光电子技术的发展历程和展望.huangsheng

光电子技术的发展历程和展望 摘要 光电子作为信息科学的一个分支，它是将传统光学技术，现在微电子技术，精密机械及计算机有机结合起来，孕育而生的新技术，成为获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。随着社会科学的加速发展，光电子技术的应用越来越深入到社会生活的各个方面。今天，各种电子高科技产品太多源于光电子技术，相信在以后的生活中，光电子技术会得到更普遍的应用，得到更多的人重视。自1960年世界第一台红宝石激光器的诞生起，光电技术的发展步伐明显加速，仪器、技术等更新频繁。激光器作为一种有效的工具，极大地推动了光电子技术的发展！本文讨论了光电子技术的前世今生、发展历程、在各个时期的重要发明,光电子技术今后的发展方向和展望。熟悉光电子技术的发展历史和所研究的方向、领域，为将来打算从事该方面的研究工作打下基础。 关键词：光电子技术；激光器；展望                               正文     目前，人们都倾向认为光电子技术的发展历史应从1960年激光器的诞生算起。尽管其历史可追溯到19世纪70年代，但那时期到1960年，光学和电子学仍然是两门独立的学科，因而只能算作光电子学与光电子技术的孕育期。     最早出现的光电子器件是光电探测器，而光电探测器的基础是光电效应的发现和研究。1888年，德国H.R.赫兹观察到紫外线照射到金属上时，能使金属发射带电粒子。1890年，P.勒纳通过对带电粒子的电荷质量比的测定，证明它们是电子，由此弄清了光电效应的实质。1900年，德国物理学家普朗克在黑体辐射研究中引入能量量子，提出了著名的描述黑体辐射现象的普朗克公式，为量子论坚定了基础。1939年，前苏联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，它可探测到3µm辐射。40年代出现用半导体材料制成的温差电型红外探测器和测辐射热计。1958年，英国劳森等发明碲镉汞（HgCdTe）红外探测器。 激光器是光波短的相干辐射源。它的理论基础是爱恩斯坦在1916年奠定的。但是，直到1954年，美国C.H.汤斯才根据这个假设，以制冷的氨分子作为工作介质，研制成微波激射器。不久，前苏联科学家巴索夫和普罗洛夫研制成以氟化铯为工作介质的微波激射器。1958年，美国C.H.汤斯与A.L.肖洛将微波受激辐射的原理推广到红外和可见光波段，引入了激光的概念。1960年，美国T.H.梅曼研制成红宝石激光器——世界上第一台激光器。这个突破在科学上引起了轰动，并形成连锁反应。氦氖激光器、半导体激光器、钕玻璃激光器等固体、气体、液体、半导体激光器相继出现。这些激光器为光与物质相互作用的研究提供了一个崭新的、极其有效的工具，极大地推动了光电子技术的发展应用，特别优先考虑激光的军事应用。1961年，第一台激光测距仪出现，其后，各种激光制导武器、激光致盲武器、激光毁灭性武器等相继研制成功，激光可控核聚变等也在不断成熟中。     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技术基础。20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟以及CCD的问世。 20世纪80年代，人们对超晶格量子阱结构材料和工艺的深入研究，导致了超大功率量子阱阵列激光器的出现；从而导致半导体光学双稳态功能器件的迅速发展；对光纤非线性光学效应和色散特性的研究，形成了光孤子的概念，进一步推动了对特种光纤的研究。20世纪90年代，光电子技术在通信领域取得了极大成功，无论是器件还是系统，均有大量产品走出实验室，形成了光纤通信产业。 光电子技术的发展展望 A）固态化、小型化、集成化和廉价化     目前，在各类光电子器件中固态化最差的是激光器。预期在不久的将来，固态化将成为激光器的主流。 B）工作波段范围扩大和响应速度加快     激光器是光波段的相干辐射源，迄今为止，只有不多的固定波长器件和覆盖了较宽范围而功率不大的可调谐器件，不能适应不同应用对波长的需求。人们正在利用各种途径研制特定波长的激光器，包括探索新的激光工作介质和利用非线性光学效应产生新波段或新的可调谐波段。 C）更加适应恶劣环境     光电子器件从实验室走向应用现场，包括工业环境、战场环境乃至太空环境，必须经受严酷的环境考验。为此，有很多工作要做。为适应高、低温环境，采用保温、恒温、散热和制冷技术；为了抗核辐射和宇宙射线辐射，采用抗辐射加固技术。 总结 光电产业的产业关联性强，发展潜力大，因此，无论是发达国家还是发展中国家都把光电产业作为产业发展的重点。我们在学习的过程中，要不停的增加见识、更新知识，这样才有助于我们更好的学习光电子学，并且将其应用于未来的现实生活中去。我们可以更进一步地了解光电子技术的含义，熟悉光电子技术的发展历史和所研究的方向、领域，为将来打算从事该方面的研究工作打下基础。我国在光电子技术方面几乎与世界同时起步，光电子产业得到了快速发展。目前，我国已基本掌握了信息光电子领域中关键技术的主要部分，在光电子技术及产品应用方面，已具备较好的基础，国产的通信传输、交换、路由等系统设备也进入世界先进行列。但是，我国光电子技术水平和产业化程度与国际先进水平相差较大，创新和拥有自主知识产权的先进技术不多；研发能力仍处于跟踪科研和小批量生产阶段；资金不足和人才匮乏仍困扰着我国光电子产业的发展。但是我们仍旧相信随着我国科技的日趋发展                             参考文献 [1] 王庆友.光电技术.北京：电子工业出版社，2008.6 [2]梅遂生，王戎瑞  光电子技术（第二版） 信息化武器装备的新天地．国防工业出版社.2009.7 [3]朱京平  光电子技术基础  21世纪高等院校教材. 科学出版社. 2006.8 [4] 刘颂豪 光电子技术与产业。激光与光电子学进展，2004.41（4）：1～13 [5] 安毓英，刘继芳，李庆辉，冯喆珺  光电子技术（第三版）. 电子工业出版社.2010.4 [6] 温圣林,粟敬钦,杨春林,郭永康,高福华,周礼书. 用于激光等离子体诊断系统的长焦深透镜[J]. 中国激光, 2007,(09)