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[推荐]光子学的发展与重点研究方向
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* n u8 Y4 n- y( P1 Y" k) n# m1 G# X+ j
6 _5 { I+ |) Z, ~, t
' i. F" L" F) D* n- {$ S$ b
【目录】
0 w& z3 k8 N. u5 H& q0 d
* V6 F* r( P4 U2 _' J9 ?0 o" g: n, {
第一章 光子学的发展与战略地位0 i' l/ \8 [$ B" m4 I
5 N, t$ M: \5 P! @# b2 o4 B3 k1.1 光子学的内涵
' S$ [' X6 X# l8 h! }
( v7 W0 I* E4 U% z1.2 光子学与电子学
4 N( M7 A; \( s8 N
" ]+ ~5 H O8 r" C1 W M) k! e; v( w- j8 ?8 b7 ]$ l
- E6 m) k5 _- x4 {8 O, n
1.2.1 光子具有的优异特性 2 w3 s, [4 c) p/ j/ d+ h
3 D2 F+ Q( y1 o% I+ k
6 i3 |: R- O8 H9 ?% ]) A5 K1 |8 Z
; N8 L& e( n: p0 f1 W/ Y1, 光子具有极高的信息容量和效率
( `$ j( D% {; o2 J: c! J9 q
9 s3 y I! ~4 w. t2, 光子具有极快的响应能力- w) H6 e! U; n* j
7 B/ U% t% _2 Y+ M
3, 光子具有极强的互连能力与并行能力6 J1 q- O& y$ V
' _$ n. q9 H% v' K( A4, 光子具有极大的存储能力5 L( o7 N2 p4 P
* j+ R! g8 ^$ u. i" _: x. A1.2.2 光子学与电子学的相互补充、共融与促进关系
+ q6 j) Q) t9 F p9 w9 o* v1 T k4 u5 R+ _7 [0 W: J2 m, c+ G
+ B+ D2 c# V. l9 p; T6 c$ I
8 H% c, N" {4 R5 N
1．3光子学的发展及其意义
( \, s1 d7 }9 s$ k) L' ^: }( w# T8 [$ [1 J) H8 r. D/ d
) r" P& ?2 y; y6 ~* S6 h
- ^& {: `3 J7 D, G: c
* q0 s: D0 T7 L0 D( G* n( k0 ?9 ?) U6 Q8 h5 z4 ^+ l' w
" l" D! {7 n" g- [2 h4 U第二章 光子学的重要分支学科及其发展 x* u2 X, [8 V( l0 e# x
7 t9 x9 l4 C1 l" d P
6 L# B7 }. L0 t, u3 h% b
, _2 i; {, T" K+ ~$ ~, F2.1 基础光子学
c0 t; O; p- S( ^; Q6 z7 f& W0 D& b+ l1 i& w* t
2 {, H* x5 P( u. N, }9 ^( D' [" m6 q0 n: o2 @3 J) y- z
2.1.1 量子光学
3 J' I, v# S: {1 ~2 q5 u& j5 Z% [3 j% V+ ]
3 n6 ^) N, f' _; P
# j. J. c, k i2 K& Z8 z1, 光场的量子噪声0 l/ E) i3 H3 D; ?: T
% \5 B; l# t) x: } W
2, 光场与物质相互作用中的动量传递* r P8 `. q( o) I9 R! R6 i
' E: g0 H+ l* [* G4 Q
3, 腔量子电动力学+ U9 G U j& _
: l$ B. R2 Y* \% w/ ]4 g4, 量子光学近期的研究重点9 r7 w5 h( p" R6 J& E2 |) N
7 @: r- l! t0 x8 j6 _; K2.1.2 光量子信息科学 ; b+ b. K# d, g) J) Z7 e3 ~; u
( i0 l9 l4 x' b E; M$ l% Q T' [) ^
( }" P; v" m+ o& y( n8 i
1， 量子计算机
( e. |1 m1 |8 [" O/ @: v; {8 [" q: R
2， 量子密码术
% c( O) g' J6 k
2 G8 r6 b1 j+ D p1 A2 G: z3， 量子通信/ F+ L6 s l1 I( C/ _' J5 f
& |3 F* x0 }) W% _4， 量子检测0 A$ b/ i0 x% ]* _/ b* V
% ?: ?3 J9 \# q4 C' q& g
5， 量子态的制备与操作9 P- \2 |" O) O& F- U/ Y
' h% F0 { t; V& y3 _6，量子信息科学近期的研究重点
0 V. L+ j; T0 k7 Y, w5 h5 w" k' U# {4 V, c8 {3 R! Q; [
2.1.3 分子光子学 3 o7 t0 A* O8 w8 l
( R" L8 E& Q7 G! P5 b6 ]3 o
) O2 c6 |. W+ j) Z) L% l
+ _% \" d* H4 a1, 限域腔（量子阱、量子点等）中电子态的量子电动力学- i% L! D) U& A6 [5 K( u: t
( U4 E4 M" A5 R) S& v4 ]2, 有机—无机界面对光量子的增强效应
6 ]$ [5 z) U- S/ ?' [4 b- c+ i6 U! M; ]+ c/ x0 _; v# b
3, 分子光子学中的光物理过程的研究$ `- q5 i* [8 \4 T+ H2 ]
1 g o! a: i% F' e P" D Q; Q
4, 光电和电光转换原型器件研究
8 x/ N L6 l! i' |( M6 P, L
) M" a6 A7 ^% L5, 近场光学在分子光子学中的应用0 y1 [1 l7 l& P( g' v: m+ v% ]4 v9 ?
