光电子技术的发展和应用

长途通信设备的价格。近年来，国外又相继开发出半导体孤子激光器、量子阱线或点激光器和垂直腔表面发射激光器等新型半导体激光二极管。

激光技术是一项前沿科学技术发展不可缺少的支柱。作为光电子主导产品的激光器的发展，经历了原理上的四次变革，体积日益变小，功率不断增大，可靠性和功率得到了很大的提高。半导体二级管激光器和固体激光器技术和发展十分迅速，其中最为突出的进展是固态化。现今，固体激光器的平均输出功率已从百瓦级提高到了千瓦级。半导体激光器的功率也有很大提高，其结构和其他性能也正在经历重大变化。与此同时，还开发出了实用价值高的新波长和宽带可调谐激光器，包括对人眼无伤害的1.54μm和2μm的激光器、蓝光激光器和X光激光器。

光纤是随着光通信的发展而不断发展的，各种结构和类型的光纤支持着光通信产业的发展。目前，单根光纤传输的信息量已达到万亿位。光纤作为光通信信息传输的介质，它的色散和损耗将直接影响到通信系统的传输容量和中继距离，而常规的单模光纤已不能满足新一代通信技术的要求，因此光纤技术又有了新的发展。迄今，光纤已经经历了由短波长（0.85μm）到长波长（1.3~1.55μm），由多模到单模光纤以及特种光纤的发展过程，并开发出了色散移位光纤、非零色散光纤和色散补偿光纤。

平板显示（FPD）技术包括液晶显示（LCD）、等离子体显示（PDP）、电致发光显示（EL）、真空荧光显示（VFD）和发光二极管显示（LED）等，除在民用领域的广泛应用外，已在虚拟显示、高清晰度显示、语言和图形识别等军用领域应用。近年来，液晶显示以及其他平板显示器件和技术正在大力地改进，如为解决等离子体显示发光效率、亮度、寿命、光串扰和对比度等问题，正在进行诸如大面积精细图形制作和保护层等工艺方面的改进，并取得了较快进展。从整体来说，平板显示技术将继续向着彩色化、高分辨率、高亮度、高可靠、高成品率和廉价方向发展。

随着半导体技术的迅速发展，各种类型的光电探测器，如电荷耦合器件、光位置敏感器件、光敏阵列探测器等应运而生，取得了重大进展。进入90年代，光电探测器的发展方向除了开发高速响应光电探测器外，其重点是开发焦平面阵列为代表的光电成像器件。红外焦平面阵列制作技术的日臻完善，使红外探测技术进入了第二代。当前，降低成本是红外探测器在民用领域得到广泛应用的关键。21世纪，红外焦平面阵列开发方向，一是在现有基础上提高分辨率，二是开发多功能和智能化焦平面阵列。

随着光通信、光信息处理、光计算等技术的发展，加之材料科学和制造技术的进展，使得在单一结构或单片衬底上集成光学、光电和电子元器件成为可能，形成具有单一功能或多功能的光电子集成回路（OEIC）和集成光路（IOC）。目前，商品化的集成光路产品有调制器、开关和分路器以及采用集成光路相干通信系统、光纤陀螺、激光光纤多普勒干涉仪等系统，以及用于光纤传输试验的单片集成光电子集成回路。预计到2020年，光电子集成回路和集成光路的发展速度将相当于20世纪70年代的微电子技术，多功能集成光学器件和光电子集成器件将系列化，集成光学信号处理速度将达到1GHz。

我国光电子行业在科研上起步较早，也有一批水平较高的应用成果，其中光纤通信的发展尤快。在国防上的应用也开展较早，如靶场用的激光、红外、电视等光测设备，以及红外导引装置、红外热像仪、激光测距仪、微光夜视仪等。但民用市场开发较晚，真正能形成较大生产规模的产品不多。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。

863计划实施以来，光电子主题取得了多方面的成绩。在技术方面实现了量子阱材料和器件的突破，完成了用于高速光通信、光存储和光显示的几十种关键器件的研制和商品化，结束了半导体激光器和光纤放大器国外产品的垄断局面。与此相关的是促进产业化的工作。在最大限度地把科技成果转化为生产力，促进国内光电子产业的形成和发展壮大方面，光电子主题取得了很有价值的经验，并形成多种形式的成果转化模式，其中包括：成果转化基地内部转化。如武汉邮电科学研究院的光纤放大器在重大研究课题的基础上，自己筹资建立生产线，开始了规模化的生产；向企业进行技术转让，形成光电子产业新的增长点。如清华大学的光纤放大器和绿光固体激光器等成果分别转让两个生产单位，有力支持了后续的科学研究。

随着光电子器件的多样化、微型化和各种功能和技术指标的发展，光电子技术的应用将更加广泛，对国民经济和军事的影响更日益深刻和巨大。

已有的光电子技术，比如光纤通信、光存储、图像信息的获取、图像的显示、光纤传感、激光加工、激光医疗、激光硬拷贝等技术，将由于有关光电子器件的固态化、集成化和廉价化而不断升级换代，并更广、更快地推广应用。比如，光纤进入千家万户，集新闻、通信、娱乐、教育、购物、办公、求医和理财于一体，深刻改变着人们的工作和生活方式。在军事上，已有的光电子装备，如光电火控、光电制导、光电遥感、光电侦查、光电对抗等技术，也将由于光电子器件功能和指标的提高而不断升级换代，作用距离更远，对目标的识别、分辨本领更强，可靠性更高，体积更小，质量更轻，从而大大提高武器装备的威力。

各种高新技术相互结合交叉和渗透是必然趋势。光电子技术和微电子技术的紧密结合已是常见的事，进一步发展可能难以将它们严格的分开。光电子技术同生物技术结合，已出现光生物学和生物光电子学。正兴起的纳米技术已同光电子技术发生密切关系。预期在人类社会的许多根本性问题，如能源、环境保护、灾害预警、粮食生产、医疗卫生等方面将借助光电子技术以及光电子技术同其他高技术相结合得到很大的改善。

光电子技术在军事应用上的潜力很大，有的已崭露头角，有的还在概念研究阶段，恐怕更多的还未被研发。

例如，激光武器，激光诞生时就被军方想到，很快就变成了武器。各种雷达器件，尤其是军用雷达将会越来越发达，越来越得到提高。

无人飞机、无人潜艇和战场机器人是当前各发达国家竞相发展的新型武器。很多隐形战机，超声速战机已经问世，如美国的F-22,、F-35；中国的歼-20、歼-31；俄罗斯的T-50。还有各种空中预警机，如中国的武直-10，里面构造器件都是光电子器件的功劳。在一定程度上可以这样说，那个国家的光电子技术发展的快，那个国家的武器装备就厉害。

在这样的一个发达的、信息共享的社会中，光电子技术发挥着异常重要的作用，没有光电子技术，在今天的社会，我们是寸步难行的，我们也不会有美好的生活。在以后的社会中，光电子技术必将越来越得到普及、得到应用，必将会把我们带进一个更加神奇的世界！让我们拭目以待吧！