第一篇：淺談全息技術的發展及前景論文

淺談全息技術的發展及前景

摘要從全息思想的提出至今已經有半個多世紀的歷史。期間，全息技術的發展取得了很大的成就。梳理一下全息技術的發展以及當今的研究和應用現狀，有助于我們深入了解全息技術對生產、生活的重要影響以及其今后的發展方向。關鍵詞全息防偽存儲全息透鏡

Abstract The proposal from the hologram has been half a century since.During the development of holographic technology has made great achievements.Comb the development of holography and the current status of research and application, holographic technology will help us understand the production, the important influence of life and its future development.Key words Holography

Anti-fake

Storage

Holographic lens

1、引言

全息技術一門正在蓬勃發展的光學分支，主要運用了光學原理，是一種不用透鏡，而用相干光干涉得到物體全部信息的二部成像技術。如果說全息技術在照相方面的應用與普通照相技術的最大區別，那就是全息技術能夠利用激光的相干性原理，將物體對光的振幅和相位反射（或透射）同時記錄在感光板上，也就是把物體反射光的所有信息全部記錄下來，并能夠再現出立體的三維圖像。也就是全息技術所記錄不是圖像，二是光波。全息技術近年來已滲透到社會生活的各個領域并被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中，特別是在現代測試、生物工程、醫學、藝術、商業、保安及現代存儲技術等方面已顯示出特殊的優勢。隨著全息技術的快速發展，全息技術的產品正越來越多地走向市場、應用于現代生活中。

2、全息技術的發展簡介

全息照相技術是1948年英國科學家丹尼斯·伽伯(Dennis Gabor)為改善電子顯微鏡成像質量提出的重現波前的理論，并因此獲得了諾貝爾獎。但當時由于缺乏純凈的能夠相互干涉的光，全息圖的質量很差。直到十二年以后的1960年，激光器問世，美國密執安大學的埃梅蒂·利斯與朱里斯·尤佩尼克拍成了第一張全息相片，全息技術才有了蓬勃快速的發展。全息術的發展大約可分同軸全息術、離軸全息術、白光再現全息術、白光全息術等4個階段。同軸全息術是伽伯當時采用的技術，這一階段主要是在1960年激光器出現以前。這種技術獲得的物體的再現像與照明光混在一起，不易觀察。

1948年，伽伯為提高電子顯微鏡的分辨率，在布拉格的“x射線顯微鏡”、澤尼克的相襯原理的啟示下，提出了一種用光波記錄物光波的振幅和相位的方法，并用實驗證實了這一想法。為了進一步證實其原理，他先后采用電子波與可見光進行了驗證，并在可見光中得到了證實，同時制成了第1張全息圖。從那時起至20世紀5O年代末期，全息圖都是用汞燈作為光源，而且是參考光與物光共軸的共軸全息即同軸全息圖。它與4-1級衍射波是分不開的，這是全息術的萌芽時期。這個時期全息圖存在2個嚴重問題，一個是再現的原始像與共軛像分不開；另一個是光源的相干性太差，因此在這10多年中，全息術進展緩慢。離軸全息術是在激光器出現以后產生的用激光記錄激光再現的全息術，其特點是獲得的物體重現像與照明光分離，易于觀察。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源。1962年，美國科學家利思(Leith)和烏帕特尼·克斯(Upatnieks)將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，提出了離軸全息術，就是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，使全息圖產生3個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。這樣，同軸全息圖兩大難題宣告解決，產生了激光記錄、激光再現的全息圖。從而使全息術在沉睡了十幾年之后得到了新生并進入了一個極為活躍的階段。此后，又相繼出現了多種全息方法，如大景深全息照相法、激光記錄與激光再現的彩色全息照相法等。白光再現全息術是用激光記錄，白光照明再現的全息圖制作技術，它在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩，這是目前應用最廣的全息術。由于激光再現的全息圖失去了色調信息，科學家們開始致力于研究第3代全息圖。一個叫班頓的人發現了用激光記錄，使用白光還原影像的方法，從而使這項技術逐漸走向實用階段。美國《國家地理雜志》第1次使用白色光全息片貼在封面時，銷售量由1000萬份增加到再版后的1600萬份。這一技術后來由美國傳到歐洲和其它國家，激光全息攝影技術也隨之風靡全世界。常見的有反射全息術、像全息術、彩虹全息術和合成全息術等。

白光全息術是利用白光制作全息圖，用激光或白光照明觀察再現，這是全息術的最高階段，至今雖有不少人做了一些初步工作，但尚未有突破性進展。激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變。這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄白光再現全息圖的可能性。它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

3、全息技術的應用前景 全息技術的應用非常廣泛，并不斷被應用于新的領域，以下列舉了全息技術的部分重要應用。全息顯示

全息顯示主要利用全息照相能重現物體三維立體圖像的特點，因全息片能給出和原物大小一樣、細節精美、形狀逼真的三維圖像，所以是極有發展前景的應用之一。它可以用來復制歷史文物藝術珍品、全息肖像、全息裝飾品和全息風景畫等也可用于超景深照相，使遠距離到近距離的物體同時記錄在一張全息底片上。而從其再現像中逐次按不同距離分層觀測，不受普通照相景深的限制。全息顯示常用的全息術有：透射和反射全息、像面全息彩虹全息、真彩色全息、合成全息和模壓全息等多種類型。其中除透射全息圖需要用激光再現外，其余都可用自光再現，從而使在自晝自然環境中可觀察到三維景像。近年來模壓全息逐步進入到人們生活中，并受到人們的歡迎和喜愛模壓全息把浮雕藝術和照相藝術相結合，用多層次體現三維空間，極具有觀賞價值它除了作為藝術全息品便于攜帶和保存外，已廣泛用于防偽標識、賀卡、商標、紀念封和圖書插圖等領域，國內外都已形成一種巨大的產業。全息干涉計量

