《光存储技术与工艺》第1章(光技术概况)

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1、第 一 章 光 信 息 科 学 和 技 术 的 概 况 主 讲 人 ： 汪 洋 本 章 大 纲1、 光 信 息 概 念2、 光 信 息 科 学 与 技 术 -专 业 技 术 概 况3、 光 信 息 科 学 与 技 术 -产 业 化 发 展 概 况4、 光 信 息 科 学 与 技 术 -光 学 元 器 件 概 况5、 光 信 息 科 学 与 技 术 -应 用 范 围 概 况 光 信 息 超 自 然 现 象 故 宫 宫 女 太 监 排 队 走 故 宫 作 为 游 览 胜 地 ， 每 天 接 待 着 国 内 外 上 万 名 游 客 ， 有个 人 以 前 在 故 宫 看 门 ， 据 那 个 人 说 每

2、 天 晚 上 都 能 听 见 有 人在 奏 乐 ， 而 且 有 时 能 看 见 宫 女 太 监 排 队 走 过 。 当 然 也 有 科 学 人 员 解 释 了 ： 故 宫 能 看 见 宫 女 是 有 科 学依 据 的 ， 因 为 宫 墙 是 红 色 的 ， 含 有 四 氧 化 三 铁 ， 而 闪 电 可能 会 将 电 能 传 导 下 来 ， 如 果 碰 巧 有 宫 女 经 过 ， 那 么 这 时 候宫 墙 就 相 当 于 录 象 带 的 功 能 ， 如 果 以 后 再 有 闪 电 巧 合 出 现 ，可 能 就 会 像 录 象 放 映 一 样 ， 出 现 那 个 被 录 下 来 宫 女 的 影子

3、 。 这 种 现 象 属 于 光 现 象 ， 但 难 以 自 圆 其 说 ， 四 氧 化 三 铁 什么 时 候 可 以 出 现 人 像 ？ 为 什 么 只 有 故 宫 特 有 ？ 其 它 地 方 有吗 ？ 还 有 待 于 深 入 研 究 。 1、 光 信 息 基 本 概 念1.1 光 学 的 发 展光 学 是 一 门 古 老 的 科 学 ， 其 起 源 可 以 追 溯 到 3000年 以 前 ，我 国 的 春 秋 战 国 时 代 的 墨 经 中 已 记 载 了 投 影 小 孔 成 像等 光 学 现 象 。 古 希 腊 学 者 欧 几 里 德 的 反 射 光 学 一 书 ，研 究 了 光 的 直

4、 线 传 播 原 理 和 光 的 反 射 定 律 。 事 实 上 ， 人 们对 光 现 象 的 认 识 最 初 就 是 从 光 的 传 输 方 向 等 几 何 量 的 变 化开 始 的 。 几 百 年 来 ， 经 过 伽 利 略 、 牛 顿 、 惠 更 斯 、 菲 涅 耳 、夫 琅 和 费 、 麦 克 斯 韦 、 爱 因 斯 坦 等 伟 大 先 驱 们 持 续 的 努 力 ，光 学 已 发 展 成 为 物 理 学 中 一 门 极 为 重 要 的 基 础 学 科 ， 它 运用 严 格 的 数 学 理 论 和 方 法 ， 发 展 和 形 成 了 一 套 完 整 的 理 论体 系 及 一 套 与 理

5、 论 相 配 合 的 实 验 方 法 。 激 光 武 器 光 学 是 研 究 光 波 传 播 规 律 的 科 学 。 研 究 光是 怎 样 从 几 百 万 年 以 远 的 银 河 外 星 系 传 播到 地 球 上 ； 研 究 光 在 显 微 镜 中 通 过 聚 光 镜照 亮 标 本 ， 再 通 过 物 镜 成 像 ， 经 过 目 镜 放大 ， 最 后 通 过 眼 睛 的 晶 状 体 投 影 到 视 网 膜上 的 全 过 程 ； 研 究 遥 远 的 村 庄 、 湖 泊 通 过沙 漠 上 空 的 灼 热 大 气 的 折 射 ， 形 成 海 市 蜃楼 的 奇 观 地 球 的 能 量 之 源 太 阳

