光電子技術發展態勢及實踐探究

任政企

摘 要 光電子技術產生于20世紀60年代，半個世紀以來，光電子技術取得了極好的發展成果，應用領域也在不斷地擴大，在世界經濟發展中的影響力也越來越大。光電子技術是由電子技術和光子技術結合產生的，涉及領域較廣，是目前和未來信息產業要發展的核心內容。研究光電子技術發展的態勢與應用實踐，對世界和我國的信息技術和經濟的發展都有重要的推動作用。

關鍵詞 光電子技術；發展態勢；應用實踐；信息技術

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0005-02

光電子技術學科涉及了光學、電子學、光電子學、計算機等技術理論，是一種由多學科相互交叉并滲透形成的一項技術。光電子技術是將光子學為研究核心，電子學為研究支撐的新型技術，兼容了電子技術，而且還具有微電子技術不能相比的優越性，有了更廣闊的應用領域和發展空間。21世紀是一個光電子共同作用的時代，光電子技術的高效發展有利于促進世界相關技術的融合、滲透，有利于各科學技術之間相互作用，更好的為社會經濟發展做貢獻。

1 光電子技術概述

光電子技術更加確切的應該稱為光電子信息技術，實現光能與電能的轉換是它的核心內容，是指利用光子激發電子或者電子躍遷來產生光子物理現象所提供的一種技術方法。光電子技術是信息技術中一個重要的硬件設備，加大了把全世界計算機進行聯系的可能性，也給和衛星或外星聯系組成網絡提供了希望，是因特網的支柱技術。光電子技術從20世紀60年代產生以來，在眾多高新技術發展中它的發展最為迅速，在我國的眾多領域內均已被應用、推廣。

隨著社會經濟的快速發展，時代的信息容量不斷增加，反映出了信息發展的高容量性以及高速度性在電子學與微電子學技術發展上的局限，而光的高頻率與高速度的信息處理特點逐漸在信息技術發展中取得突破性的發展，將信息的探測、傳輸、顯示、運算、儲存和處理都使用光子與電子技術相結合來參與完成，確定了光電子技術在信息領域的地位。

2 光電子技術的發展態勢與應用實踐

1）在傳統領域中，光電子技術的發展與應用。光電子技術對改造我國傳統產業技術和發展新興技術產業都有積極作用，對產業結構優化也有促進作用。光電子技術具有準確、快速、精密、高效等優勢，能夠有效的提高產業的加工水平，增加產業的競爭力和附加值。以激光加工技術為例分析，激光加工技術通常應用在我國重點發展領域，飛機、航天、汽車、通信等領域，其生產特點有加工效率高、速度快、變形小、質量高、易控制，有助于實現自動化生產。能夠很大程度的降低生產成本，提高產品的質量，對提高國際競爭力也有重要的積極作用。

2）現代能源結構中，光電子技術的發展與應用。在美國、日本等眾多國家都制定了光伏技術的長久發展計劃。各國將提高光電池轉換效率與穩定性為技術開發方向，逐漸降低產品的生產成本，提高產業效率，擴大產業發展。目前在世界范圍內，商業化和半商業化的生產模式已經有80多個國家和地區形成，增長值已經達到16%，市場的開拓也從空間開拓轉向了地面的系統應用，甚至在驅動交通工具的領域也逐漸被應用。據相關報道，在世界發展中，對太陽能住宅的建造投資已經達到了600億美元，光電子技術在建造太陽能住宅中主要是將用光伏技術制作的光電池作為住宅屋頂、墻面、窗戶等建材，隨著經濟和技術的發展，這種新型能源的應用規模也在不斷擴大，相關人員分析到2016年，在太陽能住宅的投資規模會擴大一倍，投資將達1300億

