标题：王魁香
基本信息
姓名：王 魁 香 
性别：女 
出生日期：1941年6月25日
学科、专业：光学、电磁场与微波技术 
主要研究方向：微波磁学及其共振,光纤传感
专业技术职务及兼职：教 授（定职时间：1998.10）兼教研室主任
最后学历：1964年7月毕业于吉林大学物理系磁学专业
教学情况
近三年教学工作情况 招收培养硕士研究生情况 年 度 招 生 人 数 毕 业 人 数 获 学 位 人 数
1998年 2 
1999年 
2000年 1 1
主讲的课程 时 间 课 程 名 称 学时 授 课 对 象
98.3-99.399.3-00.300.3-01.298.9-99.199.9-00.100.9-01.198.9-99.199.3-99.699.9-00.100.3-00.6 近代物理实验近代物理实验近代物理实验近代物理实验近代物理实验近代物理实验磁共振技术微波理论与技术微波接口实验磁共振技术 24024024054545472725472 95级本科生200人(物理，电子,材料)96级本科生200人(物理，电子,材料)97级本科生200人(物理，电子,材料)97级研究生32人(物理,原子分子所)98级研究生35人(物理,原子分子所)99级研究生26人(物理)98级"电磁场与微波技术"研究生2人98级"电磁场与微波技术"研究生2人98级"电磁场与微波技术"研究生2人99级"电磁场与微波技术"研究生2人,99级原子分子所研究生1人
相关介绍
Fe基合金催化剂的磁特性及催化机理研究本成果与吉林大学原子分子所老师合作，研究"合成金刚石过程中，Fe基合金催化剂的催化作用及催化机理"。该课题是吉大超硬材料国家重点实验室获国家自然科学基金资助项目。
经本人执笔共发表六篇文章，采用M?ssbauer谱，磁测量和X-ray衍射技术对比金刚石单晶生长状况，系统研究了3d-过度金属的二元、三元、四元按不同组元，不同重量比构成的20余种Fe基合金催化剂在合成金刚石之前，渗碳及合成之后的电子结构，磁特性与金刚石单晶生长的关系。1996年以来，发表三篇文章。金属学报?quot;四种铁基合金的M?ssbauer谱研究"一文研究了以Fe60为基与Ni、Mn、Co不同质量组分组成二元、三元、四元四种面心结构（fcc）铁基合金常温常压及高温高压条件下淬火后的M?ssbauer谱。得到了超精细场Hhf、磁化强度M及相关M?ssbauer参数随合金催化剂平均电子浓度n的变化关系，Hhf和M随n的增加而增大，同质异能移IS随n增加而减小，表明合金中铁原子的磁偶合形式和电子组态，不仅取决于合金组元的种类，合金组元的比例浓度更占有支配地位。用Stoner's刚带模型解释了合金渗碳后的超精细内场Hhf和磁化强度M的变化规律。发表在Materials Letters上的文章报道了fcc Fe基四元合金催化剂的磁特性对合成金刚石过程中渗碳的影响；Journal of Crystal Growth上发表的一文，进一步研究了fcc铁基合金催化剂在石墨转化金刚石过程中的催化作用及催化机理。以Fe60 Ni30 Mn60为基，用Co5分别取代Fe、Ni、Mn再生成三种四元合金作催化剂，这四种合金的晶格常数及{1 1 1}面内原子间最近间距都相近，并与金刚石{1 1 1}晶面原子排列相对应，在相同工艺条件下合成金刚石的转化率、生长速率、单晶质量及生长部位都有明显差异（共做了225次实验，金刚石总量5000克拉）。通过M?ssbauer谱参数和磁测量对比金刚石单晶生长，首次从实验上找到了金刚石单晶生长与Fe基合金催化剂的超精细场，磁化强度的磁特性的相关性（磁特性主要与Mn有关，Mn组分相同，单晶生长状况相似），并揭示出高温高压条件下石墨转换成金刚石过程中渗碳原子的2Pz电子填充铁基合金催化剂中铁原子的3d带空穴，存在Fe-C键合的催化机理。
M?ssbauer谱是原子尺度上探索物质磁结构最灵敏的技术，合金的M?ssbauer谱超精细场多呈连续分布，谱复杂分析难度大。四元合金的M?ssbauer谱研究至今国内外未见报导。金属学报上发表的文章被三种文字检索（英、俄、法），其中英文分别被美国Chemical Abstracts, Mossbauer Effect Reference and Data Journal检索。发表在Materials Letters和Journal of Crystal Growth杂志上的两篇文章均被SCI检索。CT技术应用于磁场的三维测量与成像的研究CT技术近年来发展很快,它不仅应用于医学,而且在科学、工程等部门的开发应用亦是近年来在国内外研究比较多的领域。本研究是将CT技术应用于磁场的三维测量与成像，设计建立了线扫描和圆扫描两种测量成像系统，建立了两种数学模型和相应的卷积反投影算法，成功地测量、成像了多对小NdFeB及AlNiCo5圆柱磁体在空间形成的磁场的分布图像，实现了空间场分布的三维测量与成像，使看不见、摸不着的磁场，直观形象、快速精确的显现出来。共发表了4篇论文，报道了磁场CT原理，最佳传感器、电路设计制作，磁场数据采集和建像系统，磁场CT卷积反投影的数学处理方法，相继发表在吉林大学自然科学学报、计量学报和计算物理杂志上。
