時(shí)間：2023-04-03 10:01:50
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廣告行業(yè)和傳媒行業(yè)息息相關(guān)，在中國，廣告行業(yè)最早被視為新聞學(xué)的組成部分，直到成為一門獨(dú)立的學(xué)科，才有了系統(tǒng)的理論和實(shí)踐作為例證。廣告行業(yè)作為與傳媒息息相關(guān)的行業(yè)受經(jīng)濟(jì)的影響并不大。無論是經(jīng)濟(jì)蕭條還是繁榮，廣告行業(yè)都能在不同時(shí)期找到屬于自己的定位。經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期，廣告為企業(yè)集團(tuán)進(jìn)行市場宣傳，經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)期，企業(yè)更需要廣告來拓寬市場和知名度。同其他行業(yè)一樣，廣告行業(yè)也需要系統(tǒng)的管理和規(guī)范，由于復(fù)雜的行業(yè)性質(zhì)，使得廣告行業(yè)的人力資源管理也充滿挑戰(zhàn)。
一、廣告行業(yè)人力資源管理現(xiàn)狀
1.中國廣告行業(yè)發(fā)展不成熟，人力資源管理不完善。雖然從事廣告行業(yè)的人員眾多，但是專業(yè)人才卻少之又少，加之裙帶關(guān)系、工作心態(tài)浮躁、人員流動(dòng)機(jī)動(dòng)和懲獎(jiǎng)制度等問題，導(dǎo)致廣告企業(yè)用人機(jī)制混亂。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì)和機(jī)遇都不斷增加，由于廣告行業(yè)接觸面廣，很多人都在廣告行業(yè)積累了工作經(jīng)驗(yàn)之后，轉(zhuǎn)行到其他行業(yè)或企業(yè)以求得更大的發(fā)展空間和更好的發(fā)展前景。這在一定程度上給廣告行業(yè)的人力資源管理增加了難度。
2.從業(yè)人員能力水平參差不齊。廣告行業(yè)的工作靈活性很大，對于從業(yè)人員的要求自然也高，可是有些公司利用家族企業(yè)的背景，進(jìn)行關(guān)系式工作人員輸入。帶有家族關(guān)系的從業(yè)人員，從企業(yè)人力資源的角度上看，非常不利于管理，也無法進(jìn)行鮮明的懲獎(jiǎng)制度以規(guī)范企業(yè)內(nèi)部管理。這些人占有一定比例，卻沒有相應(yīng)的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，這不僅阻礙了新專業(yè)人才的引進(jìn)也阻礙了企業(yè)的發(fā)展。
3.廣告人才培養(yǎng)機(jī)制落后。廣告行業(yè)的要求從業(yè)人員上崗就能夠承擔(dān)獨(dú)立的策劃或活動(dòng)任務(wù)，但是中國特色決定了學(xué)校對于人才的培養(yǎng)到有能力進(jìn)行實(shí)踐需要社會(huì)提供足夠的機(jī)會(huì)和支持。廣告專業(yè)人才供不應(yīng)求，而人才素質(zhì)又高低不一無法滿足廣告行業(yè)的用人需求，加深了雙方矛盾。
4.優(yōu)秀廣告人才匱乏。雖然廣告人才眾多，也包含留學(xué)歸來的高端人才，但是和歐美開放的地區(qū)相比，還是缺少實(shí)踐機(jī)會(huì)和多元的創(chuàng)作眼光，而且設(shè)備和材料也相對很匱乏，并沒有高端的圖像處理和技術(shù)。因而哪怕從業(yè)人員有足夠新穎的創(chuàng)意，也無法通過技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。國外的廣告市場廣闊，而且在不同的領(lǐng)域都有廣拓的發(fā)展空間。而中國的廣告業(yè)雖然服務(wù)于市場經(jīng)濟(jì)，但是仍舊和國家政治有著千絲萬縷的關(guān)系。這在管理上，就要考慮如何在平衡市場和國家關(guān)系的同時(shí)，還要平衡人才需求和人才對于從業(yè)的要求。我國廣告行業(yè)專業(yè)人才和非專業(yè)人才的平衡。對于非專業(yè)人才，他們并沒有敏銳的市場和傳媒觸覺，也不懂得如何策劃，但是這些人流動(dòng)性大，隨時(shí)都有轉(zhuǎn)行的可能。而專業(yè)人才有很難在短時(shí)間內(nèi)招錄，所以對于工作周期短，工作流動(dòng)性大的從業(yè)人員，在人力資源管理上也無法做出長遠(yuǎn)的應(yīng)對之策。
5.人力資源管理還沒有完善的機(jī)制和長足的發(fā)展。和廣告企業(yè)一樣，人力資源管理在中國也是剛剛起步，在有些企業(yè)甚至都不是一個(gè)獨(dú)立的部門，一般都被歸在行政部門里面。這也就是說，人才管理在龐雜的行政事務(wù)中很容易被忽略，工作也無法被細(xì)化。在人才選拔以及后期培訓(xùn)甚至考核中，都無法建立一套系統(tǒng)的體制來管理，只能隨著行政管理的安排進(jìn)行調(diào)配。而一些企業(yè)往往老板才是最后敲定用人與否的關(guān)鍵，人力資源管理部門的職能被其替代，形同虛設(shè)。且廣告企業(yè)內(nèi)部部門劃分粗糙，很多部門分類也很混亂，很難進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配和組織，也給本就沒什么權(quán)利的人力資源部門增加了協(xié)調(diào)的難度。
二、廣告行業(yè)人力資源管理的改進(jìn)方法
1.平衡廣告企業(yè)和廣告人才之間的矛盾，協(xié)調(diào)二者的需求。首先對廣告專業(yè)人才的培養(yǎng)要注重實(shí)踐，并且依靠政府的宏觀調(diào)配給在校的廣告專業(yè)學(xué)生創(chuàng)造足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)。其次，大型的廣告公司可以創(chuàng)辦新進(jìn)人員的專業(yè)進(jìn)修培訓(xùn)課程，甚至可以送到國外去學(xué)習(xí)。作為廣告人，就要不斷汲取新鮮事物、拓寬眼界和思維，相關(guān)專業(yè)技能的培訓(xùn)無疑是最好的方法，這樣也可以吸引有廣告創(chuàng)作能力的人加入并且可以通過間斷性的進(jìn)修課程，讓從業(yè)人員數(shù)目保持穩(wěn)定，并且本著企業(yè)培養(yǎng)、回饋企業(yè)的原則，達(dá)到良性循環(huán)。這樣的培訓(xùn)既可以降低用人成本，還可以為雇員提供更多的機(jī)會(huì)，這樣一來就可以鞏固企業(yè)內(nèi)部的固定員工數(shù)量，便于企業(yè)內(nèi)部指定對相關(guān)人員進(jìn)行長期的管理的計(jì)劃。
2.制訂科學(xué)合理的用人機(jī)制
首先，對于廣告企業(yè)來說，人力資源的管理要堅(jiān)決杜絕家族式管理和裙帶關(guān)系，一切職位都要憑能力而為之。并且細(xì)化分工，細(xì)化部門，賞罰分明，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。用干部管理和現(xiàn)代人力資源管理的理論進(jìn)行內(nèi)部選拔制度，不夾雜私人感情，有機(jī)化企業(yè)內(nèi)部的機(jī)制。
其次，將戶外廣告和室內(nèi)廣告分開來管理。對于戶外廣告，由于工作的靈活性和分散性，將管理分成周期來進(jìn)行，這樣避免了由于工作需要造成的瑣碎問題，也可以將問題集中分類處理，并且將某些執(zhí)行權(quán)力落實(shí)到負(fù)責(zé)人，便于及時(shí)更換雇員。對于室內(nèi)廣告，可以按組管理，先以團(tuán)隊(duì)為單位建立工作分區(qū)，然后將善于不同類型廣告的團(tuán)隊(duì)分開來，這樣在選用和招聘人才的時(shí)候，要求細(xì)化，避免了盲目選人被動(dòng)上崗的現(xiàn)象。
其三，建立防止人才流失的機(jī)動(dòng)體制?，F(xiàn)在市場競爭激烈，對于廣告企業(yè)也是一樣，沒有足夠吸引人的條件就無法留住人才，這不僅在薪資上要有公平的待遇，還要定期進(jìn)行業(yè)務(wù)考核，擇優(yōu)而上，并且根據(jù)業(yè)績進(jìn)行獎(jiǎng)評，一切公開、公正、合理。對于管理標(biāo)準(zhǔn)和管理進(jìn)度，也可以在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上公布，通過透明的管理，給從業(yè)人員一個(gè)放心、干凈的工作環(huán)境。一個(gè)簡單的工作環(huán)境，這在現(xiàn)今浮躁的社會(huì)也是一個(gè)留住人才的重要因素。人力資源管理者可以通過借鑒國外企業(yè)的管理模式并結(jié)合中國國情指定符合市場經(jīng)濟(jì)的人才管理機(jī)制，在激發(fā)人才對企業(yè)愿景的同時(shí)，給予合理的薪資和充足的發(fā)展平臺。
3.注重人力資源管理專業(yè)人才的引進(jìn)。很多廣告企業(yè)由于本身復(fù)雜的行業(yè)性質(zhì)和廣泛的接觸面，并沒有刻意的招聘專業(yè)人力資源管理人才。同時(shí)很多人力資源管理部門并不是獨(dú)立的部門，所以要想更好的進(jìn)行人才管理，需要將其從其他部門中劃分出來。人力資源本身并不是管理和經(jīng)營的部門，而是一個(gè)統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)的部門，需要從大局入手，根據(jù)各個(gè)部門不同的分工進(jìn)行合理的人員分配。人力資源管理者不是考慮雇員會(huì)什么特長，而是考慮這個(gè)雇員在這個(gè)職位上能否為企業(yè)的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)，這個(gè)職位能否將雇員的潛能完全激發(fā)出來。這在廣告行業(yè)中是十分重要的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在中國廣告涉足的領(lǐng)域和行業(yè)也越來越多，對廣告行業(yè)多元化的創(chuàng)作素質(zhì)的要求也越來越高，因而，合理的人員調(diào)配，也可以將企業(yè)的利益最大化。
三、結(jié)語
廣告行業(yè)作為充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的行業(yè)，在中國不斷地成長。這個(gè)過程，需要專業(yè)的人力資源管理人才和廣告人才來實(shí)現(xiàn)。除了要在立足中國國情的基礎(chǔ)上積累經(jīng)驗(yàn)，也要通過充足的理論知識來指導(dǎo)實(shí)踐。在人力資源管理這個(gè)部門不斷成熟的過程中，企業(yè)也要給予足夠的成長空間。廣告人在策劃引人注目的廣告同時(shí)，也要經(jīng)營好企業(yè)，把握好人才，規(guī)范管理機(jī)制，將企業(yè)帶到通往長足發(fā)展的道路上去。
參考文獻(xiàn)：
[中圖分類號]G423
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[文章編號]2095-3712（2013）34-0052-06
[基金項(xiàng)目]廣西教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“廣西民族地區(qū)學(xué)困生發(fā)展策略與語文德育的功能研究”（2008C21）。
[作者簡介]韋美日（1964―），女，廣西環(huán)江人，碩士，廣西師范學(xué)院文學(xué)院副教授，研究方向：語文課程與教學(xué)論，廣西民族地區(qū)語文德育。
在語文課程改革中，出現(xiàn)了一些自相矛盾的奇怪現(xiàn)象：一邊是課改實(shí)驗(yàn)的“泛人文化”，表現(xiàn)為在公開課或是教學(xué)競賽中，以培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)為主，進(jìn)行漫無邊際的拓展延伸，忽略了語文知識、技能的傳授、訓(xùn)練；一邊是學(xué)校的常規(guī)教學(xué)中的“去人文”，表現(xiàn)為課堂教學(xué)仍然以傳授知識為主，扎扎實(shí)實(shí)進(jìn)行應(yīng)試能力訓(xùn)練，把人文精神的培育當(dāng)成可有可無的內(nèi)容，隨意增減。
一、語文教學(xué)中遇到的問題
語文課堂教學(xué)中的矛盾現(xiàn)象背后是語文課程的價(jià)值取向指導(dǎo)下的語文課程資源開發(fā)的問題。功利化的價(jià)值取向使語文課堂教學(xué)僵化、老化，局限于狹小的語文課程，受制于語文教學(xué)的狹窄空間，不能進(jìn)行真正的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、面向生活的語文綜合性學(xué)習(xí)，不能全面提高學(xué)生的語文素養(yǎng)。
（一）語文教學(xué)實(shí)踐的功利化取向
語文課程改革中，這種看似矛盾的現(xiàn)象，事實(shí)上有其內(nèi)在聯(lián)系，即語文課程實(shí)踐中的功利性價(jià)值取向侵蝕了語文課程標(biāo)準(zhǔn)的理性價(jià)值取向，導(dǎo)致對語文課程理念的淺表理解，或者是誤讀。在教學(xué)行為上則表現(xiàn)為陽奉陰違：在展示語文教學(xué)改革成果的實(shí)驗(yàn)課上，盡可能多地增加人文性的內(nèi)容，貼近語文課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，會(huì)獲得比較高的評價(jià)；在常規(guī)語文教學(xué)實(shí)踐中，認(rèn)認(rèn)真真落實(shí)語文知識點(diǎn)，盡量吃透語文考試的內(nèi)容，在各種語文考試中成績優(yōu)秀，會(huì)得到大家的承認(rèn)。這種過于功利化的語文教學(xué)活動(dòng)必然走向經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化，輕視排斥理論指導(dǎo)，惰于實(shí)踐創(chuàng)新，消解語文課程改革的核心價(jià)值體系，在語文課程改革旗幟掩護(hù)下，走的是應(yīng)試教學(xué)的老路。
