王大珩：上世紀(jì)光學(xué)發(fā)展十大方面ppt課件

1、 Welcome to 光電迷 oefan.第一篇上世紀(jì)光學(xué)開展十大方面 王大珩.一、光學(xué)面向根底科學(xué) 上世紀(jì)的兩大物理主流，相對(duì)論和量子物理，是以光學(xué)實(shí)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)的，相對(duì)論立足于麥克遜干涉實(shí)驗(yàn)，量子實(shí)際始于黑體輻射丈量； 物理上丈量長度的根本單位“米是由真空光速來定義的； 光譜學(xué)不斷是量子物理的實(shí)驗(yàn)根據(jù)，現(xiàn)已成為物質(zhì)分析的主要手段；光化學(xué)，作為化學(xué)反響的催化手段，激光的出現(xiàn)為研討物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，包括化學(xué)反響提供了新的手段。 .二、19世紀(jì)末光的電磁動(dòng)搖論，導(dǎo)致無線電波的發(fā)現(xiàn)，在上世紀(jì)開展成無線電通訊和無線電電子學(xué)，進(jìn)而構(gòu)成電子學(xué)專業(yè)工程學(xué)科。 .三、傳統(tǒng)光學(xué)的工程化 準(zhǔn)確光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使光學(xué)設(shè)備準(zhǔn)

2、確化成為精細(xì)儀器； 常用光學(xué)儀器的規(guī)?；M(fèi)降低了消費(fèi)本錢顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)等為光學(xué)儀器運(yùn)用的群眾化開辟了道路 ；艱苦光學(xué)工程的創(chuàng)建為認(rèn)識(shí)和改造世界發(fā)明了有利條件。大型天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)光口徑從2m，4m，5m 以致于到達(dá)10m；太空天文望遠(yuǎn)鏡口徑2.4m ；超高分辨率和超分辨率空間對(duì)地察看相機(jī)孔徑為0.6m ，1.5m ，3m，并可用于強(qiáng)激光投射系統(tǒng)激光光炮管。 .四、光電子新技術(shù)或稱光子學(xué)成為當(dāng)代戰(zhàn)略高技術(shù)之一波長的擴(kuò)展微波、遠(yuǎn)紅外、紅外、可見光、紫外、遠(yuǎn)紫外、直至軟X光波段；由波長的特點(diǎn)，各自構(gòu)成專門的光學(xué)技術(shù)，例如紅外技術(shù)，遠(yuǎn)紫外技術(shù)等。激光的問世，來源于電子學(xué)與量子物理的結(jié)合，開場(chǎng)時(shí)被

3、稱為光量子放大，是上世紀(jì)下半頁光陰學(xué)技術(shù)的一次艱苦革命； .半導(dǎo)體和微電子技術(shù)的開展，首先是技術(shù)上靠光刻構(gòu)成微細(xì)構(gòu)造；半導(dǎo)體發(fā)光及光敏器件成為光信息傳輸?shù)母酒骷?，半?dǎo)體發(fā)光器件特別是白光器件可以作為家用照明，完全能夠替代現(xiàn)用的家用光源，這將大大節(jié)省電力。遠(yuǎn)間隔圖像傳輸，例如電視，它大大改善了人類的生活容顏；電子光學(xué)，電子顯微鏡和掃描顯微鏡的發(fā)明大大拓展了人們對(duì)微觀世界的視野；由同步加速器產(chǎn)生的同步輻射，原來被以為是加速器的渣滓，如今被以為是光學(xué)上的珍貴資源，可作為高亮度觀測(cè)和微細(xì)加工的手段 。.五、光纖通訊技術(shù) 原始概念是從半導(dǎo)體提純技術(shù)獲得高透明介質(zhì)可進(jìn)展遠(yuǎn)間隔傳輸而引申出來的。如今這項(xiàng)技

4、術(shù)曾經(jīng)成為全球性網(wǎng)絡(luò)，包括越洋傳輸?shù)墓饫|。傳輸率作為商品已達(dá)10GB，前沿已達(dá)60GB；它在經(jīng)濟(jì)上比空間衛(wèi)星全球通訊系統(tǒng)更具競(jìng)爭力。 .六、光學(xué)信息實(shí)際與實(shí)際 光學(xué)傳送函數(shù)實(shí)際的開展與實(shí)際為復(fù)雜的光學(xué)成像鏈提供了方便的質(zhì)量評(píng)價(jià)手段。光學(xué)信息處置可以在復(fù)雜的目的背景中，經(jīng)過分析和組合提煉出所需求的特征圖像，例如圖像識(shí)別。半個(gè)世紀(jì)以來，由空間技術(shù)的開展所帶動(dòng)起來的遙感技術(shù)就是以這個(gè)實(shí)際為根據(jù)的，其在經(jīng)濟(jì)建立上同樣獲得了明顯的受害。 .醫(yī)療技術(shù)方面，在已有的X射線透視根底上開展了X光CT，還有核磁共振CT；近來我國還研制了具有原始創(chuàng)新意義的差溫層析儀，它是光學(xué)信息實(shí)際在醫(yī)療技術(shù)上的艱苦奉獻(xiàn)；光學(xué)信息

