基本信息
姓名：王 魁 香
性別：女
出生日期：1941年6月25日
學科、專業：光學、電磁場與微波技術
主要研究方向：微波磁學及其共振,光纖感測
專業技術職務及兼職：教 授（定職時間：1998.10）兼教研室主任
最後學歷：1964年7月畢業於吉林大學物理系磁學專業
教學情況
近三年教學工作情況 招收培養碩士研究生情況 年 度 招 生 人 數 畢 業 人 數 獲 學 位 人 數
1998年 2
1999年
2000年 1 1
主講的課程 時 間 課 程 名 稱 學時 授 課 對 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 近代物理實驗近代物理實驗近代物理實驗近代物理實驗近代物理實驗近代物理實驗磁共振技術微波理論與技術微波接口實驗磁共振技術 24024024054545472725472 95級本科生200人(物理，電子,材料)96級本科生200人(物理，電子,材料)97級本科生200人(物理，電子,材料)97級研究生32人(物理,原子分子所)98級研究生35人(物理,原子分子所)99級研究生26人(物理)98級"電磁場與微波技術"研究生2人98級"電磁場與微波技術"研究生2人98級"電磁場與微波技術"研究生2人99級"電磁場與微波技術"研究生2人,99級原子分子所研究生1人
相關介紹
Fe基合金催化劑的磁特性及催化機理研究
本成果與吉林大學原子分子所老師合作，研究"合成金剛石過程中，Fe基合金催化劑的催化作用及催化機理"。該課題是吉大超硬材料國家重點實驗室獲國家自然科學基金資助項目。
經本人執筆共發表六篇文章，採用M?ssbauer譜，磁測量和X-ray衍射技術對比金剛石單晶生長狀況，系統研究了3d-過度金屬的二元、三元、四元按不同組元，不同重量比構成的20餘種Fe基合金催化劑在合成金剛石之前，滲碳及合成之後的電子結構，磁特性與金剛石單晶生長的關係。1996年以來，發表三篇文章。金屬學報?quot;四種鐵基合金的M?ssbauer譜研究"一文研究了以Fe60為基與Ni、Mn、Co不同質量組分組成二元、三元、四元四種面心結構（fcc）鐵基合金常溫常壓及高溫高壓條件下淬火後的M?ssbauer譜。得到了超精細場Hhf、磁化強度M及相關M?ssbauer參數隨合金催化劑平均電子濃度n的變化關係，Hhf和M隨n的增加而增大，同質異能移IS隨n增加而減小，表明合金中鐵原子的磁偶合形式和電子組態，不僅取決於合金組元的種類，合金組元的比例濃度更占有支配地位。用Stoner's剛帶模型解釋了合金滲碳後的超精細內場Hhf和磁化強度M的變化規律。發表在Materials Letters上的文章報導了fcc Fe基四元合金催化劑的磁特性對合成金剛石過程中滲碳的影響；Journal of Crystal Growth上發表的一文，進一步研究了fcc鐵基合金催化劑在石墨轉化金剛石過程中的催化作用及催化機理。以Fe60 Ni30 Mn60為基，用Co5分別取代Fe、Ni、Mn再生成三種四元合金作催化劑，這四種合金的晶格常數及{1 1 1}面內原子間最近間距都相近，並與金剛石{1 1 1}晶面原子排列相對應，在相同工藝條件下合成金剛石的轉化率、生長速率、單晶質量及生長部位都有明顯差異（共做了225次實驗，金剛石總量5000克拉）。通過M?ssbauer譜參數和磁測量對比金剛石單晶生長，首次從實驗上找到了金剛石單晶生長與Fe基合金催化劑的超精細場，磁化強度的磁特性的相關性（磁特性主要與Mn有關，Mn組分相同，單晶生長狀況相似），並揭示出高溫高壓條件下石墨轉換成金剛石過程中滲碳原子的2Pz電子填充鐵基合金催化劑中鐵原子的3d帶空穴，存在Fe-C鍵合的催化機理。
M?ssbauer譜是原子尺度上探索物質磁結構最靈敏的技術，合金的M?ssbauer譜超精細場多呈連續分布，譜複雜分析難度大。四元合金的M?ssbauer譜研究至今國內外未見報導。金屬學報上發表的文章被三種文字檢索（英、俄、法），其中英文分別被美國Chemical Abstracts, Mossbauer Effect Reference and Data Journal檢索。發表在Materials Letters和Journal of Crystal Growth雜誌上的兩篇文章均被SCI檢索。
CT技術套用於磁場的三維測量與成像的研究
