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1、享受光享受光学,光学科学与技术的成果已深深渗透到我们的生活中-王大珩,王大珩先生说：,21世纪 将是光子的世纪,20世纪光学的 主要特点,光学领域的扩展 应用功能的扩展 研究内容的扩展 应用范围的扩展,20世纪光学的 主要特点1、光学领域的扩展,波段：向两端扩展,20世纪光学的 主要特点 1、光学领域的扩展,20世纪光学的 主要特点 2、应用功能的扩展光学工程 综合技术学科,现代精密仪器：多功能、高效率 光、机、电、算一体化,技术手段：自动化、数字化、智能化,20世纪光学的 主要特点 3、研究内容的扩展,现代光学：扩展到,光子已不仅是作为信息传递的手段，帮助人类认识世界 光子也能改变物质的形态
2、，帮助人类改造世界,激光 核科学技术 光探测器 全息 航空航天 图象处理 微光 光纤与光纤通信 图象融合 光集成 光信息处理 灵巧结构 光计算 机器人视觉 等等,激光核聚变:神光II装置,载人航天飞行:神舟5号,风云II号气象卫星,2.16m 反射望远镜,微光夜视技术,全息防伪技术,4、应用范围的扩展,20世纪光学的 主要特点,能源,材料,微电子,生物工程,医疗,环境保护,遥感,计量,通信,印刷,核技术,生态环境,防灾,农业,资源保护,军事,信息科学,遥测,生命科学,化学工程,许多学科分支和方向 已形成大规模的产业全世界光学和光（电）子学技术产业规模 1995年 达 700亿美元 2000年
3、达 1030亿美元,光电子成为信息产业的主角,机械领域：激光加工：打孔、切割、焊接、表面处理 激光光刻、激光微细加工、X射线光刻能源领域：太阳能电池、激光核聚变 空间卫星的能源，地球能源,光电子成为现代产业的主角,光纤通信：以低损耗石英光纤和半导体激光器为基础，成为当今通信的主体和方向 显示技术：液晶大屏幕显示成为下一代电视的主流;图像显示和复制设备：激光照排、印刷、分色、打印、复印、传真，构成庞大印刷产业成像和探测领域 CCD等数字图像设备：扫描仪、传真机、摄象机、摄录机、数码相机使光信息数字化;光电子成像器件和探测器可以涉及到不可见光（微光和红外）,光 是最重要的信息载体，人类感官接收客观
4、世界总信息量的 90%以上通过眼睛,采集,传输,处理,存储,重返大气层多弹头导弹的 拦截,弹头数量大于1000枚的情况 要求：在数分钟内完成五项功能,目前 电子计算机 的计算速度举例,中国科学院知识创新工程和上海市信息化建设的重大成果,2005-1-14 报道,计算速度,10 13 次/秒,3000亿 次/秒,10万亿次,而在2003年2月报道的是：,高智能机器人,“现代”机器人能做到吗？,打乒乓球！,过马路？,2003年2月23日报道,日本 研制的 世界第一个机器人,能行走，能认识10个人会握手、挥手、跟在人后面走,关于现代机器人,结论,电子系统速度慢，现代机器人比不上 人,航空、航天中长期
5、天气预报地震预测、预报超大量卫片的图像处理,其它领域,灾难的避免快速反应快速处理,计算速度,1015 次/秒,要求达,光子技术的优越性,20世纪光学的 主要特点,响应速度快,以光速传播30万 km/s（3x108 m/s）,电信号传输速度：105 m/s电子开关速度：10-9 s,光开关速度：飞秒（FS）10-15 s,对比,光子技术的优越性,抗干扰能力强,不受外界电磁场干扰 相互间几乎不干扰 可共用一个空间，不“串音”,电子受外界电磁场干扰 RC问题 滞后效应,对比,光子技术的优越性,处理速度快,电子 在电线里传输串行传输：“瓶颈”问题并行传输：由于线径影响 出现RC问题,对比,光子 可在自由空间传播 可在波导内传播,并行传输并行处理,速度快,二维图像处理，更快、更优,光子技术的优越性,传输容量大,对比,高密度,大容量,三维空间传输,高带宽,一根光纤可同时传送多少路电话？106 108路,一路微波通道，传送 103 路 电话 或 1 路 彩电信号,美、日报道：超大容量传输系统 1012 bits/s（Tb/s）21世纪投入使用,光子技术的优越性,序言,全息信息存储,