（二）語文教學(xué)內(nèi)容和語文教學(xué)研究的單一化
要擺脫語文教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化的慣性傾向，語文教學(xué)就不能只顧在自己的領(lǐng)地上埋頭耕耘，還需要具有宏觀的、全局的戰(zhàn)略眼光，超越眼前的功利性需要，為國家民族文化的傳承和學(xué)生的未來謀劃，在更廣闊的天地中運(yùn)籌帷幄。語文教學(xué)立足于語文素養(yǎng)的提高而不只是在實(shí)驗(yàn)課中表演人文性，語文知識和技能的獲得也不只在語文課本和語文課堂教學(xué)活動(dòng)中，其途徑和方法是無限多樣的，需要語文教師在語文教學(xué)實(shí)踐中勇于探索，更需要綜合運(yùn)用相關(guān)學(xué)科的理論和研究方法指導(dǎo)語文教學(xué)實(shí)踐，不同學(xué)科的理論可以為語文教學(xué)開辟新天地，提供不同的解決問題的思路和方法，有可能達(dá)到事半功倍的效果。
民族學(xué)的經(jīng)濟(jì)文化類型理論所關(guān)注的經(jīng)濟(jì)文化類型及其對經(jīng)濟(jì)文化類型的研究方法，為成功地利用本土的語文課程資源提供可參照的理論框架和方法論基礎(chǔ)，引導(dǎo)語文課程實(shí)施走出“泛人文化”和“去人文”的泥潭。
二、經(jīng)濟(jì)文化類型理論及其發(fā)展
（一）經(jīng)濟(jì)文化類型理論的提出
人類學(xué)的經(jīng)濟(jì)文化類型理論是“蘇聯(lián)專家CH托爾斯托夫、MT列文、HH切博克薩羅夫等人在20世紀(jì)50年代共同提出的?！盵1]“1956―1958年期間，時(shí)任蘇聯(lián)民族學(xué)研究所東亞和南亞室主任的切博克薩羅夫到我國中央民族學(xué)院進(jìn)行講學(xué)。期間，我國學(xué)者林耀華與他共同撰寫了《中國經(jīng)濟(jì)文化類型》一文，全面地運(yùn)用了經(jīng)濟(jì)文化類型理論來研究中國民族問題，踏出了此理論在中國進(jìn)行本土化研究的第一步。但在之后2O多年的時(shí)間里，由于多方面的原因，國內(nèi)關(guān)于這方面的研究沒有取得任何進(jìn)展，直到20世紀(jì)80年代中期，林耀華的學(xué)生張海洋開始繼續(xù)此項(xiàng)研究，其碩士學(xué)位論文便是《中國經(jīng)濟(jì)文化類型研究》。”[2]蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)文化類型是指“居住在相似的自然地理?xiàng)l件下，并有近似的社會(huì)發(fā)展水平的各民族在歷史上形成的經(jīng)濟(jì)和文化特點(diǎn)的綜合?！盵1]林耀華先生認(rèn)為經(jīng)濟(jì)文化類型是指“居住在相似的生態(tài)環(huán)境下，并操持相同生計(jì)方式的各民族在歷史上形成的具有共同經(jīng)濟(jì)和文化特點(diǎn)的綜合體?！盵1]
（二）經(jīng)濟(jì)文化類型理論在中國的發(fā)展
羅吉華文章所說的“本土化研究”是指中國的人類學(xué)家用蘇聯(lián)專家的經(jīng)濟(jì)文化類型理論來認(rèn)識中國的經(jīng)濟(jì)文化類型，在研究實(shí)踐中修正完善這一理論，使之更貼近中國民族分布和經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特點(diǎn)，為民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展服務(wù)，這一工作在20世紀(jì)80年代以后得到延續(xù)。50年代，林耀華先生在《中國經(jīng)濟(jì)文化類型》中結(jié)合東亞各個(gè)經(jīng)濟(jì)文化類型的情況，區(qū)分了三組經(jīng)濟(jì)文化類型：第一組，以狩獵、采集和捕魚起著主導(dǎo)作用的類型；第二組，以鋤掘（徒手耕）農(nóng)業(yè)或動(dòng)物飼養(yǎng)為主的類型；第三組，以犁耕（耕耘）農(nóng)業(yè)為主的類型。[3]他還對每一種類型的特點(diǎn)及分布范圍進(jìn)行了具體的闡述，為建立和運(yùn)用中國特色的經(jīng)濟(jì)文化類型理論奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)和基本的研究框架。其優(yōu)點(diǎn)是將研究置于東亞的大背景中進(jìn)行比較分析，有一個(gè)中觀的認(rèn)識角度，選取了每一類型中的典型進(jìn)行描述，加深了對某一類型的特點(diǎn)的理解和認(rèn)識；其不足是未能深入到中國領(lǐng)土上的56個(gè)民族的生態(tài)環(huán)境內(nèi)部，了解其具體的生計(jì)方式，區(qū)分其經(jīng)濟(jì)文化類型，其研究成果依然是一個(gè)大致的輪廓，沒有構(gòu)成一個(gè)細(xì)節(jié)完備的邏輯體系。
林耀華先生主編的1997年出版的《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟(jì)文化類型》在原來分析框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行了充實(shí)和完善。首先，闡明了經(jīng)濟(jì)文化類型理論的含義及其作用，強(qiáng)調(diào)了經(jīng)濟(jì)文化類型理論的方法論意義，它在學(xué)科理論方面的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。方法論方面指出了它的一系列操作規(guī)范，為正確理解和實(shí)際運(yùn)用這一概念指明了方向。其次，闡明了其在學(xué)科理論建設(shè)方面的重要貢獻(xiàn)和民族地區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)方面的作用，使其方法論意義落實(shí)到具體的學(xué)科內(nèi)容方面和現(xiàn)實(shí)生活領(lǐng)域，有效擴(kuò)大了它的影響范圍，強(qiáng)化其實(shí)踐意義，把它從純學(xué)科的認(rèn)識論逐步發(fā)展為能為解決民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化事業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)的有中國特色的民族學(xué)理論。與在《中國經(jīng)濟(jì)文化類型》中所提出的內(nèi)容框架相比，《民族學(xué)通論》區(qū)分了類型組里面的具體類型。第一組，采集漁獵經(jīng)濟(jì)文化類型，包含兩個(gè)類型：以鄂倫春族為代表的山林狩獵型和以赫哲族為代表的河谷漁撈型；第二組，畜牧經(jīng)濟(jì)文化類型組分為四個(gè)類型：以部分鄂溫克族為代表的苔原畜牧型，以蒙古族為代表的戈壁草原游牧型，以哈薩克族為典型的盆地草原游牧型，以藏族為典型的高山草場畜牧型。第三組，農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)文化類型組，區(qū)分出六個(gè)類型：山林刀耕火種型、山地牧耕型、山地耕獵型、丘陵稻作型、綠洲耕牧型、平原集約農(nóng)耕型，最后一種類型還區(qū)分出兩個(gè)亞型：北方亞型和南方亞型。[4]
《中國經(jīng)濟(jì)文化類型》和《民族學(xué)通論》第四章《經(jīng)濟(jì)文化類型》的內(nèi)容相比較，有三點(diǎn)不同：第一點(diǎn)，類型組名稱有變化；第二點(diǎn)，類型組中的典型變成了具體的類型；第三點(diǎn)，各類型的經(jīng)濟(jì)文化的地域性、歷史性、綜合性的特點(diǎn)更為突出。這三點(diǎn)變化把中國的經(jīng)濟(jì)文化類型從東亞的經(jīng)濟(jì)文化類型的背景中凸顯出來，作為一個(gè)獨(dú)立的研究對象來考察，因而從名稱到特點(diǎn)都更符合中國民族地區(qū)的地理分布特點(diǎn)，歷史以來形成的各民族的居住格局，以及在此基礎(chǔ)上逐步形成的民族經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特點(diǎn)。這個(gè)體系的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，它突出了中國地理環(huán)境和民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的特色，有利于正確認(rèn)識民族地區(qū)的社會(huì)結(jié)構(gòu)及其歷史發(fā)展規(guī)律，能更好地指導(dǎo)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化建設(shè)；其不足之處是由于顧及到經(jīng)濟(jì)文化類型的綜合性特點(diǎn)，雖然提到了建立有層次的立體結(jié)構(gòu)的四個(gè)內(nèi)容，但在具體闡述內(nèi)容時(shí)，沒有對構(gòu)成這種綜合性的具體因素及其相互影響關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的描述，即其類型內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)仍然有待完善。
（三）經(jīng)濟(jì)文化類型理論在民族教育中的應(yīng)用
在哈經(jīng)雄、滕星先生主編的2001年出版的《民族教育學(xué)通論》第四章第二節(jié)《經(jīng)濟(jì)文化類型與民族教育》中，在林耀華先生所下定義和前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)“對世界民族分布和地理類型的概括分析，首先對世界民族及民族區(qū)域的經(jīng)濟(jì)文化類型進(jìn)行一個(gè)粗線條的分類，然后對民族經(jīng)濟(jì)文化類型同民族教育的一般關(guān)系進(jìn)行初步探討?！盵5]這里區(qū)分出四個(gè)經(jīng)濟(jì)文化類型組，第一組，采集漁獵經(jīng)濟(jì)文化類型組，包括兩個(gè)亞型：北部寒帶亞型和南部熱帶亞型；第二組，游牧經(jīng)濟(jì)文化類型組，包括兩個(gè)亞型：北部寒帶、溫帶亞型和南部熱帶亞型；第三組，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)文化類型，包括山地雨林混合農(nóng)業(yè)和犁耕農(nóng)業(yè)；第四組，現(xiàn)代化工農(nóng)牧業(yè)類型組，包括三種類型：高度發(fā)達(dá)的商品化農(nóng)牧業(yè)、商品化的種植園農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)文化類型。基于世界教育的多元文化背景和民族教育的視角，其內(nèi)容的特點(diǎn)也很鮮明，第一點(diǎn)，從“世界民族分布和地理類型的概括分析”來區(qū)分的經(jīng)濟(jì)文化類型，與世界多元文化教育的背景相呼應(yīng)，吸收了《中國經(jīng)濟(jì)文化類型》的中觀視角并賦予時(shí)代特色；第二點(diǎn)從“民族經(jīng)濟(jì)文化類型同民族教育的一般關(guān)系”出發(fā)進(jìn)行研究，重點(diǎn)不在于構(gòu)建經(jīng)濟(jì)文化類型的理論，而在于探討其特點(diǎn)對民族地區(qū)學(xué)校教育的影響。這一論題的優(yōu)點(diǎn)是簡潔明了，突出特定研究視界中的經(jīng)濟(jì)文化類型的核心內(nèi)容，其不足在于宏觀角度必然要犧牲許多具體的內(nèi)容，而經(jīng)濟(jì)文化類型與民族教育的許多特點(diǎn)是要通過具體細(xì)節(jié)才能得到精確反映的。
經(jīng)濟(jì)文化類型理論從20世紀(jì)50年代由蘇聯(lián)專家提出到20世紀(jì)80年代以后在中國的實(shí)踐與發(fā)展，在理論體系的建構(gòu)上，從宏觀、中觀、微觀三個(gè)層面進(jìn)行了有成效的探索，在本土化的實(shí)踐中，經(jīng)濟(jì)文化類型的區(qū)分更加能體現(xiàn)中國區(qū)域民族分布的特點(diǎn)，在方法論的意義上，強(qiáng)化了它在民族地區(qū)現(xiàn)代化進(jìn)程中的價(jià)值和意義。
三、經(jīng)濟(jì)文化類型理論對語文課程資源開發(fā)的啟示
經(jīng)濟(jì)文化類型理論不但在民族學(xué)的發(fā)展和民族學(xué)研究中有積極的意義，因?yàn)槠鋵γ褡宓貐^(qū)經(jīng)濟(jì)文化獨(dú)特的研究視角和研究方法，對語文課程資源的開發(fā)利用也有重要的啟示。
（一）語文課程資源開發(fā)立足于本地的物質(zhì)文化基礎(chǔ)
