摘要：光電子技術的應用十分廣泛,如其在現代通訊技術、先進製造技術、信息技術和國防領域中的應用。本文在對國內外光電技術發展現狀研究的基礎上,提出了光電子技術在激光、太陽能和LED產業中的應用,並對其應用前景進行了展望。
1 引言
當今人類處於信息時代，信息滲透於農業生產、商業活動、醫療衞生、國防軍事乃至日常生活的哥哥方面。在空間科學、生命科學、遙感測繪等領域中都擁有大量科學信息要求在有限的時間、空間、甚至實時的進行準確處理。信息技術的支撐學科是電子學和光學;光電子學則是由光學和電子學交叉形成的新興學科，對信息技術的發展將起到至關重要的作用。
光電子學是光學技術和電子學技術的融合，靠光子和電子的共同行為來執行其功能，是世紀之交繼微電子技術之後迅速興起的一個高科技領域，在當今信息時代愈發佔有重要的關鍵地位。
2 光電子技術的出現和發展
光學的發展歷程古老又漫長，電子學的發展則相對較短。光電子學作為這兩個學科的交叉點是一門新型的學科。19世紀麥克斯韋的經典電磁理論證明了光的電磁性。1917年愛因斯坦提出了光的輻射與吸收。在20世紀60年代以前光學與電子學仍然是兩門獨立的學科。直到1960年世界第一台激光器誕生，激光的發明對人類的社會活動產生了廣泛而深刻的影響。作為高技術的研究成果，它不僅廣泛應用於科學技術研究的各個前沿領域，而且已經在人類和生活的許多方面得到了大量的應用，與激光相關的產業已經在全球形成了超過千億美元的年產值。[1]70年代以來，半導體激光器和光纖技術的突破，促進了光線傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲與顯示、光計算以及光信息處理等技術的蓬勃發展，從深度和廣度上促進了光學和電子學及其他相應學科之間的相互滲透，形成了一個邊沿的研究領域，即光電子學。
3 光電子技術的方向和熱點
光電子學一經出現就引起了人們的廣泛關注，反過來又進一步促進了光電子技術及光電子技術的發展。光電子技術包括光的產生、傳輸、調製、放大、頻率轉換和檢測以及光信息處理等。光電子技術不斷地向前發展，特別是近年來，出現了很多新的發展趨勢和研究熱點。
3.1 激光及全息技術
多年來，激光技術與應用發展迅猛，已與多個學科相結合形成了多個應用技術領域，比如光電技術、激光醫療與光子生物學、激光加工技術、激光檢測與計量技術、激光全息技術、激光光譜分析技術、非線性光學、超快激光學、激光化學、量子光學、激光雷達、激光制導、激光分離同位素、激光可控核聚變、激光武器等。這些交叉技術與新的學科的出現，大大地推動了傳統產業和新興產業的發展[2]。激光全息三維圖像的研究已經進行了40多年，在經濟、生活領域已具有多種應用。 傳統的全息攝影技術本質上是一種模擬的非實時性的繁瑣的純光學技術，近年來興起的數字信息處理技術及有關器件設備(計算機、數碼攝像機、CCD器件、新型液晶顯示屏、空間光調製器、因特網等)和自動化控制技術不斷衝擊着傳統的全息攝影技術，一些全息公司(如美國斑馬圖像公司等)推出了數字激光全息圖，使它有了新的發展[3]。
3.2 大容量光存儲技術
現代化信息社會對大容量、高速度的存儲系統有着日益增長的需求。傳統存儲使用的磁盤技術發展相當成熟，但是它遇到兩方面的困難：一是尺寸限制，二是信噪比難以提高。
光盤作為存儲介質和光電子技術的使用，是大幅度提高存儲容量的出路。採用短波長的半導體激光器，可以大幅度降低介質寫讀斑的大小，提高存儲容量。
