光电子产业技术及国外发展分析

第一节 国内光电产业主要技术成果

1、中航工业光电所成功为我国数十种飞机研制平显

建所初期，我国航空火控专业刚刚起步，中航工业光电所作为我国唯一的以机载火力控制技术为核心的火控系统和光电系统专业所，承担了航空火控产品研制任务。在进行第一代航空火控系统研制的同时，光电所紧紧跟踪世界航空武器火控系统发展前沿，积极开展第二代火控系统的 研究 。上世纪80年代初期，光电所在无任何资料可借鉴的条件下，经历了无数磨难和艰辛，自筹资金，自主研发出了我国第一台机载平视显示武器瞄准系统（简称“平显”），并在短短的几年内，以惊人的毅力和自主研发能力，抢在引进的国外平显下线之前，完成了自主研发的“平显”从预先 研究 到型号研制的试飞和靶试，奠定了用我国自主研发的“平显”装备军机的基础，赢得了国产航空火控产品自主更新换代的主动权，实现了空军作战飞机火控瞄准系统质的突破与跨代的飞跃。

中航工业光电所乘势进取，瞄准新一代机载“综合光电系统”演示验证重大科技发展项目攻坚，取得了重点突破，主要指标趋于国际先进水平，为提升新机光电探测研制水平奠定了成功基础。创新带来飞跃，光电所在创新发展中，实现了由单一航空火控技术向航空火力控制系统与指挥技术的发展，由光电探测技术向光电探测与光电对抗系统技术的发展，由航空电子技术向核心任务功能与显示瞄准系统技术的发展，构建了一流的专业技术发展平台，加快了面向未来战略发展需求研发能力的延伸和扩展。

2、全光纤激光技术取得重大进展，达国内最高水平

中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室大功率光纤激光 研究 团队，在全光纤激光技术 研究 方面取得重要阶段性进展：输出功率超过1千瓦，光—光转换效率为62%，这是目前国内全光纤激光器 研究 达到的最高水平，为研制更大功率的全光纤激光器奠定了必要的技术基础。

由于具有效率高、光束质量好、稳定性高、免维护等优点，大功率全光纤激光器在工业加工、国防等领域得到了越来越广泛的应用，国内外众多激光公司和科研机构竞相开展这方面的 研究 。近年来，中科院西安光机所在大功率光纤激光器及其功率合成方面取得了较快的发展。

3、国内首次自主研发出连续单管半导体激光器耦合模块

由中国科学院西安光学精密机械 研究 所与数名留学回国人员组成的团队共同创立的专业从事大功率半导体激光器研发和生产的高新技术企业——西安炬光科技有限公司在2010年年初又推出一款新产品“FCSE系列产品”，这是国内首次自主研发生产的连续单管半导体激光器耦合模块。该产品的主要输出波长为808nm，包括有FCSE-808-2W、FCSE-808-3W、FCSE-808-5W、FCSE-808-6W、FCSE-808-8W等系列产品。其每种型号的产品包含两种输出芯径，分别是200/400μm，光纤的数值孔径均为0.22。FCSE系列产品主要性能指标：存储温度-40～+60℃，稳定性>99.5?%，光谱宽度<3nm，耦合输出功率范围2～8W。

该产品对激光器阵列bar条产生的光通过微小光学系统进行准直后高效耦合到光纤阵列之中，最后将高功率激光以光纤形式输出。FC系列中心波长为808nm、915nm、940nm、976nm输出，额定功率分别为30W、40W、50W。FC系列产品具有高功率、高稳定性、输出光斑均匀、光谱窄等特点，并可以在最大输出功率范围内连续可调。

FCSE系列产品芯片采用独特的封装形式和光纤准直耦合方法得到高的耦合效率（≥87%）；采用平行封焊提高了模块的可靠性和使用寿命，产品具有高输出功率、高功率稳定性、高亮度、窄光谱、长寿命和光斑均匀性好等优点，技术指标达到国内领先、国外先进水平。

