李昕蔚

摘 要 光電子技術(shù)是以光子學作為研究核心，輔助以電子學，并且在現(xiàn)今社會中迅速發(fā)展的一門新型技術(shù)。該技術(shù)具有高效、迅速、準確、精密等特點，且該技術(shù)的運用有利于全面提高產(chǎn)品的加工水平，同時有助于產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。本文主要論述了光電子技術(shù)的發(fā)展以及其在各個領(lǐng)域中的應用情況。

【關(guān)鍵詞】光電子技術(shù) 光通信 光智能

1 前言

為慶祝人民解放軍建軍九十周年，我國于2017年7月30日在內(nèi)蒙古舉行了備受世人矚目閱兵儀式。中國軍隊在閱兵式上展示了各樣的先進武器，包含多種車載、機載、艦載的偵察系統(tǒng)。這些偵察系統(tǒng)所應用的主要技術(shù)手段就是光電子技術(shù)。由此使光電子技術(shù)再一次進入人們的視野。

光電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的重要發(fā)展領(lǐng)域之一，也是21世紀迅速發(fā)展起來的一種新型的電子技術(shù)，其涉及到光通訊、光智能、光應用、功能器件等多個應用領(lǐng)域。光電子學以光子學為核心，加上電子學作為輔助學科，同時兼容了電子技術(shù)，相比于微電子技術(shù)有著不容忽視的優(yōu)越性。所以，光電子技術(shù)成為了最具有廣闊發(fā)展空間的研究領(lǐng)域之一。

2 發(fā)展進程

自20世紀60年代以來，光電子技術(shù)的發(fā)展取得極好的成果，其具體發(fā)展歷程如表1所示。

3 應用

3.1 功能器件

利用光電子技術(shù)制成的功能器件包括太陽能電池以及集成光路等。太陽能電池在我們的生活中應用很是廣泛。太陽能電池是利用光電子技術(shù)，通過光電效應或者光化學效應實現(xiàn)光能與電能間直接轉(zhuǎn)化的材料。第一塊太陽電池于1883年由美國發(fā)明家菲特用硒和金成功制得。隨著人們對于半導體的進一步了解，第一個以硅作為主要元素的太陽能電池在1954年誕生在貝爾實驗室。此后太陽能電池被大量應用到人們生產(chǎn)、生活中。因其利用光電子技術(shù)這一新興科技，太陽能電池擁有許多傳統(tǒng)電池不具備的優(yōu)勢，它轉(zhuǎn)換效率高、工作穩(wěn)定性較強、使用壽命長、技術(shù)發(fā)展成熟，另外該裝置在發(fā)電時產(chǎn)生的有害物質(zhì)極少，有望成為未來中國主要的發(fā)電途徑之一。除此之外，科研人員們利用太陽能電池制造出的太陽能汽車也是汽車行業(yè)最新的技術(shù)，該項技術(shù)有利于改變傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)，利用清潔能源的使用，減少環(huán)境污染，做到環(huán)境友好。

集成光路是指將傳統(tǒng)的分立光學器件進行微型化以及平面化后形成的一種集成化的光學系統(tǒng)。該系統(tǒng)運用光子進行信息的傳輸和加工處理，這也同樣是利用光電子技術(shù)才得以實現(xiàn)的?！凹呻娐贰边@一名詞是在20世紀70年代才被提出的，直至當下，雖說集成光路的研究與使用已初見規(guī)模，但是它仍處于發(fā)展階段。集成光路主要利用光子傳輸和光電信號間的轉(zhuǎn)化，具有許多傳統(tǒng)集成電路不具備的優(yōu)勢，比如其傳輸速度和效率遠大于集成電路，傳輸信號準確度高、可靠性強，在未來信息化的社會中具有廣闊的發(fā)展前景。

3.2 光通信

光電子技術(shù)在光通信方面的應用也十分廣泛。傳真、可視電話、有線電視、廣播等多媒體以及信息的獲取均離不開光電子技術(shù)。有線電視作為21世紀獲取信息的新型方式之一，已經(jīng)完全滲透于各家各戶。有線電視系統(tǒng)利用光電子技術(shù)，通過光纜、射頻電纜以及多頻道微波分配系統(tǒng)等技術(shù)的相輔相成來完成信息的傳輸，完成聲音、數(shù)據(jù)以及圖像信號的交換以及分配。

光纖傳輸也是一種運用光電子技術(shù)進行信息獲取的技術(shù)。該項技術(shù)將光導纖維作為僅需數(shù)據(jù)以及信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)，用來快速傳輸數(shù)字信號以及模擬信號，并且達到視頻傳輸?shù)囊蟆，F(xiàn)階段，光纖已經(jīng)代替銅線，進入各個家庭，為眾多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線連接，真正地將全世界“緊密連接”在一起。