全息干涉的相干光束是由同一系統產生的。因而可以消除系統的誤差、降低對光學元件的精度要求。全息干涉計量能實現高精度非接觸無損三維測量，對任意形狀、任意粗糙表面的三維漫反射表面的物體，都能相對分析測量到波長數量級的水平，同時還可以對一個物體在2個不同時刻的狀態進行對比，從而探測物體在一段時間內發生的任何變化。全息干涉測量技術已與莫爾技術、光電檢測技術、CCD數據采集技術、計算機技術等結合起來，實現了自動、快速、準確的實時測量。目前，全息干涉計量分析在無損檢驗、尺寸形狀和等高線的檢測、振動分析等領域中已得到廣泛的應用。全息干涉計量是全息應用的一個重要領域。

二、全息防偽技術

防偽與我們的生活息息相關，將全息技術應用于防偽領域可以大大提高防偽功效。如第二代身份證上的視讀防偽：當以適當角度看身份證正面時，會有長城標志出現，變換角度，長城標識的顏色會發生變化。從全球角度看，第一個將全息圖片作為防偽標識的產品是Johnny Walke Whishy（一種威士忌），該酒的銷售額較以前增加了45％。上世紀90年代全息防偽迎來首個鼎盛時期，無論高檔商品促銷、名優商品的防假冒或有價證券（如信用卡、鈔票、護照簽證）的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝潢、紀念郵票和廣告標牌等等，都普遍采用激光模壓技術。該技術在八十年代末九十年代初傳入我國，1990年至1994年期間，全國各地引進生產線上百條。主要防偽技術。

1.激光全息標識定位燙印技術 全息燙印的原理是：在燙印設備上通過加熱的燙印模頭將全息燙印材料上的熱熔膠層和分離層加熱熔化，在一定的壓力作用下，將燙印材料的信息層全息光柵條紋與PET基材分離，使鋁箔信息層與承燙面黏合，融為一體，達到完美結合。

（1）該技術要求印刷廠家擁有精密定位燙印設備，并要求印刷廠的相關設備有能適應定位燙印的要求，具有精密的走步和定位功能，因此造假者很難制假。

（2）定位燙印與包裝物本身有機融合為一體。同時經過合理的設計可以大大提高包裝物的質量和檔次，這樣無論在防偽力度還是美觀方面，都提高了一大步。

（3）定位燙印可實現調整大規格自動化生產，與高速印刷設備配套，滿足了印刷廠家的生產工藝要求。

（4）防偽標識燙印到包裝盒上后無須覆膜，可滿足綠色包裝的要求，比普遍采用不干膠全息防偽貼標前進了一大步，并且徹底解決了防偽標識的重復使用問題。2.全息標識上的加密技術。

該技術是在防偽標識中設置特殊的加密記號以增強防偽效果。其原理是在物體與全息底板之間加一個編碼器，使得物光發生畸變；只有用該特定的解碼器才能重現物體，否則，只能出現一些散斑。因此，該技術具有較高的防偽功能，常用于一般商品的防偽。3.BOPP激光全息防偽收縮膜包裝防偽技術。

該技術是發展起來的新型防偽技術。由于該技術對BOPP收縮膜基材有特殊要求，購買和開發BOPP生產設備造價昂貴，從而在源頭上堵住了造假者制假的可能性和可行性。激光全息防偽收縮膜在生產中首創采用寬幅全息透明模壓技術與加密全息圖像防偽技術相結合，并巧妙解決了熱壓與基材熱收縮的矛盾；在使用中通過BOPP防偽收縮膜兩個表面提供熱封，將被包裝物整體包裹；在拆包時必須先撕開BOPP防偽膜，而這樣也就破壞了原防偽膜的完整性。由于該防偽手段技術層面復雜、防偽力度高，工藝精細、外觀精美，被中國防偽行業協會激光全息技術專業委員會給予很高的評價。BOPP生產線高昂的價格和熱封型熱收縮膜復雜的加工工藝，加上透明全息防偽圖像和隱秘的微縮密碼，使得那些分散的中小型工廠極難制假。

生物醫學方面

全息以它獨特的優點解決了許多其他技術難以解決的問題，為疾病的診治做出了貢獻。激光全息技術首先在眼科疾病診治的應用中獲得了成功，一張全息照片所提供的信息相當于480張普通眼底照片所提供的信息。在眼科疾病的診斷過程中，利用激光全息成像技術可以提供整個眼睛的三維立體圖像，并可以用顯微鏡對整個眼睛圖像的不同位置(如角膜、前房、晶狀體、玻璃體以及視網膜等)進行逐層觀察和研究。也可以利用激光全息成像技術提供眼睛各個部分單獨的三維立體圖像以做深入的檢查。在臨床檢查中，利用全息診斷方法可以查出直徑在1 mm以上的乳腺癌，有利于癌癥的早期診斷和治療。超聲全息可用于醫療上的透視等。全息存儲

光盤技術這種按位存儲和讀出的“串行”方式要求讀出頭相對于記錄介質作機械運動，因而光盤的記錄密度被限制在機械調節的精度以內，數據傳輸速率也受到低速機械運動的限制。當前光盤技術的前沿研究已使光盤存儲容量接近光學極限，數據已達到每秒幾兆字節的數量級，這雖然滿足當前多媒體技術的需要，但計算機技術正在向高速、并行性和智能化方向發展，按位存取的磁盤和光盤顯然不能滿足需要。要尋求一種既能并行讀/寫、提高數據速率、又能增大存儲容量的海量存儲技術，激光全息存儲則是一種最佳選擇。1.目前主要使用的全息存儲材料及其特點

