一、納米光電子的相關(guān)概念

納米光電子主要是研究在所有納米結(jié)構(gòu)中各個(gè)電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關(guān)技術(shù)相互結(jié)合共同組成了納米光電子技術(shù)。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅并不具備發(fā)光的基本功能，但是引進(jìn)了納米技術(shù)以后，能夠發(fā)出一種非常耀眼的光，同時(shí)開(kāi)設(shè)了一門(mén)新興的納米光電子。

二、納米光電子技術(shù)的發(fā)展

新時(shí)代的納米電子技術(shù)能夠快速的制作各種單電子存儲(chǔ)，同時(shí)還可以制作一些非常精巧完美的微電子機(jī)械以及電機(jī)械系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代納米技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，集成電路也將成為一種比較先進(jìn)的半導(dǎo)體器件，并成為了未來(lái)發(fā)展的新方向。如今的信息社會(huì)對(duì)于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高，這就導(dǎo)致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會(huì)形勢(shì)下，納米電子以及納米電子光技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為了半導(dǎo)體科學(xué)以及各種工程研究的重要領(lǐng)先技術(shù)。光電子技術(shù)屬于電子技術(shù)以及光電子技術(shù)的結(jié)合體。二十世紀(jì)以后，光電子技術(shù)逐漸發(fā)展，并取得了一定的進(jìn)步。將光電子技術(shù)以及納米技術(shù)巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術(shù)，成為了未來(lái)電子技術(shù)不斷發(fā)展的新領(lǐng)域。如今的二十一世紀(jì)，也為光電子技術(shù)以及納米光電子技術(shù)發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

三、納米光電子各個(gè)器件的具體分類(lèi)

3.1納米光電技術(shù)探測(cè)器

如今的納米光電技術(shù)探測(cè)器主要是利用納米光電子的基本材料進(jìn)而不斷發(fā)展而來(lái)。這種微型的探測(cè)器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成，例如，超高靈敏度紅外探測(cè)器等。

摘要：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，特種設(shè)備的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，特別是在一些醫(yī)院、醫(yī)療設(shè)備制造企業(yè)、冷凍食品制造企業(yè)、?；飞a(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，更是十分常見(jiàn)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于各方面因素的影響，時(shí)常會(huì)發(fā)生特種設(shè)備的使用事故，造成了極大的損失。對(duì)此，將光電信息技術(shù)應(yīng)用在特種設(shè)備當(dāng)中，能夠有效的提升特種設(shè)備的使用性能和使用安全，因此具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：

光電信息技術(shù)；特種設(shè)備；應(yīng)用研究

前言

隨著科技的發(fā)展，光電信息技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，因而在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都得到了良好的應(yīng)用。其中融合了光學(xué)、微電子、紅外遙感、超聲波、光電子等都想技術(shù)，同時(shí)涉及到了光信息的探測(cè)、傳輸、輻射，以及廣電信息的存儲(chǔ)、顯示、轉(zhuǎn)換、處理等方面的內(nèi)容。在特種設(shè)備領(lǐng)域當(dāng)中，光電信息技術(shù)正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，有效的提高了特種設(shè)備的安全性能。

一、特種設(shè)備與光電信息技術(shù)的基本概述

摘要：激光-電弧復(fù)合焊是一種結(jié)合激光焊和電弧焊兩種工藝的一種新型焊接方法。本文從專(zhuān)利文獻(xiàn)的視角對(duì)激光-電弧復(fù)合焊技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了研究，分析了激光-電弧復(fù)合焊的專(zhuān)利申請(qǐng)發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)分支。

激光焊接具有高質(zhì)量、高精度、低熱輸入及良好的柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，但成本高昂，且難以焊接高反射或高導(dǎo)熱金屬，接頭間隙公差要求相對(duì)高，深熔焊中易形成氣孔等缺陷，電弧焊接廣泛用于各種材料連接，便宜易操作，焊接過(guò)程穩(wěn)定，但速度慢，精度低，激光電弧復(fù)合焊接可以利用激光和電弧兩個(gè)特性，來(lái)補(bǔ)償激光焊接和電弧焊接的缺點(diǎn)，激光電弧復(fù)合焊接的原理如圖1所示，在電弧作用下，可以提高工件對(duì)激光的吸收率，使激光能量傳輸效率提高，增加焊接熔深。激光電弧復(fù)合焊接綜合了激光焊接的高精度、高效率、低熱輸入和電弧焊接良好的橋連性，具有“1+1>2”的增殖效果，是一種潛力巨大的焊接方法，成為近年來(lái)焊接領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

