1光電信息技術(shù)概論(編輯修改稿)
2025-03-09 12:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，發(fā)表論文《光頻介質(zhì)纖維表面波導》，提出用石英玻璃纖維（光纖）傳送光信號來進行通信，可實現(xiàn)長距離、大容量通信。l 1970年康寧公司首先研制出損耗為 20db/km的石英光纖；l 1976年，美國貝爾實驗室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實用化的光纖通信線路，速率為 45Mb/s；l 上世紀 70年代末，大容量的單模光纖和長壽命的半導體激光器研制成功。光纖通信系統(tǒng)開始顯示出長距離、大容量無比的優(yōu)越性；l 1996年 WDM技術(shù)取得突破，貝爾實驗室發(fā)展了 WDM技術(shù)，美國MCI公司在 1997年開通了商用的 WDM線路。 l 現(xiàn)在，光纖通信系統(tǒng)的速率從單波長的 性地發(fā)展到多波長的 Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)傳輸。當今實驗室光系統(tǒng)速率已達 10Tb/s以上。2/26/202326光纖之父 —— 高琨2023年高錕因為在 “有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面 ”取得了突破性成就，榮獲諾貝爾物理學獎一半的獎金；博伊爾和史密斯發(fā)明了半導體成像器件 —— 電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器，將分享今年物理學獎另一半獎金。 2/26/202327(2)科學研究l 光子檢測技術(shù)l 光譜分析技術(shù)l 激光光譜技術(shù)l 光學計量技術(shù)2/26/202328 光子技術(shù)在創(chuàng)造世界科技的最新記錄 項目 內(nèi) 容 最大的功率、能量密度 激光輸出脈沖功率已經(jīng)超過 13PW=l3X10 15W。 聚焦強度達 l05PW/cm 2。 可產(chǎn)生億度以上的高溫。能焊接、加工和切割最難熔的材料 最低的溫度 激光冷卻可將原子冷到 20nk，接近絕對零度 。 量子冷卻到基態(tài)，為量子光學和量子力學的實驗研究準備了條件；最短光脈沖 在 780nm 已產(chǎn)生 4fs脈沖，行程 ，為該波長光 ，進入強場物理領(lǐng)域 最密的刻劃 制造最小的光機電一體化設備；加工最小光學和機械零件從微米到幾十微米，集成光機電一體化系統(tǒng)可小到幾毫米 。大規(guī)模集成線路的線寬已達 ；已研制成功 。最大的信息量 已達到 3T目標；通信傳輸容量已達 Tbit/s，運算速率已達 Tbit/s，三維立體存儲密度達 Tbit/cm3。最大的望遠鏡 探測宇宙太空的哈勃望遠鏡最強的顯微鏡 可探測亞波長量級的光子顯微鏡最保密的通信系統(tǒng) 光量子通信是最安全的通信系統(tǒng)。在常規(guī)的通信線路上進行量子保密通信，通信距離已達 55km2/26/202329光的壓縮態(tài)l 在對光子的控制上 ,光的壓縮態(tài)利用光子數(shù)態(tài)是將噪音壓縮到低于量子噪聲，為超高精度、超微弱信號測量和保密通信帶來新的前景。壓縮態(tài)光場是指描述光頻電磁場的某一正交分量起伏低于標準量子極限。目前對壓縮態(tài)光場研究的重點集中在如何進一步提高其壓縮度，向?qū)嵱没l(fā)展，并將它盡快應用于量子測量及量子信息等前沿學科。將它用于連續(xù)變量的量子保密通訊。壓縮態(tài)光場實驗裝置2/26/202330（ 3）醫(yī)療診斷l(xiāng) 國外報道一種 膠囊型膠囊型 內(nèi)內(nèi)窺鏡窺鏡 ，與一般的內(nèi)窺鏡比較，可完全避免病人在檢查過程中所產(chǎn)生的苦痛。l 這種帶有攝像機的膠囊型內(nèi)窺鏡其直徑 ，長 ，被病人吞下后，可在食道、胃、十二指腸、小腸、大腸等處拍攝圖像。膠囊型內(nèi)窺鏡2/26/202331膠囊型內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)l 光、機、電微系統(tǒng)集成在一個膠囊內(nèi)l “膠囊 ”被患者吞服后就會隨著消化道的不斷蠕動向前推進，通過微型攝像機拍攝數(shù)字圖像，并通過微波技術(shù)把照片傳送出來，每小時內(nèi)能向數(shù)據(jù)記錄儀傳送近萬幅圖片。2/26/202332膠囊內(nèi)窺鏡進入胃和小腸l 膠囊型內(nèi)窺鏡完成攝像任務后，內(nèi)窺鏡便隨著排泄物排到體外。l 膠囊型內(nèi)窺鏡使用 CCD或CMOS攝像機，所需的電能由自身電池或從體外用微波形式輸送，其運行速度和方向等均可以從體外來控制。l 所拍攝的圖像也使用微波傳送到體外的控制裝置里，使用記錄、顯示系統(tǒng)或打印機獲取圖像。2/26/202333醫(yī)學成像l 醫(yī)學成像技術(shù)在過去幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，如今，這些新技術(shù)可以甄別人體任何結(jié)構(gòu)以及許多重要生物過程，比如不同的血流速度。 2/26/202334核磁共振成像 核磁共振成像是追蹤水分子中的氫原子， 2/26/202335彌散張量成像 2/26/202336X光血管成像2/26/202337CT血管成像 2/26/202338正電子放射層掃描 (PET) 2/26/202339(4) 遙感測繪光學遙感光學遙感高光譜遙感、評估油等高光譜遙感、評估油等污染與亦潮災害、目標污染與亦潮災害、目標探測與識別探測與識別2/26/202340GoogleEarth看南郵2/26/2023412/26/202342激光雷達激光雷達 探測大氣溫度、水蒸 探測大氣溫度、水蒸氣、溫度場、氣溶膠、氣、溫度場、氣溶膠、海面風場、高精度海地海面風場、高精度海地形測繪形測繪2/26/202343（ 5）生活娛樂l 光筆，光盤 VCD、 DVD，電視，辦公自動化設備，激光打印機、掃描儀、傳真機，等。2/26/202344夜視偵察l 1995~1996年的波黑戰(zhàn)爭，其出動的飛機裝備了夜間低空導航和目標偵察紅外系統(tǒng)等光電裝備構(gòu)成對塞族的很大威脅。（ 6）軍事國防2/26/202345l 1991年初的海灣戰(zhàn)爭，以美國為首的多國部隊首先用衛(wèi)星上的光電遙感儀器獲取了伊拉克和科威特境內(nèi)的地面部署情報，戰(zhàn)爭中采用裝備了紅外前視儀和激光制導航彈的飛機進行夜襲，取得了驚人的效果。2/26/202346紅外武器l 19921995的科索沃戰(zhàn)爭中應用了大量光電子技術(shù)，如用于武器控制的光電精確制導 (紅外制導，電視制導，靈巧炸彈等 )，造成巨大破壞．以上充分反映光電子高新技術(shù)的奇特威力。紅外制導及靈巧炸彈2/26/202347光電對抗l 美國波音公司在 2023年 8月 10日成功進行了空基激光反導系統(tǒng) (ABL)的試驗，成功模擬攔截了一枚帶有試驗用傳感器的靶彈?！ ≡谠囼炛校ㄒ?747400F載機從愛德華空軍基地起飛，用其紅外傳感器探測到
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