! o6 J8 {: n/ N/ U6, 分子光子学近期的研究重点: M' A+ L5 |) s8 Y/ M% F
! O9 S$ {" z6 y) @2 V4 A+ S2.1.4 超快光子学
4 C% F! R8 V2 X* [: P. ?) G( X7 I( V0 C5 U- W! W8 H3 |% A
6 T9 \& W4 k0 X; i- m. r
) E5 x- l6 A0 S" w5 R3 i8 b1, 超快光子学器件的研究状况
0 L& e0 m2 T* `- p) B$ g; Z Z# R% P
2, 超快光子学中的超快过程与超快技术
) @ ^0 M+ o7 a( U; C/ C% Z4 B# k
(1) 飞秒半导体物理
4 W9 u, g: ~" P2 w9 O1 I
- f& Z7 `2 G n, s/ M4 |(2) 飞秒化学中分子动力学过程
d$ e6 i! l1 _2 H+ q, _/ d8 t& h0 O& ?. V; J# Y4 a; m
(3) 生物光合作用的超快过程0 `( g, V! ?- z1 i# M% A$ [
0 a* O+ X+ [1 Z: m+ j
(4) 飞秒光电子技术4 j F( n* R$ L
* y$ k ]) O0 k3 k2 D(5) 飞秒光谱全息技术" f: K& |# R6 R. X
7 T& R p9 q0 C! X2 q
(6) 光层析(OCT)及光子成象技术
9 n( F4 o" `% K3 u* H2 g; D% h- z* I. u* w
3, 超快、超强激光物理" @! z7 w z( s% Q$ ]! _
2 o& N+ ?8 R z f! k) r4， 超快光子学近期的研究重点
5 g, S0 m$ Y" g/ R {, n) S3 k5 U# h, g# g
2.1.5 非线性光子学
: N- S) T% r5 x1 A- G
- f! f# q* Z# r' X# M3 ?7 L/ x! l/ \% K p, U
5 b+ E; @# P1 W/ I
1, 变频效应的扩展研究 x) f, i9 f% q
5 ^+ |- R5 N t
(1) 非线性变频效应及晶体研究向深紫外与中红外波段扩展) \/ u( y+ n( q$ l0 _; G
- B U: s' G/ N* M8 i
(2) 准相位匹配(QPM)变频技术的理论与实验研究
# U4 f# Q5 s. g# S& x- c% Y6 v; o
% Q& P9 i6 Q- A: p7 _' J; o* |2 X(3) 高场效应与高阶谐波的产生
2 F1 ~- p- S$ f& C' ]" ?+ ~7 |- _# L( h7 _' o O- B+ }2 D' S, o4 h5 r9 Z# ]
2, 激发态光学非线性的研究0 K. H6 C, Y- h+ X
, n6 {! z! c4 T& _. n2 Z
3， 低维半导体材料中光学非线性增强效应研究
9 [; @6 a$ P3 W9 _0 `( l) ?
& F: O, L- B/ t4， 有机光学非线性材料研究
) P9 g* n% h/ D; z% M9 m
9 I8 M1 B6 D1 E5， 光纤材料中光学非线性效应的研究% Z; m! Q) u7 D- f
* ]/ g4 e$ ~ r/ r2.2 光子学器件 - k1 m; z. o+ C. h% Z& `
: R) j0 u# ]' u; ]. H9 y* C8 d8 Y
7 H ^+ n# J% Z! a' p! Y0 S9 J3 M. F6 e2 a3 K' L" Y. c
2.2.1 光子学器件的分类 5 T* q% o- L" `8 m \( v+ G
! A6 x& w6 O- d. B$ N
7 ?2 ~3 ^* s% P
$ e) `- S% S) ^8 R: v4 v' A
1, 光子控制器件1 \( V# h( ?# ]* w% C. {
$ {& o* Y/ W/ |; {% K, u(1) 光调制与开关器件+ t9 \0 n j; v2 G# D: r
- ^( J! I' i& l+ J- e' v+ k(2) 光纤器件，全光纤器件
0 K: O+ t6 j: z; l) p$ k* V6 a5 {4 _2 g; m0 ?# K3 e
2, 光子探测器件
+ _6 s) z; s7 P D# G3 \: m& N/ e( j( R% P. N8 V1 m) j
(1) 半导体光电二极管
8 V ^& j. L2 ?# A9 l) n
6 U& L! c: i9 \$ ^( W2 A9 E(2) 红外探测器
2 T9 U; n2 t9 ]4 i% k3 j- Z
- H) J2 {7 ~6 z. [$ M8 q" ?(3) 固体成象器件
+ M: C6 P3 C J! P% W# B( \5 d' B4 F: i5 ]& P2 T( r' V
3, 光子源器件& x$ u3 @! n1 q8 ~- D
9 z$ R/ q: y/ U* y; n4 e5 q3 R+ J(1) 激光器件
# i. B9 ]" l, W# I
% p6 T4 K6 K/ AA 作为信息载体的光子源
# N1 G5 l; L0 s* X; ^4 k+ a" Q z
0 W. g/ \1 f- x+ wB 作为能量载体的激光器% a9 r: s! K8 s$ v7 R% d
% L# `) |8 O3 x% V! h
(2) 激光放大器/ I, B; ]+ K% a \( {: C# g
$ x$ ^3 p- K( D. V* X" i- v
(3) 发光器件; j8 W( ^( i$ p; f Q
( @+ @0 [- S) @2.2.2 新型激光器 ( S/ R8 S# o! p ]# ^4 u1 N
+ N) g0 s% C0 K& Q& i0 v; d# M! `$ q
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( I; L2 L0 t$ _1, 激光器发展概况
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(1) 半导体激光器, A0 @: u9 C/ D5 f) p g2 \
: G. f; g' e" p0 j4 d5 ^' n3 {
A 小功率LD
- R, J8 e' |$ `' F# l i2 J* p- w
9 F4 o: U) Y/ h' P- H- s* k) HB 高功率LD9 W' n/ q4 Q* ]
2 N% D7 K- [8 k) g6 S: x+ O J(2) 全固化激光器. a, `4 Y }) h2 V" n. W2 L
2 L0 N6 e7 e/ Y2 g4 n" o(3) 固体可调谐激光器9 }1 A6 ?5 \* N! R+ k' _
2 I; u: @4 E2 `$ g' p* K: C. g8 r
A 固体可调谐激光材料5 ^. }' ~! u }" Z0 x3 M