“經(jīng)濟(jì)文化類型理論充分地肯定了自然地理環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)力水平對于物質(zhì)文化發(fā)展所帶來的影響，從而為民族學(xué)對人類社會(huì)物質(zhì)文化的起源和特征的研究提供了一條科學(xué)的認(rèn)識途徑?！盵4]對語文課程資源的開發(fā)也要從認(rèn)識本地的自然地理環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)力開始，進(jìn)而認(rèn)識其物質(zhì)文化的特點(diǎn)，這一認(rèn)識途徑對民族地區(qū)的語文課程資源開發(fā)來說尤其有價(jià)值，因?yàn)樗亲匀坏酿佡?zèng)和歷史的遺存，不須投資。廣西民族地區(qū)大部分都屬于“農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)文化類型組”中的“丘陵稻作型”，“水稻種植與干欄式建筑的結(jié)合是丘陵稻作型的基本文化叢結(jié)。”[4]這是與民族地區(qū)學(xué)生的生活有密切聯(lián)系的物質(zhì)文化，如水稻的起源和分類，水稻種植的知識，干欄式建筑的特點(diǎn)和地理環(huán)境的關(guān)系，也是最基本的語文課程資源，可以幫助學(xué)生理解自己和自然的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生對自己民族物質(zhì)文化的認(rèn)同。不僅如此，本地物質(zhì)文化資源進(jìn)入語文課程還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍語文課堂氣氛，激活學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有成效。
（二）語文課程資源的開發(fā)面向不同的學(xué)科領(lǐng)域
對世界民族的分類有各種角度和方法，但各種方法都有其長處和短處，如語言譜系法，能準(zhǔn)確標(biāo)出各民族在歷史上的親緣關(guān)系及接近程度，但卻不能標(biāo)出各族群的地理環(huán)境，經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展方向和生計(jì)方式的特征，這正是經(jīng)濟(jì)文化類型理論的長處。[4]就是說，經(jīng)濟(jì)文化類型理論綜合運(yùn)用了不同學(xué)科的研究方法和研究成果，建構(gòu)自己的理論體系，解決了本學(xué)科的理論問題。語文課程的綜合性、社會(huì)性、實(shí)踐性的特點(diǎn)，決定了語文課程資源的無限廣闊性，語文課程資源的開發(fā)如果局限于本學(xué)科領(lǐng)域，課堂教學(xué)中一味強(qiáng)調(diào)以語言文字為中心的“語文味”，只重視“語文”的課外讀物，或者只圈定在“語文教學(xué)輔助材料”的范圍里面，那么語文教學(xué)就很難逃脫沒有“文化”、脫離現(xiàn)實(shí)生活的宿命。不同學(xué)科領(lǐng)域的知識及其獲取知識的方法對語文課程資源的開發(fā)利用是有意義的，這是因?yàn)檎Z文學(xué)科知識的綜合性特征決定了它必須不斷從各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中源源不斷地獲得新的知識和新的方法，再以“語文”為核心，對這些知識和方法進(jìn)行整合，成為語文課程資源。
（三）語文課程資源的開發(fā)要重視背景知識的運(yùn)用
經(jīng)濟(jì)文化類型理論重視對各種經(jīng)濟(jì)文化類型的縱向的歷史考察和橫向的地域差異比較，其經(jīng)濟(jì)文化類型組的排列就體現(xiàn)了不同地域的民族發(fā)展的歷史進(jìn)程及其經(jīng)濟(jì)文化特征。在基礎(chǔ)教育課程改革中執(zhí)行國家、地方、學(xué)校三級課程體系，也是考慮到不同地域經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的不平衡性，而經(jīng)濟(jì)文化類型的形成是一個(gè)長遠(yuǎn)的歷史過程，因此要真正了解其類型特征并在此基礎(chǔ)上建設(shè)和發(fā)展，就必須了解其形成的歷史背景。民族地區(qū)學(xué)校教育的知識體系的構(gòu)建，尤其是地方鄉(xiāng)土知識體系的構(gòu)建，民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化類型的背景知識是其中必不可少的內(nèi)容，否則三級課程體系的建構(gòu)就失去了實(shí)質(zhì)意義。語文課程是所有學(xué)科的基礎(chǔ)，語言文字的正確應(yīng)用不但是語言文字本身的事情，還有語言文字涉及的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的背景，也只有關(guān)注了語言文字所蘊(yùn)含的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化內(nèi)涵，語文課程作為各門學(xué)科的基礎(chǔ)才名副其實(shí)，才能在三級課程體系中發(fā)揮它的基礎(chǔ)作用。“純語文知識”的教學(xué)，其實(shí)只重視語言形式方面，而拋棄了文字的豐富內(nèi)涵，是缺乏“文化”的語文課程，無法完全承擔(dān)語文學(xué)科作為基礎(chǔ)學(xué)科的任務(wù)。
（四）語文課程資源開發(fā)要重視經(jīng)驗(yàn)的積累和理論的建構(gòu)
“了解作為人類進(jìn)化的遺傳和變異背景的經(jīng)濟(jì)文化類型，必然能使體質(zhì)人類學(xué)的認(rèn)識途徑得到豐富?！盵4]了解民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化類型，也可以開闊語文課程資源開發(fā)的眼界。因此民族地區(qū)的學(xué)校教育也應(yīng)該重視作為課程資源基礎(chǔ)的民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化類型的認(rèn)識和研究，重視在經(jīng)濟(jì)文化類型的基礎(chǔ)上開發(fā)的語文課程資源的原始材料的積累。這些資料應(yīng)該把已有的體質(zhì)人類學(xué)、民族志的資料包含在其中，眼光不能只局限在語言文字的范圍內(nèi)，也應(yīng)包含物質(zhì)文化，如民居、生產(chǎn)工具等要素，要透過語言文字和物質(zhì)形態(tài)去理解和傳承語言文字和物質(zhì)形態(tài)所承載的民族文化傳統(tǒng)。語文教學(xué)的目的從來就不是語言文字本身，而是以它為工具掌握其中的文化內(nèi)容，形成適應(yīng)社會(huì)的基本能力。另外，為了使經(jīng)驗(yàn)的積累具有明確的目的和意義，需要借助其他學(xué)科先進(jìn)理論的指導(dǎo)，但即使是有親緣關(guān)系的交叉學(xué)科，也有自己的研究對象和范圍，其構(gòu)建的理論體系首先必須能解釋本學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象，而不是解釋相關(guān)學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象。希望借助相關(guān)學(xué)科的理論解釋本學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象，擺脫不了模仿和借用的慣習(xí)，最終會(huì)使自己處于缺乏適切的解釋框架的狀態(tài)，無法建構(gòu)一個(gè)能充分闡述學(xué)科特點(diǎn)的理論體系。語文課程資源開發(fā)目前就處于這種尷尬的狀態(tài)。要有所作為，借鑒其他學(xué)科的理論也只是手段，目的還在于，在積累豐富的語文課程資源開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建構(gòu)語文課程資源開發(fā)的理論體系，只有這樣，民族地區(qū)語文課程資源的開發(fā)才會(huì)走上有序發(fā)展的道路。
（五）語文課程資源開發(fā)要體現(xiàn)語文學(xué)科的特點(diǎn)
經(jīng)濟(jì)文化類型理論“不僅本身就注意環(huán)境、地域和經(jīng)濟(jì)、文化的綜合因素，而且還有一個(gè)歷史民族區(qū)或歷史文化區(qū)的概念與之相輔相成?！盵4]因?yàn)榻?jīng)濟(jì)文化類型理論的這種獨(dú)特視角和研究路線，使其區(qū)別于民族學(xué)的其他理論，對中國民族經(jīng)濟(jì)文化具有更強(qiáng)的解釋力，也有更廣泛的適用范圍，為其他學(xué)科領(lǐng)域的借鑒和應(yīng)用提供了可能性。把它運(yùn)用于民族地區(qū)的語文課程資源開發(fā)領(lǐng)域，就要注意民族地區(qū)語文學(xué)科教育的特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)文化類型的契合度。語文課程標(biāo)準(zhǔn)所闡述的語文學(xué)科的特點(diǎn)，即人文性、實(shí)踐性、具有漢語言文字的特點(diǎn)，適用于國家課程體系，而民族地區(qū)語文學(xué)科教育除了具有上述特點(diǎn)之外，還有適用于地方、學(xué)校課程體系的特點(diǎn)，其中之一就是母語思維和漢語思維的轉(zhuǎn)換、兼容問題，這個(gè)問題的背后其實(shí)就是歷史以來民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和文化傳統(tǒng)的變遷問題，這是語文課程資源開發(fā)與經(jīng)濟(jì)文化類型之間的結(jié)合點(diǎn)。
（六）語文課程資源開發(fā)要服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展
經(jīng)濟(jì)文化類型理論的發(fā)展指向民族地區(qū)“因地制宜地開發(fā)和利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境與資源”“通過自己的努力來實(shí)現(xiàn)本民族本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展”“減輕文化變遷中不可避免的心理壓力及其他方面的消極影響”“保持其應(yīng)有的文化特點(diǎn)”。[4]應(yīng)該說，這不僅是民族學(xué)及其經(jīng)濟(jì)文化類型理論努力的方向，也是民族地區(qū)學(xué)校教育努力的方向，當(dāng)然也是語文課程資源開發(fā)的目標(biāo)。在語文課程資源的選擇和鑒別過程中，經(jīng)濟(jì)文化類型理論提供了有實(shí)用價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含三個(gè)內(nèi)容：第一，作為語文課程資源它是否具有本地區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)；第二，作為語文課程資源它能否促進(jìn)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展；第三，作為語文課程資源它能否反映本地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化變遷的特點(diǎn)。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，并非所有的民族地區(qū)的鄉(xiāng)土知識都適合作為語文課程資源，在這個(gè)意義上說，語文課程資源的開發(fā)其實(shí)就是一個(gè)價(jià)值選擇、文化選擇的過程，而語文課程資源開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的確定就是一個(gè)關(guān)乎教育哲學(xué)的問題，是民族學(xué)和教育學(xué)共同關(guān)注的基本問題，而服務(wù)于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展則是各學(xué)科當(dāng)前都必須面對的基本問題。
綜上所述，從經(jīng)濟(jì)文化類型理論在民族學(xué)研究和發(fā)展中所發(fā)揮的作用出發(fā)，對作為同樣關(guān)注民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的建設(shè)和發(fā)展的語文課程資源開發(fā)而言，它所受到的啟發(fā)是多方面的。把服務(wù)于本地的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展作為立足點(diǎn)，關(guān)注本地特有的文化背景知識，從語文學(xué)科的需要出發(fā)，有效整合多學(xué)科的知識與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行語文課程資源開發(fā)，就有可能有效解決當(dāng)前語文課程實(shí)施中的經(jīng)驗(yàn)性和機(jī)械化傾向，走上促進(jìn)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的道路。
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1. 引言
分布式光纖傳感技術(shù)適用于橋梁工程的檢測以及施工過程監(jiān)控。其原理基于在光纖中傳播的激光會(huì)發(fā)生布里淵散射，而散射光的頻率，會(huì)隨所在的點(diǎn)的溫度和應(yīng)變發(fā)生變化，這兩種效應(yīng)都是線性的。一般使用通訊光纖布置于工程構(gòu)件，進(jìn)行測量，因此，必須對光纖進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定后的光纖，其頻移與相應(yīng)的溫度或應(yīng)變有一個(gè)明確的換算系數(shù)，單位是Hz/℃，以及Hz/?ε.
