光电子技术的发展态势及应用
光电子技术是21世纪的新技术,它将对整个科学技术的发展起到巨大的推动作用.当前光电技术已经渗透到了许多科学领域.光电子技术已经融入了我们的日常生活,相信在今后的生活中,光电子技术必定得到更多的应用,本文讨论了光电子技术的发展的历程,以及光电子技术在军事,航天,医疗等领域的应用和发展趋势。
随着1960年激光的出现光电子技术开始迅猛发展。
激光器是光波短的相干辐射源,能发射激光的装置。
它的理论基础是爱恩斯坦在1916年奠定的。
1962年创制了砷化镓半导体激光器。
以后,激光器的种类就越来越多。
按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。
这些激光器为光与物质相互作用的研究提供了一个崭新的、极其有效的工具,极大地推动了光电子技术的发展。
20世纪90年代,光电子技术在通信领域取得了极大成功,无论是器件还是系统,均有大量产品走出实验室,形成了光电产业。
现在,光店技术从电子显示技术中脱颖而出,已成为现代显示技术的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。
光电显示技术作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
当今全球范围内,已经公认光电子产业是本世纪的第一主导产业,是经济发展的制高点,光电子产业的战略地位是不言而喻的。
鉴于此,光电子技术应用的开发被世界各国所关注,新的应用领域也在不断发现中。
我国光电子技术和发展,从“六五”起步,开始发展以激光技术为主的光电子技术。
激光科学技术的研究受到国家的很大重视,在国防建设和社会应用上起了重要作用。
我国光电子产业的原始基础是军事光学,军用光电子学和红外技术。
自60年代以来,我国依靠自己的
力量,研制出“神龙”高功率激光装置,红外扫描仪等重要的军用光电子设备,并在此过程中,形成了实力雄厚的10多个光电子技术研究基地。
80年代中期光盘技术和光电平面显示技术也得到发展。
总之,我国的光电子技术经过“七五”入轨,“八五”攻坚和“九五”拼搏,在信息光电子方面取得了可喜的成绩。
而我国光电子技术理论的迅速发展,更为该领域的可持续发展奠定了坚实的基础。
理论是发展的基础,发展是理论的延续。
对于较新兴的技术领域更是如此。
光电子技术是一个比较庞大的体系,它包括信息传输,空间和海底光通信等。
其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。
在信息技术发展过程中,电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。
但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。
采用光子作为信息的载体,其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上,加之光子的高度并行处理能力,不存在电磁串扰和路径延迟等缺点,使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。
充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点,必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。
发展趋势以及方向
中国的集成光电子器件也有一定进展,对于掺饵光纤放大器和密集型波分复用技术要积极开发, 尽快实用化。
光电子技术是一个比较庞大的体系,它包括信息传输,如光纤通信、空间和海底光通信等;信息处理等。
其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。
在信息技术发展过程中,电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。
但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。
采用光子作为信息的载体,其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上,加之光子的高度并行处理能力,不存在电磁串扰和路径延迟等缺点,使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。
充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点,必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。
由于光子具有电子所不具备的许多特性所以光子学有它独特的优势。
尤其在信息领域。
比如通信,我们现在大部分主干网用的都是光纤,信息的载体都是光。
由于密集波分复用技术的发展,一根头发丝粗细的光纤就可以传输一亿门电话线路。
这是电缆无法比拟的。
再如信息存储技术,光盘由VCD发展到DVD,容量增大了好几倍,未来如果研制出能够商用的蓝光激光器,采用蓝光波段的光来作为信息的载体,就又可以使同样大小的光盘的容量增大近十倍。
而且光具有相干性,可以实现全息存储,在不到一个平方厘米的芯片上,我们可以把北京图书馆的所有的书都存进去。
在计算机方面,未来的发展趋势是光要进入计算机中,发挥光子的优势实现开关的互联,利用光来消除电子传输带来的瓶颈效应。
在光盘技术的促进下,近年来可见光半导体激光二极管和发光二级管得到了较快的发展。
蓝绿光可见光半导体激光二级管和蓝绿光半导体发光二极管、黄橙红光可见光激光二极管和高亮度黄橙红绿光发光二极管都已商品化。
今后的发展需要继续解决提高亮度,降低价格,提高使用寿命等问题。
近年来,国外又相继开发出半导体孤子激光器、量子阱线或点激光器和垂直腔表面发射激光器等新型半导体激光二极管。
平板显示技术包括液晶显示、等离子体显示、电致发光显示、真空荧光显示和发光二极管显示等,除在民用领域的广泛应用外,已在虚拟显示、高清晰度显示、语言和图形识别等军用领域应用。
近年来,液晶显示以及其他平板显示器件和技术正在大力地改进,如为解决等离子体显示发光效率、亮度、寿命、光串扰和对比度等问题,正在进行诸如大面积精细图形制作和保护层等工艺方面的改进,并取得了较快进展。
从整体来说,平板显示技术将继续向着彩色化、高分辨率、高亮度、高可靠、高成品率和廉价方向发展。
我国光电子行业在科研上起步较早,也有一批水平较高的应用成果,其中光纤通信的发展尤快。
在国防上的应用也开展较早,如靶场
用的激光、红外等。
但民用市场开发较晚,真正能形成较大生产规模的产品不多。
我国在"八五"计划期间对一些光电器件企业进行了技术改造,已在"九五"计划中产生了效益。
总而言之一个技术的发展离不开产业的支持,而显示器产业在我国有这旺盛的市场需求,虽然我国平板技术并不先进,但具备了这一方面有利因素,中国平板显示技术行业迅速跟上世界领先脚步,将会是时间问题而已。
随着科学技术的发展,光电子行业的发展前景一片大好,掌握了光电子技术的发展动态,也就掌握住了新型科技的发展!。