銀鹽材料。超微粒的銀鹽乳膠有很高的感光靈敏度和分辨率，有較寬廣的光譜靈敏范圍。目前，超微粒的銀鹽乳膠已經具有成熟的制備技術，穩定的商品化產品——全息干板。銀鹽材料的缺點主要在于：不能擦除后重復使用，濕顯影處理程序較為繁瑣，且對于位相型全息圖，其較高的衍射效率卻往往帶來噪聲的增加和圖像質量的下降。

光致抗蝕劑。它可以旋涂在基片上制成干板，光照射后，抗蝕劑中將發生化學變化，且隨著曝光量的不同，發生變化的部分將具有不同的溶解力。選用合適的溶劑顯影，便可制成表面具有凹凸的浮雕相位型全息圖。為了獲得較好的圖像質量，需要對負性光致抗蝕劑進行足夠曝光，但這往往與全息圖成像的最佳曝光量相矛盾，從而使負性光致抗蝕劑存儲的全息圖的精細線條往往由于曝光量不夠，而在顯影時被腐蝕掉，影響全息圖的質量。光折變材料。光折變材料受到非均勻的光強度照射時，材料局部折射率的變化與入射光強成正比。光折變材料具有動態范圍大、存儲持久性長、可以固定以及生長工藝成熟等優點。光折變材料主要有無機存儲材料和有機存儲材料兩類。常見的光折變無機材料主要有摻鐵鈮酸鋰晶體（LiNb3：Fe）、鈮酸鍶鋇（SBN）、和鈦酸鋇（BaTiO3）；而常見的有機光折變聚合物則有PMMA 等。

光致聚合物。光致聚合物主要由單體、聚合體和光敏劑組成。記錄光照射聚合物后，光敏劑被激發，并引發曝光過程；然后，自由基引發單體分子聚合，最后在材料中形成位相型全息圖。光致聚合物具有較高感光靈敏度、高分辨率、高衍射效率以及高信噪比，可用完全干法處理及快速顯影，記錄的生息圖具有很高的幾何保真度，并易于長期保存。光致聚合物的主要缺點在于其體積容易受到影響而發生變化。光致變色材料。這是由于光致變色膜層內的分子極化特性發生改變，會導致膜層折射率的變化。尤其記錄波長與介質吸收譜非共振時，膜層內部可產生顯著的折射率變化。光致變色材料具有無顆粒特征，分辨率僅受記錄光波長和光學系統的影響。但是光致變色材料存儲 的全息圖的衍射效率并不高。2.全息存儲中的復用技術

角度復用：這是一種使用最早、研究最為充分的復用技術，它利用了體積全息圖的角度選擇性，使不同的信息頁面可以互不相干地疊加在同一個空間區域內。每幅全息圖在記錄和讀出時所采用的物光和參考光的夾角都各不相同，但采用的激光波長是固定的。角度復用存儲的全息圖數目越多，平均衍射效率就越低，并且由于串抗干擾的疊加將導致讀出數據的信噪比下降，這些因素也影響和限制了角度復用技術可以實現的存儲容量。位相復用：為了克服角度復用技術串擾噪聲較大的缺點，人們又提出了正交位相編碼復用技術。在這種復用技術中，參考光的波長和光束角度都是固定的，而位相編碼一般使用確定性位相編碼中的正交位相編碼。因此，位相復用技術可以提高讀出過程中全息圖的衍射效率，增加讀出數據的信噪比，并且可以使對存儲數據的尋址通過改變光束的位相而不是改變光束的方向來實現，從而使尋址過程更快。波長復用：由于全息圖的再現對讀出光的波長也十分敏感，所以波長復用也是全息光存儲的主要復用方式之一。波長復用也是基于全息光存儲所具有的布喇格角選擇性，只是此時每幅存儲的全息圖是與一個特定的光源波長相對應，記錄和讀出過程中參考光和物光之間的夾角保持不變。3.取得的成就

20世紀60年代末發現光折變效應后，在光折變晶體中進行全息存儲一度成為熱點。1975年，美國RC公司報道了在1cm鈮酸鋰晶體中存儲500幅全息圖的實驗。美國Northrop公司于1991年在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲并高度保真再現了500幅高分辨率軍用車輛全息圖。1992年，有在同樣的鈮酸鋰晶體中存儲1000頁的數字數據，并無任何錯誤地復制到數字計算機的存儲器。1994年美國加州理工學院在1cm摻鐵鈮酸鋰晶體中記錄了10000幅全息圖。同年，斯坦福大學的一個研究小組把經壓縮的數字化圖像視頻數據存儲在一個全息存儲器中。IBM公司也研制出一臺靈活而穩固的高分辨率的自動全息存儲系統試驗臺。目前，我國有人正在研制利用二值空間光調制器實現多灰階全息存儲的方法，它可近一步提高存儲密度與讀出數據的傳輸速率。另有人正在研究體全息相關器的內容尋址功能的相關研究，它可以并行快速地進行關聯檢索，并具有很大的提升潛力。

