光電遙控技術(shù)論文
光電子技術(shù)產(chǎn)生于20世紀60年代,半個世紀以來,光電子技術(shù)取得了極好的發(fā)展成果,下面是學習啦小編整理了光電子技術(shù)論文,有興趣的親可以來閱讀一下!
光電子技術(shù)論文篇一
光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
[摘 要]綜述了光電子學的產(chǎn)生及其發(fā)展,提出了光電子技術(shù)的發(fā)展方向和研究熱點。光電子學是由光學和電子學相結(jié)合的新興交叉學科,涉及光顯示、光存儲、導波光學、材料科學的科研成就。光電子學以光學研究為核心,以電子學研究為支撐,它不僅全面兼容電子技術(shù),而且規(guī)避了電子作為信息載體存在電磁串擾和路徑延遲的缺點,在當今信息時代愈發(fā)占有重要位置。
[關(guān)鍵詞]光電子技術(shù) 技術(shù)創(chuàng)新 實際應(yīng)用
中圖分類號:TN2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)10-0202-02
1 引言
當今人類處于信息時代,信息滲透于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動、醫(yī)療衛(wèi)生、國防軍事乃至日常生活的哥哥方面。在空間科學、生命科學、遙感測繪等領(lǐng)域中都擁有大量科學信息要求在有限的時間、空間、甚至實時的進行準確處理。信息技術(shù)的支撐學科是電子學和光學;光電子學則是由光學和電子學交叉形成的新興學科,對信息技術(shù)的發(fā)展將起到至關(guān)重要的作用。
光電子學是光學技術(shù)和電子學技術(shù)的融合,靠光子和電子的共同行為來執(zhí)行其功能,是世紀之交繼微電子技術(shù)之后迅速興起的一個高科技領(lǐng)域,在當今信息時代愈發(fā)占有重要的關(guān)鍵地位。
2 光電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展
光學的發(fā)展歷程古老又漫長,電子學的發(fā)展則相對較短。光電子學作為這兩個學科的交叉點是一門新型的學科。19世紀麥克斯韋的經(jīng)典電磁理論證明了光的電磁性。1917年愛因斯坦提出了光的輻射與吸收。在20世紀60年代以前光學與電子學仍然是兩門獨立的學科。直到1960年世界第一臺激光器誕生,激光的發(fā)明對人類的社會活動產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。作為高技術(shù)的研究成果,它不僅廣泛應(yīng)用于科學技術(shù)研究的各個前沿領(lǐng)域,而且已經(jīng)在人類和生活的許多方面得到了大量的應(yīng)用,與激光相關(guān)的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在全球形成了超過千億美元的年產(chǎn)值。[1]70年代以來,半導體激光器和光纖技術(shù)的突破,促進了光線傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲與顯示、光計算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展,從深度和廣度上促進了光學和電子學及其他相應(yīng)學科之間的相互滲透,形成了一個邊沿的研究領(lǐng)域,即光電子學。
3 光電子技術(shù)的方向和熱點
光電子學一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注,反過來又進一步促進了光電子技術(shù)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測以及光信息處理等。光電子技術(shù)不斷地向前發(fā)展,特別是近年來,出現(xiàn)了很多新的發(fā)展趨勢和研究熱點。
3.1 激光及全息技術(shù)
多年來,激光技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展迅猛,已與多個學科相結(jié)合形成了多個應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,比如光電技術(shù)、激光醫(yī)療與光子生物學、激光加工技術(shù)、激光檢測與計量技術(shù)、激光全息技術(shù)、激光光譜分析技術(shù)、非線性光學、超快激光學、激光化學、量子光學、激光雷達、激光制導、激光分離同位素、激光可控核聚變、激光武器等。這些交叉技術(shù)與新的學科的出現(xiàn),大大地推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。激光全息三維圖像的研究已經(jīng)進行了40多年,在經(jīng)濟、生活領(lǐng)域已具有多種應(yīng)用。 傳統(tǒng)的全息攝影技術(shù)本質(zhì)上是一種模擬的非實時性的繁瑣的純光學技術(shù),近年來興起的數(shù)字信息處理技術(shù)及有關(guān)器件設(shè)備(計算機、數(shù)碼攝像機、CCD器件、新型液晶顯示屏、空間光調(diào)制器、因特網(wǎng)等)和自動化控制技術(shù)不斷沖擊著傳統(tǒng)的全息攝影技術(shù),一些全息公司(如美國斑馬圖像公司等)推出了數(shù)字激光全息圖,使它有了新的發(fā)展[3]。
3.2 大容量光存儲技術(shù)
現(xiàn)代化信息社會對大容量、高速度的存儲系統(tǒng)有著日益增長的需求。傳統(tǒng)存儲使用的磁盤技術(shù)發(fā)展相當成熟,但是它遇到兩方面的困難:一是尺寸限制,二是信噪比難以提高。