3.3 RS光應用

光電子技術(shù)在RS光應用也一直保持在較高速的發(fā)展水平。利用光電子技術(shù)的RS光應用可進行例如XRD以及紅外紫外探測等物理性質(zhì)測試。XRD（X-ray diffraction）即X射線衍射是一項廣泛應用于材料、冶金等學科研究上的基礎(chǔ)測試技術(shù)。該技術(shù)通過將樣品放入材料X射線衍射儀進行X射線衍射，由此獲得其衍射圖譜，以便進行材料分析，最終得出該樣品的成分、形態(tài)以及材料內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)或原子結(jié)構(gòu)等信息。而紅外線、紫外線探測在軍事、國防等方面有著廣泛應用。紅外探測技術(shù)在軍事上的主要作用是制成光電傳感器以便獲取信息，利用該項技術(shù)獲取信息的質(zhì)量準確度高且該技術(shù)應用場所廣泛，所以在軍事領(lǐng)域占有越來越重要的地位。另外紫外線探測技術(shù)還可以用來探測火焰，通過測量紫外光譜來探測火源，以此來獲取火災信息，有效地對其進行防控，以保證安全。以上三種物理性質(zhì)測試技術(shù)都屬于光電子技術(shù)在獲取信息方面的特種應用。

光電子技術(shù)除了在物理性質(zhì)測試領(lǐng)域有著較好應用之外，還被廣泛應用于等離子顯示器。顯示器指的是將一定的電子信息通過特定的傳輸設(shè)備顯示到屏幕上再反射到人眼的顯示工具。而最新研制出的用于光電信息表達的等離子顯示器則應用了現(xiàn)今正處于快速發(fā)展態(tài)勢的等離子平面屏幕技術(shù)。與傳統(tǒng)液晶顯示器不同，等離子顯示器主要是在通電的條件下，通過氣體產(chǎn)生等離子效應，并由此發(fā)射出紫外線，從而達到顯示光電信息的目的。等離子顯示器的對比度較高、屏幕亮度均勻、色彩還原度高且對環(huán)境的適應能力較強，雖在現(xiàn)階段尚未投入大量使用，但其在各種顯示器中仍占有重要一席。該顯示器也是以光電子技術(shù)作為基礎(chǔ)，再結(jié)合已其他產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)而成的。

在醫(yī)學方面，光電子技術(shù)的應用也改良了不少傳統(tǒng)的醫(yī)療方法和技術(shù)，比如激光手術(shù)刀。激光手術(shù)刀主要由一臺激光器和導光系統(tǒng)構(gòu)成，將激光導到需要實行手術(shù)的部位，利用激光將組織汽化，達到切割的目的。激光手術(shù)刀極為“鋒利”，減輕了醫(yī)生的勞動程度，提高手術(shù)效率；激光手術(shù)刀對生物組織有熱凝固效應，減少出血，減輕病人痛苦；另外，激光手術(shù)刀的體積也比傳統(tǒng)手術(shù)刀小了許多，這提高了手術(shù)實施的靈活性，有助于醫(yī)生完成高難度的手術(shù)。

3.4 光智能

光電子技術(shù)在光智能方面的應用主要面向于光電子計算機、超高速運算、立體顯示器以及激光測量等方面。激光測量主要是利用二極管對目標發(fā)出脈沖，其中脈沖為激光，激光經(jīng)過目標物的反射后發(fā)生散射，部分散射光被傳感器接收并通過光學系統(tǒng)進行成像。成像過程發(fā)生在光電二極管上，該二極管由于內(nèi)部具有光學放大功能的傳感器所以可以對及其微弱的電信號進行檢測。由此對發(fā)出脈沖到接收光信號之間的時間進行記錄，并以此達到測量距離的目的。該項技術(shù)具有測量速度較快、精度高且對被測物體影響極小的優(yōu)點?，F(xiàn)階段，激光測量已經(jīng)廣泛應用到激光光譜分析、激光跟蹤、激光測速以及激光掃描等方面。

4 展望

光電子技術(shù)如今不僅應用于軍事行業(yè)，更是滲入到人們的生活當中，不斷方便并且改變?nèi)藗兊纳睢?008年中國北京奧運會，科研人員們利用光電子技術(shù)為“水立方”量身定制了LED。而現(xiàn)今光電子技術(shù)已被世人認為是21世紀的第一主導產(chǎn)業(yè)，該項技術(shù)的戰(zhàn)略地位極為重要，代表了現(xiàn)今社會經(jīng)濟發(fā)展的制高點?？偠灾?，光電子技術(shù)的不斷發(fā)展也會更加方便人們的生活，更強有力地帶動社會發(fā)展。

（指導老師：高彤宇）

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