我们建立的磁场数据采集和建像系统就是采用传感器在选定的磁场观察截面上，做线性扫描和圆扫描，测量传感器上的感生电压，分别获取磁通密度函数三个分量的投影数，然后通过卷积反投影的数学处理方法，重建密度函数及其分布图象。试制了多种多个投影数据采集传感器，PC采样接口及图像处理用的高通、低通滤波器。其中，我们设计制做的一个线积分传感器的感应线圈采用了聚苯已烯小槽骨架，交叉绕制而成，其分辨率和灵敏度都已达到较理想采样传感要求。联接在线圈前的宽带低噪声前置放大器，亦设计成带有平滑滤波处理装置，以防高频干扰。为了提高采集精度，A／D转换接口均采用高精度双积分型7135集成器件。
我们也研究了磁场强度空间分布建像的数学建模与卷积反投影算法的编程，并给出了具体实施步骤及计算机方法。为了提高图像的质量，图像的外周边和交界面处，采用了补零和线性插值及高通滤波锐化处理。在具体的处理过程中，也曾使用过傅立叶变换建像算法，结果证明了这一算法的成像质量高，但有计算量大的缺点。撰写的"磁场CT的卷积反投影方法"一文1997年发表在计算物理杂志上。
线扫描方式每改变磁体与传感器的夹角时需要花费一定的时间，实用不太方便，而圆扫描方式中传感器相对磁体做旋转运动，可连续不断采集数据，使整个测量时间大为减少，图像轮廓更加分明，细节更清晰可辩。但在圆扫描方式中，存在线积分公式中的半径加权，是不利于算法编程的，我们设法在数据采集中，使用了双道反向叠加方法，消除了这一加权，简化了模型，简化了算法。
CT技术和磁场成像的研究，是将医学中先进CT应用于立体空间磁场的成像，是一开拓性的应用研究，国内首次报导。这一技术是传统霍尔元件和感应测场方法所不能比拟的，专家认为这一工作是磁测量技术领域中一个飞跃性进展。采用的圆扫描测量成像系统所撰写的"三维磁场快速测量" 一文于1996年发表在计量学报杂志上，并被美国Colby Information Center of Science & Culture评为科学技术优秀论文，推荐进入WWW全球信息网。电子顺磁共振检测新技术EPR成像的研究核磁共振（NMR）CT，已成功的应用于医学，而自由基的电子顺磁共振(EPR)CT的医学应用还一直存在着技术上的问题。EPR成像工作在微波X波段（9700MHz），而进口的NMR成像仪最高工作在500MHz（$40-50万元）。理论上EPR成像比NMR成像灵敏度高得多，但由于EPR成像传统的梯度场方法采用的大型高Q腔式EPR谱仪受含水样品的介电损耗及腔对样品大小的限制等因素，致使EPR成像至今还处于研究阶段，不能应用。为了克服梯度场方法在顺磁共振成像中的困难，我们在自己研制的MSD-I型EPR谱仪（90年度获国家发明四等奖，本人是第一发明人）上开展了微波局域磁场EPR成像技术的研究。该谱仪不采用高Q腔，采用微波边振自检新技术，边缘振荡下的固体微波源兼做检波器，提高灵敏度。
我们改装了MSD-I型EPR谱仪，重新设计了样品腔，并加装了小孔短路器，利用小孔的微波射束与样品相互作用，测量了EPR共振谱线，由此构建了自由基DPPH样品自旋密度分布图象。使用退卷积算法和反向滤波图像处理技术，提高了分辨率。仪器测得的自旋密度分布函数是实际的自旋密度分布函数与点扩展函数（或称脉冲响应函数或仪器响应函数）的卷积积分，所以实际函数的求解，就是一个退卷积问题，再根据卷积定理，对卷积函数进行傅氏变换，退卷积就变成了频率空间的滤波问题，这使问题的解决大为简化。在PC图像处理过程中我们首次采用了在位实时测量的脉冲响应函数，而没有采用通常给定的点扩展函数式，由此处理使图像更加清晰，工作独具特色。 
这一工作撰写的论文"电子顺磁共振成像的微波局域场方法"及"A Simplified Apparatus for EPR Imaging"1996年分别发表在吉林大学自然科学学报和英国Meas.Sci.Technol（原刊名：J.physics E）杂志，已被SCI检索。评审认为：装置设计构思新颖，成像建模与处理有独到之处。文章一经发表，立即引起国际关注，英国、美国、法国、匈牙利、苏联、捷克、斯洛伐克、加拿大、古巴、乌拉圭等十多个国家的同行来函索取资料，并被邀请参加国际地球物理学会。这一研究开拓了EPR成像研究的新领域，不仅有学术价值，而且有极好的开发应用前景（生物、医学、考古等）。 