1.激光電弧復(fù)合焊接專(zhuān)利發(fā)展趨勢(shì)分析

全球的激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)最早出現(xiàn)在1976年，其后20多年里呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中日本申請(qǐng)量最多，主要申請(qǐng)人為株式會(huì)社大亨、三菱重工業(yè)株式會(huì)社、松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社、新日本制鐵株式會(huì)社。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球?qū)＠暾?qǐng)量呈快速攀升趨勢(shì)，2000-2004年第一次出現(xiàn)發(fā)展高潮。2008年之后，在全面推進(jìn)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的大好環(huán)境下，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量出現(xiàn)了迅猛發(fā)展，且占全球申請(qǐng)總量的比重越來(lái)越重，而此時(shí)也迎來(lái)了全球的激光電弧復(fù)合技術(shù)的第二次發(fā)展高潮，且在2013年左右，中國(guó)和全球?qū)＠暾?qǐng)量都達(dá)到了年申請(qǐng)量的最大值。中國(guó)的早期申請(qǐng)都是國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)，之后高校申請(qǐng)和研究院申請(qǐng)開(kāi)始緩慢增加，其中高校的專(zhuān)利申請(qǐng)量比重最大，其次是公司申請(qǐng)，而公司申請(qǐng)量直到2011年開(kāi)始才有了大幅上漲，并在2013年達(dá)到最大申請(qǐng)量，這從側(cè)面也反映出中國(guó)的激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)是在近幾年內(nèi)才開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段，前期主要還是以理論研究為主。高校申請(qǐng)中，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)的申請(qǐng)量最多，其次是大連理工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)和華中科技大學(xué)；公司申請(qǐng)中，主要有鞍山煜宸科技有限公司、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司、中國(guó)石油天然氣管道局；研究院申請(qǐng)中以機(jī)械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所的申請(qǐng)量最多。而國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)的數(shù)量都比較少。專(zhuān)利申請(qǐng)以發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)為主，一方面是由于激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)主要涉及焊接方法，另一方面也體現(xiàn)了激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)能達(dá)到一定的發(fā)明高度，具備突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?008年之前的授權(quán)率比較高，2008年之后授權(quán)率有所下降，但總授權(quán)率在50%左右。

2.激光電弧復(fù)合焊接專(zhuān)利技術(shù)分支

激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)涉及的內(nèi)容比較多而且雜，主要涉及以下四個(gè)技術(shù)分支：（1）涉及電弧類(lèi)型（如激光-MIG復(fù)合焊、激光-TIG復(fù)合等）；（2）涉及工件性質(zhì)（如工件的材質(zhì)、厚度等）；（3）涉及焊接參數(shù)（如激光與電弧的相對(duì)位置，激光和電弧的參數(shù)等）；（4）焊接裝置（如焊槍的結(jié)構(gòu)等）。下面將對(duì)上述四個(gè)技術(shù)分支進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1電弧類(lèi)型

摘要:本次分析了什么是光電信息技術(shù)，條形碼的識(shí)別原理以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并提出光電信息技術(shù)在條形碼識(shí)別系統(tǒng)中的具體應(yīng)用.

