序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇光學工程論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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2、學校工程學、臨床醫學、材料科學、生物學與生物化學、計算機科學、化學進入ESI學科世界排名前1%，在中國高校擴展版ESI高被引論文排行榜中位列第84位。

3、省級重點學科:光學工程、政治經濟學、國際法學、文藝學、傳播學、光學、細胞生物學、材料物理與化學、通信與信息系統、信號與信息處理、建筑設計及其理論、結構工程。

4、一級學科博士學位授權點（10個）：心理學、中國語言文學、新聞傳播學、計算機科學與技術、建筑學、土木工程、生物醫學工程 [50] 、信息與通信工程、光學工程、理論經濟學。

5、一級學科碩士學位授權點：信息與通信工程、電子科學與技術、中國語言文學、哲學、生物學、生態學、光學工程、工商管理、管理科學與工程、行政管理、生物醫學工程、基礎醫學、設計學、美術學、藝術學理論、數學、統計學、心理學、物理學、化學、材料科學與工程、土木工程、應用經濟學、理論、公共管理、理論經濟學等。

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英文名稱：Journal of Shenzhen University Science and Engineering

主管單位：深圳大學

主辦單位：深圳大學

出版周期：月刊

出版地址：廣東省深圳市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1000-2618

國內刊號：44-1401/N

郵發代號：46-206

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1984

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

SA 科學文摘(英)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

篇(3)

一、光信息科學與技術國家一類特色專業

我校光信息科學與技術專業歷史悠久、辦學基礎好、生源質量高、專業方向應用性強。為適應國家對激光科學與技術及光信息技術高素質人才的需求，發揮我校光信息科學與技術專業應用性強的優勢，圍繞“特色教育，服務社會”的宗旨，2009年申報成功了光信息科學與技術國家第一類特色專業，目標是建設一個以激光科學與技術和光信息技術兩個專業方向為優勢方向，特色鮮明的名牌專業，使之在培養質量方面達到或接近國內一流水平。在專業邊緣領域，大膽開拓，不斷擴展研究內容，使該專業成為國內激光科學與技術和光信息技術方向高級人才的培養基地，滿足社會發展需要，為同類型高校相關專業建設和改革起到示范和帶動作用。電動力學作為該專業重要的一門專業基礎課程，需進行教學內容和教學方式的改革，以適應特色專業的建設和培養高質量畢業生要求。

二、電動力學課程教學現狀及課程特點

電動力學課程內容，對大多數學生來說感覺到比較難學。原因是知識點較多，抽象難懂。數學推導復雜，要求有較強的數理基礎。雖然有些電動力學問題接近實際，比如波導問題、天線問題，但學生要理解和解決這些問題，需要一定的過程，由于上述問題的存在，使初學者常常感到電動力學課枯燥無味、難以入門；上課聽講似懂非懂，下課做題無從下手。并且,由于招生數量的增加,極大降低了師生比,降低了學生與老師交流的幾率。同時，現代大學生與80年代大學生比，缺乏主動思考意識和能力，都嚴重影響電動力學課程的教學效果。