该课题获国家自然科学基金资助，1998年12月已结题。"微波CT在三次采油中的应用"及"EPR成像在考古和生物医学中的应用"研究仍在继续。研究生李应龙的硕士论文题目"微波成像"可用于军事领域，所用的技术与近期报道的美国微波成像高灵敏度探测地雷技术相同；微波边振自检EPR检测新技术与传统高Q腔EPR谱仪检测技术有本质区别，不受含水样品介电损耗的影响，将这一技术应用于生物医学工程，检测自由基及活性氧的EPR成像研究，将会有新的突破。另有两篇论文待发表。MSD-II型高灵敏度小型微波电子顺磁共振谱仪电子顺磁共振（EPR）是探测未偶电子（如自由基等）物质微观结构和运动状态的先进技术。然而，传统的EPR谱仪技术原理主要采用高Q腔提高灵敏度。高Q腔加工精度高，耦合匹配困难，大电磁铁、大稳流源、微波桥等，致使设备庞杂，价格昂贵，大都依靠进口（每套设备$20-30万元），为了满足微扰条件，只能检测少许样品，不易推广应用；若采用微波边振自检新技术可改变这一现状。我们采用该技术研制了MSD-I型EPR谱仪（获国家发明四等奖，国家教委优秀教学仪器研究成果二等奖）。微波边振自检技术就是采用边缘振荡状态的固体微波源，兼作检波器（自检），并将源、样品、检波置于同一腔中，构成"三位一体"的独特结构（改变传统EPR谱仪中源、样品、检波三分离的工作机制），省去微波桥、AFC（自动频率控制）电路、检波电路等，小型电磁铁，使谱仪结构大为简化，减少了噪声来源，大大提高信噪比和灵敏度。
为了开发在工业及生物医学等领域的应用，开展了在小EPR谱仪上的锁相技术、数字技术和计算机处理技术的研究，该项目获吉林省科委基金资助，98年底研制出两台MSD-II型高灵敏度小型微波EPR谱仪样机，通过了省科委鉴定，专家一致认为：微波边振自检"三位一体"结构与小调场技术、计算机技术的联合应用，使EPR谱仪在技术上获得新的突破，开辟了EPR谱仪研究的新领域。国内外未见报道，属独创，居世界领先水平。
MSD-II型EPR谱仪由主机、电磁铁和计算机组成，主机分为微波、调制、扫描、锁相放大、测控接口五个部分，设置了自动和程控扫描两种方式。为了得到线性良好的锯齿波扫描电流，采用数字电路接口D/A控制扫描电流。计数器是用三个四位二进制计数器组成的十二位二进制计数器，D/A转换器采用12位分辨率的AD7521，计数范围为0~4095点，测控接口采用单片机坎入结构，单片机做主控单元，通过RS232串行口与计算机进行通讯，A/D转换单元采用高精度的双积分型ICL7135，实现对扫描电流的控制、数据采集、数据累加平均和解谱。软件采用VB编程，在Win9X下运行。整个界面具有菜单式、汉字工作提示、实验数据实时屏幕绘图、实验参数实时显示等特点，并设置多处系统导向。其灵敏度SV＜1012自旋/高斯，与进口大型谱仪相当，为了提高分辨率，采用低频小调场(170Hz)，能自动锁频，结构紧凑，价格低廉，能便携，易于温控、辐照及EPR成像，特别适用于电化学、光诱导电荷转移的研究，并且具有能检测生物活体、矿石、宝石等大块样品的独特优点。已被世行贷款招标，现由吉林大学科教仪器厂生产，目前已有南京大学、南开大学、兰州大学等十几所大学购买，取得显著的社会效益。中国长春光电技术产业园也急于引进投产，可望打入国际市场，能获得重大的经济效益。正在申报发明专利。
我们测量了多种宝石、病骨，曾与非线性光学组合作向国家基金委申请重大项目"光电功能分子电荷转移动力学及光电特性"，用EPR探测电荷转移机制及动力学特性和光磁双共振、光纤传感技术研究。共撰写论文五篇，发表在物理实验的"小型顺磁共振谱仪"98年被评为优秀论文一等奖；"自检式微波边缘振荡器"一文97年被《中国科学技术文库》转载；一篇收集在98年全国高校物理实验交流会论文集上；"A small high sensitivity EPR spectrometer"一文在American Journal of Physics杂志待发表。为了开发生物、医学应用领域，现正拟研制MSD-Ⅲ型EPR谱仪。[1] 
获奖情况
1 MSD-0型微波边振自检电子顺磁共振谱仪 国家发明四等奖 国家教委 1990 王魁香等 微波磁共振研究组
2 MSD-1型微波边振自检电子顺磁共振谱仪 国家教委优秀教学成果二等奖 国家科学技术委员会 1990 王魁香等 微波磁共振研究组 
3 紧密跟踪科研前沿，改革近代物理实验课的教学研究与实践 省级一等奖 吉林省教育厅 2000.12 王魁香、孙昕、崔海峰、玄明奎、刘晓梅、 实验教改研究 
4 近代物理实验课教学改革 校级一等奖 吉林大学 2000.1 王魁香、孙昕、崔海峰、玄明奎、刘晓梅、 实验教改研究
学习经历
1959.9-1964.7 吉林大学物理系 学习   
1964.8-1970.10 北京国防科委1011所 工作 技术员  