第二节 国外光电产业主要技术成果

1、Intel最新硅光电技术上的 研究 成果——硅基光电雪崩探测器

Intel宣布了一项在硅光电技术上的 研究 成果——硅基光电雪崩探测器达到了有史以来的最高340GHz的"增益带宽积"。它的意义从整体来看，主要是硅光电子器件性能首次超越同样功能的传统材料光电子器件；而如此好性能的"硅基"探测器也让Intel实现芯片间、芯片内光信号互联的未来目标更近了一大步。也是继Intel在光调制部门采用硅材料得到重大突破后，在光探测部分的又一次重大突破。

2、欧盟光电材料 研究

鉴于光学材料和光电材料潜在的巨大市场，欧盟将加强在以下领域的 研究 开发：新光学材料体系的 研究 开发以及在纳米尺度上对新材料的控制能力，最终设计出３Ｄ纳米主结构的光发射仪器；开发大型、高效率的白光发射极，以取代目前普遍使用的白炽灯；开发光数字系统，使所有数据或部分数据能够通过光设备而非电子设备进行处理，从而减少“光电”转换和“电光”转换；进一步提高诸如ＣＤ、ＤＶＤ等二维存储媒体存储容量，借助干扰和全息技术开发三维数据存储媒体。

3、世界上最小的医疗微型显微镜面世仅重46克

美国科学家发明了一种世界上最小、最轻的微型显微镜。该新型无透镜成像技术被认为不仅削减了与医疗照顾相关的成本，还将给资源条件有限的地区提供快捷、廉价的医学诊断，也将远程医疗向前推进了一步。

美国加州大学洛杉矶分校的电子工程副教授艾多安·奥兹坎使用了一种“基于侧影成像的无透镜超宽视野单元监测阵列平台”（LUCAS）的成像技术。LUCAS的特点是，摈弃放大物体所用的透镜，通过采用发光二极管照亮物体及数字传感阵列来捕捉影像，从而产生微粒或细胞的全息图像。 分析 样本经由一个小芯片载入，芯片内装有用以监测健康状况的唾液或血液涂片。在使用血液涂片时，该显微镜能准确鉴别出细胞或微粒，如红细胞、白细胞和血小板等。

这台显微镜和一个鸡蛋的重量差不多，仅46克，是一个自成一体的成像设备，其仅有的外设为一个可与智能手机、掌上电脑（PDA）或计算机相连的USB接口，可经此供电。除了比常规显微镜更为紧凑轻巧外，该无透镜显微镜还省却了要经过专业技术人员才能 分析 成像的需要，图像经由计算机 分析 后就可即时获取结果。再加上一些不太昂贵的附件后，还能改装成一个微分干涉对比显微镜（亦称诺玛尔斯基显微镜），改装附件的成本仅100美元至200美元。微分干涉对比显微镜可用以获取样本的密度信息，通过突出线条和边缘的对比度来形成看似立体的图像。

这台功能强大、成本低廉的无透镜显微镜可装入一个极小包装；大量设计元素将使其在资源条件有限的地区，特别是非洲的一些国家大显身手，帮助监测诸如疟疾、艾滋病和肺结核等疾病。

在以上地区，医疗的两个关键需求是：易用性和耐久性。

第三节 光电产业技术 研究 热点

上世纪九十年代末，光通信浪潮的兴起标志着光子和电子成为现代信息技术的基本载体，带动了光电信息产业的快速发展。

国内外光学工程学科和光电信息产业的发展主要表现在光通信、激光与光电子技术、光学成像技术、光存储、光电传感及检测、能源及照明、光电显示、生物光子技术等领域。

技术热点集中在光通信器件和应用系统、半导体激光器等光电子工业、光电传感器、激光加工业、激光核聚变、太阳能利用、LED照明、智能化光电仪器、光学医学应用、便携信息产品可视化、光学惯性技术、超分辨超光谱超快成像、衍射成像、光电图象输入及输出、平板和投影显示、有机发光显示和新型发光材料、海量光存储器和光学器件的加工制备等领域，技术难点主要集中在光学单元器件技术和系统光电集成技术。

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