為了標(biāo)定光纖，我們制作了專用標(biāo)定臺。由鋼質(zhì)簡支梁組成，采用砝碼做四點(diǎn)彎曲加載，因此中段是純彎曲段。梁的彈性模量、尺寸已知，因此可以在理論上確定彎曲應(yīng)變、應(yīng)力。在純彎曲段貼應(yīng)變片，測試應(yīng)變值作為校驗(yàn)。由于本次試驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z驗(yàn)標(biāo)定方法和標(biāo)定方案的合理性，采用一段已經(jīng)標(biāo)定過的光纖做實(shí)驗(yàn)，其標(biāo)定值為0.051MHz/?ε，本文不做應(yīng)變片以及砝碼載荷下理論應(yīng)變的校驗(yàn)分析。
2. 試驗(yàn)材料和儀器
此次試驗(yàn)同時(shí)標(biāo)定的光纖有：（1）裸光纖；（2）普通緊套光纖；（3）鎧裝緊套光纖。
三組光纖稍微預(yù)張拉后分別粘貼在鋼梁的下側(cè)即受拉一側(cè)，三條光纖線路分別連接好（激光筆測試光路通暢），各自編號，各自線路上對應(yīng)的待測純彎段距離范圍量測準(zhǔn)確后，即開始測試。
測試儀器為日本 NBX6050分布式光纖監(jiān)測儀。圖1是實(shí)驗(yàn)裝置。
圖1 實(shí)驗(yàn)裝置
3. 測試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析
本文僅分析裸光纖的標(biāo)定結(jié)果，另兩組光纖的標(biāo)定，數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜，將另文發(fā)表。
實(shí)驗(yàn)過程包括加載砝碼、運(yùn)用光纖監(jiān)測儀發(fā)出激光、讀取散射光、分析頻移得出數(shù)據(jù)。數(shù)字化的數(shù)據(jù)以電腦文件形式保存。圖2是由數(shù)據(jù)畫出的裸光纖的測量曲線。其中中段是純彎曲段的響應(yīng)，兩側(cè)有非純彎曲段以及光纖引線的響應(yīng)。
圖2 裸光纖應(yīng)變曲線
根據(jù)數(shù)字化的數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)導(dǎo)入excel繪制散點(diǎn)圖并擬合線性直線
得出結(jié)果見表1. 擬合的直線見圖3。根據(jù)直線方程，可以知道其標(biāo)定系數(shù)。
表1 擬合直線的數(shù)據(jù)
圖3 擬合的線性度及其斜率
擬合線性方程式表明裸光纖的標(biāo)定值在0.0508-0.0514MHZ/?ε之間。與名義標(biāo)定值符合較好，也符合一般光纖的平均特性。
4. 結(jié)論
通過使用標(biāo)定臺，對光纖進(jìn)行試驗(yàn)性標(biāo)定，確認(rèn)名義應(yīng)變系數(shù)為0.051的光纖，其標(biāo)定系數(shù)在0.0508-0.0514MHZ/?ε之間。標(biāo)定的最大相對誤差為0.78%. 研究表明，這種標(biāo)定臺性能較好，標(biāo)定方法合理。
本次試驗(yàn)還有很多其他數(shù)據(jù)待分析，將另外撰文發(fā)表。
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另外，語法要求還包括正確使用標(biāo)點(diǎn)符號等其他很多方面。如“H省是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)且多樣的省份，形成機(jī)制復(fù)雜，防治難度大……”的語言表達(dá)，就寫得太隨意，第一句的主語與后面帶逗號的句子應(yīng)該不是同一個(gè)主語，但形式上逗號后面的主語應(yīng)該是“H省”。這樣，邏輯上是不通的。所以，科技語言的語法問題不能不引起注意。
2.使用簡單句和陳述句。學(xué)術(shù)論文不同于小說、散文等文藝作品。學(xué)術(shù)論文一般是對科學(xué)事實(shí)、材料信息等的描述和表達(dá)，是對科學(xué)分析的陳述、討論和邏輯推理，是對科學(xué)結(jié)論、認(rèn)識的總結(jié)和提升。這就要求科技論文使用簡單、明了的語言。因?yàn)楸M量使用簡單句、陳述句，才方便讀者閱讀、理解。一般單個(gè)句子不宜太長，形容詞、副詞等修飾語不宜過多，疑問句、反問句盡量少用。
3.用事實(shí)說話，避免空洞表達(dá)。科技論文的最大特點(diǎn)就是擺事實(shí)、講道理。一般自然科學(xué)的論文，由引言入題后，就是事實(shí)(現(xiàn)象)描述、分析和討論，然后就是結(jié)論。整個(gè)過程的邏輯關(guān)系，就是以事實(shí)為基礎(chǔ)，進(jìn)行科學(xué)分析、論證，得到科學(xué)認(rèn)識。文章的語言應(yīng)符合科技論文的這個(gè)特征和要求。不宜泛泛而談，空洞無物。如某學(xué)院在介紹自然地理專業(yè)總體概況、優(yōu)勢與特色時(shí)，有如下一段文字表述：
“自然地理學(xué)以地球表層，即自然地理環(huán)境為研究對象。自然地理學(xué)是把組成自然環(huán)境的各種要素相互聯(lián)系起來進(jìn)行研究，以闡明自然環(huán)境的整體，各組成要素及其相互間的結(jié)構(gòu)、功能、物質(zhì)遷移、能量轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)演變以及地域分異規(guī)律?，F(xiàn)代自然地理學(xué)著重研究大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈相互作用的過程機(jī)制及其響應(yīng)體系。尤其重視人類活動(dòng)對自然環(huán)境的作用，并應(yīng)用地理系統(tǒng)的原理，探討人類與自然環(huán)境的相互關(guān)系和全球變化對自然環(huán)境的影響，以及人口、資源、環(huán)境與區(qū)域開發(fā)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展等問題。”
筆者認(rèn)為這段文字不但脫離事實(shí)、空泛，而且漫無邊際、不很靠譜。讓人讀后，很難獲得該學(xué)院該專業(yè)的任何具體信息。介紹了等于沒有介紹，甚至還不如不介紹。
4.邏輯性強(qiáng)、條理清楚。科技論文的最大特點(diǎn)就是有很強(qiáng)的邏輯性，經(jīng)得起推敲。即陳述的事實(shí)、分析的問題、論證的理論原理、得到的科學(xué)結(jié)論等之間有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系。所以，語言表達(dá)也應(yīng)十分注重邏輯關(guān)系。比如前面一句是“(激光)根本穿不透(霧霾)”，后面接著一句“如果激光武器的作用距離是10公里，有霧霾的情況下一下降到1公里”。前后邏輯關(guān)系相矛盾。再比如“上世紀(jì)八十年代，很多學(xué)者對XX進(jìn)行了XX研究(張X，1987；姚X，2005)”。這里引證參考文獻(xiàn)，出現(xiàn)明顯的邏輯錯(cuò)誤。這樣的細(xì)節(jié)問題，稍作思考，就可以避免。
另外，語言表達(dá)的句與句之間、段與段之間，不但邏輯關(guān)系明顯，還要條理清楚。比如在表述某風(fēng)化剖面主元素含量特征時(shí)，文章中一會(huì)兒“自上而下，元素A含量增高”；一會(huì)兒又“自下而上，元素B含量降低”。這樣缺乏條理，讓讀者讀起來很費(fèi)力，也不便于自己總結(jié)有關(guān)規(guī)律性的認(rèn)識。值得注意。
中圖分類號：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0085-02
1 概述
三維激光掃描技術(shù)又稱作高清晰測量（High Definition Surveying，簡稱HDS），它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息、反射率、紋理等信息，將被測實(shí)體和場景的三維數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，進(jìn)而快速復(fù)建出被測目標(biāo)三維模型及線、面、體等圖件數(shù)據(jù)。
項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古敖侖花銅鉬礦露天采場，面積約1平方公里，掃描區(qū)域如圖1。作業(yè)要求：全野外三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集、填挖方量計(jì)算、1：2000地形圖、建立三維模型、生成三維視頻。
2 三維激光掃描系統(tǒng)的原理
脈沖式三維激光掃描儀工作原理是激光器發(fā)射出單點(diǎn)的激光，通過記錄激光的回波信號，計(jì)算激光的飛行時(shí)間，來計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)與掃描儀之間的距離。這樣連續(xù)地對空間以一定的取樣密度進(jìn)行掃描測量，就能得到被測物體的密集的三維彩色散點(diǎn)數(shù)據(jù)，稱作點(diǎn)云。三維激光掃描儀通過脈沖測距法獲得測距觀測值S，精密時(shí)鐘編碼器同步測量每個(gè)激光脈沖橫向掃描角度觀測值α和縱向掃描角度觀測值θ。三維激光掃描一般使用儀器內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)，X軸在橫向掃描面內(nèi)，Y軸在橫向掃描面內(nèi)與X軸垂直，Z軸與橫向掃描面垂直，由此可得點(diǎn)云坐標(biāo)（XS，YS，ZS）的計(jì)算公式，如圖2、3所示。
3 儀器介紹
本項(xiàng)目點(diǎn)云采集三維激光掃描儀，圖4。
此儀器是當(dāng)今最先進(jìn)的三維激光掃描系統(tǒng)之一，它是一種高速脈沖式掃描儀，特點(diǎn)如下：
（1）完全的視場角：掃描視場角為水平360°，垂直270°，可獲取頂部，垂直方向、水平方向和水平方向以下區(qū)域的數(shù)據(jù)；（2）測量級精度的雙軸補(bǔ)償器：可架設(shè)在已知點(diǎn)上進(jìn)行導(dǎo)線測量、可輸入點(diǎn)坐標(biāo)來放樣、精度1”，補(bǔ)償范圍+/-5’；（3）基于標(biāo)準(zhǔn)反射率表面工作距離：300m-90%反射率；134m-18%反射率；（4）高速掃描：掃描速度可達(dá)50000點(diǎn)/秒；發(fā)射的光斑大小為50m處恒定3mm，大大提高了掃描的速度和精度。（5）測量級精度如表1。
4 Scanstation2外業(yè)三維數(shù)據(jù)掃描
三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵步驟如下：
4.1 外業(yè)踏勘
首先，要進(jìn)行現(xiàn)場踏勘、制作掃描規(guī)劃草圖，規(guī)劃的內(nèi)容包括：外業(yè)操作人員、掃描區(qū)域和時(shí)間、站點(diǎn)設(shè)置、標(biāo)靶位置等。其次，科學(xué)設(shè)站，在保證儀器發(fā)揮最大功效的同時(shí)，應(yīng)避免重復(fù)掃描，另外，后期如進(jìn)行標(biāo)靶拼接，一定要設(shè)計(jì)好下一站標(biāo)靶的位置以確保兩站標(biāo)靶通視，如進(jìn)行點(diǎn)云拼接，設(shè)站要盡量采集到較多的特征點(diǎn)。最后，標(biāo)靶設(shè)置要規(guī)范，標(biāo)靶擺設(shè)要穩(wěn)固，盡量不要共線，同時(shí)標(biāo)靶的位置最好設(shè)置在兩站公共空間的最大距離處，以保證拼接精度。
4.2 外業(yè)掃描
外業(yè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)掃描，主要步驟如下：（1）連接掃描儀和電腦，設(shè)置IP地址；（2）添加數(shù)據(jù)庫，確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置；（3）添加掃描儀，設(shè)置掃描儀參數(shù)，主要包括：照片曝光率、掃描范圍、點(diǎn)云間隔密度等；（4）選擇掃描數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置并連接掃描儀；（5）三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)及標(biāo)靶掃描。
5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理
在Cyclone系統(tǒng)軟件內(nèi)進(jìn)行，步驟如下：
5.1 剔除噪音點(diǎn)
在掃描過程中，由于受掃描系統(tǒng)本身的系統(tǒng)誤差，如數(shù)據(jù)采集時(shí)激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)引起的抖動(dòng)、在掃描過程中雜散光和被測物體表面粗糙程度、波紋、表面材質(zhì)等因素及外界環(huán)境影響，會(huì)產(chǎn)生不屬于掃描實(shí)體本身的冗余數(shù)據(jù)，稱為噪音點(diǎn)，如圖5，6，為了保證數(shù)據(jù)計(jì)算及模型的精度，在數(shù)據(jù)拼接之前需進(jìn)行噪音點(diǎn)剔除。
5.2 點(diǎn)云拼接
每站掃描的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的自由坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)系原點(diǎn)為掃描儀鏡頭，其X方向?yàn)閽呙鑳x開機(jī)時(shí)的鏡頭朝向。因此為了統(tǒng)一坐標(biāo)系，需將各站數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理。拼接的思路是先將每天各測站的數(shù)據(jù)拼接成一個(gè)整體，然后將各天的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。
（1）點(diǎn)云拼接原理：外業(yè)掃描時(shí)用全站儀測得標(biāo)靶的真實(shí)三維坐標(biāo)，各測站掃描時(shí)均兩兩包含三個(gè)以上不共線同名標(biāo)靶，利用各測站間的同名點(diǎn)將各測站數(shù)據(jù)拼接在一起。
（2）點(diǎn)云拼接方法：共有四種方法：在已知點(diǎn)上設(shè)測站掃描（即坐標(biāo)拼接）、使用標(biāo)靶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中（即標(biāo)靶拼接）、用點(diǎn)云匹配的方法將點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中（即特征點(diǎn)云拼接）、綜合使用上述三種方法。
第一種方法屬于直接法地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的測量方法一樣，首先進(jìn)行控制測量，獲得控制點(diǎn)坐標(biāo)，掃描時(shí)在已知點(diǎn)上設(shè)站，掃描相當(dāng)于碎部測量。第二和第三種方法屬于間接法的地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。首先用至少三個(gè)公共點(diǎn)來將相鄰測站的點(diǎn)云進(jìn)行拼接，公共點(diǎn)可以是專用標(biāo)靶或特征點(diǎn)（如窗戶的邊角、房角等）。
5.3 點(diǎn)云建模
建模的過程是在Cyclone軟件下利用海量點(diǎn)云進(jìn)行精確計(jì)算、擬合幾何物體的形狀，精確表現(xiàn)掃描物體。礦區(qū)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖7。
點(diǎn)云經(jīng)過剔除噪音點(diǎn)、拼接、構(gòu)建TIN三角網(wǎng)，生成Mesh三維模型。如圖8所示。
5.4 成果輸出
（1）地形圖制作：在Cyclone下利用Mesh三維模型自動(dòng)生成等高線如圖9，將點(diǎn)云與等高線導(dǎo)出，在CAD中制作1：2000地形圖。
（2）填挖方量計(jì)算：項(xiàng)目采用了兩種計(jì)算方法，一是利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)，用方格網(wǎng)法計(jì)算；二是在Mesh模型中選定參考面，設(shè)置取樣間隔，計(jì)算土方量，如圖10所示。
