光電科學(xué)與技術(shù)的前景范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光電科學(xué)與技術(shù)的前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：光電子技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用；發(fā)展態(tài)勢

前言

光電子技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，其涉及的學(xué)科領(lǐng)域非常多，如電子學(xué)、光學(xué)、光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等。光電子技術(shù)作為當(dāng)代科技的重要內(nèi)容之一，其在社會信息化過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。光電子技術(shù)作為推動社會向前發(fā)展的力量，其存在意義重大，值得各國投入大量的資本進(jìn)行研究。伴隨著光電子技術(shù)應(yīng)用的廣泛化，國內(nèi)外學(xué)者都加大了對光電子技術(shù)的研究，推動著光電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。加強(qiáng)光電子技術(shù)的應(yīng)用，對于促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著非常重大的影響。

1光電子技術(shù)的發(fā)展概述

光電子技術(shù)是由光子技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合而成的新技術(shù)，是信息技術(shù)中的一個(gè)重要的硬件設(shè)備，是未來信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。

1.1國外光電子技術(shù)的發(fā)展

由于國外技術(shù)水平相對較高，因此國外光電子技術(shù)發(fā)展的較為成熟。目前，國外光電子技術(shù)發(fā)展較為迅速的地區(qū)主要集中在北美和歐洲[1]。歐洲地區(qū)以德國為首也已經(jīng)加大了對光電子技術(shù)的研究，積累了一定的研究理論，取得了重大的研究成果。日本作為亞洲地區(qū)的發(fā)達(dá)國家，其經(jīng)濟(jì)水平較高，對于新技術(shù)的發(fā)展具有一定的前瞻性，在光電子技術(shù)方面也取得了一定的成績。通過對國外光電子技術(shù)的應(yīng)用情況分析發(fā)現(xiàn)，國外光電子技術(shù)主要應(yīng)用在了信息光電子技術(shù)上。隨著光纖通訊網(wǎng)的開發(fā)與完善，目前信息光電子技術(shù)已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，促進(jìn)了國外一些國家通信傳輸量和通訊速度的提高，加速了國外信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.2國內(nèi)光電子技術(shù)的發(fā)展

盡管我國的科學(xué)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比較有一定的差距，但是隨著近幾年我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的光電子技術(shù)水平也得到了很大的提高。隨著我國對光電子技術(shù)研究與應(yīng)用力度的不斷加大，目前我國形成了幾大光電子技術(shù)發(fā)展較為領(lǐng)先的地區(qū)：京津地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)和華中地區(qū)[2]。由于每個(gè)地區(qū)發(fā)展速度及方向的不同，其依托的企業(yè)各具特色。以京津地區(qū)為例，其在發(fā)展光電子技術(shù)上主要以北京的高校、研究所為主要研究主體，以企業(yè)的應(yīng)用為發(fā)展動力，在半導(dǎo)體激光器、光學(xué)儀器方面都有著較為深入的研究，并且取得了一定的成績。

2光電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1信息領(lǐng)域

二十一世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入到計(jì)算機(jī)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸普及化，滲透到社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，如教學(xué)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域等。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在社會中發(fā)揮著越來越重要的作用，因此高容量和高速度成為人們對網(wǎng)絡(luò)提出的新的時(shí)代要求。傳統(tǒng)的電子技術(shù)已經(jīng)無法滿足新時(shí)代對網(wǎng)絡(luò)提出的要求，如何對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行革新成為新的社會問題。光電子技術(shù)的應(yīng)用，恰好以光子的快速性提高了網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度，解決了人們對于網(wǎng)絡(luò)信息的要求。隨著光存儲密度的不斷提高，光電子技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用程度得以加大，并且已經(jīng)取得了一定的應(yīng)用效果。

2.2能源領(lǐng)域

隨著各國工業(yè)化進(jìn)程的加快，對于能源的需求越來越大，隨著不可再生能源儲備的不斷減少，對于新能源的開發(fā)成為人類研究的重大課題之一。高效、清潔的能源成為社會發(fā)展的寵兒，因此如何對高效、清潔能源進(jìn)行開發(fā)成為研究的重點(diǎn)。太陽能作為一種新型的能源，受到各國的高度關(guān)注。在開發(fā)太陽能的過程中，光電子技術(shù)的應(yīng)用能夠提高太陽能再向電能轉(zhuǎn)化的過程中的效率和穩(wěn)定性，因此受到人們的廣泛關(guān)注。為了促進(jìn)太陽能的開發(fā)，目前眾多國家紛紛制定了光伏技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，加大光電子技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.3軍事領(lǐng)域

隨著軍事武器的不斷現(xiàn)代化，光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域中同樣具有很大的發(fā)展空間。目前光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域主要應(yīng)用在提高國防反應(yīng)能力和準(zhǔn)確攻擊能力方面，一些發(fā)達(dá)國家針對激光制導(dǎo)武器已經(jīng)展開了大量的研究，另外各國針對光電子技術(shù)在軍事單兵作戰(zhàn)武器中的應(yīng)用也加大了力度[3]。隨著光電子技術(shù)的不斷發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為軍事領(lǐng)域的核心技術(shù)。對于激光聚變在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的研究，在未來將成為擁有重大價(jià)值的軍事能源。

3光電子技術(shù)的發(fā)展前景

從光電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和應(yīng)用情況來看，光電子技術(shù)擁有很大的發(fā)展空間。近幾年，隨著激光技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使得光電子技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展速度得以加快，促進(jìn)了光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)在國內(nèi)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，光電子技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用程度得以加深。伴隨著光電子技術(shù)的不斷發(fā)展，光電子技術(shù)將包含更多的內(nèi)容。隨著研究學(xué)者對光電子技術(shù)的不斷研究，在光電子技術(shù)研究領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了很多新的發(fā)展趨勢和研究熱點(diǎn)。

3.1各種新型激光器的研究

光電子技術(shù)的核心是激光器，正是激光器的產(chǎn)生和發(fā)展促進(jìn)了光電子學(xué)的興起與發(fā)展。隨著激光器的不斷創(chuàng)新，為光電子學(xué)和光電子技術(shù)的發(fā)展注入了新的發(fā)展動力。隨著半導(dǎo)體激光器在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使其技術(shù)呈現(xiàn)出高速增長的趨勢。正是由于半導(dǎo)體激光器的發(fā)展，才促進(jìn)了其他各種類型激光器的發(fā)展。

3.2生物醫(yī)學(xué)中的光電子技術(shù)

隨著生命科學(xué)在科技領(lǐng)域的發(fā)展，為光電子技術(shù)的應(yīng)用提供了新的空間。目前，生物醫(yī)學(xué)中的光電子技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是生物系統(tǒng)中產(chǎn)生的光子及其反映的生命過程，以及這種光子在生物學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、甚至食品品質(zhì)檢查方面的重要應(yīng)用，利用光電子技術(shù)對生物系統(tǒng)進(jìn)行檢測、治療、加工與改造等。二是醫(yī)學(xué)光電子學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)，包括組織光學(xué)、醫(yī)學(xué)光譜技術(shù)、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、新穎的激光診斷和激光醫(yī)療技術(shù)及其作用機(jī)理的研究[4]。

3.3有機(jī)聚合物光電子材料的研究

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，有機(jī)聚合物材料作為一種新型的材料發(fā)展越來越成熟，聚合物光電子學(xué)逐漸被人們所認(rèn)識和重視。為了對聚合物光電子學(xué)有更進(jìn)一步的認(rèn)識，人們開展了聚合物超快全光開關(guān)的研究，并取得了一定進(jìn)展。聚合物電光調(diào)制器在CATV、高比特網(wǎng)絡(luò)、相陣列系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)平行互聯(lián)等方面的研究也取得了很大的進(jìn)展[5]。聚合物光電子材料的應(yīng)用前景十分誘人。

篇2

關(guān)鍵詞：光電子學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革；實(shí)踐環(huán)節(jié)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介紹

光電子技術(shù)是由光信息技術(shù)和電子技術(shù)的相互結(jié)合而形成的新的光電子技術(shù)，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術(shù)等領(lǐng)域，是未來社會發(fā)展和進(jìn)步的核心技術(shù)。光電子技術(shù)不僅研究內(nèi)容非常廣泛，而且也是未來信息技術(shù)中的重要推動力量，它包含光信號的產(chǎn)生、光信息的傳遞、光電信號的轉(zhuǎn)換和處理和光電功能材料相關(guān)的內(nèi)容，如：光電功能材料的發(fā)光機(jī)理、制備方法和工藝應(yīng)用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統(tǒng)的集成等一系列從基礎(chǔ)理論到實(shí)際工程應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域的研究。涉及光子學(xué)、光信息科學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，它是由多個(gè)學(xué)科之間的交叉而形成的一門高新技術(shù)學(xué)科。

光電子技術(shù)在經(jīng)歷上述學(xué)科之間的交叉滲透后，其技術(shù)水平和工程應(yīng)用技術(shù)取得了很多突破，在社會發(fā)展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用，光電子技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品也越來越多地影響我們的生活。目前，國內(nèi)外正掀起一股光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學(xué)和光電子技術(shù)的研究和開發(fā)中，許多以光電子技術(shù)為研究方向的研究中心、實(shí)驗(yàn)室和公司越來越多的建立起來。光電子技術(shù)的發(fā)展決定了未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，將給工業(yè)和社會帶來比電子技術(shù)更大的技術(shù)沖擊。光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)持續(xù)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。

因此，光電子學(xué)基礎(chǔ)是光電子專業(yè)學(xué)生必備的基礎(chǔ)知識，也是未來光電子產(chǎn)業(yè)需求的人才中需要掌握的重要基礎(chǔ)知識。

二、課程特點(diǎn)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

光電子學(xué)基礎(chǔ)是整個(gè)專業(yè)中的基礎(chǔ)專業(yè)課程，在學(xué)生專業(yè)思想和未來培養(yǎng)目標(biāo)及要求的實(shí)現(xiàn)上發(fā)揮重要的作用，也是未來該專業(yè)研究生必需的基礎(chǔ)課程儲備。該課程注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重對學(xué)習(xí)者能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決問題能力，為將來從事光電技術(shù)領(lǐng)域的科研、開發(fā)和應(yīng)用工作奠定基礎(chǔ)。

我們的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域具有深厚的理論基礎(chǔ)、扎實(shí)的專業(yè)知識和熟練的實(shí)驗(yàn)技能，德、智、體全面發(fā)展的高級光電子技術(shù)科學(xué)人才，使學(xué)生具有在光學(xué)、光電子學(xué)、光通信技術(shù)、激光科學(xué)、光波導(dǎo)與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究以及從事設(shè)計(jì)、開發(fā)應(yīng)用和管理等工作應(yīng)具備的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。因此，基于我們的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和光電子學(xué)基礎(chǔ)課程的自身特點(diǎn)，我們在教學(xué)過程中進(jìn)行了改革探索。

三、教學(xué)改革探索

1.教學(xué)內(nèi)容改革。①授課體系和講授重點(diǎn)。該課程根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)需要，從光電子器件和光電子技術(shù)在未來工程應(yīng)用的需要的角度出發(fā)，研究原理及系統(tǒng)構(gòu)成在光電檢測技術(shù)、光纖通訊領(lǐng)域中的常用光電器件的技術(shù)。重點(diǎn)講述光學(xué)基礎(chǔ)、光纖通訊的構(gòu)成、半導(dǎo)體物理、光纖器件、光電子現(xiàn)象和光電轉(zhuǎn)換器件，重點(diǎn)講解光電子器件的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理、工作特性和在工程技術(shù)上的具體應(yīng)用。為了更好地將所學(xué)應(yīng)用到未來的技術(shù)發(fā)展上，對各類光電器件的系統(tǒng)集成、信號的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)也作了詳細(xì)的講解，同時(shí)給出在工程中的實(shí)際例子。②課堂教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)發(fā)展的步伐。光電子課程的教材對于快速發(fā)展的光電子技術(shù)來說，既是基本的原理內(nèi)容，但又是滯后的技術(shù)，若授課時(shí)只是按照教材內(nèi)容講解，往往會帶來知識不新、內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)的后果，易使學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)積極性和興趣下降。因此，在教學(xué)過程中補(bǔ)充和及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，增加一部分現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展前沿、新出現(xiàn)的技術(shù)及需求，從而能給學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)探索和求真的空間。③加強(qiáng)該課程與應(yīng)用技術(shù)之間的聯(lián)系。專業(yè)基礎(chǔ)課程的基本功能是讓學(xué)生了解和掌握所學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向，培養(yǎng)的學(xué)生能在以后的學(xué)習(xí)中、工作中涉及光電子技術(shù)方面上進(jìn)行繼續(xù)學(xué)習(xí)和鉆研。因此在給同學(xué)們講解課程中的內(nèi)容時(shí)，要與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合。針對在光電檢測技術(shù)、激光應(yīng)用技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，結(jié)合當(dāng)前社會已有的需求的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行講解，使該專業(yè)的學(xué)生明確所學(xué)課程內(nèi)容在技術(shù)應(yīng)用、研究發(fā)展及市場前景，對未來的從事的專業(yè)充滿信心。④為了更加與國際接軌，嘗試了雙語教學(xué)。在平時(shí)提供給學(xué)生光電子相關(guān)的外文讀物和論文，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)詞匯，在課堂中進(jìn)行講解，開闊同學(xué)們的視野，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步科研潛力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)他們進(jìn)行文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解國外光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)興趣。⑤教學(xué)內(nèi)容與市場技術(shù)應(yīng)用及需求的結(jié)合。結(jié)合本校本地區(qū)特點(diǎn)，系統(tǒng)規(guī)劃、組織，實(shí)施產(chǎn)、學(xué)、研一體化模式。針對光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)市場密切聯(lián)系的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容上跟上市場技術(shù)需求，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，培養(yǎng)既有專業(yè)知識和跨學(xué)科知識，又有極強(qiáng)的實(shí)際操作能力、適應(yīng)性強(qiáng)的學(xué)生，全面提升學(xué)生的理論素養(yǎng)和實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生在未來光電子產(chǎn)業(yè)上的競爭力。

2.教學(xué)方法探索。①充分利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，利用多媒體課件在表達(dá)上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點(diǎn)和優(yōu)勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節(jié)約課程上的時(shí)間，從而能在課堂教學(xué)中講解更多的課程內(nèi)容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認(rèn)真積極地制作教學(xué)課件，充分利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學(xué)交流，共享多媒體課件。極大地激發(fā)學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣。②采用課堂教學(xué)和專題講座結(jié)合的教學(xué)方法。在進(jìn)行課堂理論教學(xué)的同時(shí)，利用其他時(shí)間安排、組織團(tuán)隊(duì)教師舉辦《光電子技術(shù)專題講座》，開展光電子技術(shù)專題研究，如液晶顯示、光電轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)集成、光纖傳感及應(yīng)用和近場光學(xué)中的探測技術(shù)等，既能強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論，又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識。吸引學(xué)生參與到大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學(xué)研究基礎(chǔ)。③在方法改革中，在富有開放性的問題情境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。對參與到老師研究的課題或參加大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃的老師，幫助學(xué)生制定合理的研究計(jì)劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發(fā)動研究光電子技術(shù)的老師，為這些同學(xué)們提供必要的實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己動手去實(shí)驗(yàn)，考證研究方法和方案，來尋求實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的答案。這時(shí)，教師起到的是一個(gè)組織者的角色，指導(dǎo)、規(guī)范學(xué)生的探索過程。這樣的過程，不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)量的知識，更重要的是要學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程或方法。

3.教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程中，本來并沒有設(shè)置時(shí)間環(huán)節(jié)，而且多數(shù)放置在大三或大四學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)很少開始。我們?yōu)榱四軌蚋玫靥嵘龑W(xué)生實(shí)踐技能和掌握技術(shù)設(shè)備的結(jié)合，先在原有課程體系中安排三分之一的時(shí)間來安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，開設(shè)具體的、有針對性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓同學(xué)們能更有效地了解、認(rèn)識和掌握知識和技能。在普通物理實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開設(shè)如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發(fā)光器件及光子器件。對光通訊系統(tǒng)的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認(rèn)識和理解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地方實(shí)際，聯(lián)系相關(guān)光電子產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)，組織學(xué)生進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，從而讓學(xué)生自己體會從書本上理論到實(shí)驗(yàn)實(shí)際，再從實(shí)驗(yàn)實(shí)際再到光電子技術(shù)，從光電子技術(shù)再到光電子商品的過程，能一下子把整個(gè)知識到技術(shù)到效益的過程展現(xiàn)在同學(xué)們的內(nèi)心中，從而更能培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生興趣，也能將培養(yǎng)目標(biāo)中的產(chǎn)業(yè)式人才完成，彌補(bǔ)普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。

4.教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程改革中，把教學(xué)目標(biāo)從以知識教育為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和科學(xué)人才需求的融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新、探索精神的新時(shí)代新型人才。長時(shí)間以來，我們在教學(xué)過程和專業(yè)培養(yǎng)中，存在著理論與實(shí)際技術(shù)需求的相脫離的現(xiàn)象，造成理工科學(xué)生對于市場技術(shù)需求常識缺乏。我們把教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)都做了有意義的初步探索。進(jìn)一步增強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐環(huán)節(jié)、實(shí)踐環(huán)節(jié)到市場技術(shù)發(fā)展的學(xué)習(xí)過程，極大地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為將來從事該專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和牢固的信心。在近三年中，我們培養(yǎng)的本科畢業(yè)生就業(yè)率95%以上，該專業(yè)畢業(yè)生考研成功率30%以上，使光信息科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，形成了爭趕超的局面。同時(shí)，針對光信息科學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生，我們注意在進(jìn)行科學(xué)知識教育的同時(shí)注重培養(yǎng)市場技術(shù)需求方面的培養(yǎng)，增加了企業(yè)參觀及動手實(shí)踐等環(huán)節(jié)，同時(shí)講授在科學(xué)研究中人文素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性，從而使之潛移默化地對學(xué)生進(jìn)行自然的而不是勉強(qiáng)的人文教育。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶然，王越，單濤.信息對抗技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].中國電子教育，2008，（4）3：9-43.

[2]張向華.專業(yè)課教學(xué)應(yīng)遵循的教學(xué)規(guī)律[J].遼寧教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（4）：71.

[3]陳小剛，陳俊風(fēng)，林善明.《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)改革的探索[A].光電技術(shù)與系統(tǒng)文選[C].2005.

[4]梁紅兵.提速光電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)[N].中國電子報(bào)，2001.

[5]柴金華.《光電子學(xué)基礎(chǔ)》課程“兩結(jié)合”與“三要素”教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐[A].中國光學(xué)學(xué)會，2010年光學(xué)大會論文集[C].2010.

篇3

電子信息類專業(yè)涵蓋較廣，主要的專業(yè)有電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、光信息科學(xué)與技術(shù)。這些專業(yè)看上去近似，又不盡相同，下面我們通過各專業(yè)的課程設(shè)置、培養(yǎng)方向、就業(yè)方向來進(jìn)行了解。

電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)：傻傻分不清楚

不少同學(xué)面對“電子信息工程”“電子科學(xué)與技術(shù)”“電子信息科學(xué)與技術(shù)”這三個(gè)非常相近的專業(yè)名詞時(shí)，會感到迷惑。作為“電子”相關(guān)的專業(yè)，就像是三胞胎一樣，在一些院校被俗稱為“三電”。相對于通信工程和光信息科學(xué)與技術(shù)而言，它們都是較寬口徑專業(yè)，所學(xué)的專業(yè)知識更廣，當(dāng)然就業(yè)面也會更廣。通信工程和光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，所學(xué)的專業(yè)知識更有針對性，更加深入，也比較精細(xì)。現(xiàn)如今，高校開設(shè)“三電”專業(yè)的大學(xué)非常多，一般的理工類院校和綜合性大學(xué)幾乎都有，甚至一些文科類大學(xué)也開始嘗試開設(shè)。那么這三個(gè)專業(yè)到底有什么區(qū)別呢？

首先，從教授的課程來看，這三個(gè)專業(yè)在大一、大二、大三上學(xué)期所學(xué)的基礎(chǔ)課程基本一樣，只是在大三下學(xué)期、大四開設(shè)的專業(yè)課程有不同的側(cè)重點(diǎn)――電子信息工程重“信息”，即信號處理，學(xué)習(xí)硬件電路、軟件編程；電子科學(xué)與技術(shù)重“電子”，即硬件電路設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)物理電子、光電子和微電子學(xué)；電子信息科學(xué)與技術(shù)重電路設(shè)計(jì)，跟電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)最為接近，它作為后者的子專業(yè)，學(xué)習(xí)范圍更廣，包括電子、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)三大知識板塊，可以說是集電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)于一體。

其次，從就業(yè)來看，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)以后可以當(dāng)軟件工程師（設(shè)計(jì)開發(fā)各種軟件）、電子工程設(shè)計(jì)師（設(shè)計(jì)開發(fā)一些電子、通信器件）。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)以后可以從事開發(fā)計(jì)算機(jī)硬件工作，當(dāng)電路設(shè)計(jì)工程師（這個(gè)專業(yè)主要有兩個(gè)就業(yè)方向，一是集成電路生產(chǎn)企業(yè)，二是集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)）。電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)口徑最寬，有著“萬金油”之稱，電子方面，可以做電路設(shè)計(jì)工程師；信息方面，可以做電信工程師；計(jì)算機(jī)方面，可以開發(fā)軟件、硬件。

【推薦院?！壳迦A大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南開大學(xué)、上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南京郵電大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

通信工程：“信息”中的王牌專業(yè)

