联合国宣布2015年为光和光基技术国际年

联合国宣布2015年为光和光基技术国际年(2015国际光年)InternationalYearofLightandLight-basedTechnologies(IYL2015)2013年12月20日联合国第六十八届会议“认识到光和光基技术对世界民众的生活以及全球社会多层面未来发展的重要性；强调指出提高全球对光科学技术的认识和加强这方面的教育，对于发达国家和发展中国家应对可持续发展、能源、社区保健和提高生活质量的挑战至关重要；考虑到光科学技术的应用对现有和未来医药、能源、信息和通信、光纤学、天文学、建筑、考古、娱乐和文化的进步至关重要，考虑到从当前关于确定2015年后发展议程的讨论角度看，光基技术提供获取信息的机会，增进社会健康和福祉，直接满足人类需求；又考虑到技术和设计可在提高能效和保护暗色天空以及在减少光污染和能源浪费方面发挥重要作用；注意到2015年恰值光科学历史上一系列重要的里程碑周年纪念，包括1015年伊本·海赛姆的光学著作、1815年菲涅尔提出的光波概念、1865年麦克斯韦提出的光电磁传播理论、1905年爱因斯坦的光电效应理论和1915年通过广义相对论将光列为宇宙学的内在要素，以及1965年彭齐亚斯和威尔逊发现宇宙微波背景；考虑到2015年为这些发现举办周年纪念活动将提供一个重要的机会，可突出宣传科学发现在不同领域的连续性，特别强调在青年和妇女、特别是发展中国家的青年和妇女中推广科学教育……。决定宣布2015年为光和光基技术国际年。”激光应用——光在军事方面的应用激光武器，利用激光的高能量密度特性来烧蚀被照射的目标，使目标熔化、气化，从而使目标在被激光照射处形成凹坑或造成穿孔，甚至由于高温产生高压而产生热爆炸，造成目标结构的破坏的。激光制导，激光制导包括激光寻的制导和激光驾束制导。激光寻的制导，由弹外或弹上的激光束照射目标，弹上的激光导引头等制导装置利用目标漫反射或敏感发射光束，跟踪目标导引导弹或制导炸弹命中目标的制导技术。激光驾束制导，由激光发射系统向目标发射扫描编码脉冲，当导弹偏离激光束中心时，由弹上激光接收机解算装置检测出飞行误差，形成控制指令，控制导弹沿瞄准线飞行。激光雷达，以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后,就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光告警，激光告警是用于截获、测量、识别敌方激光威胁信号并实时告警的技术。当激光束照射到接收系统时，接收系统将激光汇聚到光电传感器上，经过信号转换和分析处理，发出告警信号。激光陀螺，一种无质量的光学陀螺仪。利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应，来敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角。航海之光——光在潜艇中的应用潜望镜，潜望镜是可使观察者在隐蔽位置观察不直接在视线内的目标的光学仪器。潜艇潜望镜是复杂的大型仪器，高达十几米，有升降及俯仰观察装置，仪器可精确测定目标的方位和距离，还可根据星体的方位和高度确定潜艇自身的位置进行天文导航,是潜艇借以从水下观测水面及空中目标的光学仪器，被誉为“潜艇的眼睛”。蓝绿激光通讯，蓝绿激光通信是深海传输信息的重要通信方式之一，由于海水对蓝绿波段的可见光吸收损耗较小，因此蓝绿光通过海水时，穿透能力强，方向性也好。其基本原理是将语音信号及图像信号调制到激光光波上,使得激光器发射的激光参数（如光强、频率等）随信号的变化而变化，经海水传输到潜艇,再经潜艇接收端解调,还原成语音或图像信号,来完成通信。太阳光模拟器，太阳光模拟器是一种模拟太阳光的光源设备，使用在潜艇上的太阳模拟器可在潜艇内部的封闭环境中营造日光环境。太阳光照对身体健康有利，现在不少新型潜艇都配备了舒缓工作人员精神压力的“日光室”。