光電子技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
一、光電子學(xué)(Optoelectronics)技術(shù)是光學(xué)技術(shù)和電子學(xué)技術(shù)的融合,靠光子和電子的共同行為來執(zhí)行其功能。上世紀(jì)60年代激光技術(shù)的產(chǎn)生,極大地推動(dòng)了光電子技術(shù)的發(fā)展。
以往把光電子學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)歸于電子 ..
四、光存儲(chǔ)最早的形式為縮微照相,從本世紀(jì)初開始,經(jīng)歷了較長時(shí)間的發(fā)展,成為文檔資料長期存儲(chǔ)的主要方式。60年代初激光出現(xiàn)后,激光全息技術(shù)受人注目,因?yàn)樗軐?shí)現(xiàn)三維圖像存儲(chǔ),具有更大的存儲(chǔ)容量。但是,由于不能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存取,且不能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī),因此皆不能與磁存儲(chǔ)相比。光盤存儲(chǔ)技術(shù)是本世紀(jì)70年代 開拓出來的。光盤存儲(chǔ)集成系統(tǒng)中,光盤機(jī)和光盤片是核心器件。在光盤機(jī)中光學(xué)讀、寫頭是關(guān)鍵元件。在目前物鏡離記錄介質(zhì)較遠(yuǎn),屬于遠(yuǎn)場光存儲(chǔ)的范圍內(nèi),記錄點(diǎn)的大小決定于用作記錄的激光波長和聚焦物鏡的數(shù)值孔徑。為提高存儲(chǔ)密度,激光波長向短波方向發(fā)展。第一代光盤存儲(chǔ)用GaAlAs半導(dǎo)體激光器,輸出激光波長為0.78mm (近紅外),5寸光盤的存儲(chǔ)容量為0.76GB(千兆字節(jié)),即CD系列光盤;第二代用GaAlInP激光器,波長為0.65mm (紅光),光盤容量為4.7GB,即數(shù)字多功能光盤(DVD)系列;第三代光盤存儲(chǔ)即將興起,使用GaN半導(dǎo)體激光器,波長為0.41mm(藍(lán)光),存儲(chǔ)容量為27GB,為高密度數(shù)字多功能光盤即HD-DVD光盤(藍(lán)碟)。由此可見,半導(dǎo)體激光器的發(fā)展起了重要作用。
對(duì)可錄和可擦重寫光盤存儲(chǔ),可錄和可擦重寫的過程由存儲(chǔ)介質(zhì)所決定。例如,利用光-熱過程,使磁性薄膜的記錄的磁疇產(chǎn)生反轉(zhuǎn),稱磁光光盤;利用光-熱過程使半導(dǎo)體合金薄膜的晶態(tài)與非晶態(tài)產(chǎn)生可逆變化,稱相變光盤。所以,存儲(chǔ)介質(zhì)、多層膜設(shè)計(jì)和制膜工藝等為發(fā)展高密度光盤的關(guān)鍵。 聲視信息領(lǐng)域的發(fā)展促進(jìn)了光盤存儲(chǔ)技術(shù),上世紀(jì)80年代激光唱片和激光唱機(jī)的興起,包括聲響唱片CD和激光視盤LD,發(fā)展之迅速出人意料。作為一種新興的信息存儲(chǔ)手段,光存儲(chǔ)技術(shù)在計(jì)算機(jī)外存設(shè)備的應(yīng)用上也在很快地成長和發(fā)展著。上世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的磁光盤(MO)技術(shù)和90年代初期出現(xiàn)的相變光盤(PC)技術(shù)都在與磁存儲(chǔ)技術(shù)激烈競爭,已占據(jù)了一部分過去屬于磁存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用場合。近年問世的激光視盤(VCD),也已進(jìn)入千家萬戶。可錄CD(CD-R)已代替軟盤,發(fā)展勢頭迅猛。為了爭奪新一輪家庭多媒體娛樂產(chǎn)品的霸主地位,DVD系列光盤將與高密度磁盤作新的競爭。 隨著聲視(A/V)領(lǐng)域高分辨電視和廣播(HD-TV,HD-DVB)的推出,更高存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)傳輸率的光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)將更快出現(xiàn),目前正準(zhǔn)備應(yīng)用HD-DVD的技術(shù),不僅下載和播放HD-TV和HD-DVB,同時(shí)用作高分辨的數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝影機(jī)和錄像機(jī)以及數(shù)碼電影。光盤的信息存儲(chǔ)密度達(dá)到10Gbit/cm2。 目前光存儲(chǔ)技術(shù)在存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)傳輸速率方面還不能滿足信息科學(xué)發(fā)展的需要,需要發(fā)展超高密度超快速光存儲(chǔ)技術(shù)。首先從光的遠(yuǎn)場記錄發(fā)展到近場記錄。打破光斑尺寸受光的衍射極限的限制。使光盤的存儲(chǔ)密度達(dá)到100 Gbit/cm2;另一發(fā)展方向?yàn)閺哪壳暗亩S存儲(chǔ)發(fā)展到三維,即將用多層存儲(chǔ)的方案。作為三維存儲(chǔ)的全息光存儲(chǔ)技術(shù)近年來有了復(fù)興,即向圖像數(shù)字化方向發(fā)展。全息光存儲(chǔ)技術(shù)具有可并行傳輸和處理,因此數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到Gb/s,可以成為兩種存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的快速緩沖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的手段。利用波長多功能(頻疇),時(shí)間多功能(時(shí)疇)以及位相角度等多功能可以發(fā)展多維光存儲(chǔ),這也是超高密度光存儲(chǔ)的另一重要途徑。光存儲(chǔ)密度提高到1T bit/cm2是走向2010年的目標(biāo)。 五、用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)將各種形式的信息,(如文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖象和活動(dòng)圖象)作用于人的視覺而使人感知的手段為光電顯示技術(shù)。最常用的靜止信息的顯示手段有打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)和掃描機(jī)等,已成為大家熟知的光電輸出和輸入設(shè)備。為提高分辨率以及輸入和輸出的速度,需要發(fā)展高靈敏和穩(wěn)定的感光材料和傳感元件。 顯示器是光電顯示系統(tǒng)中的核心。自上世紀(jì)初出現(xiàn)陰極射管(CRT)以來,它一直是活動(dòng)圖象的主要顯示手段。CRT技術(shù)一直在發(fā)展,特別在擴(kuò)大尺寸和提高分辨率方面有顯著的進(jìn)展。本世紀(jì)內(nèi)它繼續(xù)成為光電顯示的主要集成系統(tǒng)。 近二三十年來,平板顯示技術(shù)有較快的發(fā)展,它主要避免了CRT的龐大體積。平板顯示技術(shù)主要指液晶顯示技術(shù)(LCD)、場致放射顯示技術(shù)(FED)、等離子體顯示技術(shù)(PDP)和發(fā)光二極管顯示技術(shù)(LED)等。在高清晰度電視、電視電話、計(jì)算機(jī)(臺(tái)式或可移動(dòng)式)顯示器、汽車用及個(gè)人數(shù)字化終端顯示等應(yīng)用目標(biāo)的推動(dòng)下,顯示技術(shù)正向高分辨率、大顯示容量、平板化、大型化方向發(fā)展。 液晶顯示的主要優(yōu)點(diǎn)為功耗低、工作電壓低、體積小易于攜帶,易于彩色化,屬非自發(fā)光型顯示;不足之處為顯示視覺小,對(duì)比度和亮度受環(huán)境的影響較大,響應(yīng)速度較慢。目前以薄膜晶體管(TFT)液晶顯示器為主,其中TFT-LCD的對(duì)角線尺寸已可做到40英寸。液晶材料一直是關(guān)注的對(duì)象,已從雙扭向列型(TN)液晶發(fā)展到超雙扭向列型(STN)液晶,為提高響應(yīng)速度,又開發(fā)了鐵電型(FE)液晶,其響應(yīng)時(shí)間在微秒級(jí)。 |
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