光电信息技术绪论

光电信息技术绪论1.概述2.发展简况3.地位和作用4.发展趋势§1概述光电信息技术是将光学技术、光子技术、光电子技术、电子技术、计算机技术以至材料技术相结合而形成的一门高新技术，它以光波（辐射）为基本信息载体，通过对光波（辐射）的控制、调制、接收、存储、处理、显示等技术方法，获取所需要的信息，以达到为不同的应用需求服务的目的。光电信息技术有两个最显著的特点，一是有效地扩展了人类自身的视觉功能，促进了人类视觉探测的光谱延伸、阈值扩展。使视觉的光谱长波限达到40微米、以及亚毫米（太赫兹）波段；短波限延伸到紫外、X－射线、γ－射线乃至高能粒子。探测阈值达到和接近光子探测的极限水平。另一特点是以光子作为信息载体具有极快的响应速度，极大的频宽、信息容量和极高的信息效率。使超快速现象（核爆炸、火箭发射等）可以在钠秒、皮秒、以致在飞秒量级记录变化过程。有线光通讯（光缆）正在替代电缆通讯，空间无线光通讯正在研制和发展之中，利用信息高速公路（光网络）的多台计算机来传输和处理大容量信息…..。§1概述正是光电信息技术的上述两个重要的特点推动着信息科学技术的迅速发展。光电信息技术的发展不仅改变了人们的工作、学习和生活方式，而且推动了新的产业革命、军事变革以及新兴学科的形成，具有越来越大的竞争力。日常生活：CD、VCD、DVD、光缆通讯技术、数字电视、液晶显示、等离子体显示等。地球科学领域：红外遥感、激光遥感、激光测距。在军事领域：光电信息装备（如激光武器、侦察、预警、制导类）、激光通讯等。光电信息技术已经在各行各业得到广泛的应用，由新材料、新工艺、新技术支撑的、能产生高效益的光电信息产业正在世界范围内迅速扩大，光电信息产业在市场的份额逐年增加。在技术发达国家，光电信息相关产值已占国民经济总产值的一半以上。§2光电信息技术的发展简况1873年的发现了硒的光电导性（内光电效应）1888年德国的H.R.赫兹观察到紫外线照在金属上时，能使金属发射带电粒子1890年P.勒纳通过对带电粒子电荷质量比的测定，证明它们是电子1900年，M.普朗克提出黑体辐射能量分布的普遍公式1929年，L.R.科勒制成银氧铯（Ag-O-Cs）光电阴极,出现了光电管1939年，苏联的V.K.兹沃雷金制成实用的光电倍增管20世纪30年代末，硫化铅（PbS）红外探测器问世40年代出现用半导体材料制成的温差型红外探测器和测辐射热计50年代中期，可见光波段的硫化镉（CdS）、硒化镉（CdSe）光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用20世纪60年代之后的几十年间，红外探测器及红外探测系统得到迅速发展§2光电信息技术的发展简况光源和发光器件方面，最具里程碑意义的是20世纪60年代激光器的发明,近年来，激光已广泛用于通信、雷达、测距、定位、制导、遥感、工业生产和科学研究中，用以传递信息合各种测量与控制。光纤技术的发展起源于1966年:当年英籍华人高锟等提出实现低损耗光学纤维的可能性，1970年，美国研制出损耗为20dB/km的石英光纤和室温连续工作的激光二极管,使光纤通信成为现实可能。这一年被公认为“光纤通信元年”。光存储技术的历史较短，而发展很快。1972年，荷兰飞利浦公司演示了模拟式激光视盘。1982年，飞利浦公司同日本索尼公司合作，推出了第一台数字式激光唱机。板显示器技术以液晶显示器发展最快。1964年，美国RCA公司发现了液晶的多种光电效应：宾主效应、动态散射效应和相移存储效应，为液晶显示器、液晶光阀等器件的研制奠定了基础。§2光电信息技术的发展简况以上发展简况表明，尽管光电效应，受激发射原理等早已被发现或提出，但相应的光电子器件的出现和发展及其应用却滞后得多，光电子器件和技术的大发展已是20世纪50年代以后的事。事实上，光电子器件的发展离不开材料技术、半导体技术、微电子技术和精密仪器设备，因而只能同其他高新技术互相促进，共同发展。同时，在光电信息技术领域内，各个技术分支之间也存在互相驱动、互相牵引的关系。比如，激光牵引了快速响应光电探测器和四象限探测器，光纤通信牵引了1.3um和1.5um室温连续半导体激光器、低噪声探测器和光纤放大器等器件，光存储牵引了半导体激光器向短波长发展等等。§3光电信息技术的地位与作用21世纪被称为“光电子信息时代”。一个世界性的“光谷”正在流行。不仅是国民经济和人们生活对光电信息技术的需求急剧增长，而且军事和国防对光电信息技术的需求显得更为突出。特别是全球范围内的利益追求，各国都把光电信息技术作为本国军事高新技术发展的关键技术来重视。不但要求信息的时效好，数量大，还要求质量高、成本低。这里从以下几个方面说明光电信息技术的地位和作用通信测绘、侦察与遥感精确测控科学研究诊断和医疗交通运输光电对抗和激光武器§3光电信息技术的地位与作用除了上述所列得几个主要应用领域外，光电信息技术在日常生活（如办公自动化、音像娱乐）、安全防卫（如电视监控、条形码技术等）、先进制造技术、军事（如军事演习、模拟训练、靶场测量等）等方面的应用需求将越来越多，对社会发挥的作用也越来越大。§4光电信息技术的发展趋势光电子器件的发展将是多样化的，其品种和规格将不亚于电子器件，其主要的发展趋势如下：1.固态化、小型化、集成化和廉价化：二极管泵浦的固体激光器、非制冷红外探测器阵列已有320*240元商品上市、平板显示器等2．工作波段范围扩大，响应速度加快：高灵敏度探测器、高速CCD、大面阵双色或多色探测器、智能化探测器组件3．更加适应恶劣环境：耐冲击和振动、适应高、低温环境、抗辐射加固技术§4光电信息技术的发展趋势光电信息技术应用的发展趋势：随着光电子器件的多样化、微型化和各种功能和技术指标的发展，光电子技术的应用将会花样翻新、层出不穷，对国民经济和军事的影响将日益深刻和巨大。1.产品不断更新换代和推广应用：民用光纤入户、军用光电制导向智能化、光陀螺微型化等2.各类高新枝术结合开拓新的技术和应用：光生物学、生物光电子学、纳米技术同光电信息技术相结合发展等等3.促进新型武器装备的出现：激光武器、激光雷达、无人驾驶飞机和战场机器人、信息共享、光纤智能蒙皮等