美國斯坦福大學的HDSS WORM演示平臺。2000 年，美國斯坦福大學為DARPA 投資實施的HDSS 項目開發了高傳輸速率、高容量的全息光盤存儲系統，如下圖所示。該系統采用了IBM公司的鐵電液晶空間光調制器(FLC SLM)記錄二維數據，最高分辨率為1 024×1 024 像素，采用Kodak公司的CCD 作為探測器，其分辨率與SLM 匹配，最大幀數為1 000 fps。利用脈沖倍頻Nd∶YAG 激光器(波長為532 nm)進行記錄和讀出，光盤安裝在精密的空氣靜壓軸承上，使用精密光電軸角編碼器系統的全息信道解碼傳輸速率可達1 Gbits/s，使用1 次寫入多次讀取(WORM)的光致聚合物作為存儲介質，容量為120 GB。由于較厚的介質(如LiNbO3 晶體)的存儲容量受到介質動態范圍和噪聲的影響要多于復用技術，而較薄的介質(如光致聚合物)則不然，所能存儲全息圖的數量在很大程度上由復用技術決定。經常在較厚介質中使用的角度復用技術在這里效果不大，需要使用其它復用技術，例如移位或旋轉復用技術, 該系統采用的是散斑-移位復用技術。

圖為美國斯坦福大學的HDSS WORM 演示平臺系統 全息存儲器可望存儲幾千億字節的數據（目前光盤是6.4億字節數據），而且具有高保真度，并以等于或大于bit/s速度傳送數據，可在100微秒或更短時間內隨機選擇一個數據頁面。全息存儲技術的迅速發展，必將在不遠的未來迎來光輝的時代。

四、全息透鏡

全息透鏡是依據光的干涉和衍射原理，可以完成普通光學透鏡的任務和功能。最早的全息透鏡是1871年由瑞利制成的菲涅爾波帶片。全息透鏡有許多明顯的優點，它的重量輕、造價低、制造快、易于復制、能多重記錄以及便于分割。英國研制出的一個全息產品——頭盔夜視儀，它可以借助微弱的星光看清一公里遠的目標。當前全息透鏡的主要應用 補償透鏡

在制造全息透鏡時, 用光學系統產生的有像差的波前(對應參考光)和完善的點源球面波(對應物光波)記錄。當使用時，用有像差的波前（作為物光波）照明全息透鏡, 就可以起到補償的作用。對于有像差的波前在記錄時, 也可以不用實際的系統, 而用一個計算全息圖來代替。準直物鏡

大口徑的球面或非球面準直物鏡的制造是很費工的, 如果用全息的方法制造就快得多了,當然在制造時需要有一個大口徑、高質量的準直物鏡產生平面波。這種全息準直物鏡用于干涉系統和激光系統是很合適的, 可以避免它的缺點。因這些系統多是用單色狹光源照明。把成像元件和轉像元件結合起來

光學系統有時需要加一個棱鏡來轉像。如果用離軸透射全息透鏡或者反射全息透鏡, 就可以同時完成成像和轉像的功能。分割透鏡

為了某些特殊的應用, 有時需要把一個透鏡分割開, 再組合起來, 例如干涉用的雙半透鏡, 把一塊透鏡分為兩半, 使其有一定的距離。又如跟蹤接收機把一個透鏡分成四部分, 再按相反方向組合起來, 可以對一個目標產生四個分開的像。這一類元件如果用全息透鏡就很容易分割。多重透鏡

多重透鏡的種類很多。例如一些干涉系統, 大都需要一個標準波面和測試波面。用全息的方法就可以用一塊透鏡來完成。又如用傅里葉變換透鏡進行空間濾波, 至少要兩個變換鏡頭, 將空間濾波器和一個變換鏡頭用一個全息系統來代替, 可以省去一個變換透鏡, 還可以縮短光路。

大相對孔徑的透鏡

全息透鏡的另一優點是便于制作大相對孔徑的透鏡。在低光強成像系統或全息信息存貯系統中, 都需要大相對孔徑的透鏡, 用全息的方法制造就比較容易。傅里葉變換透鏡

全息透鏡同普通透鏡一樣,可以完成傅里葉變換的功能, 因此可用全息透鏡代替信息處理系統中的傅里葉變換透鏡。

3、全息技術的展望 全息照相的應用潛力是巨大的，這一新技術將會在工業、醫學、國防、公共安全等各個領域全面展開，產生顯著的社會效益和經濟效益。

作為一門新興學科，全息技術還處在蓬勃發展階段，我們相信：隨著科技的進一步發展和科技人員的努力壘息照栩的應用必將迎來它更輝煌的明天。參考文獻：

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第二篇：3D打印技術發展及其應用前景

3D打印技術發展及其應用前景

課程名稱：3D打印技術

班級： 姓名：

學號: 時間：2016年10月7日

一、3D打印技術興起

3D打印產業是工業制造領域新發展起來的技術，被譽為“具有業革命意義的制造技術”。運用3D打印技術的主要生產流程是先用計算機軟件設計出一個立體的加工樣式，再通過3D打印機用特制的固體材料進行打印。廣泛應用于工業制造、文化創意及數碼娛樂、航空航天、生物醫療、消費品、建筑工程、教育和個性化定制等領域。由此可見3D打印技術需要依托信息技術、精密儀器和科學材料等多個領域的技術，作為一項新興的多科學交叉的技術，必須在這些相關的領域投入相應的研發力量才能真正掌握其整個的核心技術。

二、簡介3D打印機

3D打印機英文 “3D Printers”，3D打印機這個名稱是近年該產品來針對民用市場而出現的一個新詞。其實在專業領域 他有另一個名稱快速成形技術。快速成形技術又稱快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RPM)技術，誕生于20世紀80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術，被認為是近年來制造領域的一個重大成果。它集機械工程、CAD、逆向工程技 術、分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段。即，快速成形技術就是利用三維CAD的數據，通過快速成型機，將一層層的材料堆積成實體原型。

三、3D打印技術原理

說到它的原理，其實也并不不復雜，其運作原理和傳統打印機工作原理基本相同。傳統打印機是只要輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像，而打印機 首先將物品轉化為一組3D數據，然后打印機開始逐層分切，針對分切的每一層構建，按層次打印。