CT技術近年來發展很快,它不僅套用於醫學,而且在科學、工程等部門的開發套用亦是近年來在國內外研究比較多的領域。本研究是將CT技術套用於磁場的三維測量與成像，設計建立了線掃描和圓掃描兩種測量成像系統，建立了兩種數學模型和相應的卷積反投影算法，成功地測量、成像了多對小NdFeB及AlNiCo5圓柱磁體在空間形成的磁場的分布圖像，實現了空間場分布的三維測量與成像，使看不見、摸不著的磁場，直觀形象、快速精確的顯現出來。共發表了4篇論文，報導了磁場CT原理，最佳感測器、電路設計製作，磁場數據採集和建像系統，磁場CT卷積反投影的數學處理方法，相繼發表在吉林大學自然科學學報、計量學報和計算物理雜誌上。
我們建立的磁場數據採集和建像系統就是採用感測器在選定的磁場觀察截面上，做線性掃描和圓掃描，測量感測器上的感生電壓，分別獲取磁通密度函式三個分量的投影數，然後通過卷積反投影的數學處理方法，重建密度函式及其分布圖象。試製了多種多個投影數據採集感測器，PC採樣接口及圖像處理用的高通、低通濾波器。其中，我們設計製做的一個線積分感測器的感應線圈採用了聚苯已烯小槽骨架，交叉繞制而成，其解析度和靈敏度都已達到較理想採樣感測要求。聯接線上圈前的寬頻低噪聲前置放大器，亦設計成帶有平滑濾波處理裝置，以防高頻干擾。為了提高採集精度，A/D轉換接口均採用高精度雙積分型7135集成器件。
我們也研究了磁場強度空間分布建像的數學建模與卷積反投影算法的編程，並給出了具體實施步驟及計算機方法。為了提高圖像的質量，圖像的外周邊和交界面處，採用了補零和線性插值及高通濾波銳化處理。在具體的處理過程中，也曾使用過傅立葉變換建像算法，結果證明了這一算法的成像質量高，但有計算量大的缺點。撰寫的"磁場CT的卷積反投影方法"一文1997年發表在計算物理雜誌上。
線掃描方式每改變磁體與感測器的夾角時需要花費一定的時間，實用不太方便，而圓掃描方式中感測器相對磁體做旋轉運動，可連續不斷採集數據，使整個測量時間大為減少，圖像輪廓更加分明，細節更清晰可辯。但在圓掃描方式中，存線上積分公式中的半徑加權，是不利於算法編程的，我們設法在數據採集中，使用了雙道反向疊加方法，消除了這一加權，簡化了模型，簡化了算法。
CT技術和磁場成像的研究，是將醫學中先進CT套用於立體空間磁場的成像，是一開拓性的套用研究，國內首次報導。這一技術是傳統霍爾元件和感應測場方法所不能比擬的，專家認為這一工作是磁測量技術領域中一個飛躍性進展。採用的圓掃描測量成像系統所撰寫的"三維磁場快速測量" 一文於1996年發表在計量學報雜誌上，並被美國Colby Information Center of Science & Culture評為科學技術優秀論文，推薦進入WWW全球信息網。
電子順磁共振檢測新技術EPR成像的研究
核磁共振（NMR）CT，已成功的套用於醫學，而自由基的電子順磁共振(EPR)CT的醫學套用還一直存在著技術上的問題。EPR成像工作在微波X波段（9700MHz），而進口的NMR成像儀最高工作在500MHz（$40-50萬元）。理論上EPR成像比NMR成像靈敏度高得多，但由於EPR成像傳統的梯度場方法採用的大型高Q腔式EPR譜儀受含水樣品的介電損耗及腔對樣品大小的限制等因素，致使EPR成像至今還處於研究階段，不能套用。為了克服梯度場方法在順磁共振成像中的困難，我們在自己研製的MSD-I型EPR譜儀（90年度獲國家發明四等獎，本人是第一發明人）上開展了微波局域磁場EPR成像技術的研究。該譜儀不採用高Q腔，採用微波邊振自檢新技術，邊緣振盪下的固體微波源兼做檢波器，提高靈敏度。
我們改裝了MSD-I型EPR譜儀，重新設計了樣品腔，並加裝了小孔短路器，利用小孔的微波射束與樣品相互作用，測量了EPR共振譜線，由此構建了自由基DPPH樣品自旋密度分布圖象。使用退卷積算法和反向濾波圖像處理技術，提高了解析度。儀器測得的自旋密度分布函式是實際的自旋密度分布函式與點擴展函式（或稱脈衝回響函式或儀器回響函式）的卷積積分，所以實際函式的求解，就是一個退卷積問題，再根據卷積定理，對卷積函式進行傅氏變換，退卷積就變成了頻率空間的濾波問題，這使問題的解決大為簡化。在PC圖像處理過程中我們首次採用了在位實時測量的脈衝回響函式，而沒有採用通常給定的點擴展函式式，由此處理使圖像更加清晰，工作獨具特色。
這一工作撰寫的論文"電子順磁共振成像的微波局域場方法"及"A Simplified Apparatus for EPR Imaging"1996年分別發表在吉林大學自然科學學報和英國Meas.Sci.Technol（原刊名：J.physics E）雜誌，已被SCI檢索。評審認為：裝置設計構思新穎，成像建模與處理有獨到之處。文章一經發表，立即引起國際關注，英國、美國、法國、匈牙利、蘇聯、捷克、斯洛伐克、加拿大、古巴、烏拉圭等十多個國家的同行來函索取資料，並被邀請參加國際地球物理學會。這一研究開拓了EPR成像研究的新領域，不僅有學術價值，而且有極好的開發套用前景（生物、醫學、考古等）。