關(guān)鍵詞:光電信息技術(shù);條形碼識(shí)別系統(tǒng)

1引言

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活方式帶來(lái)很大改變，大大提升了生產(chǎn)生活效率和便利性，比如說(shuō)現(xiàn)在常見(jiàn)的條形碼的應(yīng)用，促進(jìn)了對(duì)商品的識(shí)別效率和繳費(fèi)效率。在這個(gè)背景下，光電信息技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛推廣和應(yīng)用。本次就對(duì)光電信息技術(shù)在條形碼識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。

2光電信息技術(shù)概述

光電信息技術(shù)就是有光學(xué)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)等匯總起來(lái)形成的多學(xué)科綜合技術(shù)，主要涉及到光與電子的轉(zhuǎn)換和應(yīng)用。廣義上的光電信息技術(shù)就是在光頻段的微電子技術(shù)，涉及到光信息傳輸、光電子信息儲(chǔ)存、輻射等內(nèi)容。光電子信息技術(shù)的出現(xiàn)，大大促進(jìn)了光與電子信息處理的結(jié)合，具有極大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，響應(yīng)速度快、信息容量龐大、頻寬十分大等，對(duì)于現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展造成極大的推動(dòng)作用，也使得光電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)中的占比越來(lái)越高。基于光電信息技術(shù)的發(fā)展，光電子設(shè)備朝向集成化、經(jīng)濟(jì)化發(fā)展，而且更新?lián)Q代十分快；為現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決提供更多的方案。

3條形碼的識(shí)別原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

摘要：在慣性空間中，采用光電搜跟技術(shù)能夠保持穩(wěn)定探測(cè)視軸，精確跟蹤目標(biāo)。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，雷達(dá)探測(cè)結(jié)果容易受到擾動(dòng)，使系統(tǒng)性能受到影響?；诖耍瑢?duì)人工智能用于改進(jìn)光電搜跟技術(shù)的思路進(jìn)行了探討，對(duì)基于人工智能的光電搜跟系統(tǒng)、智能算法、航跡跟蹤等內(nèi)容展開(kāi)了研究，為關(guān)注這一話(huà)題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：人工智能；光電搜跟技術(shù)；航跡跟蹤；目標(biāo)跟蹤分析

伴隨著人工智能的發(fā)展，機(jī)器人、圖像識(shí)別、專(zhuān)家系統(tǒng)等在內(nèi)的理論和技術(shù)日漸成熟，促使人工智能應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。而在光電搜跟技術(shù)中引入人工智能算法，能夠使系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力增強(qiáng)，通過(guò)減少延遲和誤差保證跟蹤效果，使光電搜跟動(dòng)態(tài)觀(guān)測(cè)精度得到提高。因此，還應(yīng)該加強(qiáng)人工智能在光電搜跟技術(shù)中的應(yīng)用研究，從而推動(dòng)該種探測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

1人工智能與光電搜跟技術(shù)

1.1人工智能。人工智能又被稱(chēng)之為AI，能夠?qū)θ说闹悄芾碚?、方法等進(jìn)行模擬、延伸及擴(kuò)展，屬于計(jì)算機(jī)學(xué)科分支。從人工智能實(shí)現(xiàn)上看，主要包含兩種途徑，一種為通過(guò)計(jì)算機(jī)編程使系統(tǒng)擁有智能分析效果，無(wú)需考慮運(yùn)用的方法是否與人相同；另一種則是對(duì)人采用的邏輯分析方法進(jìn)行模擬，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等，需要對(duì)生物的遺傳-進(jìn)化機(jī)制或腦細(xì)胞互動(dòng)進(jìn)行模擬。其中，第一種人工智能算法屬于工程學(xué)方法，需要對(duì)程序邏輯進(jìn)行規(guī)定，一旦邏輯復(fù)雜就需進(jìn)行煩瑣編程，并且出錯(cuò)后需要重新編譯、調(diào)試[1]；而第二種算法具有自適應(yīng)能力，可以通過(guò)自我不斷修正應(yīng)付各種復(fù)雜情況?，F(xiàn)階段，為了使機(jī)器視、聽(tīng)、觸等感覺(jué)和思維模擬人，人工智能在人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、智能搜索、邏輯推理等多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