例如我們制作一個塑料材質的蘋果，首先我們需要在電腦上使用3D軟件制作出一個蘋果的3D模型文件，然后把它轉換成3D打印機支持的文件格式。接下來需要給3D打印機放入塑料耗材，現在3D打印機就可以制作了。這個過程是不是像我們的平面打印機的操作呀！好下面說重點。打印系統在制作的時候會從這個蘋果3D模型底部開始切成很多片（多少片呢？這個要根據打印機的技術指標它所支持的“層厚”來決定。）也就是我們上面說的截面圖。最先開始制作的是蘋果模。

四、幾種主要的3D打印機技術

（一）SLA技術3D打印機

SLA是最早實用化的快速成形技術。SLA 是“Stereo lithography Appearance”的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構成一個三維實體。

SLA技術主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟模。SLA技術成形速度較快，精度較高，但由于樹脂固化過程中產生收縮，不可避免地會產生應力或引起形變。因此開發收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發展趨勢。

（二）SLS技術3D打印機

SLS(Selective Laser Sintering)選擇性激光燒結（以下簡稱 SLS）技術。最初是由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的 Carlckard于1989年在其碩士論文中提出的。后美國DTM公司1992年推出了該工藝的商業化生產設備Sinter Sation。選擇性激光燒結是采用激光有選擇地分層燒結固體粉末，并使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個工藝過程包括CAD模型的建立及數據處理、鋪粉、燒結以及后處理等。

與其它3D打印機技術相比，SLS最突出的優點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前，可成功進行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無需設計和制造復 雜的支撐系統，所以SLS的應用越來越廣泛。

（三）LOM技術3D打印機

分層實體制造法（LOM———Laminated Object Manufacturing），LOM又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料、薄膜或復合材料）為原材料。激光切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓線數據，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內外輪廓。切割完一層后，送料機構將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。

該技術的特點是工作可靠，模型支撐性好，成本低，效率高，缺點是前、后處理費時費力，且不能制造中空結構件。

（四）FDM技術3D打印機

熔積成型（FDM—Fused Deposition Modeling）法,該方法使用絲狀材料（石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲）為原料,利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度（約比熔點高1℃）,在計算機的控制下,噴頭作x-y平面運動，將熔融的材料涂覆在工作臺上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。該技術污染小。

五、3D打印技術優點

（一）制造快速

3D打印機技術是并行工程中進行復雜原型或者零件制造的有效手段,能使

產品設計和模具生產同步進行,從而提高企業研發效率，縮短產品設計周期，極0大的降低了新品開發的成本及風險，對于外形尺寸較小,異形的產品尤其適用。

（二）CAD/CAM技術的集成

設計制造一體化一直來說是現在的一個難點,計算機輔助工藝（CAPP）在現階段由于還無法與CAD、CAM完全的無縫對接，這也是制約制造業信息化一直以來的難點之一,而快速成型技術集成CAD、CAM、激光技術、數控技術、化工、材料工程等多項技術,使得設計制造一體化的概念完美實現。

（三）完全再現三維效果

經過快速成型制造完成的零部件，完全真實的再現三維造型，無論外表面的異形曲面還是內腔的異形孔，都可以真實準確的完成造型，基本上不再需要再借助外部設備進行修復。

（四）材料種類繁多

到目前為止，各類3D打印機設備上所使用的材料種類有很多，樹脂、尼龍、塑料、石蠟、紙以及金屬或陶瓷的粉末，基本上滿足了絕大多數產品對材料的機械性能需求。

（五）創造顯著的經濟效益

與傳統機械加工方式比較，開發成本上節約10倍以上，同樣，快速成型技術縮短了企業的產品開發周期，使的在新品開 發過程中出現反復修改設計方案的問題大大減少，也基本上消除了修改模具的問題，創造的經濟效益是顯而易見的。

六、3D打印技術未來發展的主要趨勢

3D快速成形技術除了與其他RP技術一樣,可以用于產品的概念原型與功能原型件制造外,3D快速成形技術還因其獨特的成形特點,使其在生物醫學工程、制藥工程和微型機電制造等領域有著廣闊的應用前景。隨著智能制造的進一步發展成熟，新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域，3D打印技術也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。

提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質量、力學和物理性能，以實現直接面向產品的制造；開發更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及復合材料等，特別是金屬材料直接成型技術有可能成為今后研究與應用的又一個熱點；3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應分布化生產、設計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求；軟件集成化，實現CAD/CAPP/RP的一體化，使設計軟件和生產控制軟 件能夠無縫對接，實現設計者直接聯網控制的遠程在線制造；拓展3D打印技術在生物醫學、建筑、車輛、服裝等更多行業領域的創造性應用。

【參考文獻】：

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第三篇：軌道交通技術發展論文

發展城市軌道交通是解決大城市交通問題的重要手段。軌道交通建設從規劃、設計、施工到運營,涉及建筑業、制造業及管理的所有領域，為大家分享了軌道交通技術發展的歡迎閱讀！論文

摘要：2008年我國軌道交通進入全面發展的黃金階段，而城市軌道交通更是進入了發展的新高峰，運營里程每年都有新突破。通過分析國內軌道交通產業發展現狀，希望能夠對我國軌道交通的發展有所啟示。

關鍵詞：軌道交通；發展現狀；發展啟示

一、我國軌道交通快速發展的基礎

1.發展城市軌道交通可實現城市可持續發展。城市社會經濟的發展，需要安全、高效、清潔、經濟的城市交通運輸系統。城市軌道交通的發展可減少城市環境污染，緩解城市交通壓力，促進新城區發展，使城市形態發生變化，帶動沿線土地開發，而軌道交通的建設、運營和維護又拉動了內需。與傳統城市交通運輸形式相比，城市軌道交通以其巨大的優勢與城市社會的經濟發展目標相協調，與城市可持續發展目標相―致。

