光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】疲勞損傷 裂紋生長 裂紋檢測 CCD圖像法

【Abstract】 Fatigue is one of the main reasons leading to mechanical parts failure.The life of parts far below than its designed life within the terrible environment，where there are high temperature， alternating load，high pressure.Its failure mainly attributes to fatigue damage.First，fatigue cracks generate.then expand，break.It is significant to make use of the means of monitoring the damage found in the crack initiation， expansion stage， and predicts the failure time.This article introduces and compares crack detection Technique.Focus on CCD Image method in the detection of fatigue crack and the advantages and disadvantages and its prospects.

【Keywords】 Fatigue damage； Cracks growth； Crack detection； Method of CCD image

1 疲諏鹽頻納長規(guī)律

機(jī)械零件的破壞形式多樣，最主要的形式是疲勞失效，其主要表現(xiàn)為的裂紋生長導(dǎo)致零件斷裂，詳細(xì)可以分為：疲勞成核，然后微觀裂紋生長，引起宏觀裂紋擴(kuò)展，最后發(fā)生斷裂[1]。其中裂紋的萌生和擴(kuò)展是兩個關(guān)鍵過程。裂紋萌生階段和擴(kuò)展階段很難進(jìn)行詳細(xì)的劃分，該過程的區(qū)分根據(jù)檢測儀器的精度不同而不同。疲勞裂紋的擴(kuò)展分為第Ⅰ階段和第Ⅱ階段。在第Ⅰ階段，萌生很多條微觀裂紋，這些微觀裂紋在繼續(xù)施加循環(huán)交變載荷的過程中，擴(kuò)展并互相連結(jié)，但絕大多數(shù)停止擴(kuò)展，在這個階段，裂紋的擴(kuò)展速率很緩慢。在第Ⅱ階段，只剩下一條主裂紋，擴(kuò)展速率迅速變大。最后斷裂是疲勞破壞的最終階段，它和前兩個階段不同.是在―瞬間突然發(fā)生的，但從疲勞的全過程來說，則仍是漸進(jìn)式的，是裂紋擴(kuò)展到臨界尺寸，裂紋尖的應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到臨界值的結(jié)果[2]。由此可見在疲勞裂紋的萌生階段，裂紋規(guī)律明顯利于檢測和對疲勞階段的定位，有效的避免零件進(jìn)入第Ⅱ階段突然失效造成損失。

2 現(xiàn)有疲勞裂紋檢測方法

現(xiàn)有裂紋檢測方法有直讀法、柔度法、電位法、探傷法、光學(xué)法[3-10]。

其中光學(xué)法：全息照相（攝影）術(shù)、散斑照相法和光彈術(shù)都是利用光學(xué)現(xiàn)象來檢測表面裂紋擴(kuò)展?fàn)顩r的先進(jìn)檢測技術(shù)，統(tǒng)稱為光學(xué)法[12]。全息照相術(shù)包括全息記錄和全息再現(xiàn)兩個過程。其中記錄過程可將物體發(fā)出的光的振幅和位相同時記錄下來。全息術(shù)利用同一光源發(fā)射的兩道光束重疊并相互作用產(chǎn)生全息圖像，通過對在不同條件下拍攝的全息照片進(jìn)行對比，獲得裂紋長度的變化。物體粗糙表面被激光照射會形成散斑，通過對比物體變形前后散斑圖的變化來檢測表面裂紋長度的方法稱為散斑照相法。它比全息法的影響因素更少，性能更可靠。光彈術(shù)使用某種光學(xué)靈敏材料制成與實(shí)物相似的模型，或粘貼在實(shí)際構(gòu)件上，在相應(yīng)載荷作用下，用偏振光照射便得到因光波的干涉而形成的應(yīng)力光圖；對其進(jìn)行分析和計(jì)算可得知構(gòu)件表面裂紋的長度。

上述方法均為生產(chǎn)中常用的缺陷檢測，為使各方法的優(yōu)缺點(diǎn)更加直觀，可見表1。

3 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖（3-1）。

設(shè)備參數(shù)如下：

疲勞樣機(jī)：加載頻率0.8HZ；投影儀型號BENQ jobee GP2 series；分辨率：DMD1280*800；

亮度：200流明；投射比：1.13；聚焦范圍：0.75m-5m；寬高比：16：10；遠(yuǎn)心鏡頭：2倍；

焦距330mm；CCD相機(jī)：最高頻率250HZ；分辨率2050*2050；計(jì)算機(jī)型號：THINKPAD-TP0007A；

試件材料為304不銹鋼，詳細(xì)尺寸如圖（3-2）。

將試件裝夾好，調(diào)整好光路和相機(jī)，完成對相機(jī)的標(biāo)定，開始實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，以五件試件為一組。最后處理數(shù)據(jù)得到結(jié)論。

4 數(shù)據(jù)結(jié)果

這里以其中一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例如圖（4-1）（4-2）。

5 結(jié)語

本文對生產(chǎn)中常用的裂紋檢測技術(shù)進(jìn)行了較詳細(xì)的對比，每種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的光學(xué)法，雖然歷史不長但是其應(yīng)用條件和測量精度都非常優(yōu)秀，本實(shí)驗(yàn)室中得到的疲勞裂紋生長規(guī)律與金屬的疲勞壽命規(guī)律吻合良好，由于采樣間隔不同在循環(huán)一定次數(shù)后，裂紋長度發(fā)生突變可作為識別的條件。該光學(xué)測量法系統(tǒng)的精度最高可達(dá)到10um/pixel。利用合理算法，精度可以達(dá)到0.1像素，系統(tǒng)最終精度可到1um。并且隨著技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)光，散斑等技術(shù)的應(yīng)用，光學(xué)法不僅可以測量平面缺陷而且可以測量三維缺陷，并重建形貌。

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第2篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 光軸一致性； 液浮靶標(biāo)； 橫搖

中圖分類號： O 493文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2016.06.006

Abstract： In order to design the liquid floated targets of space angle，a principle for selecting target is established.Firstly，the natural rolling period of the target board in the liquid is analyzed based on fluid mechanics.Then，with the knowledge associated with resonance，the stability of the target board in the different ratios of the natural rolling period of target board and the oscillation period of liquid is analyzed.Finally，the principle that the natural rolling period of target board should be longer than the oscillation period of liquid is confirmed.The hemispheric target board with longer natural rolling period is chosen and the correctness of the principle is confirmed.

Keywords： opticalaxis parallelism； liquid floated targets； rolling

引言

F代大型光學(xué)系統(tǒng)一般裝有多種高精度的觀測設(shè)備，這些設(shè)備的光軸間的一致性對整個光學(xué)系統(tǒng)使用性能有很大的影響。目前這類大尺寸空間多軸角度的精密測量普遍采用光學(xué)非接觸方法，如自準(zhǔn)直平行光管方法、激光跟蹤儀方法、經(jīng)緯儀方法等，而這些方法在使用中都存在著測量對象需通視、抗干擾能力差等問題[13]。

為了在不增大視場的情況下實(shí)現(xiàn)大軸間距、免通視多軸夾角測量，設(shè)計(jì)了捷聯(lián)穩(wěn)定基準(zhǔn)光軸空間角測量方法。該方法利用捷聯(lián)穩(wěn)定平臺使光電自準(zhǔn)直儀的光軸與基準(zhǔn)軸線方向時刻保持一致，對基準(zhǔn)軸進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并實(shí)時移動光電自準(zhǔn)直儀到不同待測軸線處進(jìn)行測量。在進(jìn)行多軸夾角測量中，需要對基準(zhǔn)光軸空間角變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，用以對比完成被測對象相對基準(zhǔn)光軸角度的換算。

本文設(shè)計(jì)了一種液浮空間角靶標(biāo)，用于多光軸一致性檢測中基準(zhǔn)光軸空間角度變化的實(shí)時監(jiān)測，該裝置采用了“穩(wěn)定靶標(biāo)+攝影測量”的設(shè)計(jì)模式，使用液浮靶板實(shí)時跟蹤地理水平與方位，為基準(zhǔn)光軸空間角度變化的測量提供參照。在實(shí)際使用中，由于被測基準(zhǔn)光軸空間角度的變化，與其剛性連接的裝置同時運(yùn)動，浮液發(fā)生震蕩運(yùn)動，帶動靶板產(chǎn)生橫向搖蕩。靶板是否會發(fā)生翻轉(zhuǎn)及能否盡快穩(wěn)定，對于液浮空間角靶標(biāo)的使用有很大的影響，而采用不同形狀的靶板對其穩(wěn)定程度有影響。本文綜合考慮靶板在浮液中搖蕩的固有周期和浮液震蕩周期，確定了一套震蕩浮液中穩(wěn)定靶板選擇原則，通過對兩種形狀結(jié)構(gòu)靶板的對比研究，選擇了合適的靶板，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定靶標(biāo)的目的。

1理論基礎(chǔ)

穩(wěn)定靶標(biāo)由靶標(biāo)座、浮液和靶板組成，如圖1所示，其中靶板在浮液的浮力及地球重力作用下，相對地理坐標(biāo)系穩(wěn)定不變。

結(jié)合阿基米德原理，靶板在浮液中漂浮要滿足以下兩個條件：（1）重力和浮力的大小相等；（2）重心G和浮心B在同一鉛垂線上[4]。但是靶板滿足這些條件僅能保證在浮液中的漂浮，若要實(shí)現(xiàn)靶板橫搖穩(wěn)定，還要滿足平衡性條件才能實(shí)現(xiàn)，這些條件包括正的初穩(wěn)性高lGM和適當(dāng)?shù)臋M搖固有周期T。

1.1初穩(wěn)性高lGM

圖2所示是某浮體的傾斜示意圖，該浮體在外力作用下傾斜一角度φ，由于其質(zhì)量及質(zhì)量分布在傾斜前后沒有改變，故排水體積大小和重心位置沒有發(fā)生變化。傾斜后，浮體水線由正浮時的WL變成W1L1，排水體積形狀發(fā)生變化，浮心自原來的位置B點(diǎn)移到B1點(diǎn)。

浮體在傾斜后，浮力的作用線垂直于W1L1，并與正浮時的浮力作用線（中線）相交于M點(diǎn)。當(dāng)φ為小角度時，曲線BB1可看作是圓弧的一段，M點(diǎn)為曲線BB1的圓心，而lBM=lB1M為曲線BB1的半徑。根據(jù)Dupin第一定理，浮體在小角度傾斜過程中，可假定傾斜前后的浮力作用線均通過M點(diǎn)，稱M為定傾中心。浮體傾斜過程中，重心位置G保持不變，而浮心則自B點(diǎn)移到B1點(diǎn)。此時重力P的作用點(diǎn)G和浮力F的作用點(diǎn)B1不在同一鉛垂線上，因而產(chǎn)生了一個恢復(fù)力矩MR，即

初穩(wěn)性高lGM及恢復(fù)力矩MR是衡量浮體初穩(wěn)性的重要指標(biāo)。當(dāng)lGM和MR為正值時，MR的方向與橫傾方向相反，外力消失后，它能使浮體回復(fù)至原來的平衡狀態(tài)；當(dāng)lGM和MR為負(fù)值時，MR的方向與橫傾方向相同，使浮體繼續(xù)傾斜而不再回復(fù)至原來的平衡狀態(tài)；當(dāng)lGM=0，MR=0時，外力消失后，浮體不會回復(fù)到原來位置，也不會繼續(xù)傾斜。為使靶板能夠穩(wěn)定正浮在浮液中，靶板的初穩(wěn)性高lGM應(yīng)為正值[6]。

1.2初穩(wěn)性高lGM數(shù)值計(jì)算

2靶板形狀選擇原則

浮液在受到一短期擾動力作用時，產(chǎn)生震蕩，其中有振幅明顯但震蕩周期較長的低頻震蕩和振幅不明顯但震蕩周期較短的高頻震蕩。高頻震蕩對靶板在浮液中的穩(wěn)定性影響較小，低頻震蕩是造成靶板在浮液中橫搖的主要因素，稱這種低頻震蕩的周期為浮液震蕩周期T0。

浮體在浮液中的橫搖幅度大小及穩(wěn)定性，主要取決于浮體本身的橫搖固有周期T與浮液震蕩周期T0的比值。當(dāng)TT0時，橫搖較慢，并且與波動不協(xié)調(diào)，側(cè)面易與波浪撞擊；當(dāng)T≈T0時，浮體搖擺最劇烈，橫搖角越搖越大，產(chǎn)生橫諧搖，導(dǎo)致浮體翻轉(zhuǎn)[8]。

根據(jù)上面分析，確定了靶板參數(shù)選擇原則：（1）靶板橫搖固有周期T不能與浮液震蕩周期T0接近，以防止產(chǎn)生橫諧搖而導(dǎo)致靶板翻轉(zhuǎn)；（2）靶板橫搖固有周期T應(yīng)大于浮液震蕩周期T0。

3實(shí)驗(yàn)及結(jié)論

在本文所設(shè)計(jì)的液浮空間角靶標(biāo)中，浮液使用水銀（密度13.6 g/cm3），靶板使用硫化鋅晶體（密度4.08 g/cm3）制成，為滿足靶板在水平面上各個方向的一致性，其橫截面為圓形，直徑為0.1 m。對均質(zhì)半球形靶板及不同高度圓柱形靶板的初穩(wěn)性高lGM和橫搖固有周期TM行計(jì)算，數(shù)據(jù)如表1所示。

使用自準(zhǔn)直測量光管及圖像采集CCD構(gòu)成的測量系統(tǒng)對浮液震蕩周期進(jìn)行測量。將自準(zhǔn)直測量光管發(fā)出的平行光照射在浮液液面上，使用CCD接收液面反射的星點(diǎn)圖像，然后對待測浮液施加一個短期擾動力使其發(fā)生震蕩。對采集到的圖像，采用FFT濾波的方法濾去其中的高頻成分并做歸一化處理，確定浮液震蕩主周期T0。歸一化振幅與時間關(guān)系如圖3所示，通過讀取圖中數(shù)據(jù)可得浮液震蕩周期T0≈0.19 s。根據(jù)靶板選擇原則，半球形靶板具有更合理的橫搖固有周期，因此采用半球形靶板。

為驗(yàn)證本文所確定靶板選擇原則的正確性并完成穩(wěn)定靶標(biāo)設(shè)計(jì)，試制了厚度為2 mm，20 mm，40 mm的圓柱形靶板以及半球形靶板，并對這些靶板在浮液中的穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，將待測靶板放入水銀浮液中，待浮液穩(wěn)定后對其施加短期擾動力，觀察靶板震蕩情況及其穩(wěn)定所用時間，結(jié)果如表2所示。

從表2中數(shù)據(jù)可知，半球形靶板穩(wěn)定性及穩(wěn)定用時均優(yōu)于其他靶板，說明本文所確定的靶板選擇原則在一定程度上能夠指導(dǎo)穩(wěn)定靶標(biāo)設(shè)計(jì)中靶板的選擇。

4結(jié)論

本文針對液浮空間角靶標(biāo)研制過程中，不同形狀靶板在浮液中橫搖穩(wěn)定性的問題進(jìn)行了研究。利用流體力學(xué)的相關(guān)知識，綜合考慮靶板在浮液中搖蕩的固有周期和浮液震蕩周期，確定了一套震蕩浮液中穩(wěn)定靶板選擇原則。通過對不同厚度的圓柱形靶板及半球形靶板的分析和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所確定選擇原則的正確性，為進(jìn)一步的研究提供了參考。

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第3篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

現(xiàn)代坦克火控系統(tǒng)，是坦克上發(fā)展得最快的一個系統(tǒng)，是高新技術(shù)的集大成者，什么紅外技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等，在坦克火控系統(tǒng)上都得到具體應(yīng)用。這樣一來，使得坦克火控系統(tǒng)成為坦克上價格最昂貴的一個系統(tǒng)，往往要占到整個坦克價格的50％左右。現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克可以在運(yùn)動中發(fā)射一發(fā)炮彈直接命中3000m外的同樣運(yùn)動中的敵坦克。打個形象一點(diǎn)的比喻，它相當(dāng)于在一間5m寬的房間的一端“發(fā)射”一枚大頭針，直接命中對面墻壁上一只爬動著的蒼蠅！坦克炮能有這種“指哪打哪”的本事，靠的就是坦克火控系統(tǒng)。

坦克火控系統(tǒng)原理圖坦克火控系統(tǒng)按瞄準(zhǔn)控制方式分為擾動式、非擾動式、指揮儀式三種，一種比一種更先進(jìn)。指揮儀式火控系統(tǒng)，也叫穩(wěn)像式火控系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是瞄準(zhǔn)鏡和火炮（炮塔）都有獨(dú)立的穩(wěn)定裝置，火炮隨動于瞄準(zhǔn)鏡。由于瞄準(zhǔn)鏡比火炮和炮塔要輕得多，因此穩(wěn)定精度也高得多。指揮儀式火控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“動對動”的射擊，射擊反應(yīng)時間縮短到4s～8s。當(dāng)今世界上最先進(jìn)的主戰(zhàn)坦克的火控系統(tǒng)大多采用指揮儀式火控系統(tǒng)。

“獵手―射手”式，或稱“獵―殲”式火控系統(tǒng)，也屬于指揮儀式火控系統(tǒng)，它是指揮儀式的進(jìn)一步發(fā)展，車長是“獵手”―――發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；炮長是“射手”―――跟蹤、瞄準(zhǔn)并射擊目標(biāo)。這種方式便于和多個目標(biāo)作戰(zhàn)，反應(yīng)時間更短，因而也更先進(jìn)些。

火控系統(tǒng)的部件一般都布置在炮塔內(nèi)部四周，看上去密密麻麻的。但如果布置得當(dāng)，坦克乘員還有一定的活動空間。下面介紹火控系統(tǒng)的幾大部件?？匆惠v坦克的火控系統(tǒng)是否先進(jìn)，一看火控系統(tǒng)的類型，二看其幾個主要部件的技術(shù)水平?；鹂赜?jì)算機(jī)──從模擬式到數(shù)字式火控計(jì)算機(jī)是火控系統(tǒng)的核心部件。坦克用火控計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了機(jī)電式、模擬式到數(shù)字式的發(fā)展歷程?；鹂赜?jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)總線一道，構(gòu)成了系統(tǒng)的“大腦”和“神經(jīng)”。左圖為英國AFCS火控系統(tǒng)主要部件布置圖.

