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        探討光電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

        2021-08-09 02:23:37郭昊鑫
        中國新通信 2021年10期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用發(fā)展

        郭昊鑫

        【摘要】? ? 隨著我國科技水平的不斷提高,光電子技術(shù)也更加成熟,在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,并且獲得了很好地應(yīng)用效果??萍嫉陌l(fā)展日新月異,光電子技術(shù)呈現(xiàn)出多樣性、多領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,在一定程度上促進(jìn)了社會的發(fā)展和時代的進(jìn)步,并且隨著時間的推移,其影響力也在不斷提升。光電子技術(shù)主要由光子技術(shù)和電子技術(shù)構(gòu)成,涵蓋范圍十分寬泛,是信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵內(nèi)容,很可能對未來世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。基于此,本文對光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和實際應(yīng)用進(jìn)行闡述,旨在為相關(guān)人員提供參考。

        【關(guān)鍵詞】? ? 光電子技術(shù)? ? 發(fā)展? ? 應(yīng)用

        引言:

        光電子技術(shù)是一種融合了光子技術(shù)和電子技術(shù)的新型技術(shù),涉及光顯示、光儲存、激光等多個領(lǐng)域,并且涵蓋了非常豐富的技術(shù)理論,如光電子學(xué)、計算機(jī)學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等諸多學(xué)科,光子學(xué)是光電子技術(shù)在主多學(xué)科中的研究核心,支撐技術(shù)主要是近年新興的電子學(xué)。光電子技術(shù)在眾多領(lǐng)域中都有廣泛地應(yīng)用,對科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展起到非常積極的促進(jìn)作用,其技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)能力也成為世界各國綜合實力和國際競爭力的重要表現(xiàn)形式之一。

        一、光電子技術(shù)概述

        光電子技術(shù),確切的成為信息光電子技術(shù),該技術(shù)的核心內(nèi)容是能實現(xiàn)電能和光能之間的轉(zhuǎn)換,在二者的轉(zhuǎn)換過程中涉及半導(dǎo)體材料、材料科學(xué)、精細(xì)技工等眾多領(lǐng)域和技術(shù)[1]。光電子技術(shù)的誕生和相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)都是始于20實際60年代,發(fā)展到今天已經(jīng)在各個領(lǐng)域中都得到了廣泛地應(yīng)用,如醫(yī)療行業(yè)、信息行業(yè)、軍事武器制造行業(yè)或一些高新制造業(yè)等。

        無限激光器設(shè)備是促進(jìn)光電子技術(shù)發(fā)展的主要誘因,在光電子技術(shù)的發(fā)展過程提供了重要的光頻波段支持,通過對光子和電子的合理利用,催生出一種全興的光子物理現(xiàn)象,并且隨著科技的不斷發(fā)展,光電技術(shù)逐漸實現(xiàn)了信息化的處理、儲存、傳輸?shù)裙δ?,利用光電子技術(shù)原理制造的硬件設(shè)施也為現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展提供了重要的硬件支持,促進(jìn)人類科技水平的不斷提升。

        在日常生活中,利用光電子技術(shù)能非常輕松地實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī),能在地面對衛(wèi)星進(jìn)行控制等,是支撐互聯(lián)網(wǎng)運行和發(fā)展的重要技術(shù)。雖然我國對光電子技術(shù)的研究起步時間較晚,但是我國光電子技術(shù)水平在較短的時間內(nèi)得到了快速地發(fā)展,目前在國內(nèi)眾多領(lǐng)域中都有深度的應(yīng)用。同時,相關(guān)人員也發(fā)現(xiàn),光電子技術(shù)在應(yīng)用的過程中表現(xiàn)出高速、高容量的特點,在大數(shù)據(jù)背景環(huán)境下,能有效滿足用戶對海量數(shù)據(jù)的高效處理需求,這一特點決定其具有非常廣闊的發(fā)展前景。

        二、光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

        2.1國內(nèi)光電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

        由于受到國家國情的影響,我國對各項各級的研究起步時間都晚于發(fā)達(dá)國家,但是改革開放以來,國家提高對科學(xué)技術(shù)的重視程度,加大對科研事業(yè)的扶持和投入,使國內(nèi)光電子技術(shù)水平迅速提升到世界先進(jìn)水平,并且在電子領(lǐng)域的各個方面已經(jīng)取得了一定的成效,如探測器、光收發(fā)模塊等先進(jìn)的光電子器件,在國內(nèi)外市場中都具有非常強(qiáng)大的競爭力[2]。

        在國內(nèi),由于受到各個城市的經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)分布、政府扶持力度等多個因素的影響,光電子技術(shù)的先進(jìn)發(fā)展具有很強(qiáng)的地域性特點,目前主要發(fā)展區(qū)域集中在長江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)和渤海灣地區(qū),并且由于該部分區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),高校和研究所的數(shù)量較多,具有較高的科研水平,為光電子技術(shù)的研究和發(fā)展提供了一定的技術(shù)保障。