三、教學改革設想及實施

我校光信息科學技術專業本科生的培養中,激光器及技術是一個重要的專業方向。因此在電動力學課程教學中,如何將與專業基礎相關教學內容更扎實、有效地貫穿教學，并激發學習興趣，采取以下教學改革設想及措施：3.1教學內容改革根據專業特點，對教學內容進行調整，并適當引申，為學生后續的平臺課如物理光學、激光原理，以及專業課如激光器件、導波光學等奠定良好基礎。比如，對電磁波傳播的相關內容重點講解并結合教師的科研等背景進行引申及拓展。其中關于模式及其形成條件，結合導波光學及物理光學內容，概念交待清楚，條件講解透徹，為后續課程的學習奠定良好基礎。在亥姆霍茲方程的講解中，引入前沿熱點問題如“負折射率”問題，使學生了解其理論基礎。在教材中作為選學內容的高斯光束問題，對該專業的學生交待清晰，為后續的激光原理奠定基礎。凡此不再贅述，總之，對教學內容的制定，以為學生更好學習后續課程及激發學習興趣為原則。3.2教學方式改革在電動力學課程的教學中，改變以往單純板書、課件的教學模式。嘗試使用討論式教學、課程小論文及結合教師科研講座與板書、課件相結合的教學方式。傳統板書教學方法對公式的推導及其有利，也符合學習的學習習慣。但在涉及較抽象問題時，使用課件教學更直觀、形象，有利于學生對具體問題的理解。如涉及形成模式的條件———駐波問題，以及偶極子天線的輻射問題，利用課件的動畫演示，極大提高了教學效果。在課程的講解中，穿插討論式教學，實現教師和學生的互動，調動學生學習的主動性。教師結合課程中不同章節的內容及特點，設置具體問題在課堂上展開討論是一種形式。對于課程小論文及教師科研講座，安排在電磁波的傳播內容講解之后，有利于培養學生的興趣和創造性。我們的教師梯隊均為博士畢業，涉及光學、物理電子學、光學工程、凝聚態物理、計算電磁學五個學科，且承擔包括國家自然基金、“863”、“973”及工程類項目，為結合不同的學科開展前沿問題講座，并將研究成果引入課堂，激發學生學習興趣提供了良好條件。為此，在課程教學中穿插了與課程相關的前沿問題講座。比如全固態激光器的研究進展、光子晶體及ZnO納米材料研究進展等，通過前沿問題講座的嘗試，學生積極性很高，取得了預期效果。關于課程小論文，我們安排在了講座之后，教師根據專業特點和學生基礎，給出題目和時間節點，其間學生與教師有交流，教師進行指導，使學生更好地完成小論文，只是這個環節需要的時間較長，需要教師后續跟蹤并總結。通過科研講座及小論的嘗試，以初步取得成效，所教授的學生據此參加了全國大學生創新大賽并獲獎，所研究結果也在相關刊物發表文章。這種教學模式的探索，極大提高了學生學習的能動性，有利于培養學生的學習興趣及提高培養質量。

篇(4)

暨南大學生命科學技術學院的蔡繼業教授提出，要弄明白一個細胞里生物分子的工作機理，必須“看到”單個分子。因此，蔡繼業教授和他的團隊致力于用近場光學顯微鏡和原子力顯微鏡做細胞超微結構和細胞上單個分子探測。并用“針尖化學”的方法測量特異性生物分子與其他分子之間的單分子作用力，了解其分布和功能。這要求有超高分辨率儀器和努力不懈的工作精神，蔡繼業教授正是秉持著嚴謹的科學精神，在激光化學和生物化學領域取得了前沿成果。

梅花香自苦寒來

蔡繼業教授1944年出生于上海市崇明縣廟鎮一個農民家庭，小時候生活相當貧困，在地處廟鎮的崇西中學讀書期間，每天放學回家要幫家里干活，晚上只能在黃豆大煤油燈光下學習，每年的寒暑假加上農忙假，有四個月的時間全天干農活，在這樣艱苦的條件下，蔡繼業于1962年考上北京大學物理系。父母咬緊牙關跟周圍鄰居七拼八湊借了錢，他才能坐上68小時的慢車去北京。那是他第一次出遠門，不會說普通話，因沒錢買鞋而經常打赤腳，學習上也面臨著聽不懂普通話、與來自全國重點中學的尖子生有相當大的差距，一直到二年級下學期才翻過身來。

1968年，蔡繼業畢業，他同屆的畢業生幾乎都上山下鄉，他也被發配至黑龍江第四建筑公司，種過菜、燒過磚，當過混凝土工、鋼筋工等。一年后，他成為了一名電焊技術員，兩年后當了工長。起早貪黑的勞作并沒有磨損蔡繼業的科學精神，他設計制作了十噸龍門吊車，帶領170多名工人，完成了在當時堪稱亞洲最大的大慶化肥廠的60×120平方米落地拱鋼機構工程。

1978年，當年上山下鄉的人們終于歸隊，蔡繼業也調進了中國科學院安徽光機所，開始做科研工作。1982年，他通過了競爭激烈的EPT考試，獲得了到美國哥倫比亞大學化學系公費留學2年的機會。

經年科研結碩果

蔡繼業到哥倫比亞大學后，進入哥倫比亞輻射實驗室（Columbia Radiation Laboratory）做研究工作，該實驗室先后出過7個諾貝爾獎獲得者，這里也是發明激光的地方。蔡繼業的導師是該實驗室的主任喬治?弗林（George Flynn），當時的科研任務是用二極管激光探測法研究CO2分子內振動能量轉移，蔡繼業與吉姆奧尼爾用快速H原子碰撞CO2分子，首次得到了三原子分子的振動、轉動分辨的結果。從此，蔡繼業教授開始了他從激光化學到生物納米技術的漫漫科研路。