通信工程具有極廣闊的發(fā)展前景，也是人才嚴(yán)重短缺的專業(yè)之一。通信行業(yè)涉及領(lǐng)域廣，可以說是橫跨了電子和計(jì)算機(jī)行業(yè)。而通信工程專業(yè)跟前文介紹的“三電”專業(yè)不同之處在于，通信工程專業(yè)知識更加有針對性，側(cè)重于“信息”，理論學(xué)習(xí)更加深入，課程難度大，可以達(dá)到“基本掌握”。而同樣是側(cè)重于“信息”的電子信息工程專業(yè)，只能說是“基本了解”。主干課程中，如程控交換技術(shù)、移動通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、光纖通訊等，都是“三電”專業(yè)不會開設(shè)的。該專業(yè)要求畢業(yè)生掌握通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基本理論與設(shè)計(jì)方法及程控交換技術(shù)、光纖通訊、移動通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的基本原理及應(yīng)用方法。

通信工程專業(yè)在本文提及的所有專業(yè)中，開設(shè)最早，招生的分?jǐn)?shù)線最高，得益于通信行業(yè)的高速發(fā)展，一直是非常熱門的“王牌專業(yè)”。因?yàn)槠湓谛畔?、信號處理方面專業(yè)知識學(xué)習(xí)比較深入，畢業(yè)生選擇考研，特別是報(bào)考信號處理、無線電波等方向優(yōu)勢會比較明顯。當(dāng)然，就業(yè)也非常不錯(cuò)，在通信領(lǐng)域中從事研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營的工作及在國民經(jīng)濟(jì)各部門和國防工業(yè)中從事開發(fā)、應(yīng)用通信技術(shù)與設(shè)備的高級工程技術(shù)的工作。比如選擇去電子信息類技術(shù)研發(fā)的相關(guān)科研院所，中興、華為、大唐、富士康等設(shè)備制造商，摩托羅拉、三星、貝爾等外資企業(yè)；也可以去通信運(yùn)營商，如中國電信、中國移動、中國聯(lián)通等，從事信號處理類的研發(fā)、設(shè)計(jì)工作。隨著現(xiàn)在國家大力推廣的3G移動通信技術(shù)，通信工程專業(yè)的畢業(yè)生專業(yè)優(yōu)勢明顯，專業(yè)對口，相信在就業(yè)時(shí)，可以得到更多被青睞的機(jī)會。

【推薦院?！壳迦A大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)

光信息科學(xué)與技術(shù)：徜徉在光的海洋

光信息科學(xué)與技術(shù)，這個(gè)名字聽起來很抽象，其實(shí)卻實(shí)實(shí)在在地存在于你我的日常生活之中：我們同美國親友之間的越洋電話聯(lián)系，依靠的是太平洋海底長長的光纖；我們上網(wǎng)所用的寬帶、用超大規(guī)模彩色LED（液晶）顯示器欣賞色彩艷麗的畫面，都是對光信息技術(shù)最直接的體驗(yàn)。

本專業(yè)培養(yǎng)具備光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識和基本技能，能在應(yīng)用光學(xué)、光電子學(xué)及相關(guān)的電子信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域（特別是光機(jī)電算一體化產(chǎn)業(yè)）從事科學(xué)研究、教學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)或管理工作的光信息科學(xué)與技術(shù)高級人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和技術(shù)，熟悉光學(xué)、電子學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。

光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一般設(shè)在電子工程系或通信工程系。隨著光電子技術(shù)的發(fā)展與興起，一些院校已逐步將這一專業(yè)單獨(dú)分出成系，這也充分顯示了該專業(yè)良好的發(fā)展前景。不過，對物理學(xué)、量子力學(xué)、波動光學(xué)等幾科的要求都相當(dāng)高。如果你對物理、數(shù)學(xué)很感興趣，有比較好的邏輯思維和抽象思維能力，以及比較強(qiáng)的理解力，不妨報(bào)考這個(gè)專業(yè)，光的海洋會讓你受益匪淺。

篇4

【關(guān)鍵詞】光電復(fù)用技術(shù) 多站時(shí)差接收

1 引言

隨著光電技術(shù)，尤其是光調(diào)制解調(diào)和微波光子學(xué)的發(fā)展，在光纖中復(fù)用多路光波長傳輸微波的方法獲得了廣泛的應(yīng)用。本文將光電復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于多站時(shí)差接收機(jī)的設(shè)計(jì)，使用光纖連接前端和總站，采用微波光電復(fù)用實(shí)現(xiàn)前端和總站之間微波信號傳輸與定標(biāo)，獲得了布站靈活，時(shí)差測量精度高，電磁兼容性強(qiáng)，成本相對低廉的光電接收機(jī)系統(tǒng)。具有很強(qiáng)的社會效應(yīng)和市場價(jià)值。在機(jī)場Ⅲ級綜合交通監(jiān)視與引導(dǎo)系統(tǒng)，即MLAT多點(diǎn)定位系統(tǒng)中有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于光電技術(shù)的分布式時(shí)差接收機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。如圖1所示，該接收機(jī)由12個(gè)分布式接收前端，一個(gè)數(shù)據(jù)接收和處理總站，以及傳輸光纜組成。以1號接收前端為例，主要由耦合器、光調(diào)制器、光解調(diào)器、光波分復(fù)用器，各接收前端的結(jié)構(gòu)完全相同。集中式接收與處理主站由12個(gè)接收后端、A/D與時(shí)間測量、脈沖調(diào)制定標(biāo)源和基準(zhǔn)與采樣時(shí)鐘組成，每個(gè)接收后端對應(yīng)一個(gè)接收前端。以1號接收后端為例，由光復(fù)用器、光調(diào)制器、光解調(diào)器和對數(shù)檢波器組成，各接收后端結(jié)構(gòu)相同。接收前端和相應(yīng)的接收后端構(gòu)成一條接收鏈路。其中，接收前端中光調(diào)制器的工作波長為1550nm，光解調(diào)器的工作波長為1310nm；接收前端中光解調(diào)器的工作波長為1550nm，光調(diào)制器的工作波長為1310nm；傳輸光纜內(nèi)的光纖為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，截止波長為1200nm。整個(gè)接收機(jī)的射頻工作頻率為1090MHz。圖二分別是總站，一個(gè)接收前端和傳輸光纜的實(shí)物照片。

3 工作過程

該接收機(jī)工作時(shí)，由各接收前端接收頻率為1090MHz的電信號，通過耦合器傳送到光調(diào)制器，轉(zhuǎn)換為波長為1550nm的光信號，該光信號通過光復(fù)用器送到傳輸光纖，光信號到達(dá)相應(yīng)接收后端中的波分復(fù)用器，被送至光解調(diào)器進(jìn)行光電解調(diào)，把光信號恢復(fù)為頻率為1090MHz的電信號，然后由對數(shù)檢波器對該電信號進(jìn)行檢波，獲得脈沖信號并送到A/D與時(shí)間測量器。在實(shí)際應(yīng)用中，可通過對來自不同接收前端的信號到達(dá)前沿時(shí)間進(jìn)行分析、計(jì)算，獲取目標(biāo)空間位置等信息?；鶞?zhǔn)與采樣時(shí)鐘為A/D與時(shí)間測量提供采樣時(shí)鐘。

此外，由于不同的接收鏈路對回波時(shí)間測量存在一定的誤差，該接收機(jī)還提供了校準(zhǔn)方法。集中式接收與處理主站中的基準(zhǔn)與采樣時(shí)鐘為脈沖調(diào)制定標(biāo)源提供基準(zhǔn)時(shí)鐘，產(chǎn)生一串載頻與工作頻率相同的脈沖信號源，分成12路，分別送至12個(gè)接收后端。以其中一路為例，定標(biāo)信號由光調(diào)制器變換成波長為1310nm的光信號，經(jīng)光復(fù)用器由傳輸光纖送至相應(yīng)接收前端。光復(fù)用器將激光送到光解調(diào)器，將該光信號恢復(fù)成定標(biāo)電信號送至耦合器耦合進(jìn)入耦合器公共端，該信號經(jīng)由探測模式下相同的路徑，最后在A/D與時(shí)間測量模塊中對通道時(shí)間測量誤差進(jìn)行定標(biāo)。

4 工作結(jié)果

我們對接收機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測試，12個(gè)接收前端內(nèi)的光調(diào)制器在無調(diào)制情況下輸出的光波長為均約為1550nm，光功率均值為5.5dBm，起伏約為0.25dBm；12個(gè)接收后端內(nèi)的光調(diào)制器在無調(diào)制情況下輸出的光波長為均約為1310nm，光功率均值為6dBm，起伏約為0.25dBm。光纜損耗經(jīng)標(biāo)定為1dB/km，這一損耗包含了光纜接頭的損耗。從上述指標(biāo)可以看出，系統(tǒng)的光路一致性良好。

在測試過程中我們重點(diǎn)關(guān)注光纖延遲對射頻信號傳輸?shù)挠绊憽D4為光纜長度為5 km時(shí)測得的信號延遲。圖中的黃線表示信號源發(fā)出的脈沖信號經(jīng)對數(shù)檢波之后的波形，信號脈沖寬度為10us，脈沖重復(fù)周期為1s，載頻頻率為1090MHz；紅線為經(jīng)電光-光電變換和對數(shù)檢波后的信號。經(jīng)驗(yàn)估計(jì)5km的光纜延時(shí)在25us左右，實(shí)際測得的延遲為23.3us，與估計(jì)基本相符。同時(shí)，經(jīng)過長距離傳輸和變換后，信號的波形并未發(fā)生大的畸變。

在光纜傳輸長度均為2km的情況下我們以12條鏈路的延遲時(shí)間不一致性，此時(shí)延遲時(shí)間約為10 us。測試結(jié)果表明，12條鏈路的延遲時(shí)間不一致的均值約為6.86ns，最大值為12.94ns，最小值為5.31ns。

5 結(jié)束語

本文提出了一種基于光電技術(shù)的多站時(shí)差接收機(jī)的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)采用光纖在總站和各接收子站中高速傳輸電信號，遠(yuǎn)程、低損傳輸微波信號；由于光纖傳輸多波長激光的能力，該系統(tǒng)可以方便的進(jìn)行自校正功能，最終獲得了時(shí)差測量精度高，電磁兼容性強(qiáng)，成本相對低廉的基于光電技術(shù)的分布式時(shí)差接收機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)。這一系統(tǒng)典型應(yīng)用于無源探測雷達(dá)，如機(jī)場綜合交通與引導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]Djafar K.Mynbaev and Lowell L.Scheiner，光纖通信技術(shù)（英文影印版）[M].北京：科學(xué)出版社，2002

篇5

前言：在科技改變生活的時(shí)代，作為現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展關(guān)鍵的光纖通信技術(shù)被應(yīng)用的越來越廣泛，尤其是在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的建設(shè)和完善上，光纖通信技術(shù)成為最為主要的通信傳輸技術(shù)。它有著其他通信技術(shù)難以企及的優(yōu)勢。但同時(shí)也不可能否認(rèn)，它的應(yīng)用也存在著一些問題值得去改進(jìn)。本文通過對具體的光纖技術(shù)應(yīng)用的分析，希望可以有效提升此技術(shù)的運(yùn)用效果，更好的讓它造福社會，造福于國民。

