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光的动量和光压
光的电磁理论，证明了光作为电磁波，不但具有能量，而且具有动量。
对于单色平面光波，设其电磁场能量密度为u，它以光速c传播，相应的电磁能流密度矢量的大小为
S=uc，(方向指向光的传播方向)
而动量密度(单位体积的光场携带的动量)为
g=u/c，(方向沿光的传播方向或波矢的方向)
单位时间流过垂直光传播方向单位面积的动量为G=gc=u=S/c。按光的量子理论，波矢为k的单色平面波可以看成是一束光子流，其中每一个光子所携带的能量ε=ν，动量为:
P=h*k=h/λ
(其中，h:普朗克常数，λ=1/k光波长)
如果光束中的光子密度为n，也即光场的能量密度为u=ε，于是动量密度
g=nP=u/c，
与经典电磁理论的结果一样。由此式直接可得能量为E的平面光波所携带的动量为
G=E/c
既然光具有动量，根据牛顿第二定律，作用在物体上的力就等于光引起的单位时间内物体动量的变化，光与物体相互作用的过程中就可能伴随有动量的交换。单位时间里物体动量的变化就是所受的力，这意味着光对被照物体施加一个力的作用。这种由于光辐射对物体产生的力通常称之为光的辐射压力或简称光压。
一束平行光照射到物体上,其动量变化为ΔP,历经时间t秒,则物体得到的动量为-ΔP。由此可得光作用在物体上的力为F=-ΔP/t。如果光束作用的面积为S,则单位面积上受到的力即为光压p=F/S。
光镊的发明使光的力学效应走向实际应用，使人们在许多研究中从被动的观察转而成为主动的操控,同时光镊对于捕获微小粒子、测量微小作用力及生产微小器件等许多方面都有非常重要的意义，现主要从以下几个方面介绍光镊的研究及应用。
光镊在生物细胞上的应用研究
对细胞操控的研究
光镊操控细胞，可以高选择性的分选细胞或细胞器。目前，研究者已经建立了一套分选单条染色体的实验方法，为基因测序提供了更有效、更准确的方法。同时光镊还可用来测量细胞表面的电荷，因为细胞表与荷细胞的生长和细胞的凋亡有着非常密切的关系。
对细胞应变能力的研究
细胞内部的应变能力在通常情况下是很难用显微镜观察到的, 单一的生理学或者形态学参数很难定义细胞的生存能力。光镊是对活体细胞进行非侵入微观操纵的有利工具, 能够诱导细胞产生应变。其发出的近红外连续激光能够诱导线虫类C.elegans发生应变。根据C.elegans 特殊的应变能力,发现在不同的激发波长、激发功率和照射时间内,C.elegans的应变也各不相同。这种方法可在其他动植物细胞中进一步推广应用。
对细胞横向光阱力的研究
对红细胞横向光阱力方面的研究，在该研究中以射线光学计算模型为基础，同时运用类似于求解轴向力的方法，得出了横向力计算公式，对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向光阱力进行了计算，计算结果表明，粒子只有在小于粒子半径的区域内才能被捕获，而不是在整个粒子半径区域，实验中还可以测量作用在粒子上力的大小和粒子的运动速度。微粒大小、相对折射率等对光阱力也产生一定的影响，适当选取各实验参数可增强微粒的捕获稳定性。细胞横向力的研究对光镊的理论有进一步的指导意义。
光镊在生物大分子上的应用研究
为了操纵一个生物大分子，往往将两个涂有肌浆球蛋白的聚苯乙烯小球黏在生物大分子的两端，称其为"手柄"，通过光镊捕获和操纵小球来达到操控生物大分子的目的。
光镊结合其他技术在生物上的应用研究
光镊由于其可对多个微小粒子进行复杂操控的特点以及飞速的发展，在其本身的技术研究受到越来越多关注的同时，也在不断开拓与其他领域技术结合的应用。
光镊与高空间分辨率技术的结合
光镊与具有高空间分辨率本领的技术结合，使之具备了更精细的结构分辨能力和动态操控能力，目前，国际上Coirault. C等人已成功地将原子力显微镜和光镊技术相结合，为研究生物分子提供了更准确、更可靠的方法。
光镊与光刀的结合