在斯坦福大學化學系作為高級訪問學者工作期間，斯坦福大學化學實驗室負責人理查德?澤爾教授（Richard Zare曾任美國科學委員會主席）安排蔡繼業與考斯塔斯一起做碰撞參量對化學反應影響的實驗，該實驗用交叉分子束加上兩個激光器，來選擇激發和探測不同平動速度和不同碰撞參量碰撞后，Ba和HI的態-態反應。兩個激光器采用了光學-光學雙共振加上選擇探測激光誘導熒光的方法，才能得到碰撞參量與反應幾率的關系。該實驗被美國著名報紙《基督教科學箴言報》（The Christian Science Monitor）稱為物化領域“有史以來最復雜的實驗”，每次實驗都要連續工作36個小時，還要保持清醒的頭腦做正確的測量，這對人的神經是一個不小的挑戰。

迄今，蔡繼業與同事已在國際、國內的刊物和學術會議上發表了200多篇論文，五項專利和一本專著（《激光與化學動力學》）。并應邀在斯坦福大學、哥倫比亞大學、UWO大學、香港大學、北京大學、復旦大學、中國科技大學等十多所國內外大學作學術報告。在SCI上已查到他的六篇論文被哥倫比亞大學、西北大學、康奈爾大學、阿崗國家實驗室等幾十個研究單位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等國際核心刊物上引用了86次，作為激光化學前沿的重要成果或理論計算的依據被引用。

在生物納米技術方面，蔡繼業教授和他的團隊研究了標記的免疫分子的結構與自組裝，紅細胞對抗體的識別，干細胞的定向分化，首次實現了用量子點標記的細胞表面特異性分子的原位單分子探測等。近5年來，蔡繼業教授在國內外刊物上90多篇，已授權發明專利3項，已申報發明專利4項。蔡繼業教授目前還負責國家973重大項目子課題――抗體抗原復合物的分子分布特征及功能識別基礎，也主持過多個國家自然科學基金項目和一些省部級以上的項目。

春雨潤物細無聲

目前，暨南大學為蔡繼業教授配置了價值25萬美元的近場光學顯微鏡和原子力顯微鏡，提供了300平方米的實驗室，包括3名教授，4名副教授，1名在站博士后和10多名博士碩士生。他正在利用近場光學顯微鏡和原子力顯微鏡等先進儀器，進行單個分子的探測和單個細胞的超微結構的研究。同時，他也用他的研究成果回報學校，用他嚴謹的科學精神和多年的科研經驗，擔起了培養下一代科學人才的重任。

多年來，蔡繼業教授還擔任暨南大學生命科學技術學院的從本科到博士教學工作，曾任生科院副院長。他不僅在生物納米技術的研究工作中取得了可喜成績，還投入了大量的時間和精力在培養青年學科人才的教育工作上。他兢兢業業，進取創新，發表過多篇本科教育論文。他在論文中表明了自己對本科教育的獨到見解，對教學方式也有自己的研究。

讓學生學有所成、學有所用是每一位導師的心愿，讓年青一代成長起來，祖國的科學發展才有希望。如今，蔡繼業教授已負責培養了六十多名博士和碩士生，有多名獲得中國科學院億利達獎、大珩獎、中國科學技術大學優秀研究生獎和南粵優秀研究生獎。有的學生已被破格提拔為教授，有的學生在美國、歐洲、日本等國做研究工作。蔡繼業和他的學生的部分研究成果與同事一起曾獲廣東省自然科學一等獎、廣州市科技進步一等獎、廣東省高教廳科技進步一等獎，可謂碩果累累，桃李滿天下。

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【關鍵詞】《光學設計》 教學改革 探索與實踐

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）01－0015－02

《光學設計》是許多工科院校的“光信息科學與技術”、“光學工程”等專業的主修課程，北京信息科技大學光信息科學與技術專業在應用光學、物理光學等必修課基礎上也開設了這門重要的專業選修課。《光學設計》是一門將幾何光學與物理光學知識與實踐相結合的學科，通過該課程的學習，學生可以系統的了解光學設計方面的知識，了解一些最常用的光學系統的設計方法，以及了解光學設計的發展方向。該課程的特點是應用性較強，涉及的內容較多，如何在有限的學時內，通過該課程的學習，培養學生熟練設計各種光學系統的能力，提高學生的分析能力和實踐能力，這對授課教師提出了嚴峻挑戰。該課程一般通過理論教學和實踐教學兩個環節完成教學內容，本文將幾年來的課堂教學工作所積累下來的心得與體會加以總結，主要涉及到教學內容的組織，教學方法的改進與考核方式的變革等。

