的学术交流更加有效，并可以预期国内与国外在该领域的研究水平差距将不断缩小。
今后若干年内医学光电科技学科需关注的重大科学问题和优先研究领域如下：
（一）医学光子学基础
在组织光学方面，其中最主要的有光在组织体内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等。组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学（如光的传播）问题和动力学（如光的探测）问题是研究的主要内容，目的是要研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。应优先解决测量技术和实验精度的问题，利用近场光学显微技术、光镊技术测量活体组织的光学参量。在理论建模方面，建立生物组织中光的传输理论和数值模拟方法。具体开展的研究工作应包括：1）光在生物组织中传输理论：要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其中的传播行为。建立准确的组织光学模型，使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况；改造传输方程，使之适应新的条件，并能在某些情况下求出光在生物组织中传输的基本性质。2）光传输的蒙特卡罗模拟：继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求。除了了解光在组织中的分布，还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系。另外，发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重要的研究方向，从中可以获得比稳态条件下更多的信息。
组织光学参数的测量方法和技术方面，尚未获得人体各种组织的可靠实验数据。发展和完善活体的无损检测尤为重要。在这方面，时间分辨率与频率分辨率的测量方法引人注目。
（二）医学光子学光谱诊断技术
医学光子学光谱（非成像）诊断技术实质上是利用从组织体反射、散射、发射出来的光，经过适当的放大、探测以及信号处理，来获取组织内部的病变信息，从而达到诊断疾病的目的。
生物组织的自体荧光与药物荧光光谱技术，内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。目前，某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用，自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究，探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究，以期获得极其稳定、可靠的特征数据，为诊断技术的发展提供科学依据。
近年来，拉曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势。应开发并完善重要医学物质拉曼光谱数据库，并使基于拉曼光谱分析的小型、高效、适用于体表与体内的医用拉曼光谱仪和诊断仪将在医学临床获得更广泛的应用。
超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此，将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视，其一，应发展超快时间分辨荧光光谱技术，用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间，分析癌组织分子驰豫动力学性质等，为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据；其二，应发展超快时间分辨漫反射（透射）光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射，从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法，为确知光与生物组织的相互作用，解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。
（三）医学光子学成像诊断技术
发展出具有无辐射损伤、高分辨率、非侵入、实时、安全的光子学成像诊断技术，并具有经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分等特点的医疗诊断设备。主要的医学光子学成像诊断技术包括：
超快时间分辨成像技术：以超短脉冲激光作为光源，根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性，使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光，进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。
散射成像技术：包括光子密度波散射层析成像、组织深度光谱测量以及复合成像等，利用红外光源，光子密度波在生物组织中的穿透深度可达几个毫米，在低散射的人脑组织中甚至可达30mm。
红外热成像：红外热成像是利用红外探测器测量人体和动物的正常与病变组织的温度差异来诊断病变及其位置，现已在医学诊断中得到广泛的应用，如乳腺肿瘤的诊断。