. b8 l k7 G& Y# i% j! W' H D
B 掺钛蓝宝石激光器
" S0 [8 @, E* _3 A' x; b( R. r3 z' Z. k2 D( _
a， 连续运转钛宝石激光器
E; t8 f5 H0 {5 x' P9 g( M% ?% o6 \0 ~$ C. v% `
b， 脉冲运转钛宝石激光器; a% E6 C/ V! r7 ]
+ R0 v4 W5 m: {$ h
c， 可调谐钛宝石激光器
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5 @* f" J7 n( z3, 高功率激光器
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. r4 n+ Y6 i+ F(1) 高平均功率准分子激光器的研究9 ]2 R+ ]1 q8 p6 d! E4 A) @
. }) d8 g4 u7 H% s. @
(2) 高平均功率固体板条激光器
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) Y5 }/ q1 V9 I7 Z7 P0 V4, 自由电子激光器; }2 y& z% N4 m- {3 K
; F7 ~" Y! y, c7 y+ ]" R5, 极紫外与X射线激光器' M+ m6 n* R0 }+ d! n
- [, J/ K6 a; I g8 q
6, 新型激光器的近期研究重点. G/ a+ Q7 ~0 }3 J- n8 _
# i8 ?3 j# |* j+ U* s& T" V! n" V2.3 信息光子学
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; w4 h) T4 N+ R
- E2 {: M" g$ W9 _' ]2.3.1 光纤光子学
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4 x" |1 P7 L) P$ @1 F8 V
, p* T; m# y _& H" n1, 光导纤维—光纤
, f: `1 H5 v) C K) t9 \- ~* w0 Y# p
(1) 光纤的主要特性
9 U5 p; c& M0 F! H; v# ]3 o5 a. ^* h6 i) F* h3 J, N3 H
A 光纤的传输损耗与色散% O6 b% D, u# Q' l; L! `9 w h' N. {. I
" ?" ^! J$ N5 @! h3 Q+ ]
B 光纤的非线性效应7 B2 Q! i) S' N- y$ G! L! c
9 h; G4 Q& e+ B0 e' v: q# j
C 特种光纤$ Y3 S6 V, f* ^! t
* J, n0 ? k. M' y; r" S(2) 掺杂光纤4 H0 C2 F v* N+ p3 \5 l
* ^. p& h; ]* @" M, {, WA 激光效应1 @; O/ c2 w! @+ n& u p& P% I, y. k
/ N o' M( k1 r* [3 j) gB 光致折射率变化(光折变)效应* k% f' i e- r5 o* A9 M
( A( h7 }) z) I0 ]8 J2, 光纤的主要应用
8 d: s/ D. z, ]+ r+ W. G& z2 E) a, _3 C" Z
(1) 信号传输波导9 g2 D' l" Q. n% t8 e
& }: G! M" f. H4 I0 A(2) 光纤光子器件' g% D' i, o# A8 l2 ^+ ?7 _
) }+ C; H, n, o2 X7 OA 光纤光子源' C; Y U1 T9 {. I4 j( I- i
# ?/ _% f* h6 B# ^ F6 T% Z) e
B 光子开关
9 I- S7 j% M& ^3 u/ g, x& Q+ i- M, j* p3 w; K
C 光纤传感器
2 z( q, Z9 |- W% k' b/ S L' Q0 ?" X7 q4 `8 @* _8 i' G- Y: H
3, 全光纤集成
* \, R: x& p# x' ^: T
( W/ y; n# H2 ~% p% S* e* C5 n4, 光纤光子学近期的研究重点1 V) \1 {$ w) a7 L! u
z- b% }8 {( T! w2.3.2 光通信技术
e- F" I Q0 n' x8 I R9 `' P: k$ h5 {& N
% y# \9 U& x9 a T
& O8 J+ L( I2 Y. G' q1, 光纤通信的发展与挑战% a8 p" n) G# @3 u( z1 H
4 G$ K8 F8 W, ?% `6 V
(1) IM/DD光通信的发展$ f+ d q# I& L" g$ u
$ B* p# x2 Q5 t3 [(2) 现行光纤通信系统的症结与挑战! s1 A& g# {1 c# C) Y7 @' t- P
; b2 Y% U5 S5 [; T
2, 新一代光纤通信系统
3 O, r# J4 b" h* z! h0 R! C. O8 F+ f0 o. z/ ?3 f; T: N
(1) 复用光纤通信! P9 m* R$ P$ X' P2 e: Y
- h {0 H: y8 M7 |3 }" Q
(2) 光孤子通信
( a2 @% ~8 Z3 l6 M% l- ]$ r2 v! |* U/ \% m
(3) 相干光通信
( J; c5 p. j( b. ]; C5 M
+ {) h( X' J0 Q* h5 ?4 q }/ V7 Y(4) 量子光通信
; t# x3 n+ q0 C2 ]
- U( d: k6 `/ A. k5 ?' U3, 全光通信的发展
7 w) _. F8 z5 U9 y2 n |5 S
% Q% ^. a; u' ~" n$ W d: n" O8 Q, I- m(1) 全光纤器件与光子回路
/ j O, e3 y4 H [ ^; B4 Z' i% |- g5 b5 J! _1 A" N
A 光纤放大器与光纤激光器. l- l* Q8 T+ }, m+ ~ Z- _
1 ?% \4 @5 W- U5 }B 光纤光栅光子器件
- Q) D9 ^1 @7 I9 O
8 d- N9 e3 S9 X' U9 X& G* [) _C 光子回路% n9 q; R1 B/ `/ l
. ?& j: I: E! z
(2) 全光纤集成与全光通信. K( a" S1 _2 B6 z( g' A" ]
1 f: x7 s' a; j% f" _4, 光通信的相关应用领域' z. Z Y8 \$ ?/ [
+ `& U4 l: e% w(1) 光纤传感技术2 q3 u: }! m0 d+ R7 I# x' s
$ r" m$ W' E1 z5 O: I2 x5 t! u
(2) 光纤网络技术 z3 W2 J7 h5 Q6 M# q- m4 V j2 _0 K
! L b- h% F9 b. M. O; @9 b5 q' z5, 光纤通信技术的近期研究重点