1970.11-1978.11 四川绵阳1409所 工作 技术员  
1978.12-2004.7 吉林大学物理学院 工作 教授 系主任、室主任
科研情况
1 高灵敏度小型顺磁共振谱仪 00 王魁香 1996 1998 10 吉林省科委 5 实验教学小组 
2 顺磁共振检测新技术 19575022 邓京川 1996 1998 9 国家自然科学基金 3 实验教学小组 
3 精品课（近代物理实验课）  王魁香 200l.l0  10 吉林大学 6 实验教学小组 
4 国家基地创建名牌课优秀项目  王魁香 2002  3 教育部 5 实验教学小组 
5 近代物理实验设计性（研究性）实践教学内容的研究与实践  韩炜 2003  0 吉林大学 6 实验教学小组 
6 表面增强光纤喇曼光谱微探针的研究 29975011 徐蔚青 2000.1 2002.12 12 国家自然科学基金 3 波谱及光纤传感 
7 用SERS标记的纳米粒子研究生物分子的识别过程 20273022 徐蔚青 2003.1 2005.12 22 国家自然科学基金 3 波谱及光纤传感 
8 利用交叉式偶极子声波测井资料检测井周异常应力方法  王克协 2001.3 2003.3 36 大庆油田 4 声测井
发表论文
1 SERS活性光纤光谱微探针研究 高等学校化学学报 2004 徐蔚青、徐抒平、胡冰、王魁香等 SCI 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学理化所 
2 新型小调场式微波频率EPR谱仪 吉林大学自然科学学报 2004 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
3 以科研促教学改革与建设近代物理实验课 第三届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集 2004 王魁香 会议 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
4 基于几何画板的近代物理实验虚拟 第三届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集 2004 赵红福、王魁香等 会议 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
5 SERS活性液芯光纤的制备及超灵敏检测应用 高等学校化学学报 2003 徐蔚青、徐抒平、吕志成、王魁香等 SCI 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学理化所 
6 丙三醇超声空化研究 吉林大学自然科学学报 2003 于艳鑫、王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
7 固体声学参数的测量 吉林大学自然科学学报 2003 赵红福、王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
8 锰对铁基合金磁特性的影响 吉林大学自然科学学报 2003 史丽娟、王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
9 微波合成法制备银纳米粒子 吉林大学自然科学学报 2003 史丽娟、王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
10 新型自动扫描控制和数据采集的微波成像装置 吉林大学自然科学学报 2001 李应龙、 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
11 由介电常数探讨SERS效应的电磁增强机理 吉林大学自然科学学报 2001 胡冰、徐蔚青、王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
12 MSD型顺磁共振谱仪的研制 第二届全国高等学校物理实验教学研讨会 1998 王魁香等 会议 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
13 近代物理实验教改的几点尝试 第二届全国高等学校物理实验教学研讨会 1998 王魁香等 会议 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
14 Catalytic effects of fcc Fe-based alloy in ransformation of graphite into diamond J.Crys.grow 1997 王魁香等 SCI 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
