淺談光學(xué)的發(fā)展史

淺談光學(xué)的發(fā)展史

光學(xué)是研究光的產(chǎn)生和傳播、光的性質(zhì)、光與物質(zhì)的相互作用的科學(xué)。光學(xué)作為一門誕生340余年的古老科學(xué),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程,它的發(fā)展也表征著人類社會(huì)的文明進(jìn)程。20世紀(jì)以前的光學(xué),以經(jīng)典光學(xué)為標(biāo)志,為光學(xué)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ);20世紀(jì)的光學(xué),以近代光學(xué)為標(biāo)志取得了重要進(jìn)展,推動(dòng)了激光、全息、光纖、光記錄、光存儲(chǔ)、光顯示等技術(shù)的出現(xiàn),走過(guò)輝煌的百年歷程;展望21世紀(jì)的現(xiàn)代光學(xué),將邁進(jìn)光子時(shí)代,光子學(xué)已不僅僅是物理學(xué)的學(xué)術(shù)上的突破,它的理論及其光子技術(shù)正在或已經(jīng)成為現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的主角,光子學(xué)的發(fā)展和光子技術(shù)的廣泛應(yīng)用將對(duì)人類生活產(chǎn)生巨大影響。1微光學(xué)及其他集成光學(xué)20世紀(jì)60年代激光器的發(fā)明帶來(lái)了一場(chǎng)新的光學(xué)革命,促進(jìn)了光學(xué)與光電子學(xué)相結(jié)合,也標(biāo)志著現(xiàn)代光學(xué)的誕生。此后,光學(xué)開(kāi)始進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期,成為現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿的重要組成部分。非線性光學(xué)(也叫強(qiáng)光光學(xué))是現(xiàn)代光學(xué)的重要組成部分,是系統(tǒng)地研究光與物質(zhì)的非線性相互作用的一門分支學(xué)科。激光問(wèn)世之前,基本上是研究弱光束在介質(zhì)中的傳播,確定介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的折射率或極化率是與光強(qiáng)無(wú)關(guān)的常量,介質(zhì)的極化強(qiáng)度與光波的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比,光波疊加時(shí)遵守線性疊加原理。在上述條件下研究光學(xué)問(wèn)題屬于線性光學(xué)范疇。而對(duì)很強(qiáng)的激光,例如當(dāng)光波的電場(chǎng)強(qiáng)度可與原子內(nèi)部的庫(kù)侖場(chǎng)相比擬時(shí),光與介質(zhì)的相互作用將產(chǎn)生非線性效應(yīng),反映介質(zhì)性質(zhì)的物理量(如極化強(qiáng)度等)不僅與場(chǎng)強(qiáng)E的一次方有關(guān),而且還決定于E的更高冪次項(xiàng),從而出現(xiàn)在線性光學(xué)中不明顯的許多新現(xiàn)象。非線性光學(xué)主要涉及二階、三階非線性光學(xué)效應(yīng),在激光技術(shù)、信息和圖像的處理與存儲(chǔ)、光計(jì)算、光通信等方面有著重要的應(yīng)用。傅立葉光學(xué)是現(xiàn)代光學(xué)的又一分支。自20世紀(jì)中期以來(lái),人們開(kāi)始把數(shù)學(xué)、電子技術(shù)和通信理論與光學(xué)結(jié)合起來(lái),給光學(xué)引入了頻譜、空間濾波、載波、線性變換及相關(guān)運(yùn)算等概念,更新了經(jīng)典成像光學(xué),形成了“傅立葉光學(xué)”。集成光學(xué)是激光問(wèn)世以后,上世紀(jì)70年代初開(kāi)始形成并迅速發(fā)展的一門學(xué)科,研究以光波導(dǎo)現(xiàn)象為基礎(chǔ)的光子和光電子系統(tǒng)。集成光學(xué)系統(tǒng)包括光的產(chǎn)生、耦合、傳播、開(kāi)關(guān)、分路、偏轉(zhuǎn)、擴(kuò)束、準(zhǔn)直、會(huì)聚、調(diào)制、放大、探測(cè)和參量相互作用。