在Cyclone系統(tǒng)里，應(yīng)用Mesh三維模型計(jì)算時(shí)，取樣間隔的數(shù)值可以設(shè)置成0.01至1米之間，均可保證土方量計(jì)算又快又準(zhǔn)，但如采用傳統(tǒng)的方格網(wǎng)法計(jì)算，取樣間隔即使設(shè)置到1米，也是相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。
6 結(jié)語
本項(xiàng)目采用世界先進(jìn)的三維激光掃描系統(tǒng)采集三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在Cyclone系統(tǒng)里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模型制作，采用兩種方法計(jì)算土方量，通過與傳統(tǒng)測量方法相比，得出以下結(jié)論：
（1）數(shù)據(jù)采集速度快，ScanStation2的掃描速度是50000點(diǎn)/秒，短時(shí)間就可完成大區(qū)域面積內(nèi)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集，既節(jié)約成本又提高了工作效率；（2）激光三維掃描，不需要接觸被測物體，且是根據(jù)物體的反射率和材質(zhì)來采集數(shù)據(jù)信息，可進(jìn)行全天候掃描；（3）點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整精確，在軟件下可進(jìn)行多視角、三維可視化漫游瀏覽，方便、直觀；（4）三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息量豐富，既包含被測物體X，Y，Z坐標(biāo)信息，還包括RGB顏色及反射率信息，后期對矢量數(shù)據(jù)可進(jìn)行深挖掘及研究應(yīng)用，一舉多得；（5）應(yīng)用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以提取任何線性特征，可以出任意比例的二維圖，也可以在圖上量取任何想要得到的信息，在保證高精度的同時(shí)還大大提高了生產(chǎn)效率，這是目前現(xiàn)有的方法中所不能比擬的。
參考文獻(xiàn)
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1軍校大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀
最近幾年，很多軍事院校對大學(xué)物理課程的課時(shí)一減再減，而物理學(xué)的內(nèi)容卻在不斷的豐富，內(nèi)容越來越多，難度越來越深。大多數(shù)物理教員著眼于向?qū)W員講清知識點(diǎn)，學(xué)會(huì)計(jì)算、應(yīng)付考試，抓緊時(shí)間趕進(jìn)度，廣大學(xué)員則疲于應(yīng)付處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，理論與實(shí)際聯(lián)系不緊密。如何順利實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理教學(xué)跟部隊(duì)的實(shí)際情況相結(jié)合，這需要我們教員樹立正確的科學(xué)的教學(xué)觀念，把握教學(xué)規(guī)律，真正實(shí)現(xiàn)教育理念的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法和教學(xué)效果的提高。
2古今軍事裝備中的物理學(xué)
2.1軍隊(duì)武器裝備的技術(shù)，包含著豐富的物理學(xué)的基本原理
阿基米德曾經(jīng)利用的遠(yuǎn)、近投石器打退敵人的多次進(jìn)攻，漢代大面積裝備的弩機(jī)都是對杠桿原理的充分認(rèn)識。阿基米德根據(jù)利用梳妝鏡反射太陽光點(diǎn)燃羅馬軍隊(duì)的戰(zhàn)船是對光的認(rèn)識。我國在春秋戰(zhàn)國時(shí)期就在城墻根下埋設(shè)空水缸來探聽敵人是否挖掘地道、利用空心的羊皮袋做枕頭探聽敵人進(jìn)攻的腳步聲都是對聲學(xué)原理的靈活應(yīng)用。秦朝時(shí)箭只的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含有豐富的空氣動(dòng)力學(xué)原理。原子彈、氫彈等核武器的研制成功，愛因斯坦的相對論和質(zhì)能方程功不可沒。人造衛(wèi)星發(fā)射升空，其理論來源是牛頓的萬有引力。美國的全球定位系統(tǒng)、中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)都離不開對力學(xué)、電磁學(xué)等理論的綜合應(yīng)用。由此可見，物理學(xué)的基本原理在軍隊(duì)的武器裝備技術(shù)中有著非常廣泛的應(yīng)用。
2.2歷史上武器裝備對戰(zhàn)爭的影響
優(yōu)秀的軍事指揮雖然重要，但武器裝備的作用也舉足輕重。吳越爭霸中的青銅劍的鍛造能力、秦始皇統(tǒng)一六國的箭簇生產(chǎn)和武器生產(chǎn)的管理水平有重要的作用。漢擊匈奴，威震西域，環(huán)首刀、弩機(jī)、鐵質(zhì)箭簇的貢獻(xiàn)突出。唐朝軍隊(duì)大量裝備唐陌刀，威服四夷，奠定了繁榮穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一代天驕成吉思汗，在征服新的城市后，首先搜尋當(dāng)?shù)氐哪芄で山?，為其生產(chǎn)攻城武器。
中，英國人使用的火炮與100多年前英國使者進(jìn)獻(xiàn)給清乾隆帝的火炮是相同的款式。英國人將它作為開疆拓土的殺手锏，而乾隆皇帝叫人鎖入倉庫。軍事羸弱的宋王朝雖然也重視軍工科技，某些方面還領(lǐng)先于周邊國家，但是沒有對敵方的快速機(jī)動(dòng)的騎兵優(yōu)勢提出切實(shí)有效的應(yīng)對策略，以至于在與游牧民族的軍事較量中敗多勝少。
3物理學(xué)的軍事應(yīng)用如何適應(yīng)大學(xué)物理課堂
3.1日常教學(xué)中加入物理學(xué)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的知識
指揮類的軍事院校幾乎只招收男學(xué)員。從認(rèn)知結(jié)構(gòu)去分析，大多數(shù)男孩子對軍事、歷史都比較感興趣，那么大學(xué)物理的課堂就可以增加一些軍事應(yīng)用方面的知識。但是我們必須清楚，我們在這里所談的軍事應(yīng)用，不是羅列軍事裝備，因?yàn)榭赡苡械膽?yīng)用不是裝備層面的，有可能只是在執(zhí)行軍事任務(wù)方面的應(yīng)用。例如軍隊(duì)宿營應(yīng)當(dāng)考慮防火、防雷的因素。結(jié)合物理學(xué)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，可以擴(kuò)展學(xué)員的知識視野。
3.2以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”
大學(xué)物理教學(xué)不僅要充分展示物理學(xué)知識本身在其他自然學(xué)科中的基礎(chǔ)性和生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用性，更要體現(xiàn)物理學(xué)家探索未知的方法和思想在科學(xué)研究中的指導(dǎo)性和通用性。授課過程不僅關(guān)心學(xué)生對知識的獲取和應(yīng)用，更關(guān)注學(xué)生對科學(xué)的研究方法和思想的領(lǐng)悟以及對物質(zhì)世界基本規(guī)律的感悟，注重學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新心靈的啟迪。為此，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，廣大物理課教員應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教育理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生“做中學(xué)”。筆者認(rèn)為可將創(chuàng)新性的小論文作為大學(xué)物理課程平時(shí)成績的一種考查方式。其論文形式可以沒有具體的要求，只要求學(xué)員在一學(xué)期的物理課程的學(xué)習(xí)中，通過查閱資料獲得具有創(chuàng)新性的觀點(diǎn)就可以。創(chuàng)新性的觀點(diǎn)可以是物理學(xué)某個(gè)原理在軍事技術(shù)中的某種應(yīng)用、可以是物理學(xué)的思想對個(gè)人、對國家的發(fā)展的影響等方面，沒有嚴(yán)格的規(guī)定范圍。期望通過這種形式來推動(dòng)大學(xué)物理課程的教與學(xué)，推動(dòng)教員在課堂教授過程中開展啟發(fā)式、研究式的教學(xué)，推動(dòng)學(xué)員參與研究式的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)提出問題、分析問題、解決問題的能力。
3.3開展學(xué)術(shù)探討和軍事應(yīng)用的小課題研究
橋梁的撓度變形是橋梁健康狀況評價(jià)的重要參數(shù)，在橋梁檢測、危橋改造以及新橋驗(yàn)收等方面都需要準(zhǔn)確測量橋梁的靜、動(dòng)態(tài)撓度值。隨著橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步，人們研究了許多用于位移及撓度測量的方法。目前，國內(nèi)外測量橋梁撓度的方法有許多種，下面對常見的幾種測量方法的原理、特點(diǎn)及適用范圍做以簡要介紹。
1、傳統(tǒng)的人工測量方法
1.1百分表測量法
百分表測量法是較傳統(tǒng)的撓度測量方法。百分表的工作原理，就是利用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所檢測位置的位移值放大，并將檢測的直線往返運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成指針的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，以指示其位移數(shù)值。
特點(diǎn)：1）優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，可以進(jìn)行多點(diǎn)測量，直接得到各測點(diǎn)的撓度值測量結(jié)果穩(wěn)定可靠；2）缺點(diǎn)比較繁瑣，耗時(shí)較長，工作效率較低，現(xiàn)場應(yīng)用有很大局限性；3）適用于橋下可搭設(shè)支架的橋梁工程。
1.2 精密水準(zhǔn)儀測量法
水準(zhǔn)測量又名“幾何水準(zhǔn)測量”，是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測定地面上兩點(diǎn)間高差的方法。在地面兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，觀測豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點(diǎn)間的高差。通常由水準(zhǔn)原點(diǎn)或任一已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測定各點(diǎn)的高程。
特點(diǎn)：1）具有速度快、計(jì)算方便、精度高和能夠及時(shí)比較觀測結(jié)果的特點(diǎn)；2）主要適用于測點(diǎn)附近能夠提供測站條件、范圍不大的橋梁撓度變化、觀測點(diǎn)數(shù)不多的精密水準(zhǔn)測量。
1.3 全站儀測量法
全站儀撓度測量基本原理是三角高程測量。三角高程測量通過測量兩點(diǎn)間的水平距離和豎直角求定兩點(diǎn)間高差的方法。
特點(diǎn)：1）這種測量方法簡單，不受地形條件限制，是測量橋梁撓度的一個(gè)基本方法。2）在橋梁加、卸載過程中，由于全站儀和棱鏡固定不動(dòng)，這就完全消除了儀器高和棱鏡高的量測所帶來的誤差。3）采用高精度全站儀可以更加有效地提高橋梁荷載試驗(yàn)撓度測量精度。
2、橋梁撓度自動(dòng)檢測技術(shù)
2.1 連通管測量法
利用連通管原理，根據(jù)安裝在橋梁各處連通管內(nèi)液面高度的變化獲得橋梁撓度的變化。當(dāng)橋梁梁體發(fā)生變形時(shí)，固定在梁體上的水管也將隨之移動(dòng)，此時(shí)，各豎直水管內(nèi)的液面將與基準(zhǔn)點(diǎn)處的液面保持在同一水平面，但各測點(diǎn)處的豎直水管液面卻發(fā)生了大小不等的相對移動(dòng)，測得的相對位移量即是該被測點(diǎn)的撓度值。
特點(diǎn)：連通管法測量橋梁撓度的優(yōu)點(diǎn)是可靠、易行，當(dāng)撓度的絕對值大于20mm時(shí)，它1mm最小讀數(shù)至少可有5%的相對精度。
2.2 傾角儀法
使用傾角法測量橋梁的撓度，并不同于傳統(tǒng)的方法如百分表法、水準(zhǔn)儀法直接測得橋梁某一點(diǎn)的撓度值，而是首先使用傾角儀測得橋梁變形時(shí)幾個(gè)截面的的傾角，根據(jù)傾角擬合出傾角曲線，進(jìn)而得到撓度曲線，這樣就可以求得橋梁上任意一點(diǎn)的撓度值。傾角法實(shí)際上是一種間接地利用傾角儀測量得到橋梁撓度的方法。
特點(diǎn)：橋梁不需要靜止的參考點(diǎn)，特別適于測量跨河橋、跨線橋、大型的跨海、跨峽谷橋梁和高橋，大大提高了測量效率。
2.3 激光圖像撓度測量
激光圖像撓度測量利用了激光良好的方向性。隨著橋梁不同程度的變形，照射在被測點(diǎn)固定不動(dòng)的光電接收器上的激光光斑中心發(fā)生等量變化，因此只要獲取光斑中心位置就可得到橋梁撓度。
特點(diǎn)：具有很高的測量精度，可達(dá)到0.1 mm，且采樣速率高、成本較低；適合于跨度不大的中小型橋梁。
2.4 GPS撓度測量
利用一臺接收機(jī)(基準(zhǔn)站)安在參考點(diǎn)(岸基)上固定不動(dòng)，另一臺接收機(jī)(移動(dòng)站)設(shè)在橋梁變形較大的點(diǎn)，2臺接收機(jī)同步觀測4顆或更多衛(wèi)星，以確定變形點(diǎn)相對岸基的位置。實(shí)時(shí)獲取變形點(diǎn)相對參考點(diǎn)的位置，可直接反映出被測點(diǎn)的空間位置變化從而得到橋梁結(jié)構(gòu)的撓度值。
特點(diǎn)：具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力；具有良好的抗干擾性和保密性。
2.5 光電成像撓度測量
光電成像撓度測量是在橋梁的測點(diǎn)上安裝一個(gè)目標(biāo)靶，并在靶上制作一個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)(光標(biāo))。通過光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)鏡頭)把標(biāo)志點(diǎn)成像在CCD接收面陣上，當(dāng)橋梁產(chǎn)生撓度/位移時(shí)，目標(biāo)靶也隨之移動(dòng)。通過測出靶上光標(biāo)點(diǎn)在CCD接收面上成像位置的變化值，就可計(jì)算出橋梁實(shí)際的撓度/位移量。
撓度測量方法的比較圖
3、橋梁撓度監(jiān)測的發(fā)展方向
(1)長期在線自動(dòng)動(dòng)態(tài)測量
現(xiàn)在和未來，人們對橋梁，尤其是大型橋梁的安全評估不僅要求在施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，而且，更加注重成橋后在正常載荷下的長期在線自動(dòng)監(jiān)測。成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使人們不再局限于對一座橋梁進(jìn)行集中監(jiān)控，而逐步要求實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多座大型橋梁的集群式監(jiān)控。
(2)大量程測量
隨著建筑材料和工藝的不斷成熟，現(xiàn)代橋梁呈現(xiàn)出/跨度大、結(jié)構(gòu)柔等特點(diǎn)，這就造成橋梁結(jié)構(gòu)本身在各種外界環(huán)境的影響下，會(huì)出現(xiàn)較大的形變，將來撓度測量的量程相應(yīng)地要求成倍提高。
總之，隨著計(jì)算機(jī)等級的提高、數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的進(jìn)步，今后橋梁的撓度測量將在此方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善。未來橋梁撓度監(jiān)測將會(huì)沿著/高度集中自動(dòng)化、大量程測量的方向繼續(xù)發(fā)展.
