浅谈光学在生活中的应用

浅谈光学在生活中的应用

摘要：主要论述了光学的应用。如：x射线在医学上的应用，光纤通信发展现

状及配电网上的实施方案，OLED显示技术，全系技术的原理及应用前景等。关键词：x射线光纤通信 OLED显示技术全系技术激光应用

英文摘要：Mainly discusses the application of optical. Such as: X-ray in medical

applications, optical fiber communication development status and distribution online plan, oled display technology, all is the principle and the application prospect of technology, etc.

正文

一 x射线在影像医学的应用

从1895年德国物理学家伦琴发现X线至今已有100多年的历史，X线透视和摄片为人类的健康做出了巨大的贡献，而今影像医学作为一门崭新的学科，在近20年中以技术的快速发展和作用的日益扩大而受到普遍的重视，在我国大中城市的大医院中，影像学科已成为医院的重要科室，在医院的医疗业务、设备投资、科研中占有重要的地位。

第一X线影像形成的原理

X线之所以能使人体在荧光屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X线透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以达到荧光屏或X线片上的X线量即有差异。这样，在荧光屏或X线片上就形成黑白对比不同的影像。

因此，X线影像的形成，应具备以下三个基本条件：首先，X线应具有一定的穿透力，这样才能穿透被照射的组织结构，第二，被穿透的组织结构，必须存在着密度和厚度的差异，这样，在穿透过程中校吸收后剩余下来的X线量，才会是有差别的；第三，这个有差别的剩余X线，仍是不可见的，还必须经过显像这一过程，例如经X线照片或荧光屏显像，才能显示出具有黑白对比和层次差异的X线影像。

X线穿透密度不同的组织时，密度高的组织被吸收的多，密度低的组织被吸收的少，因而剩余的X线量就出现差别，从而形成黑白对比的X线影像

第二密度

(一) 物质密度与影像密度物质密度即单位体积中原子的数目，取决于组成物质的原子种类。物质密度与其本身的比重成正比例。物质的密度高，比重大，吸收的X线也多，影像在照片上呈白影，在荧光屏上黑暗。反之，物质的密度低，比重小，吸收的X线也少，影像在照片上则呈黑影，在荧光屏上明亮。由此可见、照片上的白影与黑影或荧光屏上的暗与明都直接反映物质密度的高低。在术语中，通常用密度的高与低来表达影像的白与黑。例如用高密度、中等密度和低密度或不透明、半透明、透明等术语表示物质的密度。人体组织密度发生改变时，则用密度增高或密度减低来表达。由此可见，物质密度和其影像密度是一致的。

但是，X线照片上的黑影与白影，还与被照器官与组织的厚度有关，即影像密度也受厚度的影响。

(二) 天然对比与人工对比

天然对比根据密度的高低即比重的大小，人体组织可概括分为骨铬、软组织(包括液体)、脂肪和存在于人体内的气体四类。这种由人体不同组织间天然存在的密度差别所显示的对比，称为天然对比。兹将它们的比重和X线吸收比例列于表l—l—1如下：

第三 CT上的应用

X线CT扫描机(Computed tomography)，以下简称CT。是70年代初发展起来的一门新的X线诊断医学科日，它把X线与电子计算机结合起来，并把其影像数字化，彻底改变了传统的直观的影像方法和贮存方法。1972年英国EMI公司首先制成第一台头部CT扫描机，这是由英国工程师G．N．Hounsfield (亨斯菲尔)设计成的，同年在美国芝加哥的北美放射学会上向全世界宣布了这项伟大的成果。从此使X线的发展得到重大的突破与飞跃。

X线影像是把具有三维的立体解剖结构摄成二维的平面团像，影像相互重叠，相邻的器官或组织之间如对X线的吸收差别小，则不能形成对比而构成图像。虽然体层摄影可解决影像重叠问题，造影检查可使普通X线检查不能显示的器官显影，但影像的分辨力不高，一些器官或组织，特别是由软组织构成的器官仍不能显影。1969年Hounsfield设计成计算机横断体层成像装置。经神经放射诊断学家Ambrose应用于临床，取得极为满意的诊断效果。它使对X线吸收差别小的脑组织和脑室以及病变本身显影，并所得颅脑影像为横断面图像。这种检查方法称之为计算机体层成像。这—成果于1972年英国放射学会学术会议上发表，1973年在英国放射学杂志上报道，引起人们极大的关注。这种图质好、诊断价值高而又无创伤、无痛苦、无危险的诊断方法是放射诊断领域中的重大突破，促进了医学影像诊断学的发展。由于对医学上的重大贡献，Hounsfield获得了1979年的诺贝尔医学生物学奖。这种检查方法开始只能用于头部，1974年Ledley设计成全身CT装置，使之可以对全身各个解剖部位进行检查，扩大了检查范围。此后，CT装置在设计上有了很大发展，临床应用也非常普遍。

二光纤通信及在配电网上的应用

光纤通信技术发展的现状

(一)波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

(二)光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE