光信息科学与技术专业导论论文

浅谈光信息科学与技术的发展张洽光信息（1）班3111008695光信息科学和技术是光学和光电子学的一个分支。从光学与光电子学的发展即可看到该学科的发展态势，20世纪六十年代初出现的激光和激光科学技术，以其强大的生命力推动着光信息科学与技术的发展，至今光电子（光子）技术的应用已遍及科技、经济、军事和社会发展的各个领域。人们普遍认为，光电子产业将成为21世纪的支柱产业之一。所以近年新设这样的一个专业来满足社会的需求。关键词：光信息激光光学前景问题专业研究对象以及应用光电子技术主要是研究光（特别是相干光）的产生、传输、控制和探测的科学技术。通过光电子技术与微电子技术的结合，以及在各种科学和技术领域的应用，产生并形成了一系列新的交叉学科和应用技术领域，如信息光电子技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快光子学，激光化学，量子光学，激光（测污）雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等不胜枚举。这些技术应用的快速发展及向其它科技领域的渗透，形成了许多市场可观、发展潜力巨大的光电子产业，包括光纤通讯产业、光显示产业、光存储-光盘产业、光机电一体化、激光材料加工和合成产业、办公自动化与商用光电子产业、激光医疗器械产业、激光器件产业、激光全息产业、光电子材料产业、光电子检测产业和军用光电子产业。预计未来具有重大发展前景的光（电）子产业有：光子计算与光信息处理产业、全光光子通信产业、光子集成器件产业、聚合物光纤光缆产业、聚合物光电器件产业和光子传感器产业等。综上所述，光电子产业大致可分为五大类：光电子材料与元件产业、光信息（资讯）产业、传统光学（光学器材）产业、光通信产业、激光器与激光应用（能量、医疗）产业。原子、电子、光子都可作能量的载体。特别是激光出现后，更是利用其作能量载体广泛应用于工业加工，这比电子束用于材料加工的应用要广泛得多。光子学的发展除极大地推动它的嫡系——信息光子学外，还辐射到其他科学领域而形成一系列其他分支光子学，如包括量子光学、分子光学、非线性光学、超快光学等在内的基础光子学、生物医学光子学等。在21世纪，光学和光子学将渗透到各个学科领域，将成为诸多学科中的“领头雁”。光子产业的发展前景像20世纪的电子学一样，一个强大的光子产业必将在未来10~20年内形成，驱动着第五个经济长波的发展。而且几年来的实际证明，光电子的潜在大市场是不言而喻的。我国的激光和光电子技术的发展起步不晚，几乎与世界同步，尤其是近十几年来，由于改革开放政策的威力，以及积极利用投资环境和消费市场的优势，中国的光电子产品市场的年增长率，始终保持在两位数的高速增长势头。国家863计划为我国发展信息光电子产业打下了很好的基础。目前，中国已成为光电子产品的重要市场，为今后发展带来了很好的机遇。目前，建立和健全国家的风险投资资金体系，实行国家、企业、个人风险共担，有利于促进涉及我国创新光电子技术产品项目的开发。金融部门的积极投资，可使我国先进光电子产品迅速达到规模生产，增强产品的国际市场竞争地位。面对中国在WTO及国际市场的巨大压力和挑战，我国政府和各级地方政府在制定“十一五规划时，均把发展光电子技术产业列入今后重中之重，选择有条件的地区建立光电子技术产业基地。这是我国迎接21世纪国际经济竟争和挑战的一项重要举措。我国光学与光电子学发展中存在的问题我国光学与光电户学研究的总体水平还是显著落后于国际水平：在基础研究方面，做出具有国际水平成果的只在少数学科点上，尚没有一个学科领域，全面进入国际竞争行列。在重要的国际学术会议上发表的论文、我们一般仅占3-4％．而且只分布在少数几个专题中。在一般以上的学科领域．拿不出可到国际会议上交流的论文。在高技术和应用研究方面．技术基础还比较薄弱，特别是元器件的研制水平较低，例如，发展光电子技术的关键是半导体光电子器件；而与国外相比．在器件性能指标如波段覆盖、域值电流．输出功率、寿命，器件可靠性、互换性、封装以及工艺、测试手段等方面都有很大差距。在光产业方面，国内生产的光学与光电子产品，档次低，产品质量相性能价格比差。国家每年要花费大量外汇进口光学与光电子元器件与仪器。光学仪器虽也有出口，但还是以低档劳动密集型产品为主。造成上述现象的主要原因有：（1）科技人员的素质需要提高。有此人基本训练不足，理论根底不深；不少人知识老化．知识面不广，学术上缺乏开创性，掌握实验技木不全面．难以胜任技术复杂的科学实验。加之科技人员待遇低，影响队伍稳定。（2）科研经费严重不足。由于经费短缺．有些虽有学术意义和应用前景的课题无法开展；已有课题难以维持或开展深人一步的工作。由于经费不足，实验室仪器设备不配套，仪器性能不先进，在实验条件远远落后于先进国家的情况下，很难做出具有国际水平的科研成果。应用研究部门的技术改造不及时．设备陈旧。缺乏高精度加工和进行现代化装配与检测的条件。这些都是亟待解决的问题。国内有关部门的一项研究预测表明，随着我国经济与社会的发展，今后10年内我国对人才的需要将有较大的变化。从技术和产业发展的角度来说，今后几年我国将大力发展六大技术领域：生物技术；信息技术；新材料技术；新能源技术；空间技术；海洋技术。六大技术可以形成9个高科技产业：光电子信息、生物工程、生物医药、智能机械、软件、超导体、太阳能、空间产业、海洋产业。一项测算显示，如果一个区域的光谷要达到年产值超过１０００亿元，那么相应的人才则需要２０万。然而，我国目前光电子从业人员仅为十几万，远远无法满足这一需求。人才短缺已成为阻碍这一产业快速发展的瓶颈。因为我倾向光学设计的方向，所以顺便在这里介绍一下激光的起源。激光的理论基础起源于大物理学家“爱因斯坦”，1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘光与物质相互作用。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。1958年，美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象：当他们将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象，他们提出了激光原理，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时，都会产生这种不发散的强光——激光。[1]光信息科学与技术应用／郑光昭编著．—北京：电子工业出版社，2002[2]激光原理＝Principleoflaser／盛新志,娄淑琴编著．—北京：清华大学出版社，2010[3]光电信息实用技术／雷玉堂编著．—北京：电子工业出版社，2011TalkingOpticalInformationScienceandtechnologydevelopmentOpticalInformationScienceandTechnologyisabranchofopticsandoptoelectronics.Toseethedevelopmenttrendofthedisciplinefromthedevelopmentofopticsandoptoelectronics,laserandlaserscienceandtechnologyintheearly1960s,topromotethedevelopmentofOpticalInformationScienceandTechnology,withitsstrongvitality,farphotoelectron(photon)technologyapplicationsthroughoutthevariousfieldsofscienceandtechnology,economic,militaryandsocialdevelopment.Itiswidelybelieved,thethephotoelectronindustrywillbecomeoneofthepillarindustriesofthe21stcentury.Newinrecentyearstomeettheneedsofthecommunityinaprofessional.Keywords：opticalinformation、laser、optics、prospect、question