一、精心組織授課內容，理清主線，突出重點。

光學設計課程囊括的知識點比較多，面向不同的教學對象，因為其本身知識積累就不同，而不同的教材組織方式，調強的知識重點也不盡相同，因此需要教師因人而異、不斷調整授課內容的組織方式。北京信息科技大學光信息科學與技術專業將該課程核定為32學時，在這么短的課時內，如何選擇講授的知識點來保證教學活動的完成，根據本專業的特點，我們精心組織了教學內容，主要為了理清思路，并突出重點。光學設計涉及到的內容可分為：高斯光學、像差理論、典型光學系統、計算機自動優化方法、光學系統公差分析及光學元件制圖等。高斯光學是光學系統分析的基礎，光學系統初始結構計算就是基于高斯光學理論的；像差理論是光學設計的重中之重，只有深刻了解了像差理論，才能夠自主、靈活的設計光學系統；典型光學系統包括放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等系統，是了解實際光學系統的鑰匙，也是光學系統初始結構計算的理論基礎；而計算機自動優化方法、光學系統公差分析及光學元件制圖等是實踐性很強的內容，也是把上述理論知識與實際設計過程聯系的紐帶。只有理清了這些內容的知識體系，才能有的放矢，條理清楚的講授。我們經過探索，發現在授課時選擇一個實際的光學系統（如開普勒望遠鏡系統），從它的基本結構講起，引出物鏡和目鏡的各自特點，用高斯光學知識分析其放大率、視場角等參數，再引申到實際系統像差對像質的影響，最后講授怎樣設計這樣一個系統以及設計中應該注意的問題。這樣就能把所有要講授的內容串聯起來，學生就能更好地理清思路，知道哪部分內容的作用以及怎樣學習效率更高。另外，講解時不能一概而論，必須突出重點，每個知識模塊的學時要分配得當。比如像差理論是本課程的重點，需要占用較多的學時講解；而且像差理論這一部分應該把重點放在各種系統參數（比如，光闌大小、位置，材料折射率、相對色散等）對初級像差的影響上，因為這是一個優秀光學設計工程師必須練好的最重要的基本功。最后，處理好知識點與實際光學系統之間的關系。比如要提醒學生每一部分知識點都要結合與實際光學系統設計（包括加工、檢測）的關系來學習，做到有的放矢、思路清晰。

二、教學方法的改進

1．課堂教學與課外科技創新實踐相結合

學習基本原理知識的目的是為了更好地應用到實際生活中。我們積極鼓勵學生參加各種科技創新活動，堅持課堂教學與課外創新實踐活動相結合，強化實踐能力培養，提高學生的設計與綜合分析能力。比如，在學習了照相系統基本知識以后，我們鼓勵學生調研如今市場上的各種照相機（包括數碼相機、傳統相機、攝像機等），讓學生考察照相機的基本結構以及重要技術參數，并讓學生嘗試自己設計一臺照相機系統。這樣，學生的學習積極性得到大大提高，他們在設計過程中遇到很多問題，再重新回過頭在課堂找答案，被動接收變為主動學習，學習效率大大提高。

2．現代多媒體教學技術的使用

多媒體教學是以計算機為核心的教學手段，能交互的綜合處理文本、圖形、圖像、動畫、音頻及視頻等多種媒體信息，更豐富、更復雜的信息多媒體教學對全面提高教學質量，增進教學效果起著不可替代的推進作用。基于多媒體的光學設計課程教學優勢包括：第一，圖文并茂，簡潔直觀，激發學生學習興趣，提高學生學習的主動性。比如在講授望遠系統時，我們把目前世界上的各種望遠系統圖片投影到黑板上，并列舉各系統的優缺點，使學生頓時產生了濃厚的學習興趣。第二，把教師從繁重的板書中解放出來，更有利于教師語言、人格魅力的發揮，學生可以在相同的時間內獲取更多的知識，提高課堂教學效率和教學質量。比如，在講授各種目鏡結構時，由于目鏡的種類很多，有惠更斯目鏡、冉斯登目鏡、凱涅爾目鏡、對稱式目鏡以及廣角目鏡等，一一板書這些目鏡結構和特點非常花時間，而且作用不大。使用多媒體就可以很快的展示各種目鏡結構以及特點，從而把更多時間放到講授目鏡選型以及設計中去。第三，教師為主導，學生為主體，二者相互有機結合，實現教與學的良性互動。比如，在學習球差與系統相對孔徑以及光闌的關系這部分內容時，我們讓學生自己提出各種參數，然后現場用多媒體計算光線軌跡并畫出光路圖、像差圖等，學生再根據像差圖提出新的修正結構，直到得出滿意的球差。在這個過程中，教師與學生不再是填鴨式的灌輸與接受知識，而是很好的互動，并激發了學生學習興趣。