1.2光電搜跟技術(shù)。所謂的光電搜跟技術(shù)，其實(shí)就是利用紅外、激光、微光等不同光學(xué)探測(cè)設(shè)備實(shí)施光電跟蹤的一門(mén)技術(shù)，能夠?qū)罩谢虻孛婺繕?biāo)進(jìn)行搜索、跟蹤，完成脫靶量計(jì)算，從而通過(guò)控制伺服系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)的要求。作為現(xiàn)代化的偵察探測(cè)技術(shù)，光電搜跟技術(shù)在航天、軍事等各領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。通過(guò)對(duì)光學(xué)、電學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行集成應(yīng)用，光電搜跟技術(shù)可以在完成光學(xué)探測(cè)后，對(duì)得到的圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和識(shí)別，根據(jù)得到的信息有效捕獲目標(biāo)[2]。對(duì)疑似目標(biāo)進(jìn)行搜索，則要完成各種各樣目標(biāo)特征圖像信息記錄，然后結(jié)合圖像特征和運(yùn)動(dòng)特征做到精準(zhǔn)化識(shí)別。將偽目標(biāo)剔除后，可以使真實(shí)目標(biāo)得到跟蹤。在信息源捕獲方面，目前主要采用雷達(dá)探測(cè)方式，需要利用光電跟蹤設(shè)備完成目標(biāo)精細(xì)化跟蹤。由于雷達(dá)擁有較大寬視場(chǎng)范圍，能夠完成廣角探測(cè)，因此可以快速進(jìn)行目標(biāo)搜索。

1.3二者結(jié)合的意義在光電搜跟系統(tǒng)中，隨著反跟蹤技術(shù)的發(fā)展，采用雷達(dá)探測(cè)方法容易遭到打擊，促使系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生雜波干擾，無(wú)法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效捕獲與跟蹤。采用人工智能方法進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)，能夠利用圖像探測(cè)技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景信息獲取，之后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。利用系統(tǒng)程序完成信息處理，可以使圖像重要信息得到提取，包含目標(biāo)相對(duì)位置、大小等。根據(jù)預(yù)設(shè)信息完成圖像深度處理，能夠得到精準(zhǔn)的相對(duì)位置信息，自動(dòng)模擬人做出科學(xué)決策。因此采用人工智能，無(wú)需人工干預(yù)就可以快速完成目標(biāo)數(shù)據(jù)信息選取，在伺服機(jī)電控制方面形成速度閉環(huán)，在使系統(tǒng)操作得到簡(jiǎn)化的同時(shí)，達(dá)到自動(dòng)化、精準(zhǔn)化跟蹤效果。不同于傳統(tǒng)光電搜跟技術(shù)，采用人工智能對(duì)圖像信息進(jìn)行智能化處理，可以通過(guò)智能識(shí)別高效提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，為自我行為分析提供智能輔助決策，因此能夠推動(dòng)技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

本文作者：羅彬彬 趙明富 舍麗 周登義 曹陽(yáng) 全曉莉 單位：重慶理工大學(xué)電子信息工程與自動(dòng)化學(xué)院

20世紀(jì)70年代以來(lái),由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動(dòng)了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤(pán)信息存儲(chǔ)與顯示、光計(jì)算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進(jìn)了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個(gè)邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步促進(jìn)了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測(cè)以及光信息存儲(chǔ)和處理等。因此，可以這么說(shuō)，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)、光通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對(duì)光電子技術(shù)的依賴(lài)程度越來(lái)越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。綜上所述，可見(jiàn)光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門(mén)課程不僅是光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課程來(lái)開(kāi)設(shè)。

電子信息工程專(zhuān)業(yè)的光電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)包括：光度學(xué)基本知識(shí)、光輻射傳播、光束調(diào)制與解調(diào)、光輻射探測(cè)技術(shù)等。其中，光度學(xué)基本知識(shí)是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，包括：電磁波波譜、輻射度學(xué)、光度學(xué)、熱輻射基本定律、激光原理、典型激光器等。光輻射傳播包括：光輻射的電磁理論、光波在大氣中的傳播規(guī)律與特性、光波在電光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在光纖波導(dǎo)中的傳播規(guī)律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線(xiàn)性介質(zhì)中的傳播等。光度學(xué)基本知識(shí)和光輻射傳播這兩個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容可以說(shuō)是光電子技術(shù)課程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，而對(duì)于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這些知識(shí)點(diǎn)比較抽象，為了便于該專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)光電知識(shí)的接受和激發(fā)他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時(shí)間重點(diǎn)講解這部分的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)在制作PPT教案時(shí)盡可能使用圖片或動(dòng)畫(huà)描述一些原理性的知識(shí)。