二戰(zhàn)以前的坦克，只能打開車前的大燈或探照燈進(jìn)行夜戰(zhàn)，這樣同時也暴露了自身?，F(xiàn)代坦克都裝上了夜視儀，使夜間不開燈駕駛和射擊成了坦克的“絕活”。坦克夜視儀經(jīng)歷了主動紅外、微光、熱象儀三個發(fā)展階段。熱象儀的夜視距離可達(dá)到3000m以上，可將目標(biāo)直接顯示在屏幕上（如圖），穿透沙塵和煙霧的能力強(qiáng)，隱蔽性好，不易受干擾。熱象儀還有一絕，那就是它能分清敵坦克發(fā)動機(jī)是否在工作，火炮是否在打炮，道理不言自明。圖中所示為熱象儀中見到的坦克圖像。

盡管說火控計(jì)算機(jī)是坦克火控系統(tǒng)的核心，但是，火控系統(tǒng)中最重要的部件或分系統(tǒng)，當(dāng)屬三合一瞄準(zhǔn)鏡，一般歸炮長使用。三合一，指的是晝間觀瞄、夜間觀瞄、測距三項(xiàng)任務(wù)合而為一。不僅熱象儀（或微光夜視儀、激光測距儀）要聽從它的“調(diào)遣”，就連火炮和炮塔的穩(wěn)定也要“歸它管”（火炮和炮塔隨動于穩(wěn)定的瞄準(zhǔn)鏡）。通過一個國家的炮長瞄準(zhǔn)鏡的技術(shù)水平，大體可看出該國坦克火控系統(tǒng)的先進(jìn)程度。三合一瞄準(zhǔn)鏡雖然不能看到千里之外，但它能在漆黑的夜晚“看見”目標(biāo)，還能精確測出目標(biāo)的距離，這些又令“千里眼”自嘆弗如。左圖為三合一火炮瞄準(zhǔn)鏡外觀圖，右圖為三合一火炮瞄準(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu)圖

坦克是直射武器，直接命中敵坦克才能起殺傷作用。距離判斷不準(zhǔn)，對命中精度有巨大的影響。二戰(zhàn)時期到50年代，坦克上多用的是光學(xué)測距儀，包括合像式和體視式兩種，乘員操縱復(fù)雜，測距精度不高。英國坦克上多用測距機(jī)槍，是一個特例。到了60年代，主戰(zhàn)坦克上普遍采用了激光測距儀。它的優(yōu)點(diǎn)是測距快、測距精度高，而且測距誤差和距離無關(guān)。把測距儀組合到三合一瞄準(zhǔn)鏡中，極大地縮短了射擊反應(yīng)時間。圖中所示為西門子激光測距儀方框圖。

第4篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

表面等離子體是局域在金屬表面、沿表面?zhèn)鞑サ囊环N電磁波,通過構(gòu)造金屬表面的結(jié)構(gòu),可以在納米尺度下控制表面等離子體的激發(fā)和傳播——特別是它與光的相互耦合[1].這種可調(diào)控性在新型光子學(xué),尤其是亞波長光子器件的設(shè)計(jì)應(yīng)用方面極具潛力,目前如何有效進(jìn)行表面等離子體的動態(tài)調(diào)控是重要的研究方向,最主要的就是實(shí)現(xiàn)基于表面等離子體效應(yīng)的光開關(guān)(下面簡稱SPs光開關(guān)).SPs光開關(guān)是在開關(guān)結(jié)構(gòu)中激發(fā)SPs,通過改變外部條件影響SPs的激發(fā)或傳輸特性,進(jìn)而達(dá)到開關(guān)效果的一種新型光開關(guān).隨著制作工藝的不斷成熟,SPs光開關(guān)利用新的物理機(jī)理和物理結(jié)構(gòu),可在小于衍射極限尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)光的控制,在納米尺度上實(shí)現(xiàn)光子器件的集成[2],因此SPs光開關(guān)在速度和尺寸及驅(qū)動功率方面具有獨(dú)特優(yōu)勢.目前報道的SPs光開關(guān)類型主要有熱光開光、電光開光及全光開光等.

2 SPs熱光開關(guān)

一般而言,熱光開關(guān)的速度相對較慢,主要有以下兩種SPs熱光開關(guān).

2.1 MZ型

這種光開關(guān)將金膜夾在BCB(苯并環(huán)丁烯)介質(zhì)層中[3],通過電極加熱,調(diào)控SPs-M-Z結(jié)構(gòu)中一臂的介電常數(shù),影響在兩路傳播的SPs在節(jié)點(diǎn)處的耦合條件,最終控制信號輸出情況,如圖1所示.該開關(guān)消光比可達(dá)35dB,插入損耗11dB,適用于1.51—1.62μm波段,由于是利用熱光效應(yīng),開關(guān)速度較慢,為0.7ms.根據(jù)以上特點(diǎn),該光開關(guān)可用作數(shù)字光開關(guān),作為寬帶寬光子網(wǎng)絡(luò)中的空間可分離開關(guān)[4].雖然這種MZ型SPs光開關(guān)并沒有在設(shè)計(jì)思路上有重大突破,但它在傳統(tǒng)開關(guān)的結(jié)構(gòu)中引入SPs,利用SPs的相干相消、相干相長達(dá)到開關(guān)目的,這種開關(guān)有利于開關(guān)體積的小型化.

圖1 上圖(a)為馬赫-曾德干涉調(diào)制(MZIM)結(jié)構(gòu),(b)為定向耦合開關(guān)(DCS)結(jié)構(gòu),(c)為光學(xué)顯微鏡下的結(jié)構(gòu),(d)為電極接觸點(diǎn)的放大圖像;下圖為輸出強(qiáng)度隨所加電壓大小的變化曲線[3]

2.2 半導(dǎo)體孔陣列型

該開關(guān)的主要結(jié)構(gòu)為二維亞波長Si光柵[5],厚度100μm,正方形小孔邊長70μm,周期300μm,適用于THz波段.如圖2上圖所示,由于入射波長大于小孔邊長,故入射波在Si光柵表面激發(fā)SPs,SPs隧穿到光柵另一表面,然后褪耦合出射.當(dāng)改變Si光柵的溫度,調(diào)節(jié)半導(dǎo)體內(nèi)的自由載流子濃度,進(jìn)而改變Si的介電常數(shù),影響SPs激發(fā)程度,最終控制透射量.下圖為相同尺寸的Si光柵和Au光柵從室溫到12K變化時,在THz波段(250μm—750μm)的透射率變化情況.由于金屬Au的自由載流子濃度隨溫度變化不大,因而其透過率基本不變;而對于Si光柵,同一波長,不同溫度,其透過率變化十分明顯,尤其在THz波段.

圖2 上圖為半導(dǎo)體孔陣列開關(guān)工作原理示意圖; 下圖(a)為Si光柵,(b)為Au光柵在不同溫度下THz波段的透射率變化[5]

這種半導(dǎo)體材料做成的SPs熱光開關(guān)必須要求適用波段的波長大于光柵小孔尺寸,且基于熱激發(fā)載流子,開關(guān)時間取決于半導(dǎo)體材料對溫度的響應(yīng)和溫度變化的快慢,速度受到很大限制,因此該開關(guān)可用于溫度傳感裝置,在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對溫度的精確探測.同時,可以預(yù)見如果該開關(guān)是基于光生載流子,其速度將大大提高,這對制作類似的全光開關(guān)有很好的指導(dǎo)意義.

3 SPs電光開關(guān)

目前報道的SPs電光開關(guān)主要是MZ型,具體結(jié)構(gòu)如圖3所示[6].金屬層上下表面覆蓋E-O介質(zhì)(BST),金屬厚度d=0.8λ,E-O介質(zhì)厚度d1=d3=8λ/15,開關(guān)長度L=2000λ.在金屬層上下表面存在以金屬層為中心的對稱和反對稱兩個傳播模式,當(dāng)不加偏壓時,這兩個模式在金屬層上表面相干相長,而下表面相干相消,故SPs從上通道輸出;當(dāng)加上偏壓(V=59kV/cm)時,由于電場對對稱和反對稱SPs模式的傳播常數(shù)影響不同,使之在上表面相消,而下表面相長,從而將SPs切換到下表面輸出.這種開關(guān)具有很高的消光比27dB,開關(guān)速度主要取決于E-O介質(zhì)對電場的響應(yīng)時間;缺點(diǎn)是開關(guān)長度受SPs橫向傳播距離限制,且高消光比和低驅(qū)動功率不能同時滿足.根據(jù)其開關(guān)速度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),該開關(guān)不僅可以作為一個多通道開關(guān),而且能方便地集成在基于SPs效應(yīng)的光子回路中,同時能實(shí)現(xiàn)光隧穿、光開關(guān)和光調(diào)制等功能.

4 SPs全光開關(guān)

全光開關(guān)在開關(guān)速度、信息處理等方面具有較大的優(yōu)勢,在SPs納米光子器件及其集成回路中,如何做出響應(yīng)快、損耗小、結(jié)構(gòu)簡單的全光開關(guān)也日益重要.

4.1 光柵耦合型

2004年,A.V.Krasavin等人提出了利用光柵激發(fā)和褪耦合結(jié)構(gòu)的SPs全光開關(guān)[7].開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖4所示,信號光入射至左邊的耦合光柵處,激發(fā)形成SPs,SPs沿Au/Si介面?zhèn)鬏?在這段傳輸路徑中加入一段L=2.5μm的Ga薄膜,當(dāng)沒有控制光照射時,Ga為固態(tài)α-Ga,表現(xiàn)為非金屬性質(zhì),SPs不能有效傳輸而被中斷;當(dāng)有入射光照射時,Ga的上表層熔化為液態(tài)m-Ga,SPs能有效傳輸至右端褪耦合光柵,轉(zhuǎn)化為信號光輸出;需要指出的是,這個僅僅是理論上的模型,數(shù)值計(jì)算表明,該開關(guān)調(diào)制深度為80%,驅(qū)動功率約為10pJ,開關(guān)開啟時間由界面處厚度為d的Ga的熔化時間決定,大概ps量級,關(guān)閉時間由液態(tài)Ga的凝固時間決定,約為ns至μs量級.雖然該開關(guān)相對熱光開關(guān)速度較快,但由于需制作光柵,成本較高,實(shí)驗(yàn)上也尚未實(shí)現(xiàn),實(shí)際應(yīng)用受到很大限制.

4.2 棱鏡激發(fā)型

Araz Yacoubian于1993年從理論上提出了棱鏡結(jié)構(gòu)的SPs調(diào)制結(jié)構(gòu)[8],在SF1棱鏡底部分別鍍1μm的PMMA、20nm的Ag膜和半無限厚的PMMA-DR1,信號光以一定角度入射時,可形成長程表面等離子體共振,此時反射極弱;當(dāng)用抽運(yùn)光入射到PMMA-DR1,改變PMMA-DR1的折射率-0.0012,則可移動該共振角約0.05度,使反射率從0左右躍至0.7左右.該結(jié)構(gòu)在實(shí)際制作上有兩個難點(diǎn):長程表面SPs波的激發(fā)對第一層PMMA的厚度很敏感,很難精確控制在1μm;其次多層膜結(jié)構(gòu)中膜表面的粗糙度對SPs共振影響很大[9].

2004年,A.V.Krasavin在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了這種基于棱鏡結(jié)構(gòu)的Ga調(diào)制SPs光開關(guān)[10].如圖5所示,在棱鏡底部鍍一層厚度為185nm的MgF2,再鍍一層Ga.在上述光柵耦合型開關(guān)中,Ga作用于SPs的傳輸過程,而這個棱鏡激發(fā)型SPs開光中Ga作用于SPs的激發(fā)環(huán)節(jié).如圖5(b),當(dāng)沒有控制光照射,Ga處于固態(tài)α-Ga,780nm信號光在MgF2/Ga界面上形成SPs,因此反射減弱 ;如圖5(c),當(dāng)1064nm的控制光入射時,在MgF/Ga界面處有厚度為d的Ga處于液態(tài)m-Ga,信號光不能有效形成SPs,反射增強(qiáng).該開關(guān)的開啟時間為4ps,關(guān)閉時間為20ns.這種類型的開關(guān)能在可見和近紅外波段有效調(diào)制SPs信號,帶寬可達(dá)幾十兆赫茲;但由于結(jié)構(gòu)中涉及棱鏡,開關(guān)大小受限,難以集成.

4.3 二維孔陣列型

半導(dǎo)體孔陣列結(jié)構(gòu):該開關(guān)與上述半導(dǎo)體SPs熱光開關(guān)極為相似[11],是C.Janke和J.Gómez Rivas等人在半導(dǎo)體SPs熱光開關(guān)[2]基礎(chǔ)上,利用InSb材料的光生載流子效應(yīng),以周期性方孔陣列的InSb二維光柵為結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的.光柵厚度h=130μm,小孔邊長d=65μm,小孔周期D=300μm.抽運(yùn)光是中心波長為780nm的Ti寶石激光,脈沖寬度為100fs,信號光為300—700μm的THz波.當(dāng)抽運(yùn)光照射到InSb二維光柵上時,通過光生載流子效應(yīng)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體材料的介電常數(shù),調(diào)控其光柵結(jié)構(gòu)的THz-SPs透射增強(qiáng)效應(yīng).開關(guān)速度主要取決于載流子濃度對抽運(yùn)光的響應(yīng),約50ns,利用載流子壽命更短的材料有望進(jìn)一步提高開關(guān)速度.該類SPs光開關(guān)結(jié)構(gòu)相對簡

單,速度較快,容易集成,有望實(shí)現(xiàn)基于SPs效應(yīng)的各種超快調(diào)制器件.

金膜孔陣列結(jié)構(gòu):如圖6所示,這種開關(guān)是在納米金屬小孔陣列中復(fù)合非線性聚合物光學(xué)材料3BCMU[12],在抽運(yùn)光的作用下產(chǎn)生光致非線性折射率變化,影響信號光能否在二維金屬孔陣列中產(chǎn)生SPs現(xiàn)象,進(jìn)而決定信號光的透射強(qiáng)度.該開光抽運(yùn)光為488nm的Ar離子激光,斬波頻率1.2kHz,信號光為633nm的He-Ne激光.圖7為小孔半徑分別為20nm和100nm的兩個不同陣列結(jié)構(gòu)的開關(guān)時間響應(yīng)圖.該文獻(xiàn)中沒有明確報道開關(guān)時間,非線性材料的響應(yīng)速度是決定開關(guān)快慢的主要因素.構(gòu)造一系列這種門控SPs開關(guān),有可能在量子通信及計(jì)算中對光信號和圖像實(shí)現(xiàn)多通道并行處理.

4.4 光雙穩(wěn)開關(guān)

2004年,J.A.Porto從理論上分析了在一維金屬光柵中填充Kerr非線性介質(zhì),利用類FP效應(yīng)和SPs透射增強(qiáng)效應(yīng),其透射光出現(xiàn)光雙穩(wěn)現(xiàn)象[13].圖8是光柵結(jié)構(gòu)示意圖,光柵周期d=0.75μm,狹縫寬度a=0.05μm,光柵厚度h=0.45μm.圖9是波長為0.8μm的光入射到光柵上透射強(qiáng)度與入射強(qiáng)度的關(guān)系.

