现代光电信息技术的发展及应用

现代光电信息技术的发展与应用光具有非常快的速度、非常宽的带宽和非常高的信息容量，已广泛应用于现代信息技术。 现代光电信息技术是光学技术、光电技术、微电子技术、信息技术、光信息技术、计算机技术、图像处理技术等相互交叉、相互渗透和相互结合的产物，是一种多学科综合技术，以光波为信息载波，控制、调制、传感、转换、存储、 通过实施处理和显示等技术方法取得必要的信息，其研究内容包括光辐射、传输、探测、光与物质的相互作用、光电信息的转换、存储、处理和显示等多个领域。现代光电信息技术有效地扩展人眼的视觉功能，将其探测阈值达到光子探测的极限水平，所探测的光谱范围在长波方向到达亚毫米波段，在短波中扩展至紫外线、x射线、y射线或者高能量粒子，其特征在于，将光作为信息载体，与计算机的研究成果相结合超高速现象(核爆、火箭发射等)可以在毫微秒(ns )、微微秒(ps )甚至毫微微秒(fs )级别记录，使得多台计算机能够利用光网络传输和处理大量信息。 光电信息技术的上述两个重要特点推动了信息科技的快速发展。一、光电信息技术的发展1 .光电信息技术发展简况1873年发现了硒的光导电性(内光电效应)1888年德国的H.R .赫兹的紫外线照射到金属上时，金属上释放出了带电粒子1890年p .雷纳通过测定带电粒子的电荷质量比，证明其为电子1900年，m .普朗克提出了黑体辐射能量分布的普遍公式1929年，L.R .霍乱成为银氧铯(Ag-O-Cs )光电阴极，出现了光电管1939年，苏联的V.K .兹沃勒金制造了实用的光电倍增管20世纪30年代末，出现了硫化铅(PbS )红外线检测器40年代出现了用半导体材料制成的温差型红外线检测器和辐射热计50年代中期，使用了可见光区域的硫化镉(CdS )、硒化镉(CdSe )的光电阻和短波红外硫化铅光检测器20世纪60年代以来的几十年间，红外线检测器和红外线检测系统发展迅速2 .光电子器件的发展简况在光源和发光器件方面，最具里程碑意义的是1960年代的激光发明，近年来，激光已广泛应用于通信、雷达、测距、定位、引导、遥感、工业生产和科学研究，为传递信息进行了各种测量和控制。光纤技术的发展提出了1966年：年当时英籍华人高锐等人实现低损耗光纤的可能性，1970年美国开发出了具有20dB/km损耗的石英光纤和室温连续工作的激光二极管，使光纤通信成为现实。 这一年被公认为“光纤通信元年”。光存储技术的历史很短，发展很快。 1972年，荷兰菲利普斯公司演示了模拟式激光光盘。 1982年，菲利普斯公司与日本索尼公司合作，首次推出了数字激光播放器。面板显示技术是液晶显示器发展最快的。 1964年，美国RCA发现了液晶的多种光电效应：冰箱效应、动态散射效应和相移记忆效应为液晶显示器、液晶光阀等器件的开发奠定了基础。从以上发展的简单情况来看，尽管已经发现或提出了光电效应、激发辐射原理等，但相应的光电器件的出现和发展及其应用一直较为落后，光电器件和技术的发展已经在20世纪50年代以后。 事实上，光电器件的发展离不开材料技术、半导体技术、微电子技术和精密仪器设备，必须与其他高新技术相互促进，共同发展。 同时，在光信息技术领域，各技术分支之间也存在相互驱动、相互牵引的关系。二、光电信息技术的应用21世纪被称为“光电子信息时代”。 全球性的“光谷”正在流行。 不仅国民经济和人民生活对光电信息技术的需求急剧增加，军事和防卫对光电信息技术的需求更加突出。 特别是全世界的利益追求，各国都把光电信息技术作为本国军事高新技术发展的关键技术加以重视。 不仅信息时效好，而且数量大，质量高，成本低。 本文从以下几个方面阐述光学信息技术的地位和作用1 .光通信光通信的来源其实是无线电通信。 光通信是以光波为传输介质的通信方式。 光波和电波是相同的电磁波，但光波的频率比电波的频率高，波长比电波的波长短。 因此，具有传输频带宽度、通信容量大、抗电磁干扰等优点。 现在光波代替有线通信的电流和无线通信的电波，成为有线通信和无线通信的核心。2 .光电对光电对抗是指敌对双方在光带范围内利用光电设备和器材，侦察和警报敌人的光电感应武器和光电侦察设备等光电武器，实施干扰，削弱敌人的光电武器，降低或丧失战斗性能，利用这些光电设备和器材，有效地保护我方的光电设备和人员不受敌人的侦察警报和干扰。3 .激光武器激光武器(Laser Weapon )是一种利用向一定方向发射的激光束攻击目标的定向能量武器，具有快速、灵活、精确、电磁干扰等优异的性能，在光电对抗、防空、战略防御中发挥独特的作用。 分为战术激光武器和战略激光武器。 这将是正常威慑。 由于激光武器的速度是光速，所以使用时不需要提前的量，但由于激光容易受到天气的影响，至今还没有普及。4 .遥感遥感狭义上是人们通过各种技术手段获得不同场所的地形、气候条件、建筑环境等基本情况。 然而，无论如何，最后探测的结果最终必须出现在人眼前，由于遥感影像。 一个图像可以包含用数千字符表示的信息，这样的大容量、高效率的优越性是成像为光电原理的关键技术是影响遥感技术和制约的关键因素。 因此，光电信息技术是视觉成像的基础，是遥感中机器的重要支持技术之一，其技术发展和外围设备技术变革同时为遥感技术的发展提供了前提。5 .其他事项除上述几个主要应用领域外，光电信息技术在日常生活(如办公自动化、音像娱乐)、安全防卫(如电视监视器、条形码技术等)、科研、诊断和医疗、先进制造技术、军事(如军事演习、模拟训练、靶场测量等)等方面的应用需求越来越多，对社会的作用也越来越大三、光电信息技术应用的发展趋势：随着光电器件的多样化、微细化和各种功能和技术指标的发展，光电技术的应用不断改进，对国民经济和军事的影响越来越深、越来越巨大。1、产品转型与推广应用：民用光纤用户、军用光电制导智能、光陀螺精细化等2 .结合各种高新技术开拓新技术和应用：如光生物学、生物光电子学、纳米技术与光电信息技术相结合发展等3 .促进新型武器装备的出现：激光武器、激光雷达、无人飞机和战场机器人、信息共享、光纤智能