光电技术的应用

引言

光电子技术确切称为信息光电子技术。20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。全世界铺设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术成为市场最大的电子产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗低、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。

当今全球范围内，已经公认光电子产业是本世纪的第一主导产业，是经济发展的制高点，光电子产业的战略地位是不言而喻的。鉴于此，光电子技术应用的开发被世界各国所关注，新的应用领域也在不断发现中。

我国光电子技术和发展，从“六五”起步，开始发展以激光技术为主的光电子技术。1987年科技部把信息光电子列入“863”计划，给予支持，激光科学技术的研究和发展受到国家的很大重视，在国防建设和社会应用上起了重要作用。我国光电子产业的原始基础是军事光学，军用光电子学和红外技术。自60年代以来，我国依靠自己的力量，研制出“神龙”高功率激光装置，激光分离同位素装置，军用靶场激光经纬仪，激光卫星测距仪，高速摄影机，红外扫描仪等重要的军用光电子设备，并在此过程中，形成了实力雄厚的10多个光电子技术研究基地。70年代末，光纤通信的研究和开发也在我国兴起。80年代中期光盘技术和光电平面显示技术也得到发展。我国在"八五"计划期间对一些光电器件企业进行了技术改造，已在"九五"计划中产生了效益。例如，12英寸彩色液晶显示屏已经在1996年投产。国家重大成套通信设备2.5Gbps同步数字系列（SDH）光通信系统，于1997年研制开发成功，现已广泛应用于国家通信骨干网的建设[1]。

总之，我国的光电子技术经过“七五”入轨，“八五”攻坚和“九五”拼搏，在信息光电子方面取得了可喜的成绩。而我国光电子技术理论的迅速发展，更为该领域的可持续发展奠定了坚实的基础。理论是发展的基础，发展是理论的延续。对于较新兴的技术领域更是如此。近年来，我国光电子技术理论论文发表数量逐年增加，论文年平均增长率在光电子技术领域的所有专业中最高，这为光电子技术的进一步发展和产业化奠定了厚实的基础。

1光电子技术的应用

从光电子技术研究初期开始，人们就在不停地探索其应用价值，而且军事应用被优先考虑，并投入了大量的人力、物力和财力。随着光电子技术的发展，当今社会正在从工业社会向信息社会过渡，国民经济和人们生活对信息的需求和依赖急剧增长，不仅要求信息的时效好、数量大，并且要求质量高、成本低。在这个社会大变革时期，光电子技术已经渗透到国民经济的各个方面，成为信息社会的支柱技术之一。总之，光电子技术具有许多优异的性能特征，这使得它具有很大的实用价值，主要表现在下面的应用方面。

1.1 光电子技术在光纤通信的应用

光纤通信技术从1970年开始研究，1980年开始实用化，发展异常迅速。光波与电波相比近乎无线宽带，以及光纤微小的传输损耗，使得其在长距离、大容量、超高速通信和信息处理中成为主体。目前，光缆几乎遍布全球，光纤已敷设到路边，甚至许多城镇居民的门口。

1.2光电子技术在科学研究的应用

科学研究的发展要求越来越精密的测量技术，而光电子技术正好能提供最精密、最灵敏、最快速的测量手段，为当今天文学、物理学、化学、生物学、计量科学和材料科学的发展做出了贡献。

1.3 光电子技术在诊断医疗的应用[6]

光成像技术，包括可见光和红外成像技术已在肿瘤等各科疾病的临床诊断以及外科手术等许多医疗领域中得到广泛应用。还有许多利用光电子技术的诊断和医疗技术正在研究或临床试用。光电子技术将在医疗保健方面越来越多的造福人类。

1.4 光电子技术在音响娱乐的应用

电视是信息传播的重要媒介。世界上任何地方的新闻通过电视迅速传遍全球。娱乐业越来越多地采用光电子技术。如激光演示（舞台、卡拉OK厅、激光唱盘（CD）、激光视盘（VCD、DVD）、激光音乐）等技术已是家喻户晓，产品很多进入家庭，形成很大的市场。

1.5 光电子技术在安全防卫的应用

电视监视、红外报警和激光报警已广泛应用于安全防卫。采用光电子技术对指纹、眼球、手形和脸进行特征识别已用于侦破案件和进入特备警戒地区的识别手段。

1.6 光电子技术在纺织工业的应用

光电子技术与数字信号处理技术及计算机视觉技术相结合可以大大提高纺织工业的自动化生产水平。在纺织生产设备中引入光电检测设备可以随时追踪工厂的生产状况，并通过工厂的控制网络将各工序的生产质量、产量、效率等信息及时报告给相关技术人员和管理人员，为工艺调整和生产管理提供大量可靠的数据，同时为企业新产品的生产提供各类跟踪数据，缩短新品的开发生产进程引

入光电检测技术，必将提高整个纺织生产系统的加工、监测、检验、管理的自动化、智能化及精确化水平，使纺织产品的质量得到有效控制和提高同时降低工人的劳动强度，提高工厂的生产效率，降低生产成本，提高产品质量和产量，使纺织工业向现代化、自动化、无人化方向发展

1.7 以硅为材料的光电子技术的应用

硅光电子学（用硅做材料制造的光电子元器件），作为一项新兴技术，其应用前景令人振奋。数据的超速传输对未来的众核技术能够以更低的成本提供更高速的主流计算能力。这些硅光电子学技术将为世界带来全新的数字设备，实现难以想象的性能突破。这种光感应器通过探测微弱光信号并将其放大而拥有卓越的灵敏度。此项技术也可以应用于对带宽需求高的远程医疗核3D虚拟世界等未来数据密集型计算领域。

1.8 利用光电子技术获取图像信息[7]

人类获取视觉信息有多种手段，但最常见的是各种光学系统。为了进一步扩展视觉功能，就要借助于光电子技术。利用光电子技术人们不仅可随时看见遥远的目标和微小的目标，还可以看见人眼不可感知的微弱目标及各种辐射，甚至还可看清各种超快过程。目前，用于信息获取的光电子技术已广泛应用于各个领域：如超快现象诊断，生物医学诊断以及军事应用等。利用光电子技术可获得各种辐射的图像信息，具有灵敏度高，响应时间快，空间分辨率高，并可实现遥感等特点。随着其工艺的不断改进，其产业化进程的不断推进，该技术在信息时代必将发挥更大的作用。

1.9 光电技术在军事上的应用

1.9.1 光电伪装技术[8]

1.9.1.1 迷彩伪装

现代高科技条件下光电侦察的多波段特点，对迷彩图层提出了伪装特性多波段兼容的要求。

1.9.1.2 遮障伪装

20世纪80年代中后期，有代表性的遮障器材室瑞典的巴拉居达热红外伪装遮障系统。它主要由热伪装网和隔热板两部分组成。目前，红外遮障已经能够做到隔热与伪装兼顾并向着包含从紫外到微波宽频谱伪装的趋势发展。

1.9.1.3 烟幕伪装

烟幕具有实时对抗敌方光电武器的特点，尤其是对光电制导的威胁作出快速反应，降低其命中率。

1.9.1.4 示假伪装

为适应战场需要，国外已经研制和装备了大量不同类型的形体假目标。其发展重点为进一步改进和完善形体假目标，增加制式假目标的种类，配装模拟目标热特性的热源及角反射器、无线电回答器等装置，使其具有多波段的欺骗性能。

1.9.2 精确制导兵器[9]

现代作战环境的日益复杂化，使精确制导兵器面临严重的挑战。未来高技术