2006年,G.A.Wurtz等人在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)在周期性納米圓孔陣列的金屬薄膜表面涂上3BCMU非線性聚合物后[14],以620nm、690nm和750nm作為信號光,分別在488nm、514nm抽運(yùn)光的作用下,其透射光出現(xiàn)光雙穩(wěn)現(xiàn)象,如圖10所示,(a)(d)信號光波長為620nm,(b)(e)信號光波長為690nm,(c)(f)信號光波長為750nm;(a)—(c)抽運(yùn)光波長為488nm,(d)—(f)抽運(yùn)光波長為514nm.金膜厚度220nm,圓孔直徑200nm,周期:600nm,金屬膜尺寸:12×12μm2,非線性介質(zhì)層厚度:200—250nm.

圖10 二維金膜孔陣列在不同信號光和不同抽運(yùn)光下的光雙穩(wěn)現(xiàn)象[14]

光雙穩(wěn)現(xiàn)象是光開關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一.用光雙穩(wěn)現(xiàn)象研制的光開關(guān)具有結(jié)構(gòu)體積小、易集成、開關(guān)速度快等特點(diǎn).如何利用基于SPs效應(yīng)的光雙穩(wěn)現(xiàn)象制作出響應(yīng)快、閾值低、尺寸小的光開關(guān)還有待進(jìn)一步的研究.



5 總結(jié)

本文從原理上介紹了近幾年利用SPs效應(yīng)研制的光開關(guān)及光調(diào)控器件,對各個SPs光開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了闡述和分析.這些開關(guān)包括熱光開關(guān)、電光開關(guān)、全光開關(guān),無論是從開關(guān)速度或者光子回路集成角度而言,全光開關(guān)都將扮演重要角色,尤其是尚未完全實(shí)現(xiàn)的SPs光雙穩(wěn)開關(guān)更是具有巨大的應(yīng)用潛力.總體而言,以上各種SPs光開關(guān)均未完全成熟,需要在材料、結(jié)構(gòu)等方面加以改進(jìn)和提高,比如:在使用材料上,對于利用光生載流子效應(yīng)的,采用載流子壽命更短的材料,可以提高開關(guān)速度;對于利用非線性效應(yīng)的,采用非線性系數(shù)高的材料,可以降低抽運(yùn)功率;在開關(guān)結(jié)構(gòu)上,則應(yīng)盡可能地采用形式簡單,容易集成的SPs激發(fā)或傳輸方式.未來的信息技術(shù)領(lǐng)域,勢必以大規(guī)模光子集成回路和全光通訊為核心技術(shù),利用基于SPs效應(yīng),結(jié)合更優(yōu)越的光學(xué)材料,設(shè)計(jì)更合理的光開關(guān)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)更簡捷的控制方式,在納米尺度上實(shí)現(xiàn)光子器件的有效調(diào)控,具有重要意義.

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參考文獻(xiàn)

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第5篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

2008年7月25日尼康推出擁有1230萬像素DX格式的世界首款提供短片功能數(shù)碼單反D90的同時，首款具有平民價位的擁有1210像素FX格式全畫幅數(shù)碼單反D700也上市了，對縱橫三載的佳能EOS5D形成有力的沖擊。2008年9月10日，索尼了世界上首款具有機(jī)身防抖功能的2460萬像素，全畫幅ExmorCMOS影像傳感器的數(shù)碼單反a900，在業(yè)界引起轟動，打破了佳能、尼康兩家相峙論劍的沉悶框架。傳統(tǒng)135―膠片幅面尺寸數(shù)字圖像傳感器的芯片技術(shù)壁壘淪陷了，全畫幅數(shù)碼單反技術(shù)得到了前所未有的長足發(fā)展。2008年初佳能在推出1220萬像素APS-C尺寸的性價比很高的普及型數(shù)碼單反EOS450D后，2008年8月26日搶先了1510萬像素的APS-C尺寸的中端數(shù)碼單反EOS50D，折損了尼康D90的銳氣，接著2008年9月17日趁索尼a900立足未穩(wěn)，佳能又推出了擁有21107Y像素采用全新DIGIC4數(shù)字影像處理器，世界上首款具有全高清畫質(zhì)短片拍攝的全畫幅單反EOS 5D MarkⅡ。這款EOS5D全畫幅DSLR升級換代產(chǎn)品，把傳統(tǒng)的光學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)碼的時尚完美融合在一起，競爭實(shí)力強(qiáng)悍，被譽(yù)為“無敵兔”。2008年12月1日尼康了D3的升級產(chǎn)品，擁有2450萬像素高端全畫幅數(shù)碼單反旗艦D3X。2008年2千萬像素全畫幅數(shù)碼單反形成了佳能EOS系列、尼康D系列和索尼Ⅸ系列三足鼎立的市場格局。

索尼ag00的核心是采用了索尼planarization專利技術(shù)生產(chǎn)制造的2460萬有效像素Exmor CMOS全畫幅圖像傳感器。這個傳感器內(nèi)置6000多個芯片集成的column-paralle模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，不僅能降低噪點(diǎn)，提供清晰的信號輸出，還可以提高傳感器的反應(yīng)速度。at900采用雙BIONZ影像處理器，圖像處理速度快，兩次高級降噪算法，在快速處理圖像數(shù)據(jù)中將噪點(diǎn)進(jìn)一步降至較低水平，功能強(qiáng)大的雙BIONZ影像處理器和一個高功率無芯馬達(dá)，能實(shí)現(xiàn)2460萬像素高清照片每秒連拍5張。另外，采用一個高速動磁式電機(jī)和平行連接裝置，驅(qū)動相機(jī)的反光鏡，在不影響連拍速度的前提下，取景器中觀看到寬視野范圍的畫面。在捕捉運(yùn)動對象精彩瞬間的同時，享受全分辨率高速連拍的色彩豐富，圖像清晰的畫面，這就是光學(xué)預(yù)覽，即深景預(yù)覽。采用高品質(zhì)的光學(xué)五棱鏡和高性能聚光鏡頭，使a900光學(xué)取景的規(guī)格和舒適度達(dá)到頂級DSLR的水平。

索尼a900是業(yè)界第一款內(nèi)置機(jī)身防抖功能的全畫幅DSLR，防抖組件性能比a700動力提高15倍，驅(qū)動速度提高1.3倍，可以降低2.5～4檔快門速度進(jìn)行手持拍攝。快門速度1/8000秒，閃光同步速度1/250秒(防抖關(guān)閉)，1/200秒(防抖開啟)。a900還采用了Apical公司提供的先進(jìn)的動態(tài)范圍優(yōu)化技術(shù)，在高對比度光中拍攝出豐富的色調(diào)變化，捕捉高亮度和陰影細(xì)節(jié)，通過智能預(yù)覽功能，模擬曝光效果。即使不按下快門，在3英寸92萬像素Xtra FineLCD液晶屏上，清晰地顯示拍攝效果。a900的對焦系統(tǒng)采用TTL相位檢測系統(tǒng)，多功能的中心雙十字9點(diǎn)AF影像CCD線性傳感器系統(tǒng)。9點(diǎn)快速自動對焦，選擇廣域?qū)箷r，十個輔助對焦點(diǎn)協(xié)助檢測物體，提高對焦性能。中心雙十字對點(diǎn)，可以提高F2.8或大光圈拍攝時的準(zhǔn)確度。TTL測光系統(tǒng)采用40區(qū)蜂窩式圓形測光傳感器，測光模式有40區(qū)蜂窩式測光，中央重點(diǎn)測光和點(diǎn)測光。ISO感光度由IS0100至IS06400。a900控噪較好，自動白平衡準(zhǔn)確，色彩飽和度較高，其超高分辨率與卡爾蔡司鏡頭的超強(qiáng)描寫能力，細(xì)節(jié)豐富深刻，在陰沉天氣里依然有油畫般的氛圍，焦外成像極其平滑，大光圈魅力顯露無遺。

a900外剛毅，機(jī)頂棱角特別威武。機(jī)身正面、背面和上部均采用鎂合金，內(nèi)部底盤采用高張力鋁材，鏡盒則采用高硬度聚碳樹脂與碳纖維強(qiáng)化合成材料，結(jié)構(gòu)牢固經(jīng)久耐用，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面具有很好的平衡性和可操作性。手柄比a700更加貼合手形，無論男女均感握持感好。取景器按鍵均采用橡膠密封裝置，防塵防濕。影像傳感器有良好的防塵保護(hù)功能，機(jī)頂新增一個液晶屏及布局合理的按鍵，使操作更為簡便。a900外形尺寸約156.3×116.9×81.9-1，機(jī)身重約850g。

缺點(diǎn)：近拍和高功率增距拍攝時，反光板震動較大，機(jī)頂液晶屏尺寸太小。EOS 5D MarkⅡ采用了2110萬像素全畫幅CMOS圖像傳感器，實(shí)現(xiàn)了高分率超高精細(xì)畫質(zhì)的拍攝，配備了佳能最新開發(fā)的DIGIC 4數(shù)字影像處理器。色彩的重現(xiàn)性、細(xì)膩性及暗部的細(xì)節(jié)表現(xiàn)均得到提高。對于立體被攝物體，可自然地表現(xiàn)其景深感。對于明暗分明的被攝物體能柔滑、忠實(shí)地重現(xiàn)從高光到陰影的過渡。DIGIC 4與DIGIC|||相比面部優(yōu)先AF，運(yùn)動檢測、ISO智能感光度調(diào)整、圖像處理速度、降噪功能大幅提升。新增了伺服自動對焦和先進(jìn)的智能對比度。支持全新的MOV短片拍攝和HDMI輸出。感光度ISO100～6400可擴(kuò)展到ISO50～12800、25600?？扉T速度1/8000秒，同步閃光速度1/200秒。開啟時間0.1秒，快門時滯73毫秒，CMOS4通過讀取高速傳送2110萬像素圖像數(shù)據(jù)，能以3.9張/秒高速連拍?？扉T壽命由EOS 5D的10萬次提高到15萬次。EOS 5D Mark II擁有35區(qū)測光傳感器，有評價測光、點(diǎn)測光、局部測光、中央重點(diǎn)平均測光4種測光模式。對焦系統(tǒng)采用十字9點(diǎn)寬區(qū)自動對焦，6點(diǎn)輔助自動對焦，較 EOS 5D新增了自動對焦光源檢測功能，能自動檢測拍攝環(huán)境的光源情況，并據(jù)此對對焦位置進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的自動對焦，光學(xué)取景器視野率98％，比EOS 5D增加了32％，放大倍率達(dá)0.71倍。

EOS 5DMarkⅡ的一個亮點(diǎn)是全新全高清短片拍攝功能，配備MIC和HDMI接口，這是全畫幅數(shù)碼單反的革新之作。1920×1080P/30fps全高清逐行高清視頻攝錄(16：9)12分鐘，640x480/30fps標(biāo)準(zhǔn)視頻(4：3)24分鐘攝錄。內(nèi)置單聲道麥克風(fēng)，可外接立體聲麥克風(fēng)錄音，并以MOV格式存儲。尼康D90高清數(shù)碼短片D-Movie 1280×720L24fp攝錄時間僅5分鐘，且無法實(shí)現(xiàn)AF自動對焦，焦點(diǎn)自動選擇更無從談起。佳能EOS 5DMarkⅡ在傳感器芯片的物理尺寸、信息采焦精度方面與D90技術(shù)級別、實(shí)用價值有明顯差別。EOS 5DⅡ在短片攝錄過程實(shí)現(xiàn)了手動焦點(diǎn)選擇和相差偵測式自動對焦。EOS 5DMarkⅡ采用了全新92萬像素、3.0寬視、防反射LCD液晶屏(VGA)，對表面進(jìn)行防污防劃涂層處理，具有實(shí)時顯示拍攝模式和實(shí)時面部優(yōu)先自動對焦、自動亮度優(yōu)先、鏡頭周邊光量校正。還具有豐富的照片風(fēng)格功能，支持拍攝的各種新配件，如無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPS設(shè)備等。

EOS 5D MarkⅡ外觀與EOS5D相同但細(xì)節(jié)更精美。白色EOS標(biāo)識噴涂在鋁鎂合金機(jī)身上，顆粒深層質(zhì)感極強(qiáng)，5D的浮雕Logo表面經(jīng)橫向拉絲處理，5D下邊有3個麥克風(fēng)小孔，MarkⅡ標(biāo)識采用銀色外觀拉絲設(shè)計(jì)，格外悅目。防滑覆皮表面處理，美觀大方，防滑耐用，手柄不僅觀感好，而且抓握穩(wěn)定，操作舒適。配備了EOS綜合防塵系統(tǒng)，除塵較EOSSD大有改觀，機(jī)身尺寸152×11135×75-1，機(jī)身重量：810g。

缺點(diǎn)：高速連拍僅3|9張/秒。

D3X是尼康2008年12月推出的全畫幅DLSR旗艦，2450萬有效像素(35.9×24-1)CMOS影像傳感器，極大提高了圖像的解像度和動態(tài)范圍。配合尼康嶄新EXPEED影像處理芯片，這顆功能強(qiáng)大的CPU，有14位A/D轉(zhuǎn)換器、16位內(nèi)部影像處理程序，2450萬像素的海量原始圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過12通道平行輸出電路傳送至EXPEED CPU，影像處理過程使用1位A/D轉(zhuǎn)換及16位數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)極高的信噪比。在感光度ISO100～6400范圍均能輸出清晰、低噪點(diǎn)的精細(xì)圖像。相機(jī)開啟時間0.12秒，快門釋放的時滯0.04秒，快門速度1/8000秒，同步閃光速度1/250秒，以FX格式5：4，2040萬像素來實(shí)現(xiàn)5張/秒高速連拍，以DX格式1050萬像素實(shí)現(xiàn)7張/秒高速連拍。D3X還支持新一代UDMA高速傳輸模式，進(jìn)一步提高存儲速度，能滿足一切專業(yè)攝影快速反應(yīng)和隨機(jī)自由拍攝的高速運(yùn)作。

D3X采用全新的Multi-CAM 3500FX自動對焦模塊，51點(diǎn)自動對焦，畫面中央?yún)^(qū)域有15個十字型傳感器覆蓋，以達(dá)到更佳對焦效果。根據(jù)不同的拍攝主體選擇單區(qū)自動對焦。動態(tài)區(qū)域自動對焦和自動區(qū)域自動對焦。拍攝靜止的主體，使用單區(qū)自動對焦可確保構(gòu)圖主體清晰銳利。對于構(gòu)圖復(fù)雜照片，使用動態(tài)區(qū)域自動對焦，可選擇9點(diǎn)、經(jīng)典11點(diǎn)或21點(diǎn)對焦。拍攝高速運(yùn)動主體，3D追蹤對焦，使用51點(diǎn)對焦。自動區(qū)域自動對焦專為拍攝人像而設(shè)，能自動檢測膚色，使用51點(diǎn)對焦。如果要想獲得更加精確的自動對焦，D3X可根據(jù)使用的鏡頭型號不同而選擇不同的設(shè)定修正值微調(diào)自動對焦。D3X配備了1005像素RGB傳感器，進(jìn)行精細(xì)的場景數(shù)據(jù)采集并與數(shù)據(jù)庫的信息對比分析，通過一組獨(dú)特的光學(xué)裝置輸出更準(zhǔn)確的色彩信息，配合全新的場景認(rèn)識系統(tǒng)，提供強(qiáng)大的智能操作功能，大幅提高自動對焦系統(tǒng)、3D彩色矩陣測光Ⅱ、i-TTL閃光控制、動態(tài)D-lighting及自動白平衡的效果及準(zhǔn)確性。

D3X外形簡約而有深度的設(shè)計(jì)，完美融合了科技與藝術(shù)，經(jīng)典優(yōu)雅，是意大利著名工業(yè)設(shè)計(jì)師Giorgetto Giugiaro的手筆。它把意大利的外形風(fēng)格、尼康對精巧細(xì)節(jié)的執(zhí)著，兩種美學(xué)概念彰顯得淋漓盡致。鎂合金的外殼、底盤及反光鏡盒，輕巧堅(jiān)固，獨(dú)特的密封接縫防塵、防潮、防電磁干擾，內(nèi)置除塵系統(tǒng)。高規(guī)格的光學(xué)取景器，視野明亮，畫面覆蓋率100％，放大率0.7倍，快門葉片用新材料碳纖維和kelver的混合物，質(zhì)優(yōu)耐久，壽命達(dá)30萬次。快門檢測器確保其精度，反光鏡平衡器，減小震動。D3X所有按鈕及轉(zhuǎn)盤大小都恰大好處，功能清晰，符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)，操作簡便舒適。3英寸92萬像素(VGA)亮度可調(diào)的彩色LCD液晶屏，外置鋼化玻璃。兩張顯示模式，光度自動改變顯示字符的顏色，菜單寬廣清晰。電子水平儀使機(jī)身保持水平狀態(tài)，此外還有即時取景模式、三腳架模式、手持模式、多重曝光，影像區(qū)域選項(xiàng)及內(nèi)置影像修飾功能。