該課題獲國家自然科學基金資助，1998年12月已結題。"微波CT在三次採油中的套用"及"EPR成像在考古和生物醫學中的套用"研究仍在繼續。研究生李應龍的碩士論文題目"微波成像"可用於軍事領域，所用的技術與近期報導的美國微波成像高靈敏度探測地雷技術相同；微波邊振自檢EPR檢測新技術與傳統高Q腔EPR譜儀檢測技術有本質區別，不受含水樣品介電損耗的影響，將這一技術套用於生物醫學工程，檢測自由基及活性氧的EPR成像研究，將會有新的突破。另有兩篇論文待發表。
MSD-II型高靈敏度小型微波電子順磁共振譜儀
電子順磁共振（EPR）是探測未偶電子（如自由基等）物質微觀結構和運動狀態的先進技術。然而，傳統的EPR譜儀技術原理主要採用高Q腔提高靈敏度。高Q腔加工精度高，耦合匹配困難，大電磁鐵、大穩流源、微波橋等，致使設備龐雜，價格昂貴，大都依靠進口（每套設備$20-30萬元），為了滿足微擾條件，只能檢測少許樣品，不易推廣套用；若採用微波邊振自檢新技術可改變這一現狀。我們採用該技術研製了MSD-I型EPR譜儀（獲國家發明四等獎，國家教委優秀教學儀器研究成果二等獎）。微波邊振自檢技術就是採用邊緣振盪狀態的固體微波源，兼作檢波器（自檢），並將源、樣品、檢波置於同一腔中，構成"三位一體"的獨特結構（改變傳統EPR譜儀中源、樣品、檢波三分離的工作機制），省去微波橋、AFC（自動頻率控制）電路、檢波電路等，小型電磁鐵，使譜儀結構大為簡化，減少了噪聲來源，大大提高信噪比和靈敏度。
為了開發在工業及生物醫學等領域的套用，開展了在小EPR譜儀上的鎖相技術、數位技術和計算機處理技術的研究，該項目獲吉林省科委基金資助，98年底研製出兩台MSD-II型高靈敏度小型微波EPR譜儀樣機，通過了省科委鑑定，專家一致認為：微波邊振自檢"三位一體"結構與小調場技術、計算機技術的聯合套用，使EPR譜儀在技術上獲得新的突破，開闢了EPR譜儀研究的新領域。國內外未見報導，屬獨創，居世界領先水平。
MSD-II型EPR譜儀由主機、電磁鐵和計算機組成，主機分為微波、調製、掃描、鎖相放大、測控接口五個部分，設定了自動和程控掃描兩種方式。為了得到線性良好的鋸齒波掃描電流，採用數字電路接口D/A控制掃描電流。計數器是用三個四位二進制計數器組成的十二位二進制計數器，D/A轉換器採用12位解析度的AD7521，計數範圍為0~4095點，測控接口採用單片機坎入結構，單片機做主控單元，通過RS232串列口與計算機進行通訊，A/D轉換單元採用高精度的雙積分型ICL7135，實現對掃描電流的控制、數據採集、數據累加平均和解譜。軟體採用VB編程，在Win9X下運行。整個界面具有選單式、漢字工作提示、實驗數據實時螢幕繪圖、實驗參數實時顯示等特點，並設定多處系統導向。其靈敏度SV<1012自旋/高斯，與進口大型譜儀相當，為了提高解析度，採用低頻小調場(170Hz)，能自動鎖頻，結構緊湊，價格低廉，能便攜，易於溫控、輻照及EPR成像，特別適用於電化學、光誘導電荷轉移的研究，並且具有能檢測生物活體、礦石、寶石等大塊樣品的獨特優點。已被世行貸款招標，現由吉林大學科教儀器廠生產，目前已有南京大學、南開大學、蘭州大學等十幾所大學購買，取得顯著的社會效益。中國長春光電技術產業園也急於引進投產，可望打入國際市場，能獲得重大的經濟效益。正在申報發明專利。
我們測量了多種寶石、病骨，曾與非線性光學組合作向國家基金委申請重大項目"光電功能分子電荷轉移動力學及光電特性"，用EPR探測電荷轉移機制及動力學特性和光磁雙共振、光纖感測技術研究。共撰寫論文五篇，發表在物理實驗的"小型順磁共振譜儀"98年被評為優秀論文一等獎；"自檢式微波邊緣振盪器"一文97年被《中國科學技術文庫》轉載；一篇收集在98年全國高校物理實驗交流會論文集上；"A small high sensitivity EPR spectrometer"一文在American Journal of Physics雜誌待發表。為了開發生物、醫學套用領域，現正擬研製MSD-Ⅲ型EPR譜儀。
獲獎情況
1 MSD-0型微波邊振自檢電子順磁共振譜儀 國家發明四等獎 國家教委 1990 王魁香等 微波磁共振研究組
2 MSD-1型微波邊振自檢電子順磁共振譜儀 國家教委優秀教學成果二等獎 國家科學技術委員會 1990 王魁香等 微波磁共振研究組
3 緊密跟蹤科研前沿，改革近代物理實驗課的教學研究與實踐 省級一等獎 吉林省教育廳 2000.12 王魁香、孫昕、崔海峰、玄明奎、劉曉梅、 實驗教改研究