. `2 h! d, t+ H2 n3 N$ B% u8 N
. c5 \* t7 i7 L9 _8 J* d(1) 光纤通信技术的近期研究重点
$ U! o Z4 i: X1 t
/ j4 Y3 a" h; l% R0 \. [(2) 光纤传感技术的近期研究重点. _* X: R# }0 |6 u& R
& r! a$ X+ b4 p! c0 ]- b" s7 b3 K
2.3.3 光子信息处理技术
2 W1 G) x/ [! E5 \) {& a$ U0 l& y# h5 [0 R7 W* @# v1 n
x# {+ J+ F& x0 c
( |4 |, ?# p4 [1, 光子信息处理的发展* z5 c% d- p! u: S7 b
* I; Y, x; l I0 q s% D
(1) 光信息处理
" D9 C N) x4 k4 K5 a5 D& C( Q8 ?4 c! d( ]: `; g+ v
A 模拟光学处理5 Y$ G+ l2 u. H( O" z! o5 M
. H' {# g. \. n- u& \ s, [& y, N
a, 特征识别的光学相关器
) r3 D2 {5 V$ X( L, G# W" Z# N% }" t2 P0 u$ \
b, 综合孔径雷达光学成像- l1 u; {8 q; _. ~* |
; k3 o) z. |8 I" Q. `; p* k2 d! M1 h6 B
c, 光学神经网络
% F8 q, g. w8 w+ V+ p! }4 g
# g; K% J- @& N3 S! t7 od, 光学小波变换
) ~$ s/ _8 \# _/ T; C0 z
6 e$ M9 X# ?. V2 k7 }B 数字光学图像处理. y' u: o( K, \$ I
; `% y1 A3 }3 Y0 G. R0 n% A+ v
C 数字光计算及系统) u S1 Y8 L6 A; S# Y/ G
6 E1 [. ]0 F/ YD 光电子处理
$ I; i% K; N H: I
! H7 p4 m( y- d0 |" L' k9 }(2) 光互连和交换技术
0 y' L9 F# K, b# l1 Y# B6 G( I
0 N' e/ d0 a& A2 ]A 光子交换网络
; y7 A+ o( ?/ w$ \
0 ]. u$ z% K0 m5 v9 S8 CB 电子计算机中的光互连9 L$ m) u! ]# r: k2 M* ~
6 }6 [) c$ h$ ]# B. @8 `1 Y1 W
(3) 空间光调制器及光学阵列器件: `) m# ]/ x* {) B
9 Q3 F3 j7 w# Y
(4) 光子学处理系统的微型化和集成化组装技术/ {, S& U1 E- W! d5 w$ \
7 l3 k/ A) K; f! B
A 光学元件的微结构化' V, r! a3 B& k8 V) f& y7 y9 m4 }
U- |1 j S) D/ C# |/ j2 C
B 光学系统的微小化
0 M4 ~3 x5 ?& Y/ x0 _0 m3 A! y; d& T/ q& b$ p" P4 i- O/ g# p
C 堆栈集成
1 f. |! H# r& ]; p6 k! p( v: E! C1 B* P2 T/ |
D 平面光学
. A1 o& H1 S" J* i3 f: W5 X8 f z
E 双折射光学模块
# l/ {( u: [ Y: S @, r% z. s5 y8 w$ L: k' ?0 z" w
F 光机械组装* Z4 }$ `; v/ ?, F7 J! g
3 }% ^; c# f! [/ o* P) i! ?) D' S
2, 光子信息处理技术的近期研究重点
# U( S& J, M$ n3 |# R
! j' B% P7 I% q- g& V; F5 [' Y2.3.4 光子存贮技术
: d0 x. U1 s7 L1 w
" Z3 ]- _( k" Z( e0 H2 I' }9 T1 A. h1 o
5 T4 k6 G$ S, V
1, 光子存储技术的发展
0 a' Z/ d# Z& ]8 g% t8 v, J
3 X" k5 d( I+ l7 w" s4 e( V7 G. `(1) 新材料、新器件为光子存储提供了发展基础和条件
2 Y N% l2 y& h t2 @
" ~, J) [) @) u* q9 I) v(2) 先进的光子存储技术开发: s) J+ J8 q k3 D
4 _7 K9 s" W( [" p3 `6 J0 a
A 双光子吸收存储" P9 o! L* v2 X) i
- r) d6 | j8 f/ kB 光谱烧孔存储: h, }! i! m3 u* Z) d' F" L
( h" x& l: N* Z/ l X' f4 H
C 光子回波存储2 } U3 o7 N+ V' H+ `3 h/ x% s. F
$ s$ G4 P' i: e2 t/ S2 `; wD 光折变存储
) O! i5 B' n" f* K" t; t
# v( g+ m7 X& v9 T: |0 Q3 y2, 先进的光子存储系统
, R; X( t+ o% T: h/ [# h2 O0 P' s$ p' q& i, ^# q, F* W3 s+ g' i% c, p
(1) 全息数字-数据存储系统，角度/空间编码
1 g/ }2 p; B# [/ Z" Q: a% k2 U# D* U
- x9 v6 K4 i/ o: }6 q$ D4 X4 S( b, |+ y(2) 位移多路编码, R$ J8 e3 H; Q( Q
, C+ j) y1 y7 ^5 q1 `5 m' l(3) 光折变晶体光纤数据存储
6 O- l7 B2 q$ \7 K w6 x. R1 |2 v v1 g0 p
(4) 大型关系数据库的体全息存储
: M! f9 a" a8 W
. c% Z) d4 g5 H- i4 f(5) 医学图象的数字体全息存储
; a/ }/ \- Q) N" u3 _; [) v' R" y
$ r2 o2 x) t1 k4 d/ c; }! k; j+ R0 h3, 光子存储技术近期的研究重点' q+ L+ e, ^+ k
: y. q7 `! l" {2 o) V; A
(1) 先进的光子存储材料的探索与研究
+ p& s/ Z, Z5 d( l
, Q2 g5 k$ S2 e. c3 o" T& m ](2) 光子存储技术中关键元器件的研究与研制9 u' Z9 h/ S/ o- O" r* W
2 x' Y; a2 C4 w9 }# b3 H+ I(3) 对光子存储技术新方法、新技术的研究与探索
! y! y2 V# k3 T: L8 n; A+ L6 h6 e% Q" u$ U
(4) 自由空间电荷场及其波场在介质中传输的理论研究8 W* f, f- H9 a# o$ R; ^% {" S
1 N/ I. R& ?8 \" D- `* T! c(5) 光子存储中的近场光学与光子力研究
) ^( M8 L% j. K1 v& a* ?
