光電子技術是未來信息技術發展的關(guān)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(bàn)導體科學技術的科研成(chéng)就,成(chéng)為電子技術與光子技術自然結合(hé)與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對於國家(jiā)經濟、科技和國防都具(jù)有重要的戰略意義。
科學界預測,到2005年,光子產業的產值將(jiāng)達到電子產業產值水平,到2010年(nián),以光電子信息技術為主導的信息產業將(jiāng)形成5萬億美元的產業(yè)規模,到2010年至(zhì)2015年,光子產業可能會取代傳統電子產業。光電(diàn)子技術(shù)將繼(jì)微電子技術之後再次推動人類科學技術的革命和進步。 我國在激光科研領域並不落後,但達到應用的還是不多,特別是在微電子、汽車、機械製造這些領域,激光技(jì)術還沒(méi)有發揮出應有的作用。我國的光電子信息技術產(chǎn)業發(fā)展較快的地區是湖北、北京、上海等省市。武漢東(dōng)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、華中(zhōng)科技大學、武漢大學、中國科學院武漢物(wù)理所等各類科研機構,有科技人員10萬餘人,其中近三分之一的科技人員從事光(guāng)電子信息技術及相(xiàng)關(guān)領(lǐng)域的研究開發和產業化。廣東省與美國(guó)朗(lǎng)訊科技公司已宣布將共同(tóng)投資(zī)一百二十億元人民幣(bì)建(jiàn)設“廣東光穀”。東北的長春和(hé)上海浦東新區也相繼開始(shǐ)建設“光穀”和“光電子工業園”。
但這(zhè)隻是新產業的開頭,為了搶占21世紀高新技術(shù)的製高(gāo)點,就必須有豐富的人才資(zī)源(yuán),營(yíng)造(zào)良好的投資創業環境,高度聚合教育、科研、人才、資金和市場等各種(zhǒng)資源和要素,組合啟動大批項目,加(jiā)快發展光(guāng)電子產業,建設集研究開發、人才培養、生產製造和市場拓(tuò)展於一體的光電子產業帶(dài)。武漢作為中國激光產業基地,在(zài)這點上是很有優勢的,而激光(guāng)產業正是光電產業的(de)核心技術,掌握了尖端的激光技術,也(yě)就可以使自(zì)己在光電產業的競爭中成功。
激光技術的應用領域,如激(jī)光醫療及激光檢測(cè)方麵(miàn)美國(guó)占首位,美國也是最早將高功率激光器引入汽車工業(yè)的國(guó)家,在激光材料加工(gōng)設備方麵,德國走在(zài)了世界(jiè)前列。麵對光電(diàn)子信息技術的(de)迅(xùn)猛(měng)發展,世界發達國家正在動員國家力量加速光(guāng)電子信息產業的發展,美國、德國、日本(běn)、英國、法國競相將光電子技術引入國家發展(zhǎn)計劃,美國還在亞利桑那州的亞利桑那大學建立(lì)了“美國光穀”。 我國在光電子(zǐ)技術方麵是與國際水平差距(jù)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,我國第一(yī)台紅寶石激光器就(jiù)研製成(chéng)功了。此後我國激(jī)光技術(shù)迅速發展(zhǎn),特別(bié)是在改革開放後,以激光為特色的光電子信息產業作為一(yī)支產(chǎn)業新軍(jun1)迅速崛起(qǐ)。武漢、廣東(dōng) 、上海、長(zhǎng)春提出的“中國(guó)光穀”的概念,從實際操(cāo)作來看,這些“光穀”從經濟、科技以及社(shè)會效益,都取得了重要成就和巨(jù)大進步。
作為激光技術(shù)產業化的重要載體,激光企業所麵臨的挑戰就(jiù)是要隨時掌握最(zuì)先進(jìn)的激光及其應用技術,了解市場動態,開發相關(guān)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、峰值功率高、結構緊湊(còu)、牢固耐用等優點(diǎn),廣泛應用於工業、國防、醫療、科研等方麵。但是傳統的固體激光器(qì)通常采用高功率氣體放(fàng)電燈泵(bèng)浦,其泵浦效率約為3%到6%。泵浦燈發射出的大量能量轉化為熱能,不僅造成固(gù)體激光器需采用笨重的冷(lěng)卻係統(tǒng),而且大量熱能(néng)會造成工作物質不可(kě)消除的熱透鏡效應,使光束質量變差。加之泵浦燈(dēng)的壽命約為300小時,操(cāo)作人員需花很多時間頻繁的換燈,中斷係統工作,使自動化生產線的效率大大(dà)降低,但如果(guǒ)采用二極管泵浦的固體激(jī)光(guāng)器,則可以很好的避免這一點。湖北光(guāng)通光電(diàn)係統有限公司已經成功的掌(zhǎng)握了大(dà)功率全固化固體激光器的核心製造技術,並製定(dìng)了大功率全固化固體激(jī)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(jì)術的應用帶來革命性的變革。
要適應新環境下的應用,固體激光器就必須向著(zhe)全固化、超(chāo)短脈衝、短波(bō)長(zhǎng)的方向(xiàng)發展,目前也取得了一定(dìng)的成績,上海光機所強光光學開放研究實驗室成功建(jiàn)立了5.4太瓦(wǎ)(1012w)/46飛秒(10-15s)級小型化超強超短激(jī)光裝置,重複頻率每秒10次(cì),穩定可靠,工作台麵占(zhàn)地(dì)不到10平米,光束(shù)質量優良,具(jù)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線(xiàn)寬為0.07微米的半導體元件,實用化後可將存儲元件的信息存儲容量提高60倍。現在的半導體元件加(jiā)工技術多采(cǎi)用波長為250納米的紫外線激光在(zài)線路板上曝光,能夠蝕刻線寬為0.25至0.15微(wēi)米的半導體元件。由日本政府(fǔ)和企業聯合組成的超尖端電子(zǐ)技(jì)術開發機構通過實驗確認,使用波長為13納米的紫外線可(kě)加工線寬為0.07微米的精細半(bàn)導體電路。