美元。

太陽能光伏技術的應用形成了一種新型能源，太陽能光纖技術發電系統主要是利用太陽電池半導體材料的一種光纖效應，主要是將太陽光輻射能轉化為電能的新型的一種發電系統。因世界經濟的快速發展，能源出現供不應求現象，經濟發展與能源短缺之間的矛盾越來越嚴重，于是世界各國逐漸的將發展目標統一轉向了光伏發電，制定了長期的光伏技術發展計劃。光電子技術為光伏發電創造了高性能的材料與電子元件，很大程度的提高了光能的轉化率。光電子技術的不斷發展擴大了光伏發電的應用范圍，上到航天器，下到家用電器，大到兆瓦級電站，小到兒童玩具，都充滿著光伏電源，21世紀注定了是光伏技術的發展時代。

3）軍事領域中，光電子技術的發展與應用。光電子技術的獨特優勢可以應用在毀滅性武器、精密制導、監測、瞄準、頻譜分析等技術領域。光電子技術能夠提高國防的反應能力和準確攻擊的能力，為軍事領域提供又準又快的信息。光電子技術目前已經成為了軍事領域發展的主流技術，逐漸成為了國防軍事現代化的發展支柱。

在軍事領域，光電子技術的發展主要體現在兩個方面：①激光聚變的應用。激光聚變是一種未來能源，它有巨大的軍用價值，它能夠模仿氫彈爆炸的過程，代替了成本高、危險性大的空中或地下核試驗，有效解決了改進核武器的性能的難題。到目前為止，激光致盲武器已經逐漸裝備到部隊，艦載與機載激光反導器也已經走出了實驗室；②電光技術目前已經發展成為了軍方的核心技術。隨著世界光電子技術的快速發展，美國國防防務水平也呈遞增的形勢發展，美國平均每年用在防務光電技術開發上的費用就能達到50億美元。

4）在硅材料中，光電子技術的發展與應用。把硅當材料制造的光電子元器件稱為硅光電子學，這是一門新興技術，具有很大的發展前景。用硅晶體當作材料制造的光電二極管有量子效率高、響應快、噪聲低、體積小、動態工作范圍大、壽命長等優勢，通常被應用在微弱、快速光信號探測等方面。硅光電子學技術的應用能夠給世界帶來更先進的數字設備，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光電子學是未來發展的重點。

5）在尖端科學技術領域中，光電子的發展與應用。光電子技術對科學技術的發展有積極作用，光電子技術所涉及到的科學領域都是未來發展的尖端科技，如兆兆紀元，這是1996年由惠普公司提出的，是為了滿足人類在信息時代的不斷增加的新需求，是人們想要在10到15年內實現的一個夢想。具體兆兆紀元技術在傳輸技術上，每秒兆兆位千線，運用遠程的傳輸網絡；處理技術上，每秒運算萬億次計算；存儲技術上，有兆兆字節的數據庫，有數兆兆字節的盤片驅動和數千兆位的記憶芯片。光纖傳輸的容量、光處理的能力和光儲存的密度都在快速提高，光電子技術的發展態勢能夠充分實現這個夢想，

再如HIV免疫系統的檢測技術。相關人員已經使用光學生物醫學儀器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能夠有效抵抗艾滋病病毒的新藥。在尖端的生物學實驗室中應用光學探測，比如研究定量衍生的DNA與定量化的聚合酶鏈反應PCR，對人類抵抗HIV病毒有非常重要的作用。

3 結束語

光電子技術在這個信息化時代的作用越來越重要，現如今，光電子學的應用已經發展到了經濟、軍事、科技與社會發展的各個領域，信息的傳輸、探測、運算、顯示、處理與存儲等都需要光子技術與電子技術共同參與完成。在世界范圍內，光電子技術現已被確定為是未來經濟發展的制高點，是未來經濟建設中推動傳統產業的技術改造工程、結構優化和新產的發展的關鍵力量，所以各國要加強對光電子技術的研究，推動光電子技術在各個領域中的應用范圍，促進世界經濟現代化的發展

進程。

參考文獻

[1]于永強.關于光電子技術發展的探討[J].科技創新與應用，2013（11）：10.endprint