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“透鏡對光的作用”實(shí)驗(yàn)是人教版八年級物理上冊第三章第一節(jié)的一個(gè)重要的演示實(shí)驗(yàn)，它是學(xué)好本章的基礎(chǔ)，所以做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)尤為關(guān)鍵。
對原實(shí)驗(yàn)的分析：
現(xiàn)在課本上主要采用兩種演示方法：一種是用當(dāng)下流行的激光筆來做（圖1），光路比較清晰，效果明顯，但展現(xiàn)給學(xué)生的只是一個(gè)平面的光路，缺乏立體感。另外一種演示方法是利用太陽光（圖2），這種方法操作簡單、喜聞樂見，但它不能清晰地將光的傳播路徑展現(xiàn)出來，尤其是當(dāng)太陽光穿過凹透鏡時(shí)，紙面上的光斑非常微弱，不便觀察，實(shí)驗(yàn)效果比較差。
對原實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：
實(shí)驗(yàn)器材：大小薄壁燒杯各一個(gè)、禪香、鐵絲支架、火機(jī)、凸透鏡、凹透鏡（凸透鏡和凹透鏡的直徑比小燒杯的直徑略?。?、手電筒
實(shí)驗(yàn)原理：巧設(shè)煙霧，利用煙塵微粒對光的漫反射來顯示光通過的路徑。
實(shí)驗(yàn)過程：
1.取干凈的薄壁燒杯大小各一個(gè)，倒扣疊放在一起，分別用支架將點(diǎn)燃的禪香放入大小燒杯中各三根初中物理論文，如果煙霧產(chǎn)生太慢，還可以再加幾根，等燒杯中充滿煙霧時(shí)，將兩燒杯中的禪香取出論文的格式。
2.用手電筒通過杯底自上向下照射，調(diào)節(jié)手電筒的聚光圈，使通過煙霧的光成粗細(xì)均勻的柱形光束（圖3）。
3.抬起小燒杯，在大燒杯的底部放上凸透鏡，用手電筒通過杯底自上向下照射，這是可以清晰的觀察到小燒杯里的光束沒有發(fā)生改變，而大燒杯中的光路卻向中間發(fā)生了偏折，證明凸透鏡對光線具有會(huì)聚作用（圖4）。
4.用同樣的方法，可以看到當(dāng)大燒杯的底部換成凹透鏡時(shí)，大燒杯中的光路向兩側(cè)發(fā)生了偏折，證明凹透鏡對光線具有發(fā)散作用（圖5）。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：
大到探月的嫦娥衛(wèi)星，小到日常生活中的單反相機(jī)、CD光盤，無論是國家進(jìn)步，還是你我的生活質(zhì)量，都與光學(xué)工程息息相關(guān)。由于光學(xué)工程的應(yīng)用實(shí)踐要求十分嚴(yán)格，相關(guān)本科專業(yè)的畢業(yè)生往往無力承擔(dān)與光學(xué)工程科學(xué)技術(shù)研究直接相關(guān)的工作。因此，每年有大量相關(guān)專業(yè)的本科畢業(yè)生選擇考研。
由于光學(xué)工程是一門高層次、高門檻的學(xué)科，相較于機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)，開設(shè)此專業(yè)的院校并不多?？傮w看來，光學(xué)工程專業(yè)的考研競爭比較激烈，尤其是在一些光學(xué)工程名校之中，2012年浙江大學(xué)光學(xué)工程的報(bào)錄比就曾高達(dá)17∶1。
目前，我國具有光學(xué)工程博士一級授予資格的高校共38所。具有光學(xué)工程國家重點(diǎn)學(xué)科的高校共有清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、南開大學(xué)、天津大學(xué)、長春理工大學(xué)、南京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等9所，具有國家重點(diǎn)（培育）學(xué)科的高校有上海理工大學(xué)、電子科技大學(xué)兩所，具有博士培養(yǎng)資格的中國科學(xué)院相關(guān)研究院所主要有長春光機(jī)所、西安光機(jī)所、上海光機(jī)所、上海技術(shù)物理所、安徽光機(jī)所、成都光電所等6所。
我們?nèi)绾卧跒閿?shù)不多的頂級名?；蚩蒲性核羞x擇一所最適合自己的院校呢？
第一，重視院校綜合實(shí)力，避免依賴單一數(shù)據(jù)。
各種評估結(jié)果中的得分、排名等數(shù)據(jù)往往只能反映院校的宏觀指標(biāo)，且不同機(jī)構(gòu)均有不一樣的標(biāo)準(zhǔn)，很難客觀真實(shí)地反映院校的全部情況。各院校的研究方向獨(dú)具特色，互有長短，具體到每個(gè)研究方向，實(shí)力強(qiáng)弱更不相同，比如，光學(xué)設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域，普遍認(rèn)為實(shí)力強(qiáng)弱依次為清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、天津大學(xué)等。同樣的道理，單純地看重院校的院士、長江學(xué)者數(shù)量、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、研究經(jīng)費(fèi)等指標(biāo)也是不科學(xué)的。院校研究水平的高低并不能直接反映研究生教育質(zhì)量的好壞，院校的導(dǎo)師構(gòu)成、地理區(qū)位與就業(yè)環(huán)境、同學(xué)本科來源的層次與學(xué)術(shù)氛圍等軟實(shí)力也不是量化指標(biāo)可以衡量的，然而這些因素對研究生階段的學(xué)術(shù)成就以及未來的職業(yè)發(fā)展，往往比宏觀數(shù)據(jù)具備更大的影響，萬萬不可忽視。
第二，光學(xué)工程不是什么院校都能“玩得轉(zhuǎn)”。
在考生中廣泛存在“211高校未必比985高校差”的思想，從而選擇考研難度相對較小的“211工程”院校深造。不可否認(rèn)，一些“211工程”院校在其傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科上的確不比“985院?！辈睿踔粮袃?yōu)勢。但是，光學(xué)工程是一門“高富帥”的學(xué)科，只有高層次的院校才能承載光學(xué)工程這門學(xué)科，而優(yōu)秀的光學(xué)工程人才往往也出自優(yōu)秀的院校。主要原因體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，光學(xué)工程精密程度非常高，對實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和資金的依賴性比較強(qiáng)，缺少國家重視和資金上的傾斜，院校很難承擔(dān)昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，從而限制研究生的發(fā)展；第二，“985”院校導(dǎo)師的視野更加開闊，對研究生的基本要求更加嚴(yán)格、培養(yǎng)目標(biāo)更高，甚至某些院校的本科生在導(dǎo)師的指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下也能在諸如Optical Letters等國際頂級光學(xué)期刊上。此外，高層次的院校學(xué)術(shù)氛圍更加濃厚，出國深造、就業(yè)等方面也具備更大的優(yōu)勢。
在此背景下，有必要對光學(xué)工程相關(guān)院校及其考研情況進(jìn)行深度解讀。本文將以擁有國家重點(diǎn)學(xué)科的浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、南開大學(xué)，以及中國科學(xué)院的上海光機(jī)所為例進(jìn)行具體分析。
浙江大學(xué)：為強(qiáng)者而生
學(xué)科地位：浙江大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科設(shè)立于光電信息工程學(xué)系內(nèi)，該系前身為浙江大學(xué)光學(xué)儀器專業(yè)，是中國光學(xué)工程學(xué)科的誕生地，具有雄厚的學(xué)科實(shí)力。在2007―2009年、2010―2012年教育部學(xué)科評估中均排名第一。
學(xué)科特色：有現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家光學(xué)儀器工程技術(shù)研究中心、國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室等國家級研究基地。目前設(shè)置有光學(xué)工程研究所、光電信息及檢測技術(shù)研究所、光電子技術(shù)研究所、光電顯示技術(shù)研究所、先進(jìn)納米光子學(xué)研究所和光及電磁波研究中心、光學(xué)慣性技術(shù)工程研究中心等機(jī)構(gòu)。
研究領(lǐng)域：浙江大學(xué)光學(xué)工程主要研究領(lǐng)域十分寬廣，包括微納光學(xué)與介觀光學(xué)與器件、光學(xué)光電子薄膜、光電顯示技術(shù)、高精度光纖傳感、光電成像技術(shù)、微納米精密檢測技術(shù)、生物光子學(xué)、新型激光與光電子技術(shù)、光電子集成器件與系統(tǒng)，光通信技術(shù)與系統(tǒng)和新穎人工光電介質(zhì)等。
師資力量：光及電磁波研究中心以長江計(jì)劃特聘教授何賽靈為領(lǐng)軍人物，大部分導(dǎo)師均為杰出“海歸”或外籍教授，在光子學(xué)和電磁波的理論和實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域開展了大量工作，獲得了許多具有國際影響的學(xué)術(shù)成果。
地理區(qū)位：長江三角洲地區(qū)具有規(guī)模龐大的光電產(chǎn)業(yè)集群，具有國際化、起點(diǎn)高的特點(diǎn)，相較于珠三角地區(qū)以封裝、為主的光電―半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言具有廣闊的發(fā)展前景。
競爭情況：浙江大學(xué)就讀光學(xué)工程的研究生中超過半數(shù)來自于浙江大學(xué)、天津大學(xué)、南開大學(xué)等名校的推免生?？佳懈偁帢O為激烈，從近年報(bào)錄比便可見一斑。
考試特色：浙江大學(xué)光學(xué)工程考研參考書為郁道銀、談恒英著的《工程光學(xué)》。浙江大學(xué)光學(xué)工程的專業(yè)課考試較其他學(xué)校包括的內(nèi)容更多，報(bào)考的同學(xué)需要復(fù)習(xí)幾何像差、傅里葉光學(xué)等本科階段較為薄弱的知識板塊。此外，也會(huì)考查一定的激光原理知識。
華中科技大學(xué)：光谷傳奇
學(xué)科地位：華中科技大學(xué)光學(xué)工程近年來發(fā)展迅速，實(shí)力雄厚。尤其是在籌的武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室是我國目前僅有的幾個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室之一，學(xué)科地位非同一般。華中科技大學(xué)在2010―2012年教育部學(xué)科評估中與浙江大學(xué)并列第一。
學(xué)科特色：光學(xué)與電子信息學(xué)院設(shè)有武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室、激光加工技術(shù)國家工程研究中心、下一代互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家集成電路人才培養(yǎng)基地、教育部電子信息功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（B類）、教育部敏感陶瓷工程中心等研究機(jī)構(gòu)。其中武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室是由教育部、湖北省和武漢市共建，依托于華中科技大學(xué)，聯(lián)合武漢郵電科學(xué)研究院、中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、中國船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所共同組建，已投入4億多元建立了12個(gè)科學(xué)研究平臺以及1個(gè)光電公共測試平臺。
研究領(lǐng)域：華中科技大學(xué)主要研究方向?yàn)楣怆姕y控技術(shù)、光電信息存儲(chǔ)、光通信技術(shù)、基礎(chǔ)光子學(xué)、激光科學(xué)與工程、光電子器件與集成、納米光電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、能源光子學(xué)、太赫茲技術(shù)。
地理區(qū)位：華中科技大學(xué)地處著名的武漢光谷，當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)集群形成的產(chǎn)學(xué)研體系研究水平很高，產(chǎn)業(yè)價(jià)值巨大，尤其在光通信、激光等領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢，就業(yè)前景看好。
競爭情況：華中科技大學(xué)工學(xué)復(fù)試分?jǐn)?shù)線2013年為330分、2012年為340分、2011年為330分。招生人數(shù)60人左右，隨當(dāng)年推免生比例有所波動(dòng)。
考試特色：華中科技大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)課考試偏向物理光學(xué)、電子學(xué)、激光原理相關(guān)知識。需要注意的是有兩個(gè)單位可以接收光學(xué)工程的碩士生，分別是光電學(xué)院和武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室。
天津大學(xué)：精益求精
學(xué)科地位：天津大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科設(shè)立在天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院，是我國較早設(shè)立光學(xué)工程的高校之一。天津大學(xué)光學(xué)工程在2007―2009年教育部學(xué)科評估中名列第二，2010―2012年教育部學(xué)科評估中名列第三。此外，天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院也是教育部“教育教學(xué)改革特別試驗(yàn)區(qū)”的15個(gè)全國試點(diǎn)學(xué)院之一。
學(xué)科特色：所在學(xué)院設(shè)有精密測試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、光電信息技術(shù)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、精密儀器中心、現(xiàn)代光學(xué)研究所、光電子研究中心、傳感工程研究所、照明技術(shù)研究所、光電測控技術(shù)研究所、激光與光電子技術(shù)研究所、生物光學(xué)研究所、安全防偽技術(shù)研究中心等研究和開發(fā)機(jī)構(gòu)。
研究方向：超快激光理論與應(yīng)用研究、光學(xué)信息處理及其應(yīng)用、光學(xué)技術(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用、數(shù)字圖像處理技術(shù)、光學(xué)傳感器技術(shù)、先進(jìn)固體激光及非線性頻率變化技術(shù)、光電子學(xué)與光通信技術(shù)、激光與光電子應(yīng)用技術(shù)等。
師資力量：中國科學(xué)院院士1人，中國工程院院士1人，長江計(jì)劃特聘教授4人。天津大學(xué)光學(xué)工程的師資隊(duì)伍配置十分合理，老中青年教師比例合理。老年教授如姚建銓院士、王清月教授等可以保證該學(xué)科的頂級實(shí)力，中年學(xué)科骨干如劉鐵根教授近年來在光纖傳感領(lǐng)域碩果累累，超快激光實(shí)驗(yàn)室的胡明列教授是天津大學(xué)最年輕的教授，學(xué)術(shù)前景十分光明。
地理區(qū)位：既緊挨近年來得到長足發(fā)展的天津?yàn)I海新區(qū)，又毗鄰首都北京，就業(yè)環(huán)境較為優(yōu)越。
競爭情況：就讀于天津大學(xué)的研究生中，本校生源占有較大比例。天津大學(xué)工學(xué)復(fù)試分?jǐn)?shù)線2013年為330分，2012年為335分，2009―2011光學(xué)工程報(bào)錄比如下：
考試特色：天津大學(xué)考研參考書目為郁道銀、談恒英著的《工程光學(xué)》和周炳著的《激光原理》，建議欲報(bào)考的同學(xué)參考天津大學(xué)蔡懷宇教授編寫的《工程光學(xué)復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答》。
南開大學(xué)：雖小而精
學(xué)科地位：南開大學(xué)光學(xué)工程設(shè)立于南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所內(nèi)，隸屬于電子信息與光學(xué)工程學(xué)院?，F(xiàn)代光學(xué)研究所由光學(xué)工程元老母國光院士創(chuàng)建，是全國高校中最早取得光學(xué)和光學(xué)工程兩個(gè)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)的單位。在2010―2012年教育部學(xué)科評估中，南開大學(xué)光學(xué)工程名列第五。
學(xué)科特色：設(shè)有教育部光電信息技術(shù)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及博士后流動(dòng)站。
師資力量：南開大學(xué)光學(xué)工程規(guī)模較小，共有教師28人，教授、研究員18人，副教授8人，其中有院士1人，特聘教授1人，博士生導(dǎo)師13人，但導(dǎo)師隊(duì)伍水平相當(dāng)優(yōu)秀，哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)等歐美名校留學(xué)、訪問研究的經(jīng)歷非常普遍，近年來在Nature、Science等國際最頂尖期刊發(fā)表多篇論文，令國內(nèi)同行為之拜服。較為出色的是青年教師劉海濤教授，在Nature發(fā)表兩篇論文，在Physical Review Letters發(fā)表兩篇論文，主要研究方向?yàn)楸砻娴入x子體等微納光學(xué)的相關(guān)理論。
培養(yǎng)模式：南開大學(xué)光學(xué)工程招生規(guī)模較小，幾乎與導(dǎo)師人數(shù)平齊，每個(gè)研究生均能得到導(dǎo)師的大量指導(dǎo)，研究生教育接近于精英教育。需要注意的是，南開大學(xué)光學(xué)工程的專業(yè)型碩士培養(yǎng)計(jì)劃與學(xué)術(shù)型碩士培養(yǎng)計(jì)劃基本相同，這與其他學(xué)校的培養(yǎng)模式有所區(qū)別。
研究領(lǐng)域：相比其他高校，南開大學(xué)光學(xué)工程的研究方向的理論特色較為明顯，其研究領(lǐng)域主要有：光學(xué)/數(shù)字圖象處理科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)處理與光計(jì)算技術(shù)、激光與非線性光學(xué)科學(xué)與技術(shù)、現(xiàn)代光通信技術(shù)、光波電子學(xué)、光子技術(shù)、眼視覺光學(xué)和共焦顯微技術(shù)、飛秒激光技術(shù)、微納光學(xué)。
地理區(qū)位：與天津大學(xué)相同。
競爭情況：南開大學(xué)近年來考研報(bào)錄情況如下所示，可見相較于其他院校，南開大學(xué)光學(xué)工程的性價(jià)比較高。
考試特色：南開大學(xué)光學(xué)工程往年專業(yè)課參考書是趙凱華、鐘錫華編著的《光學(xué)》，專業(yè)課考試風(fēng)格自2013年起有所變化，并且2014年考研沒有提供參考書目，需要考生注意。
中國科學(xué)院上海光機(jī)所：臥虎藏龍
學(xué)科地位：上海光機(jī)所是我國建立最早、規(guī)模最大的激光專業(yè)研究所。
學(xué)科特色：上海光機(jī)所現(xiàn)設(shè)8個(gè)研究室，分別是：強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、空間激光信息技術(shù)研究中心（含：中科院空間激光通信及檢驗(yàn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市全固態(tài)激光器與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、高密度光存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、高功率激光單元技術(shù)研究與發(fā)展中心。