3．光學設計軟件的應用

在光學設計課程教學中，為了演示光線追跡結果及光學系統在各種不同情況下、不同輸入光場時的輸出光場情況等，需要編制相應的模塊軟件。但由于編制這樣的模塊軟件工作量大、難度較高，往住使任課老師放棄在教學過程中演示復雜的光學現象，即使有人花大量時間和精力編制出一些，也因為功能不強、效果不佳而影響教學效果。我們將諸如ZEMAX、OSLO、CODE－V等功能強大的商業光學設計軟件引入光學設計課程的教學過程，可以減小設計工作量，并且使課程課件的深度得到加強，從而擴大學生的感性認知和視野，增強教學效果。

現有的成像光學分析與設計軟件主要有三種，分別為：美國Optical Research Association 公司的CODE－V軟件；Lambda Research Corporation公司的OSLO軟件；Focus Software Inc開發的ZEMAX軟件。其中ZEMAX軟件由于界面友好，容易上手，目前占據市場最大份額；我們在課堂教學中采用的也是ZEMAX軟件。該軟件可做光學組件設計與照明系統的照度分析，也可建立反射、折射、繞射等光學模型，并結合優化、公差等分析功能，是將實際光學系統的設計概念、優化、分析、公差以及報表集成在一起的一套綜合性的光學設計仿真軟件。課堂利用ZEMAX的計算與模擬功能，鼓勵學生通過自主探索，在掌握理論知識的前提下，讓學生建立相應的物理模型和數學模型，通過自己輸入參數去完成對光學系統的形象化和具體化，并對光學系統像差進行詳細了解，為進一步設計提供參考依據。例如，如果要給學生講授cook三片式透鏡組（入瞳10mm，全視場角40°）的結構以及性能，通過ZEMAX可以很形象地顯示。圖1所示，cook透鏡組的二維和三維結構圖都可以畫出，而且所選三個視場（0視場、10°視場、20°視場）的光線軌跡也可以準確畫出，這樣就使得學生有更形象、直觀的認識。如果要了解該透鏡組性能，就可以利用ZEMAX光線追跡程序快速計算出每一條光線的軌跡，并算出各種像差值。該cook透鏡組的幾種像差圖見圖2所示，這里只顯示了四種像差圖：點列圖、波像差圖、調制傳遞函數圖和場曲、像散及畸變圖。根據這些像差圖，學生可以對該系統的像差有個全面的認識，可以更進一步改進并優化結構參數。而計算實際像差利用傳統的手工計算花費時間是巨大的。

總之，利用光學設計軟件，可以使光學設計課程授課效率更高，學生學習興趣更濃，學習效果更好。

三、課程考核方法的改革

考試已成為課程改革的一部分，與課程的實施方法相輔相成，從而更客觀地反映教與學的效果，達到拓展學生的個性，激發其學習能力和興趣的目的。傳統理工科課程通常以閉卷筆試加平時成績相結合的方式進行考核。針對《光學設計》的課程特點，我們采用了以考核綜合知識和能力為主導的考試方法。具體包括：①建立小課題，指導學生撰寫小論文。比如讓學生們調研目前流行的單反相機的原理并進行初步設計，學生通過查資料，深入調研，強化學生自己思考的過程，同時也能考察一個學生的綜合素質。②開展課堂討論，給予總結評價。這部分的考核主要是通過討論來考察學生對知識點的應用和具體解決問題的能力。③試卷考核。該部分主要考概念題和思考題，加深學生對理論基本知識的理解和掌握。

通過這三種方式來全面綜合地考察、評定學生對該門課程的學習掌握和理解程度，從而更好地反饋和指導教學。這樣的考核方法覆蓋指標更全面，考核的結果就會更客觀合理，能夠真實全面反映學生的學習情況與能力水平，有利于對學生的知識和能力進行綜合評價。