15 磁场CT 的卷积反投影方法 计算物理 1997 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
16 自检式微波边缘震荡器 科学技术文献出版社 1997 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
17 A simplified apparatus for EPR imaging Meas.sci.Technol 1996 邓京川,王魁香等 SCI 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
18 The effect of carburization on magnetic properties of fcc Fe-Based catalyst-alloy for synthesizing diamond Materials Letters 1996 王魁香等 SCI 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
19 电子顺磁共振成像的微波区域场方法 吉林大学学报 1996 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
20 三维磁场的快速测量 计量学报 1996 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
21 铁磁相变和居里温度的一种直观观测方法 物理实验 1996 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
22 液体介电常数的微波测量 物理实验 1996 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
23 A soft heating method for local hyperthermia Chinese journal of radio science, supplementary issue 1995 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
24 磁场成像中的理论模型和数学处理 吉林大学学报 1995 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
25 磁场的CT成像的高速数据采集方法 吉林大学学报 1995 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
26 导电介质中磁感应电场和电流分布的有限元法求解 吉林大学学报 1995 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
27 脑脊页病变微波测试 吉林大学学报 1995 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
28 MSD-1型微波边振自检电子顺磁共振谱仪 高等教育出版社 1992 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
29 磁场的CT成像 吉林大学学报 1992 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
30 Fe基合金与金刚石单晶生长 高压物理学报 1991 郝兆印,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
31 蜂花粉的微波灭菌研究 吉林大学学报 1991 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
32 自检式微波边缘震荡器 吉林大学自然科学学报 1990 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
33 小型电子顺磁共振谱仪 物理实验 1989 邓京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
34 微波与丙三醇-水和乙醇-水相互作用机理的研究 吉林大学学报 1988 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院 
35 YIG单晶铁磁共振 物理实验 1987 王魁香等 核心 文章 0 微波磁学及光纤传感 吉林大学物理学院