医学课件01-引言.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,致谢,北京邮电大学徐大雄院士提供了部分视频资料,中央民族大学朱伟利教授提供了部分,ppt,动画资料,特此致谢！,享受光享受光学,光学科学与技术的成果已深深渗透到我们的生活中,-王大珩,20世纪以前的光学,古典光学,传统光学,20世纪的光学,传统光学,现代光学,21世纪的光学,光子时代的到来,王大珩先生说：,21世纪,将是光子的世纪,20世纪光学的,主要特点,1、光学领域的扩展,研究对象：,宇宙、宏观、介观、微观,研究方向,宏大光学,微小光学,天文望远镜,微透镜,研究方向,天文光学,纳米光学,空间尺度：,百亿光年 单原子尺度，介观尺度,时间尺度,：,天文时间 原子反应时间,（10,-15,秒）,研究方向,静态光学 瞬态光学,如超快速现象,纳秒、皮秒、飞秒,20世纪光学的,主要特点,2、应用功能的扩展,光学工程 综合技术学科,光,机,电,算,材,光学,精密机械,电子,材料,计算机,现代精密仪器：,多功能、高效率,光、机、电、算一体化,技术手段：自动化、数字化、智能化,20世纪光学的,主要特点,3、研究内容的扩展,望远镜、显微镜、放大镜等,传统光学：,研究,现代光学：,扩展到,光子已不仅是作为,信息传递,的手段，帮助人类,认识世界,光子也能,改变物质的形态，,帮助人类,改造世界,激光,核科学技术 光探测器,全息,航空航天 图象处理,微光 光纤与光纤通信 图象融合,光集成,光信息处理,灵巧结构,光计算 机器人视觉 等等,激光核聚变:神光,II,装置,载人航天飞行:神舟5号,风云,II,号气象卫星,2.16,m,反射望远镜,微光夜视技术,全息防伪技术,4、应用范围的扩展,空间,20世纪光学的,主要特点,能源,材料,微电子,生物工程,医疗,环境,保护,遥感,计量,通信,印刷,核技术,生态环境,防灾,农业,精密,加工,资源,保护,军事,信息科学,遥测,生命,科学,化学,工程,许多学科分支和方向,已形成大规模的,产业,全世界光学和光（电）子学技术产业规模,1995年 达,700亿美元,2000年 达,1030亿美元,光信息,科学,光电子,技术,光电子成为信息产业的主角,机械领域,：,激光加工：,打孔、切割、焊接、表面处理,激光光刻、激光微细加工、,X,射线光刻,能源领域,：,太阳能电池、激光核聚变,空间卫星的能源，地球能源,光电子,光电子成为现代产业的主角,光纤通信,：,以低损耗石英光纤和半导体激光器为基础，,成为当今通信的主体和方向,显示技术,：,液晶大屏幕显示成为下一代电视的主流;,图像显示和复制设备,：,激光照排、印刷、分色、打印、复印、传真，,构成庞大印刷产业,成像和探测领域,CCD,等数字图像设备：扫描仪、传真机、摄象机、摄录机、数码相机,使光信息数字化;,光电子成像器件和探测器可以涉及到不可见光（微光和红外）,光信息科学,光,是最重要的信息载体，人类感官接收客观世界总信息量的 90%以上通过,眼睛,采集,传输,处理,存储,超高速度,超大容量,信息时代,对,信息技术,提出,更高,要求,信息爆炸,重返大气层多弹头导弹的,拦截,例1,弹头数量大于1000枚的情况 要求：在数分钟内完成五项功能,10,15,次/秒,要求达,寻 的,在 3 29 时间内分 4 阶段拦截、确认结果,识 别,跟 踪,发 射,迎 击,计算速度,目前,电子计算机,的计算速度举例,中国科学院知识创新工程和上海市信息化建设的重大成果,2005-1-14,报道,计算速度,10,13,次/秒,3000亿,次/秒,高性能计算机 曙光4000,A,10万亿次,而在2003年2月报道的是：,例2,高智能机器人,计算速度,10,15,次/秒,要求达,学习,联想,推理,识别,记忆,功能：,形象,声音,气味,感觉,感知:,快速计算、快速反应、达到,人脑,的水平,目标：,“现代”机器人能做到吗,？,打乒乓球,！,！,！,过马路,？,2003年2月23日报道,日本,研制的,世界第一个机器人,能行走，能认识10个人,会握手、挥手、跟在人后面走,关于,现代机器人,结论,电子系统,速度慢,，现代机器人,比不上,人,航空、航天,中长期天气预报,地震预测、预报,超大量卫片的图像处理,例3,其它领域,灾难的避免,快速反应,快速处理,计算速度,10,15,次/秒,要求达,光子技术的优越性,20世纪光学的,主要特点,响应,速度快,以光速传播,30万,km/s （3,x,10,8,m/s）,电信号传输速度：10,5,m/s,电子开关速度：10,-9,s,光开关速度：飞秒（,FS）10,-15,s,对比,光子技术的优越性,抗干扰,能力强,不受外界电磁场干扰,相互间几乎不干扰,可共用一个空间，不“串音”,电子受外界电磁场干扰,RC,问题,滞后效应,对比,光子技术的优越性,处理,速度快,电子,在电线里传输,串行传输：“瓶颈”问题,并行传输：,由于线径影响,出现,RC,问题,对比,光子,可在自由空间传播,可在波导内传播,并行传输,并行处理,速度快,二维图像处理，更快、更优,光子技术的优越性,传输,容量大,对比,高密度,大容量,三维空间传输,高带宽,一根光纤可同时传送多少路电话？,10,6,10,8,路,一路微波通道，传送 10,3,路 电话,或 1 路 彩电信号,美、日报道：超大容量传输系统 10,12,bits/s（Tb/s）,21,世纪投入使用,光子技术的优越性,序言 ,存储,密度大,海量存储,例1,200,mm,双面光盘，2.4,mm,厚,可存储 2 部电影的全部声、像信息,例2,全息存储 1,cm,3,光折变晶体,存储 1万 幅二维图像，数据量达到10,Gbit,计算机控制，快速存储,全息信息存储,空间光调制器,探测器,成像透镜,变换透镜,参考光束,信号光束,激光器,待存储的信息,数据页,记录介质,中国的光学(光子学)已经对高科技、国民经济与人民生活产生了影响。可以预期，光学（光子学）在21世纪将会像20世纪的电子学（微电子学）那样大发展。让我们一起为迎接光学（光子学）方面的重大突破而欢呼吧！-王大珩,认识光,驾驭光发展光学,你们这一代人,将成为最有希望的力量,是一支强大的生力军,信息光学-傅里叶光学,信号与系统的基本分析方法通信理论、傅里叶分析与现代光学的结合光学信息处理与全息学的基础,数学基础,二维线性系统分析,标量衍射的角谱理论,光学成像系统的频率特性,光全息术,光学信息处理,教材和参考书,教材,陈家璧、苏显渝主编：光学信息技术原理及应用,（面向21世纪课程教材）,高等教育出版社，2002,参考书,1.吕乃光编,傅里叶光学.,机械工业出版社,1987,2.,J.W.Goodman,Introduction to Fourier Optics,中译本:美顾德曼著,傅里叶光学导论,科学出版社,1968,3.吕乃光等编,傅里叶光学-基本概念和题解,答疑时间及地点,时间：星期 二,下午 3:00-5:00,地点:综合楼,B,座108室,电话:67391734,数学基础：,chap0-1.ppt,