集成光學(xué)系統(tǒng)除了具有光子學(xué)器件的一般特點(diǎn)外,它還具有體積小、重量輕、堅(jiān)固、耐震動(dòng)、不需機(jī)械對(duì)準(zhǔn)、適于大批量生產(chǎn)、低成本的優(yōu)點(diǎn),因而具有廣泛的應(yīng)用前景。20世紀(jì)70年代以后,由于半導(dǎo)體激光器和光導(dǎo)纖維技術(shù)的重大突破,導(dǎo)致以光纖通信為代表的光信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,促進(jìn)了相應(yīng)各學(xué)科的相互滲透,開(kāi)始形成了光子學(xué)(Photonics)這一新的光學(xué)分支。光子學(xué)是研究以光子為信息載體,光與物質(zhì)相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的科學(xué),研究?jī)?nèi)容有:光子的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)、傳播、探測(cè),光與物質(zhì)(包括光子與光子、光子與電子)的相互作用,光子存儲(chǔ)、載荷信息的傳輸、變換與處理等。隨著光學(xué)儀器小型化、微型化的發(fā)展要求,誕生了微光學(xué)。微光學(xué)是研究微米量級(jí)尺寸光學(xué)元件和系統(tǒng)的現(xiàn)代光學(xué)分支。微型光學(xué)元器件的加工,是在一些特殊基底材料上利用光刻技術(shù)、波導(dǎo)技術(shù)和薄膜技術(shù)等,制成光學(xué)微型器件。隨著微加工技術(shù)的成熟,未來(lái)的微光學(xué)研究還會(huì)有進(jìn)一步的突破。還有衍射光學(xué)的發(fā)展,衍射光學(xué)是基于光的衍射原理發(fā)展起來(lái)的,衍射光學(xué)元件是利用電子束、離子束或激光束的刻蝕技術(shù)制作而成?？梢灶A(yù)言,微光學(xué)和衍射光學(xué)這兩個(gè)新興學(xué)科將隨著日益壯大的光學(xué)工業(yè)對(duì)光學(xué)器件微型化的要求有更大的發(fā)展,在使宏觀光學(xué)元件轉(zhuǎn)化為微觀光學(xué)元件以及具有處理功能的集成光學(xué)組件,從而推動(dòng)光學(xué)儀器的根本變革。現(xiàn)代光學(xué)還包括全息光學(xué)、自適應(yīng)光學(xué)、X射線光學(xué)、天文光學(xué)、激光光譜學(xué)、氣動(dòng)光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)等。由于現(xiàn)代光學(xué)具有更加廣泛的應(yīng)用性,所以還有一系列應(yīng)用背景較強(qiáng)的分支學(xué)科也屬于光學(xué)范圍。例如,有關(guān)電磁輻射的物理量的測(cè)量的光度學(xué)、輻射度學(xué);以正常平均人眼為接收器,來(lái)研究電磁輻射所引起的彩色視覺(jué)及其心理物理量的測(cè)量的色度學(xué);還有眾多的技術(shù)光學(xué),如光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及現(xiàn)代光學(xué)儀器理論、現(xiàn)代光學(xué)制造和光學(xué)測(cè)試、干涉量度學(xué)、薄膜光學(xué)、纖維光學(xué)等;還有與其他學(xué)科交叉的分支,如天文光學(xué)、海洋光學(xué)、遙感光學(xué)、大氣光學(xué)、生理光學(xué)及兵器光學(xué)等……?？梢灶A(yù)見(jiàn),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代光學(xué)這棵大樹(shù)會(huì)越來(lái)越枝繁葉茂,碩果累累。2智能模塊t隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步,21世紀(jì)的人類社會(huì)真正進(jìn)入了高度信息化時(shí)代。人們的生活、工作無(wú)不與信息的傳輸、重組、分析、處理、存儲(chǔ)等密切相關(guān)。在“3C”技術(shù)革命——(Communication通信、Computerization計(jì)算機(jī)化和Control控制)和“3A”應(yīng)用——(FA工廠自動(dòng)化、OA辦公自動(dòng)化和HA家庭自動(dòng)化)的基礎(chǔ)上,社會(huì)運(yùn)作對(duì)信息量的巨大需求將用“3T”來(lái)表征(T表示1012):TB/s(太比特/秒)的信息傳輸速率、TB(1TB=1000GB)位的存儲(chǔ)容量和(1/T)s(皮秒,p=10-12,1ps=(1/T)s)的處理速度。