2.發展城際軌道交通有利于構建完善的綜合交通體系。城際軌道交通的客流來源于城市內部和城市郊區的主要中心鄉鎮之間、城市組團與次中心城鎮之間。從各種運輸方式的運距來看，定位于為中短途城際軌道交通系統可更好地銜接既有大鐵線路和市內交通。將鐵路網、城際網、市內公共交通線路網綜合布局，將更好地完善綜合運輸體系。

3.國內經濟的快速增長為軌道交通的發展提供保障。國務院參事林毅夫預測，中國還有持續20年左右，每年8%的增長潛力。到2020年，我國GDP、人均收入能達到在2010年的基礎上翻一番的目標。目前我國政府債務余額占國內生產總值的比值仍不超過50%，且負債多用于投資，有資產抵押。軌道交通建設屬于國家的基礎設施建設，在國家基礎設施建設剛需的大背景下，軌道交通的投入將會持續增加，為軌道交通的發展提供了保障。

二、我國軌道交通發展現狀

1.我國城市軌道交通發展現狀。根據國家發改委運輸所《2012―2013年中國城市軌道交通發展報告》數據，2013年將有12個城市新開通運營軌道交通線路，到2013年底，我國軌道交通運營線路累計將達到80條，運營總里程將達到2400公里，運營車站將達到1600座。截至2013年9月，我國獲得國家批準建設軌道交通的城市已達到37個，高居世界第一。據分析，未來3年，至少還有10個以上城市將獲得批準，至2020年我國城市軌道交通累計營業里程將達到7395公里，以每公里5億元造價計算，保守估計需要3萬億的財政投入。而根據國務院批準地鐵建設的指標來看，我國有50個城市滿足地鐵建設的標準，未來我國大約有229個城市有發展軌道交通的潛力，2050年規劃的線路將增加到289條，總里程數達到11700公里。

2.我國城際軌道交通發展現狀。依據國家發改委發布的多個城際軌道交通發展規劃數據統計，至2020年，規劃里程達到9871.5公里。我國主要地區城際軌道交通規劃情況如下。環渤海京津冀地區：該區域的規劃覆蓋京津冀地區的主要城市。建成后將形成以北京、天津為中心的“兩小時交通圈”。按照規劃，到2020年，京津冀地區城際軌道交通總里程將達到710公里。長江三角洲地區：長三角地區將形成“1～2小時交通圈”，該交通圈主要是以上海、南京和杭州為中心的。預計建成的全長295公里的南京―鎮江―無錫―蘇州―上海城際軌道交通線，上海至杭州也將建成160公里的城際軌道交通線。與此同時，杭州到寧波、常州經江陰常熟到蘇州、蘇州到嘉興也都將建設城際軌道交通，分別長約158公里、124公里和78公里。綜上，到2020年，長三角地區的城際軌道交通總里程將達到815公里。珠江三角洲地區：珠江三角洲地區將建設的廣深、廣珠城際，是以廣州為中心的，建成后覆蓋珠三角地區的主要區域，并且可以連接港澳地區的城際軌道交通，形成網絡。其中建成廣州經東莞到深圳、廣州到珠海、廣州到佛山、小欖到虎門、江門到小欖、廣州到肇慶、東莞到惠州的城際軌道交通線共七條。其中里程最長的為100多公里，最短為37公里。到2020年，珠三角地區的城際軌道交通總里程可達600公里。長株潭：長株潭地區打造核心區為半小時都市圈，次中心區為一小時都市圈。規劃在次中心區之間將在90分鐘內到達。長株潭規劃了七個項目，分別為長沙到株洲、長沙經益陽到常德、長沙到岳陽、株洲到衡陽、長沙西環線、長沙到瀏陽、湘潭到婁底等。這七條城際軌道交通線路，合計里程可達760公里。山東半島城市群：將形成以濟南和青島為中心的公交化軌道交通網絡，形成14個地市間18條城際軌道交通線路，打造濟南、青島與周邊主要城市半小時、1小時直達的交通圈。近期（2015至2020）修建青煙威榮城際鐵路、青島―日照快速、濟南東―泰安城際、濟南―聊城城際、濟南―濱州城際、濱州―東營城際、濟南―德州城際、濟南―青島城際、泰安―濟寧城際、東營―濰坊城際、萊蕪―泰安城際；遠期（2030）修建的德州―濱州城際、東營―煙臺城際、淄博―萊蕪城際、萊蕪―日照城際，遠景展望的濟寧―棗莊城際、濟寧―菏澤、沂南―臨沂城際。環渤海地區山東半島城市群城際鐵路網規劃線網長度1516公里，其中新建1076公里。成渝經濟區城市群：成渝經濟區內50萬以上人口的所有城市、20萬―50萬人口2/3的城市通城際客專，形成一小時城際高鐵網。該城際高鐵網將以成渝客專為主軸，成綿樂、萬州至重慶為兩條輔助軸，綿遂內宜、成南達、宜瀘渝、重慶至黔江等四條為骨架線，建成12條城際客專，以成都和重慶為中心，將形成了一個成都、雅安、樂山、內江、宜賓、瀘州、重慶、萬州、廣安、南充、達州、巴中、廣元、綿陽、德陽的成渝經濟區1小時高鐵環線網。按照規劃，到2020年，成渝地區城際客專將新增線路1000公里，到2030年，成渝經濟區的城際軌道交通線網將達到4000余公里。

