【正文】 于一個艱難的上升階段 。 通信技術 ——光纖通信 2023/2/25 41 陜西師范大學物理學與信息技術學院 1945年 ， 英國的科幻小學作家阿瑟 C克拉克在世界上首次提出了使用衛(wèi)星進行遠距離無線電通信和無線電廣播的設想 ， 這位作家在 《 無線電雜志 》 上發(fā)表了一篇文章 ， 提出用火箭發(fā)射一顆人造衛(wèi)星 ， 繞地球轉(zhuǎn)動 ， 然后 ， 地面上發(fā)送信號給衛(wèi)星 ， 通過衛(wèi)星再傳回地面 。 1957年 10月 4日 ， 原聯(lián)蘇成功發(fā)射了人類歷史上第一顆人造地球衛(wèi)星 。 根據(jù)運行軌道的高度不同 ， 可將人造地球衛(wèi)星分為三種類型： （ 1） 低高度衛(wèi)星 （ 小于 5000km） （ 2） 中高度衛(wèi)星 （ 5000km） （ 3） 高高度衛(wèi)星 （ 大于 20230km） 通信技術 通信技術 ——衛(wèi)星通信 2023/2/25 42 陜西師范大學物理學與信息技術學院 ? 覆蓋區(qū)大 ,通信距離遠 ,三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球 ? 頻帶寬 ,容量大 ? 機動性好 ,不受地理條件限制 ? 通信可靠性高 ,質(zhì)量好 ,穩(wěn)定 ? 費用與距離無關 ? 有多址能力 ,組網(wǎng)靈活 ? 可實現(xiàn)區(qū)域及全球個人移動通信 通信技術 ——衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信的特點 2023/2/25 43 陜西師范大學物理學與信息技術學院 ? 同步通信衛(wèi)星向大容量 ,多波束 ,智能化發(fā)展 ? 低軌衛(wèi)星群與蜂窩技術相結(jié)合 ,實現(xiàn)全球個人通信 ? 小型衛(wèi)星通信地面站 (VSAT)廣泛應用 ? 電視直播 (DVB)和數(shù)字聲廣播 (DAB)步入家庭和個人用戶 ? 多媒體通信和因特網(wǎng)接入 ? 微小衛(wèi)星和納衛(wèi)星 通信技術 ——衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信發(fā)展趨勢 2023/2/25 44 利用生物分子信息材料裝配電子元件和儀器的技術 ， 美國國防高級研究計劃局 (DARPA)把它看成是能使未來作戰(zhàn)發(fā)生革命性變化的技術之一 。 目前 ， 進展較快的是光學開關模式的生物分子器件 。 一些實驗室已經(jīng)制造出這種模式的并行處理器件 、 三維數(shù)據(jù)存儲器 、 神經(jīng)網(wǎng)絡等原型器件 。 在未來幾十年內(nèi) ， 有可能研制出可裝入計算機的高密度生物電子存儲器 ， 以及基于細菌視紫紅質(zhì)的其他一些器件 (如神經(jīng)網(wǎng)絡 、 人工智能所必須的關聯(lián)存儲器等 )。 近年來 ， 各國軍方仿生技術的研究包括：飛機 、 艦艇設計的進一步優(yōu)化；雷達 、 聲納和導航 、 測控裝置的全面改進；一些新通信設備 、 新偵察裝備和新兵器的研制；以及模仿天然生物材料的質(zhì)地 、 結(jié)構(gòu)和功能來制造硬度與韌性更大 、 強度更高 、質(zhì)量更輕和更加耐用的裝甲材料及其他材料等方面進行 。 4． 生物分子電子技術 2023/2/25 45 納米技術是一門新興技術 ， 使人類最終能夠按照自己的意愿操縱單個原子和分子 ， 以實現(xiàn)對微觀世界的有效控制 。 有人曾這么說 ， 21世紀將是納米世紀 。 據(jù)預測 ， 單原子 、單分子存儲操作技術可能于 2023年開發(fā)成功 ， 單電子晶體管集成電路 2023年將實用化 ， 量子功能電子技術的發(fā)展將可能導致單量子計算機和量子波計算機 、 單量子通信設備和量子波通信設備 、 家用量子設備等的普遍出現(xiàn) ， 使所有的電子設備體積和能耗大為縮小 。 微電子技術與機電技術相結(jié)合 ， 和納米電子學同時伴生的以硅材料為基礎的微機電系統(tǒng)技術 ， 作為當今最具革命性的新科學 ， 已經(jīng)引起世界各國科學家 、 政府和軍隊的高度重視 ， 對 21世紀的科學技術 、 生產(chǎn)方式和人類生活質(zhì)量將產(chǎn)生深遠影響 ， 并即將形成難以估量的龐大的高技術市場 ， 其規(guī)模之大 ， 可能超過微電子芯片產(chǎn)業(yè) ， 成為世界十大科學技術之一 。 5．