外型尺寸：159.5×157×87.5-1，機(jī)身重量1120g。

缺點(diǎn)：價格偏高。

點(diǎn)評：索尼a900解像度很高，色彩明艷度和純澈度方面表現(xiàn)較好；佳能EOS 5DMarkⅡ還原細(xì)節(jié)好，畫質(zhì)細(xì)膩，易操作，成像風(fēng)格上層次豐富，但輪廓銳度不足，其全高清短片功能還是有很大競爭力的。尼康D3X色彩還原、銳度、白平衡、控噪降噪方面優(yōu)勢明顯。索尼、尼康色彩偏暖，而佳能則更加中立。選擇哪個品牌，根據(jù)自己對成像風(fēng)格的喜好而確定。性價比高是主要的，價格是硬道理。索尼是全球最大的核心感光元件供應(yīng)商，全畫幅CMOS圖像傳感器研發(fā)成本很高，只要大量生產(chǎn)，成本迅速下降，全畫幅DLSR就會降至萬元以內(nèi)和2萬元左右的合理價位，一花獨(dú)放不是春，萬紫千紅才是春，賓得、奧林巴斯、富士都具備生產(chǎn)全畫幅DLSR的能力，2009年將是全畫幅數(shù)碼單反快速發(fā)展和普及的春天。

SRS為手機(jī)提供音頻及語音解決方案

環(huán)繞立體聲、音頻和語音技術(shù)行業(yè)的領(lǐng)軍者SRS實(shí)驗(yàn)室日前宣布，已成功為手機(jī)市場提供了多種全新的音頻、環(huán)繞聲及語音解決方案，植入于領(lǐng)先的多媒體應(yīng)用處理器和基帶芯片組上。其中包括德州儀器的OMAP2xxx和3xxx處理器，Telechips的多媒體應(yīng)用處理器及部分高通Qualcomm MSM基帶芯片組。此外，SRS還為Windows Mobile。WINCE及Linux操作系統(tǒng)研發(fā)了專門的移動解決方案，以迎合不斷增長的手機(jī)和電腦的融合(被稱為“MDs”)趨勢及基于Linux的設(shè)備上開放操作系統(tǒng)的開發(fā)。

秉承SRS WOW在手機(jī)上5年多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，SRS將其新的TruMedia娛樂套件、下一代音頻增強(qiáng)技術(shù)WOW HD、移動設(shè)備上領(lǐng)先的環(huán)繞聲耳機(jī)技術(shù)CS Headphone、以及增強(qiáng)近端語音和提升嘈雜環(huán)境中通話清晰度的VIP+等解決方案擴(kuò)充到了當(dāng)今領(lǐng)先的移動芯片中?，F(xiàn)在，擴(kuò)展的芯片組覆蓋包括了ARM9、高通、德州儀器的OMAP 2xxx和3xxx以及為Windows Mobile、WindowsCE和基于Linux的操作系統(tǒng)所專門設(shè)計(jì)的解決方案和為移動配件設(shè)計(jì)的PureSpeeehCSR藍(lán)牙芯片。因此，SRS可隨時高效地將其尖端的解決方案配備于手機(jī)、藍(lán)牙配件及MIDs上。

第6篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：移動可視設(shè)備；有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管顯示；有源矩陣液晶顯示

中圖分類號：TN141文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

An OEM's Perspective on the Impact of New Display

Technologies on Mobile Display Devices

Mike Neilio

（Nokia Mobile Phones, CA 92131,USA）

Abstract: Which, if any, emerging display technology is ready to unseat AMLCD technology as the dominant force in mobile devices？The answer lies in which one can best address issues such as thickness and power management.

Keywords: mobile display device；AMOLED；AMLCD

過去10年間，有源矩陣液晶顯示（AMLCD）技術(shù)被認(rèn)為是顯示技術(shù)的中堅(jiān)，并成為衡量其他顯示技術(shù)的基準(zhǔn)。AMLCD顯示技術(shù)在過去的10年中極大地提高了許多產(chǎn)品的顯示器件性能，如電腦、電視顯示器及移動可視設(shè)備（包括MP3、數(shù)碼相機(jī)、便攜導(dǎo)航及手機(jī)）。作為新的產(chǎn)品，其顯示部分理所當(dāng)然要求有較高的分辨率、更快的響應(yīng)時間以及更具競爭力的價格。所有這一巨大市場的需求推動了液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，超扭曲（CSTN）液晶顯示器今天已經(jīng)成為很多新產(chǎn)品的主要選擇。

目前移動設(shè)備制造商們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)競爭日益激烈。顯示屏作為最具特征的部件，其顯示面積以及顯示效果對其產(chǎn)品有著最直接的影響，在這樣的激勵下，新的顯示技術(shù)不斷發(fā)展并嶄露頭角。這些顯示技術(shù)包括有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管（AMOLED）顯示器、微電機(jī)系統(tǒng)（MEMS）顯示器、電子紙（e-paper）顯示器和其它雙穩(wěn)顯示器（如電泳顯示器），這一類技術(shù)有很多尚未命名。很多新技術(shù)都宣稱已經(jīng)超越了AMLCD技術(shù)，就像原AMLCD技術(shù)宣稱超越了它前期的技術(shù)一樣。表征顯示技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志在于其技術(shù)參數(shù)，如視角、對比度、響應(yīng)時間、色彩飽和度和顯示亮度，這些量化的指標(biāo)顯示出它們的提高和進(jìn)步。

新技術(shù)定位于將來顯示技術(shù)的主流，但是事實(shí)上它們能做到嗎？

時間證明，AMLCD技術(shù)是不會不經(jīng)過任何斗爭就退出顯示技術(shù)這個舞臺的。隨著光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，由無定型硅到低溫多晶硅的發(fā)展為AMLCD技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支持，使其仍舊對那些希望取代它成為主流的新顯示技術(shù)保持一定的優(yōu)勢。與另一項(xiàng)被視為最有可能取代AMLCD的新技術(shù)AMOLED相比，AMLCD技術(shù)的優(yōu)勢正在不斷減弱。當(dāng)然，如果AMLCD的性能與新技術(shù)一起不斷改善，那么它仍將具有相當(dāng)?shù)母偁幜Α?/p>

作為生產(chǎn)移動顯示設(shè)備的廠商會在以下幾個方面考慮評估新的顯示技術(shù)：

1工業(yè)設(shè)計(jì)

工業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)備制造商們通常區(qū)別商品等級的主要方法。它需要工業(yè)設(shè)計(jì)工程師去設(shè)計(jì)性能更穩(wěn)定、可用性更高的產(chǎn)品，以及更具有競爭性的包裝。另外一個關(guān)鍵的參數(shù)是最終產(chǎn)品的尺寸。以手機(jī)為例，顯示屏是手機(jī)的關(guān)鍵部件，無論是折疊的、直板的還是滑蓋的手機(jī)，顯示屏的大小直接影響到手機(jī)的大小，特別對于折疊手機(jī)來說，屏的厚度對手機(jī)的厚度影響最為明顯。

從工業(yè)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)來看，產(chǎn)品厚度的要求僅次于產(chǎn)品的面積。顯示器的厚度總是存在一個臨界值（如圖1）。生產(chǎn)商為了滿足工業(yè)設(shè)計(jì)以及市場對厚度的需求，盡量降低顯示屏基板玻璃的厚度，使用更加緊湊的背光照明系統(tǒng)。AMOLED顯示器作為自發(fā)光顯示器，不需要背光照明，因此它能極大地降低顯示屏的厚度。如果使用和AMLCD相同厚度的基板玻璃，那么AMOLED最終成型產(chǎn)品將比AMLCD薄0.5mm。MEMS顯示器同樣能在厚度方面取得優(yōu)勢，因?yàn)樗恍栌脝蚊娴牟ＡЩ?，而且不需要背光源，這使得MEMS顯示器也將成為超薄顯示器的一種選擇。

2顯示效果

作為生產(chǎn)廠商，另外一個考慮重點(diǎn)是顯示器在不同環(huán)境亮度下的顯示效果。早期AMLCD生產(chǎn)商最先使用了傳導(dǎo)反射型的顯示屏，就是STN屏。傳導(dǎo)反射屏具有傳導(dǎo)和反射兩個特性。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)于背光時，環(huán)境光就會被反射，從而增強(qiáng)了顯示效果。這種屏幕應(yīng)用在明亮的陽光下最為適合。如果STN屏除去反射光，就會變得十分暗淡，在強(qiáng)烈的環(huán)境光里變得幾乎不可見。高效明亮發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的出現(xiàn)，極大地推動了背光源的發(fā)展，使得具備價格優(yōu)勢的傳導(dǎo)AMLCD能在陽光下獲得很好的視覺效果。對于制造商來說，使用傳導(dǎo)AMLCD要比使用傳導(dǎo)反射屏節(jié)省5％～10%的成本。

除去以上傳導(dǎo)反射屏和傳導(dǎo)屏外，還有第三種類型――純反射屏。在新技術(shù)中，如MEMS、e-paper和其它一些雙穩(wěn)屏都屬于此類。這種屏的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的反射率，在明亮的環(huán)境中有非常好的顯示效果；與傳導(dǎo)屏不同，它不需要背光源（除非在完全黑暗的環(huán)境）；反射屏的對比度、可視角以及色彩飽和度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳導(dǎo)反射屏的反射模式。此外，反射屏可在陽光下提供良好的可讀效果，其最大優(yōu)點(diǎn)是降低了電能耗。

在將來，制造商會根據(jù)不同的用途利用這些新技術(shù)設(shè)計(jì)出超級顯示效果的新產(chǎn)品。

3關(guān)于電源和解決方法

由于電源以及電池容量的提高，制造商在減小移動可視設(shè)備體積的同時，可為設(shè)備附加更多新的特點(diǎn)，包括：①功能的增加，如：觀看多媒體，GPS導(dǎo)航等；②外觀以及操作控制的改進(jìn)，如：使用QWERTY全鍵盤，使用觸摸屏。這些改進(jìn)為所有使用者提供了極大的便利，又不會因此增加電源的預(yù)算或降低使用時間。然而操作控制時間并不是消費(fèi)者最為關(guān)注的，他們往往只注意到了其中一部分，如通話時間。

通話時間最簡單的測量是對待機(jī)消耗以及特定電池在通常情況下的可持續(xù)通話時間的測量。隨著電池容量的增大，設(shè)備制造商們更關(guān)注消費(fèi)者對更薄設(shè)備的需求，而不是單一的通話時間。計(jì)算通話時間時，顯示屏的能量消耗是不被計(jì)算在內(nèi)的。在手機(jī)只用作通話的情況下，能量消耗不是問題，但是現(xiàn)在由于消費(fèi)者會運(yùn)行更多由顯示器完成的任務(wù)，所以增加了對電源的消耗，使得每次充電后的使用時間明顯下降。

使用者和移動設(shè)備制造商都十分關(guān)注這一點(diǎn)，一些使用者要求移動設(shè)備制造商提供移動設(shè)備的大概使用時間（屏幕在顯示時）。因?yàn)槲⑿碗姵厝萘康奶嵘怯邢薜?，所以移動設(shè)備制造商不得不研究一些其他的方法來降低設(shè)備對電量的需求。傳導(dǎo)式AMLCD的發(fā)展，不只是開發(fā)了節(jié)省能源的一種屏幕，同時也是AMLCD發(fā)展所必要的。

有以下幾種技術(shù)可減少背光源能耗：

第一種是環(huán)境光感應(yīng)背光自控法（light-based automatic brightness control ，LABC）。使用這種技術(shù)，背光源的強(qiáng)度隨著外界光的強(qiáng)弱自動優(yōu)化調(diào)節(jié)到最佳可視效果：在陽光直射時，背光源強(qiáng)度將會是最大最明亮的；在室內(nèi)或者低強(qiáng)度自然光中，背光亮度會降低，以減少能耗。目前這種控制電路非常獨(dú)特，價格昂貴。當(dāng)這種技術(shù)被集成到AMLCD后，整機(jī)的成本將會降低，到那時這種技術(shù)的需求將大大增加。

另外一種是屏幕亮度感應(yīng)背光自控法（content-based automatic brightness control， CABC）技術(shù)。與LABC相近，CABC的背光強(qiáng)度控制是根據(jù)屏幕亮度來調(diào)節(jié)的，而不是根據(jù)環(huán)境亮度調(diào)節(jié)。如果顯示的圖像多為視覺不敏感的暗色，背光強(qiáng)度就會提高；而如果顯示的圖像為視覺敏感的亮色調(diào)，不需要很強(qiáng)的亮度，背光強(qiáng)度就會降低，從而能耗就會減少。除此之外，這樣的運(yùn)算調(diào)節(jié)還能將灰度調(diào)節(jié)到最佳視覺效果。

關(guān)于能耗，其它具有競爭力的技術(shù)到底是怎樣的呢？下面在移動設(shè)備的能耗方面，將AMOLED與AMLCD作比較。

AMOLED的優(yōu)勢是能耗與屏幕上的像素的數(shù)目有直接的關(guān)系。如果顯示的圖像有大量的黑色，則相應(yīng)的像素不顯示，這時屏幕將比顯示大量亮色調(diào)圖像的情況省電。據(jù)此，移動設(shè)備制造商優(yōu)化了用戶界面（user interface ，UI），使得屏幕是在黑色的背景上顯示明亮的信息，而不是在明亮的背景上顯示暗色的信息（圖2）。在特定的用戶界面上，AMOLED要比AMLCD更加節(jié)能。

以上LABC、CABC和UI技術(shù)的改進(jìn)對操作時間的增加雖然有效但仍是有限的。不過，消費(fèi)者一旦學(xué)會并適應(yīng)某種用戶模式，他們會降低對于低耗能屏幕選擇的要求。

其它的一些新技術(shù)，如MEMS、e-paper顯示屏和一些雙穩(wěn)顯示屏，能耗非常小，因?yàn)樗鼈兏静恍枰邚?qiáng)度的背光源。另外，有些顯示屏能夠顯示靜態(tài)圖像，一旦圖形顯示，它只需要很少的能量來保持靜態(tài)圖像的顯示狀態(tài)。通過當(dāng)前流行的AMLCD和AMOLED比較，我們可以看出，無背光顯示技術(shù)在降低顯示屏厚度方面是有優(yōu)勢的。

MEMS顯示屏擁有驚人的反射率，其反射率估計(jì)是當(dāng)前流行的傳導(dǎo)反射型AMLCD的10倍。這使得在可移動設(shè)備上放映多媒體內(nèi)容成為可能。傳導(dǎo)反射式AMLCD、傳導(dǎo)式AMLCD以及自發(fā)光的AMLED都由于能耗太高而不能勝任多媒體的播放。接下來的問題是如果不是在明亮的環(huán)境中，而是在黑暗無光的條件下，該怎樣呢？

移動設(shè)備制造商們必須考慮不同的環(huán)境亮度，從明亮的陽光到室內(nèi)光，甚至是完全黑暗。一些新技術(shù)如MEMS、e-paper和一些雙穩(wěn)顯示屏，能在明亮環(huán)境中有出色的表現(xiàn)，但在無光環(huán)境下仍舊是需要輔助光源的。增加特殊的輔助光源系統(tǒng)是對先前提到的降低厚度以及節(jié)省能耗等優(yōu)點(diǎn)的否定。例如，MEMS和e-paper顯示屏需要使用如透明可塑的LED光源作為輔助光源，從而保證亮度均勻一致。由于MEMS具有極高的反射率，所以只需附加一個超輕薄的低能耗、不需要非常高亮度的輔助光源即可。這樣可能會導(dǎo)致顯示屏稍微的后移，但是有時對于使用者而言，看起來會更加舒適。即便如此，不加輔助光源的高反射率顯示屏在某些特定情況下仍舊是非常理想的，如折疊手機(jī)的輔助屏幕。

4總結(jié)

許多顯示屏技術(shù)如AMOLED、MEMS、e-paper（電子紙）和一些雙穩(wěn)顯示屏技術(shù)（如電泳顯示屏）都有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中有些技術(shù)已經(jīng)具有和AMLCD爭奪移動可視設(shè)備市場的潛在能力。沒有一種技術(shù)是完美的，從表1我們可以看出，每一種技術(shù)都存在著自己固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

AMOLED技術(shù)具有優(yōu)越的對比度、極短的響應(yīng)時間和完美的色飽和度，并且與AMLCD相比它能做得更加輕薄，但是它的缺點(diǎn)是成本昂貴。隨著產(chǎn)量以及需求的增加，它的成本將逐漸下降。

MEMS技術(shù)具有優(yōu)異的反射率，多媒體顯示時不需要照明輔助系統(tǒng)，但是顯示真彩的產(chǎn)品仍舊不能達(dá)到大規(guī)模商品化。

E-paper技術(shù)在對比度、強(qiáng)光下顯示和低能耗以及超薄方面具有優(yōu)勢。其缺點(diǎn)是，如果缺少了前置的照明輔助系統(tǒng)，不能在暗處使用；如果附帶了照明輔助系統(tǒng)，那么它的節(jié)能、輕薄優(yōu)勢將不再存在。

雙穩(wěn)顯示技術(shù)（如電泳顯示）提供了足夠的色彩飽和度和極小的響應(yīng)速度，但是與MEMS顯示技術(shù)一樣，仍舊不能完善到可以大規(guī)模商品化的程度。

這些具有節(jié)省能耗等優(yōu)越性的傳導(dǎo)反射、純傳導(dǎo)和純反射類型的顯示技術(shù)已經(jīng)在強(qiáng)烈的沖擊著移動可視設(shè)備在體積、用戶界面以及操作時間等各個方面的設(shè)計(jì)。如今AMLCD技術(shù)已經(jīng)成功地替代了CSTN屏在手機(jī)上的使用。那么以后將有哪幾種技術(shù)來取代AMLCD技術(shù)呢？

時間將給我們答案！在這個過程中，顯示屏的發(fā)展當(dāng)然是越來越輕薄，越來越節(jié)能。設(shè)備制造商總是在尋找增加他們產(chǎn)品的特點(diǎn)的途徑，更加符合消費(fèi)者的需求，設(shè)計(jì)更人性化的操作界面。表1列舉了幾種新技術(shù)產(chǎn)品的特性和獨(dú)特的功能。降低價格將是追求市場的產(chǎn)品所必須滿足的。作為可選擇的顯示技術(shù)，AMOLED技術(shù)平衡的性能已經(jīng)可以取代AMLCD技術(shù)了，所以可以推斷，AMOLED技術(shù)不久一定會超越AMLCD技術(shù)，成為移動顯示設(shè)備市場的新霸主！

第7篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；分布規(guī)律；遙感技術(shù)；南京市

中圖分類號 P468.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）07-72-05

Abstract：The paper analyzed the spectral characteristics of the atmosphere and monitored air quality of Nanjingby remote sensing（RS）.Then， using geographic information technologies （GIS）to generate distribution map of time and spatial of air quality and analyze distribution law of time and spatial and influencing factors.Finally， according to the planning theory，put forward scientific advice for the future urban planning and construction in Nanjing City.