四、教師自身能力提高

教師是課程改革最直接、最關鍵的群體，因此教師的自身成長與課程的建設發展密切相關。教師的專業成長不僅僅是教學經歷和教學經驗的累積與豐富，更是教師由被動到主動參與課程決策、課程運作和課程評價，促進課程、教師和學生共同發展的過程。在不斷變革的社會大環境下，教師應樹立終身教育和終身學習的觀念，即“教育既是為了促進個人的終身全面發展，又是為了促進社會的持續發展和全面進步。”只有具備這樣的觀念，才能不斷解決教育中出現的各種問題，才能建構新課程條件下的目標、教學、評價體系。另外，很多人對于光學設計存在錯誤的認識，認為只要學好幾種光學設計軟件就可以進行光學設計。其實，光學設計是一種創造性的工作，它需要經驗也需要設計人員有正確的設計思想和設計理念，而軟件只是工具而已。光學設計總要從像差補償開始，如果沒有對基礎像差理論的深入、正確理解，只是按照已有參數按步就班地操作，光學設計則成了完全的技術工作，毫無思想性可言。對于這部分理論內容要有“板凳要坐十年冷”的準備，從復雜、枯燥的公式中理解設計的基礎，打好光學設計的基礎。光學設計是一門需要慢慢磨的手藝，作為教師的我們就更要負起責任，不斷提高自身水平，不浮躁、不圖快，踏踏實實的不斷學習，積極地參與科研，積累更多的光學設計經驗，這樣才能更好地講授好這門課。

五、結束語

隨著科學技術的發展，光學系統的作用越來越被重視，迫切需要光學設計的專業人才，為此高校肩負著培養具有良好光學設計人才的重任。本文對光學設計教學內容與課程設置的安排、教學方式的優化改革以及考核方式多樣化等問題進行了研究與討論，為學生更好地掌握光學設計知識、將來更好地服務于社會打下良好的基礎。

參考文獻

1 王之江.光學設計理論基礎［M］.北京：科學出版社，1985

2 李 林.計算機輔助光學設計的理論與應用［M］.北京：國防工業出版社，2002

3 黃一帆、李 林.光學設計教程［M］.北京：北京理工大學出版社，2009

4 張衛純、王開圣.淺談《光電檢測技術》課程的課堂教學［J］.甘肅科技，2009（18）：170～171

篇(6)

雖是一名年輕的科學家，且身處光電科學的探索前沿，張祥朝給人的感覺一直都是沉穩踏實，不浮不躁。這與他所信奉人生信條：“水止猶鑒，靜水流深”有關。

1982年，張祥朝出生于歷史悠久、人杰地靈的河北巨鹿，自小勤奮聰慧，考入中國科學技術大學精密機械與精密儀器系，從此與當時方興未艾的精密工程研究結下了不解之緣。

憑借一貫的出色表現，他在畢業時獲得全額獎學金，赴世界著名的英國哈德斯菲爾德大學精密技術中心攻讀博士學位，師從英國工程院院士蔣向前教授，2009年畢業后留任該大學研究學者；2011年12月進入復旦大學工作，沿著本科畢業論文《大孔徑高精度平面干涉儀的設計》和博士畢業論文《用于精密坐標計量的自由曲面擬合》的延伸脈絡繼續展開研究，且始終秉承嚴謹的態度對待科研工作，每一步都走得格外沉穩有力。

方寸間洞隱燭微

精密制造技術的發展一日千里，關鍵元件的表面形狀越來越復雜，精度越來越高，產生了一系列的自由曲面和微納結構功能元件，其應用范圍也擴大到航空、航天、醫學等領域。

在“工業4.0”戰略引導新一代工業革命的大背景下，超精密功能元件制造的智能化與精準化成為先進制造的重點發展方向。于是，張祥朝針對當前加工、檢測設備相分離，工件的重復裝夾導致加工效率和檢測精度難以提高的現狀，致力于研究關鍵功能元件的快速在線/在位測量，對其開展了持續而深入的探索。

對于面形復雜的自由曲面和非球面光學元件，單點金剛石切削是主流的加工方式。他們基于相位偏折術和波長掃描干涉測量技術，發展了和精密機床相融合的子孔徑拼接面形檢測技術。巧妙地借用機床自身的精密運動機構，加以輔助的伺服監控，可以復雜面形的快速測量。并發展了可靠的機床誤差分離技術以及六自由度數據拼接技術，避免了重復采樣等因素引起的誤差，從全頻段保證了測量數據的真實性和可靠性。該方法克服了傳統離線測量方法適用范圍小、測量精度低、且對環境要求苛刻的缺點，尤其適用于超精密光滑表面的在位檢測。

在張祥朝承擔的總裝備部預研項目、科技部重大專項等科技攻關項目中，他和團隊為保形整流罩等關鍵光學元件研制了快速檢測裝置，測量精度達到了λ/10量級。相關技術顯著提高了我國相關裝備的使用性能，于2016年獲得教育部科技進步獎二等獎。