比如：在講解激光是如何產(chǎn)生的時(shí)候，可制作動(dòng)畫(huà)描述自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，可制作多色圖片對(duì)激光在各種光學(xué)諧振腔中的受激放大過(guò)程進(jìn)行描述；在介紹各種典型的激光器時(shí)，最好收集到它們的實(shí)物照片進(jìn)行講解；在講解光波在各種光學(xué)晶體中的傳播特性與規(guī)律時(shí)，最好能制作三維立體的圖片描述光學(xué)晶體的各向異性的特性，相應(yīng)的公式表達(dá)盡量簡(jiǎn)潔化，然后結(jié)合動(dòng)畫(huà)描述光波在其中傳播時(shí)所發(fā)生的變化。光束的調(diào)制、掃描和解調(diào)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容包括：光束調(diào)制的基本原理、電光調(diào)制技術(shù)、聲光調(diào)制技術(shù)、磁光調(diào)制技術(shù)、直接調(diào)制技術(shù)、光束機(jī)械掃描技術(shù)、光束電光掃描技術(shù)、光束聲光掃描技術(shù)、空間光調(diào)制器等。這些知識(shí)點(diǎn)的理論基礎(chǔ)都是“光輻射在光學(xué)晶體中的傳播規(guī)律和特性”。其中光束調(diào)制的基本原理移植了微電子學(xué)中微波調(diào)制中的很多概念，電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生易于理解，但是光束調(diào)制和掃描的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，除了需要使用各種光學(xué)晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個(gè)系統(tǒng)完成光束的調(diào)制和掃描。這些光學(xué)器件對(duì)于沒(méi)有光學(xué)工程基礎(chǔ)的電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較陌生，因此，在講解過(guò)程中應(yīng)該通過(guò)動(dòng)畫(huà)或圖片等手段形象地描繪線(xiàn)偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光等基本光學(xué)概念，并借用相關(guān)的光學(xué)參考資料對(duì)這些光學(xué)器件的功能和原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

只有這樣，才有利于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生深刻理解光束的調(diào)制、掃描、解調(diào)等技術(shù)。光輻射探測(cè)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：光電探測(cè)的物理效應(yīng)、光電探測(cè)器的性能參數(shù)、光電探測(cè)器的噪聲、光電導(dǎo)探測(cè)器—光敏電阻、PN結(jié)光伏探測(cè)器的工作模式、硅光探測(cè)器、光電二極管、光熱探測(cè)器、直接光電探測(cè)系統(tǒng)、光頻外差探測(cè)的基本原理等。由于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備了較好的半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ)知識(shí)，而光電子器件本身也屬于半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生只要掌握了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。該部分所介紹的各種光電半導(dǎo)體器件很可能會(huì)在學(xué)生將來(lái)從事信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的相關(guān)工作中用到，也可能會(huì)在將來(lái)某些學(xué)生跨到光電信息或光學(xué)工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)進(jìn)一步深造時(shí)從事相關(guān)科研課題研究時(shí)用到，比如：PN結(jié)光伏探測(cè)器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會(huì)經(jīng)常用到。因此，建議在理論教學(xué)過(guò)程中，除了結(jié)合圖片等多媒體教學(xué)手段介紹相關(guān)光電子器件的工作原理外，最好能夠給學(xué)生展示光電子器件的實(shí)物，以便給學(xué)生一些感官認(rèn)識(shí)。電子信息工程專(zhuān)業(yè)光電子技術(shù)課程的系統(tǒng)方面的知識(shí)點(diǎn)包括：光電成像系統(tǒng)、光電顯示系統(tǒng)等。