6、山 东 蓬 莱 首 现 海 市 蜃 楼 奇 观 宛 若 仙 境 山 东 烟 台 出 现 的 海 市 蜃 楼 鼓 浪 屿 附 近 海 面 出 现 了 “ 海 市 蜃 楼 ” 乌 鲁 木 齐 出 现 的 海 市 蜃 楼 山 东 烟 台 出 现 的 海 市 蜃 楼 重 庆 出 现 的 海 市 蜃 楼 1、 光 信 息 基 本 概 念1.2 什 么 是 信 息 ？在 自 然 界 ， 宇 宙 中 的 射 电 源 不 停 地 向 宇 宙 空 间 发 射 电 波 ，这 种 电 波 就 是 射 电 源 存 在 的 信 息 ； 花 卉 的 应 季 荣 衰 就 是 寒暑 交 替 的 信 息 。 人 对 世 界 的

7、 认 知 和 改 造 过 程 就 是 获 取 信 息 、加 工 信 息 和 发 送 信 息 的 过 程 。 人 们 通 过 电 视 、 电 话 、 报 刊等 各 种 媒 体 ， 每 时 都 在 获 取 、 加 工 和 传 递 利 用 着 大 量 的 信息 ， 如 通 过 天 气 预 报 获 取 气 象 信 息 ， 可 以 合 理 地 安 排 生 产 、生 活 。 在 行 政 工 作 中 ， 看 材 料 、 学 文 件 是 获 取 信 息 ， 作 决策 、 批 文 件 是 处 理 信 息 ， 作 指 示 是 传 递 信 息 。 可 见 ， 信 息来 源 于 客 观 世 界 ， 范 围 广 大 ，

8、 具 有 一 定 的 利 用 价 值 ， 可 以通 过 载 体 为 人 们 所 获 知 ， 用 来 指 导 人 类 认 识 世 界 、 改 造 世界 。 实 时 传 输 图 像 任 务 的 光 学 实 况 记 录 仪 系 统 1、 光 信 息 基 本 概 念1.3 光 电 信 息 的 概 念 与 应 用光 电 信 息 技 术 是 由 光 学 、 光 电 子 、 微 电 子 等 技 术结 合 而 成 的 多 学 科 综 合 技 术 ， 涉 及 光 信 息 的 辐 射 、传 输 、 探 测 以 及 光 电 信 息 的 转 换 、 存 储 、 处 理 与显 示 等 众 多 的 内 容 。 光 电 信

9、 息 技 术 广 泛 应 用 于 国民 经 济 和 国 防 建 设 的 各 行 各 业 。 近 年 来 ， 随 着 光电 信 息 技 术 产 业 的 迅 速 发 展 ， 对 从 业 人 员 和 人 才的 需 求 逐 年 增 多 ， 因 而 对 光 电 信 息 技 术 基 本 知 识的 需 求 量 也 在 增 加 。 2、 光 信 息 科 学 与 技 术 -专 业 技 术 概 况全 世 界 光 电 子 技 术 产 业 的 市 场 规 模 己 达 1万 亿 美 元 。国 外 光 电 子 产 业 主 要 在 美 国 、 西 欧 和 日 本 。 近 十年 来 ， 中 国 的 光 电 子 技 术 产 品

10、 市 场 的 年 增 长 率 ，始 终 保 持 在 两 位 数 的 高 速 增 长 势 头 。 随 着 信 息 光电 子 技 术 、 激 光 加 工 技 术 、 激 光 医 疗 与 光 子 生 物学 、 激 光 全 息 、 光 电 传 感 、 显 示 技 术 等 光 电 技 术的 快 速 发 展 以 及 光 电 科 技 与 数 字 技 术 、 多 媒 体 技术 、 机 电 技 术 等 领 域 的 结 合 与 渗 透 ， 中 国 已 经 形成 以 下 市 场 可 观 、 发 展 潜 力 巨 大 的 光 电 子 产 业 。光 电 子 材 料 与 光 电 元 器 件 （ 原 子 物 理 、 量 子

11、力 学 、固 体 物 理 、 半 导 体 物 理 、 光 电 功 能 材 料 与 器 件 、激 光 原 理 、 光 学 、 非 线 性 光 学 等 。 ） 光 信 息 科 学 与 技 术 基 础 知 识 科 学 基 础技 术 基 础 线 性 系 统光 学 变 换传 播 理 论成 像 理 论激 光 技 术空 间 调 制 技 术 基 本 技 术 光 信 息 采 集 显 示光 信 息 的 传 输 技 术光 信 息 存 储 技 术光 信 息 的 加 工 及 处 理应 用 技 术 计 量 技 术全 息 技 术层 析 成 像条 形 码 技 术高 速 激 光 印 刷 系 统扫 描 、 投 影 技 术 美 国

12、 的 激 光 武 器 3、 光 信 息 科 学 与 技 术 -产 业 化 发 展在 半 导 体 光 电 子 材 料 方 面 ： 在 中 国 ， 用 于集 成 电 路 （ IC） 和 太 阳 能 电 池 单 晶 硅 （ Si）年 产 量 约 为 400吨 。 用 于 光 电 子 器 件 的 GaAs单 晶 、 用 于 LED和 LD的 InP单 晶 和 用 于 红 、绿 色 LED的 GaP芯 片 材 料 已 实 用 化 。 用 于 蓝光 LD和 蓝 、 绿 光 LED和 GaN、 SiC等 宽 禁 带半 导 体 材 料 正 在 研 发 中 。 多 晶 硅 太 阳 能 电 池 在 激 光 晶 体

13、 材 料 方 面 ： 华 北 光 电 技 术 研 究 所 研 制的 Nd： YAG晶 坯 性 能 指 标 达 到 国 际 先 进 水 平 。 华博 技 术 有 限 公 司 的 YAG激 光 棒 年 批 量 生 产 能 力 为3000根 。 中 国 已 成 为 矾 酸 钇 （ YVO4） 晶 体 的 生 产出 口 大 国 。 中 国 科 学 院 福 建 物 质 结 构 研 究 所 研 制成 大 尺 寸 YVO4单 晶 ， 并 加 工 成 偏 振 晶 体 器 件 。 北京 烁 光 特 晶 体 科 技 有 限 公 司 已 建 成 年 产 200公 斤YVO4单 晶 生 产 线 。 上 海 光 机 所

14、 研 制 的 掺 钛 蓝 宝 石激 光 晶 体 也 已 经 出 口 美 国 、 日 本 、 俄 罗 斯 等 国 家 。中 国 研 制 的 Nd： YAG和 Nd： YVO4激 光 晶 体 ， 其主 要 技 术 指 标 达 到 国 际 先 进 水 平 ， 出 口 产 品 数 量约 占 国 际 市 场 1 3。 激 光 晶 体 在 非 线 性 光 学 晶 体 方 面 ： 中 国 研 制 的 偏 硼酸 钡 （ BBO） 、 三 硼 酸 锂 （ LBO） 等 优 质的 非 线 性 光 学 材 料 ， 系 国 际 首 创 ， 用 于 激光 光 源 在 可 见 光 区 的 频 率 转 换 。 用 于 激

15、光倍 频 、 光 参 量 振 荡 、 电 光 调 Q和 声 光 、 电 光器 件 的 铌 酸 锂 （ LN） 单 晶 中 国 的 年 生 产 能力 约 为 10吨 。 中 科 院 理 化 所 非 线 性 光 学 晶 体 三 硼 酸 锂(LBO)研 究 取 得 了 重 大 进 展 变 频 晶 体 -非 线 性 光 学 晶 体 4、 光 信 息 科 学 与 技 术 -光 学 元 器 件光 电 子 材 料 发 展 的 重 点 为 ： 高 功 率 、 可 调谐 、 LD泵 浦 和 新 波 长 激 光 晶 体 等 ； 超 高 亮度 （ LED） 、 半 导 体 激 光 器 （ LD） 用 GaAs，Ga