* |9 w! f* m" v, x: F/ }(6) 先进的实用化光子存储装置或系统的研制
2 N+ P \! V6 |: z# q: g2 \& s
* ]1 u+ X2 Q5 e5 G& R2.3.5 光子显示技术 + v. y9 u6 b3 c0 b* J
0 r. G7 i6 I0 p( H: o. {' `/ B" q& G* f6 @; s
7 K9 [, d a2 D3 J1, 光子显示器件
" B6 U' B6 f" E' T, P1 e+ h6 z x
2, 光子显示技术发展
; b4 m5 M# l: V7 {
* ]) h8 J& }& {+ W( Y& I: W(1) 寻址方式的CRT; v) ]5 |- K+ \; O7 j
7 ^6 L- k6 s4 K9 R9 t/ p(2) 以液晶显示为主导FPD技术+ ^. Z1 A5 S+ J3 G
, N9 C# l. G. g8 e9 \& ~, c
(3) 以PDP和FED为代表的自发光平板显示* b4 F; ^1 z. k8 H& N) s4 i' _3 u
2 F! D. d# b I' ^% @
(4) DMD变形微镜显示1 y5 Y1 \/ t9 p7 T
! z4 W0 Z: t& x* t# E! j/ a(5) VLSI显示技术' \! l: L V/ h( j/ H7 X3 ?' t
5 u" O+ n/ d4 }
3, 光子显示技术近期研究重点' O! x4 R8 \' ^0 \+ y3 ?: Y7 c
2.4 集成光子学与微结构集成光学& Z) Q, ?; [6 @6 Y0 o/ H
5 U0 s5 h2 p, _: x: |/ U) @0 T8 K, a
I1 k$ i9 m+ c% R4 G2.4.1 集成光子学与微结构光子学的内涵与意义
! a7 o4 p1 a- Y R) `
5 f2 k4 Q5 h. Y4 |! w' @6 S3 J' F. g ?7 x- Y) n
% R# Q1 l. C" U6 F7 s* z
1, 半导体光子学的重大突破
" y" ^5 ]5 V. e4 _! |0 x! d2 P8 I: Y9 L( t/ ]% Z& J. `/ B* N0 }
(1) 介质光栅反射器(DBR)
3 R( _0 s% V% {
( o5 H( h: E7 h8 W" E(2) 量子阱超晶格人构改性多功能材料
/ Q3 w9 `5 }7 E+ |/ q
8 x: f, C* `3 q( D; v: ]- |! a1 O7 w(3) 垂直腔面激光器(VCSEL)% L+ m7 O; v* g8 N
0 k' T/ W1 N, o! D: O. d4 o( r
2, 半导体光子集成的内涵与进展
9 f, K7 f* F) U$ g" h$ B6 R+ H1 t2 ~5 F5 q1 \# o& ^7 L2 F
(1) 光子功能集成
8 w) C6 T, _) h( }/ I: [8 @7 D! w( C* K% e& h
A 超大容量传输波分复用激光发射器
3 `6 X% h( |0 G* E% e0 M/ r- f8 t" f1 P2 A
B 光频外差PIC光接收机
2 U0 ]! f: \0 g& ~& k" C" i7 w. x+ P0 g5 v+ E2 m
(2) 光子面阵集成, q" w- A4 u- g$ M" L ]
6 l+ m; m3 a! Y* P+ zA 高密度自电光效应器件(SEED)光双稳开关集成面阵
) U) ]6 a0 I& k/ o( \; o6 Q( L1 h! V3 S* y9 }
B 高密度垂直腔面发射激光器(VCSEL)集成面阵
- _5 B. O$ p( v& M7 W
5 Y" H' G5 }- L% y u(3) 互连布线的光子集成- [% u/ |! e. {
, g% S# ^- n% N3 H, P, f
(4) 光子集成(PIC)与光电子集成(PEIC)
1 U9 Z% ^5 C4 S4 s5 ~
0 L' R. V8 k z! Q6 r% o' ?3, 微结构集成光学的内涵与进展
% _! k: E P* z! i/ i
9 {2 E( O6 Z$ _: k1 @9 G3 @4, 半导体集成光子学的基础内容
9 N# l0 v+ {) r+ s( t5 R9 I6 o1 H2 g
(1) 介质光栅的研究6 s; v: B* V I
6 K, s; q: m) h- O2 K; t/ C
(2) 非线性光学效应的利用6 M9 T$ Q+ n. f5 ~( ^
. a7 |9 l- [# D; q, L! {6 b; {# U
(3) 微光学腔7 U8 p3 f7 ` \4 R9 {% D( A; S
) |7 i( ~9 A" X) i: Y6 j1 p(4) 量子阱、超晶格
* Y: V* \. ~/ a T% J, P3 W
) ^& R& K( [# _* v8 a, r, u(5) 应变层能带工程
5 {6 z( u( L* E- k8 _2 Q8 z- t
6 n% J; g+ q% ?) T' F5, 微结构集成光学研究的基础内容
# i. Z3 O K; i9 B! ^* ?% o9 k |9 u5 F, @' O+ e( W0 v+ y/ T
(1) 超高频光栅理论与制备工艺研究
" }7 u3 ], O# ~' W+ t" G. _ X# E
(2) 波导光栅的理论与制备技术的研究
: D4 K% Q7 o; X* ~
' K4 [" R8 B% g/ ?) x(3) Si基新型光折变材料的研究; C! h7 ~0 ?# p6 z5 S8 W! V