其中，光電成像系統(tǒng)的基本器件是電荷耦合攝像器件(CCD)，CMOS攝像器件和電荷注入器件(CID)。目前，CCD攝像器件的應(yīng)用最為成熟和廣泛，主要包括線(xiàn)陣CCD和面陣CCD等，其原理基礎(chǔ)仍然是光電半導(dǎo)體器件和兩相或三相電極電路的結(jié)合。因此，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合脈沖數(shù)字電路知識(shí)重點(diǎn)講解CCD的原理和特點(diǎn)。光電成像系統(tǒng)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、紅外成像系統(tǒng)、紅外成像中的信號(hào)處理及綜合特性等。其中紅外成像系統(tǒng)涉及很多應(yīng)用光學(xué)方面的知識(shí)，這對(duì)沒(méi)有應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較陌生，而且屬于光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的研究方向之一，因此，這部分內(nèi)容簡(jiǎn)單介紹即可。而紅外成像中的信號(hào)處理都涉及電子電路方面的知識(shí)，屬于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的范疇，這部分內(nèi)容可以重點(diǎn)講解。光電顯示系統(tǒng)包括陰極射線(xiàn)管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發(fā)光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類(lèi)顯示技術(shù)的應(yīng)用已很廣泛和成熟，可以重點(diǎn)講解，而后兩類(lèi)顯示技術(shù)比較前沿，可以簡(jiǎn)單介紹，以便讓電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生了解當(dāng)今光電顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電子信息工程專(zhuān)業(yè)光電子技術(shù)課程應(yīng)用方面的內(nèi)容包括：光纖通信、激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)、紅外遙感、紅外跟蹤制導(dǎo)、光纖傳感技術(shù)等。這些應(yīng)用技術(shù)可以分別舉一個(gè)相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行介紹，讓學(xué)生體會(huì)到光電子技術(shù)的重要性和廣泛性，激發(fā)他們對(duì)這門(mén)技術(shù)的興趣。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

對(duì)于電子信息工程本科專(zhuān)業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學(xué)生不屬于光學(xué)工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專(zhuān)業(yè)已有很多屬于本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程及課程設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為光電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)根據(jù)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和將來(lái)他們最可能需要的工程能力而設(shè)置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應(yīng)用最易于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生理解，而且也是電子信息工程師應(yīng)該具備的基本知識(shí)，因此，筆者建議開(kāi)設(shè)一些光電子器件的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課。由于光電子技術(shù)課程的總學(xué)時(shí)設(shè)置為48學(xué)時(shí)，所以建議理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)，8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)(共4個(gè)實(shí)驗(yàn))。

隨著人類(lèi)對(duì)健康越來(lái)越重視，醫(yī)藥行業(yè)將成為21世紀(jì)最具增長(zhǎng)潛力的行業(yè)之一。醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，不僅依靠于高超的醫(yī)療技術(shù)，也得益于醫(yī)療機(jī)械的快速發(fā)展。當(dāng)前，隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，制藥企業(yè)對(duì)制藥設(shè)備制造業(yè)提出了很高的要求，對(duì)制藥生產(chǎn)線(xiàn)的裝瓶和計(jì)數(shù)精度提出了嚴(yán)格的要求。自動(dòng)裝瓶的工作過(guò)程是將空藥瓶轉(zhuǎn)移到自動(dòng)計(jì)數(shù)機(jī)上。精確計(jì)數(shù)后，藥瓶將被轉(zhuǎn)移到標(biāo)簽和棉塞上，最后被送至自動(dòng)封蓋過(guò)程以進(jìn)行瓶蓋密封。在整條裝瓶、包裝自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，除了自動(dòng)計(jì)數(shù)之后，其他的自動(dòng)工序效率以及準(zhǔn)確率都是比較高的，因此，自動(dòng)計(jì)數(shù)數(shù)粒機(jī)是整條包裝生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵設(shè)備。而且，對(duì)于藥品企業(yè)來(lái)說(shuō)，藥品的質(zhì)量至關(guān)重要，人工計(jì)數(shù)裝瓶的低效檢測(cè)工作不但違反了GMP標(biāo)準(zhǔn)還不利用藥品企業(yè)的全面長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，本設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足《制藥裝備》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，使用單片機(jī)和FGGA構(gòu)成雙核控制器技術(shù)，在達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的前提下，提高藥品裝瓶的準(zhǔn)確率和速度。

