1、享受光享受光學(xué),光學(xué)科學(xué)與技術(shù)的成果已深深滲透到我們的生活中 -王大珩,王大珩先生說：,21世紀 將是光子的世紀,20世紀光學(xué)的 主要特點,光學(xué)領(lǐng)域的擴展 應(yīng)用功能的擴展 研究內(nèi)容的擴展 應(yīng)用范圍的擴展,20世紀光學(xué)的 主要特點1、光學(xué)領(lǐng)域的擴展,波段： 向兩端擴展,20世紀光學(xué)的 主要特點 1、光學(xué)領(lǐng)域的擴展,20世紀光學(xué)的 主要特點 2、應(yīng)用功能的擴展光學(xué)工程 綜合技術(shù)學(xué)科,現(xiàn)代精密儀器： 多功能、高效率 光、機、電、算一體化,技術(shù)手段：自動化、數(shù)字化、智能化,20世紀光學(xué)的 主要特點 3、研究內(nèi)容的擴展,現(xiàn)代光學(xué)： 擴展到,光子已不僅是作為信息傳遞的手段，幫助人類認識世界 光子也能改變物

2、質(zhì)的形態(tài)， 幫助人類改造世界,激光 核科學(xué)技術(shù) 光探測器 全息 航空航天 圖象處理 微光 光纖與光纖通信 圖象融合 光集成 光信息處理 靈巧結(jié)構(gòu) 光計算 機器人視覺 等等,激光核聚變: 神光II裝置,載人航天飛行: 神舟5號,風(fēng)云II號氣象衛(wèi)星,2.16m 反射望遠鏡,微光夜視技術(shù),全息防偽技術(shù),4、應(yīng)用范圍的擴展,20世紀光學(xué)的 主要特點,能源,材料,微電子,生物工程,醫(yī)療,環(huán)境 保護,遙感,計量,通信,印刷,核技術(shù),生態(tài)環(huán)境,防災(zāi),農(nóng)業(yè),資源 保護,軍事,信息科學(xué),遙測,生命 科學(xué),化學(xué) 工程,許多學(xué)科分支和方向 已形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè) 全世界光學(xué)和光（電）子學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模 1995年 達 7

3、00億美元 2000年 達 1030億美元,光電子成為信息產(chǎn)業(yè)的主角,機械領(lǐng)域： 激光加工： 打孔、切割、焊接、表面處理 激光光刻、激光微細加工、X射線光刻 能源領(lǐng)域： 太陽能電池、激光核聚變 空間衛(wèi)星的能源，地球能源,光電子成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的主角,光纖通信： 以低損耗石英光纖和半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)， 成為當今通信的主體和方向 顯示技術(shù)：液晶大屏幕顯示成為下一代電視的主流; 圖像顯示和復(fù)制設(shè)備：激光照排、印刷、分色、打印、復(fù)印、傳真， 構(gòu)成龐大印刷產(chǎn)業(yè) 成像和探測領(lǐng)域 CCD等數(shù)字圖像設(shè)備：掃描儀、傳真機、攝象機、攝錄機、數(shù)碼相機使光信息數(shù)字化; 光電子成像器件和探測器可以涉及到不可見光（微光和紅外

4、）,光 是最重要的信息載體，人類感官接收客觀世界總信息量的 90%以上通過眼睛,采集,傳輸,處理,存儲,重返大氣層多彈頭導(dǎo)彈的 攔截,彈頭數(shù)量大于1000枚的情況 要求：在數(shù)分鐘內(nèi)完成五項功能,目前 電子計算機 的計算速度舉例,中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程和上海市信息化建設(shè)的重大成果,2005-1-14 報道,計算速度,10 13 次/秒, 3000億 次/秒,10萬億次,而在2003年2月報道的是：,高智能機器人,“現(xiàn)代”機器人能做到嗎 ？,打乒乓球 ！ ！ ！,過馬路 ？,2003年2月23日報道,日本 研制的 世界第一個機器人,能行走，能認識10個人 會握手、揮手、跟在人后面走,關(guān)于現(xiàn)代機器人

5、,結(jié)論,電子系統(tǒng)速度慢，現(xiàn)代機器人比不上 人,航空、航天 中長期天氣預(yù)報 地震預(yù)測、預(yù)報 超大量衛(wèi)片的圖像處理,其它領(lǐng)域,災(zāi)難的避免 快速反應(yīng) 快速處理,計算速度,1015 次/秒,要求達,光子技術(shù)的優(yōu)越性,20世紀光學(xué)的 主要特點,響應(yīng) 速度快,以光速傳播 30萬 km / s （3x108 m / s）,電信號傳輸速度：105 m / s 電子開關(guān)速度：10-9 s,光開關(guān)速度：飛秒（FS） 10-15 s,對比,光子技術(shù)的優(yōu)越性,抗干擾 能力強,不受外界電磁場干擾 相互間幾乎不干擾 可共用一個空間，不“串音”,電子受外界電磁場干擾 RC問題 滯后效應(yīng),對比,光子技術(shù)的優(yōu)越性,處理 速度快,電子 在電線里傳輸 串行傳輸：“瓶頸”問題 并行傳輸： 由于線徑影響 出現(xiàn)RC問題,對比,光子 可在自由空間傳播 可在波導(dǎo)內(nèi)傳播,并行傳輸 并行處理,速度快,二維圖像處理，更快、更優(yōu),光子技術(shù)的優(yōu)越性,傳輸 容量大,對比,高密度,大容量,三維空間傳輸,高帶寬,一根光纖可同時傳送多少路電話？ 106 108路,一路微波通道，傳送