摘要 ：文章介紹了光子學(xué)在通信、存儲(chǔ)、信息處理和計(jì)算中的應(yīng)用，論述了光子學(xué)的開(kāi)拓對(duì)信息技術(shù)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響，指出了從電子信息時(shí)代向光子信息時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。 
　　早期的光學(xué)主要研究物質(zhì)的宏觀光學(xué)特性，如光的折射、反射、衍射、成像和照明等，較少研究其微觀的物理原因。隨著本世紀(jì)60年代初激光的出現(xiàn)，人們著重于研究光子與物質(zhì)相互作用、光子的本質(zhì)。以及光子的產(chǎn)生、傳播、探測(cè)等微觀機(jī)制。本世紀(jì)下半葉光學(xué)向光子學(xué)方向的開(kāi)拓，十分類(lèi)似于本世紀(jì)上半葉電學(xué)向電子學(xué)的開(kāi)拓、其科學(xué)及技術(shù)意義都十分深遠(yuǎn)。 
　　本世紀(jì)以來(lái)，信息工程依靠電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)，如通信是從無(wú)線(xiàn)電到微波，存儲(chǔ)是從磁芯到半導(dǎo)體集成。運(yùn)算發(fā)展是從電子管到大規(guī)模集成電路的電子計(jì)算機(jī)等等，所以。目前談到信息技術(shù)都稱(chēng)為電子信息技術(shù)。從技術(shù)特征而言，我們正處于電子信息時(shí)代，其特征為信息的載體是電子。 
　　光子學(xué)（photonics）從最早的定義（“光子學(xué)是以光子作為信息載體的一門(mén)系統(tǒng)性科學(xué)“）1970年第九界國(guó)際高速攝影會(huì)議提出）就已緊密地信息科學(xué)技術(shù)聯(lián)系在一起了。當(dāng)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，信息的容量劇增，隨著高容量和高速度的信息發(fā)展，電子學(xué)（electronics）和微電子學(xué)（microelectronics）顯出局限性。由于光子的速度要快得多，光的頻率比無(wú)線(xiàn)電的頻率高得多，為提高傳播速度和載波密度，由電子到光子是發(fā)展的必然趨勢(shì)，它會(huì)使信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生突破。目前，信息的探測(cè)、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、運(yùn)算和處理已由光子和電子共同參于來(lái)完成，所產(chǎn)生的光電子學(xué)（optoelectronics）技術(shù)已應(yīng)用在信息領(lǐng)域。今后將更注意光子的作用，繼光電子學(xué)后，光子學(xué)技術(shù)正在崛起。如美國(guó)把“電子和光子材料“、微電子學(xué)和光電子學(xué)“列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)為“光子學(xué)在國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)，認(rèn)為“光子學(xué)在國(guó)家安全與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)方面有著深遠(yuǎn)的意義和潛力“。通信和計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展的末來(lái)屬于光子學(xué)領(lǐng)域“從電子學(xué)到光電子學(xué)和光子學(xué)是跨世紀(jì)的發(fā)展。 
　　1.光子學(xué)器件 
　　光子學(xué)技術(shù)主要包含光子學(xué)的產(chǎn)生、探測(cè)、傳輸、控制和處理，因而必須有相應(yīng)的光子學(xué)器件。與電子學(xué)器件相比，光子學(xué)器件中光子的運(yùn)用不受回路分布延遲的影響（一般為10－9s），光子在固體中傳輸速度為10 12cm/s左右，光子學(xué)器件的時(shí)間響應(yīng)和單道超大容量要比電子學(xué)器件高得多，這對(duì)信息技術(shù)發(fā)展有很大的推動(dòng)作用。
高密度高相干性的激光光源始終對(duì)光信息工程起重要作用，特別是半導(dǎo)體激光器。人們熟知。由于有了低閾值，低功耗，長(zhǎng)壽命及快響應(yīng)的半導(dǎo)體激光器，使光纖通信成為現(xiàn)實(shí)，并以0。8um,1.3um和 1.55um的激光光源形成三個(gè)光通信的窗口，由于有高功率單模半導(dǎo)體激光器，才使光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)用化，并且目前高密度光存儲(chǔ)的發(fā)展以半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)的縮短（從0。8um到0.65um和0.5um）為標(biāo)志，形成三代光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)，多量子阱器件，高密度垂直腔面發(fā)射器，量子級(jí)聯(lián)器件、微腔輻射與微腔光子動(dòng)力學(xué)器件的發(fā)展，可以不斷降低激光閾值，提高激光轉(zhuǎn)換效率與輸出功率，擴(kuò)展波段，改善線(xiàn)寬。實(shí)現(xiàn)激光光源的陣列化和集成化。
　　非線(xiàn)性波導(dǎo)光學(xué)的發(fā)展，探索弱光非線(xiàn)性效應(yīng)和材料，特別是在低維和納米材料中的光學(xué)非線(xiàn)性增強(qiáng)，可以研制出超高速光開(kāi)關(guān)、空間光調(diào)制器，集成光子回路和光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件等，人工微結(jié)構(gòu)的光子晶體可以用來(lái)控制或定域光子態(tài)。由此制成光子控制器件。 
　　模擬微電子集成器件，把不同功能的光子器件通過(guò)內(nèi)部光波導(dǎo)互連，制成了一個(gè)光子集成芯片，包括激光器與光子接受器、放大器、調(diào)制器和光開(kāi)關(guān)等。目前光子集成器件主要應(yīng)用各種電光效應(yīng)，也離不開(kāi)電的操作，因此實(shí)用的光子集成芯片必須配之相應(yīng)的電子回路和成熟的微電子技術(shù)于終端處理。即大型的光電子集成系統(tǒng)。 
　　2.光通信