三、我國軌道交通發展進程中遇到的問題

我國一線城市軌道交通現狀與國外大城市相比差距甚遠。以2009年上海市常住人口1921萬人計算，每萬人擁有軌道交通里程數為0.185公里，而巴黎的水平為0.909公里/萬人。其他二三線城市的軌道交通更是處于起步階段。即使國外已經有較成熟的案例可以學習，我國在發展軌道交通的道路上仍需繼續探尋。

1.相關政策的不健全。軌道交通是一個龐大的系統，需要大量的資金準備和長期的時間上的準備。一旦開建運營，需求持續且不確定，無法停止。軌道交通是一項半公益性質的公共服務項目，經濟回報率低，建設和運營投入資金量大，需要國家出臺一系列的扶持政策，保證這項公共事業的順利開展。自2012年9月份以來，國家密集出臺了一系列的政策，但是仍有一些急需解決的方針政策問題。如土地開發利用政策，出臺統一建設標準、技術標準、投融資標準政策等。

2.軌道交通建設投融資問題。我國軌道交通在建設運作上最初是由政府全面掌握，建設的投資費用都由政府出資。隨著軌道交通事業發展越來越迅速，從運作形式上也向多元化和市場化轉變，逐漸形成“政府引導，社會參與，市場運作”的投資格局。目前在投資渠道上，還是依賴于財政投資渠道，走市場化道路的很少，大部分的城市建設軌道交通需要政府進行資金的籌措，制定長期的計劃進行實施。分析國內運轉較好的城市軌道交通，如廣州、上海。其資金來源通過三個途徑：一是政府投入。政府投入的資金包括市財政資金和區財政資金。二是項目借款。項目公司借入內外債運用到項目建設中去。三是沿線土地開發收益。這項資金來源被認為是解決軌道交通投融資問題的關鍵所在，目前在香港地鐵運用較為成功。在實踐中，由于前面所述相關政策尚未健全，在各個城市中實施的效果差異性很大。目前，第二個途徑，項目借款成為項目建設資金構成的大部分。

3.軌道交通技術水平和安全問題。國際上軌道交通技術水平不斷上升，不少技術日臻完善，并且得到廣泛的應用。我國軌道交通國產化水平較低，所以實現技術國產化成為我國發展為軌道交通先進國家的標志。我國軌道交通早期建設并投入運營的地鐵系統建設存在設備較老，系統配置不完善，建設標準較低的問題，導致一系列的安全隱患。而用于地鐵建設的盾構等設施設備，運營用的車輛、通信信號、控制等系統來源于不同的國家，尚未形成統一的標準。這對建設和運維都會造成安全問題。城市軌道交通安全物防和技防設施不全、應對突發事件能力亟待提高。

四、我國軌道交通發展所帶來的啟示

1.政府政策保障。軌道交通的建設推動國民經濟的發展，能夠解決城市的交通問題等，是國家重要的基礎設施。發展初期需要政府政策的支持，如制定相應的法規，明確國家和地方的投入比例，對前期建設和運營的費用給出保障措施。通過法規的制定，保證軌道交通建設發展的剛性需求。在軌道交通的發展進入快速發展期后，可探索以資本市場為平臺，拓展軌道交通產業的多元化融資渠道，以產權為紐帶，引入市場化體系，發展軌道交通產業。在此階段，可探索多種融資模式，如BOT、PPP等項目融資、股票及債券融資、信貸、租賃、信托等多種方式進行融資模式創新。進入成熟期后，軌道交通所需的資金主要用途是改造和維護現有路網，進入此階段后，應該能夠形成較為完善的投資建設法律法規體系，能夠形成較為合理的投融資模式，軌道交通產業的市場化特別更加明顯。

2.科學運營。我國軌道交通的發展起步晚，發展時間短，尚未形成網絡化運營。且在站場布局上與各種運輸方式的銜接性較差，無統一的規劃和協調。目前，我國軌道交通系統的規劃雖然有考慮到其他交通方式，但是由于其他交通方式存在已久，不能夠合理地進行統一規劃，在整體上未呈現出布局的系統化、集成化和高速化。在對香港地鐵等較為先進的運營模式進行學習后，積極探索有地方特色的運營模式。

3.提高設備國產化率。在軌道交通產業中，技術裝備投資最大的便是車輛、牽引供電、通信信號，大約占到總造價的30%～35%。目前，如何在保證使用安全性的基礎上降低技術裝備的成本是降低軌道交通總造價的關鍵。比如地鐵車輛，我國生產的地鐵車輛價格僅為外國車輛的二分之一到四分之一。在廣州地鐵、上海地鐵、南京地鐵和北京地鐵也已經運用了一批可靠的國產設備。在制定規范統一技術標準的同時，加強國產設備的運用率，既可降低成本又可帶動軌道交通產業鏈的快速發展。

小結：

軌道交通事業的可持續發展需要長期規劃，有序實施。規章制度的完善，科學技術的進步將會進一步推動我國軌道交通事業又快又好地發展。

參考文獻：

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第四篇：安全息

扎實開展“安全生產月”活動

一是加強領導，精心部署。成立了由局黨組書記、局長任組長，副局長和糧油公司經理任副組長，局屬各股室及各公司經理為成員的活動領導小組，細化了活動內容及活動安排，明確了活動要求，層層落實安全生產責任目標。二是加大宣傳力度，增強安全意識。廣泛開展了安全宣傳進庫區、進家庭活動，在辦公場所、各糧庫懸掛安全宣傳標語，營造了“安全生產月”活動的濃厚氛圍。