1.淺析光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 排除串音干擾

在電波的傳輸過程中，電磁波的傳送很容易出現(xiàn)泄漏的情況。而使用光纖進(jìn)行傳送，由于包裹光纖的是不透明的塑料膜，可吸收泄漏的電磁波射線，這便很好的規(guī)避了這樣的狀況，同時(shí)也使得通信的保密性大大增強(qiáng)，信息的安全性大大增加。在多條光纖電纜設(shè)備同處于一條電纜的情形之下，光纖的特性也可以保證不串音，排除了串音的干擾。

1.2 抗干擾能力強(qiáng)

制作光纖電纜的材料一般是石英，石英具備良好的絕緣性和耐腐蝕性，作為通信設(shè)備極佳。另外，它不易受到外部環(huán)境中電磁的干擾，性能穩(wěn)定，甚至可以與高壓線平行建立，在大多數(shù)通信領(lǐng)域，甚至是軍事通信領(lǐng)域都是運(yùn)用極為廣泛的。

1.3 損耗低

通信是花費(fèi)高回報(bào)率低的技術(shù)領(lǐng)域，所以如何能夠最大限度的降低成本從而相對提高收益是不得不去考慮的問題。現(xiàn)在大多數(shù)的光纖電纜材料時(shí)石英，它不僅有很強(qiáng)的絕緣性、耐腐蝕性和抗電磁干擾能力，它還是相對低損耗的傳輸介質(zhì)，這可以最大限度的提升通信的效率。在廣泛運(yùn)用石英之前，通信需要建立大量的中繼站，這耗費(fèi)了許多不必要的人力、物力、財(cái)力，增加了成本。而在使用石英材料之后，中繼站可以只需要建設(shè)很少的一部分，這節(jié)約了許多資源。若能夠發(fā)現(xiàn)更加低損耗的材料，則能夠進(jìn)一步提升傳播的效率，這是科學(xué)家們正在不斷探索的課題。

2.光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 光纖接入技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)普及率提升快速，現(xiàn)在越來越多的行業(yè)都需要全天候使用計(jì)算機(jī)，這對于通信的流暢度和速度都提出了較高的要求。另外計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的建設(shè)也很重要，這將納入越來越多的設(shè)備，完善整個(gè)通信網(wǎng)。而在軍事領(lǐng)域，使用的計(jì)算機(jī)對通信技術(shù)的要求則更高，跟普通用戶相比，又多出了信息的容量、保密性等多個(gè)方面的需要。目前使用很廣泛的光纖接入技術(shù)較傳統(tǒng)的用戶接入方式多出了許多優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)所使用的接入方式主要是銅線接入，它損耗大，極度影響使用網(wǎng)絡(luò)的速度，并且抗干擾能力差，保密性差，不適用于許多領(lǐng)域的應(yīng)用?，F(xiàn)在的光纖接入方式大大提升了網(wǎng)絡(luò)的速度，拓寬了傳輸?shù)膸?，更令網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生頻率降低，大大便利了人們的日常生活和工作學(xué)習(xí)。為信息高速公路的建設(shè)提供了必要的技術(shù)支持。光纖接入技術(shù)勢必要成為光纖技術(shù)發(fā)展過程中的主流。

2.2 單纖雙向傳輸技術(shù)

單纖雙向傳輸技術(shù)是相對于雙纖雙向傳輸來講的，雙纖傳輸時(shí)，收發(fā)信號分別在不同的兩根光纖里傳輸，而單纖傳輸時(shí)，收發(fā)信號被調(diào)制在不同的波段后在同一根光纖里傳輸。目前，由于技術(shù)水平尚欠缺，我國使用最多的是雙纖傳輸。

而單纖傳輸僅僅在光纖末端接入設(shè)備、單纖光收發(fā)器等設(shè)備上得到了使用，在骨干傳輸網(wǎng)中還尚未使用，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。單纖傳輸相比于雙纖傳輸能夠節(jié)約一半的寶貴光纖資源，單是設(shè)備上的更新完善就可以達(dá)到驚人的成果，大大降低成本，這使得從事相關(guān)業(yè)務(wù)的技術(shù)人員認(rèn)識到單纖傳輸是必須要推廣使用的技術(shù)，是雙纖傳輸技術(shù)普及之后必然的更新趨勢。

2.3 光交換技術(shù)

一個(gè)高速高效率的光纖通信技術(shù)應(yīng)當(dāng)是全程采用光信號，這對于各種器件的要求是很高的。過去我國大多采用電子器件，而電子器件只能接收傳送電信號，不能傳送光信號。隨著光纖技術(shù)的進(jìn)步，光信號越來越普及，但是傳統(tǒng)的電子器件卻沒有隨之發(fā)展，導(dǎo)致目前我國光纖技術(shù)應(yīng)用中的尷尬局面――“光―電―光”即發(fā)出光信號，在到達(dá)電子器件時(shí)需要轉(zhuǎn)換成為電信號，通過電子器件發(fā)出后再轉(zhuǎn)為光信號繼續(xù)發(fā)送。顯而易見，這樣的信號傳輸方式導(dǎo)致了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，并且增添了許多額外的不必要的成本和損耗，大大制約了我國光纖通信技術(shù)的發(fā)展。

3.光纖通信傳輸技術(shù)發(fā)展前景分析

3.1 解決研發(fā)集成光電子器件的難題

提升通信速度和容量要必然達(dá)到的目標(biāo)是體積不能因此擴(kuò)大，反而要縮小，效率要提升。所以，光電子器件應(yīng)當(dāng)朝著集成化的方向發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代大背景之下，現(xiàn)有的光電子器件已經(jīng)不能滿足使用，更無法支撐起互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。所以使其集成化已經(jīng)迫在眉睫。提升光電子器件集成化有很多途徑，其中主要的方法是使用全新且成熟的制作工藝，在硅襯底之上進(jìn)行光學(xué)器件的制作，包括波導(dǎo)與光纖耦合器等重要的無源器件，在一塊硅芯片之上實(shí)現(xiàn)全部光學(xué)器件模塊的集成處理。這樣，便能夠大大提升其集成化。為了達(dá)到這一目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和進(jìn)行人才培養(yǎng)，讓科技的發(fā)展進(jìn)步能夠可持續(xù)化，切實(shí)提升應(yīng)用水平。

3.2 致力于實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)

全光網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)對于計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。可以將通信速度提高不止一倍。實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)需要許多技術(shù)的共同進(jìn)步――電子器件的升級與換代、因特網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展、移動通信網(wǎng)的進(jìn)一步普及等等?？上驳氖牵覈?G網(wǎng)絡(luò)得到了普及，不久又將會出現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)，這大大促使了傳統(tǒng)的電子器件的淘汰，并引進(jìn)新的光學(xué)器件，為致力于實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)掃清了一大障礙。總之，我們都不可否認(rèn)，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)過程，并非一蹴而就，但同時(shí)是可以帶來巨大經(jīng)濟(jì)社會效益且不可避免的提升光纖通信技術(shù)水平的必由之路。

4.結(jié)語

篇6

關(guān)鍵詞：電子信息；技術(shù)內(nèi)涵；應(yīng)用特征；發(fā)展前景

前言

有關(guān)傳統(tǒng)社會生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)難以迎合時(shí)代規(guī)范訴求，因此電子信息技術(shù)獲取全新發(fā)展機(jī)遇，持續(xù)至今，已經(jīng)成為校驗(yàn)認(rèn)證國家實(shí)力的關(guān)鍵性指標(biāo)，所以說盡快強(qiáng)化電子信息技術(shù)改革應(yīng)用進(jìn)程，顯得十分必要。畢竟電子信息技術(shù)的確為社會大眾日常生活、生產(chǎn)活動，以及企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改革提供諸多便利條件。面對各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用電子信息技術(shù)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況，我們當(dāng)下要做的，就是盡量科學(xué)合理地發(fā)展電子信息技術(shù)，以謀求日后產(chǎn)業(yè)更加理想化地改革升級成就。

1 電子信息技術(shù)的內(nèi)涵

所謂電子信息技術(shù)，即電子信息控制和處理技術(shù)的有機(jī)融合結(jié)果，在信息加工處理工序中影響地位非凡，有助于在第一時(shí)間內(nèi)獲取并處理產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)急需的信息，促成電子設(shè)備、信息系統(tǒng)的完善化設(shè)計(jì)應(yīng)用結(jié)果。長此以往，為日后電力、電子、化工儀表、計(jì)算機(jī)等行業(yè)，提供電子測量、多媒體、自動化、未處理、程序設(shè)計(jì)等技術(shù)功能特性。細(xì)致地講，電子信息技術(shù)，顧名思義，需要憑借電子計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)性依托媒介，保證在較短時(shí)間范圍內(nèi)自動化地完成信息收集整合、校驗(yàn)解析、加工處理、存儲和傳輸?shù)裙ば颍翢o疑問是當(dāng)代社會推進(jìn)信息化發(fā)展進(jìn)程的關(guān)鍵技術(shù)方式。為了避免在綜合國力上和西方發(fā)達(dá)國家產(chǎn)生較大距離，我國應(yīng)主動強(qiáng)化電子信息技術(shù)的改革應(yīng)用力度，同時(shí)借助電子信息技術(shù)推廣沿用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級結(jié)果。

2 電子信息技術(shù)的應(yīng)用特征

自從我國順利步入信息時(shí)代過后，涉及社會活動內(nèi)部衍生的數(shù)據(jù)信息量極為龐大，至此電子信息技術(shù)便實(shí)現(xiàn)了登上歷史舞臺的夙愿，并且一度被認(rèn)定為是社會大眾生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的技術(shù)處理模式。透過這類技術(shù)實(shí)際的應(yīng)用特征角度觀察，其應(yīng)用空間范疇極為廣闊，通常集中鎖定在高新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之中，屬于現(xiàn)代生命活力和影響效應(yīng)最為強(qiáng)勁的科學(xué)項(xiàng)目之一，可以確保愈加理想化地改善信息處理、加工、利用實(shí)效基礎(chǔ)上，全面縮減信息處理的難度和過多的成本投入數(shù)量。透過現(xiàn)狀觀察分析，電子信息技術(shù)的應(yīng)用時(shí)刻呈現(xiàn)出智能、網(wǎng)絡(luò)、便利化特征。如在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中貫穿融入后，便順利貫徹落實(shí)預(yù)設(shè)的自動和智能化生產(chǎn)目標(biāo)，更全面降低現(xiàn)場操作強(qiáng)度、提升實(shí)際生產(chǎn)效率、縮減大規(guī)模成本投入數(shù)量。再如在電力工業(yè)內(nèi)部沿用過后，可以大幅度改善電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性并加快智能電力系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)程。