納米電子技術 2023/2/25 46 2023/2/25 47 納米電子學主要在納米尺度空間內(nèi)研究電子、原子和分子運動規(guī)律和特性，研究納米尺度空間內(nèi)的納米膜、納米線。納米點和納米點陣構(gòu)成的基于量子特性的納米電子器件的電子學功能、特性以及加工組裝技術。其性能涉及放大、振蕩、脈沖技術、運算處理和讀寫等基本問題。其新原理主要基于電子的波動性、電子的量子隧道效應、電子能級的不連續(xù)性、量子尺寸效應和統(tǒng)計漲落特性等。 從微電子技術到納米電子器件將是電子器件發(fā)展的第二次變革，與從真空管到晶體管的第一次變革相比，它含有更深刻的理論意義和豐富的科技內(nèi)容。在這次變革中，傳統(tǒng)理論將不再適用，需要發(fā)展新的理論，并探索出相應的材料和技術。 5．納米電子技術 陜西師范大學物理學與信息技術學院 2023/2/25 48 5．納米電子技術 2023年 5月，據(jù)每日科學網(wǎng)報道，美國斯坦福大學的研究人員開發(fā)出一種新型的傳感器芯片，可以大大加快藥物開發(fā)過程。這種由高度敏感的納米傳感器構(gòu)成的微芯片，可以分析蛋白質(zhì)如何相互結(jié)合，在評估藥物的有效性及可能帶來的副作用方面邁出了關鍵一步。 這種新型生物傳感器只需要一厘米大小的納米傳感器陣列，就能以高于現(xiàn)有任何傳感器數(shù)千倍的能力持續(xù)不斷地監(jiān)測蛋白質(zhì)的結(jié)合活動。新的傳感器可以同時監(jiān)測成千上萬種反應，而且比目前的“金標準”方法敏感性更強，并能更快地提供檢測結(jié)果。 生物芯片技術是利用大規(guī)模集成電路制造技術在硅等基片上制造包括數(shù)十萬個不同生物微檢測單元的微流體傳感系統(tǒng)的技術 。 微電子技術和生物技術結(jié)合 ， 將研制出有機與無機相結(jié)合 、 硅片與生物材料結(jié)合的生物硅片 ， 具有集成度高 、功耗低等特點 ， 必將對現(xiàn)代高科技產(chǎn)品產(chǎn)生重大影響 。 此外 ， 以砷化鎵等為代表的一批新型半導體材料將逐步走向?qū)嵱没?， 可在高溫 、 強輻射條件下正常工作 。 微電子技術和電真空技術相結(jié)合產(chǎn)生的真空微電子技術 ， 可能在超高速處理技術中發(fā)揮重大作用 。 6．生物芯片技術 2023/2/25 49 目前完全依靠電子技術實現(xiàn)的某些功能將隨著光波導和光子技術的應用得以加強 。 光纖通信和光子連接技術將更加成熟 ， 光交換設備 、 光探測器和調(diào)制器將大大優(yōu)化電子系統(tǒng) 。這些光子元件將與電子元件同制造在光電芯片上 。 其優(yōu)點之一就是具有很高的輸入輸出能力 ， 能夠處理大量信息 。 而且 ，將來光子信息處理將有效地擴展和延伸到電子領域 。 很多應用中表明 ， 光子邏輯將比電子顯示出更佳的特性 。這種趨勢提示了光子處理器可能會被廣泛用于執(zhí)行圖像識別這類復雜任務上 。 光處理器將能同時執(zhí)行 100萬個平行任務 ，因此它能夠處理復雜問題 。 這種大量的平行的光處理器的能力估計是目前最大的電子計算機能力的 1000倍 。 微電子技術與光電子技術結(jié)合 ， 將研制出大規(guī)模 、 多功能 、 高速化 、 大容量的光電子集成電路和高性能的半導體激光器 ， 組成新型的光電集成系統(tǒng) 。 7．先進光電子技術 2023/2/25 50 陜西師范大學物理學與信息技術學院 中國要發(fā)展自己的高科技 ， 時代要求我們必須大力發(fā)展現(xiàn)代信息技術 ， 對此我們別無選擇 。 我們要以技術創(chuàng)新和百折不撓的精神加快我國的發(fā)展步伐 。 在我國已正式加入世貿(mào)組織的今天 ， 要充分認清國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)已處在世界經(jīng)濟舞臺的同一起跑線上進行平等競爭 ，本土競爭國際化 、 國際競爭本土化已完全變成現(xiàn)實 。 我們只有努力打造組織變革能力 、 快速反應能力 、 科技創(chuàng)新能力和人才聚集能力 ， 不斷推進管理創(chuàng)新 、 機制創(chuàng)新 、科技創(chuàng)新 ， 才能在新的競爭環(huán)境中牢固根基 ， 取得勝利 。 對此 ， 任重而道遠 ， 愿我們團結(jié)一心 ， 共同努力 ， 在科技興國的偉大事業(yè)中實現(xiàn)我們的理想和社會價值 ， 最終實現(xiàn)中華民族的偉大復興 。 結(jié)束語 2023/2/25 51 陜西師范大學物理學與信息技術學院 謝謝大家！ 陜西師范大學物理學與信息技術學院 演講完畢，謝謝觀看！