光镊与光刀的配合装置，可以进行高选择性的细胞融合。光镊用来挑选待融合的特定细胞，并把它们拖到一起相互接触，再用光刀作用于二者的接触面，诱发细胞融合，这种方法的融合产物具有高的纯度。Seeger 等人利用光镊和光刀偶联实现了染色体的精细切割和高效收集及植物原生质的融合。同时还可实现细胞的切割，是生物微粒进行微操控和微加工的理想手段。此外，激光操纵细胞技术是当前最先进的转基因技术，利用光镊和光刀将 DNA 导入细胞而实现基因转移，可大量节约资源，缩短转基因时间，提高成功率。光镊与光刀的结合在免疫学、分子遗传学中的研究发挥着巨大的作用。
光镊与测量技术的结合
光镊可以作为一种操控技术与其他测量技术如微弱荧光探测技术、拉曼光谱测量技术结合。赖钧灼等人利用光镊拉曼光谱系统单个细胞的成分和生化过程进行了有效的分析。
光镊是对单光束梯度力光阱的形象的称呼，因为它与宏观的机械镊子具有相似的操控物体的功能。但与宏观的机械镊子相比，或者与传统的操控微纳米粒子的显微微针或原子力显微镜等相比，光镊具有不可比拟的优越性。光镊对微粒的操控是非接触的遥控方式，不会给对象造成机械损伤。这使得光镊在生物学研究特别是单细胞单分子研究领域应用非常合适。首先，光镊捕获微粒的尺度在几十纳米到几十微米，正好是生物细胞、细胞器以及生物大分子的尺度范围。其次，光镊的温和操控不会损失细胞，虽然激光会产生热，但可以通过选择合适的波长，避开细胞对光的吸收波长，将热效应降到最低。另外，由于大部分细胞膜是透明的，光可以穿过细胞膜操控细胞内部微粒，这是其他操控手段无法做到的。
光镊不仅可以操控微粒，还可以进行微小力的测量，粒子偏离捕获中心的距离和其受到的回复力成正比，类似与弹簧，在操控过程中能实时感应俘获粒子的微小负荷。因此，光镊是极其灵敏的力传感器，其作为微小力的探针，可以进行细胞和生物大分子之间的相互作用的定量测量，进一步揭示细胞的功能以及活动规律。
光镊技术是美国科学家于1986年发明的。光镊又称为单光束梯度光阱。简单的说.就是用一束高度汇聚的激光形成的三维势阱来俘获，操纵控制微小粒子。自诞生以来，光镊技术已经在微米尺度量级粒子的操纵控制，粒子间的相互作用等方面的研究中发挥了重要作用。
1969年.Ashkin通过理论计算认为聚焦的激光能推动尺寸为几个微米的粒子，并实现了用聚焦的氩离子激光使悬浮在水中的透明胶粒(直径0.6-2.5μm)沿着光轴方向加速推离。他发现接近光束的微粒也出乎意科地被吸入光束中推离。在通过用气泡与液滴反复实验后，Ashkin认为光束对折射率比周围介质高的微粒具有横向吸力，但对折射率比周围介质低的微粒具有横向推力。1970年.Aahkin等首先提出能利用光压(optical pressure)操纵微小粒子的概念。一直到1986年，Ashkin才发现只需要一束高度聚焦的激光，就可以形成稳定的能量阱能将微粒稳定俘获。这标志着光镊的诞生，正因为如此.光镊的正式名称为单束光梯度力阱(single-beam optical gradient force trap)。
由于激光聚集可形成光阱，微小物体受光压而被束缚在光阱处，移动光束使微小物体随光阱移动，借此可在显微镜下对微小物体(如病毒、细菌以及细胞内的细胞器及细胞组分等)进行的移位或手术操作。
光镊，又被称为单光束梯度力光阱，日常，我们用来挟持物体的镊子，都是有形物体，我们感觉到镊子的存在，然后通过镊子施加一定的力钳住物体。捕获微小粒子的光镊是一个特别的光场，这个光场与物体相互作用时，物体整个受到光的作用从而达到被钳的效果，然后可以通过移动光束来实现迁移物体的目的。如果以形成光场的中心划定一个几微米方圆的区域，你将会观察到一旦光子涉足这个禁区就会自动迅速坠落光的中心，表现出这个光场具有地心引力的效应。如将被光镊捕获的粒子比做坠入碗底的玻璃珠，那么，光镊又酷似一个陷阱。这个特别的光场造就了一个势能较低的区域(碗底)，即从这区域内到区域外存在一个势垒(碗壁)。当物体的动能不足以克服势垒时，粒子将始终停留在阱内。虽然光与物体相互作用的过程我们是看不见的摸不着，其结果展现给我们的是，通过光镊作用的物体是在按特定路线运行。光镊搬运粒子的情形就酷是一个无形的机械手，这个看不见的机械手将按照您的意志形自如地控制目标粒子。
1建设背景
1建设背景
