光电子技术及其产业发展概况

四、光存储最早的形式为缩微照相，从本世纪初开始，经历了较长时间的发展，成为文档资料长期存储的主要方式。60年代初激光出现后，激光全息技术受人注目，因为它能实现三维图像存储，具有更大的存储容量。但是，由于不能进行实时数据存取，且不能与计算机联机，因此皆不能与磁存储相比。光盘存储技术是本世纪70年代 开拓出来的。光盘存储集成系统中，光盘机和光盘片是核心器件。在光盘机中光学读、写头是关键元件。在目前物镜离记录介质较远，属于远场光存储的范围内，记录点的大小决定于用作记录的激光波长和聚焦物镜的数值孔径。为提高存储密度，激光波长向短波方向发展。第一代光盘存储用GaAlAs半导体激光器，输出激光波长为0.78mm （近红外），5寸光盘的存储容量为0.76GB（千兆字节），即CD系列光盘；第二代用GaAlInP激光器，波长为0.65mm （红光），光盘容量为4.7GB，即数字多功能光盘（DVD）系列；第三代光盘存储即将兴起，使用GaN半导体激光器，波长为0.41mm（蓝光），存储容量为27GB，为高密度数字多功能光盘即HD-DVD光盘（蓝碟）。由此可见，半导体激光器的发展起了重要作用。
对可录和可擦重写光盘存储，可录和可擦重写的过程由存储介质所决定。例如，利用光-热过程，使磁性薄膜的记录的磁畴产生反转，称磁光光盘；利用光-热过程使半导体合金薄膜的晶态与非晶态产生可逆变化，称相变光盘。所以，存储介质、多层膜设计和制膜工艺等为发展高密度光盘的关键。
声视信息领域的发展促进了光盘存储技术，上世纪80年代激光唱片和激光唱机的兴起，包括声响唱片CD和激光视盘LD，发展之迅速出人意料。作为一种新兴的信息存储手段，光存储技术在计算机外存设备的应用上也在很快地成长和发展着。上世纪80年代后期出现的磁光盘（MO）技术和90年代初期出现的相变光盘（PC）技术都在与磁存储技术激烈竞争，已占据了一部分过去属于磁存储技术的应用场合。近年问世的激光视盘（VCD），也已进入千家万户。可录CD（CD-R）已代替软盘，发展势头迅猛。为了争夺新一轮家庭多媒体娱乐产品的霸主地位，DVD系列光盘将与高密度磁盘作新的竞争。
随着声视（A/V）领域高分辨电视和广播（HD-TV，HD-DVB）的推出，更高存储密度和数据传输率的光盘存储系统将更快出现，目前正准备应用HD-DVD的技术，不仅下载和播放HD-TV和HD-DVB，同时用作高分辨的数码相机、数码摄影机和录像机以及数码电影。光盘的信息存储密度达到10Gbit/cm2。
目前光存储技术在存储密度和数据传输速率方面还不能满足信息科学发展的需要，需要发展超高密度超快速光存储技术。首先从光的远场记录发展到近场记录。打破光斑尺寸受光的衍射极限的限制。使光盘的存储密度达到100 Gbit/cm2；另一发展方向为从目前的二维存储发展到三维，即将用多层存储的方案。作为三维存储的全息光存储技术近年来有了复兴，即向图像数字化方向发展。全息光存储技术具有可并行传输和处理，因此数据传输率可达到Gb/s，可以成为两种存储系统之间的快速缓冲数据存储的手段。利用波长多功能（频畴），时间多功能（时畴）以及位相角度等多功能可以发展多维光存储，这也是超高密度光存储的另一重要途径。光存储密度提高到1T bit/cm2是走向2010年的目标。
五、用光电转换技术将各种形式的信息,（如文字、数据、图形、图象和活动图象）作用于人的视觉而使人感知的手段为光电显示技术。最常用的静止信息的显示手段有打印机、复印机、传真机和扫描机等，已成为大家熟知的光电输出和输入设备。为提高分辨率以及输入和输出的速度，需要发展高灵敏和稳定的感光材料和传感元件。
显示器是光电显示系统中的核心。自上世纪初出现阴极射管（CRT）以来，它一直是活动图象的主要显示手段。CRT技术一直在发展，特别在扩大尺寸和提高分辨率方面有显著的进展。本世纪内它继续成为光电显示的主要集成系统。
近二三十年来，平板显示技术有较快的发展，它主要避免了CRT的庞大体积。平板显示技术主要指液晶显示技术（LCD）、场致放射显示技术（FED）、等离子体显示技术（PDP）和发光二极管显示技术（LED）等。在高清晰度电视、电视电话、计算机（台式或可移动式）显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标的推动下，显示技术正向高分辨率、大显示容量、平板化、大型化方向发展。
液晶显示的主要优点为功耗低、工作电压低、体积小易于携带，易于彩色化，属非自发光型显示；不足之处为显示视觉小，对比度和亮度受环境的影响较大，响应速度较慢。目前以薄膜晶体管（TFT）液晶显示器为主，其中TFT-LCD的对角线尺寸已可做到40英寸。液晶材料一直是关注的对象，已从双扭向列型（TN）液晶发展到超双扭向列型（STN）液晶，为提高响应速度，又开发了铁电型（FE）液晶，其响应时间在微秒级。