4 近代物理實驗課教學改革 校級一等獎 吉林大學 2000.1 王魁香、孫昕、崔海峰、玄明奎、劉曉梅、 實驗教改研究
學習經歷
1959.9-1964.7 吉林大學物理系 學習
1964.8-1970.10 北京國防科委1011所 工作 技術員
1970.11-1978.11 四川綿陽1409所 工作 技術員
1978.12-2004.7 吉林大學物理學院 工作 教授 系主任、室主任
科研情況
1 高靈敏度小型順磁共振譜儀 00 王魁香 1996 1998 10 吉林省科委 5 實驗教學小組
2 順磁共振檢測新技術 19575022 鄧京川 1996 1998 9 國家自然科學基金 3 實驗教學小組
3 精品課（近代物理實驗課） 王魁香 200l.l0 10 吉林大學 6 實驗教學小組
4 國家基地創建名牌課優秀項目 王魁香 2002 3 教育部 5 實驗教學小組
5 近代物理實驗設計性（研究性）實踐教學內容的研究與實踐 韓煒 2003 0 吉林大學 6 實驗教學小組
6 表面增強光纖喇曼光譜微探針的研究 29975011 徐蔚青 2000.1 2002.12 12 國家自然科學基金 3 波譜及光纖感測
7 用SERS標記的納米粒子研究生物分子的識別過程 20273022 徐蔚青 2003.1 2005.12 22 國家自然科學基金 3 波譜及光纖感測
8 利用交叉式偶極子聲波測井資料檢測井周異常應力方法 王克協 2001.3 2003.3 36 大慶油田 4 聲測井
發表論文
1 SERS活性光纖光譜微探針研究 高等學校化學學報 2004 徐蔚青、徐抒平、胡冰、王魁香等 SCI 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學理化所
2 新型小調場式微波頻率EPR譜儀 吉林大學自然科學學報 2004 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
3 以科研促教學改革與建設近代物理實驗課 第三屆全國高等學校物理實驗教學研討會論文集 2004 王魁香 會議 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
4 基於幾何畫板的近代物理實驗虛擬 第三屆全國高等學校物理實驗教學研討會論文集 2004 趙紅福、王魁香等 會議 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
5 SERS活性液芯光纖的製備及超靈敏檢測套用 高等學校化學學報 2003 徐蔚青、徐抒平、呂志成、王魁香等 SCI 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學理化所
6 丙三醇超聲空化研究 吉林大學自然科學學報 2003 於艷鑫、王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
7 固體聲學參數的測量 吉林大學自然科學學報 2003 趙紅福、王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
8 錳對鐵基合金磁特性的影響 吉林大學自然科學學報 2003 史麗娟、王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
9 微波合成法製備銀納米粒子 吉林大學自然科學學報 2003 史麗娟、王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
10 新型自動掃描控制和數據採集的微波成像裝置 吉林大學自然科學學報 2001 李應龍、 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
11 由介電常數探討SERS效應的電磁增強機理 吉林大學自然科學學報 2001 胡冰、徐蔚青、王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
12 MSD型順磁共振譜儀的研製 第二屆全國高等學校物理實驗教學研討會 1998 王魁香等 會議 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
13 近代物理實驗教改的幾點嘗試 第二屆全國高等學校物理實驗教學研討會 1998 王魁香等 會議 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