光学相干层析成像技术：一种非侵入式无损成像技术，并且可以与显微镜、手持探针、内窥镜、医用导管、腹腔镜等相结合使用，从而具有广阔的应用领域。而且，OCT能进行众多功能成像，如分光镜OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以与众多成像技术结合使用，如荧光、双光子、二次谐波成像等技术。
荧光寿命成像：受超短光脉冲激发后，荧光团，包括自体荧光团如NADH、FAD等和外源荧光团，如有机荧光染料、荧光蛋白等，所发出荧光的寿命取决于荧光团的分子种类及其所处的微环境，如pH、离子浓度（如Ca2+、Na+等）、氧压等，因此荧光寿命的测量和成像，有助于提供生物组织的功能信息。和内窥镜结合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期诊断，是一种很有前途的具有高灵敏度、高特异性以及高诊断准确性的早期癌症诊断方法。
光声作用成像：利用超声场在生物组织中的优良传输特性和激光在生物组织中的选择性吸收特性,将超声定位技术和光学高灵敏度检测技术结合,以实现无损伤临床医学的结构和功能层析诊断。预期成像深度远好于目前的光学成像方法,对于较厚生物组织成像及临床应用特别具有吸引力,可为及早发现一些特殊病变提供一种无损、有效、高准确度的方法。
非线性光学成像：双光子激发荧光显微成像、二次谐波等成像技术由于具有三维高空间分辨率，对比度高、对生物组织的损伤小等优点，研究工作重点是扩展成像技术在生物医学领域的应用范围，重点解决研制小型化内窥型诊断设备所面临的相关技术问题。
人体经络的光学表征及其调控功能：已经用不少事实证明了经脉循行路线的现象，也初步显示了人体体表沿十四经脉路线存在的红外辐射轨迹。然而，至今未能用西医的形态学或生理学方法证明它的存在，也不能明晰地阐明“经络”的实质。可以利用已发展的生物医学光子学诸多成像技术为工具，研究这个具有中国特色的中医学中的重大问题。
4.医用激光治疗技术（激光医学）
强激光治疗：是当前激光医学中最成熟和最重要的领域。随着新型医用激光器的不时出现，如：钛激光、铒激光、准分子激光等，强激光治疗技术的临床用途也逐渐增多，提出一些新的问题。关于这些新型激光器及新的工作方式对人体组织的作用特点的认识还相对不足，基本没有适合国人组织特性的治疗参数。为此需加强研究激光与生物组织间的作用关系，特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系；研究不同激光参数（包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等）对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系，取得系统的数据，同时也有必要加强新型激光器及新的工作方式的临床适应证的研究。
低强度激光治疗：非热或低强度激光辐射可作为一种辅助治疗手段，其作用机理尚不清楚。对弱激光治疗机理的认识有待于整个基础医学的提高，如充分认识细胞基因表达与调控、细胞代谢的调控、免疫反应的调控等，同时还需研究不同弱激光剂量对这些调控的影响，这才能提高弱激光治疗的针对性和疗效。针对目前临床上盲目夸大疗效、照射剂量严重混乱的局面，建议重点扶持2-3个弱激光研究中心，集中财力与人力进行弱激光的细胞生物学效应研究；弱激光生物调节作用和细胞生物学现象（基因调控和细胞凋亡）的量效关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的关系及其机制。寻求弱激光生物刺激效应的可能机制与量效关系；规范临床治疗参数与操作等。
光动力学治疗（PDT）是当前激光医学中最具活力且发展迅速的领域。光动力疗法具备了诊断和治疗肿瘤、心脑血管病等人类重大疾病的潜力。光动力疗法在鲜红斑痣、老年性眼底黄斑病变、某些顽固性皮肤病、类风湿性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中取得一系列进展，并结合内镜技术的发展等，其应用领域得到很大的延伸和扩展。这些都说明发展光动力疗法具有重要的社会和经济效益。应当重点资助PDT相关产品的国产化，扶持新一代国产光敏剂的开发及相应激光器的产业化，资助新一代光敏剂光动力学治疗的机理研究。作用机理、光动力疗法各要素对光动力学效应的影响、建立数学模型、新型光敏剂光动力学效应的研究，为开拓光动力疗法新的应用领域取得系统的数据。
激光美容与光子嫩肤术：利用激光或强脉冲光照射皮肤后的选择性光热解效应，即靶组织（病灶）和正常组织对光的吸收率的差别，使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则，达到去皱、去文身、脱毛和治疗各种皮肤病或达到美容的效果。
五 结论
医学光子学及其技术的学科发展，对生命科学有重要且积极的意义。在医学领域，将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供可能性，从而提高人类的生存价值和意义，其中的重大突破将起到类似X射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用，在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。
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课题组成员：
1.谢树森：教授、博士导师，中国光学学会副理事长，福建省光学学会理事长
2.李 晖：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
3.陈 荣：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
