【正文】 光子學(xué)已成為這些相關(guān)學(xué)科應(yīng)用技術(shù)的共同基礎(chǔ) 。 5. 光電子學(xué)與光電子器件 一門技術(shù)： 與機械 、 化工 、 材料 、 能源 、 計量 、 環(huán)保以致于軍事領(lǐng)域都有十分密切的聯(lián)系 。 5. 光電子學(xué)與光電子器件 一門科學(xué)： 光電子學(xué)是涉及學(xué)科面寬 、 技術(shù)密集程度高的一門技術(shù)科學(xué) ， 它的發(fā)展水平代表著一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平和綜合實力 。 光電器件： 利用光電效應(yīng)把光信息 （ 光能 ） 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦畔?（ 電能 ） 的各種器件 。 5. 光電子學(xué)與光電子器件 光電子學(xué)： 研究作為信息載體和能量載體的光子的產(chǎn)生 ﹑控制 ﹑ 探測及其應(yīng)用的技術(shù)科學(xué) ， 是近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的帶頭科學(xué)之一 ， 是集光子學(xué)與電子技術(shù)優(yōu)點巧妙結(jié)合在一起的新技術(shù) 。 1979年： 錢學(xué)森定義光子學(xué)為 “ 以光子作為信息或能量載體的一門科學(xué) ” ， 并提出我國應(yīng)大力發(fā)展光子技術(shù)和光子產(chǎn)業(yè) 。 2022年： 通，是至今世界容量最大的實用線路。 1990年： 第一條國產(chǎn)光纜水線過長江。 我國已進入光纖通信大發(fā)展的新時期 。 1984年： 長波長石英單模光纖的研究有較大突破 ， ?m 波長損耗為 ， ?m 時損耗為 。 1982年： 系統(tǒng)在武漢市電信局開通 。 1979年： 8Mbit/s、 57km光纜中繼線路現(xiàn)場試驗 。 1976年： 拉制出第一根通信用石英多模光纖 ， 在 ?m波長處 ， 損耗小于 20dB/km。 光纖通信系統(tǒng) 我國光纖通信技術(shù)發(fā)展的重大事件 1974年： 開始 MCVD法熔煉光纖的研究 。 1982年以后 ， 光纖技術(shù)發(fā)展很快 ， 促進了光纖的應(yīng)用和光纖產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展 。 光纖通信系統(tǒng) 1979年 ， 美國電報電話公司和日本電報電話公司研制成功 ?m連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器；同時進行了 ?m長波長光纖通信系統(tǒng)的試驗 。 此后 ， 各種光纖通信系統(tǒng)猶如雨后春筍般地發(fā)展起來 。 1977年 ， 貝爾實驗室研制成功室溫下外推壽命為 l00萬小時的 GaAlAs半導(dǎo)體激光器 。 與氣體激光器相比 ， 半導(dǎo)體激光器體積小 ， 耗電少 ， 又能直接用電流調(diào)制 ， 使用方便 ， 這就為光纖通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件 。 1976年 ， 日本電話電報公司研制出更低損耗光纖 ， 損耗下降到 。 1970 年 ， 美國康寧公司研制成功損耗為20dB/km的石英光纖 1974年 ， 貝爾實驗室發(fā)明了制造低損耗光纖的方法 ， 稱作改進的化學(xué)汽相沉積法 （ MCVD） 。 ? 光纖直徑很小 ， 只有人的頭發(fā)絲那么細(xì) ， 并且柔軟可撓 。瑞典皇家科學(xué)院說 ， 高錕在 “ 有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面 ” 取得了突破性成就 ， 他將獲得物理學(xué)獎一半的獎金 ， 共 500萬瑞典克朗 （ 約合 70萬美元 ） ；博伊爾和史密斯發(fā)明了半導(dǎo)體成像器件 —— 電荷耦合器件 （ CCD） 圖像傳感器 ， 將分享物理學(xué)獎另一半獎金 。