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 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
15 磁場CT 的卷積反投影方法 計算物理 1997 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
16 自檢式微波邊緣震盪器 科學技術文獻出版社 1997 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
17 A simplified apparatus for EPR imaging Meas.sci.Technol 1996 鄧京川,王魁香等 SCI 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
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 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
19 電子順磁共振成像的微波區域場方法 吉林大學學報 1996 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
20 三維磁場的快速測量 計量學報 1996 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
21 鐵磁相變和居里溫度的一種直觀觀測方法 物理實驗 1996 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
22 液體介電常數的微波測量 物理實驗 1996 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
23 A soft heating method for local hyperthermia Chinese journal of radio science, supplementary issue 1995 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
24 磁場成像中的理論模型和數學處理 吉林大學學報 1995 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
25 磁場的CT成像的高速數據採集方法 吉林大學學報 1995 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
26 導電介質中磁感應電場和電流分布的有限元法求解 吉林大學學報 1995 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
27 腦脊頁病變微波測試 吉林大學學報 1995 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
28 MSD-1型微波邊振自檢電子順磁共振譜儀 高等教育出版社 1992 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
29 磁場的CT成像 吉林大學學報 1992 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
30 Fe基合金與金剛石單晶生長 高壓物理學報 1991 郝兆印,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
31 蜂花粉的微波滅菌研究 吉林大學學報 1991 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
32 自檢式微波邊緣震盪器 吉林大學自然科學學報 1990 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
33 小型電子順磁共振譜儀 物理實驗 1989 鄧京川,王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
34 微波與丙三醇-水和乙醇-水相互作用機理的研究 吉林大學學報 1988 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
35 YIG單晶鐵磁共振 物理實驗 1987 王魁香等 核心 文章 0 微波磁學及光纖感測 吉林大學物理學院