5、傳輸?shù)拈_展為高明晰電視和可視的信息緊縮技術(shù)奠定了根底；全息光學(xué)技術(shù)是當(dāng)前迅速儲(chǔ)存光學(xué)圖像的一種新手段，它以點(diǎn)位相儲(chǔ)存的方式替代了幾何輪廓的儲(chǔ)存方法。這個(gè)新概念使得多景的圖像可以疊加在一同，運(yùn)用時(shí)靠衍射原理分開；這個(gè)概念給信息技術(shù)一個(gè)新的啟示，特別是在生物信息方面。腦的記憶手段是分布在全腦皮層來存儲(chǔ)的。 .七、薄膜光學(xué)和二元光學(xué) 可以做光學(xué)增透和增反的效果；可以做成單色濾光片和按照這個(gè)特殊光譜強(qiáng)度分布的函數(shù)濾光片 ；可以做成偏振濾光片；可以作為光學(xué)面的維護(hù)層，防潮等 ；二元光學(xué)可以實(shí)現(xiàn)非常規(guī)光學(xué)所能實(shí)現(xiàn)的光學(xué)成像效果，例如把電光源變成線光源，或特殊圖像的光點(diǎn)方式等。 .八、自順應(yīng)光學(xué) 光學(xué)傳輸穿

6、過可抖動(dòng)或漂移的介質(zhì)，進(jìn)展實(shí)光陰學(xué)相位補(bǔ)償以提高成像的質(zhì)量；用于激光光學(xué)系統(tǒng)。由于激光漂移所引至的相位誤差可以得到補(bǔ)償，因此可以提高大功率激光的光學(xué)質(zhì)量； 也可以用于補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)成像的缺陷，例如熱形變效應(yīng)等等；這些都是具有原始性創(chuàng)新的新概念。 .九、近代根底光學(xué)的構(gòu)成 非線性光學(xué)。獲取倍頻、差頻、和頻、高次協(xié)波以及參量振蕩及四波混頻等效果；強(qiáng)激光光學(xué)和等離子體物理光學(xué)成為研討激光核聚變作為能源前景的根底實(shí)際科學(xué)；量子信息作為迅速傳輸手段的新嘗試，具有信息傳輸密要不被破壞的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性和能夠性也在探測(cè)之中；激光技術(shù)促進(jìn)了微觀動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的開展，運(yùn)用前景極為寬廣。.十、光學(xué)資料的進(jìn)展

7、 光學(xué)玻璃從鈾物變?yōu)椴捎勉K坩鍋電容延續(xù)消費(fèi)； 各種波段所需的透明的人工晶體；非線性光學(xué)特別是激光技術(shù)所需求的特種非線性晶體、線性晶體，例如KTP、BBO、LBO、LiNbO3等等；激光任務(wù)物質(zhì)，如含釹激光玻璃YAG、含鈦白寶石等等。.小結(jié)：上述所談的十個(gè)方面根本上都有人涉足，但程度各有千秋，總體說來，提高很大，但還有很多缺乏之處。光學(xué)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)速度緩慢，個(gè)別有比較先進(jìn)的，但還有滯后和空白，例如光學(xué)醫(yī)療儀器。在新技術(shù)上，我們必需協(xié)調(diào)平衡前進(jìn)，堅(jiān)持我們?cè)诠鈱W(xué)方面的活力。 .第二篇新世紀(jì)光學(xué)開展大有可為 .引子新世紀(jì)開場(chǎng)，有些同業(yè)者說，21世紀(jì)應(yīng)是光學(xué)大開展的時(shí)期。怎見得？看以下這些可開展的前景

8、，或可做闡明?，F(xiàn)實(shí)上，國際性的光學(xué)大會(huì)動(dòng)輒以出席萬人計(jì)，可見一斑。 .一、光學(xué)作為信息載體方面 光纖傳輸。如今的傳輸率達(dá)60GB，實(shí)際上至少還有2個(gè)數(shù)量級(jí)的容余量可茲開展。當(dāng)前的瓶頸在于光信號(hào)的調(diào)制采用的是光電技術(shù)，而光電技術(shù)的速率在電路傳輸上很難超越10-8秒；其前景是用純光學(xué)調(diào)制例如光干涉，這樣就可以防止這種瓶頸效應(yīng)；對(duì)我國來說，空間對(duì)地觀測(cè)的才干還很落后，研制大孔徑的察看相機(jī)還需求花很大力氣；利用量子信息的傳輸正在探求過程中；開展空間激光通訊；開展納米技術(shù)所需求的超分辨率觀測(cè)和監(jiān)控體系。光學(xué)作為載體，可運(yùn)用在國家平安、環(huán)境和人民安康等方面。.二、光學(xué)作為能源 光核聚變。間隔工程化還有很大

9、間隔，有大量系統(tǒng)的研討任務(wù)要做；激光武器。有能夠進(jìn)入工程階段，但技術(shù)保證設(shè)備過于笨重，不利于戰(zhàn)術(shù)上的生存，必需加以改良；激光加工。工程化、產(chǎn)業(yè)化需大力開展；激光作為微機(jī)械和納米技術(shù)的加工工具；同步輻射和物質(zhì)的相互作用用途廣泛，例如進(jìn)展深度刻蝕、短波長度物質(zhì)加工等。.三、光學(xué)效力于根底研討 做為探針，開展微觀動(dòng)力學(xué)的問題數(shù)以千萬計(jì)，一個(gè)世紀(jì)也做不完；光電元器件隨著波段的擴(kuò)展和頻帶的加寬，必然提出新的需求。 .終了語對(duì)我們來說，要抓住全世界光學(xué)昌盛開展的時(shí)機(jī)，不失時(shí)機(jī)強(qiáng)化我們的光學(xué)事業(yè)，包括根底研討、產(chǎn)業(yè)化和光學(xué)高技術(shù)工業(yè)的建立，盡量發(fā)揚(yáng)同業(yè)者的智慧和發(fā)明性的才干，為了小康社會(huì)的建立，不遺余力的做出我們的奉獻(xiàn)。這里，我特別強(qiáng)調(diào)，我們的