由于電子技術(shù)受到荷電性、帶寬、互擾等固有的物理性質(zhì)的限制,已很難滿足“3T”的要求。而光子技術(shù)無(wú)疑是對(duì)電子技術(shù)的發(fā)展與突破,成為信息化社會(huì)的另一主要支柱。2.1光子學(xué)與電子的比較“光子”的概念來(lái)自于愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋,后來(lái)在有關(guān)原子、分子系統(tǒng)受激輻射與自發(fā)輻射的論述中就已經(jīng)引入。但是對(duì)光子的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),直到在20世紀(jì)60年代激光問(wèn)世以后才真正開(kāi)始。激光、全息和光纖技術(shù)的興起,突出了光學(xué)的作用和地位,量子光學(xué)、光電子學(xué)及其技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了信息科學(xué)的飛速前進(jìn)。光波導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用與推廣,使光纖通信與信息處理技術(shù)成為信息科學(xué)的一支生力軍?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),電子學(xué)中的變頻、混頻、調(diào)制、解調(diào)以及通信、信息處理等都可以在光頻波段實(shí)現(xiàn),因此自然就提出了把光學(xué)向光子學(xué)開(kāi)拓的問(wèn)題。與電子相比,光子具有如下特點(diǎn):一是光子所涉及的波段波長(zhǎng)較短,頻率高,因此分辨率高;二是光子的速度快,因此處理速度快;三是光的平行性、抗干擾性、空間互連性,這些性質(zhì)具有更大的技術(shù)應(yīng)用潛力。表1表明了電子與光子的共性與差異。從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看,20世紀(jì)是電子時(shí)代(又稱微電子時(shí)代),而21世紀(jì)被眾多學(xué)者稱為是光子時(shí)代,這是因?yàn)樵谖磥?lái)高度信息化的社會(huì)里,光子學(xué)具備了巨大的技術(shù)應(yīng)用前景。信息技術(shù)包括信息的探測(cè)、采集、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)與拷貝等?，F(xiàn)代信息技術(shù)的基本要求有三大方面:第一,是信息的高密度。由于信息量和信息密度的急劇增加,使原來(lái)基于電波長(zhǎng)波的傳送信息通道擁擠不堪,因而由長(zhǎng)波轉(zhuǎn)向短波和超短波,最后又轉(zhuǎn)向光波,促使人們以光波作為信息載體,因此光通信、光記錄、光顯示等進(jìn)入我們的生活。而且光波的應(yīng)用也由紅外向短波、紫外方向發(fā)展。例如在DVD光盤中,若以藍(lán)光發(fā)射的激光器代替紅光發(fā)射的激光器,則光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量將增加2.5倍。第二,是信息的數(shù)字化。數(shù)字化量比模擬量更準(zhǔn)確,易合成,易壓縮。從多媒體角度看,圖像的傳播用光波更直接更方便。因此在圖像信息的獲取、傳輸、存儲(chǔ)、處理、光電顯示等方面,光子技術(shù)具有不可替代的作用。第三,是信息處理的高速度。對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的高速采集、大容量的傳輸、高密度的實(shí)時(shí)記錄、大面積的真彩色顯示和復(fù)制等,都離不開(kāi)光子的參與,還有各種現(xiàn)代儀器要求“光機(jī)電算一體化”(Optomechatronics)。因此光子學(xué)和光子技術(shù)在信息技術(shù)的諸多方面顯示出更大的優(yōu)勢(shì)。光子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。