值得一提的是，上海光機(jī)所建成了國內(nèi)僅有國際上也為數(shù)不多的“神光”系列高功率大型激光裝置，用于激光分離同位素的激光與光學(xué)系統(tǒng)、超短超強(qiáng)激光系統(tǒng)、激光原子冷卻裝置、空間全固態(tài)激光器研制平臺。在各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料的研制方面，也進(jìn)入了國際先進(jìn)水平，是我國現(xiàn)代光學(xué)和激光與光電子領(lǐng)域取得研究成果最多的單位之一。
研究領(lǐng)域：強(qiáng)激光技術(shù)、強(qiáng)場物理與強(qiáng)光光學(xué)、信息光學(xué)、量子光學(xué)、激光與光電子器件、光學(xué)材料等。顯而易見的是，上海光機(jī)所的研究方向非常偏向于理論研究，因而十分適合于光學(xué)工程理論方向的深造。
地理區(qū)位：地處長三角的核心上海，地理區(qū)位優(yōu)勢相當(dāng)明顯。
競爭情況：每年有許多來自清華大學(xué)、浙江大學(xué)等頂尖學(xué)府的畢業(yè)生通過推免進(jìn)入上海光機(jī)所，研究所人才濟(jì)濟(jì)。近年來上海光機(jī)所光學(xué)工程的復(fù)試分?jǐn)?shù)線為：2013年320分，2012年325分，2011年330分。每年招生人數(shù)在40―50人，隨當(dāng)年推免比例有所浮動(dòng)。
我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因?yàn)槊總€(gè)物體發(fā)射的光被人眼接受時(shí)，光的強(qiáng)弱、射向和距離、顏色都不同。從波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強(qiáng)弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進(jìn)展，已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中。
1全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段
1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一想法，即全息術(shù)，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想，雖然未能用電子波證實(shí)其原理，但用可見光證實(shí)了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點(diǎn)：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時(shí)期的全息圖被稱為第一代全息圖，標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個(gè)嚴(yán)重問題，一個(gè)是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個(gè)是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術(shù)進(jìn)展緩慢。
1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個(gè)在空間互相分離的衍射分量，其中一個(gè)復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù)，這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計(jì)量檢測、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進(jìn)展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。
科學(xué)家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個(gè)元件、光源和記錄介質(zhì)的相對位置嚴(yán)格保持不變，這也給全息技術(shù)的實(shí)際使用帶來了種種不便。于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺的黑暗實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入更加廣泛的實(shí)用領(lǐng)域。
2全息術(shù)的基本原理和特點(diǎn)
全息術(shù)是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時(shí)記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現(xiàn)兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。
波前記錄依據(jù)的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強(qiáng)度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強(qiáng)度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強(qiáng)度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。
波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理，照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過全息圖衍射后出現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(jìn)(零級衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實(shí)像。
全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點(diǎn)：
(1)三維性——因?yàn)槿D記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。
(2)不可撕毀性——因?yàn)槿D記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。
(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄，并能互不干擾地再現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。
(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因?yàn)檠苌浣桥c波長有關(guān)，用不同波長的激光照射全息圖，再現(xiàn)相就會(huì)發(fā)生放大或縮小。
3全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向
全息術(shù)經(jīng)過60年的發(fā)展，已與計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，成為一種高新技術(shù)，擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域，在一些發(fā)達(dá)國家還興起了全息產(chǎn)業(yè)，并且正在形成日益廣闊的市場，實(shí)用前景非?？捎^。本文介紹全息術(shù)中幾個(gè)應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說明其發(fā)展方向。
3.1全息存儲(chǔ)
全息存儲(chǔ)是依據(jù)全息術(shù)的原理，將信息以全息照相的方式存儲(chǔ)起來，它利用兩個(gè)光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲(chǔ)和信息之間的比較(相關(guān))、識別，甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來，也就是可以把信息存儲(chǔ)和信息處理結(jié)合起來。用于全息信息存儲(chǔ)的記錄介質(zhì)較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復(fù)使用的實(shí)時(shí)記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機(jī)或無機(jī)光折變材料等。全息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容量方面具有巨大的優(yōu)勢，原因是：
(1)全息存儲(chǔ)具有存儲(chǔ)容量大的優(yōu)勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時(shí)，信息存儲(chǔ)密度的數(shù)量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲(chǔ)信息時(shí)，存儲(chǔ)密度一般可提高一個(gè)數(shù)量級達(dá)106bit/mm2；如果用體全息圖存儲(chǔ)信息時(shí)，存儲(chǔ)密度可高達(dá)1013bit/mm2。
(2)全息存儲(chǔ)具有極大的冗余性，存儲(chǔ)介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會(huì)引起信息丟失。
(3)全息存儲(chǔ)具有讀取速率高和能并行讀取的特點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)頁可包含達(dá)1Mbit的信息，寫人一頁的時(shí)間在100ms左右，讀信息的時(shí)間可以小于100μs，而磁盤的尋址時(shí)間至少需要10ms。
當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲(chǔ)研究的熱潮，并取得很大的進(jìn)展，其主要表現(xiàn)在：
(1)存儲(chǔ)容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向?qū)嵱没＠纾?994年美國加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)全息存儲(chǔ)器中，并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無顯著下降。1999年美國加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù)，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲(chǔ)了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲(chǔ)裝置。
(2)實(shí)用化的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項(xiàng)目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國國家存儲(chǔ)工業(yè)聯(lián)合會(huì)(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實(shí)施了光折變信息存儲(chǔ)材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(HDSS)項(xiàng)目，預(yù)期在5年內(nèi)開發(fā)出具有容量為1Tbit數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進(jìn)行。
近幾年來，光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進(jìn)展，為全息存儲(chǔ)器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲(chǔ)的理論和方法的發(fā)展使這項(xiàng)技術(shù)日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲(chǔ)和熱定影進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數(shù)密度越高，存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能越好，但是目前還未解決的一個(gè)難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲(chǔ)界研究的熱門課題。
3.2顯示全息
顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等；再如，以動(dòng)態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動(dòng)畫片、雷達(dá)顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等，每3年一次的顯示全息國際會(huì)議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。
顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展，隨后的一些研究者和藝術(shù)家不斷追求更實(shí)用的拍攝技術(shù)，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀(jì)80年代都有關(guān)于這方面的論文報(bào)道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協(xié)會(huì)主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報(bào)道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報(bào)道情況來看，顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在：
(1)視角范圍、圖像體積有限；
(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計(jì)算方法；
(3)由于全息計(jì)算數(shù)量巨大，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)顯示異常困難?？朔陨喜蛔悖瑢⒖赡艹蔀轱@示全息研究的幾個(gè)熱點(diǎn)。
近年來，顯示全息技術(shù)掀起一場數(shù)字化變革，數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價(jià)格低廉等特性，在不久的將來開發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。
3.3模壓全息
模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的，它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來，使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化，用白光再現(xiàn)時(shí)，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產(chǎn)，使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個(gè)階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復(fù)制。這三個(gè)階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當(dāng)其沖，是安全防偽技術(shù)的一個(gè)里程碑。正如全息圖的新奇性、強(qiáng)烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上，不能去除性、價(jià)格低廉、容易驗(yàn)證等特點(diǎn)，使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品，無論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價(jià)證券(如信用卡、鈔票、護(hù)照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù)，并備受使用者青睞。
模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè)，90年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。本世紀(jì)初，隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高，模壓全息技術(shù)又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù)；2003年，蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個(gè)個(gè)技術(shù)突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術(shù)達(dá)到新的境界。
模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，但發(fā)展速度迅猛，目前國內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展，我國模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個(gè)方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發(fā)全息包裝材料，實(shí)現(xiàn)立體防偽包裝，第三個(gè)方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。
3.4全息干涉計(jì)量
全息干涉計(jì)量術(shù)是將不同物光，在不同的時(shí)間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理，非接觸地對物體表面進(jìn)行三維測量而獲得信息。全息干涉計(jì)量術(shù)是全息應(yīng)用的一個(gè)重要方面，它能實(shí)現(xiàn)高精度非接觸性無損測量，比一般光學(xué)干涉計(jì)量有很多優(yōu)點(diǎn)。一般光學(xué)計(jì)量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計(jì)量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進(jìn)行測量，測量精度為光波波長λ的數(shù)量級。目前，全息干涉計(jì)量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實(shí)時(shí)全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時(shí)間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計(jì)量術(shù)的另一個(gè)新的分支-激光斑紋計(jì)量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，使得全息干涉計(jì)量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環(huán)境條件下對某些物理量進(jìn)行定時(shí)測量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等，可使測量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉計(jì)量在20世紀(jì)80年代美國等西方先進(jìn)國家已產(chǎn)業(yè)化，我國在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的研究項(xiàng)目通過鑒定，其中有些達(dá)到當(dāng)時(shí)的先進(jìn)水平。經(jīng)過近幾年的開發(fā)和研制，我國在全息干涉計(jì)量測試設(shè)備方面主要發(fā)展有：
(1)用于測試火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測試儀；
(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；
我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因?yàn)槊總€(gè)物體發(fā)射的光被人眼接受時(shí)，光的強(qiáng)弱、射向和距離、顏色都不同。從波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強(qiáng)弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術(shù)。全息術(shù)誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進(jìn)展，已被廣泛地應(yīng)用于近代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中。