Key words：Air quality；Distribution law；Remote sensing technology；Nanjing City

2013年南京市霧霾天數(shù)為242d，是歷史上霧霾天數(shù)最多的1a，當(dāng)年12月份南京正式出臺了應(yīng)急處置方案，規(guī)定當(dāng)空氣質(zhì)量污染達(dá)到紅色預(yù)警時，中小學(xué)必須停課。在接下來的很多天內(nèi)許多有關(guān)霧霾天氣的報道頻繁地在各大媒體上報道，空氣質(zhì)量問題頓時成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾年來，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)快速提高，南京市空氣質(zhì)量卻越來越差。隨著科技水平的進(jìn)步，衛(wèi)星遙感可以提供廣闊背景上的有關(guān)氣溶膠污染物的區(qū)域分布，在污染監(jiān)測上具有廣闊的前景[1]。本文通過MODIS遙感影像數(shù)據(jù)對南京市空氣質(zhì)量的分布規(guī)律進(jìn)行研究分析，找出南京市空氣質(zhì)量的分布規(guī)律，以期為南京市解決空氣環(huán)境問題，改善人民生活的環(huán)境水平，提高生活質(zhì)量，并在城市規(guī)劃的相關(guān)方面提供可行性的建議。

1 研究現(xiàn)狀

目前很多國內(nèi)學(xué)者都利用美國宇航局（NASA）提供的MODIS影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對氣溶膠的相關(guān)研究，普遍應(yīng)用的算法大都為Kaufman等所建立的暗像元算法。算法利用密集植被在紅波段（0.6～0.68mm）和藍(lán)波段（0.40～0.48mm）低反射率的性質(zhì)，以植被指數(shù)（NDVI）或近紅外波段通道（21mm）反射率將其判別為暗像元來達(dá)到最終反演氣溶膠的目的[2]。劉佳雨等利用經(jīng)典的暗像元算法，對北京地區(qū)的MODIS衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行了氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）反演，并對其空間分布進(jìn)行了分析，為環(huán)境監(jiān)測部門提供了大氣污染治理依據(jù)[3]。宋挺等將MODIS數(shù)據(jù)反演得出的氣溶膠光學(xué)厚度與無錫市區(qū)實(shí)測得到的PM2.5質(zhì)量濃度進(jìn)行相關(guān)性分析，經(jīng)過氣溶膠光學(xué)厚度經(jīng)垂直分布和濕度修正后，兩者相關(guān)性顯著提高，得出氣溶膠光學(xué)厚度可作為PM2.5監(jiān)測的有效補(bǔ)充[4]。李成才等總結(jié)了自己利用MODIS資料進(jìn)行的研究工作，證實(shí)了MODIS遙感手段可獲取氣溶膠分布，其可為區(qū)域環(huán)境大氣污染研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)[5]。王靜等利用MODIS氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品AOT與北京市清華園PM2.5質(zhì)量濃度進(jìn)行比較分析，得出MODIS AOT可以作為監(jiān)測PM2.5分布及傳輸?shù)难a(bǔ)充手段[6]。

在大數(shù)據(jù)背景下，很多環(huán)保部門實(shí)時對外提供空氣質(zhì)量與預(yù)測，對遙感技術(shù)監(jiān)測空氣質(zhì)量提出新要求。目前最為普遍的監(jiān)測空氣質(zhì)量問題的方法是通過儀器測出近地面大氣中所含污染物（CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3等）的濃度，再通過某種算法計(jì)算出空氣質(zhì)量指數(shù)，然后分出不同的污染指數(shù)等級。這種監(jiān)控方法在近地面時呈點(diǎn)狀分布的，對于大范圍的空氣質(zhì)量檢測的誤差比較大，而通過MODIS遙感影像可以分析出一定區(qū)域范圍內(nèi)的空氣質(zhì)量污染的嚴(yán)重程度。本次研究是采用MODIS遙感影像數(shù)據(jù)反演出的氣溶膠厚度和地面監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)相結(jié)合來探索南京市空氣質(zhì)量分布規(guī)律。

2 研究數(shù)據(jù)和方法

2.1 研究區(qū)概況 南京市位于長江下游中部地區(qū)，江蘇省西南部，長江穿城而過，沿江岸線總長近200km。地理坐標(biāo)為北緯31°14′～32°37′，東經(jīng)118°22′～119°14′[7]。南京市平面位置南北長、東西窄，成正南北向；南北直線距離150km，中部東西寬50～70km，南北兩端東西寬約30km。南京屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛。

2.2 研究數(shù)據(jù) 空氣質(zhì)量的好壞是依據(jù)空氣中污染物的濃度的高低來判斷的，在近地面大氣所含的污染物中（CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3等），大家所熟知的PM2.5（直徑小于2.5μm的顆粒物）是形成霧霾的主要污染物。PM2.5能較長時間懸浮于空氣中，它在空氣中含量濃度越高，意味著空氣質(zhì)量污染程度越嚴(yán)重。PM2.5容易富集空氣中的有毒重金屬、酸性氧化物、有機(jī)污染物、細(xì)菌和病毒，且顆粒物的半徑越小，其化學(xué)成分越復(fù)雜，毒性越大[8]。PM2.5的濃度與空氣質(zhì)量有著很大的關(guān)系，因此本次研究利用PM2.5數(shù)據(jù)作為空氣質(zhì)量的評價指標(biāo)。PM2.5的數(shù)據(jù)為2013年全年南京市各監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時該數(shù)據(jù)是南京環(huán)境監(jiān)測中心站公開監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中的監(jiān)測點(diǎn)包括草場門、中華門、瑞金路、玄武湖、山西路、邁皋橋、仙林大學(xué)城、奧體中心、浦口，共計(jì)9個監(jiān)測點(diǎn)。在整個數(shù)據(jù)中有些監(jiān)測點(diǎn)相應(yīng)數(shù)據(jù)空缺，是由于監(jiān)測點(diǎn)儀器損壞引起的，不影響整個研究。

MODIS的全稱為中分辨率成像光譜儀，該儀器每天覆蓋全球一次，具有36個光譜通道，波譜范圍為0.4～14mm，MODIS儀器的地面分辨率分別為250m、500m和1 000m，掃描寬度為2 330km，每1d或每2d可獲得一次全球觀測數(shù)據(jù) [9]。MODIS數(shù)據(jù)選取的是類型為MOD02KM的2013年南京市地區(qū)的MODIS數(shù)據(jù)，其分辨率為1km，MODIS數(shù)據(jù)利用HDF的格式存儲，過境時間為每日地方時上午10：30，跨度范圍為北緯31°14′～32°37′，東經(jīng)118°22′～119°14′。對MODIS數(shù)據(jù)的處理過程中需要南京市的矢量數(shù)據(jù)，更方便地求取南京市各區(qū)的氣溶膠反演均值。在矢量數(shù)據(jù)中包含南京市六合區(qū)、浦口區(qū)、市轄區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、高淳縣和溧水縣8個地區(qū)。

2.3 研究方法

2.3.1 先驗(yàn)?zāi)Ｐ头?gòu)建氣溶膠厚度遙感反演模 Kaufman等的暗像元算法采用的為MODIS數(shù)據(jù)的波段1、3的經(jīng)驗(yàn)性關(guān)系和波段7基本不受氣溶膠影響的性質(zhì)來建立的氣溶膠反演模型。郭廣猛等通過實(shí)地觀測數(shù)據(jù)和MODIS影像數(shù)據(jù)并結(jié)合暗像元算法給出了氣溶膠光學(xué)厚度計(jì)算公式：

f=4.4376×b7+50.5579×b3-24.3317×b1-3.5575 （1）

其中：b7、b3、b1分別為MODIS第7、3、1波段反射率，f為氣溶膠光學(xué)厚度[10]。該模型與暗像元法相比，對城市地區(qū)遙感圖像氣溶膠反演誤差較小，因此本次研究采用先驗(yàn)?zāi)Ｐ头▽δ暇┦蠱ODIS遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行氣溶膠反演，并提取出南京市各區(qū)的氣溶膠反演數(shù)據(jù)。

2.3.2 統(tǒng)計(jì)分析法構(gòu)建氣溶膠厚度與空氣質(zhì)量關(guān)系 利用SPSS19.0軟件對收集到的地面監(jiān)測點(diǎn)PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)預(yù)處理，同時對MODIS遙感影像反演后提取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別篩選，將篩選好后的MODIS反演數(shù)據(jù)和PM2.5數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.3.3 地學(xué)分析法構(gòu)建空氣質(zhì)量分布的空間映射關(guān)系 將MODIS影像經(jīng)過大氣輻射校正、幾何校正和氣溶膠反演后，與相同投影坐標(biāo)系的南京市矢量邊界進(jìn)行掩膜處理，利用ENVI軟件對南京市氣溶膠反演后的數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行密度分割。使用MODIS氣溶膠數(shù)據(jù)和PM2.5的相關(guān)性構(gòu)建出空間映射關(guān)系。

2.3.4 遙感技術(shù)構(gòu)建南京市空氣質(zhì)量分析模型 利用ArcGIS軟件，將南京地區(qū)的地形、PM2.5數(shù)據(jù)、南京市的風(fēng)向、南京地區(qū)建筑物高度和南京各企業(yè)的位置進(jìn)行疊加分析。

3 研究內(nèi)容

3.1 PM2.5數(shù)據(jù)預(yù)處理 PM2.5數(shù)據(jù)為草場門、中華門、瑞金路、玄武湖、山西路、邁皋橋、仙林大學(xué)城、奧體中心、浦口9個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)。將同一個區(qū)內(nèi)的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)取平均值，有一些數(shù)據(jù)由于監(jiān)測點(diǎn)儀器的異常，并未有數(shù)據(jù)，直接當(dāng)做異常處理。數(shù)據(jù)處理完后，有4個區(qū)：浦口區(qū)、棲霞區(qū)、市轄區(qū)、雨花臺區(qū)。

3.2 MODIS影像預(yù)處理 由于MODIS影像已經(jīng)經(jīng)過大氣輻射校正，因此直接運(yùn)用遙感影像處理軟件ENVI中自帶的針對MODIS影像幾何校正的功能（Georeference MODIS功能）對MODIS遙感影像進(jìn)行幾何校正。為了方便控制圖像處理區(qū)域，采用掩膜的方法對圖像進(jìn)行影像裁剪。

3.3 氣溶膠厚度反演 在ENVI軟件中運(yùn)用波段運(yùn)算功能（Band Math），應(yīng)用了適合于城市區(qū)域使用的氣溶膠光學(xué)厚度的反演模型公式（1），將反演出來的氣溶膠厚度數(shù)值做相關(guān)記錄，最后將氣溶膠厚度數(shù)據(jù)與收集的南京市PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

3.4 氣溶膠厚度與空氣質(zhì)量分析 將PM2.5數(shù)據(jù)空缺的所對應(yīng)的氣溶膠數(shù)據(jù)排除，將部分預(yù)處理篩選好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)結(jié)果如圖2。由圖2可知：在理想狀態(tài)下，PM2.5數(shù)據(jù)與MODIS反演的氣溶膠數(shù)據(jù)是有相關(guān)性的，并且相關(guān)性比較大，PM2.5數(shù)值越大所對應(yīng)的氣溶膠的值越大。從所做的MODIS數(shù)據(jù)反演氣溶膠數(shù)據(jù)和PM2.5數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析可以看出，氣溶膠的反演結(jié)果和地面監(jiān)測的PM2.5數(shù)據(jù)有一定的相關(guān)性。在之后的根據(jù)氣溶膠的厚度值計(jì)算出南京市空氣質(zhì)量分布圖應(yīng)用了相關(guān)性最好的計(jì)算模型：y=24.495x-0.7227，原因是數(shù)據(jù)點(diǎn)較多，與其他模型相比更優(yōu)越。但受到MODIS遙感影像數(shù)據(jù)中云層厚度、近地面風(fēng)向和南京地區(qū)地形等因素的影響，所做出的處理結(jié)果有一定的誤差。

3.5 南京市空氣質(zhì)量分布 通過將MODIS反演后的圖像先掩膜裁剪然后經(jīng)過波段運(yùn)算將氣溶膠厚度轉(zhuǎn)變?yōu)镻M2.5濃度。通過ENVI自帶的密度分割（Density Slice）功能操作后可得到南京市某一天的PM2.5濃度空間分布圖，如圖3。從圖3可以看出：當(dāng)天南京市空氣質(zhì)量相當(dāng)嚴(yán)重區(qū)域?yàn)槭休爡^(qū)、浦口區(qū)、六合區(qū)南片區(qū)、棲霞區(qū)西片區(qū)。該圖為南京市2013年當(dāng)中的某一天，當(dāng)天南京市上空無云時拍攝的。圖中最下方為高淳區(qū)，此時的圖中高淳區(qū)是被云覆蓋，云對反演的結(jié)果影響較大。

將遙感數(shù)據(jù)反演后的圖與南京市的地形圖進(jìn)行對比，影響南京市PM2.5濃度分布的因素主要有以下幾個方面：

3.5.1 工業(yè)區(qū) 從圖3可以很明顯的看出，南京市內(nèi)有2塊地區(qū)的PM2.5的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，一塊位于南京城區(qū)的北方，另一塊位于南京城區(qū)的東北方。而這2塊地區(qū)則分別是六合浦口的工業(yè)區(qū)，棲霞工業(yè)區(qū)的所在地。工業(yè)區(qū)的生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，所以當(dāng)?shù)氐腜M2.5的濃度也比其他地區(qū)高，空氣質(zhì)量也相對較差。

3.5.2 水體 在南京市PM2.5濃度分布圖中，在南京的中間部分，有一條帶狀區(qū)域，PM2.5的濃度明顯小于周圍兩側(cè)區(qū)域。而這帶狀區(qū)域，就是長江。長江區(qū)域的PM2.5濃度之所以小于周圍地區(qū)，一方面是由于長江及長江兩側(cè)一定范圍內(nèi)沒有大型的工廠，污染物的排放相對較??；另一方面是因?yàn)樗w的蒸騰作用在一定程度上降低了PM2.5的濃度，使得長江及長江兩岸區(qū)的空氣質(zhì)量優(yōu)于其他地區(qū)。

3.5.3 山體 山體對于南京市PM2.5濃度分布的影響，主要通過與風(fēng)向結(jié)合，共同影響。南京地區(qū)山體對空氣質(zhì)量影響明顯的主要有2個地區(qū)，鐘山和將軍山。本次研究所選擇的是1月份的某天，風(fēng)向?yàn)槲鞅狈帧ｋm然將軍山的西北側(cè)空氣質(zhì)量并不好，但是在將軍山的東南方向的空氣質(zhì)量好于其附近區(qū)域，而鐘山相對于將軍山的占地面積更大，山體更高，因此，對于南京市PM2.5濃度的分布狀況的影響更加明顯。