而精密工程的另一個的發展方向是小型化和集成化。以MEMS為代表的微納制造技術和光電子技術日新月異，但同時也對微納結構元件的精準檢測提出了挑戰。

針對微結構元件特征尺寸小、陡度高、測量信號難以采集等特點，張祥朝及其團隊發展了基于多波長干涉擴展量程、基于雙樹復小波的波前重構、基于智能化模式識別的相位解包裹、基于光纖導光的全域掃描測量、基于壓縮感知的信噪分離等一系列新技術，攻克了一個又一個難題，將微納結構元件的三維多尺度形貌完整地展現了出來。目前，他和中國工程物理研究院緊密合作，正在針對壓印輥筒等復雜結構大尺寸元件研制原位精密技術，在光電技術前進的道路上再攀高峰。

繁復中溯源尋頭

有句名言：怕什么真理無窮，進一步有進一步的歡喜。對張祥朝來說，他也喜歡這樣進一步的“歡喜”，在無窮的真理、奧妙的科研面前，他所能做的，就是刨根問底，溯源尋頭。

由于超精密功能元件的面形和紋理的復雜性，不同尺度、不同方向、不同形態的特征分量之間存在復雜的糾纏耦合，給復雜功能元件表面質量的控制帶來極大的難題，也嚴重制約了先進功能元件的可靠設計與精準表征。

現今，自由曲面的設計加工和檢測已經成為提升國家經濟發展的重要支撐技術和衡量國家精密工程發展水平的重要指標。

2013年，張祥朝作為“超精密光學自由曲面面形誤差評定算法”這一國家自然科學基金項目的主要負責人，從基礎數學理論著手，攻克了不同目標函數下擬合算法的全局收斂、評定結果的穩定性與偏畸校正、數據采樣及誤差補償等一系列難題，提出了一系列性能優越的自由曲面面形評定算法。項目結題獲得“優秀”（A），應基金委邀請在總結大會上作宣講報告。該成果獲得國際同行的廣泛關注，法國國際計量實驗室（LNE）邀請張祥朝作為中方負責人，在歐盟Horizon2020重點項目的支持下，合作建立自由曲面的標準擬合算法體系。

對于形態復雜的微觀紋理特征，張祥朝拓展了當前表面計量領域的小波分析方法，基于方向性超小波技術，發展了一系列復雜紋理特征識別與表征方法。不但根據其具體形態特征，發展了合適的基函數，并且從數學框架視角，分析了不同數學表示方法的移變性、頻譜混疊、采樣失真等基礎性問題，并提出了有效的解決手段.能夠有效分離刀痕、劃痕、缺陷等形態分量，從而可以據此有針對性地開展工藝分析與性能評價。該成果完善了復雜功能形面的設計一加工一檢測一評定鏈條.為提高復雜功能元件的可靠性.改善光電系統的性能奠定了堅實的基礎。

微納結構表面含有確定性幾何結構，其特征尺寸決定了元件的實際性能，微納領域當前面臨的主要技術瓶頸就是測量評定標準的缺失。為此，張祥朝面向“特征尺寸檢測評定的溯源性”這一核心任務.深入研究了針尖膨脹誤差校正、有效數據的選取、特征尺寸參數的可靠計算、保持邊緣濾波等多個難題，將特征尺寸擬合精度提高了兩個數量級以上。這一具有自主知識產權的研究成果顯著提高了微納結構測量表征的可靠性，也推動了我國微納制造領域的技術發展。

篇(7)

我國稀有金屬資源豐富，隨著近年來新技術的發展，需求量的增大，稀有金屬研究和應用迅速發展，冶金新工藝不斷出現，在電氣工業、化學工業、原子能工業及火箭技術等方面得到廣泛應用；并且，稀有金屬作為戰略儲備資源在我國正在逐步建立全備的工業體系。

北京有色金屬研究總院礦物資源與冶金材料研究所作為國內最早從事稀有金屬冶金技術開發的單位，在所長車小奎的帶領下，在選礦技術、冶金工藝流程研究和冶金材料制備技術及產品開發中積極創新進取，在技術中領前沿，在產業上謀發展，為我國重有色金屬工業體系的技術進步貢獻了舉足輕重的力量。

物華天寶為我用

利用現有的礦物加工技術和選冶工程經驗進行金屬的分離提取及優化工藝技術，以實現清潔生產并開發與環境友好的選冶技術，是車小奎所在的礦冶所主要研究工作，此外他們還將成熟的選冶技術用于環保領域，如回收固體廢棄物的有用元素和廢水處理。在礦物加工及礦物材料制備等領域，礦冶所憑借自身優勢多年來為企業解決了大量復雜難題。近幾年主要開展了傳統資源、二次資源開發利用和環境治理（如廢紙脫墨）研究，完成了加拿大稀土礦、巴新紅土鎳礦和國內鎢礦、鐵礦、金礦等多種類型的工藝開發研究。

