【第一篇】题目：光电子技术的研究进展及发展态势探析
摘要：自上世纪六十年代光电子技术诞生至今, 光电子技术的高速发展使其在各个领域中得到了广泛的应用, 极大的推动了世界经济发展。对光电子技术的研究进展及发展态势进行探析, 有助于明确光电子技术的未来研究方向, 促进未来信息产业形成。文章分析光电子技术在各个方面的研究进展及其发展态势。
关键词：光电子技术; 研究进展; 发展态势;
1 光电子技术
光电子技术又被称之为光电子信息技术, 是一种实现光能与电能之间相互转换的新型技术。近些年, 光电子技术的迅速发展使其在国内诸多领域中的应用越来越广泛, 由于信息容量增长与社会经济的双重需要, 使微电子学与电子学在高速度与高容量特征的局限性变得越来越突出, 这也使其难以满足时代对技术的发展需求。而光在信息处理中具备的高速度与高频率优势也使光电子技术越来越受到人们的关注, 将存储、数据传输、显示及信息检测等功能与光电子技术进行融合, 也已经成为当下人们对光电子技术进行深入研究的热点课题。
2 光电子技术的研究进展
2.1 新型激光器方面的研究进展
光电子技术的应用核心便是激光器, 激光器的发展带动了光电子技术的兴起, 这也使人们纷纷致力于新型激光器的研发。而半导体激光器便是重要的研究成果之一, 并已经在各个领域中得到了广泛的应用。科研人员还对激光器的新材料新结构进行研究, 这也促使半导体激光器开始向着大功率、中远红外波长、宽带宽及短波长的方向进行发展。而全固化固体激光器的出现使其成功取代了传统的固体激光器, 另外在原子激光器等其他类型的新型激光器研究中也取得了较大的研究进展[1]。
2.2 硅基光电子技术的研究进展
在硅基光电子技术的研究中, 国外研发出了许多种硅基发光材料, 例如超晶格、掺铒硅、硅基异质外延、量子阱材料、多孔硅等, 这也使硅与锗的发光效率得到了不断提高。Kimerling等人在SOI中成功实现了对硅波导与掺铒硅发光管的集成。Hirschman等人则实现了在同一硅片中利用硅微电子工艺对多孔硅发光馆与双极晶体馆进行了集成。此外, 英国科研学者还研制出一种能够在室温环境中发光的全硅LED二极管, 这也使光电技术越来越向着全硅光电集成的方向进行发展。
2.3 光电子材料方面的研究进展
1993年, IBM公司的科研人员利用半导体激光器与聚合物电光调制器对六个电视信号进行了同时传输与接收, 并通过聚合物调制器取得了较高信噪比。在有机聚合物合成、加工方面, AKZO NOBEL公司实现了对聚合物热光开关的批量生产, 同时, 在聚合物超快全光开关中的研究也取得了一系列的成果。此外, 聚合物电光调制器则在计算机平行互联、CATV、相阵列系统及高比物网络中也获得了很大突破。
2.4 光计算与光互连方面的研究进展
在光互连方面, 科研人员对计算机光互联、光交换网络这两个方面进行研究, 在光计算研究中, 针对通用性与专业性光计算系统的研究, 并在系统算法与体系的研究中取得了一定的进展。国外在光计算与光互连方面则已经开始了对路由器中原有的电开关采用全光学矩阵开关进行代替的研究, 同时, 国外在光计算方面也取得了较大的研究进展[2]。
2.5 光存储方面的研究进展
在光存储方面, 科研人员集中在提升光存储容量方面的研究, 并通过双光头读写技术与复膜技术使光存储的容量提升到了数Gb范围。同时还对光调制器与集成激光器面阵进行了研究, 并成功解决了光存储中点存储密度极限问题。如今, 科研人员对光存储方面的研究主要集中在近场控制上, 这也使近场存储技术有望成为盘式存储中的一大关键技术[3]。
3 光电子技术的发展态势探析
如今, 光电子技术已经在硅材料、太阳能光伏发电、生物医学及液晶显示屏中呈现出迅猛发展态势, 在硅材料中, 通过硅晶体来制造光电二极管, 能够生产出更多的先进数字设备, 提高设备性能, 使其响应速度更快、量子效率更高、工作范围更大, 这也使硅光电子技术成为未来光电子技术的重要发展方向。在太能阳光伏发电中, 太阳能电池的半导体材料是实现光能与电能转换的重要元件, 由于能源紧缺形式, 科研人员已经开始将光电子技术应用到太阳能电池的生产当中, 通过更多电子元件与材料的制造来提高光电转化效率, 这也使光电子技术在太阳能光伏发电中具备极为广阔的发展前景。在其他尖端技术的发展中, 光电子技术也呈现出高速发展态势, 如光互连、光计算、光存储等方面, 这些都将在不久的将来得以实现, 并且在运算速度、存储容量等也将得到大幅度的提升。在生物医药领域中, 光电子技术也成功在诸多生物医疗仪器中得以应用, 实现了对生物医学的光学探测, 如HIV病毒检测等。在液晶显示屏中, 光电子技术的应用实现了有源阵列液晶显示屏的生产。光电子技术还能通过光刻技术对色滤波器阵列与薄膜晶体管阵列进行制造, 并且还能通过光学检测技术对显示器产品进行监视, 正是这些作用, 使光电子技术贯穿于液晶显示器的整个生产流程, 在液晶显示屏制造领域中正发挥着越来越重要的作用, 这也使光电子技术在液晶显示屏制造中具备良好的发展态势。
参考文献
[1]舒浩文, 苏昭棠, 王兴军, 等.面向中红外应用的硅基光电子学最近研究进展[J].电信科学, 2015, 31 (10) :29-42.
[2]王兴军, 苏昭棠, 周治平.硅基光电子学的最新进展[J].中国科学:物理学力学天文学, 2015, 45 (1) :15-45.
[3]任政企.光电子技术发展态势及实践探究[J].硅谷, 2014, 7 (13) :5-6.