3.5.4 城區(qū) 在空氣質(zhì)量差的市轄區(qū)內(nèi)，由于交通工具的使用量大，排放出的污染氣體導(dǎo)致空氣質(zhì)量相當(dāng)嚴(yán)重，同時市轄區(qū)內(nèi)高樓聳立可以分析出空氣的流通不暢通，導(dǎo)致氣體污染物不易流通從而長期停留在城區(qū)內(nèi)。

3.6 提高南京市空氣質(zhì)量建議 為了保護(hù)空氣質(zhì)量良好，在空氣質(zhì)量治理過程中相關(guān)部門要加強(qiáng)合作，嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)的相關(guān)法律法規(guī)，加強(qiáng)工作和執(zhí)法力度，整治超標(biāo)污染企業(yè)，為改善空氣質(zhì)量作出貢獻(xiàn)。在城市規(guī)劃中，要注意研究城區(qū)上升氣流到郊區(qū)下沉的距離，將污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)布局在下沉距離之外，避免這些工廠排出的污染物從近地面流向城區(qū)，引起相互污染[11]。在城區(qū)中嚴(yán)格限制大樓高度，合理規(guī)劃布局城市整體建筑風(fēng)格，以加快城區(qū)內(nèi)空氣的流通。城市中合理布局綠化用地和水域，快速降低城市污染物含量。加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，全面實(shí)施布局調(diào)整，引導(dǎo)大型企業(yè)相對集中，促進(jìn)生產(chǎn)要素集聚，促進(jìn)資源的高效配置和污染的集中處理[12]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化也加快了進(jìn)程，私家車的增多，尾氣的排放也成為了導(dǎo)致空氣質(zhì)量差的一個重要的原因。因此，需加強(qiáng)對機(jī)動車數(shù)量的控制，適時出臺機(jī)動車限購限行相關(guān)措施。

4 結(jié)論與討論

遙感技術(shù)和GIS手段在城鄉(xiāng)規(guī)劃中可以相結(jié)合，分析城市發(fā)展空間、用地類型和人口分布特點(diǎn)等，合理布局城市的各功能分區(qū)，規(guī)劃出適合城市發(fā)展的方向。利用遙感技術(shù)分析空氣質(zhì)量在城鄉(xiāng)規(guī)劃中將得到重要體現(xiàn)，對適合居民居住的用地和工業(yè)用地的選址有著引導(dǎo)性作用。

本次研究通過先驗(yàn)?zāi)Ｐ头囱莩鯩ODIS影像數(shù)據(jù)的氣溶膠，反演精度不高。在氣溶膠數(shù)據(jù)反演PM2.5濃度數(shù)據(jù)時采用的是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所得的模型，存在較大誤差。模型的誤差和MODIS影像中大量厚云的遮擋導(dǎo)致反演結(jié)果不夠準(zhǔn)確。遙感的手段為研究空氣質(zhì)量的分布規(guī)律提供了可能，空氣質(zhì)量的不定向性和人為性使得研究手段還不夠成熟，還沒有達(dá)到預(yù)期的程度，但從宏觀的角度來研究分析空氣質(zhì)量可以彌補(bǔ)地面監(jiān)測點(diǎn)密度上的不足。

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第8篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：高校檔案；實(shí)體分類；《高等學(xué)校檔案實(shí)體分類法》

《高等學(xué)校檔案實(shí)體分類法》（以下簡稱《分類法》）由國家教委1993年底以教辦[1993]429號文件正式頒布實(shí)施，至今已有20年的歷史。在20年的使用過程中，《分類法》為“高校檔案工作者掌握高校檔案的形成規(guī)律，明確管理范圍，進(jìn)行科學(xué)管理，提供了指針”。[1]但是，隨著高校檔案工作外部環(huán)境的不斷變化、新的法規(guī)制度的出臺和修訂，以及高校檔案工作內(nèi)容的發(fā)展，《分類法》的修改已經(jīng)成為勢所必然。本文擬從高校檔案工作的實(shí)際，嘗試提出《分類法》的具體修改意見。

1 穩(wěn)中求變，以穩(wěn)為主的修改思路

求變求改已經(jīng)成為高校檔案實(shí)體分類工作的迫切要求，這一點(diǎn)為高校檔案實(shí)踐工作者所共識。在具體的修改思路上，筆者以為《分類法》的修改不宜大刀闊斧，更不能推倒重來，而只能在原有分類法的基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)性修繕，同時注重未來高校檔案工作的發(fā)展趨勢，具備一定的前瞻性。

在檔案的管理上，需要“充分尊重和利用原有的整理結(jié)果”，“在某些局部明顯不合理、不可用，可在原基礎(chǔ)框架內(nèi)進(jìn)行局部調(diào)整”。[2]已有的工作實(shí)踐表明，《分類法》所存在的問題集中于一些局部結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行修改、刪減和增加，并不涉及《分類法》的全部。如果《分類法》進(jìn)行徹底的改變，將影響檔案分類方案和檔號編制體系的前后對應(yīng)，讓館藏檔案的整理缺乏連續(xù)性和系統(tǒng)性。

《分類法》的出臺，結(jié)束了之前高校檔案實(shí)體分類方案各自為政的局面，形成了較為統(tǒng)一的檔案分類體系和檔號編制模式，這也為高校之間的業(yè)務(wù)交流提供了統(tǒng)一的平臺。作為高校檔案工作最根本的法規(guī)制度，新的《高等學(xué)校檔案管理辦法》也基本延續(xù)了《分類法》的分類體系。因此，《分類法》“可以考慮在維護(hù)原有分類體系和檔號模式相對穩(wěn)定不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行適度調(diào)整和補(bǔ)充”。[3]

2 文書檔案以“組織機(jī)構(gòu)”為主的分類標(biāo)準(zhǔn)

《分類法》作為一部檔案實(shí)體分類法，并沒有單純地按照慣例采用來源原則作為分類標(biāo)準(zhǔn)，而“是想融組織機(jī)構(gòu)分類法與問題分類法、實(shí)體分類法與信息分類法為一體”。[4]分類標(biāo)準(zhǔn)的雜糅，“容易形成同一類檔案按‘組織機(jī)構(gòu)’和按‘問題’分類并存的混亂局面”。[5]

基于穩(wěn)中求變的修改思路，《分類法》在分類標(biāo)準(zhǔn)上要尊重已有的分類體系成果，注重分類體系的延續(xù)性。在一級類目方面，《分類法》現(xiàn)有的一級類目不宜刪減，對于聲像檔案、實(shí)物檔案、學(xué)生檔案等則應(yīng)從整體上納入《分類法》的一級類目體系之中。

現(xiàn)有的分類體系中，基建、設(shè)備、科研、產(chǎn)品等科技檔案的二級類目以項(xiàng)目或產(chǎn)品為單位進(jìn)行劃分，符合科技檔案的成套性特點(diǎn)，應(yīng)該予以保留和延續(xù)。在文書檔案方面，《分類法》雖然是按照問題標(biāo)準(zhǔn)來劃分，但是每個二級類目的組織機(jī)構(gòu)指向卻相對明確。例如，XZ12表述為“人事”，其內(nèi)容主要來源于人事處和離退休處兩個機(jī)構(gòu)。這為文書檔案按照組織機(jī)構(gòu)分類法來劃分提供了可能，可以利用一個二級類目或三級類目來具體對應(yīng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)部門。這樣分類一方面可以做到歸類清晰，操作簡單；另一方面，也契合了高校推行的部門立卷制度，減少了實(shí)踐中因?yàn)椴煌M織機(jī)構(gòu)公用同一個分類號而造成的工作不便。對于組織機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的合并、撤銷、新增等情況，可以采取就近歸類或微調(diào)分類體系的方式來解決。

3 堅(jiān)持“年度號—分類號—案卷號”的檔號編制模式

《分類法》對檔號模式作出了明確的規(guī)定，即高校檔號由“年度號—分類號—案卷號”構(gòu)成。這種分類體系符合高校檔案工作的實(shí)際，也為絕大多數(shù)高校所采用，為高校檔案工作交流提供了統(tǒng)一的技術(shù)平臺。以“年度”作為一級分類標(biāo)準(zhǔn)來組織館藏，有利于以年度為單位來管理和統(tǒng)計(jì)館藏檔案，符合高校“次年歸檔”的工作慣例。同時，將同一年度所有類別的檔案放置完畢后再排列下一年度的檔案有利于節(jié)省庫房空間，便于查找，不用倒庫，真正實(shí)現(xiàn)排架和檢索的雙向功能。

隨著高校檔案工作的發(fā)展，也出現(xiàn)了“分類號—年度號—案卷號”為主的檔號編制模式。這種“類別”檔號模式，便于對館藏檔案按內(nèi)容進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)不同類別檔案之間的分離。在“年度”檔號模式已經(jīng)廣為使用的現(xiàn)實(shí)狀況下，筆者建議堅(jiān)持沿用。首先，“年度”檔號模式也能夠分庫保存館藏，實(shí)現(xiàn)按內(nèi)容管理，只需對每個庫房放置檔案類別作出明確規(guī)定。其次，“類別”檔號模式無法兼顧多樣的實(shí)踐狀況。對于條件較為簡陋，甚至只有一個庫房的高校而言，“類別”檔號模式容易出現(xiàn)頻繁倒庫等弊端，實(shí)踐效果不及傳統(tǒng)的“年度”檔號模式。

4 法規(guī)制度層面的一致性修改

在《分類法》運(yùn)行的20年里，廢止、修改和新增多部檔案法規(guī)制度，也就出現(xiàn)了《分類法》與有關(guān)法規(guī)制度不相適宜甚至相悖的情況。具體而言，首先表現(xiàn)在《高等學(xué)校檔案管理辦法》將“學(xué)生類”檔案作為一個單獨(dú)大類列入了高校檔案范疇。雖然，“學(xué)生類”檔案的列入引發(fā)了業(yè)界不小的爭議，但是作為《高等學(xué)校檔案管理辦法》的下位法，《分類法》在修改時理應(yīng)將“學(xué)生類”列為單獨(dú)的一級類目加以體現(xiàn)，其具體的分類方法則應(yīng)參照人事檔案的相關(guān)管理辦法。

《機(jī)關(guān)文件材料歸檔范圍和文書檔案保管期限規(guī)定》將保管期限由“三分法”改為“兩分法”，即由“永久、長期和短期”改為“永久和定期”，定期中再實(shí)行標(biāo)時制，分為30年和10年?！斗诸惙ā吩谛薷臅r需要將保管期限部分作相應(yīng)的變更，以符合檔案工作的實(shí)際，在高校起到一種積極的引領(lǐng)作用。

5 “因地制宜”確立特殊檔案的分類體系

《分類法》對特殊檔案涉及較少，且內(nèi)容較為簡略，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)實(shí)工作的發(fā)展，需要給出更為明確的分類指導(dǎo)意見。

聲像檔案方面，《分類法》需要將“聲像載體檔案”的稱謂改為更符合約定俗成的“聲像檔案”。在具體的分類體系上，應(yīng)該依據(jù)承載聲像檔案的不同載體來劃分，只有這樣才能便于排架入庫和組織館藏?！斗诸惙ā分新曄駲n案現(xiàn)有的8個二級類目基本概括了聲像檔案的各種載體形式，符合實(shí)際工作需要，應(yīng)該保持不變。至于其中數(shù)量較多的SX12照片和SX19光盤等檔案，各個高?？梢愿鶕?jù)自身的實(shí)際情況來研制更為細(xì)致的分類體系。

實(shí)物檔案方面，雖然“實(shí)物檔案”這一概念尚未得到學(xué)術(shù)界的統(tǒng)一認(rèn)可，但是在現(xiàn)實(shí)工作中卻已經(jīng)廣為使用，并且是展示高校辦學(xué)歷程的重要實(shí)物性證據(jù)，因此將實(shí)物檔案寫入《分類法》也就順理成章。實(shí)物檔案的分類標(biāo)準(zhǔn)和聲像檔案一樣，主要依據(jù)檔案載體的不同來劃分，以達(dá)到方便組織館藏的目的。高校實(shí)物檔案主要包括印章、題詞、字畫、獎牌、獎狀、錦旗等，內(nèi)容涉及廣泛，其類目設(shè)置在注重實(shí)物檔案載體特性的同時要兼顧各個類別之間檔案數(shù)量的平衡，做到類目設(shè)置富有包容性和穩(wěn)定性。

高校特殊檔案中還存在著一些內(nèi)容特殊的檔案，例如，高校名人檔案、教工業(yè)務(wù)檔案等。與載體特殊檔案在高校基本普及所不同的是，這些內(nèi)容特殊檔案的普及性有限，因此，在《分類法》中應(yīng)該提及并給出原則性的分類方案編制方法，但無需給出詳細(xì)具體的分類體系。鑒于內(nèi)容特殊檔案的特點(diǎn)，以所涉及的自然人或法人為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類較為切合實(shí)際。

6 電子文件分類方案與其實(shí)體檔案一致

《分類法》誕生于20年前，因此，其中并未涉及電子文件的相關(guān)內(nèi)容，而隨著信息技術(shù)和檔案工作實(shí)踐的不斷發(fā)展，對這一問題的思考已不容回避。例如，傳統(tǒng)的光學(xué)照片有紙質(zhì)底片，而數(shù)碼照片時代“底片”已經(jīng)基本演變?yōu)榧堎|(zhì)照片對應(yīng)的電子文件，傳統(tǒng)“底片”基本退出歷史舞臺。

在電子文件真實(shí)性和法律憑證價值問題沒有得到解決之時，高校只能采取紙質(zhì)檔案與電子文件同步歸檔的方法來組織歸檔。電子文件與紙質(zhì)文件共同反映了某個具體的檔案信息，是同一信息的不同表現(xiàn)形式?！峨娮庸臍w檔管理暫行辦法》第17條規(guī)定“歸檔的電子公文，應(yīng)按本單位檔案分類方案進(jìn)行分類、整理”。因此，在進(jìn)行《分類法》修訂時，電子文件不能作為單獨(dú)的一級大類，其分類方法應(yīng)與對應(yīng)的檔案實(shí)體一致。具體而言，某個紙質(zhì)檔案文件與其電子文件應(yīng)該具有相同的檔號，不管這份電子文件是通過掃描、翻拍或系統(tǒng)自動生成等何種方式產(chǎn)生。對于沒有紙質(zhì)檔案相對應(yīng)的電子文件，其分類方法同樣應(yīng)該依據(jù)電子文件的內(nèi)容進(jìn)行歸類，同時賦予相應(yīng)檔號。

*本文系浙江省教育廳項(xiàng)目（編號：Y201329313）和浙江師范大學(xué)項(xiàng)目（編號：JYGL201225）的研究成果之一。

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第9篇：光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 偏光片；偏振光學(xué)；原理；制造；檢驗(yàn)

中圖分類號：TN949.199 　 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

A Course of Polarizer Knowledge

Part Six The Technology Development and Market State of Polarizer

FAN Zhi-xin

(Shenzhen Sunnypol Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518106, China; Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

Abstract: This paper summarize the polarizer knowledge in detailed, include about of the invention and application of polarizer, the basic of polarization optics, the principle of polarizing devices, the structure and manufacture of polarizer, the properties and examination of polarizer, and the technology development and market state of polarizer. It have a common direct sense for new recruits in polarizer industry and a refer value for polarizer research workers.

