光电技术论文

光电子技术发展态势与分析

题 目 光电子技术发展态势与分析 学生姓名 熊 光 星 专业班级 电子科技1042 班 学 号 201010711249 系 （部） 电气信息工程学院

光电子技术发展态势与分析

——光电显示技术发展 熊光星 201010711249

摘要

生活中的光在不断地被人类掌控用来改变我们的生活，现在环境日益恶化石油、煤等不可再生能源日益匮乏，未来中光能是最好的选择，没有污染而且可以再生。光不仅在能源领域有用在其他领域同样受到重视，如在激光领域、显示领域、通信领域等。本文首先介绍光电子技术的基本概念，再介绍光电技术的发展前景，最后重点介绍光电技术在显示领域的发展。从而对光电技术的发展有一个总体的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，得到了解和把握。通过本专业的学习，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。

引言

光电子技术是光学技术和电子学技术的融合，靠光子和电子的共同行为来执行其功能，是继世纪之交微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域，在当今信息时代越发占有重要的关键地位。

20世纪60年代初出现的激光和激光科学技术，以其强大的生命力推动着光电子技术与产业的发展至今光电子技术的应用已涉及科技经济军事和社会发展的，光电子技术的发展，各个领域，信息的探测、传输、存储、显示、运输和处理已由光子和电子共同参与来完成。21世纪是光电子共同发挥作用的时代，光电子技术的发展级大地推动了众多相关科学技术的相互渗透和相互作用，并由此形成了规模宏大、内容丰富的光电子产业。

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，光电子技术的应用与开发被世界各国所关注，新的应用领域也在不断的发现中。

目前，光电子产业包括信息光电子，能量光电子，消费光电子，军事光电子，软件与网络等领域。光电子技术不仅全面继承兼容电子技术，而且具有微电子无法比拟的优越性能和更广阔的应用范围。光电子产业成为21世纪最具魅力的朝阳产业。科学家预言，随着光电子潜力的发掘，这一行业将成为21世纪最大的产业

由于光电子技术对于增强一个国家经济的核心竞争力能起到战略性的支撑作用，世界主要国家和地区纷纷采取措施，制定相应的光电子科技发展战略，加大对光电子技术研究与开发的支持和投入力度。尤其是日本和美国，光电子发展战略已从一般“科技战略”上升为“国家发展战略”，政府在发展光电子的战略方向选择、战略重点和资源配置及投入等方面起了重要作用。

美国商务部指出：“上世纪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。

光电技术的基本概念

光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。光的基本单位是光子，光子具有确定的能量和动量，可以被物质发射和吸收，是典型的量子力学波包。光有微粒和波动双重性，而且以每秒30 万公里的速度传播，振动频率可以大于1015Hz，有极大的应用开发价值【1】。近代光电子学也称为光子学，是研究以光子作为信息载体和能量载体的技术科学。电子技术研究电子的特性与行为及其在真空或物质中的运动与控制；而光子技术研究光子的特性及其与物质的相互作用以及光子在自由空间或物质中的运动与控制。两者相结合的光电子技术主 要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，与光源激光 划、传输光纤化、手段电子化、现代电子理论的光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。它将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段，产生了电子学所不能实现的很多功能，成为继微电子技术之后兴起的又一门高新科技，并与微电

【2】

子技术共同构成信息技术的两大重要支柱。

光电子技术的应用前景

一、光电子材料与器件 1.量子阱与超晶格材料与器件

半导体超晶格材料和量子阱结构与器件的研究得到了迅速发展。量子阱激光器的阈值电流达到了亚毫安，调制带宽达几十吉赫，极大地降低了功耗。半导体光放大器采用了量子阱结构，仅用不同阱宽#不同数量的量子阱就可得到超过70nm 平坦增益带宽的放大器。量子阱超晶格材料由于存在室温激子，使量子效应器件具有较强的非线性光学特性，据此己制作了光开关、光存储、光逻辑等多种功能的量子效应器件。量子阱结构使垂直腔面发射激光器得以实现。它有利于发挥光子的并行操作能力，对光通信、图像处理、模式识别、神经网络、激光打印、光存储读/写光源、光互连和光显示等方面的发展起重大作用【3】。

