光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它(tā)集中了(le)固體物理、波導(dǎo)光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的(de)科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴(kuò)展、具有強烈應用背(bèi)景的新興交叉學科,對於國(guó)家經濟、科技和國防都具(jù)有重要的戰略意義。
科學(xué)界預測,到2005年,光子產業的產值將達到電子產(chǎn)業產值水平,到2010年,以光電子(zǐ)信息技術(shù)為主導的信息產業將形成5萬億美元的產業規模,到2010年至2015年,光(guāng)子(zǐ)產業可能會取代傳統電子產業。光電子技術將繼微電子技(jì)術之後再次推動(dòng)人(rén)類(lèi)科學技(jì)術的革命和進步(bù)。 我國在激光科研(yán)領(lǐng)域並不落後,但達到應用的(de)還是不多(duō),特(tè)別是在微電子、汽車、機械製造這些領域,激(jī)光(guāng)技術還沒有發揮出應有的作用。我國(guó)的光電子信息技術產業發展較快的(de)地區是湖北、北京、上海等省市。武漢東湖新技術開(kāi)發區50平方公裏(lǐ)範圍內,目前聚集了武漢郵電科學研究院、華(huá)中科技大學、武漢大學、中國科學(xué)院武漢物理所等各(gè)類科研機構,有科技人員10萬餘人,其中近三分(fèn)之一的科技人員從事光電(diàn)子信息技術及相關領(lǐng)域的(de)研究開發和產業化。廣東省與美國朗訊科技公司已宣布將共同投資一百二十億元人民幣建設“廣東光穀”。東北的長春和上海浦東(dōng)新區也(yě)相繼開始建設“光穀”和“光電(diàn)子工(gōng)業園”。
但這隻是新產業的開頭,為了搶占21世紀(jì)高新(xīn)技術(shù)的製高點,就必須有(yǒu)豐富的人才資源,營造良好的投資創業環境,高度聚合教育、科研、人才、資(zī)金和(hé)市場等各種資源和要素,組合啟動大批項目,加快發展光電子產業,建設集(jí)研究開發、人才培養(yǎng)、生產製造(zào)和市場拓展(zhǎn)於一體的光電子產業帶。武漢作為中(zhōng)國(guó)激光產業基地,在這點上是很有優勢的,而激光產業正是光電產業的核心技術,掌握(wò)了(le)尖端的激光技術,也就可以使自己在光電產(chǎn)業的競爭中成功。
激光技術的應用領域,如激光醫療及激光檢測方麵美國占首位,美國也是最早將(jiāng)高功率(lǜ)激光(guāng)器引入汽車(chē)工業的國(guó)家,在激光材(cái)料加工設備方(fāng)麵(miàn),德國走在了世界前列。麵對光電子信(xìn)息技術的迅猛發展(zhǎn),世界發達國家正在動員國家力量加(jiā)速光電子信息產業的發展,美國、德國、日本、英國(guó)、法國競相將光電子(zǐ)技術引(yǐn)入國家(jiā)發展計劃,美國還在亞利桑那州的(de)亞利桑那大學建立了“美國光穀”。 我(wǒ)國在光電子(zǐ)技(jì)術方麵是與國際水平差距較小的一個領域,與發達國家幾乎同時(shí)起步。1960年,世界第一台紅寶石激光器問世,第二年,我國(guó)第一台紅寶石激光器就研製成功了。此後我國激光技術(shù)迅速發展,特別是(shì)在改革開放後,以激光為特色的(de)光電子信(xìn)息產業作為一支產業新軍迅速崛起。武漢、廣東 、上海、長(zhǎng)春提出的“中國光穀(gǔ)”的概念,從實際操作來看,這些“光穀”從經濟、科(kē)技以及社會效益,都取得了重要成就和巨(jù)大進(jìn)步。
作為激光技術產業化的(de)重(chóng)要載(zǎi)體,激光企業所麵臨(lín)的挑戰(zhàn)就是要隨時掌握最先進的激光及其(qí)應用技術,了解市場動態,開發(fā)相關的適合市場需要的產品。
激光技術水平主(zhǔ)要表現在於激光(guāng)器技術水平(píng)及基於此的應用。固體激光器根據其能量大、峰值功率(lǜ)高、結構緊湊、牢固耐用等優點,廣泛應用於(yú)工業、國防、醫(yī)療、科研等方麵。但是傳統的固體激(jī)光器通常采用高功率氣體放(fàng)電燈泵浦,其泵浦效(xiào)率約為3%到(dào)6%。泵浦燈發射出的(de)大量能量轉化為熱能(néng),不僅(jǐn)造成固體(tǐ)激光器需采用笨重的(de)冷(lěng)卻係(xì)統,而且大量熱能會造成工作物質不可消除的熱透鏡效應,使光束質量變差。加之泵浦燈的壽命約為300小時,操作人員需花很多時間頻繁的換燈,中斷係統工作(zuò),使自動化生產線的效率大大降低,但如果采用二極管(guǎn)泵浦的固(gù)體激光器,則可以很好的避免這一點。湖北光通光電(diàn)係(xì)統有限公司已經成功的掌握了大功(gōng)率全固化固體激光(guāng)器的核心製造(zào)技術,並製定了大功率全固(gù)化固體激光器的企業標準(zhǔn),如果將此技術向產業化方向發展,必然會給激光技術的應用帶來革命性的變革。
要適應新環境下的應用,固體激光器(qì)就必須向著全固化、超短脈衝、短波長(zhǎng)的方向發展,目前也取得(dé)了一定的成績(jì),上海光機所強光光學開放研究實驗室成功建立了5.4太瓦(1012w)/46飛(fēi)秒(10-15s)級小型化超強超(chāo)短激光裝置,重複頻率每秒10次,穩定可靠,工作台麵占地不到(dào)10平米,光束質量優良,具備提供1018~1019w/cm2量級的超高(gāo)超快強場能力。日本一技術開(kāi)發機(jī)構經過實驗確認短波長的紫外線可製(zhì)造線寬為0.07微米的半導體元件,實(shí)用化後可將存儲元件的信息存儲容量提高(gāo)60倍。現在的半導體元件加工技術(shù)多采用波長為250納米的紫外(wài)線激光在線(xiàn)路板上曝光,能夠蝕刻線寬(kuān)為0.25至0.15微米的半導體元(yuán)件。由日本政府和企業聯合組成的超(chāo)尖端電子技術開發機構通過實驗確認,使用波長(zhǎng)為13納米的紫外(wài)線可加(jiā)工線寬為0.07微米的精細半導體電路(lù)。