Keywords: polarizer; polarization optics; principle; manufacture; examination

1　偏光片制造技術(shù)的發(fā)展

偏光片自1938年發(fā)明以來，工藝原理和材料并無太大改變，在制造流程中染色、延伸、貼合、干燥等仍為主要步驟。近年來為適應(yīng)大型化、車用以及中小尺寸等不同特殊化的需求，衍生出許多技術(shù)，并不斷朝著高亮度化、多功能化及高附加價值等方向發(fā)展。偏光片發(fā)展最基本的目標(biāo)是在維持高偏振度下增加光的透過率，目前而言，偏振度及透過率均已達(dá)到發(fā)展上限，接近理論值，因此低反射成為未來發(fā)展的方向。

1.1　偏光片技術(shù)

傳統(tǒng)的碘素偏光片由多層膜壓制而成，光學(xué)偏振性能優(yōu)良，但耐熱和耐濕熱性能差，厚度不能小于200μm。液晶顯示器正在向集成化和柔性化方向發(fā)展，這要求其組成元器件薄膜化，其中包括偏光片。新型偏光片的研究，特別是耐高溫、耐濕熱性能好的偏光片為研制熱點(diǎn)，在保證偏振度的前提條件下，偏光片薄膜化并與納米技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)引起人們的興趣，美國Optiva公司正在這個方向進(jìn)行研究。偏光片薄膜化將簡化液晶屏的生產(chǎn)工藝，并使液晶屏集成化、薄膜化，進(jìn)一步提高液晶顯示器的穩(wěn)定性和可靠性，降低液晶顯示器的生產(chǎn)成本。由于要滿足LCD顯示器明亮和易識別等要求，偏光片需要盡可能高的透過率、偏振度等性能。為了滿足不同地域、不同氣候條件下器件的使用需要，必須提高偏光片的強(qiáng)度、耐持久性、耐濕和耐高溫性能?？梢灶A(yù)見，未來偏光片正在向輕量化及結(jié)構(gòu)簡單、耐濕熱、耐高溫以及薄膜化等方向發(fā)展。PVA及碘所構(gòu)成的偏光膜長期以來都在偏光組件制造領(lǐng)域占有相當(dāng)大的比例，為目前的主流產(chǎn)品。碘系偏光片生產(chǎn)技術(shù)的主要發(fā)展方向有以下幾個方面。

1.1.1　原材料的性能提升

如PVA膜的均勻性、耐久性、光學(xué)穩(wěn)定性等，日本Kurary公司和日本合成化學(xué)公司近年來都有大量專利涉及這一課題；TAC膜的透濕性和光學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等，日本富士膠卷、柯尼卡是這一領(lǐng)域研究最活躍的成員；其它輔助材料，如PVA膠粘劑、保護(hù)膜、離型膜、壓敏膠等，近年來技術(shù)均有不同程度的提高，其最終目標(biāo)都是從不同角度來提高偏光片的光學(xué)性能和耐久性能。

1.1.2　生產(chǎn)工藝的改良

作為偏光片生產(chǎn)工藝的主流濕法延伸，近年來也有新的進(jìn)展。在PVA膜的澎潤、染色效率的提升、固色及補(bǔ)色方法、干燥方式等方面均與濕法延伸的初期有了很大的變化。特別是延伸方式，采用的多段式延伸已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，而結(jié)合干法延伸的“干、濕法延伸”技術(shù)也有專利報道，雖還沒有應(yīng)用于生產(chǎn)中，但所表現(xiàn)的綜合優(yōu)勢相當(dāng)吸引后來的偏光片生產(chǎn)者。目前，采用上述技術(shù)生產(chǎn)的偏光片，其偏振度及光透過率都相當(dāng)接近理論值（偏振度100%、透過率50%），耐久性能也有明顯提高。幾乎所有偏光片生產(chǎn)廠家對此都投入了大量的力量，并獲得了各自獨(dú)特的核心技術(shù)。

1.1.3　染料系偏光技術(shù)

使用具有高二色性比的染料替代碘生產(chǎn)的偏光片，具有耐高溫、高濕、耐光等特性，特別適合于惡劣環(huán)境下使用，如車載用、室外、投影儀等的LCD 顯示器。但染料系偏光片的光學(xué)性能主要取決于所使用的染料的二色性，以及偏光片制備過程的工藝控制技術(shù)。目前，日本寶萊株式會社開發(fā)了具有高二色性比性能的染料，以及由此染料生產(chǎn)相應(yīng)偏光片的控制技術(shù)，其產(chǎn)品在染料系偏光片領(lǐng)域占壟斷地位。

1.2　偏光片的附加功能

近年來為適應(yīng)液晶顯示的大型化、車載以及中小尺寸等不同用途的要求，特別是要滿足個性化顯示效果的要求，在偏光片的制造過程中，通過選擇特種材料、采用特殊工藝等方法，賦予了偏光片許多新的功能。為了滿足各種需求，需要在原偏光片上貼附許多其它功能膜，這樣就會出現(xiàn)偏光片變厚、透過率下降、工序復(fù)雜、成本上升等問題。因此，現(xiàn)在偏光片的發(fā)展趨勢就是研究多功能膜，即將多種功能集于一身，使偏光片向薄膜化方向發(fā)展。

1.2.1　廣視角功能

所謂廣視角功能，就是要求液晶顯示器在更大的視角范圍內(nèi)可以觀察到畫質(zhì)基本不變的影像，以滿足更多的、視角不同的觀眾。在偏光片上貼合一層光學(xué)補(bǔ)償膜，可以對液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正，從而提高畫面的保真度。補(bǔ)償膜的補(bǔ)償原理，是將各種顯示模式下液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正，簡言之，即是讓液晶分子的雙折射性質(zhì)得到對稱性的補(bǔ)償。若要從其功能目的來區(qū)分，則可略分為單純改變相位的位相差膜、色差補(bǔ)償膜及視角擴(kuò)大膜。補(bǔ)償膜能降低液晶顯示器暗態(tài)時的漏光量，并且在一定視角內(nèi)能大幅提高影像的對比、色度與克服部分灰階反轉(zhuǎn)問題。為了達(dá)到這個目的，人們從兩個方向進(jìn)行了研究：（1）在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過附加幾層光學(xué)補(bǔ)償膜，即扭曲向列型加上光學(xué)補(bǔ)償膜，有人將其稱為補(bǔ)償膜模式；（2）開發(fā)新的液晶驅(qū)動方式，如共面轉(zhuǎn)換開關(guān)（IPS）模式、垂直取向（VA）模式和光學(xué)補(bǔ)償彎曲（OCB）技術(shù)等，其中前二者已經(jīng)實(shí)用化。不管是哪種廣視角技術(shù)，都需要有各種光學(xué)補(bǔ)償膜作配合，以達(dá)到更好的效果。

1.2.2　提高分辨率

為了更好地將畫面真實(shí)再現(xiàn)，防止和避免內(nèi)部或外部雜光的干擾，提高顯示器的分辨率，在偏光片保護(hù)層三醋酸纖維素（TAC）上進(jìn)行有針對性的表面處理，是目前研究的熱門話題。主要的研究方向是防眩光處理、防劃傷處理、抗反射/低反射處理、抗污處理等。

（1）防眩光處理

當(dāng)光線被過度集中時，會使畫面的清晰度下降，同時會使觀看者產(chǎn)生視覺疲勞，即所謂的眩光。通過在偏光片保護(hù)膜材料表面形成細(xì)小的凹凸不平結(jié)構(gòu)，就可以使光線形成散射，避免光線被過度集中。一般的處理方法有將SiO2等無機(jī)微粒子或有機(jī)微粒子等分散到粘合劑中，然后均勻地涂敷到TAC等基材上，或利用噴砂處理或腐蝕處理等使基體材料自身凸凹不平，或在膜表面進(jìn)行壓花處理，以形成精細(xì)的花紋。要實(shí)現(xiàn)抗眩功能，膜的表面粗糙度需在0.5～2μm范圍內(nèi)。若小于這個范圍，就不能滿足抗眩功能；而大于這個范圍時，圖像清晰度反而會下降，且常被外部光線白化。

（2）防劃傷處理

防劃傷處理或稱表面硬化處理，液晶顯示器表面在使用過程中會因?yàn)檎慈净覊m等原因而需要擦拭，目前偏光片保護(hù)膜的表面硬度還比較低，擦拭次數(shù)一多，難免會產(chǎn)生許多擦痕和劃傷，直接影響顯示效果，特別是觸摸式顯示屏，產(chǎn)生劃傷的幾率就更大了。將保護(hù)膜表面涂覆上一層高硬度的高聚物，就可以加強(qiáng)偏光片表面硬度，以防止日常生活中無意的擦傷。一般情況下，偏光片的表面硬度要求為3H，日本富士膠卷開發(fā)了一種由丙烯酸聚合物、氨基甲酸脂聚合物、環(huán)氧聚合物和硅化合物制成的反射膜硬涂層。

（3）抗反射/低反射處理

在光線較強(qiáng)的外界環(huán)境下觀看面板時，由于額外光線的反射會造成人眼所接受的光線過于強(qiáng)烈，影響觀看效果。因此，需將偏光片做處理，以降低反射進(jìn)入人眼的光線強(qiáng)度。防反射有兩種方法，在基片上貼附一層或多層具有一定折射率的膜，利用從膜的上下兩個界面反射回來的光所產(chǎn)生的相位差而發(fā)生相消干涉，或者在基片上貼附一層折射率呈梯度變化的膜，使基片與空氣界面的折射率突變有一個過渡，也可達(dá)到防反射的目的。

（4）抗污處理

抗污處理是要減少膜的表面自由能，從而減小表面張力，使水、油等污漬在表面的粘力減小，使其容易去掉或不粘。在偏光片中一般不會有單獨(dú)的抗污膜，它常常是在其它功能膜的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而賦予的附加功能。

1.3　增亮膜

為增加面板的亮度和節(jié)約能耗，可在偏光片中貼上增亮膜。目前實(shí)際使用的增亮膜為3M公司的DBEF與日東的PCF兩種，此外還有臺灣精邁科技發(fā)明的利用膽固醇液晶的CBEF增亮膜，但是尚未量產(chǎn)。當(dāng)光通過下層偏光片時，有50%的光被吸收而浪費(fèi)掉，而3M公司的DBEF就是將原本被吸收的50%偏振光重復(fù)利用。背光源發(fā)出的光可分解成偏振方向垂直的兩束光線，分別稱為P光和S光，該膜可允許P光通過，而將S光反射回來重復(fù)利用再變成P光和S光，如此反復(fù)循環(huán)可增加亮度至60%。

2　偏光片的市場分析

偏光片制造要求運(yùn)用精密機(jī)械、光學(xué)和化工等技術(shù)，偏光片產(chǎn)業(yè)屬于技術(shù)和資金密集型產(chǎn)業(yè)，因此技術(shù)含量在TFT-LCD面板零組件中也屬要求較高者，加之偏光片工廠的建立需要較大的前期投入，這也在一定程度上造成偏光片較高的進(jìn)入門檻。偏光片產(chǎn)業(yè)最早萌芽于日本，產(chǎn)品多應(yīng)用于如手表和鬧鐘等低檔的TN-LCD型單色顯示器上。1999年5月我國臺灣省第一家偏光板廠商力特光電投產(chǎn)，標(biāo)志著日本廠商獨(dú)占偏光片市場的時代結(jié)束，但力特的技術(shù)依然來源于日本廠商的授權(quán)。而韓國則于2000年開始進(jìn)軍TFT-LCD用偏光片市場，首家廠商LG化學(xué)于2000年3月量產(chǎn)。其后隨著日本TFT-LCD工業(yè)的大發(fā)展，TFT-LCD型偏光片逐漸嶄露頭角。全球TFT-LCD用偏光片市場規(guī)模為數(shù)十億美元，增長率超過20%。由于大尺寸面板市場仍持續(xù)增長，而且電視面板出貨比重提高，預(yù)計(jì)偏光片市場產(chǎn)值將增長至50億美元。

2.1　TFT-LCD面板出貨量總體保持增長態(tài)勢

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中小尺寸顯示器面板出貨量近年來增長率為8%，達(dá)30億片左右，盈收成長15%，達(dá)256億美元。TFT面板占整個中小尺寸面板近60%的盈收，約154億美元，其余部分則為TN、STN與OLED面板。但受全球經(jīng)濟(jì)增長放緩影響，現(xiàn)階段液晶顯示器生產(chǎn)行業(yè)和市場形勢比較嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球大尺寸面板出貨量累計(jì)達(dá)5億片水平，年增長率11%，其中筆記本電腦（NB）面板出貨量年增長22%，LCD TV年增長20%。強(qiáng)勁的出貨增長主要源于下游廠商對市場普遍持樂觀看法，因此積極買入面板以備市場需求。

2.2　TFT-LCD面板價格及未來趨勢分析

作為液晶顯示器件的核心部件，液晶面板的價值占整個顯示器件價值的65%左右，因此，液晶面板價格的走向也成為行業(yè)景氣的風(fēng)向標(biāo)。當(dāng)液晶面板價格平穩(wěn)并保持微漲，則液晶產(chǎn)業(yè)處于景氣循環(huán)上升。液晶電視面板的價格已趨于平穩(wěn)，面板價格已接近面板廠的現(xiàn)金成本線。當(dāng)市場上面板售價低于總成本時，表示面板廠正朝向虧損的方向邁進(jìn)，未來的面板售價降幅將會非常有限。

2.3　偏光片價格及未來趨勢分析

偏光片價格主要受供求關(guān)系和原材料價格影響，雖然現(xiàn)在受終端消費(fèi)疲軟、面板價格暴跌的影響，各尺寸偏光片價格有所下降，但平均降幅僅為4%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于面板40%的降幅。因此，偏光片作為液晶面板中技術(shù)含量較高的核心原材料，受上游材料控制的影響，產(chǎn)品價格比較穩(wěn)定，隨著面板價格的企穩(wěn)，而逐漸趨于平穩(wěn)并成上升態(tài)勢。

3　偏光片的行業(yè)現(xiàn)狀

3.1　國家產(chǎn)業(yè)政策

信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)明確表示，中國將通過加強(qiáng)投資政策和技術(shù)政策的支持促進(jìn)平板顯示（FPD）產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，引導(dǎo)國內(nèi)外企業(yè)和投資公司將更多的資金和資源投入到國內(nèi)FPD產(chǎn)業(yè)的建設(shè)中，逐步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，國家財(cái)政部與國家稅務(wù)總局于2005年3月聯(lián)合了《關(guān)于扶持薄膜晶體管顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展稅收優(yōu)惠政策的通知》（財(cái)稅[2005]15號），這表明我國已將產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)定于大力扶持TFT-LCD產(chǎn)業(yè)。另外，中國電子信息振興計(jì)劃中，政府出資100億美元推進(jìn)液晶制造商的產(chǎn)業(yè)升級。同時，在國家發(fā)展與改革委員會、科學(xué)技術(shù)部、商務(wù)部、國家知識產(chǎn)權(quán)局2007年第6號令《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南（2007年度）》中，已明確了偏光片項(xiàng)目屬于信息類第16項(xiàng)的配套產(chǎn)品，是面板上游六大關(guān)鍵零組件材料之一。在國家發(fā)展改革委辦公廳最新的文件——發(fā)改辦高技[2009]299號《關(guān)于組織實(shí)施彩電產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)有關(guān)問題的通知》中的“（三）平板顯示關(guān)鍵配套件及材料”部分，將偏光片列入了“六至八代TFT-LCD液晶面板配套件及材料：混合液晶材料、光學(xué)薄膜、玻璃基板、彩色濾光片、高精度光刻掩膜版及其基材、感光性電極漿料、平板顯示用化學(xué)品、驅(qū)動IC、新型背光源、靶材等”中的光學(xué)薄膜類。

綜上所述，偏光片項(xiàng)目符合國家光電產(chǎn)業(yè)政策，屬于鼓勵和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。按照深圳市政府的規(guī)劃，深圳將圍繞液晶屏生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，鞏固和發(fā)展深圳作為彩電和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)基地的地位，整合、帶動顯示器件上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，聚集起包括器件、電視機(jī)、控制芯片等產(chǎn)業(yè)群。平板顯示產(chǎn)業(yè)是深圳市重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一，也是國家及廣東省大力支持鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。2005年以來深圳市政府工作報告中均把發(fā)展包括平板顯示產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的高新技術(shù)項(xiàng)目作為今后工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，同時，正在制定的深圳“十二五戰(zhàn)略規(guī)劃”和“十二五科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”等重要發(fā)展戰(zhàn)略中均將該產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)扶持發(fā)展對象。偏光片作為平板顯示的上游產(chǎn)品，是平板顯示產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，大力發(fā)展偏光片產(chǎn)業(yè)有助于完善深圳市液晶顯示產(chǎn)業(yè)鏈，將有力配合深圳市打造亞洲平板顯示重鎮(zhèn)。所以，大力發(fā)展偏光片產(chǎn)業(yè)符合國家和深圳市的產(chǎn)業(yè)政策，可以獲得政府政策的大力支持。從平板顯示產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位與作用來看，其巨大的產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用市場將成為繼半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)之后全球第三個經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，筆記本電腦、顯示器和液晶電視是目前TFT-LCD發(fā)展的主流產(chǎn)品。中國大陸各偏光片生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)僅能生產(chǎn)TN-LCD和少量STN-LCD用偏光片產(chǎn)品，難以滿足LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。偏光片生產(chǎn)企業(yè)必須增加產(chǎn)品品種，生產(chǎn)出各類高端的TFT-LCD用偏光片，這將會大大提高企業(yè)持續(xù)發(fā)展的能力。目前，偏光片（特別是TFT-LCD型偏光片）的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，更因?yàn)樵诖舜尾叭虻慕鹑谖C(jī)沖擊下，偏光片生產(chǎn)及市場發(fā)生了明顯的變化，相關(guān)的核心技術(shù)隨著人員的流動而逐步對外擴(kuò)散，對核心技術(shù)的壟斷與封鎖局面正在被打破。中國的偏光片行業(yè)正是要抓住這個時機(jī)，吸納這些人才，獲取核心技術(shù)，迅速成長和壯大，在偏光片行業(yè)這個新的世界市場格局中搶占自己的領(lǐng)地。有國家相關(guān)優(yōu)惠政策的大力支持，有地方政府相關(guān)配套政策的大力扶持，有良好的市場及外部環(huán)境的機(jī)遇，加上我們自身艱苦創(chuàng)業(yè)的傳統(tǒng)，中國偏光片行業(yè)已經(jīng)迎來了騰飛的春天。

