干福熹(中国科学院上海光学精密机械研究所、上海复旦大学) S
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一、光电子学(Optoelectronics)技术是光学技术和电子学技术的融合,靠光子和电子的共同行为来执行其功能。上世纪60年代激光技术的产生,极大地推动了光电子技术的发展。 dF$Fd{\4^
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以往把光电子学技术和产业归于电子学技术和产业,国外也有归到光学技术和产业(日本)。最近光子学(Photonics)技术的兴起,也有的把光学、光电子学和光子学技术合并在一起,称光科学技术,其产业基地称“光谷”。 Yg5m=Lis
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光电子技术主要应用于两个方面:光子作为信息的载体,应用于信息的探测、传输、存储、处理和运算,称信息光电子技术;光子作为能量的载体,作为高能量和高功率的束流(主要是激光束),应用于材料加工、医学治疗、太阳能转换、核聚变等,称能量光电子技术。 sLE@Cm]k
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二、当代社会和经济发展中,信息容量日益剧增,21世纪已处于太位(Tera-bits 1´1012bits)信息时代,即信息的容量以太位计,信息密度以Tb/cm2计,信息流以Tb/s计和信息的频率以THz计,即皮秒(ps,10-12s)时间相应。为提高信息的获取、传输、存储和显示、处理和运算的速度和容量,已由光子和电子共同参与来完成,光电子技术是继微电子技术之后信息领域中的重要技术。 O.n pi: a
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作为光电子技术的系统集成,光通信、光存储、光电显示、光电输入和输出系统技术的兴起和它们在近20年来飞快发展,已使人们认识到光电子技术的重要性和它广阔的发展前景,并且成为光电子领域的支柱产业。2001年世界光电子的硬件(材料、器件和设备)产业已达1700亿美元,估计到2003年超过2000亿美元。以上四个方面的产业约各占20%左右。我国大陆和台湾近几年光电子产业的上升速度都达50%,各有近100亿美元的产值,占世界市场的10%。 T@PtO"r
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三、光通信技术是光电子技术的一个主要方面,分无线光通信和光纤通信。无线光通信技术应用于空-空、地-空、地-地光通信以及星际光通信网,主要为军用和专业用。光纤通信技术在长距离和主干线应用上已趋完善,今后光纤通信主要应用于局域网络、计算机网络和多媒体通信进入家庭。 $z-zscco
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从光纤通信系统的发展中可以明显地看到材料、器件和单元技术的关键作用。20世纪70年代由于解决了低损耗石英玻璃光纤(损耗小于20dB/km)和长寿命、高稳定砷化镓半导体激光器(寿命大于1万小时),使光纤通信系统得到实用化。20世纪90年代采用了光纤放大器技术(EDFA,掺铒玻璃光纤放大器)和波分复用技术(WDM),建立了高信息量长距离光纤通信系统。21世纪初(2005前)发展了高密度波分复用技术(DWDM)和信息打包(IP)分送和交换技术,使2-3年内信息传输速度可达到1Tb/s以上。 =='~g~
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