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moruli铁虫 (小有名气)
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[交流]
21世纪的光电子产业
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近代光电子学是光学与电子学相结合的产物。 光的基本单位是光子，光子具有确定的能量和动量，可以被物质发射和吸收，是典型的量子力学波包。 光有微粒和波动双重性， 而且以每秒30万公里的速度传播，振动频率可以大于10e15Hz有极大的应用开发价值。 近代光电子学也称为光子学，是研究以光子作为信息载体和能量载体的技术科学。 光子作为信息载体突破了电子学发展的瓶颈限制，使响应时间从10e-9s提高到 10e-15s工作频率从10e11Hz提高到10e14Hz从而使高速，大容量的信息系统得以实现。光电子学已经成为信息科学的重要发展方向之一，涵盖了信息的采集，载入，传输，存储，处理，交换，读出与显示的完整过程。 光子作为能量载体可提供极高功率密度的光能; 形成极短的光脉冲或极精细的光束，创造出极端的物理条件：极高的温度，极高的压强，极低的温度，极精密的刻划和极精细的加工，从而在信息，能源，材料，航天航空，生命科学与环境科学以及国防军事等领域中得 到广泛应用。 光电子学发展的巨大推动力是应用。 光电子学应用是一大群目前最复杂，最精密，最快速，最先进，而且互相渗透，互相支持的技术，通称光电子技术。 产业的发展对于技术发展的依赖性在这里表现得非常突出。 近年来，国内外正掀起一股光电子学和光电子产业的热潮，一些国家把大量资金投入光电子学及光电子技术的研究和开发。许多以光子学或光电子学命名的研究中心，实验室与公司如雨后春笋般地建立起来。 重点开发光电子技术，是光电子产业发展的前提和条件。 实际上，光电子时代已经到来。 光子技术将引起一场超过电子技术的产业革命，给工业和社会带来比电子技术更为巨大的冲击。 |
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moruli
铁虫 (小有名气)
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- 专业: 凝聚态物性 II ：电子结构
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展望未来,以半导体量子阱激光器和光纤器件为基础的信息光电子技术将更加成为未来信息技术的强大基础之一。太比特(1Tbit/s意味着一对光纤可传1200万路电话)宽带光纤传输和WDM光纤网络将组成全球信息基础设施的骨干网络,光纤接入网也将作为信息高速公路的神经末梢进入楼房或家 庭,为人们提供高清晰度电视,远程教育,远程医疗,电子商务,点播电视和可视电话等质高价廉的信息服务;光盘,全息以至更新型的信息存储技术将为此提供丰富的信息资源;各种类型的平面全彩色显示器将逐渐代替传统的、体积庞大的彩色显像管,壁挂式彩色大屏幕电视机将成为现实。光子技术将和微电子技术,微机械技术交叉融合形成微光机电技术。 未来信息光电子产业,尤其是光通信产业有哪些发展机遇呢? 1.信息光电子产业的发展基础是光电子器件, 发展机遇也在光电子器件。WDM光网络正在等待基础器件的突破,其中包括:高速(40Gbit/s)、低啁啾(Chirp)、波长可准确调控的半导体集成WDM 源,波分复用与解复用器件(例如AWG);构成光上下话路分插复用器(OADM)与网络间交叉互连器OXC)的光开关阵和波长转换器;新型传输光纤及光纤光栅器件等。 2.未来的DWDM光传输的发展趋势是1.3μm与1.5μm波段的连通。100nm及更宽带宽的全波段光放大器件(包括Raman分布光放大器件);数百个以上波长信道的密集波分复用(DWDM)所需的各种滤波型器件及波长转换器件;1ps量级响应速度、100μW量级低驱动功率的光逻辑(开关、存储、倒相)器件及更高速、更低的调制光源与接收器光功率均衡器件;带宽400nm的新型通信光纤;量子点/线半导体器件;非线性超快光子学器件;有机聚合物光子器件的研究与开发以至量子信息技术提出的一系列新器件都是人们关注的热点。 3.高速大容量DWDM全光网络依然是21纪初的重要发展趋势。可以说,点对点的WDM或WDM/OTDM光纤传输系统在满足上述带宽要求上已经不存在原则上的技术限制了。但是,WDM或WDM/OTDM光纤传输系统在组成网络时却因通信节点的电子交换瓶颈而远不能满足上述带宽的要求。因此,发展一种新的光网络来适应21世纪的需求,已经是十分紧迫的了。WDM光网络巧妙利用光波分复用传输和以光波长路由为基础的光子上下路节点(OADM)和光子交叉连接节点(OXC)等新技术,可望克服电子交换的限制。 生物或生命科学是激光与光学的又一个重要应用领域。激光医疗与生物光子学(BIOPHOTONICS)在下世纪的发展前景和重要性决不亚于信息光电子技术。生物光子学是用光子学来研究生命的科学,它是光子学和生命科学交叉、渗透而产生的边缘学科。它涉及探测来自生物系统的光子以及这些光子携带的有关生物系统的结构与功能信息,利用光子学手段对生物系统进行研究与改造和激光医疗与诊断。激光和光纤(传像光纤和传能光纤)技术可能帮助找到攻克心血管病,癌症等危害人类的疾病的新方法, 包括基于激光的诊断,手术和治疗。此外,激光光谱分析和激光雷达技术将对环境保护和污染检测提供更加有力的手段。工业激光加工与光学模式识别将和工业机器人结合,为未来制造业提供先进的,精密 的,灵巧的特殊加工测量手段。光纤传感技术和材料工程的交叉正在创造未来的灵巧结构材料(Smart Structure),它能感知并自动控制自己的应力、温度等状态从而为未来的飞机、桥梁、水坝等结构提供安全的保障。 |
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