光学农业作物估产——光在农业方面的应用人们可以根据光学原理，对各种农作物的不同生长期的叶面反射光谱的测定，建立各种农作物的野外光谱资料，从遥感传感器中获取农作物的光谱特性，对其分析，获得不同农作物不同波段间的关系数据，监测出农作物的生长状况和预测最终的产量，这就是农作物估产的基本原理。从航空小麦遥感估产的过程看，估产主要包括两个关键技术：一是作物识别和面积估算；二是作物长势分析、单产模型构建。一旦获得作物种植面积和粮食单产，就可得到总产量；总产量=农作物产量=田亩数×最大产量×气候系数×时间系数×管理系数。其中，田亩数指生长某一种类作物的土地面积。最大产量是反映气候与农业变量影响下，土地的最大生产能力。气候系数是指计及气象反常的理想的最大产量。事件系数指遭受破坏事件（如冰雹、洪水、风暴和病虫害等等）对产量的影响。管理系数反映经济与技术发展对产量的影响，如某作物的新品种，可使实际产量高于最大产量。光学工业——光在工业方面的应用激光切割，利用高能量密度的激光束作为“切割刀具”对材料进行热切割的一种材料加工方法。特点是利用能量密度极高的激光束照射工件切割部位，使其材料瞬间熔化或蒸发，并在冲击波作用下将熔融物质喷射出去。激光焊接，对于具有共熔性的同种或异种金属，在激光照射下，由于吸收光能，使局部温度迅速升高，在功率密度恰当时，局部被照射部分的金属达到熔点，但不发生汽化，待熔化金属冷却后，两部分材料就焊接在一起，这是一种很直接简便的焊接方法。激光打标，利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除。激光清洗，一种新型激光表面处理技术。它是利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑、或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除对象表面附着物或表面涂层，从而达到清洁材料表面的工艺过程。激光淬火，指用高功率密度的激光束快速扫描工件，在其表面极薄一层的区域内，温度以极快速度上升到奥氏体化温度（高于相变点而低于熔化温度），而工件基体温度基本保持不变。当激光束移开时，由于热传导的作用，处于冷态的基体使其迅速冷却得到马氏体组织实现自冷淬火，进而实现工件表面相变硬化。光刻技术，是用平面技术制造集成电路时，借助于光在衬底硅的氧化层上刻出所需要的图形的技术。光刻技术是集成电路工艺中的关键技术。激光光刻可以分为激光投影式光刻和激光无掩膜光刻技术。传统的激光投影式光刻技术是基于光学曝光法，其曝光技术最终制约着光刻工艺的分辨率。激光无掩膜光刻技术是利用激光束在基体的表面直接进行微纳(微米或纳米)图形的制备。这种技术是直写式无接触的加工技术，因而无需传统曝光辐射式的光掩膜以及纳米压印接触式的模板，也避免了接触时出现的摩擦、粘附污染等问题。使用激光投影式光刻技术时，光束经过光学器件系统聚焦、投影到掩膜上，经过掩膜达到光刻胶膜面实现曝光，但是光学投影系统的分辨率受到衍射的限制。激光在材料上的作用区域大小与材料的吸收系数、导热系数以及激光脉冲的能量和持续时间有关，通过选择合适的材料、优化加工参数，可以将激光的有效作用点大小控制到小于微米的量级，实现激光无掩膜光刻。根据制备纳米图形原理的不同，典型的激光无掩膜光刻技术有激光近场扫描光刻、干涉光刻、非线性光刻以及激光热刻蚀和微透镜阵列光刻等。激光近场扫描光刻可以克服衍射极限的限制，实现超分辨的效果。激光干涉光刻可以实现大面积高效制备纳米图形，利用两束相干光形成的平行驻波图形对光刻胶实行曝光。激光非线性光刻是利用材料的非线性吸收特性，突破衍射极限的限制，实现高的分辨率。激光热刻蚀是基于材料吸收光子后产生的热效应引发材料的物理化学性质发生变化，如相变和化学断键等，从而使得激光辐照区域和非辐照区域在特定的显影剂有不同的抗蚀性，经显影后留下图形结构。激光照排，是用激光光束对感光材料进行扫描曝光以获得文字版面。所谓激光照排技术，就是将文字通过计算机分解为点阵，然后控制激光在感光底片上扫描，用曝光点的点阵组成文字和图像。工业显微技术广泛地应用于工业检测、工业探伤、精密测控、自动生产线等领域。