1.建设背景 为全面贯彻中共中央《建立健全惩治和预防腐败体系 2000-2012 年工作规 划》、国务院《关于加强市县政府依法行政的决定》和《国务院办公厅转发监察 部等部门关于深入推进行政审批制度改革意见的通知》 （国办发 [2008]115 号） 精神要求，根据市委市政府关于《关于开展行政权力公开高效运行工作的意见》 （合发 [2008]25 号）精神，进一步深化行政审批制度改革，不断提高行政审批 工作效能，加大行政执法工作的透明性、公正性，促进服务型政府、透明政府、 廉洁型政府、绩效型政府的建设，结合合肥市的实际，特制定本需求方案。 2.电子政务现状 合肥市具备政务外网建设， 行政服务中心原有系统使用合肥市政务外网， 政 务外网的铺设已经到达各区和街道， 是党政机关公共业务网络， 与互联网逻辑隔 离，主要满足各级政府部门进行社会管理、 公共服务等面向社会服务的需要， 通 过将各局纳入政
传统水质自动监测站背景知识
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水质自动监测站背景知识 一、国家地表水水质自动监测系统介绍 实施地表水水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主 要流域重点断面水体的水质状况， 预警预报重大或流域性水质污染事故， 解决跨行政区域的 水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况。 地表水质自动监测站仪器配置与运行方式 水质自动监测站的监测项目包括水温、 pH、溶解氧（ DO）、电导率、浊度、高锰酸盐指 数、总有机碳（ TOC）、氨氮，湖泊水质自动监测站的监测项目还包括总氮和总磷。以后将选 择部分点位进行挥发性有机物（ VOCs）、生物毒性及叶绿素 a 试点工作。 水质自动监测站的监测频次一般采用每 4 小时采样分析一次。 每天各监测项目可以得到 6个监测结果，可根据管理需要提高监测频次。监测数据通过公外网 VPN方式传送到各水质 自动站的托管站、省级监测中心站及中国环境监测总站。 每个水站发布的监测项目为
陶少华，陶少华，男，中南大学“升华学者”特聘教授，博士生导师。主要从事光信息处理、光镊、微纳光子器件等方面的研究,承担多门研究生和本科生课程教学工作。主持和参与国家级和省部级科研项目多项,已发表SCI学术论文约50篇，申请世界和国家发明专利6项，其中授权3项。
夏 辉，男，1973年出生，博士，教授，湖南省光学学会副理事长、中国颗粒测试学会委员。2006年毕业于日本北海道大学，获工学博士学位。 主要从事、光电检测、光电功能材料及生物医用光学等方面研究。主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目，主持多项横向课题，总经费达400多万元。多次参加国际国内学术会议，并在会上作邀请报告，近年来发表被SCI/EI收录的学术论文40多篇；申请国家发明专利3项。
朱开成，男，1958年出生，硕士，教授，湖南省物理学会常务理事。主要从事光与物质相互作用、量子光学、光在梯度折射率及湍流介质中传输、光涡束的合成及矢量结构等方面的研究。已在国内外主要光学学术期刊Opt. Express、Opt. Lett.、J. Opt. Soc. Am. A & B、Appl. Phys. B、J. Mod. Opt.、Opt. Commun、J. Opt.、Int. J. Theor. Phys、Chin. Phys. B、物理学报、Optik等上发表论文50 余篇，其中被SCI、EI 收录40多篇次。申请国家发明专利1项。
刘雄飞，男，1960年出生，博士，教授，物理与电子学院副院长，湖南省物理学会常务理事。毕业于中南大学，获理学博士学位，主要从事光电信号处理，数字图像处理与识别等方面的研究。主持或参与了国家级和省部级科研项目多项，以及多项教学改革研究项目，获得省级教学成果一、三等奖各1项，共发表学术论文40余篇，被SCI/EI收录近20篇
