光電子技術(shù)發(fā)展態(tài)勢及實(shí)踐探究

任政企

摘 要 光電子技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，半個(gè)世紀(jì)以來，光電子技術(shù)取得了極好的發(fā)展成果，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的影響力也越來越大。光電子技術(shù)是由電子技術(shù)和光子技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的，涉及領(lǐng)域較廣，是目前和未來信息產(chǎn)業(yè)要發(fā)展的核心內(nèi)容。研究光電子技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢與應(yīng)用實(shí)踐，對世界和我國的信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有重要的推動作用。

關(guān)鍵詞 光電子技術(shù)；發(fā)展態(tài)勢；應(yīng)用實(shí)踐；信息技術(shù)

中圖分類號：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0005-02

光電子技術(shù)學(xué)科涉及了光學(xué)、電子學(xué)、光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)理論，是一種由多學(xué)科相互交叉并滲透形成的一項(xiàng)技術(shù)。光電子技術(shù)是將光子學(xué)為研究核心，電子學(xué)為研究支撐的新型技術(shù)，兼容了電子技術(shù)，而且還具有微電子技術(shù)不能相比的優(yōu)越性，有了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。21世紀(jì)是一個(gè)光電子共同作用的時(shí)代，光電子技術(shù)的高效發(fā)展有利于促進(jìn)世界相關(guān)技術(shù)的融合、滲透，有利于各科學(xué)技術(shù)之間相互作用，更好的為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。

1 光電子技術(shù)概述

光電子技術(shù)更加確切的應(yīng)該稱為光電子信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光能與電能的轉(zhuǎn)換是它的核心內(nèi)容，是指利用光子激發(fā)電子或者電子躍遷來產(chǎn)生光子物理現(xiàn)象所提供的一種技術(shù)方法。光電子技術(shù)是信息技術(shù)中一個(gè)重要的硬件設(shè)備，加大了把全世界計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)系的可能性，也給和衛(wèi)星或外星聯(lián)系組成網(wǎng)絡(luò)提供了希望，是因特網(wǎng)的支柱技術(shù)。光電子技術(shù)從20世紀(jì)60年代產(chǎn)生以來，在眾多高新技術(shù)發(fā)展中它的發(fā)展最為迅速，在我國的眾多領(lǐng)域內(nèi)均已被應(yīng)用、推廣。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，時(shí)代的信息容量不斷增加，反映出了信息發(fā)展的高容量性以及高速度性在電子學(xué)與微電子學(xué)技術(shù)發(fā)展上的局限，而光的高頻率與高速度的信息處理特點(diǎn)逐漸在信息技術(shù)發(fā)展中取得突破性的發(fā)展，將信息的探測、傳輸、顯示、運(yùn)算、儲存和處理都使用光子與電子技術(shù)相結(jié)合來參與完成，確定了光電子技術(shù)在信息領(lǐng)域的地位。

2 光電子技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢與應(yīng)用實(shí)踐

1）在傳統(tǒng)領(lǐng)域中，光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。光電子技術(shù)對改造我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和發(fā)展新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)都有積極作用，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化也有促進(jìn)作用。光電子技術(shù)具有準(zhǔn)確、快速、精密、高效等優(yōu)勢，能夠有效的提高產(chǎn)業(yè)的加工水平，增加產(chǎn)業(yè)的競爭力和附加值。以激光加工技術(shù)為例分析，激光加工技術(shù)通常應(yīng)用在我國重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，飛機(jī)、航天、汽車、通信等領(lǐng)域，其生產(chǎn)特點(diǎn)有加工效率高、速度快、變形小、質(zhì)量高、易控制，有助于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。能夠很大程度的降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，對提高國際競爭力也有重要的積極作用。

2）現(xiàn)代能源結(jié)構(gòu)中，光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。在美國、日本等眾多國家都制定了光伏技術(shù)的長久發(fā)展計(jì)劃。各國將提高光電池轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性為技術(shù)開發(fā)方向，逐漸降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)效率，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前在世界范圍內(nèi)，商業(yè)化和半商業(yè)化的生產(chǎn)模式已經(jīng)有80多個(gè)國家和地區(qū)形成，增長值已經(jīng)達(dá)到16%，市場的開拓也從空間開拓轉(zhuǎn)向了地面的系統(tǒng)應(yīng)用，甚至在驅(qū)動交通工具的領(lǐng)域也逐漸被應(yīng)用。據(jù)相關(guān)報(bào)道，在世界發(fā)展中，對太陽能住宅的建造投資已經(jīng)達(dá)到了600億美元，光電子技術(shù)在建造太陽能住宅中主要是將用光伏技術(shù)制作的光電池作為住宅屋頂、墻面、窗戶等建材，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，這種新型能源的應(yīng)用規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，相關(guān)人員分析到2016年，在太陽能住宅的投資規(guī)模會擴(kuò)大一倍，投資將達(dá)1300億