一、現(xiàn)有數(shù)粒機(jī)計(jì)數(shù)方法及關(guān)鍵技術(shù)

目前，藥品的計(jì)數(shù)方法通常采用光電計(jì)數(shù)。近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與單片機(jī)、FPGA技術(shù)的融合發(fā)展，通過(guò)單片機(jī)、FPGA技術(shù)等加快藥品計(jì)數(shù)的速度，再輔助計(jì)算機(jī)觸摸屏技術(shù)對(duì)計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可以極大地減輕相關(guān)科研人員的工作量，提高檢測(cè)精度。MagillPJ引入了先進(jìn)的小型光電計(jì)數(shù)系統(tǒng)，使其具有自動(dòng)增益控制的優(yōu)點(diǎn)，具有穩(wěn)定的頻率調(diào)節(jié)光并能抵抗各種干擾，保證了整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。TroupGJ在兩個(gè)獨(dú)立理想的激光模式計(jì)算其強(qiáng)度概率分布和聲子計(jì)數(shù)分布，相比之前的方法該方法的計(jì)數(shù)準(zhǔn)確了得到了提升。ChenY采用自調(diào)節(jié)能力和高靈敏度的程控自動(dòng)補(bǔ)償功能使窄脈沖間隔和雙光子峰減小，達(dá)到了計(jì)數(shù)效率的提高。CooperEB用光電設(shè)備對(duì)移動(dòng)的物品進(jìn)行計(jì)數(shù)并根據(jù)顏色對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。曲興華等利用激光器和光電管設(shè)計(jì)了激光光電傳感器，在線(xiàn)式光電自動(dòng)計(jì)數(shù)儀，能對(duì)激光光源進(jìn)行縮束準(zhǔn)直，解決了小工件計(jì)數(shù)的難點(diǎn)。綜上所述，基于光電式數(shù)粒技術(shù)目前使用研究方法教多、表達(dá)類(lèi)型多，更能很好的達(dá)到計(jì)數(shù)準(zhǔn)確和穩(wěn)定，因而成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。為了提高數(shù)粒機(jī)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度和計(jì)數(shù)速度，本論文提出基于FPGA的雙層光電數(shù)粒機(jī)計(jì)數(shù)系統(tǒng)。

二、雙層光電計(jì)數(shù)數(shù)粒機(jī)的工作原理

雙層光電計(jì)數(shù)數(shù)粒機(jī)包括光電發(fā)射模塊和光電接收模塊，其中光電發(fā)射板模塊在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)兩組同板，光電接收板模塊在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)兩組異板。根據(jù)要檢測(cè)藥品的最小直徑，通過(guò)模擬測(cè)試調(diào)整光電發(fā)射模塊和光電接收模塊之間的聯(lián)系，最后確定每個(gè)通道電眼采集寬度。在設(shè)計(jì)上，電眼模塊中的接收模塊和控制模塊設(shè)計(jì)在一起，同時(shí)為了簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，節(jié)省硬件資源，并在硬件上改變以往數(shù)字電路的冗雜設(shè)計(jì)方式，改用CPLD集中處理，并行處理數(shù)據(jù)?？刂菩盘?hào)的輸出和檢測(cè)信號(hào)的輸入同步進(jìn)行，由電眼控制模塊上的CPLD的I/O口進(jìn)行信息采集，整理，把藥粒通過(guò)上下的時(shí)間，與通過(guò)時(shí)間，經(jīng)過(guò)計(jì)算與整形轉(zhuǎn)換為bit的單線(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)街骺刂颇K，由主控制模塊上的FPGA通過(guò)消隱延時(shí)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)查表等方式計(jì)算出藥粒的狀態(tài)，數(shù)量，直徑，延時(shí)插板時(shí)間進(jìn)行二次數(shù)據(jù)整合，最終確定每個(gè)電眼模塊的工作狀態(tài)，記錄下落藥品的數(shù)量同時(shí)控制插板氣缸與踢廢信號(hào)，同時(shí)負(fù)責(zé)與上位機(jī)通訊，傳出必要的上位機(jī)信號(hào)和上位機(jī)的設(shè)置所用數(shù)據(jù)。在計(jì)數(shù)中剔廢藥瓶是根據(jù)藥品通過(guò)上層光電時(shí)間、通過(guò)下層光電時(shí)間，通過(guò)上下光電之間距離的時(shí)間，先通過(guò)上下通過(guò)時(shí)間計(jì)算出初速度，再計(jì)算出上通過(guò)速度與下通過(guò)速度，速度*時(shí)間計(jì)算出上檢測(cè)藥丸直徑和下檢測(cè)藥丸直徑，在合乎標(biāo)準(zhǔn)時(shí)取平均值給出計(jì)算藥丸直徑，否擇給出踢廢信號(hào)。