光盤作為存儲介質(zhì)和光電子技術(shù)的使用,是大幅度提高存儲容量的出路。采用短波長的半導體激光器,可以大幅度降低介質(zhì)寫讀斑的大小,提高存儲容量。
為進一步提高存儲容量,一方面使用更短波長的的激光器進行光斑壓縮;另一方面,也可通過改變存儲介質(zhì)和存儲方法來提高存儲量。與此同時,發(fā)展新型的集成激光器面陣和高密度半導體低維結(jié)構(gòu)高速空間光調(diào)制器也將促進高密度存儲技術(shù)的發(fā)展。近場光學存儲,以超衍射分辨為特征,從根本上克服了點存儲的密度極限限制,無疑是光盤存儲的重要發(fā)展方向。其技術(shù)難點集中在近場距離的控制上,通過適當?shù)募夹g(shù)手段,保持頭盤間距能夠限制在近場范圍之內(nèi),近場存儲有望成為下一代盤式存儲的主要技術(shù)手段。[4]
3.3 光互連、光計算技術(shù)
在因特網(wǎng)迅速發(fā)展的今天,信息快速入網(wǎng)和出網(wǎng)的分派能力決定系統(tǒng)所傳輸?shù)木薮笮畔⒘磕軐崟r利用的有效性。相對于光信息傳輸器件來說,光信息交換互連技術(shù)器件的發(fā)展不如光信息傳輸?shù)陌l(fā)展快,因此有必要加強對光交換技術(shù)的研究。
光互連技術(shù)的內(nèi)容主要包括光交換網(wǎng)絡(luò)和電子計算機的光互連,這是在信息光學中最有廣泛應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。在光交換網(wǎng)絡(luò)的光互連中,還應(yīng)多研究在集成光學中的光波導交換開關(guān)、自由空間光學中的多級交換網(wǎng)絡(luò)。
在電子計算機的光互連中,還應(yīng)多研究芯片間的自由空間和波導光互連,插件板之間的自由空間和波導光互連,多處理器之間的自由空間或光纖互連及并行計算機的光學總成等。
以數(shù)值計算為目的的光計算研究分為專用性的光計算系統(tǒng)和通用性的光計算系統(tǒng)兩大領(lǐng)域,數(shù)值的光學處理又分為模擬量編碼和數(shù)字量編碼兩種。專用性計算系統(tǒng)主要包括以光學矩陣運算為主導的光學代數(shù)運算器通用的光計算系統(tǒng)的算法和體系,主要借助于已有的并行計算機的算法和體系。
在光互連和光計算領(lǐng)域的研究方面,國外的研究人員已經(jīng)開始研究在路由器中用全光學矩陣開關(guān)來取代原有的電開關(guān),并在光計算方面也取得了進展。
4 光電子技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新
光電子技術(shù)具有精密、準確、快速、高效等特點,對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造、新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化起著巨大的促進作用,大幅度提高附加值及競爭能力。
4.1 光電子技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用
美、日、歐和發(fā)展中國家都制定出龐大的光伏技術(shù)發(fā)展計劃,開發(fā)方向是大幅度提高光電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性,降低成本,不斷擴大產(chǎn)業(yè)。目前已有80多個國家和地區(qū)形成商業(yè)化、半商業(yè)化生產(chǎn)能力,年均增長達16%,市場開拓從空間轉(zhuǎn)向地面系統(tǒng)應(yīng)用。甚至用于驅(qū)動交通工具。據(jù)報道,全球發(fā)展、建造太陽能住宅(光電池作屋頂、外墻、窗戶等建材用)投資規(guī)模為600億美元,到2012年還會再翻一倍達l200億美元,光伏技術(shù)制作的光電池有望成為21世紀的新能源。
4.2 光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
光電子技術(shù)使國防軍事具有快速反應(yīng)和難確攻擊的能力,它能為軍事提供既快又準的信息,使己方看得更清、反應(yīng)更快、打得更準、生存能力更強。因此光電子技術(shù)被認為是軍事領(lǐng)域的主流技術(shù),國防軍事現(xiàn)代化的重要支柱。
激光聚變不僅可以作為未來能源,它還有重要的軍事應(yīng)用價值。它可以模擬氫彈的爆炸過程,代替既費錢又不安全的空中或地下核試驗,達到改進核武器的性能。目前激光致盲武器已裝備部隊,艦載和機載激光反導器已開始走出實驗室。
4.3 光電子技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用
用光學生物醫(yī)學儀器研究艾滋病己取得重要進展,如利用自動化基因順序測定器、掃描激光熒光計,科學家能夠?qū)Π滩《镜娜炕蜃黜樞驕y定。下一代艾滋病診斷技術(shù)將集中于測定外周血流中自由HIV的濃度,即病毒負荷。這種診斷測量對于發(fā)展有前途的抗艾滋病病毒新藥、蛋白酶抑制劑以及涉及聯(lián)合這些抗病毒藥物治療確定其有效性是非常重要的。
參考文獻
[1] 陳家璧,彭潤玲.激光原理及應(yīng)用[M].前言.VII.
[2] 激光技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用與創(chuàng)新[EB/OL].
[3] 何文瑤.光電子技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析[J].科技進步與對策.2008,V25(9):194.
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