美元。

太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用形成了一種新型能源，太陽能光纖技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)主要是利用太陽電池半導(dǎo)體材料的一種光纖效應(yīng)，主要是將太陽光輻射能轉(zhuǎn)化為電能的新型的一種發(fā)電系統(tǒng)。因世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源出現(xiàn)供不應(yīng)求現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源短缺之間的矛盾越來越嚴(yán)重，于是世界各國逐漸的將發(fā)展目標(biāo)統(tǒng)一轉(zhuǎn)向了光伏發(fā)電，制定了長期的光伏技術(shù)發(fā)展計(jì)劃。光電子技術(shù)為光伏發(fā)電創(chuàng)造了高性能的材料與電子元件，很大程度的提高了光能的轉(zhuǎn)化率。光電子技術(shù)的不斷發(fā)展擴(kuò)大了光伏發(fā)電的應(yīng)用范圍，上到航天器，下到家用電器，大到兆瓦級電站，小到兒童玩具，都充滿著光伏電源，21世紀(jì)注定了是光伏技術(shù)的發(fā)展時(shí)代。

3）軍事領(lǐng)域中，光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。光電子技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢可以應(yīng)用在毀滅性武器、精密制導(dǎo)、監(jiān)測、瞄準(zhǔn)、頻譜分析等技術(shù)領(lǐng)域。光電子技術(shù)能夠提高國防的反應(yīng)能力和準(zhǔn)確攻擊的能力，為軍事領(lǐng)域提供又準(zhǔn)又快的信息。光電子技術(shù)目前已經(jīng)成為了軍事領(lǐng)域發(fā)展的主流技術(shù)，逐漸成為了國防軍事現(xiàn)代化的發(fā)展支柱。

在軍事領(lǐng)域，光電子技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①激光聚變的應(yīng)用。激光聚變是一種未來能源，它有巨大的軍用價(jià)值，它能夠模仿氫彈爆炸的過程，代替了成本高、危險(xiǎn)性大的空中或地下核試驗(yàn)，有效解決了改進(jìn)核武器的性能的難題。到目前為止，激光致盲武器已經(jīng)逐漸裝備到部隊(duì)，艦載與機(jī)載激光反導(dǎo)器也已經(jīng)走出了實(shí)驗(yàn)室；②電光技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展成為了軍方的核心技術(shù)。隨著世界光電子技術(shù)的快速發(fā)展，美國國防防務(wù)水平也呈遞增的形勢發(fā)展，美國平均每年用在防務(wù)光電技術(shù)開發(fā)上的費(fèi)用就能達(dá)到50億美元。

4）在硅材料中，光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。把硅當(dāng)材料制造的光電子元器件稱為硅光電子學(xué)，這是一門新興技術(shù)，具有很大的發(fā)展前景。用硅晶體當(dāng)作材料制造的光電二極管有量子效率高、響應(yīng)快、噪聲低、體積小、動態(tài)工作范圍大、壽命長等優(yōu)勢，通常被應(yīng)用在微弱、快速光信號探測等方面。硅光電子學(xué)技術(shù)的應(yīng)用能夠給世界帶來更先進(jìn)的數(shù)字設(shè)備，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光電子學(xué)是未來發(fā)展的重點(diǎn)。

5）在尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，光電子的發(fā)展與應(yīng)用。光電子技術(shù)對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有積極作用，光電子技術(shù)所涉及到的科學(xué)領(lǐng)域都是未來發(fā)展的尖端科技，如兆兆紀(jì)元，這是1996年由惠普公司提出的，是為了滿足人類在信息時(shí)代的不斷增加的新需求，是人們想要在10到15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)夢想。具體兆兆紀(jì)元技術(shù)在傳輸技術(shù)上，每秒兆兆位千線，運(yùn)用遠(yuǎn)程的傳輸網(wǎng)絡(luò)；處理技術(shù)上，每秒運(yùn)算萬億次計(jì)算；存儲技術(shù)上，有兆兆字節(jié)的數(shù)據(jù)庫，有數(shù)兆兆字節(jié)的盤片驅(qū)動和數(shù)千兆位的記憶芯片。光纖傳輸?shù)娜萘?、光處理的能力和光儲存的密度都在快速提高，光電子技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢能夠充分實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢想，

再如HIV免疫系統(tǒng)的檢測技術(shù)。相關(guān)人員已經(jīng)使用光學(xué)生物醫(yī)學(xué)儀器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能夠有效抵抗艾滋病病毒的新藥。在尖端的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用光學(xué)探測，比如研究定量衍生的DNA與定量化的聚合酶鏈反應(yīng)PCR，對人類抵抗HIV病毒有非常重要的作用。

3 結(jié)束語

光電子技術(shù)在這個(gè)信息化時(shí)代的作用越來越重要，現(xiàn)如今，光電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到了經(jīng)濟(jì)、軍事、科技與社會發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，信息的傳輸、探測、運(yùn)算、顯示、處理與存儲等都需要光子技術(shù)與電子技術(shù)共同參與完成。在世界范圍內(nèi)，光電子技術(shù)現(xiàn)已被確定為是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制高點(diǎn)，是未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)中推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造工程、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和新產(chǎn)的發(fā)展的關(guān)鍵力量，所以各國要加強(qiáng)對光電子技術(shù)的研究，推動光電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的發(fā)展

進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]于永強(qiáng).關(guān)于光電子技術(shù)發(fā)展的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（11）：10.endprint