1光子信息系統(tǒng)的運(yùn)算速度光子器件及其系統(tǒng)的響應(yīng)速度快,例如光開(kāi)關(guān)器件,響應(yīng)時(shí)間可達(dá)飛秒(1fs=10-15s)量級(jí),而電子器件及其系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間最快為納秒(1ns=10-9s)量級(jí)。光子信息系統(tǒng)的運(yùn)算速度大大超過(guò)現(xiàn)有的電子信息系統(tǒng),這一點(diǎn)在未來(lái)的信息技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)上將會(huì)促成根本性的變革。1990年1月,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了世界上第一臺(tái)數(shù)字光處理器,其核心部件的光開(kāi)關(guān)速度達(dá)到每秒10億次,顯示了光子技術(shù)的高速度運(yùn)轉(zhuǎn)和平行處理特征。2信息傳遞更加順暢光子信息系統(tǒng)的空間帶寬和頻率帶寬都很大,因此信息傳輸容量大,使信息交換和傳遞更加通暢。光纖通信的容量比微波通信的容量要大1萬(wàn)到10萬(wàn)倍,一路微波通道只可以傳送一路彩色電視或1千多路數(shù)字電話信號(hào),而一根光纖可以同時(shí)傳送1千多萬(wàn)甚至1億路電話信號(hào)。3進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)量光存儲(chǔ)技術(shù)由于其信息存儲(chǔ)密度大、容量大、可靠性強(qiáng)、存取速度快和低成本等特點(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。光盤早已進(jìn)入多媒體終端和千家萬(wàn)戶。光盤和光卡的存儲(chǔ)量比磁盤、磁卡要高出200至20000倍,而且不易磨損,不受外磁場(chǎng)干擾,不受溫度影響。可以說(shuō)光盤是20世紀(jì)以來(lái),繼汽車、電視、微機(jī)之后的又一重大發(fā)明。有人預(yù)計(jì),利用光子學(xué)方式可以實(shí)現(xiàn)三維立體存儲(chǔ),其容量之大令人驚嘆,一旦關(guān)鍵技術(shù)取得突破,將會(huì)顯示出無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。4光學(xué)性能高、可擴(kuò)充電路、三維并行、互聯(lián)互通的光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)高速度處理信息是光子技術(shù)最有潛力的應(yīng)用。在光計(jì)算機(jī)中,與電氣布線相比較,由于光的頻率高,可以高速傳遞信息,而且可以利用多重波長(zhǎng)、信息二維并列傳遞等,使信息傳遞能力大大提高。作為計(jì)算機(jī)的前處理技術(shù)還有模擬光計(jì)算、并列數(shù)字光計(jì)算等。光纖具有極好的并行性,可以同時(shí)并行處理二維信息、三維并行互連及并行處理,能克服馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的電子計(jì)算機(jī)的瓶頸效應(yīng),特別有利于圖像的處理和傳輸。用光學(xué)方法可以演示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別和復(fù)原的功能,現(xiàn)在具有并列處理、學(xué)習(xí)、自組織化機(jī)能的光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正處在開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)中。光不需要阻抗匹配,不需要布線回路,因此可以進(jìn)行高速信號(hào)調(diào)制。這些特點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電氣布線的局限。5光子集成技術(shù)微光子技術(shù)與光子集成(PIC)技術(shù)將同微電子技術(shù)和集成電路(IC)一樣得到迅猛發(fā)展。微光子技術(shù)涉及梯度折射率光學(xué)、衍射光學(xué)、纖維光學(xué)等許多分支,已研制出許多微型光學(xué)陣列器件,由于光波波長(zhǎng)短,光子信息系統(tǒng)的幾何尺寸將大大縮小。