1 全息術(shù)的歷史和發(fā)展階段
1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一想法，即全息術(shù)，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設(shè)想，雖然未能用電子波證實(shí)其原理，但用可見光證實(shí)了。從第一張全息照片制成到20世紀(jì)50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點(diǎn)：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時(shí)期的全息圖被稱為第一代全息圖，標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。第一代全息圖存在兩個(gè)嚴(yán)重問題，一個(gè)是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個(gè)是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術(shù)進(jìn)展緩慢。
1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術(shù)發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術(shù)出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個(gè)在空間互相分離的衍射分量，其中一個(gè)復(fù)制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術(shù)，這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。第二代全息術(shù)解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計(jì)量檢測、信息存貯等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得巨大進(jìn)展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調(diào)信息。
科學(xué)家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域的到了應(yīng)用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個(gè)元件、光源和記錄介質(zhì)的相對位置嚴(yán)格保持不變，這也給全息技術(shù)的實(shí)際使用帶來了種種不便。于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應(yīng)該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺的黑暗實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入更加廣泛的實(shí)用領(lǐng)域。
2 全息術(shù)的基本原理和特點(diǎn)
全息術(shù)是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時(shí)記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現(xiàn)兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(xiàn)(重現(xiàn))。
波前記錄依據(jù)的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產(chǎn)生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強(qiáng)度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應(yīng)當(dāng)指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強(qiáng)度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉(zhuǎn)化成了干涉條紋的強(qiáng)度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。
波前再現(xiàn)的理論依據(jù)是衍射原理，照明光波(再現(xiàn)光)經(jīng)過全息圖衍射后出現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(jìn)(零級衍射波)。在現(xiàn)代記錄和重現(xiàn)的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實(shí)像。
全息術(shù)的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點(diǎn)：
(1)三維性——因?yàn)槿D記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。
(2)不可撕毀性——因?yàn)槿D記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。
(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄，并能互不干擾地再現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。
(4)全息圖的再現(xiàn)相可放大或縮小——因?yàn)檠苌浣桥c波長有關(guān)，用不同波長的激光照射全息圖，再現(xiàn)相就會(huì)發(fā)生放大或縮小。
3 全息術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展方向
全息術(shù)經(jīng)過60年的發(fā)展，已與計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)以及非線性光學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，成為一種高新技術(shù)，擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、印刷等領(lǐng)域，在一些發(fā)達(dá)國家還興起了全息產(chǎn)業(yè)，并且正在形成日益廣闊的市場，實(shí)用前景非常可觀。本文介紹全息術(shù)中幾個(gè)應(yīng)用較為廣泛、產(chǎn)業(yè)化較成熟的領(lǐng)域并說明其發(fā)展方向。
3.1 全息存儲(chǔ)
全息存儲(chǔ)是依據(jù)全息術(shù)的原理，將信息以全息照相的方式存儲(chǔ)起來，它利用兩個(gè)光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲(chǔ)和信息之間的比較(相關(guān))、識別，甚至聯(lián)想的功能結(jié)合起來，也就是可以把信息存儲(chǔ)和信息處理結(jié)合起來。用于全息信息存儲(chǔ)的記錄介質(zhì)較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復(fù)使用的實(shí)時(shí)記錄材料有光導(dǎo)熱塑料、有機(jī)或無機(jī)光折變材料等。全息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容量方面具有巨大的優(yōu)勢，原因是：
(1)全息存儲(chǔ)具有存儲(chǔ)容量大的優(yōu)勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時(shí)，信息存儲(chǔ)密度的數(shù)量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲(chǔ)信息時(shí)，存儲(chǔ)密度一般可提高一個(gè)數(shù)量級達(dá)106bit/mm2；如果用體全息圖存儲(chǔ)信息時(shí)，存儲(chǔ)密度可高達(dá)1013bit/mm2。
(2)全息存儲(chǔ)具有極大的冗余性，存儲(chǔ)介質(zhì)的局部缺陷和損傷不會(huì)引起信息丟失。
(3)全息存儲(chǔ)具有讀取速率高和能并行讀取的特點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)頁可包含達(dá)1Mbit的信息，寫人一頁的時(shí)間在100ms左右，讀信息的時(shí)間可以小于100μs，而磁盤的尋址時(shí)間至少需要10ms。
當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)掀起了全息存儲(chǔ)研究的熱潮，并取得很大的進(jìn)展，其主要表現(xiàn)在：
(1)存儲(chǔ)容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向?qū)嵱没＠纾?994年美國加州理工學(xué)院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組把經(jīng)壓縮的數(shù)字化圖像視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)全息存儲(chǔ)器中，并再現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)而圖像質(zhì)量無顯著下降。 1999年美國加州理工大學(xué)利用空-角復(fù)用技術(shù)，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲(chǔ)了26000幅全息圖。北京清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結(jié)構(gòu)的靈巧型全息存儲(chǔ)裝置。
(2)實(shí)用化的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項(xiàng)目局(ARPA )、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學(xué)等聯(lián)合成立了協(xié)作組織并在美國國家存儲(chǔ)工業(yè)聯(lián)合會(huì)(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實(shí)施了光折變信息存儲(chǔ)材料(PRISM)和全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(HDSS)項(xiàng)目，預(yù)期在5年內(nèi)開發(fā)出具有容量為1T bit數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)速率為1000MB/s的一次寫人或重復(fù)寫人的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進(jìn)行。
近幾年來，光電子技術(shù)和器件取得了系列重大進(jìn)展，為全息存儲(chǔ)器提供了所必要的高性能半導(dǎo)體激光器、液晶空間光調(diào)制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲(chǔ)的理論和方法的發(fā)展使這項(xiàng)技術(shù)日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲(chǔ)和熱定影進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數(shù)密度越高，存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能越好，但是目前還未解決的一個(gè)難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲(chǔ)界研究的熱門課題。
3.2 顯示全息
顯示全息技術(shù)是在激光透射全息圖的基礎(chǔ)上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內(nèi)裝飾、投影等；再如，以動(dòng)態(tài)顯示的全息技術(shù)、層面X射線照相術(shù)、3DCAD技術(shù)、3D動(dòng)畫片、雷達(dá)顯示、導(dǎo)向和模擬系統(tǒng)等，每3年一次的顯示全息國際會(huì)議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術(shù)創(chuàng)造性的魅力和藝術(shù)的美。
顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A. Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現(xiàn)立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質(zhì)量記錄材料的發(fā)展，隨后的一些研究者和藝術(shù)家不斷追求更實(shí)用的拍攝技術(shù)，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《Applied Optics》和《Optics Letters》在20世紀(jì)80年代都有關(guān)于這方面的論文報(bào)道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協(xié)會(huì)主辦的《Holography News》以往和近年都不斷地報(bào)道有關(guān)顯示全息圖的最新制作技術(shù)和商業(yè)信息。但從這些報(bào)道情況來看，顯示全息存在不足主要表現(xiàn)在：
(1)視角范圍、圖像體積有限；
(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計(jì)算方法；
(3)由于全息計(jì)算數(shù)量巨大，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)顯示異常困難。克服以上不足，將可能成為顯示全息研究的幾個(gè)熱點(diǎn)。
近年來，顯示全息技術(shù)掀起一場數(shù)字化變革，數(shù)字合成全息技術(shù)為全息三維顯示開辟了前所未有的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和高分辨空間調(diào)制器件的發(fā)展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價(jià)格低廉等特性，在不久的將來開發(fā)出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術(shù)創(chuàng)造良好的商業(yè)前景。
3.3 模壓全息
模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標(biāo)準(zhǔn)件的全息拷貝而提出的，它是將全息術(shù)和電鍍、壓印技術(shù)結(jié)合起來，使全息圖的制作產(chǎn)業(yè)化，用白光再現(xiàn)時(shí)，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產(chǎn)，使得它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個(gè)階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復(fù)制。這三個(gè)階段生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當(dāng)其沖，是安全防偽技術(shù)的一個(gè)里程碑。正如全息圖的新奇性、強(qiáng)烈的視角效果、制作的難度以及易于應(yīng)用在鈔票的包裝上，不能去除性、價(jià)格低廉、容易驗(yàn)證等特點(diǎn)，使它很快占領(lǐng)了防偽領(lǐng)域。模壓全息是一種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的高科技產(chǎn)品，無論在高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或在有價(jià)證券(如信用卡、鈔票、護(hù)照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等都有采用模壓全息技術(shù)，并備受使用者青睞。
模壓全息出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，80年代中期已形成了一種產(chǎn)業(yè)，90年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。本世紀(jì)初，隨著防偽技術(shù)要求的不斷提高，模壓全息技術(shù)又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數(shù)字化采集和拍攝技術(shù)；2003年，蘇州大學(xué)研制成功并已批量生產(chǎn)“數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統(tǒng)鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個(gè)個(gè)技術(shù)突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術(shù)達(dá)到新的境界。
模壓全息產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，但發(fā)展速度迅猛，目前國內(nèi)已有100多條模壓全息生產(chǎn)線。為了使模壓全息技術(shù)健康發(fā)展，我國模壓全息產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在三個(gè)方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發(fā)全息包裝材料，實(shí)現(xiàn)立體防偽包裝，第三個(gè)方向是模壓全息技術(shù)和現(xiàn)代印刷術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)傳統(tǒng)的美術(shù)效果和現(xiàn)代科技的藝術(shù)魅力。
3.4 全息干涉計(jì)量
全息干涉計(jì)量術(shù)是將不同物光，在不同的時(shí)間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術(shù)的空間波前再現(xiàn)原理，非接觸地對物體表面進(jìn)行三維測量而獲得信息。全息干涉計(jì)量術(shù)是全息應(yīng)用的一個(gè)重要方面，它能實(shí)現(xiàn)高精度非接觸性無損測量，比一般光學(xué)干涉計(jì)量有很多優(yōu)點(diǎn)。一般光學(xué)計(jì)量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計(jì)量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進(jìn)行測量，測量精度為光波波長λ的數(shù)量級。目前，全息干涉計(jì)量術(shù)在方法上先后發(fā)展了實(shí)時(shí)全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時(shí)間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計(jì)量術(shù)的另一個(gè)新的分支-激光斑紋計(jì)量術(shù)。隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD器件及光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，使得全息干涉計(jì)量技術(shù)在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環(huán)境條件下對某些物理量進(jìn)行定時(shí)測量。再加之相移技術(shù)、外差技術(shù)和鎖相技術(shù)等，可使測量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉計(jì)量在20世紀(jì)80年代美國等西方先進(jìn)國家已產(chǎn)業(yè)化，我國在20世紀(jì)80年代初有幾所大學(xué)和科研單位的研究項(xiàng)目通過鑒定，其中有些達(dá)到當(dāng)時(shí)的先進(jìn)水平。經(jīng)過近幾年的開發(fā)和研制，我國在全息干涉計(jì)量測試設(shè)備方面主要發(fā)展有：
(1)用于測試火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧化特性的YSCI型離子瞬態(tài)激光全息測試儀；
(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；
