光电产业发展现状及前景

光电仪器科学与应用专题

学院：信息与通信工程学院

专业：光电信息工程

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光电产业发展现状及前景

摘要：随着科技的飞速发展，光学与电学已成为促进社会进步的主要科学，社

会生活的各个方面都会涉及到二者。人们对于信息的需求也逐渐扩大，光电成为传递信息的主要媒介，由此发展而来的光纤通信等新兴产业惠及百姓生活，并且服务国防事业。本文将主要从两个方面展开论述，即：（1）光电产业发展现状（2）光电产业发展前景。

关键词：光电产业光信息

1.引言

光电产业作为一个新兴的领域，所包含的范围甚广，根据美国光电产业发展协会（OIDA）的定义，光电是指光子学和电子学的交集领域，这个交集产生的技术就是光电技术。光电产业，是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和。换言之，光电产业是制造光电元件，或采用光电元件为关键性零部件的设备、器具及系统的所有商业行为。21世纪以来，世界光电产业发展迅速。2009年，全球光电产业的市场规模己达1万亿美元。国外光电子产业主要在美国、西欧和日本。

中国光电技术产品市场十几年来始终保持在两位数的高速增长速度。随着信息技术、激光加工技术、激光医疗与光子生物学、激光全息、光电传感、显示技术等光电技术的快速发展以及光电技术与数字技术、多媒体技术、机电技术等领域的结合与渗透，我国已经形成市场可观、发展潜力巨大的光电产业。

2.光电产业发展现状及前景

“光电”顾名思义，当然跟光与电有着密不可分的关系，依照光电使用的性质不同，将光电产业分为七大领域：光电材料与组件、光电显示器、光学组件与器材、光输入、光储存、光纤通讯、激光及其它光电应用。

但由领域的分类不太容易分辨出产品的归属，如果由产品的性质来归类可能会比较容易了解与记忆，一般来说照产品的不同可略分为五个项目：光信息－包括光驱、影像扫描仪、传真机、激光打印机等；光电组件－包括发光二极管、液晶显示器、光耦合器等；光学器材－包括相机、镜片、投影机、幻灯片、望远镜等；光纤通讯－包括光纤、光传输系统的接受器及连接器等；光电应用－包括光电检测与控制、激光加工与医疗等。

光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信,光存储,光显示,光互联,光信息处理,激光加工,激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用.

众所周知,21世纪是信息经济时代,信息产业将成为支柱产业.以美国为例,在1995年至1998年期间信息产业占美国GDP的8%,但它对美国实际的经济增长

贡献率则达到35%,据称到2006年全美将有近半数劳动力资源被信息产业所雇用.而信息产业的发展却与光电子技术的发展有着紧密的联系.

中国科学院半导体研究所所长,研究员封松林认为,如果说微电子技术推动

了以计算机,因特网,光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用.

美国商务部指出:"90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁".日本《呼声》月刊也有类似的评论:"21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……",可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命.

他说,中国工程院院士邬贺铨说,当今光纤通信技术的发展速度远远超过当

初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,世界上大约有60%的通信

业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%.但从光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来.各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力),掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高,噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用.DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%.一种全新的,无需进行任何光电变换的光波通信———"全光通信",由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,这给全球的通信业带来蓬勃生机.为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件.光电子器件和技术已形成一个快速增长的,巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用.美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元.

国内光电子有关产业基地在光电子器件,部件和子系统(如激光器,探测器,

光收发模块,EDFA,无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩.我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场.

掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额.我国也是国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC 的国家.808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场.国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场.

但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件,部件虽是光通信,光显示,光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化,产业化生产技术还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件