歸結(jié)來講，電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)內(nèi)部的沿用，可以完成對相關(guān)電力設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和故障的實(shí)時(shí)性檢測、控制任務(wù)，特別是在針對電流、電壓、頻率等實(shí)施同步科學(xué)化調(diào)試之后，避免相關(guān)故障的重復(fù)衍生，最終令電力設(shè)備整體運(yùn)行可靠與穩(wěn)定性得到保障。另外，電子信息技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)整體運(yùn)營發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)，無形之中給企業(yè)參與市場競爭提供更多的支持服務(wù)動力，令其商務(wù)活動效率得到前所未有地提升。

3 今后電子信息技術(shù)的發(fā)展前景

透過上述內(nèi)容觀察，我們可以清晰觀察到現(xiàn)代社會中推廣沿用電子信息技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義，并且可以肯定其對于我國日后經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展，有著不可小覷的推動力。

首先，透過電子信息技術(shù)改革發(fā)展方向?qū)用鎸徱?，今后電子信息和?jì)算機(jī)技術(shù)彼此的關(guān)聯(lián)將變得愈加縝密，并且呈現(xiàn)出愈加顯著化的交互式發(fā)展跡象。在此期間，電子信息技術(shù)成為助推計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展的原動力，而計(jì)算機(jī)技術(shù)則長期扮演電子信息技術(shù)的運(yùn)行的基礎(chǔ)性操作媒介。計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)程全面加快，有關(guān)內(nèi)部各類軟硬件資源也都得到更高層次的升級機(jī)遇，特別是處理器納米工藝變得愈加高端完善，這些結(jié)果都為日后電子信息技術(shù)可持續(xù)發(fā)展，奠定基礎(chǔ)。今后電子信息技術(shù)競爭發(fā)展的主要形式就是微處理，因?yàn)楝F(xiàn)代硬件技術(shù)全面革新且集成度更高、體積更小，使得電子信息技術(shù)介入到納米加工時(shí)代的步伐驟然加快。

其次，借助處理器設(shè)計(jì)工藝角度窺探，涉及22、14、12nm技術(shù)已然接近成熟狀態(tài)，同步狀況下更帶動微處理技術(shù)向更高等級層次改革發(fā)展。而隨著日后arm等嵌入式微電子產(chǎn)品的紛紛問世，有關(guān)更小納米技術(shù)的投入顯得勢在必行，所以說，微處理器理所當(dāng)然成為當(dāng)下電子信息技術(shù)改革發(fā)展的主流助推收。另外，電子信息技術(shù)還存在數(shù)據(jù)化的發(fā)展趨勢，特別是在大數(shù)據(jù)理念全面衍生和推廣過后，許多學(xué)者認(rèn)定人類目前已然步入大數(shù)據(jù)時(shí)代，有關(guān)大數(shù)據(jù)和電子信息技術(shù)的融合，是時(shí)代進(jìn)步的必然結(jié)果。在這類信息爆炸的時(shí)代風(fēng)暴之下，社會活動信息量自然持續(xù)增大、數(shù)據(jù)形式也愈加多元化，涉及傳統(tǒng)信息處理技術(shù)明顯已經(jīng)不足以迎合相關(guān)用戶應(yīng)用要求。相比之下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的貫穿沿用，則有助于針對大規(guī)模數(shù)據(jù)信息加以靈活化處理加工，進(jìn)一步將電子信息技術(shù)效能予以科學(xué)人性化地發(fā)揮。

最后，光電子技術(shù)將過渡轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)代電子信息處理技術(shù)的核心。透過當(dāng)前形勢觀察，電子信息技術(shù)研究過程中普遍都在進(jìn)行光電子技術(shù)融入，無形之中令電子信息技術(shù)整體發(fā)展速率全面加快，如數(shù)據(jù)傳輸、加工和處理速度的加快，使得電子信息技術(shù)很快介入一類全新發(fā)展歷程。其間該類技術(shù)含量愈來愈高、應(yīng)有優(yōu)勢異常顯著，逐漸轉(zhuǎn)變成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)內(nèi)容。

4 結(jié)束語

綜上所述，電子信息技術(shù)的長期革新發(fā)展，一時(shí)間令高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速率和格局發(fā)生翻天覆地的變化結(jié)果，因此，積極主動發(fā)展電子信息技術(shù)，存在一定的現(xiàn)實(shí)意義，即有助于推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級進(jìn)程、提升日常生產(chǎn)效率、縮減生產(chǎn)工序中消耗的成本數(shù)量。日后我國要竭盡全力強(qiáng)化電子信息技術(shù)的研究力度，力求在今后全方位促進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，最終順利提升這類技術(shù)的綜合性開發(fā)應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

[1]陳志鋒.新時(shí)期我國電子信息技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展[J].黑龍江科技信息，2016，17（16）：166-174.

[2]高霏霏.關(guān)于電子信息技術(shù)應(yīng)用與特點(diǎn)的若干研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，19（10）：114-123.

[3]陳鴻雁.電子信息技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)研究[J].通訊世界，2016，25

（19）：77-86.

篇7

近年來,人們在暢享信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所帶來的便利的同時(shí),越來越明顯的感受到通信容量與傳輸速度的制約。西安飛訊光電有限公司研發(fā)的“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”,突破了信息傳輸和存儲領(lǐng)域“電光網(wǎng)”時(shí)代容量與速度上的瓶頸。以獨(dú)特的性能和良好的應(yīng)用前景,昭示著“全光網(wǎng)”時(shí)代的到來,開創(chuàng)了全光網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代新紀(jì)元。

該系統(tǒng)的問世,實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)的重大突破,對于“全光網(wǎng)”、“三網(wǎng)融合”的發(fā)展將產(chǎn)生積極的推動作用。西安飛訊光電公司董事長兼總經(jīng)理繆立山指出,“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”使信息傳輸領(lǐng)域從主干線到末端、終端“三分天下”的不協(xié)調(diào)局面得以徹底改觀,并在根本上解決了信息轉(zhuǎn)輸領(lǐng)域最后一公里末端“瓶頸”的歷史性難題,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,將派生出一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的產(chǎn)業(yè)。

據(jù)了解,西安飛訊光電有限公司是一家集科研、生產(chǎn)為一體的高科技企業(yè),由江蘇華山光電有限公司和中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所共同投資興建。公司主要致力于“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”的研發(fā)、生產(chǎn)與推廣。該系統(tǒng)是由“OBH型波長轉(zhuǎn)換器”、“OEJH型650nm光以太網(wǎng)交換機(jī)”、“OZJ型650nm光中繼器”、“OWK型650nm光網(wǎng)卡”、“ODH型650nm\RJ45光電轉(zhuǎn)換器”、“650nm塑料光纖光纜”和“光連接器”等九個(gè)產(chǎn)品組成,是一個(gè)系統(tǒng)配套齊全、功能完善的新型局域網(wǎng)系統(tǒng)。

作為拳頭產(chǎn)品,“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”先后通過了信息產(chǎn)業(yè)部和總參通信部組織的科技成果鑒定,該項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,填補(bǔ)了國內(nèi)空白,同時(shí)該項(xiàng)目已申請國家發(fā)明和實(shí)用新型專利40余項(xiàng)?？娏⑸娇偨?jīng)理信志滿滿的告訴《中國科技財(cái)富》:現(xiàn)在,公司正在為“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”起草國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基礎(chǔ)性研究。

“全光網(wǎng)”助推器

目前的寬帶網(wǎng)速理論上可達(dá)到100兆,但實(shí)際受傳輸介質(zhì)的限制,實(shí)際上最多為10兆。此外,以銅為導(dǎo)體的接入方式保密性差,容易受干擾、被竊聽,而且成果也非常高。為此,目前世界各國正在研究開發(fā)用于廣大用戶接入網(wǎng)上的光纖通信系統(tǒng)。相關(guān)國家都希望通過光纖通信系統(tǒng)的成功研發(fā),從信息化中獲取巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益,確保在國際競爭中的領(lǐng)先優(yōu)勢。

“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”系統(tǒng)是我國第一個(gè)實(shí)現(xiàn)以650nm塑料光纖為傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)系統(tǒng),可讓寬帶網(wǎng)實(shí)現(xiàn)真正的100兆?！?50nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”優(yōu)勢顯著,是一項(xiàng)全新的替代性技術(shù)。該系統(tǒng)采用2Gbps高速存儲交流技術(shù)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)交換,具有傳輸頻道帶寬、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。相對于以銅為介質(zhì)的傳統(tǒng)五類線系統(tǒng),具有高帶寬、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)、防雷擊、重量輕、韌性好、施工簡便、節(jié)省銅資源等特點(diǎn);相對于石英光纖系統(tǒng),具有施工和接續(xù)簡單、光源便宜、綜合成本低等特點(diǎn)。

“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”的成功產(chǎn)業(yè)化符合信息網(wǎng)絡(luò)行業(yè)“光進(jìn)銅退”的大趨勢,實(shí)現(xiàn)了“以塑代銅,以光代電”。即用塑料光纖取代銅芯電纜,可為國家節(jié)約大量的銅資源。銅作為不可再生資源,價(jià)格日益昂貴,而塑料卻擁有制造成本低,價(jià)格低廉等優(yōu)勢,以塑代銅可為企業(yè)和國家節(jié)約大量資源與資金,降低產(chǎn)業(yè)成本,增加附加值。而用光信號取代了電信號,可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息全光高速傳輸。

“全光網(wǎng)”時(shí)代的到來是科技進(jìn)步下的必然結(jié)果?！?50nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”的問世,實(shí)現(xiàn)了塑料光纖為傳輸介質(zhì),以光信號為信息載體,使光信息流在網(wǎng)絡(luò)的傳輸及交換時(shí)始終以光的形式存在,為光纖到桌面,光纖到終端提供了一種比較理想的技術(shù)支持。解決了通信系統(tǒng)全光網(wǎng)絡(luò)中“最后一公里”的瓶頸,為“全光網(wǎng)”時(shí)代的早日到來,打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

新興的朝陽產(chǎn)業(yè)

目前“電光網(wǎng)”時(shí)代,世界各國大力發(fā)展下,信息高速公路主干網(wǎng)線已具有相當(dāng)規(guī)模,主要采用有較好傳輸特性的石英光纖。但由于石英光纖存在材質(zhì)較脆易斷、接續(xù)維護(hù)不便等缺陷,因此用戶接入網(wǎng)線末端只能采用銅線電接入方式,這已成為一種國際慣例。

而這種方式同樣存在諸多問題:首先由于銅線本身存在的電阻率等問題,造成信息傳輸速度慢、容量小,光信息流進(jìn)入終端前一刻不得不變成電信息流,這種轉(zhuǎn)化使信息轉(zhuǎn)輸速度大為降低,成為難以滿足人們對信息通信技術(shù)的傳輸速度、容量等主面的高要求的世界性難題。