博伊爾和喬治 1966年， 高錕首次提出低損耗的光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）的概念 ? 高錕 （ K. C. Kao） 博士： 英籍華人 ， 1933年生 ， 上海 。認(rèn)為：電可以沿著導(dǎo)電的金屬導(dǎo)線遠(yuǎn)距離傳輸 ，光也應(yīng)能沿著可以導(dǎo)光的玻璃纖維傳輸 。 1965年， 光波通信的研究轉(zhuǎn)入低潮 ? 高錕 （ K. C. Kao） 博士： 英籍華人 ，1933年生 ， 上海 。 1965年左右 ， 光波通信的研究轉(zhuǎn)入低潮 。 由此可見 ， 這種地下的透鏡波導(dǎo)和反射鏡波導(dǎo)是無實用意義的 。 ? 現(xiàn)場施工十分復(fù)雜：對透鏡或反射鏡進行嚴(yán)格校準(zhǔn)和牢固安裝； ? 將波導(dǎo)深埋 ， 或選擇人 、 車稀少的地區(qū)：防止地面對波導(dǎo)的影響； ? 轉(zhuǎn)彎時 ， 需增加透鏡或反射鏡：彎度越大 ， 增加越多 ， 光能損耗也就越大 。 理論上： 兩種波導(dǎo)都可行 。 光波通信轉(zhuǎn)人地下 反射鏡波導(dǎo) 反射鏡波導(dǎo)的原理與透鏡波導(dǎo)相似 ， 不同之處是一個用會聚透鏡 ， 一個用反射鏡 。 然而，光波通信的許多優(yōu)越性驅(qū)使人們?nèi)ミM一步探索新的傳輸介質(zhì)。 開發(fā)了透鏡波導(dǎo)和反射鏡波導(dǎo)的光波傳輸系統(tǒng) 。 如：大氣湍流 、 雨 、 霧 、 雪 、 大氣灰塵和自然輻射對光波能量的吸收和散射 ，天空中的鳥類和各種飛行物 ， 使光波在傳輸過程中能量迅速衰減 ， 嚴(yán)重影響通信的穩(wěn)定性和可靠性 。 激光大氣傳輸試驗 — 具有 “ 靠天吃飯 ” 的通信方式的致命弱點 反復(fù)試驗的結(jié)果表明：晴朗天氣 ， 通信穩(wěn)定可靠 ， 距離較長 ， 但在不良天氣 ， 通信極不穩(wěn)定甚至中斷 ， 不能做到 “ 全天候 ” 通信 ， 這點是一個好的通信系統(tǒng)不能允許的 。 4. 光子學(xué)的發(fā)展進程 ? 紅寶石激光器發(fā)明后不久 ， 各種不同材料的激光器相繼出現(xiàn)： HeNe激光器 、 CO2激光器等 。 光波頻率比微波 （ 1010Hz） 和毫米波 （ 1011Hz） 高幾個數(shù)量級 。 因此 ，激光器的出現(xiàn)使光波通信進入了一個嶄新的階段 。 ? 激光可以象無線電波一樣用于通信技術(shù)： 激光與熱輻射光（ 如太陽光 、 電燈光等 ） 的關(guān)系如同無線電波與電火花產(chǎn)生的電磁波一樣 。 質(zhì)子與中子： 質(zhì)量比電子大 1840倍 ， 其馳豫頻率比電子小幾個數(shù)量級 ， 且這種粒子不易產(chǎn)生 ， 也不易接收 、 檢測 ， 顯然它們是不適合的 。 光傳播的速度就是光速 （ 100THz） 。 展望 21世紀(jì) ， 人類將生活在高度信息化的社會中 ， 必須尋找一種 新的信息載體 來突破電子學(xué)的 “ 瓶頸 ” 效應(yīng) 。 ② 電子的馳豫時間 （ 開關(guān)時間 ） ：大約在 109s量級 。 ? 激光的發(fā)明 、 低損耗光纖的研制成功 、 半導(dǎo)體光電器件的發(fā)展 ， 使光學(xué)迅速進入近代高新技術(shù)舞臺 ， 并對近代科學(xué)技術(shù)和人類社會生活產(chǎn)生巨大的影響 。 電與光的碰撞－ 第 3個回合 ? 提供了光頻波段的相干電磁波振蕩源 。 電與光的碰撞－ 第 2個回合 激光的發(fā)明 （ ， 美國科學(xué)家梅曼 （ Maiman） 發(fā)明了第一個紅寶石激光器 ） ， 是光學(xué)上的一項重大革命 ， 也是 20世紀(jì)最主要的重大科學(xué)發(fā)明之一 。 半導(dǎo)體物理的發(fā)展促成光電效應(yīng)的應(yīng)用 ， 從光電池 、光電探測器 ， 發(fā)展到發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 ， 于是形成了以光電元件及其應(yīng)用為主要內(nèi)容的狹義的 光電子學(xué) 。