胡志坤，男，1976年出生，博士，教授，中国计算机学会高级会员、中国自动化学会技术系统安全性与故障诊断专业委员会委员，湖南省高等学校青年骨干教师培养对象。主要研究方向为光电通信系统、复杂系统状态监测与故障诊断等。2011年度为中南大学升华育英计划入选者；2010 ~2011年在德国AKS研究所从事博士后研究。主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、省市科技计划以及企业合作项目10多项；发表被SCI/EI收录的期刊文章20多篇，主编教材和专著2本，申请/授权发明专利7项，获部级科学技术奖2项；
陈 羽，男，1982年出生，博士，讲师。2011年毕业于上海交通大学金属基国家重点实验室，获材料学工学博士学位。主要从事光电功能与防护材料的制备、传输性能表征以及复杂周期结构材料电磁散射的FDTD理论模拟研究。先后作为核心骨干承担和参与了国家自然科学基金青年和面上等项目。在专业国际权威期刊J. Mater. Chem., Appl. Phys. Lett.等共发表学术论文10余篇，最高影响因子IF：5.91。
本专业旨在培养在光电信息科学与工程领域具有扎实的专业知识、社会急需的多层次创新人才。2013年开始招收本专业本科生。近年来，共培养光学、凝聚态物理、光电子技术方面的硕士研究生32名。目前，在读的博士研究生有2名，硕士研究生有21名。近年来研究生共发表SCI/EI检索的学术论文20余篇。人才培养
利用光纤激光器产生径向偏振光是国际研究的热点领域之一。作为一种新型激光技术，径向偏振光纤激光器输出的激光束存在功率低、偏振纯度和轴对称性差等缺陷，这严重限制了它在电子加速、超分辨率显微、光镊和高效金属切割等领域的应用。.首先，本研究将结合光纤波导理论建立空间三维光纤激光器速率方程模型，分析沿横向和长度方向上粒子集居数反转密度和各个光纤横模的光信号强度之间的依赖关系，给出输出高纯度径向偏振模的多模增益光纤的最优参数。.其次，本研究将把具有良好径向偏振选择性的光子晶体光栅用做光纤激光器腔镜，利用其提升径向偏振激光的输出功率、偏振纯度和光束质量因子，建立高性能径向偏振光纤激光器系统，为其在光镊和高分辨显微镜技术等领域的高端应用打下基础。.最后，本研究将探讨把高折射率布儒斯特角轴椎镜用做径向偏振光纤激光器内腔起偏器的实际效果，为实现低成本、可应用于金属切割等加工领域的径向偏振光纤激光器奠下基调
空心光束(dark hollow beam, DHB)指的是一种在传播方向上中心光强为零的环状光束，也称为“暗中空光束”由于DHB具有一系列新颖独特的物理性质，其作为激光导管、光镊和光学扳手，己成为实现微观粒子(如微米粒子、纳米粒子、生物细胞、原子和分子等)精确操纵和控制的有力工具，在生命科学和纳米技术中发挥着重要的作用。自20世纪90年代以来，人们提出了各种不同的DHB模型，如局域空心光束(bottlebeam)、面包圈光束、椭圆空心光束、矩形空心光束等，组成了一个DHB家族。为了在实验上实现这些空心光束，多种产生DHB光束的技术和方法相继被提出，比如几何光学方法、模式转换方法和光学全息技术等。基于轴棱锥或者透镜聚焦无衍射Bessel光束的方法简单高效、成本低，国内外有许多相关的报道。然而在DHB应用中，光学系统不可避免地受光路失准直、光学元件的加工制造误差和热变形等影响。由此而引起的象散对DHB的应用具有现实指导意义。近年来，许多学者在此方面做了详细的研究。Cai等对DHB在失准直光学系统、象散光学系统和大气中的传输方面做了大量的研究;Zhao等和Ez-Zariy等分别研究了由于光路失准直情况下的透镜聚焦无衍射Bessel-Gauss光束对产生DHB的影响。在实际应用中，由于光学元件的加工误差、挤压或者热变形，导致透镜发生形变，使其在x方向和，方向的聚焦不等，因此谢晓霞等建立了一个双焦透镜模型来研究透镜聚焦Bessel光束所产生的DHB的影响。双焦透镜是一种重要的光学元件，在高阶涡旋光束的均匀性研究中经常用到。谢晓霞研究了一般情况下非轴对称象散光学元件双焦透镜对无衍射Bessel光束的聚焦特性，通过广义惠更斯一菲涅耳衍射理论衍射积分导出了广义光强分布表达式，这一表达式包括了普通透镜、双焦透镜和柱透镜的所有情况。数值模拟了聚焦光束光强分布，并分析双焦透镜在x-y，平面上的焦距之差对产生的bottle beam特性的影响。
中南大学光电信息科学与工程系教师简介