“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”通過技術(shù)創(chuàng)新,全面解決了上述難題。而且,在技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)充分考慮客戶需求,使用起來方便簡單,充分體現(xiàn)了智能化與集成化。該系統(tǒng)讓人“一看就懂、一點(diǎn)就知、一學(xué)就會”;同時(shí),系統(tǒng)維護(hù)起來也簡單便捷。

明顯的技術(shù)優(yōu)勢,人性化的設(shè)計(jì),再加上強(qiáng)有力的技術(shù)支撐;使“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”具有廣闊的應(yīng)用前景,在寵大的市場面前占領(lǐng)了先機(jī)。該系統(tǒng)可廣泛用于各類公司、專用局域網(wǎng),特別適用于短距離和對保密及環(huán)境有特殊要求的場合,例如機(jī)載、車載、艦船內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò),工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)等高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域,是短距離、多接點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)的理想設(shè)備。

篇8

裸眼3D是未來顯示技術(shù)發(fā)展的必然趨勢與終極方向，隨著光柵、指向光源、全息、體顯示等裸眼3D技術(shù)的快速發(fā)展，為人們帶來了全新的視覺體驗(yàn)與消費(fèi)方式，同時(shí)手機(jī)、廣告、展覽、軍事、醫(yī)療等先行行業(yè)對于裸眼3D顯示也有著極其迫切強(qiáng)烈的應(yīng)用需求。

而究竟何為裸眼3D，緣何如此吸引大眾關(guān)注呢？

南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授梁發(fā)云解釋說：裸眼3D技術(shù)是一種采用視差障壁技術(shù)、柱狀透鏡技術(shù)或者夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板MLD技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在不使用專用眼鏡的情況下，觀看圖像及文字時(shí)呈現(xiàn)突出屏幕的3D效果。裸眼3D技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于臺式計(jì)算機(jī)顯示器、筆記本計(jì)算機(jī)顯示器、3D廣告機(jī)、移動3D電視、手機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域，具有巨大的市場價(jià)值。

立足國需 服務(wù)產(chǎn)業(yè)

梁發(fā)云2005年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院，先后在國營企業(yè)、船舶重工集團(tuán)研究所、高新技術(shù)企業(yè)任職。隨后在南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院從事教學(xué)科研工作。其研究團(tuán)隊(duì)在裸眼3D技術(shù)、機(jī)器人立體視覺交互技術(shù)等領(lǐng)域做出了出色的成績，獲得多項(xiàng)科技成果獎，并承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、省部級科技項(xiàng)目的研究工作。近20多篇，獲得國家專利10余項(xiàng)。

2012年12月16日，江西省教育部門在南昌組織有關(guān)專家召開了“裸眼3D技術(shù)理論及應(yīng)用研究”科技成果鑒定會。鑒定結(jié)論為，項(xiàng)目研究內(nèi)容及成果豐富，創(chuàng)新性明顯，在裸眼3D技術(shù)參數(shù)評價(jià)方法和自動多視點(diǎn)技術(shù)研究方面達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

這一成果研究的光學(xué)差分式裸眼3D技術(shù)可以作為圖像、視頻、文字的視覺接口，廣泛應(yīng)用于圖文顯示設(shè)備。在攻關(guān)過程中，梁發(fā)云團(tuán)隊(duì)使用光學(xué)差分板固定在液晶顯示屏的前面（或后面）構(gòu)成前置式與后置式的裸眼3D液晶屏，液晶屏是用TFT-LCD作為圖像顯示單元，左右眼圖像分別顯示在奇列和偶列構(gòu)成的亞屏幕上，其光學(xué)差分組件改變圖像顯示單元上的左右眼圖像傳輸光線，在觀看區(qū)域會聚后形成左右眼獨(dú)立視區(qū)，雙眼接收到各自獨(dú)立的互不干擾的圖像，從而獲得立體視覺效果。

技術(shù)的關(guān)鍵在于裸眼3D光學(xué)機(jī)理的研究、光學(xué)差分組件參數(shù)的計(jì)算仿真及其設(shè)計(jì)加工和組裝。成果中的光學(xué)差分組件使用液晶技術(shù)加工制造，液晶層的厚度控制在8微米，使用電極上的動態(tài)驅(qū)動信號使液晶分子產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形成電子光柵，從而產(chǎn)生3D光學(xué)差分效應(yīng)。而在電極無驅(qū)動信號時(shí)，光學(xué)差分組件處于不工作狀態(tài)，不對光線進(jìn)行調(diào)制，使得LCD屏兼容于2D顯示。

通過攻關(guān)，他們提出了亞屏幕分區(qū)、獨(dú)立視區(qū)及其空間分布特征等理論，完善了裸眼3D技術(shù)的光學(xué)機(jī)理研究；探索了立體度參數(shù)及相應(yīng)測試方法，完成裸眼式3D顯示器的質(zhì)量評價(jià)和視覺特性測試研究；提出一種具有特色的不同于柱透鏡原理的自動多視點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，在眼睛識別與跟蹤算法和播放軟件等方面進(jìn)行了深入研究；設(shè)計(jì)并研制了視差分離光學(xué)板，開發(fā)了前置式和后置式的多種規(guī)格尺寸的裸眼3D顯示器樣機(jī)：樣機(jī)能形成左右眼圖像完全分離的獨(dú)立視區(qū)，滿足裸眼觀看3D影像的要求。

他們的成果完善了裸眼3D技術(shù)的光學(xué)研究，研制了裸眼3D顯示器，具有良好的3D視覺效果；研究了裸眼式3D顯示器的技術(shù)質(zhì)量評價(jià)方法及測試儀器，為技術(shù)質(zhì)量測試和建立國家標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)；自動多視點(diǎn)技術(shù)的研究充實(shí)了裸眼3D技術(shù)研究的內(nèi)涵。

“裸眼3D技術(shù)理論及應(yīng)用”研究在光學(xué)機(jī)理、技術(shù)質(zhì)量評價(jià)及測試、自動多視點(diǎn)技術(shù)等方面的研究成果，對新型顯示技術(shù)的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。技術(shù)性的研究成果可產(chǎn)業(yè)化推廣，與光電顯示技術(shù)公司合作開發(fā)適用產(chǎn)品，服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)?！?/p>

創(chuàng)新前沿 領(lǐng)航發(fā)展

裸眼3D技術(shù)是光電顯示的重要研究領(lǐng)域，在多行業(yè)有重要的應(yīng)用，為了凝聚研究方向，在光學(xué)機(jī)理、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和測試方法、視覺特性、3D圖像與視屏信號處理方法、微電子3D電路、3D傳感器、虛擬圖像、3D人機(jī)交互等領(lǐng)域加強(qiáng)研究，梁發(fā)云組建了裸眼3D技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究中心。

中心目前承擔(dān)了廳委重點(diǎn)科技項(xiàng)目和產(chǎn)學(xué)研科技項(xiàng)目的研究開發(fā)工作，在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面承擔(dān)了中小企業(yè)創(chuàng)新基金支持的產(chǎn)業(yè)化研究。為此，研究團(tuán)隊(duì)成立了南昌興亞光電科技發(fā)展有限公司，專門從事裸眼3D技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化工作。

身為科技領(lǐng)軍人的梁發(fā)云，不僅是一名孜孜不倦的墾荒者，在科技創(chuàng)新上持之以恒，克服經(jīng)費(fèi)和設(shè)備短缺等困難，堅(jiān)持研以之致用，在科學(xué)技術(shù)的原野上無懼無畏地探索與開拓；而且是一名傳道授業(yè)解惑的良師，因?yàn)樗钪胗虚L久不竭的發(fā)展動力，技術(shù)能力和真才實(shí)學(xué)在人才培養(yǎng)中至關(guān)重要。梁發(fā)云在科研中著重培養(yǎng)研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，目前已畢業(yè)的8名碩士研究生都就職于大型企業(yè)和研究所，6名在讀研究生繼續(xù)鉆研3D技術(shù)的縱深問題。

“裸眼3D技術(shù)是新型顯示技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，科技部“十二五”計(jì)劃專門規(guī)劃了其理論和應(yīng)用的發(fā)展目標(biāo)。3D技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，特別在消費(fèi)電子領(lǐng)域具有巨大的市場前景。裸眼3D技術(shù)在平板電腦、手機(jī)、監(jiān)控、廣告機(jī)、車載等產(chǎn)業(yè)方面具有重要應(yīng)用。市場容量巨大，產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值每年上千億。”梁發(fā)云說。

最后，他向我們描繪了裸眼3D的藍(lán)圖：隨著3D市場的啟動和逐步普及，3D影視作品將加快生產(chǎn)步伐，使大部分的影視劇及視頻節(jié)目開始采用3D技術(shù)拍攝發(fā)行，3D動漫領(lǐng)域也將形成巨大的產(chǎn)能。裸眼3D技術(shù)的影像產(chǎn)品適合于中小尺寸的家庭電視機(jī)、電腦顯示器、監(jiān)控設(shè)備、樓宇廣告設(shè)備、車載影像設(shè)備、便攜娛樂影音設(shè)備、通訊設(shè)備等，產(chǎn)品模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢日益明顯。裸眼3D技術(shù)的應(yīng)用體系非常廣泛，可以形成不同尺寸規(guī)格、功能多樣化的技術(shù)產(chǎn)品，豐富用戶需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

篇9

本文重點(diǎn)對半導(dǎo)體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點(diǎn)半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料，寬帶隙半導(dǎo)體材料，光子晶體材料，量子比特構(gòu)建與材料等目前達(dá)到的水平和器件應(yīng)用概況及其發(fā)展趨勢作了概述。最后，提出了發(fā)展我國半導(dǎo)體材料的建議。

關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體 材料 量子線 量子點(diǎn) 材料 光子晶體

1半導(dǎo)體材料的戰(zhàn)略地位

上世紀(jì)中葉，單晶硅和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導(dǎo)致了電子工業(yè)革命；上世紀(jì)70年代初石英光導(dǎo)纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進(jìn)了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類進(jìn)入了信息時(shí)代。超晶格概念的提出及其半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計(jì)思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強(qiáng)大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經(jīng)濟(jì)格局和軍事對抗的形式，徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

2幾種主要半導(dǎo)體材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.1硅材料

從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發(fā)展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術(shù)正處在由實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)，300mm，0.13μm工藝生產(chǎn)線也將在2003年完成評估。18英寸重達(dá)414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實(shí)驗(yàn)室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。

從進(jìn)一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發(fā)展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smart cut）和SIMOX材料等也發(fā)展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開發(fā)中。

理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應(yīng)對現(xiàn)有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術(shù)的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質(zhì)的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統(tǒng)集成芯片技術(shù)等來提高ULSI的集成度、運(yùn)算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計(jì)算和DNA生物計(jì)算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導(dǎo)體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點(diǎn)材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導(dǎo)體材料研發(fā)的重點(diǎn)。

2.2 GaAs和InP單晶材料

GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點(diǎn)；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨(dú)特的優(yōu)勢。