2. 光子晶体的发展

光子晶体半导体新型光子器件、有机聚合物光子晶体、光子晶体光纤和光子晶体光纤放大器均取得一定的进展。由光子晶体光纤产生的宽带超连续谱获得了超高分辨率的层析成像，对生物组织层析纵向分辨率达1.3μm|8|。

3. 有机发光材料与器件

有机发光材料作为新一代的显示与照明技术，受到人们的广泛重视。与液晶相比 有机电致发光器件具有主动发光、超轻、超薄、对比度好、视觉宽、响应速度快 发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、耗能低和成本低等显著特点。

二、光通信

20 世纪60 年代激光问世以来，空间光通信曾盛极一时，历时不久便陷入低潮，随着光电技术及空间技术的发展，空间光通信又成为下一代光通信的重要发展领域。空间光通信包括星际间、卫星间、卫星与地面站以及地面站之间的激光通信和地面无线光通信等。在通信上，由于激光与微波相比具有独特的优点以及空间通信诸多问题的解决，可以预见激光通信将逐步取代微波通信成为星际通信的主要手段而量子保密通信也将得到应用。美国、欧洲和日本均先后建立了星际间模拟通信系统。如美国麻省理工学院林肯实验室建立的LITE 装置，采用30mW LD激光器、8 英寸(20.3 cm)口径望远镜 传输速率200Mb/s。模拟星际间通信距离4 万公里。

三、 微光机电系统（MOEMS）的医学应用

胶囊型内窥镜己经问世。最近国外出现的一种胶囊型内窥镜，与一般内窥镜比较可完全避免病人在检查过程中所产生的痛苦。这种带有摄像机的胶囊型内窥镜其直径0.9cm 长2.3cm 病人吞下后可在食道、胃、肠、十二指肠、小肠大肠等处拍摄图像。胶囊型内窥镜完成摄像任务后，便随着排泄物排到体外。胶囊型内窥镜使用CCD 或CMOS 摄像机，所需的电能由自身电池或从体外用微波形式输送，其运行速度和方向等均可以从体外控制。所拍摄的图像也用微波传送到体外的控制装置里，传送到记录、显示系统，或直接通过打印机获取图像，或者经过计算机进行图像处理。获取更多的信息。

四、光子的产生与控制技术 1. 超强激光器技术

大能量、高功率激光器的带头技术是激光聚变技术和激光武器技术。强激光通常由多级放大技术实现。放大链中最初的激光器称为种子激光器，要求它有极高的品质因数，输出光束质量很好。多级放大也要尽量保持很好的光束质量。这些技术的发展，必然带动激光器产业的发展。用作激光武器的首选激光器是化学激光器。化学能是容易携带和存储的能量，也便于集中释放。

2. 超快激光器技术

超快激光器技术产生极短的光脉仲，这种光脉仲己经可以做到只有载波频率一个周期的长度|1，2|。受量子力学不确定原理的限制，最短的光脉仲应该是高斯脉仲，其频谱也应是高斯分布。这样得到的最短脉仲是变换限制的脉仲。现在己经得到阿秒长度的激光脉仲。超快激光技术是支持目前科学技术发展，特别是生物科学技术发展的关键技术。在光通信中的超快脉仲是光孤子，是由非线性效应与色散相互作用形成的稳定波包。

3. 短波长激光技术

短波长激光技术在精密空间定位、精密刻划、高分辨成像及核物理学科学研究中有重要应用。空间分辨率直接与波长相关。

4. 宽调谐激光技术

拓展激光频带并在频带内可调谐技术在生物学研究和工业上有重要应用。宽调谐首先要有宽的增益谱，能得到宽增益谱的激光工作物质是比较少的。目前己

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