為進一步提高存儲容量，一方面使用更短波長的的激光器進行光斑壓縮;另一方面，也可通過改變存儲介質和存儲方法來提高存儲量。與此同時，發展新型的集成激光器面陣和高密度半導體低維結構高速空間光調製器也將促進高密度存儲技術的發展。近場光學存儲，以超衍射分辨為特徵，從根本上克服了點存儲的密度極限限制，無疑是光盤存儲的重要發展方向。其技術難點集中在近場距離的控制上，通過適當的技術手段，保持頭盤間距能夠限制在近場範圍之內，近場存儲有望成為下一代盤式存儲的主要技術手段。[4]
3.3 光互連、光計算技術
在因特網迅速發展的今天，信息快速入網和出網的分派能力決定系統所傳輸的巨大信息量能實時利用的有效性。相對於光信息傳輸器件來説，光信息交換互連技術器件的發展不如光信息傳輸的發展快，因此有必要加強對光交換技術的研究。
光互連技術的內容主要包括光交換網絡和電子計算機的光互連，這是在信息光學中最有廣泛應用前景的研究領域。在光交換網絡的光互連中，還應多研究在集成光學中的光波導交換開關、自由空間光學中的多級交換網絡。
在電子計算機的'光互連中，還應多研究芯片間的自由空間和波導光互連，插件板之間的自由空間和波導光互連，多處理器之間的自由空間或光纖互連及並行計算機的光學總成等。
以數值計算為目的的光計算研究分為專用性的光計算系統和通用性的光計算系統兩大領域，數值的光學處理又分為模擬量編碼和數字量編碼兩種。專用性計算系統主要包括以光學矩陣運算為主導的光學代數運算器通用的光計算系統的算法和體系，主要藉助於已有的並行計算機的算法和體系。
在光互連和光計算領域的研究方面，國外的研究人員已經開始研究在路由器中用全光學矩陣開關來取代原有的電開關，並在光計算方面也取得了進展。
4 光電子技術的應用和創新
光電子技術具有精密、準確、快速、高效等特點，對傳統產業的技術改造、新興產業的發展、產業結構的調整優化起着巨大的促進作用，大幅度提高附加值及競爭能力。
4.1 光電子技術在能源領域的應用
美、日、歐和發展中國家都制定出龐大的光伏技術發展計劃，開發方向是大幅度提高光電池轉換效率和穩定性，降低成本，不斷擴大產業。目前已有80多個國家和地區形成商業化、半商業化生產能力，年均增長達16%，市場開拓從空間轉向地面系統應用。甚至用於驅動交通工具。據報道，全球發展、建造太陽能住宅(光電池作屋頂、外牆、窗户等建材用)投資規模為600億美元，到2012年還會再翻一倍達l200億美元，光伏技術製作的光電池有望成為21世紀的新能源。
4.2 光電子技術在軍事領域的應用
光電子技術使國防軍事具有快速反應和難確攻擊的能力，它能為軍事提供既快又準的信息，使己方看得更清、反應更快、打得更準、生存能力更強。因此光電子技術被認為是軍事領域的主流技術，國防軍事現代化的重要支柱。
激光聚變不僅可以作為未來能源，它還有重要的軍事應用價值。它可以模擬氫彈的爆炸過程，代替既費錢又不安全的空中或地下核試驗，達到改進核武器的性能。目前激光致盲武器已裝備部隊，艦載和機載激光反導器已開始走出實驗室。
4.3 光電子技術在醫療領域的應用
用光學生物醫學儀器研究艾滋病己取得重要進展，如利用自動化基因順序測定器、掃描激光熒光計，科學家能夠對艾滋病毒的全部基因作順序測定。下一代艾滋病診斷技術將集中於測定外周血流中自由HIV的濃度，即病毒負荷。這種診斷測量對於發展有前途的抗艾滋病病毒新藥、蛋白酶抑制劑以及涉及聯合這些抗病毒藥物治療確定其有效性是非常重要的。
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