目前，世界GaAs單晶的總年產(chǎn)量已超過200噸，其中以低位錯(cuò)密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導(dǎo)電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發(fā)展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產(chǎn)線。InP具有比GaAs更優(yōu)越的高頻性能，發(fā)展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破，價(jià)格居高不下。

GaAs和InP單晶的發(fā)展趨勢是：

（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產(chǎn)，預(yù)計(jì)本世紀(jì)初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業(yè)應(yīng)用。

（2）。提高材料的電學(xué)和光學(xué)微區(qū)均勻性。

（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯(cuò)。

（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術(shù)發(fā)展很快，很有可能成為主流技術(shù)。

2.3半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料

半導(dǎo)體超薄層微結(jié)構(gòu)材料是基于先進(jìn)生長技術(shù)（MBE，MOCVD）的新一代人工構(gòu)造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設(shè)計(jì)思想，出現(xiàn)了“電學(xué)和光學(xué)特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態(tài)量子器件的基礎(chǔ)材料。

（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。

GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應(yīng)變補(bǔ)償材料體系已發(fā)展得相當(dāng)成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達(dá)fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達(dá)500GHz，HEMT邏輯電路研制也發(fā)展很快?；谏鲜霾牧象w系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發(fā)光二極管和紅光激光器以及大功率半導(dǎo)體量子阱激光器已商品化；表面光發(fā)射器件和光雙穩(wěn)器件等也已達(dá)到或接近達(dá)到實(shí)用化水平。目前，研制高質(zhì)量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調(diào)制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅(qū)動電路所需的低維結(jié)構(gòu)材料是解決光纖通信瓶頸問題的關(guān)鍵，在實(shí)驗(yàn)室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實(shí)驗(yàn)。另外，用于制造準(zhǔn)連續(xù)兆瓦級大功率激光陣列的高質(zhì)量量子阱材料也受到人們的重視。

雖然常規(guī)量子阱結(jié)構(gòu)端面發(fā)射激光器是目前光電子領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的有源器件，但由于其有源區(qū)極薄（～0.01μm）端面光電災(zāi)變損傷，大電流電熱燒毀和光束質(zhì)量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區(qū)量子級聯(lián)耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nm InGaAs帶間量子級聯(lián)激光器，輸出功率達(dá)5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報(bào)道了單個(gè)激光器準(zhǔn)連續(xù)輸出功率超過10瓦好結(jié)果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區(qū)縱向光耦合垂直腔面發(fā)射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質(zhì)量的新型激光器，在未來光通信、光互聯(lián)與光電信息處理方面有著良好的應(yīng)用前景。

為克服PN結(jié)半導(dǎo)體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了基于量子阱內(nèi)子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯(lián)激光器，突破了半導(dǎo)體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯(lián)激光器（QCLs）發(fā)明以來，Bell實(shí)驗(yàn)室等的科學(xué)家，在過去的7年多的時(shí)間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進(jìn)展。2001年瑞士Neuchatel大學(xué)的科學(xué)家采用雙聲子共振和三量子阱有源區(qū)結(jié)構(gòu)使波長為9.1μm的QCLs的工作溫度高達(dá)312K，連續(xù)輸出功率3mW.量子級聯(lián)激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠(yuǎn)紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調(diào)制器和無線光學(xué)連接等方面顯示出重要的應(yīng)用前景。中科院上海微系統(tǒng)和信息技術(shù)研究所于1999年研制成功120K 5μm和250K 8μm的量子級聯(lián)激光器；中科院半導(dǎo)體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準(zhǔn)連續(xù)應(yīng)變補(bǔ)償量子級聯(lián)激光器，使我國成為能研制這類高質(zhì)量激光器材料為數(shù)不多的幾個(gè)國家之一。

目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產(chǎn)型的MBE和M0CVD設(shè)備已研制成功并投入使用，每臺年生產(chǎn)能力可高達(dá)3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的Picogiga MBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產(chǎn)型MBE和MOCVD設(shè)備的成熟與應(yīng)用，必然促進(jìn)襯底材料設(shè)備和材料評價(jià)技術(shù)的發(fā)展。

（2）硅基應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。

硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標(biāo)。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發(fā)光效率就成為一個(gè)亟待解決的問題。雖經(jīng)多年研究，但進(jìn)展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結(jié)構(gòu)，Ge／Si量子點(diǎn)和量子點(diǎn)超晶格材料，Si／SiC量子點(diǎn)材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發(fā)光器件和有關(guān)納米硅的受激放大現(xiàn)象的報(bào)道，使人們看到了一線希望。

另一方面，GeSi／Si應(yīng)變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應(yīng)用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSi MODFET和MOSFET的最高截止頻率已達(dá)200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。

盡管GaAs／Si和InP／Si是實(shí)現(xiàn)光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數(shù)等不同造成的高密度失配位錯(cuò)而導(dǎo)致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協(xié)變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進(jìn)展。

2.4一維量子線、零維量子點(diǎn)半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料

基于量子尺寸效應(yīng)、量子干涉效應(yīng)，量子隧穿效應(yīng)和庫侖阻效應(yīng)以及非線性光學(xué)效應(yīng)等的低維半導(dǎo)體材料是一種人工構(gòu)造（通過能帶工程實(shí)施）的新型半導(dǎo)體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎(chǔ)。它的發(fā)展與應(yīng)用，極有可能觸發(fā)新的技術(shù)革命。

目前低維半導(dǎo)體材料生長與制備主要集中在幾個(gè)比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進(jìn)展。俄羅斯約飛技術(shù)物理所MBE小組，柏林的俄德聯(lián)合研制小組和中科院半導(dǎo)體所半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點(diǎn)激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續(xù)輸出功率高達(dá)3.6～4W.特別應(yīng)當(dāng)指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點(diǎn)激光器的有源區(qū)材料結(jié)構(gòu)中引入應(yīng)力緩解層，抑制了缺陷和位錯(cuò)的產(chǎn)生，提高了量子點(diǎn)激光器的工作壽命，室溫下連續(xù)輸出功率為1W時(shí)工作壽命超過5000小時(shí)，這是大功率激光器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，至今未見國外報(bào)道。

在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進(jìn)展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報(bào)道了可在室溫工作的單電子開關(guān)器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了128Mb的單電子存貯器原型樣機(jī)的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應(yīng)用方面邁出的關(guān)鍵一步。目前，基于量子點(diǎn)的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，單光子源和應(yīng)用于量子計(jì)算的量子比特的構(gòu)建等方面的研究也正在進(jìn)行中。

與半導(dǎo)體超晶格和量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的生長制備相比，高度有序的半導(dǎo)體量子線的制備技術(shù)難度較大。中科院半導(dǎo)體所半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的MBE小組，在繼利用MBE技術(shù)和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準(zhǔn)（垂直或斜對準(zhǔn)）的物理起因和生長控制進(jìn)行了研究，取得了較大進(jìn)展。

王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的喬治亞理工大學(xué)的材料科學(xué)與工程系和化學(xué)與生物化學(xué)系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發(fā)技術(shù)，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導(dǎo)體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現(xiàn)出高純、結(jié)構(gòu)均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯(cuò)；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達(dá)數(shù)毫米。這種半導(dǎo)體氧化物納米帶是一個(gè)理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運(yùn)現(xiàn)象和基于它的功能器件制造。香港城市大學(xué)李述湯教授和瑞典隆德大學(xué)固體物理系納米中心的Lars Samuelson教授領(lǐng)導(dǎo)的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導(dǎo)體量子線超晶格結(jié)構(gòu)的生長制各方面也取得了重要進(jìn)展。

低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制備的方法很多，主要有：微結(jié)構(gòu)材料生長和精細(xì)加工工藝相結(jié)合的方法，應(yīng)變自組裝量子線、量子點(diǎn)材料生長技術(shù)，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術(shù)，單原子操縱和加工技術(shù)，納米結(jié)構(gòu)的輻照制備技術(shù)，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學(xué)方法制備量子點(diǎn)和量子線的技術(shù)等。目前發(fā)展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)變自組裝可控生長技術(shù)，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結(jié)構(gòu)。

2.5寬帶隙半導(dǎo)體材料

寬帶隙半導(dǎo)體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點(diǎn)，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍(lán)、綠光發(fā)光二極管（LED）和紫、藍(lán)、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應(yīng)用方面也顯示了廣泛的應(yīng)用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍(lán)綠光發(fā)光材料的研究熱點(diǎn)。目前，GaN基藍(lán)綠光發(fā)光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達(dá)140GHz，fT=67 GHz，跨導(dǎo)為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發(fā)展很快。此外，256×256 GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業(yè)有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學(xué)方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍(lán)光激光器和GaN基電子器件的發(fā)展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因?yàn)樗鼈冊陂L波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應(yīng)用前景。

以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進(jìn)展，2英寸的4H和6H SiC單晶與外延片，以及3英寸的4H SiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍(lán)綠光LED業(yè)已上市，并參于與以藍(lán)寶石為襯低的GaN基發(fā)光器件的竟?fàn)帯Ｆ渌鸖iC相關(guān)高溫器件的研制也取得了長足的進(jìn)步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價(jià)格昂貴。

II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。1991年3M公司利用MBE技術(shù)率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導(dǎo)體激光（材料）器件研制的。經(jīng)過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時(shí)，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發(fā)展和應(yīng)用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區(qū)材料的完整性，特別是要降低由非化學(xué)配比導(dǎo)致的點(diǎn)缺陷密度和進(jìn)一步降低失配位錯(cuò)和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向?qū)嵱没氨仨氁鉀Q的問題。

寬帶隙半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料往往也是典型的大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，所謂大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料是指晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)或晶體的對稱性等物理參數(shù)有較大差異的材料體系，如GaN／藍(lán)寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發(fā)界面處大量位錯(cuò)和缺陷的產(chǎn)生，極大地影響著微結(jié)構(gòu)材料的光電性能及其器件應(yīng)用。如何避免和消除這一負(fù)面影響，是目前材料制備中的一個(gè)迫切要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。這個(gè)問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。

目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍(lán)光LED材料和器件已有商品出售外，大多數(shù)高溫半導(dǎo)體材料仍處在實(shí)驗(yàn)室研制階段，不少影響這類材料發(fā)展的關(guān)鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機(jī)理等仍是制約這些材料實(shí)用化的關(guān)鍵問題，國內(nèi)外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。

3光子晶體

光子晶體是一種人工微結(jié)構(gòu)材料，介電常數(shù)周期的被調(diào)制在與工作波長相比擬的尺度，來自結(jié)構(gòu)單元的散射波的多重干涉形成一個(gè)光子帶隙，與半導(dǎo)體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態(tài)晶體中的能帶論來描述三維周期介電結(jié)構(gòu)中光波的傳播，相應(yīng)光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態(tài)密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質(zhì)量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結(jié)合脈沖激光蒸發(fā)方法，即先用脈沖激光蒸發(fā)制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發(fā)光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個(gè)理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進(jìn)展，但三維光子晶體的研究，仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進(jìn)展。