車小奎所長主持及參加完成了多項選礦工藝研究試驗工作及現場工業試驗，研究項目包括國家科技攻關項目、部委研究項目及企業委托研究項目，主持的閃速浮選機技術引進及工業試驗在我國黃金礦山工業試驗首次取得成功，技術指標達到國際先進水平。研究成果“雞籠山金礦提高金回收率生產與實踐”、“黃金洞金礦浮選工藝優化研究與應用”、“鋰離子電池及其電極材料的研究及產業化”均獲得部級科技進步一等獎；“選一冶聯合稀鹽酸加壓浸出攀枝花鈦精礦制取人造金紅石半工業試驗”、“新型光學鍍膜材料的制備技術及產業化”、“高品質海錦鈦制備新工藝應用研究”分獲部級二等獎；“月山銅礦提高銅鉬回收率工業試驗”、“雞籠山金礦閃速浮選工業試驗”、“山東榮成銀礦選礦工藝研究”，“連續卷式泡沫鎳的研制開發”分獲部級科技進步三等獎。

人杰地靈產業新

科學研究不能只停留在實驗室，更需發展產業、服務社會，科研成果與產業完美融合才是科學研究的終極目標，車小奎所長帶領礦冶所始終探尋著科學研究與產業發展這二者之間的最佳契合點，把自身的發展與國家與社會的需要緊密聯系在一起，使得礦冶所在產業化領域上也取得赫赫成就。

礦冶所現有光學鍍膜材料、陶瓷靶材、鈦錳電極、金屬粉未、貴金屬化合物、貴金屬加工貿易等生產線，生產產品涉及的行業比較多，銷售的產品以光學鍍膜材料（包括靶材）、鈦錳電極金屬粉末和貴金屬類產品為主，高純金屬材料作為礦冶所的另一個產業重點在十二五期間也將得到較快的發展。

其中，靶材在傳統應用光學、微電子、磁記錄、光盤、半導體、表面修飾、太陽能光伏和光熱、硬盤等方面應用分布非常廣泛，未來隨著國內在濺射薄膜領域的快速發展，將迎來對于靶材的需求穩步快速增長。礦冶所立足這樣的實際需求，不斷地探索著最新的科研成果，以為相關的產業發展提供支撐。其次，鈦錳電極主要用于電解二氧化錳（EMD）用鈦陽極，近年來礦冶所所產出的鈦錳合金涂層陽極已成功大型化，與純鈦陽極相比可節約電耗20％，或在電耗相當的情況下提高產能20％，并且成本與純鈦陽極相當。在金屬粉領域，礦冶所主要生產鈦、鋯、鎳、鈷粉；貴金屬化合物主要生產氯銥酸、氯鉑酸及釕系化合物，用于電極防腐。另外，在“鎳鈷濕法高效分離”的技術領域，礦冶所處于國內領先地位，擁有專利技術，在國內多個企業進行了技術轉讓，該技術目前仍可以提供服務。

創新技術及成果的不斷涌現，使得礦冶所成為了我國在該領域有著重要影響力的科技創新團隊。在車小奎的帶領下，礦冶所整個科研團隊始終著眼于產業應用，將他們的科研智慧充分釋放在這個充滿活力的平臺上，也體現了團隊上下一致的社會責任感和歷史使命感。

鐘靈毓秀團隊優

依托北京有色金屬研究總院，礦冶所于1998年由原稀冶所、選冶所、能源中心合并成立，后冶金物理化學中心也并入礦冶所。以礦產資源開發、冶金過程及冶金材料研究開發為主要研究方向，承擔原有研究領域包括礦物加工、冶金工藝過程、鋰離子電池及材料，稀有金屬提取技術、稀有金屬材料制備等，有鈦錳電極、光學鍍膜材料、鋰帶、鉭材加工、鈦粉、鎳鈷粉、貴金屬化合物、貴金屬加工等生產線。2006年生物冶金國家工程實驗室成立，礦冶所選礦組大部分人員進入國家工程實驗室，同年鋰離子電池研究組也從礦冶所分離進入新成立的能源材料研究所。

時代責任感使車小奎所長立志在領域內建立起一個創新團隊，為此他廣納人才，吸收了大量具有交叉學科性質的的團隊成員。礦冶所有從業人員108人，其中正式職工44人（其中教授16人，高工10人），返聘8人，下設礦物加工技術、有色金屬冶金、新型冶金材料、高純金屬制備四個研究室。目前主要以稀有金屬冶金工藝研究為主要方向之一，同時開展重有色金屬、貴金屬冶金工藝研究。