光子集成的特點(diǎn)是將有源電子器件(如半導(dǎo)體激光器、光放大器、光探測(cè)器等)與光波導(dǎo)器件(如分/合波器、耦合器、濾波器、調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)等)集成在一塊半導(dǎo)體芯片上,構(gòu)成一種單片全光功能性器件。這從根本上改變了集成光學(xué)和光電子集成中,有源無(wú)源器件分別集成后再利用光纖連接的弊端,使器件體積更小、功耗更低。2.2光譜學(xué)與其他學(xué)科的綜合整合1測(cè)定方法的原理生物的基本單元是細(xì)胞,細(xì)胞里的DNA(脫氧核糖核酸),呈雙重螺旋結(jié)構(gòu),由被稱為A、G、C、T的4種堿基組成,堿基有吸收光譜,其熒光壽命小于10ps(皮秒),因此需要亞皮秒或飛秒級(jí)的脈沖來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量這些堿基的光譜和熒光壽命,這樣就能準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)分子。生命是取決于遺傳因子這一物質(zhì)的作用的,科學(xué)家希望能用光來(lái)控制遺傳因子,繼而控制生命和物質(zhì)。人的大腦里有大約1千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞,信號(hào)從一個(gè)細(xì)胞傳到另一個(gè)細(xì)胞時(shí),經(jīng)過(guò)一個(gè)叫做“突觸”的接點(diǎn)。這個(gè)接點(diǎn)是不連續(xù)的,其間的信息由神經(jīng)物質(zhì)來(lái)傳遞,也就是說(shuō)大腦或心靈的活動(dòng)也是由這種神經(jīng)傳遞物質(zhì)所控制的,既然心靈活動(dòng)是基于物質(zhì)的作用,那么就可以用光來(lái)控制。這方面的研究還有待于光學(xué)專家與生命科學(xué)家共同取得突破性進(jìn)展。2飛秒激光器的原理20世紀(jì)30年代人們提出了化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)理論,把化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究深入到微觀過(guò)程。過(guò)渡態(tài)只是一個(gè)理論假設(shè),反應(yīng)物越過(guò)這個(gè)過(guò)渡態(tài)就形成了產(chǎn)物。飛越過(guò)渡態(tài)的時(shí)間尺度是分子振動(dòng)周期的量級(jí),當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究的,因此在化學(xué)反應(yīng)路徑上,過(guò)渡態(tài)成了未解之謎。到20世紀(jì)80年代飛秒激光器研制成功,飛秒激光器的脈沖寬度正是化學(xué)反應(yīng)經(jīng)歷過(guò)渡態(tài)的時(shí)間尺度。飛秒激光脈沖如同一個(gè)飛秒尺寸的探針,可以跟蹤化學(xué)反應(yīng)中原子或分子的運(yùn)動(dòng)和變化。美國(guó)加州理工學(xué)院的澤維爾教授率先應(yīng)用飛秒光譜研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡態(tài)的探測(cè),并取得了世人矚目的成就,因此獲得1999年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),從而形成了“飛秒化學(xué)”這一物理化學(xué)的新學(xué)科。目前飛秒化學(xué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到化學(xué)和生命科學(xué)各領(lǐng)域。3近紅外熒光光譜技術(shù)老年癡呆癥是一種大腦退化病,由于它的不確定性使人們感到困苦憂傷。為了研究這種病,醫(yī)學(xué)上尋求一種對(duì)大腦無(wú)損傷的診斷方法。因?yàn)槠つw、骨頭和血液對(duì)波長(zhǎng)在600~1300nm之間的光透過(guò)很好,已經(jīng)有一種紅光探針用于診斷腦部疾病?？萍既藛T用647nm波長(zhǎng)的探針透過(guò)頭蓋骨進(jìn)入大腦,在那里使腦組織發(fā)出近紅外的熒光,這個(gè)熒光光譜返回并透過(guò)頭蓋骨被收集分析,帶回健康組織和疾病組織的一些特征。這種技術(shù)叫做“近紅外熒光光譜技術(shù)”,它是完全無(wú)損傷的。用這種技術(shù)還可以測(cè)出服藥與不服藥的病人之間疾病變化速率的差異?？