        2.2? 國外發(fā)展現(xiàn)狀

        目前世界各國對光電子技術(shù)的研究水平良莠不齊,部分發(fā)達(dá)國家由于研究時間較早,目前已經(jīng)取得了較大的成就[3]。美國很早就認(rèn)識到了光電子技術(shù)的重要性,并將其作為本國的戰(zhàn)略性技術(shù)進(jìn)行了大量的研究;日本的光電子技術(shù)也在近年來得到了快速地發(fā)展,日本生產(chǎn)的光電子器件也是國際市場上的非常具有競爭力的產(chǎn)品;歐洲國家中德國率先對光電子技術(shù)進(jìn)行研究,在經(jīng)過過年的發(fā)展后已經(jīng)積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗,具有十分扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢逐漸加重,信息通信技術(shù)的重要性日益凸顯,世界的發(fā)展也對未來信息產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求。

        三、光電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

        3.1信息領(lǐng)域

        對現(xiàn)代社會來說,信息化已經(jīng)成為世界各國發(fā)展經(jīng)濟(jì)社會的強(qiáng)大動力,推動人類社會以前所未有的速度走向新的歷史高度,未來也勢必會成為影響世界經(jīng)濟(jì)形式的重要手段[4]。隨著信息化的深入,信息體量的增長速度和信息傳輸會呈現(xiàn)質(zhì)的增長,為應(yīng)對不斷提高的信息處理和傳輸需求,勢必要對傳統(tǒng)電子技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

        光電子技術(shù)隨著光子技術(shù)與電子技術(shù)的融合而出現(xiàn),在處理信息容量和傳輸速率方面,具有比傳統(tǒng)電子技術(shù)更加明顯的優(yōu)勢,自光電子技術(shù)應(yīng)用以來,信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度明顯加快。隨著光電子技術(shù)在信息領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,我國信息行業(yè)的生產(chǎn)和工作效率明顯提高,使信息產(chǎn)業(yè)獲得了更有潛力的發(fā)展空間。

        3.2 能源領(lǐng)域

        能源使人類得以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),對國民經(jīng)濟(jì)的增長來說具有積極重要的作用,城市的現(xiàn)代化程度越高,則對能源的依賴性越強(qiáng),工業(yè)革命以后,人類文明達(dá)到了前所未有的高度,對能源的開采量也不斷提高,雖然在人類社會的發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用,但是能源枯竭問題也愈發(fā)嚴(yán)重[5]。為相應(yīng)國際社會的環(huán)保號召,相應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),研發(fā)出能替代傳統(tǒng)能源的清潔環(huán)保能源以后才能成為備受國內(nèi)外能源研究學(xué)者們關(guān)注的重要問題。

        光電子技術(shù)的應(yīng)用,能有效地將光能轉(zhuǎn)化為熱能,對新能源的發(fā)展具有非常重要的意義,使其在新能源領(lǐng)域備受關(guān)注,應(yīng)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。目前部分光電子技術(shù)較為成熟的發(fā)達(dá)國家中已初步實現(xiàn)利用光電子技術(shù)完成對新能源的獲取,我國在此方面也正加大研究力度,并進(jìn)行了初步的應(yīng)用。

        3.3 汽車領(lǐng)域

        汽車是現(xiàn)代社會中最主要的交通工具之一,極大程度的便捷了人們的交通與出行,隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,世界各個國家的人均汽車保有量不斷上漲,人們對汽車功能的要求也越來越多,不僅要能滿足人們的出行需求,還重視汽車的能耗、功率、舒適度和美觀程度等多種因素,因此,汽車行業(yè)內(nèi)不斷優(yōu)化自身生產(chǎn)技術(shù)。隨著光電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展,汽車的功率得到了有效提升,并且通過光電子技術(shù)還能進(jìn)行高精度的加工汽車生產(chǎn)材料,使汽車的整體質(zhì)量和舒適度得到顯著提升,汽車能耗情況也得到優(yōu)化,更符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢。

        3.4 環(huán)境領(lǐng)域

        地球是人類賴以生存的家園,保護(hù)人類共同生活的環(huán)境,是全人類應(yīng)盡的責(zé)任與義務(wù)[6]。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步,目前人類的生產(chǎn)水平已趨于成熟,但伴隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷成熟,對自然的破壞程度不斷加重,進(jìn)而造成了一系列惡劣地影響,如全球變暖、空氣污染、土地沙漠化等,嚴(yán)重的環(huán)境問題讓人們意識到環(huán)保的重要性,人類急需先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)對日益嚴(yán)重的環(huán)境問題進(jìn)行整治。通過將光電子技術(shù)應(yīng)用到污染治理和環(huán)境保護(hù)中,能利用光電子技術(shù)制造高精度的傳感器,對當(dāng)前環(huán)境中污染物的濃度進(jìn)行監(jiān)測,結(jié)合監(jiān)測結(jié)果采取針對性的手段進(jìn)行治理與防護(hù)。