3.2　偏光片產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

3.2.1　TFT-LCD產(chǎn)業(yè)

影響TFT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為關(guān)鍵的是液晶電視（LCD TV）用面板市場，隨著LCD TV市場的升溫，大型TFT-LCD面板的需求也將逐漸提升，將帶動大尺寸（寬幅）偏光片市場的急劇擴(kuò)大。

平板顯示（flat panel display，F(xiàn)PD）是信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來各種平板顯示器件隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高已進(jìn)入加速發(fā)展時期，其中液晶顯示器市場約占整個平板顯示器市場份額的80%以上，居于絕對優(yōu)勢地位。2002年液晶顯示器的銷售額就已超過陰極射線管顯示器（CRT），成為世界上最大的顯示器產(chǎn)業(yè)，其上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于快速增長期，具有很大的投資價值。液晶顯示器以低耗、重量輕、應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)，已應(yīng)用于電視、電腦顯示器、筆記本電腦、掌上電腦、攝像機(jī)、游戲機(jī)、移動顯示（汽車、飛機(jī)等）、手機(jī)和其它顯示器件等產(chǎn)品，產(chǎn)量和銷量近年來呈不斷上升趨勢。液晶顯示器中占主導(dǎo)地位的是薄膜晶體管液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD），由于具有輕、薄、低輻射、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、液晶電視、電腦顯示器等大尺寸產(chǎn)品方面，而且在新一代移動電話、各類數(shù)字多媒體產(chǎn)品以及特殊專業(yè)應(yīng)用等眾多領(lǐng)域也獲得廣泛應(yīng)用。目前，TFT-LCD已成為當(dāng)今新型薄型顯示技術(shù)的主流發(fā)展方向，也是未來20年內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)增長的核心動力。

TFT-LCD產(chǎn)業(yè)涉及半導(dǎo)體、光學(xué)、微電子、高分子材料、精密機(jī)械、化工等眾多高科技領(lǐng)域，上下游所需技術(shù)層面廣泛，產(chǎn)品技術(shù)和工藝水平要求相對較高，產(chǎn)業(yè)鏈也相對較長，所以很少有制造商能自行完成從材料到成品的生產(chǎn)，因此，各領(lǐng)域分工明顯。隨著TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，將會帶動玻璃基板、ITO導(dǎo)電玻璃、液晶材料、彩色濾光片、背光源組件、偏光片、驅(qū)動IC等上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時拉動筆記本電腦、臺式顯示器、液晶電視、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、PDA及移動電話等下游產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)不僅對相關(guān)市場有著巨大的拉動力，還將極大地拉動微電子、光電子、材料、裝備等產(chǎn)業(yè)技術(shù)全面升級和進(jìn)步。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)近年來一直是全球的投資熱點(diǎn)，領(lǐng)跑者是日本、韓國和中國臺灣。現(xiàn)在中國大陸已經(jīng)投產(chǎn)了深圳華星光電、南京熊貓、北京京東方等多家大尺寸面板廠，正在徹底解決面板供貨國產(chǎn)化問題。

3.2.2　偏光片產(chǎn)業(yè)

偏光片是液晶面板關(guān)鍵零部件，是目前業(yè)界投資最為熱門的行業(yè)之一，其成本約占面板原材料制造成本的7%左右。由于目前偏光片的制造技術(shù)一直被日本、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)所壟斷，大陸生產(chǎn)偏光片的企業(yè)尚少，而且主要產(chǎn)品為TN/STN型產(chǎn)品。目前大陸上馬的LCD生產(chǎn)線多為TFT型，相應(yīng)的TFT型偏光片的市場缺口大，大部分產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，極大影響了我國液晶產(chǎn)品的競爭力。因而發(fā)展偏光片項(xiàng)目對完善我國液晶上游產(chǎn)業(yè)鏈，降低產(chǎn)品成本，提高市場競爭力有著重要意義。

目前，偏光片主要生產(chǎn)廠商共有6家，其中日本4家，韓國和臺灣各1家。全球LCD偏光片產(chǎn)能占有率，日東電工為35%，力特光電為20%，住友化學(xué)與LG化學(xué)分別為13%左右，日商三力為8～9%。另外，新興的偏光片廠商如CMEL、Skypolar、Daxon及ACE Digitech等則陸續(xù)在2006年起量產(chǎn)進(jìn)入市場。日東電工在大尺寸（桌面顯示器和液晶電視）中比較強(qiáng)，住友化學(xué)在中小尺寸（車載、手機(jī)）方面有優(yōu)勢。在中國大陸，偏光片的生產(chǎn)廠商已經(jīng)有溫州僑業(yè)、深圳盛波、深圳富鴻電子、深圳三利譜、蘇州達(dá)信等多家公司，但這多數(shù)公司由于生產(chǎn)線及工藝技術(shù)落后，只能生產(chǎn)低檔的TN-LCD型偏光片，不能生產(chǎn)高檔的TFT-LCD偏光片產(chǎn)品。2011年10月，深圳三利譜公司國內(nèi)首條寬幅（1,490mm）TFT-LCD型偏光片生產(chǎn)線投產(chǎn)，打破國內(nèi)沒有高檔偏光片的局面。

垂直整合重要關(guān)鍵零組件已成為面板制造商降低材料成本的最佳策略，為了獲得更低的戰(zhàn)略成本，面板廠采用策略投資進(jìn)軍偏光板市場已成為必然趨勢。如LPL及Samsung分別投資LG Chemical及Ace Digitech，以供應(yīng)自己所需的偏光片，并采取低價策略進(jìn)攻其它國家市場。過去偏光片市場由少數(shù)廠商所寡占，偏光片價格穩(wěn)定，但隨著LCD TV市場興起造成的龐大商機(jī)，為了避免缺貨的危機(jī)以及配合面板廠降價方向，面板廠都開始內(nèi)制偏光片，似乎面板廠投入偏光片制作已是一種趨勢，但其產(chǎn)能相對于偏光片大廠仍相去甚遠(yuǎn)。

偏光片是TFT-LCD面板零部件材料中技術(shù)含量較高的一種，其性能對LCD關(guān)鍵指標(biāo)有著重要影響。偏光片制造過程中運(yùn)用精密機(jī)械、光學(xué)、高分子和化工等多門類技術(shù)，制造難度較大，項(xiàng)目建設(shè)需要較大的前期投入，這也就使得國內(nèi)外偏光片生產(chǎn)廠家不多，中國大陸TFT-LCD用偏光片主要依賴境外進(jìn)口。國內(nèi)液晶材料、ITO玻璃、背光模組、彩色濾光片、偏光片等上游關(guān)鍵零部件的配套能力亟需加強(qiáng)，只有掌握了上游產(chǎn)品的生產(chǎn)，中國大陸平板顯示產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)健康的發(fā)展。

美國次貸危機(jī)從金融行業(yè)開始，波及實(shí)體經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而引發(fā)全球性的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，盡管各國政府紛紛出臺各種措施救市，但2009年以來經(jīng)濟(jì)危機(jī)愈演愈烈，人們對經(jīng)濟(jì)前景十分擔(dān)憂，導(dǎo)致整體市場消費(fèi)能力大幅下降。液晶顯示行業(yè)也受到大環(huán)境影響，相當(dāng)部分液晶面板廠商和偏光片廠商為了順利度過寒冬，實(shí)施降價清理庫存回收現(xiàn)金，短期內(nèi)對市場價格體系造成了巨大沖擊。從供貨商出貨面積來看，日東電工以32.68%的市占率維持市場第一的位置，LG化學(xué)以16.6%的市占率排名第二，排名第三的是住友化學(xué)。

3.2.3　全球TFT-LCD用偏光片與模組生產(chǎn)線的配比情況

截至2008年底，全球共有中小尺寸面板生產(chǎn)線47條，可年產(chǎn)980萬m2。按規(guī)格劃分，1代線1條，2～2.5代線11條，3～3.5代線20條，4～4.5代線15條。按地區(qū)劃分，中國大陸6條，韓國7條，日本16條，中國臺灣18條。截至2008年底，全球共有大尺寸TFT-LCD面板生產(chǎn)線30條，可年產(chǎn)79.36百萬m2。按規(guī)格劃分，5～5.5代線17條，6代線6條，7～7.5代線4條，8～8.5代線3條。按地區(qū)劃分，日本擁有3條大尺寸TFT-LCD面板生產(chǎn)線，中國大陸6條，韓國9條，中國臺灣14條。2008年上半年基于對市場前景的看好，面板制造商提出了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，致使全球TFT-LCD設(shè)備資本支出在2008年創(chuàng)出歷史新高，超過130億美元。但受面板價格快速下跌、低產(chǎn)能利用率及全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷等因素影響，原擬訂的擴(kuò)廠計(jì)劃紛紛推遲。

現(xiàn)階段全球有超過15家偏光片生產(chǎn)商，主要集中在日本、中國臺灣和韓國。中國大陸有5家偏光片生產(chǎn)企業(yè)，主要生產(chǎn)TN和STN型偏光片，其中三利譜公司生產(chǎn)TFT-LCD用偏光片。目前，全球共有偏光片生產(chǎn)線81條，2008年產(chǎn)能4.06億m2。

2007～2008年新建的TFT-LCD用偏光片生產(chǎn)線9條，2007年新增產(chǎn)能3,088萬m2，2008年新增2,732萬m2。目前正在建設(shè)中，計(jì)劃2009～2010年量產(chǎn)的生產(chǎn)線5條，2009年可實(shí)現(xiàn)新增產(chǎn)能5,225萬m2，2010年新增2,525萬m2。由于面板制造商在2008年第三季度開始減產(chǎn)，致使偏光片制造商在2008年下半年開始出現(xiàn)供過于求。相當(dāng)部分偏光片制造商的生產(chǎn)效率2008年第四季度僅為50%。但隨著庫存的逐步消化及時間的推移，需求與供給將逐漸達(dá)到平衡，產(chǎn)能將逐步增長。預(yù)計(jì)偏光片市場供應(yīng)過剩的局面從2009年第二季度開始將會有所好轉(zhuǎn)。

2009年2月，中國電子信息振興計(jì)劃的出臺，政府出資100億美元推進(jìn)液晶制造商的產(chǎn)業(yè)升級，將會加速龍騰光電、上廣電、京東方、華星光電、南京熊貓等面板制造商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，并且隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，消費(fèi)者信心的恢復(fù)，經(jīng)濟(jì)重新進(jìn)入繁榮，面板廠原訂擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，都將加大對偏光片的需求。因此，未來仍將形成偏光片供不應(yīng)求的局面。如以目前中國擁有CRT電視機(jī)4.2億臺，在2015年之前全部換成平板電視機(jī)（《2008～2009年中國平板電視消費(fèi)白皮書》），其中75%更換為TFT-LCD，平均30英寸液晶電視機(jī)為例，通過計(jì)算，如果全部采用國產(chǎn)偏光片，僅此一項(xiàng)就需要1,330mm幅寬的偏光片生產(chǎn)線9.2條。如果綜合考慮偏光片所涉及的各個領(lǐng)域，保守估計(jì)中國大陸偏光片設(shè)備需求量12～15臺（1,330mm幅寬）。

4　偏光片行業(yè)的產(chǎn)學(xué)研

偏光片生產(chǎn)技術(shù)是集高分子材料技術(shù)、微電子技術(shù)、光電技術(shù)、薄膜技術(shù)、高純技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等多種應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。當(dāng)前，國內(nèi)偏光片與國際先進(jìn)水平比較，存在產(chǎn)能小、品質(zhì)不穩(wěn)定、技術(shù)更新較慢、產(chǎn)品檔次較低、一般只能做中低端的扭曲向列和STN產(chǎn)品，以及利潤較低等現(xiàn)實(shí)問題。另外，所有偏光片生產(chǎn)所需的原材料基本上都依賴日本進(jìn)口。

根據(jù)國內(nèi)外偏光片產(chǎn)業(yè)與研究的現(xiàn)狀，進(jìn)行偏光片研究，應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面：（1）偏光片行業(yè)在國際上是一個相當(dāng)閉塞和技術(shù)封鎖的行業(yè)，如一切都從頭開始，則研究周期較長，并且難以切中技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿。因此，在開始研究之前，一定要做好充分的調(diào)研工作，以避免低層次重復(fù)研發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)糾紛。（2）偏光片研發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)在于原材料的制備，這也是日本企業(yè)控制整個產(chǎn)業(yè)的所憑借的重點(diǎn)。因此，需要大力發(fā)展有機(jī)高分子化工合成技術(shù)，研究偏光片用關(guān)鍵材料（如PVA、TAC、PE及各種粘接劑組分等的制備技術(shù)。（3）原偏光片的制備工藝非常成熟，性能提升空間小、難度大。而現(xiàn)在平板顯示器對偏光片的功能要求越來越多，如提高對比度、增加亮度、抗高溫高濕、耐光、吸紫外光、防反射等，根據(jù)使用場合的不同而不同。因此我們可以在吸收消化他人基礎(chǔ)技術(shù)的同時，把重點(diǎn)放在實(shí)現(xiàn)偏光片的附加功能上，并向偏光片的多功能化和薄膜化方向努力。綜上所述，偏光片的制造需要一個復(fù)雜的工藝過程，從聚合物的合成、精制、用流延法制成厚膜、拉伸、染色、固色、干燥、涂內(nèi)保護(hù)膜，到壓敏膠的制造、涂膠、貼合外保護(hù)膜，得到多層結(jié)構(gòu)的偏光片需要十幾道工序。為了確保偏光片的質(zhì)量，國外采用了微機(jī)控制的全自動化連續(xù)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)車間為全封閉式潔凈車間。

偏光片是一種光學(xué)功能膜，它是一種高技術(shù)和高附加值產(chǎn)品。近幾年來，光學(xué)功能膜已發(fā)展成為一種新型產(chǎn)業(yè)，如除了偏光片外還有補(bǔ)償膜增亮膜等，因?yàn)檫@種膜的生產(chǎn)涉及了化學(xué)、光學(xué)、機(jī)械設(shè)備、計(jì)算機(jī)及自動化控制等許多問題。偏光片企業(yè)需要偏振光學(xué)、液晶物理、高分子化工、自動化控制、機(jī)械等專業(yè)的研究生和本科生，年需求研究生數(shù)十人，本科生數(shù)百人。LCD產(chǎn)業(yè)年需求研究生數(shù)百人，本科生數(shù)千人。

現(xiàn)在國內(nèi)很多學(xué)校在辦液晶顯示相關(guān)專業(yè)，除河北工業(yè)大學(xué)之外，陜西科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院十年來為液晶行業(yè)輸送了大量本科生。西安交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京交通大學(xué)、電子科技大學(xué)等學(xué)校都是液晶顯示器公司愿意前往做校園招聘的地方。北京交通大學(xué)和東南大學(xué)都有顯示技術(shù)中心，上海復(fù)旦大學(xué)和上海大學(xué)也都新建立了平板顯示中心，電子科技大學(xué)光電信息學(xué)院、四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院、北京科技大學(xué)材料學(xué)院、北京大學(xué)工學(xué)院、華東理工大學(xué)理學(xué)院物理系，都在培養(yǎng)液晶科學(xué)方向研究生和本科生，但是仍然不能滿足液晶行業(yè)的需求。雖然國內(nèi)高校中有光學(xué)專業(yè)和有機(jī)化學(xué)、工程光學(xué)專業(yè)和高分子化工專業(yè)的不在少數(shù)，但偏光片企業(yè)需要的偏振光學(xué)和高分子化工等專業(yè)培養(yǎng)的高水平人才仍然十分稀缺。這種人才的培養(yǎng)是相關(guān)企業(yè)、研究院所和高校都應(yīng)關(guān)注的問題，通過建立產(chǎn)學(xué)研基地，渴望得到一定程度的解決。

另外，傳統(tǒng)光學(xué)教材和高分子化工教材等對于偏光片的描述都很少，也沒有偏光片方面的專業(yè)教材和專著?，F(xiàn)在國內(nèi)偏光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，從業(yè)人員增多，相關(guān)原理、原材料、工藝技術(shù)、新應(yīng)用等專利層出不窮，有待于偏光片生產(chǎn)和研究一線的專家做出奉獻(xiàn)，編輯出版相應(yīng)的教材，對于偏光片行業(yè)具有很重要的意義。

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