三、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

3.1主控核心模塊。系統(tǒng)的主控核心模塊是以單片機(jī)和FPGA進(jìn)行的，主要接收雙層光電檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，同時(shí)還與上位機(jī)進(jìn)行通信，將所計(jì)的藥品數(shù)量結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)中，隨時(shí)掌握藥品的數(shù)量。主控核心模塊還要能夠設(shè)定計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和設(shè)備的工作模式。經(jīng)驗(yàn)證分析，最終選擇了采用型號(hào)為STC8A8K64SA12的單片機(jī)和型號(hào)為EP3C5E144C8N的FPGA為核心，建立一個(gè)基于計(jì)算機(jī)總線(xiàn)的雙核控制系統(tǒng)。

【摘要】隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子技術(shù)正在不斷地突破發(fā)展的瓶頸。集成電路的設(shè)計(jì)和制作方法也在此過(guò)程中不斷地被革新?？梢哉f(shuō)，納米技術(shù)本身屬于一場(chǎng)新的電子技術(shù)的革命。雖然納米技術(shù)在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間較短，但是各類(lèi)納米電子產(chǎn)品的出現(xiàn)革新了人們認(rèn)識(shí)上的突破。為了提高國(guó)家的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)納米電子器件和納米電子技術(shù)分析顯得尤為重要。本文主要就納米電子器件和納米電子技術(shù)進(jìn)行全面的分析。

【關(guān)鍵詞】納米電子器件;納米電子技術(shù);分析策略

引言：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子技術(shù)也在此過(guò)程中不斷進(jìn)步，甚至隨著理論的進(jìn)步不斷地突破進(jìn)入新的領(lǐng)域。將真空電子器件和納米技術(shù)更好地融合起來(lái)，同時(shí)在內(nèi)部融合一些精細(xì)加工技術(shù)和其他類(lèi)型的工藝，將會(huì)有助于在今后形成一種新型的技術(shù)。

一、納米電子技術(shù)產(chǎn)生的背景

早在20世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)的納米電子技術(shù)對(duì)我們的生活和工作已經(jīng)產(chǎn)生了非常深遠(yuǎn)的影響。遵循摩爾定律的集成芯片電路每隔3年就已經(jīng)以4倍的速度在增加，其尺寸在不斷縮小的基礎(chǔ)上持續(xù)運(yùn)行了30年。電子元件的尺寸不斷地縮小，使得集成電路集成的要求也變得越來(lái)越高。而在未來(lái)如何制造出更加低成本和低消耗的半導(dǎo)體芯片成了大家需要知道的當(dāng)務(wù)之急。為了能夠使得尺寸逐漸變小的電子器件能夠運(yùn)行的更加穩(wěn)定，將納米技術(shù)注入電子元件成為大勢(shì)所趨。納米級(jí)電子器件不僅器件的尺寸進(jìn)一步減小，而且其最終的質(zhì)量及將會(huì)和器件的量子性能有十分密切的關(guān)系[1]。與納米電子器件相關(guān)的量子器件將能夠通過(guò)電子波相位的控制來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，并在此過(guò)程中擁有更高的速度和更低的消耗，從而從根本上解決日益嚴(yán)重的功耗問(wèn)題。

二、納米電子技術(shù)的基本概念