        3.5 軍事領(lǐng)域

        國家的軍事基礎(chǔ)會對國家的國防力量產(chǎn)生直接地影響,只有強(qiáng)大的國防才能保證國家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展,強(qiáng)大的軍事基礎(chǔ)和鞏固的國防力量對國家發(fā)展來說具有十分重要的作用。通過在軍事領(lǐng)域應(yīng)用光電子技術(shù),能夠制造出先進(jìn)的激光制導(dǎo)武器,目前很多國家已經(jīng)針對光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用加大了研究和投入,并且取得了一定的成效,同時,通過應(yīng)用光電子技術(shù)能形成更加有效的圖像傳感器,提高軍隊的單兵作戰(zhàn)能力,使目前光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的重要研究方向。

        3.6 醫(yī)療領(lǐng)域

        國家醫(yī)療衛(wèi)生水平與人民的切身利益息息相關(guān),是保證國民身體健康的重要基礎(chǔ),在我國綜合國力不斷增強(qiáng)的背景下,國家對醫(yī)療事業(yè)的投入不斷加大,光電子技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中也得到了廣泛地應(yīng)用,對很多傳統(tǒng)醫(yī)療手段難以治療的疾病具有很好的治療效果,如利激光進(jìn)行近視治療手術(shù),幫助人類恢復(fù)視力[7]。同時,光電子技術(shù)的應(yīng)用也提高了相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的精準(zhǔn)度,使手術(shù)的成功率更高。

        四、發(fā)展趨勢

        光電子技術(shù)具有十分廣闊的應(yīng)用前景,未來會不斷向強(qiáng)適應(yīng)性、擴(kuò)大化和集成化方向發(fā)展[8]。但若想推動光電子技術(shù)的發(fā)展,也需同時加大對其他輔助材料的研究,如半導(dǎo)體激光及相關(guān)電氣元件等,只有多個產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展,才能全面推動光電子技術(shù)的共同發(fā)展。

        隨著導(dǎo)體激光和半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展,加快了光電子技術(shù)與相關(guān)技術(shù)和輔助材料的融合速度,不僅使其具有強(qiáng)大的集成性能,還會催生出大量新型設(shè)備與材料,使光電子技術(shù)在各個行業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,進(jìn)一步提升光電子技術(shù)的應(yīng)用性。

        五、結(jié)束語

        綜上所述,作為一種結(jié)合了光子技術(shù)和電子技術(shù)的新興技術(shù),光電子技術(shù)涉及多種學(xué)科知識,但也具有十分廣闊的應(yīng)用前景,對世界經(jīng)濟(jì)格局的發(fā)展具有重要的影響。目前,世界各國都已經(jīng)認(rèn)識到光電子技術(shù)的重要性,并在相關(guān)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大投入與研究力度,希望能利用光電子技術(shù)有效地促進(jìn)本國經(jīng)濟(jì)的提升與發(fā)展,相關(guān)學(xué)者應(yīng)積極探索光電子技術(shù)的應(yīng)用價值,加大對相關(guān)技術(shù)的研究,促進(jìn)我國科技水平不斷提升。

        參? 考? 文? 獻(xiàn)

        [1] 吳喬石. 光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用探析[J]. 科學(xué)與信息化, 2019, 000(006):41-41.

        [2] 陳允. 電子信息技術(shù)的應(yīng)用特點及發(fā)展[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2019, No.157(11):268-268.

        [3] 王濤. 半導(dǎo)體光電信息功能材料的研究探討[J]. 電子世界, 2019, 561(03):72-73.

        [4] 周治平, 許鵬飛, 董曉文. 硅基光電計算[J]. 中國激光, 2020(6).

        [5] 劉燦. 基于大數(shù)據(jù)背景下電子信息技術(shù)的發(fā)展[J]. 商品與質(zhì)量, 2019, 000(022):13.

        [6] 李夢梅, 胡小玲, 郭偉玲. GaN基LED能效的研究進(jìn)展[J]. 照明工程學(xué)報, 2020, 031(001):8-15.

        [7] 張臻. 探析基于石墨烯-硅波導(dǎo)的集成光電子器件應(yīng)用[J]. 信息記錄材料, 2020, v.21(10):29-30.

        [8] 激光雷達(dá)中光電子技術(shù)的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2020, No.176(06):95-96.

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