16、p， GaN基 外 延 材 料 等 ； STN， TFT显 示器 用 液 晶 材 料 等 ； 用 于 密 集 波 分 复 系 统 的 G。655非 零 色 散 位 移 光 纤 及 大 尺 寸 光 纤 预 制 棒等 。 非 零 色 散 位 移 光 纤 光 缆 非 零 色 散 位 移 光 纤 光 缆 光 学 元 器 件 包 括 ： 光 学 仪 器 ， 光 电 检 测 仪器 ， 光 学 遥 感 、 遥 测 仪 器 ， 机 器 人 视 觉 ，光 学 检 测 和 测 量 、 夜 视 和 侦 察 ， 微 光 夜 视仪 ， 红 外 夜 视 仪 ， 高 分 辨 率 的 成 像 卫 星 ，侦 察 相 机 ， 高

17、 灵 敏 探 测 器 平 面 阵 列 （ FRA） ，快 速 三 维 模 型 测 量 ； 计 量 学 （ 定 位 ， 位 置 ，线 度 ， 准 直 ） ； 机 器 视 觉 （ 特 征 ， 方 位 和缺 陷 ） ； 光 学 传 感 器 （ 成 分 ， 温 度 ， PH值探 测 等 ） 5、 光 信 息 科 学 与 技 术 -应 用 范 围1。 光 通 信 与 光 纤 传 感 器 件 （ 光 电 传 感 技 术 、光 纤 通 信 原 理 与 技 术 、 光 通 信 实 验 等 ） 这 里 可 包 括 光 纤 光 缆 ， 光 电 子 材 料 ， 集成 光 电 子 器 件 ， 光 电 元 、 器 件

18、， 光 纤 通 信器 件 （ 光 纤 无 源 器 件 ， 光 纤 有 源 器 件 ） ，光 纤 传 感 器 件 ， 光 纤 激 光 器 ， 光 端 机 ， 光纤 通 讯 机 及 设 备 ， 光 纤 数 据 传 输 设 备 ； 光纤 陀 螺 仪 ； 光 纤 控 制 的 相 控 阵 雷 达 ， 光 纤地 面 和 卫 星 通 信 系 统 等 等 。 光 纤 陀 螺 仪 柱子是圆的还是方的？仔细看一看， - 你能看到多少张脸？画中画 据说能够看见九张脸的人智商有一百八十分。我都看见了，信不信？ 那个女人是真实的还是在拼图中？ 张 国 荣 的 脸具 体 方 法 如 下 :1.注 视 图 中 心 四 个

19、黑 点 1530秒 钟 !(不 要 看 整 个 图 片 ， 而 是 只 看 那 中 间 的 4个 点 )2.然 后 朝 自 己 身 边 的 墙 壁 看 (白 色 的 墙 )3.看 的 同 时 快 速 眨 几 下 眼 睛 ， 到 底 是 什 么 东 西 ?答 案 请 把 图 片移 开 ,在 图 片 下 面 . 看着黑点身体前后移动 十 二 人 还 是 十 三 人 ？ 有多少个黑点 ？ 是静的还是动的？ 埃 斯 切 尔的 不 可 能的 盒 子 ：比 利 时 艺 术家 马 瑟 黑梅 克 ， 从 荷兰 平 面 造 型艺 术 家 M.C.的 一 幅 画 中吸 取 灵 感 ，创 造 了 一 个不 可 能 存 在的 盒 子 的 实物 模 型 。 黑客密码 钢 棒 是 怎 样 穿 过 螺 帽 孔 ？ 这 些 横 线 是 不 是 平 行 的 ？ 奇怪的建筑 视 觉 错 误 奇特的流水 五子十童 看到多少张脸？ 女人的变化 视 频 ： 很 惊 人 的 3D光 学 成 像 技 术 .flv 本 章 结 束谢 谢 ！