光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體(tǐ)科學技術的科研成就,成為電子技術與(yǔ)光子技術自然結(jié)合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對於國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
科學(xué)界預測,到2005年,光子產(chǎn)業的產值將達到電子產業產值(zhí)水平,到2010年,以光電子信息技術為主(zhǔ)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(nián),光子產業可能(néng)會取代傳統(tǒng)電子產業。光電子技術將繼微電子技術之後再次推動人類科學技術的革命和進步。 我國在激光(guāng)科研領域並不落後,但達到應用的還是不多,特別是在微(wēi)電子、汽車(chē)、機械製造這些領域,激光技術(shù)還沒有發揮(huī)出應有的作用。我國的(de)光電子信息技術(shù)產業發展較快的地區是湖北、北京、上海等省(shěng)市。武漢東湖新技術開發區50平方公裏範圍內,目前聚集了武漢郵電科學研究院(yuàn)、華中科技(jì)大學、武(wǔ)漢(hàn)大學、中國科學院武漢物理所等各類科(kē)研機構,有(yǒu)科技人員10萬餘人,其中近三分之一的科技人員從事光電子(zǐ)信息技術及相關領域的研究(jiū)開發和產業化。廣東省與美國朗訊科技公司已宣布將(jiāng)共同投資一百二十億(yì)元人民幣建設“廣東光穀”。東北的長春和上(shàng)海浦東新區也相繼開始建設“光(guāng)穀”和“光電子工業(yè)園”。
但這隻是新產業的開頭,為了搶占21世紀(jì)高新(xīn)技術的製高點,就必須有豐富的人(rén)才資(zī)源,營造良好的投資創(chuàng)業環境,高度聚合教育、科研、人才、資金和市場等各種資源和要素(sù),組合啟動大批項目,加快發展光電(diàn)子產業,建設(shè)集研究開發、人才培養、生產製(zhì)造和市場拓展於一體的光電子產(chǎn)業(yè)帶。武漢作為中國激光產業基地,在這點上是很有優勢的,而激(jī)光產業正是(shì)光電產業的核心技術,掌握了尖(jiān)端的激光技術,也就可以(yǐ)使自己在光電(diàn)產業的競爭中成功。
激光技術的應用領域,如激光醫療及激(jī)光檢(jiǎn)測方麵美國占(zhàn)首位,美國也(yě)是最早(zǎo)將高功率激光器(qì)引入汽車工業的國家,在激光材料(liào)加工設備方麵,德國走在了(le)世界前列。麵對光電子信息技術的迅猛(měng)發展,世界(jiè)發達國家正在動員國家力量加速光電子信息產業的發展,美國、德國、日本、英國、法國競相將(jiāng)光電子技術引入國家發展計劃,美國還在亞利(lì)桑那州的亞利桑(sāng)那大學建(jiàn)立了“美國光(guāng)穀”。 我國在光(guāng)電(diàn)子技術方麵是與國際水平(píng)差距較小的一個領域,與發達國家幾(jǐ)乎同時起步(bù)。1960年,世界第一台(tái)紅寶石激光器問世,第二年(nián),我(wǒ)國第(dì)一(yī)台紅寶(bǎo)石激光器(qì)就研製成功了。此後我國激光技(jì)術迅速發(fā)展(zhǎn),特(tè)別是在改革開放後,以激(jī)光為特色的光電子信息產業作為一支產業新軍迅(xùn)速崛起。武漢、廣東 、上海、長春(chūn)提出的“中(zhōng)國光穀(gǔ)”的概(gài)念,從實(shí)際操作來(lái)看,這些“光穀”從經濟、科(kē)技以(yǐ)及社會效益,都取得了重要成就和巨大進步。
作為激光技術產業化的重要載體,激光企業所麵臨的挑戰就是要隨時掌握最先進的激光及其應用技術,了解市(shì)場動態,開發相關的適合市場需要的產品。
激光技術水平主要表現在於激光器技術水平及基於此的應用。固體激光器根據其能量大、峰(fēng)值功率高、結(jié)構緊湊、牢固耐用等優點(diǎn),廣泛應用於工業、國防、醫療、科研等方麵(miàn)。但是傳統的固(gù)體激光器通常采用高功率氣體放電燈泵浦,其泵浦效率約為3%到6%。泵浦燈發射(shè)出的大量能量轉化為熱能,不僅(jǐn)造成(chéng)固體(tǐ)激光器需采(cǎi)用笨重的冷卻(què)係統(tǒng),而(ér)且大量熱能會造成工作(zuò)物質不可消除的熱透鏡效應,使光束(shù)質量(liàng)變差。加之泵浦燈的(de)壽命約為300小時,操作人員需花很(hěn)多時間頻繁的換燈,中(zhōng)斷係統工作,使(shǐ)自動化生產(chǎn)線的效率大大降低,但如果采用二極管泵(bèng)浦的固體激光器,則可(kě)以很好的避免這一(yī)點。湖北光通光電係統有(yǒu)限公司已經成功的掌握了大功率全(quán)固化固體激光器的核(hé)心製造技術,並製定了大功(gōng)率全固化(huà)固體(tǐ)激光器的企業標準,如果將此技術向產業化方(fāng)向發展,必然會給激光技術(shù)的應用帶來革命性的變(biàn)革。
要適應新環境下的應用(yòng),固體激光器就必須向(xiàng)著全固化(huà)、超短脈衝、短波長的方向發展,目前也取(qǔ)得了一定的成績,上海光(guāng)機所強光光學開放研(yán)究實驗室(shì)成功建立了5.4太(tài)瓦(wǎ)(1012w)/46飛秒(10-15s)級小型化超(chāo)強超短激光裝置,重複頻率每秒10次,穩定可(kě)靠(kào),工作台麵占地不到10平米,光束質量優良,具備提供1018~1019w/cm2量級的超高超快強場能力。日本一技術開發機構經過實驗確認短波長的紫外線可製造(zào)線(xiàn)寬(kuān)為0.07微米的半導體元件,實(shí)用化後可將存儲元(yuán)件的信息存儲容量提高60倍。現在的半導體元件加工技術多采用波長為250納米的紫外線激(jī)光在線路板上曝光,能夠蝕刻線寬為0.25至0.15微米的半導體元件。由(yóu)日本政府(fǔ)和企業聯合組成的超尖端電子技術開發機(jī)構通過實驗確認,使用波長為13納米的紫外線可(kě)加(jiā)工線寬為0.07微米的精細半導體電路。