, _1 _' ?! `( F8 ~ `: [: N(4) Si基纳米微机械器的优化设计与实现研究
o/ n Z K9 ]( o; c' z" f2 [
6 D, v: k* Z5 X% O% V2.4.2 半导体集成光子学与微结构集成光学研究现状与发展趋势
0 J! N3 ? E4 M
1 E" X1 N: p3 G' `0 x) F. z
" U8 a" C! f+ e$ N1 y H2 h$ P. f' b* A
1, 半导体集成光子学的主要成就及应用发展
H. `1 V) Q) Y* p- A _ L6 i5 g& u) ?9 n; @' G* A" H
(1) 信息传输系统中的半导体光子学
* u" a/ p' C' g2 G. r9 L7 F
0 q9 I: w5 n' f2 {! w$ e) a: l(2) 信息入网与交换系统中的半导体光子学( A0 l2 J: H1 h. i& p; `2 D( @
) [0 c7 g3 m3 A3 e3 o R
(3) 信息处理系统中的半导体光子学6 V/ G9 d: Y4 c' C4 t8 e: K+ K7 s7 D
: |7 C5 X/ G; r! F$ \1 \' @! }(4) 信息存储系统中的半导体光子学/ z; L; x5 ^+ e3 d5 f2 j
( S* w7 i9 _+ d/ W: R
2, 微结构集成光学的研究现状9 {8 D0 d# J6 K0 h0 d% x E
+ u X6 H6 g9 X. f
(1) 二维波导结构的集成光学系统
6 V! m* B% x, N* J9 u
- U8 V; L3 B' s! K2 V) o(2) 自由空间三维集成光学系统' _: [ t9 A6 _5 S
# a. A: m' T8 _
(3) 三维微结构的光、机集成
+ @/ q6 `2 C$ t# M9 c% ^% X
, c2 A" G, k# K2.4.3 集成光子学与微结构集成光学研究的重点与发展 战略
" r5 {, g3 @$ W5 R2 b6 i2 @ `9 z" G3 C
+ d; Q( r$ s* i( \8 X4 l
2 m, {5 S) d8 U% z6 z# l! ]
1, 集成光子学的研究重点' q$ o" D4 J2 W& c7 {% M# D. ]
" E# Q: r5 m; o) S(1) Bragg介质光栅的优化设计与多功能研究
) f _% C- ?4 L
* S4 Q6 H# T2 _" x" f8 H8 x: l, T; Z# v' h(2) 室温激子效应及光折变效应的研究
- ]$ u3 e7 H. U: ` ^' i4 y
. }$ w5 b8 {0 ?5 d: s" e" T1 M/ U(3) 微光学腔光场量子化特性及腔内光子与激子耦合过程的研究
+ j" U& P* E1 t
0 Y9 z5 F" W% q; B0 l' N( m4 e( t& [. a(4) 能带工程的应用研究& P7 _6 X9 D7 v; E/ J2 B7 S! J
5 Q5 ~, u& t3 e
(5) 有重要应用前景的光子集成器件与集成单元的基础性研究
! G! u, m {3 l
8 D1 H V6 y0 e& m; o4 Y9 c2, 微结构集成光学的研究重点
( \: |2 f- f1 X2 D2 U) t+ r* B8 u5 M4 V" U) K/ ~9 \ M- x4 z
2. 5 生物医学光子学' e8 d2 v* z4 E& J
# x% _& ^$ E4 L; W$ S/ z9 z- x: k+ T7 A% f& n" w$ }+ k
. @' h5 g- V/ k9 k0 C- m. `* b" S
2.5.1 生物光子学
" b, n2 o* z6 K" ~' ]* ]5 X; ^* F" G. v
4 ]9 q7 g- r$ m6 V8 h
) ^5 U3 T9 X" z& O- k N1， 生物系统的光子发射
+ v. u7 X0 o- F$ P( ^
8 `% l o- G" [& }" E& H. I(1) 生物系统的自发超弱发光
( N0 _4 ^3 n8 w4 ?7 e) t; G
2 p3 |- F# a( W, r1 C; m5 U' v(2) 生物超弱发光的成像4 @0 h, k/ Y% ]3 w) f) v
3 F& v5 B, ~. J7 ]: `1 n
(3) 生物系统与细胞之间的光通信
! n, Y! ]5 W" S1 ^+ |$ R: f+ b& f4 j: F, z, u. L1 M$ M
(4) 生物系统的诱导发光
3 ~3 E x& n5 ~. `; Y: a% B
% Y( A' b3 |, M0 G3 Q2，光子技术在生物科学中的应用" `& B: O" A* ~6 c4 D. A) u
. L% b* I/ n. ~5 I0 j(1) 荧光探剂与激光扫描共焦显微术! c. x9 U8 N6 I6 y4 N
' W2 F) }# s" M. Y
(2) 多光子荧光成像技术
/ H) r8 _ F: I6 m$ }9 j q y p
& t d- N3 A5 a" k8 z8 Q(3) 光钳和单分子操作1 U4 G% y' o J8 O
! Y* Q P2 R/ W4 f2 {) F4 K2.5.2 医学光子学; y% A& q( S+ j4 f
! z1 B0 h6 V6 X! H$ q: a
8 d' ?, L: Y; m" ^. t
7 T/ f: p$ o8 b: n
1， 医学光子学基础
0 x9 p7 L; A/ D; w; [( t7 f& p3 o2 g# E! u0 s) ?