三是開展安全生產法律法規學習。組織局干部職工和各糧庫負責人學習安全生產法律法規，對典型事故進行認真剖析，分析原因，吸取教訓，做到警鐘長鳴。通過安全生產學習教育，提升了安全生產監督管理水平，提高了全系統干部職工安全生產意識。

四是集中開展隱患排查治理。以開展糧食系統安全生產“打非治違”專項行動為契機，對本系統進行了一次安全生產大檢查。一是對我縣所有儲備糧油庫房進行了檢查，確保儲備糧油存儲安全。同時結合汛期安全生產特點，加強了對消防和防汛設施、排水設施的排查整治，確保設施運轉正常、消防通道和排水渠道暢通。二是對玉米粉和糌粑加工車間、操作間、電源房等關鍵部位進行了檢查，切實消除事故隱患。三是加大對辦公樓、家屬院和出租房屋的水、電、氣管理。針對各糧站、糧點住房較舊特點，加大了安全巡查力度，確

保人民生命、財產安全。

第五篇：當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

點擊次數：1533 發布時間：2009-8-2

當今世界，科學技術發展突飛猛進，新興學科、交叉學科不斷涌現，科技進步對經濟社會的影響作用日益廣泛和深刻。伴隨著信息科技革命方興未艾的浪潮，生命科學和生物技術的發展也正在展現出未可限量的前景。越來越多的人們已經預見到，一個生命科學的新紀元即將來臨，并將對科技發展、社會進步和經濟增長產生極其重要而深遠的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰略機遇期，我們要集中力量，建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應當說，生命科學和生物技術及其產業的發展為我國提供了一次實現科技創新和社會生產力跨越發展的重大戰略機遇。

無論是科技界還是產業界，都基本認同這樣一個重要判斷：在新的世紀里，生命科學的新發現，生物技術的新突破，生物技術產業的新發展將極大地改變人類及其社會發展的進程。日益成熟的轉基因技術、克隆技術以及正在加速發展的基因組學技術和蛋白質組技術、生物信息技術、生物芯片技術、干細胞組織工程等關鍵技術，正在推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一，深刻地改變人類的醫療衛生、農業、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學和生物技術放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學與生物技術獲得了飛速發展，為世界各國醫療業、制藥業、農業、環保業等行業開辟了廣闊發展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。進入新千年后，生物技術產業顯示出強勁發展勢頭，成為當今高技術產業發展最快的領域之一。2001年美國生物科技投資占到風險投資總額的11%，2002年美國在生物技術領域投入研究開發資金已高達157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術立國戰略，強調把“科研重點轉向生命科學和生物技術”，并計劃五年內將政府在生命科學和生物技術的研究預算增加一倍，達到8800億日元，力爭使日本生物技術達到世界領先水平。歐盟已成立生物技術委員會，繼在第四個研究開發框架計劃對生物技術研究大量投資后，又在第五個研究開發框架計劃中專門制定了“生命科學計劃”，進一步加強在這一領域的努力。在軟件領域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點”研究計劃，明確提出通過發展生物產業實現經濟結構的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發展生命科學、生物技術及其產業作為贏得未來競爭的戰略選擇。目前，生命科學的研究熱點仍然集中在基因組學、蛋白質學等領域。繼2000年人類基因組計劃完成之后，水稻、瘧原蟲、蚊子和老鼠的全部DNA序列測定也在2002年完成，這

些研究成果都直接與糧食生產和人類健康有關。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關于脊椎動物進化的重要線索。特別是科學家們已經把目光投入到功能基因組學（Functional Genomics）和蛋白質組學（Proteomics）這兩個極富挑戰性的領域，這將帶來更多與人類自身發展密切關聯的重大研究成果。

生物技術方面的進展則更為迅速，基因工程、細胞工程、酶與發酵工程、組織工程、蛋白質工程、抗體工程、干細胞研究、克隆技術、轉基因技術、納米生物技術、高通量篩選技術等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進對重大疾病新療法的研究進程。總體來看，生物技術目前仍主要應用于醫藥和農業，但在食品、環保、化工、能源等行業也有廣闊的應用前景。據統計，全球生物藥品市場規模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預計2003年將達到600億美元。在轉基因技術方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達5867萬公頃。據有關資料分析，轉基因食品市場的銷售額2010年將達到250億美元。隨著人類基因組圖譜的破譯，將有力地促進生物藥物的研究與開發。到2020年，利用生物技術研制的新藥可能將達到3000種左右。這將對提高人類的醫療水平和健康水平產生極為重要的影響。

值得強調的是，當代科學技術發展正在呈現出前所未有的技術融合趨勢。特別是生物技術與其他高技術的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光電、生物傳感器等高技術領域，產生了生物技術群。比如，生物芯片技術的開發和運用，將在生物學和醫學基礎研究、疾病診斷、新藥開發、食品、農業、環保等廣泛領域中開辟一條全新的道路，改變生命科學的研究方式，革新醫學診斷和治療。據GoldmanSachs最新技術報告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術公司達成了廣泛合作意向，內容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計算機模擬藥效等各種技術領域。據有關專家估計，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達到600億美元。科技發展的這一突出現象以及由此帶來的產業深層次變革，已經引起許多國家的高度關注。

當然，生命科學和生物技術的發展進程也并非一帆風順。目前在轉基因食品、克隆技術和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態環境和對人類傳統倫理、道理方面的爭論，并已引起了世界各國的普遍重視。然而，各國在加強生物安全性研究和加快生物安全立法的同時，并沒有停頓或放慢生物技術的研發和應用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產業制高點出發，都進一步加大研發投入，加強了生命科學研究和生物技術開發與應用的力度。歷史經驗告訴我們，新的生產力發展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強科學研究，積極制定相應的法律法規和政策，可以實現生物技術及其產業的快速、健康發展