4量子比特構(gòu)建與材料

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術(shù)限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發(fā)展基于全新原理和結(jié)構(gòu)的功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)是21世紀(jì)人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。1994年Shor基于量子態(tài)疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。

所謂量子計(jì)算機(jī)是應(yīng)用量子力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)的裝置，理論上講它比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有更快的運(yùn)算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計(jì)算機(jī)理想極限。實(shí)現(xiàn)量子比特構(gòu)造和量子計(jì)算機(jī)的設(shè)想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個(gè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進(jìn)行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實(shí)現(xiàn)其邏輯運(yùn)算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計(jì)算機(jī)要工作在mK的低溫下。

這種量子計(jì)算機(jī)的最終實(shí)現(xiàn)依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術(shù)的發(fā)展。除此之外，為了避免雜質(zhì)對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質(zhì)）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規(guī)則的磷原子陣列等是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的關(guān)鍵。量子態(tài)在傳輸，處理和存儲過程中可能因環(huán)境的耦合（干擾），而從量子疊加態(tài)演化成經(jīng)典的混合態(tài)，即所謂失去相干，特別是在大規(guī)模計(jì)算中能否始終保持量子態(tài)間的相干是量子計(jì)算機(jī)走向?qū)嵱没八匦杩朔碾y題。

5發(fā)展我國半導(dǎo)體材料的幾點(diǎn)建議

鑒于我國目前的工業(yè)基礎(chǔ)，國力和半導(dǎo)體材料的發(fā)展水平，提出以下發(fā)展建議供參考。

5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術(shù)的主導(dǎo)地位

至少到本世紀(jì)中葉都不會改變，至今國內(nèi)各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進(jìn)口。目前國內(nèi)雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產(chǎn)6英寸的硅外延片，然而都未形成穩(wěn)定的批量生產(chǎn)能力，更談不上規(guī)模生產(chǎn)。建議國家集中人力和財(cái)力，首先開展8英寸硅單晶實(shí)用化和6英寸硅外延片研究開發(fā)，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產(chǎn)線用硅單晶材料的國產(chǎn)化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應(yīng)有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規(guī)模生產(chǎn)能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應(yīng)及時(shí)布點(diǎn)研制。另外，硅多晶材料生產(chǎn)基地及其相配套的高純石英、氣體和化學(xué)試劑等也必需同時(shí)給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術(shù)的落后局面，進(jìn)入世界發(fā)達(dá)國家之林。

5.2 GaAs及其有關(guān)化合物半導(dǎo)體單晶材料發(fā)展建議

GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現(xiàn)在拉晶和晶片加工設(shè)備落后，沒有形成生產(chǎn)能力。相信在國家各部委的統(tǒng)一組織、領(lǐng)導(dǎo)下，并爭取企業(yè)介入，建立我國自己的研究、開發(fā)和生產(chǎn)聯(lián)合體，取各家之長，分工協(xié)作，到2010年趕上世界先進(jìn)水平是可能的。要達(dá)到上述目的，到“十五”末應(yīng)形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產(chǎn)能力，以滿足我國不斷發(fā)展的微電子和光電子工業(yè)的需術(shù)。到2010年，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)4英寸GaAs生產(chǎn)線的國產(chǎn)化，并具有滿足6英寸線的供片能力。

5.3發(fā)展超晶格、量子阱和一維、零維半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料的建議

（1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎(chǔ)出發(fā)，應(yīng)以三基色（超高亮度紅、綠和藍(lán)光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強(qiáng)MBE和MOCVD兩個(gè)基地的建設(shè)，引進(jìn)必要的適合批量生產(chǎn)的工業(yè)型MBE和MOCVD設(shè)備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP， GaN基藍(lán)綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實(shí)用化研究是當(dāng)務(wù)之急，爭取在“十五”末，能滿足國內(nèi)2、3和4英寸GaAs生產(chǎn)線所需要的異質(zhì)結(jié)材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)能力。達(dá)到本世紀(jì)初的國際水平。

寬帶隙高溫半導(dǎo)體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應(yīng)擇優(yōu)布點(diǎn)，分別做好研究與開發(fā)工作。

（2）一維和零維半導(dǎo)體材料的發(fā)展設(shè)想。基于低維半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料的固態(tài)納米量子器件，目前雖然仍處在預(yù)研階段，但極其重要，極有可能觸發(fā)微電子、光電子技術(shù)新的革命。低維量子器件的制造依賴于低維結(jié)構(gòu)材料生長和納米加工技術(shù)的進(jìn)步，而納米結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量又很大程度上取決于生長和制備技術(shù)的水平。因而，集中人力、物力建設(shè)我國自己的納米科學(xué)與技術(shù)研究發(fā)展中心就成為了成敗的關(guān)鍵。具體目標(biāo)是，“十五”末，在半導(dǎo)體量子線、量子點(diǎn)材料制備，量子器件研制和系統(tǒng)集成等若干個(gè)重要研究方向接近當(dāng)時(shí)的國際先進(jìn)水平；2010年在有實(shí)用化前景的量子點(diǎn)激光器，量子共振隧穿器件和單電子器件及其集成等研發(fā)方面，達(dá)到國際先進(jìn)水平，并在國際該領(lǐng)域占有一席之地?？梢灶A(yù)料，它的實(shí)施必將極大地增強(qiáng)我國的經(jīng)濟(jì)和國防實(shí)力。

本文限于篇幅，只討論了幾種最重要的半導(dǎo)體材料，II－VI族寬禁帶與II－VI族窄禁帶紅外半導(dǎo)體材料，高效太陽電池材料Cu（In，Ga）Se2，CuIn（Se，S）等以及發(fā)展迅速的有機(jī)半導(dǎo)體材料等沒有涉及。

篇10

關(guān)鍵詞 碼盤;穩(wěn)定性;精度;環(huán)境適應(yīng)性

中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0018-02

光電編碼器具有廣闊的應(yīng)用前景，其在精密機(jī)床數(shù)控、精確測角等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，光電編碼器碼盤材料得到了提高，從而拓寬了光電編碼器的應(yīng)用領(lǐng)域，在惡劣、振動條件下應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

光電編碼器是一個(gè)包含光機(jī)電三大領(lǐng)域技術(shù)的綜合系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理裝置組成。

安裝時(shí)碼盤與電機(jī)同軸，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤與電機(jī)就會相應(yīng)的同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光、接收管組成的數(shù)據(jù)采集裝置在機(jī)械位移中，轉(zhuǎn)換成若干個(gè)光電信號，經(jīng)單片機(jī)邏輯處理，輸出相應(yīng)脈沖。

1）主體。采用光、機(jī)、電一體，全封閉結(jié)構(gòu)。外殼選擇鑄鋁成型，優(yōu)點(diǎn)：具有強(qiáng)度高及防腐蝕性能好的特點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 光電編碼器整體結(jié)構(gòu)圖

2）碼盤。光柵盤是在一定直徑的金屬片上開通若干個(gè)等分的長方形孔，以通和不通刻線，分別代表數(shù)字量的“1”和“0”。

用玻璃碼盤或塑料碼盤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置不能可靠的接收到光信號，不能準(zhǔn)確傳遞速度反饋信息，使調(diào)速系統(tǒng)的信號與實(shí)際值出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作，而引發(fā)生產(chǎn)事故。碼盤選擇低膨脹系數(shù)的金屬片制成。優(yōu)點(diǎn)：在高溫環(huán)境下不變形，并具有抗沖擊、抗振動能力，如圖2所示。

圖2 光電編碼器金屬碼盤

2 技術(shù)改進(jìn)措施

1）獲取A、B相信號。將機(jī)械軸上的幾何位移量，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息量的過程，是由光電變換信號產(chǎn)生的，處理光電編碼器光電變換過程，是系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)。

①“田”字排列光電接收器。

光敏器件是將光信息轉(zhuǎn)換成電信息（即通過光信號產(chǎn)生受控電信號）的器件。采用光敏器件為田字排列整體封裝，如圖3所示。

0 90

270 180

圖3 雙排布局裂相指示光柵示意圖。

田字排列的四裂相接收器，在光電編碼器應(yīng)用中，稱之為四裂相讀取法，在碼盤與光源相對位移中，可以準(zhǔn)確獲取四路各相差90°度正弦信號。其特點(diǎn)是：對照明不均勻有部分補(bǔ)充作用，可以消除軸系晃動、碼盤安裝偏心、刻劃半徑不等以及某些不對稱變形引起的數(shù)據(jù)誤差。

②安裝四相線光電接收器。

本文方法是將一個(gè)設(shè)計(jì)好光路的凸型透鏡與四相線光電接收器固定在一基座上，不采用指示光柵，克服了傳統(tǒng)光電編碼器的易受干擾缺點(diǎn)。

發(fā)光管發(fā)出的光，通過光柵經(jīng)透鏡，光電接收器上直接裂相，獲取四路相差90°度的正弦信號。通過差分放大電路，變成兩路相差90°度的正弦SIN與余弦COS波形，如圖4所示。

圖4 輸出波形圖

2）獲取零位脈沖信號。傳統(tǒng)光電編碼器莫爾條紋通常是由兩塊光柵疊加形成的，光柵固定在主軸上隨之一起移動，指示光柵與基座固定在一起。由于光束透過光柵及指示光柵過程中，必然存在雜光，所以接收管輸出帶有不同程度的殘余電壓，也稱之為次峰，在不同環(huán)境下，會產(chǎn)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，造成零位誤差。本文是不要指示光柵，而將兩個(gè)光電接收管粘合，與基座固定在一起。發(fā)光管發(fā)出的光，通過光柵直接裂相獲取兩路相差45°的零位脈沖信號。如圖5所示。

圖5 零位脈沖信號

圖6 零位脈沖處理電路

兩個(gè)光電接收管直接獲取最大通光量，接收管輸出可達(dá)到最大量的效果，所以我們將兩路零位脈沖信號，直接用電子學(xué)進(jìn)行邏輯處理，將比較器電路組合成與門邏輯關(guān)系如圖6所示。

從零位波形圖中可以看出，波形斜率在高低溫環(huán)境下，變化很小，可以準(zhǔn)確定位起始點(diǎn)，同時(shí)也提高了計(jì)數(shù)精度。

3 結(jié)論

本文通過將光電編碼器的碼盤改變?yōu)榻饘俨馁|(zhì)，提高了光電編碼器的環(huán)境適應(yīng)性;通過獲取A、B相信號及獲取零位脈沖信號兩方面的改進(jìn)提高電路的抗干擾性及穩(wěn)定性。

通過本文的改進(jìn)措施提高了光電編碼器的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了抗惡劣環(huán)境的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王顯軍.基于SOC單片機(jī)的高集成度光電編碼器電路設(shè)計(jì)[J].光學(xué)精密工程，2011，19（5）：1082-1087.

[2]趙長海，萬秋華，等.24位絕對式光電編碼器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2010，31（3）：468-471.

[3]劉長順，王顯軍，等.八矩陣超小型絕對式光電編碼器[J].光學(xué)精密工程，2010，12（2）：326-333.