(1) 光在生物组织中的传输理论研究
2 M- h4 |. W9 n0 f3 B, q4 L1 V s
(2) 光传输的蒙特卡罗模拟计算
7 [4 @: Q4 y- F4 H! k+ f# [6 m% ~
5 W2 t1 g3 U7 S2 Q9 \(3) 组织光学参数的测量方法和技术
5 `# _ B4 d- H' h6 p ^" k; @ l/ P7 {
(4) 生物组织折射率及其色散关系; g0 ]9 @+ _& Y" w9 N, n
% G/ |$ i4 \# t7 Q" {(5) 组织光学理论工作的几点思考6 p5 p$ L4 N) D1 {1 w$ O' d
" [1 z* |8 b; q% ?* A9 H+ z
2，医学光子技术) t8 H! Z; x |
2 R; P- B U. ]2 H$ s9 k6 c(1) 医学光谱技术; [1 Z j0 K6 d6 N0 G
) f" L0 T9 ~/ `# _( S7 W
A生物组织的自体荧光与药物荧光光谱。; z- Z0 Z( A9 V) c% a+ |
" Z' i+ a* J9 bB生物组织的喇曼光谱。/ t! c- N/ C. i" k
* D4 f. `# {9 B' P2 ]& l3 l
C生物组织的超快时间分辨光谱。
, S. N/ ~( s% R: O
6 {+ m( L6 p) R& M(2) 医学成像技术
/ e, C* @2 O0 V. Z/ e1 x6 F) j; v. R; c0 B
A时间分辨成像技术。 l$ f! O" Y4 R, Z# q0 Q/ ] q3 s
- J/ M0 P% T9 ?B相干分辨成像技术(OCT)。- c# v% |( G- _2 h: Y1 P
2 E3 Q/ h9 Q, Q W
C漫射光子密度波成像技术。
$ V# w& |" w# N% w
# |, E# Y9 ^$ l3 j5 @( g- D4 {D 图像重建技术。
5 Y. O V F- y
0 S* k2 H$ P+ b+ C0 j: H* y) U6 J$ t(3) 医用半导体激光及其应用技术: F# P5 b( H* W% V4 \" }; ~6 Z
1 p: i9 k. U; K: B6 n( v. V6 |(4) 其他医用激光技术发展动向
4 M3 f) _9 T! z) Q" V- c/ e
% W/ ^/ s0 [: p3 N' J* W2 J3， 激光医学8 n$ F5 c( |# T) J3 N
: N4 U o" m/ M. L! L(1) 光动力疗法治癌( N. F: [( D) U, _# I" L7 V- j
+ f5 N! i# D/ D4 `8 Q(2) 激光治疗心血管疾病
* |) x( f/ {: h
# {8 i3 ~ \* T( g(3) 准分子激光角膜成形术$ ]9 U% {! }+ E9 f" n I
1 y; C% b0 o! R' z% ^
(4) 激光治疗前列腺良性增生( ]! F, d x& W$ |9 j
3 p( w/ e5 w6 j4 j- m
(5) 激光美容术. Z' \* `$ r( Q3 ^
7 r5 _, J+ }3 n- A(6) 激光纤维内窥镜手术
& D, R3 W3 O# E7 o( s( z' Y6 q- C' t6 i4 X# F
(7) 激光腹腔镜手术
8 ]) a5 ?4 G" Z( Z
' L& _" e' F) d, R0 X6 x9 A, D(8) 激光胸腔镜手术3 S- @: F& y# P# P5 t$ i
: Y" I1 z. ]% X1 I& z(9) 激光关节镜手术, N& T' p+ F# `0 H% }8 F( [) ]; }
6 i9 E! `- V% r8 o) o- ^
(10) 激光碎石术
: }7 ~0 k( L+ I$ R, p, V/ v& M" n5 W/ Y& g* o& {1 O8 D
(11) 影像(超声、CT、MRI)引导经皮激光手术(介入疗法)
1 \% i) u9 z: C- g7 J; o9 h3 Z4 N$ j% |# ~$ l; a
(12) 激光外科手术
u0 B! L- _# E5 {! A7 p9 n' Y# K7 ?1 E0 _
(13) 激光焊接
" H5 R, z( b# | w) m Z& J: X. R' M2 M$ y1 F
(14) 激光在口腔、领面外科及牙科方面的应用$ w- l, y& @/ A/ ?