通常人眼无法快速、连续、稳定地完成这些带有高度重复性和准确性要求的工作，由此人们开始考虑利用光电成像系统采集这些被测或被控目标的图像，产生了机器视觉的概念。机器视觉系统又称工业视觉系统，其原理是：将产品或区域进行成像，然后根据其图像信息用专用的图像处理软件进行处理，根据处理结果，软件能自动判断产品的位置、尺寸、外观信息，并根据人为预先设定的标准进行自动运算，自动匹配，自动判别，自动确定是否合格，输出其判断信息给执行机构，并能进行结果分类和自动纠正。前沿机器视觉技术是测控合一的，属于机器人技术地带，具有高智能和高效能特征。光学医疗——光在医疗方面的应用眼科光学仪器，眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。眼底照相机是用来观察和记录眼底——视网膜状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩色照片的形式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。视野仪用以测定视区范围及某视区有无功能损害，适用于视神经病、青光眼等眼病的诊断。角膜曲率计是利用角膜的反射性质来测量角膜曲率半径的。角膜的曲率是影响眼屈光状态的重要因素。配戴角膜接触镜、白内障术后置入人工晶体的度数的选择，以及近视眼手术放射状角膜切开等都需要测定角膜曲率。眼压仪测量人体的眼球压力，用以判定有无早期青光眼。显微镜，显微镜是将肉眼无法直接看清的微小物体放大成像的仪器。经显微镜放大后的像，可直接从目镜观察，也可通过光屏观察，还能拍摄成照片。显微镜通过目镜、物镜等光学器件构成放大光路，从而获得将标本放大10—200倍的可见影像。手术显微镜的产生和手术水平的提高形成了一门崭新的学科—显微外科。显微外科应用手术显微镜进行精细的手术（如小血管的对接缝合），被广泛地应用于眼科、耳鼻喉科、外科、妇科、整形外科中。内窥镜，内窥镜是用来检测人体内腔道的特殊医疗仪器。病理学家使用内窥镜诊断，监测和手术处理各种医学问题。1.硬性内窥镜，硬性内窥镜以金属管为外壳，内装有物镜，目镜、棱镜、反光镜等光学元件的硬性直管性内窥镜。其种类主要有腹腔镜、宫腔镜、尿道膀胱镜、关节镜、胸腔镜、脑颅镜、直肠镜、鼻窦镜等。2.软性内窥镜，以柔韧的光纤传导光源和影像，称为光导纤维内窥镜。主要种类有胃肠镜、肺镜、肾结石镜等。3.电子内窥镜，电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上加视频图像系统组成的，但它不需要传像束和目镜，而是在物镜后装一个CCD摄像头，由导线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。医用激光仪器对组织进行切割和分离，激光对组织进行切割和分离时，由于激光束聚焦后的光点非常小，能量高度集中，作用时间又短，因而它对组织的破坏最小，并且其创面或器官表面如遇出血或附着粘液时，就会阻碍进一步照射，临床表明，用激光进行分离和切割，操作简便，防护措施也很简单，患者出血也少，切口愈合平滑、整齐。因而深受医护人员和患者的欢迎。对组织进行气化和融解，由于高功率的CO2激光器，其光点温度可达200℃以上，并具有一定的压强，它不仅能熔融组织，而且具有很强的穿透破坏作用。临床表明，激光对机体皮肤粘膜的表浅病变以及通过手术暴露的深部肿瘤，经过照射治疗，其病变的表层将立即气化，而周围的健康组织界限清楚，若进行反复气化融解，可使大块实体组织蒸发消融。其特点是方法简便，治疗愈合快，周围组织反应小，功能基本不受影响。对组织进行烧灼和止血，因为激光光点具有高温，可使组织凝固，脱水和细胞破坏。临床上已成为一种很好的烧灼工具。若用于止血，其失血量和止血速度都比目前所应用的电烙法效果好。对组织进行凝固和封闭，临床表明，激光的凝结作用，可使组织结疤，阻塞和封闭血管及淋巴管，还可以引起组织萎缩。利用这一特点可用于治疗上唇血管瘤和淋巴管瘤以及背部血管瘤。对组织进行离焦照射，若将激光不予聚焦，