梢灶A(yù)見(jiàn),這種光譜技術(shù)有朝一日會(huì)成為治療腦部疾病的有力武器。4光子在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生激光對(duì)有機(jī)體的作用是相當(dāng)復(fù)雜的,到目前大致認(rèn)為是激光通過(guò)光、熱、壓力、和電磁場(chǎng)等效應(yīng)對(duì)有機(jī)體發(fā)生作用。預(yù)計(jì)光子技術(shù)在激光育種、作物生長(zhǎng)期照射、激光滅蟲(chóng)等領(lǐng)域也會(huì)有更大的用武之地。光子技術(shù)還可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。日本濱松光子公司的一個(gè)植物實(shí)驗(yàn)工廠,利用半導(dǎo)體激光器種植水稻,實(shí)驗(yàn)表明,已經(jīng)有一年收獲五季水稻的可能。由于沒(méi)有病蟲(chóng)害,如果考慮上下五層并將種植密度提高5倍,則總收獲量可期望提高625倍。這對(duì)人類將是巨大貢獻(xiàn)。還有光電遙感技術(shù),幫助人類解決目前所面臨的能源、糧食、氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等問(wèn)題。資料表明,美國(guó)用光電遙感儀監(jiān)視洪水、改造良田、探測(cè)農(nóng)作物病蟲(chóng)害、改進(jìn)油田探測(cè)及小麥估產(chǎn)等5項(xiàng),每年的經(jīng)濟(jì)收益達(dá)15億美元以上。2.3光照科學(xué)及其高新技術(shù)的應(yīng)用1微觀探索功能光子學(xué)及其技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的自動(dòng)監(jiān)控、圖像分析、精密測(cè)量、信息處理、能源利用、微觀探索等各個(gè)領(lǐng)域正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。未來(lái)儀器要求光機(jī)電算高度一體化,它是光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的高度融合,隨著激光、光纖、微電子、計(jì)算機(jī)、高分子材料以及軟件技術(shù)的發(fā)展,光機(jī)電算一體化儀器將層出不窮。2超快速激光器能超快速技術(shù)產(chǎn)生于一個(gè)皮秒(10-12s)或飛秒(10-15s)數(shù)量級(jí)范圍的非常短的激光脈沖,飛秒激光器提供了極短的時(shí)間間隔內(nèi)的相當(dāng)高能量的脈沖,因此與其它技術(shù)相比,把由于熱彌散引起的效應(yīng)和相關(guān)的損傷減小到最低的程度。超快速激光器能在鋼鐵或其它微型機(jī)械的材料上鉆一個(gè)小孔而不引起附加的損傷。為了生物實(shí)驗(yàn)和光學(xué)信息處理,已經(jīng)試制出帶有微米量級(jí)運(yùn)動(dòng)部件的微型機(jī)械樣品。但超快速微加工技術(shù)仍然是一個(gè)新領(lǐng)域,有待進(jìn)一步發(fā)展。3澳大利亞?wèn)|南角的led燈除了高分辨率電視(HDTV)外,利用全息技術(shù)的動(dòng)態(tài)圖像的三維顯示,將發(fā)展成三維電影和三維電視,在澳大利亞黃金海岸的電影主題公園,人們已經(jīng)欣賞到類似電影。紅、綠、藍(lán)光輸出的發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)在一些全彩色顯示上得到應(yīng)用。而“電子報(bào)紙”和“電子雜志”已經(jīng)取得成功,隨著顯示器件的進(jìn)展,將很快走向商業(yè)化,像普通報(bào)紙雜志那樣靈活方便。4光腦的特性,提高了對(duì)于模擬說(shuō)的高度繼電腦之后,21世紀(jì)將是“光腦”發(fā)展的時(shí)代。人們預(yù)計(jì),條件成熟時(shí),光腦(光計(jì)算機(jī))有可能取代電腦,光腦與電腦相比具有優(yōu)勢(shì)如下:一是并行處理能力強(qiáng),運(yùn)算速度高,比電腦快1000倍。二是高速電腦由于產(chǎn)生熱量而影響速度,只能在低溫下工作;而光腦可以在室溫下工作。三是光子不需要導(dǎo)線,即使光線交接也不會(huì)產(chǎn)生相互影響。作為“無(wú)導(dǎo)線計(jì)算機(jī)”傳遞信息的平行通