, e4 ]7 d$ x. ~0 ~8 C
(15) 弱激光疗法
! G i; {2 r' M! b5 d
' Y: f( V% b; m- ~2.1.3 生物光子学的近期研究重点 z" v; E' N. w3 ?, F3 a9 u
) E: b1 K" m* u
' Y$ _2 w1 M6 X% e2 B3 ^! {7 T1 q8 ^* i8 g
1， 生物光子学近期研究重点
2 o# ~( l( \) M8 h; k$ R0 w% X3 W6 y; l2 g1 Z! O
2，医学光子学近期研究重点
) ~! T" q, E6 g2 ^2 b0 ~
. _- x6 f5 R3 l+ }3，激光医学近期研究重点# A' z. |# Q9 ~; x V9 q
' P0 _& h5 E/ \( o+ [. A: V' X: i
; V, ?( i' J1 k# ], @% @3 t3 i) L7 ~! z3 {+ x& i( k+ `
* ?0 U; h; y# o0 K9 H7 m
第三章 光子学发展战略
" D+ `0 w! S5 n/ K3 N2 e
j# v% J4 a5 ?$ k
* a- e4 t' y/ I1 O m8 z& d9 f! H7 c" G9 t7 _! n! j3 t% P. ^3 [: Q
3.1 光子学发展战略目标2 w4 ^0 I1 }/ P3 m, ^/ W$ M
- q& d% \4 I/ j, e- ]; P
" I; w$ r+ k9 _5 F! F% R# T N0 `! v6 t, C) U1 r
3.1.1 发展光子学及技术的有利条件
/ a( r2 N d' S, B0 _/ G$ ^3 V8 ^& K8 F# |/ N' c3 @
2 S9 z! e6 d6 D, o1 c; T: U* f8 Q% n- G4 A9 u
3.1.2 光子学发展战略目标! _6 ^2 l) E0 T: ] I' @8 X, W) d
# U2 P# A6 H, D
' u. A& }" j1 h- I# G( E; S5 k" U. l+ D! R* P3 n
3.2 发展光子学的战略部署与举措
0 ~1 ]/ o) e4 K! b
( ^' b( D. W% W" W" h' Q3 @" u7 a, K
7 e3 b% y9 i l+ b* n* _
% L2 k: K; p* y5 A( n3.3 光子学与光子技术的近期优先研究领域
" \$ P8 X: a. v
+ D* _ }1 Y$ ~2 K' A" {3.3.1 确定光子学与光子技术优先研究领域的依据 `; g! C! K8 A- z
$ P4 i c1 l6 P6 h3 o, F8 l# A& f
% a& M/ y; x) p3 j9 w+ c; {# D$ k
3.3.2 关于光子学与光子技术的优先研究领域
4 I4 c( Z6 q0 C/ F( A
$ B/ I* Z. T. J" v2 u& i6 h+ U9 m' h/ W! f
+ C! l8 J8 `0 Y$ \/ R1， 基础光子学研究领域. @9 Q5 R9 \7 L8 r$ x1 ]
0 F! L) C& p' C1 Q0 c$ n5 |1 d/ F$ [: w9 `
7 y& w* G5 ~ p# M1-1 实用化非经典光场产生系统的研制与非经典光场的应用研究 E! _. K' e' P, S* V3 B+ B
7 y( ~/ r* H) K+ ^8 r
1-2 光量子信息若干基本问题的理论与实验研究
, C! Q% p" Y7 h' I! s5 F
, C0 [4 j4 X- {. t- I( `1-3 有机/聚合物发光器件研究6 n8 J( x& l8 p! w! B
$ E# y: N+ Y m
2， 信息光子学研究领域
% D9 G& ^$ l: z: @/ P) V# G- Q$ W- s" r. {7 q; Q' k1 \
' E& H( |) f5 C+ c! O+ q: N) v" t- j4 d7 |
2-1 半导体光子集成基础与应用研究9 v: @7 C, l) h0 L( J; y- j
( ?% I; P1 y; ?
2-2 超宽调谐全固化激光器与准相位匹配技术的研究
! d- O0 K5 H+ F P/ [
1 _, J1 ~! G" v( B4 n# Z. b$ O2-3 光纤光栅、全光纤集成波分复用通信系统
6 g5 ]9 G" h9 p* H7 Y r
; c* Y2 r0 j/ N8 r/ H2 F9 `2-4 高速时分复用光通信技术
3 G2 c$ l% f# S- Y0 L& A* c
- B- S9 F* d/ [. F4 r2-5 多功能光纤传感智能化结构(SS)及其应用研究
' i: ^- n5 w- y5 R" M& [- K9 ^/ F
2-6 地面高速运行载体定位和追踪系统中的光纤传感技术研究$ w7 H. z. ?7 [! y; d
1 @, U. i( O8 w ?
2-7 光折变单块微结构光学系统研究
, ]1 I& c$ b* q7 `/ \; k7 x7 v+ B7 Q
2-8 智能光学视觉系统3 h5 B( Z% Y7 Z& V! x; [8 u' C
3 E: ?2 S$ ?2 l9 p7 r3 e7 ?
2-9 室温型铁电薄膜红外焦平面阵列研究
- a* v& u8 x9 m( {! z3 T- u4 `3 o( {5 ? p8 U/ c- m
2-10 高分辨三维成像技术的研究及其应用$ d K( n2 F9 @6 _. h- D
# h {* u p4 X' q
3，生物光子学研究领域
/ [. S' D$ T! _) E' }% B5 K7 o5 @8 z8 V0 @+ Z
3-1 激光医学光子学基础与应用研究, B8 m. l; S" a0 Q2 q
0 w+ d& W$ U0 E4 m8 r% p
3-2 光与生物组织间作用关系的研究
6 K/ R- m3 v, y% s3 B+ O' j6 P
: \/ [+ A7 u8 z2 `5 L a4，交叉学科研究领域0 ?" _; J, R' g7 x
* W# l. K6 l3 S, g' S8 E4 a4-1 LD泵浦、量子阱启动小型飞秒激光源的研究, D, [! k \4 S, U
- _2 s/ R% W! D4-2 超快光纤光子源、光子开关和光频变换技术. k0 a1 F- V) H. D* Z
8 k' J1 \ r' ]- C3 c; O0 u5 x$ y9 f4-3 短波长软x射线光学基础技术研究 |
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发表于 2006-3-4 02:12:47
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