光电信息技术.ppt

1 2内容简介内容简介 光电信息技术是光子技术与微光电信息技术是光子技术与微电子技术的结合，是现代信息技术电子技术的结合，是现代信息技术的核心，已广泛应用于各行各业。的核心，已广泛应用于各行各业。本书比较全面地介绍了光电信息技本书比较全面地介绍了光电信息技术的物理基础、电光信息转换、光术的物理基础、电光信息转换、光电信息转换和光电信息技术的应用电信息转换和光电信息技术的应用，比较注重光电信息技术应用的新，比较注重光电信息技术应用的新成果和新发展。成果和新发展。上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录3 本书可供高等院校、科研院所光本书可供高等院校、科研院所光信息科学与技术、测控技术与仪器、信息科学与技术、测控技术与仪器、电子信息工程、计算机、自动化、应电子信息工程、计算机、自动化、应用物理等专业的高年级大学生和光学用物理等专业的高年级大学生和光学类、检测类、信息类、通讯类等研究类、检测类、信息类、通讯类等研究生作为必修课或选修课教材。对上述生作为必修课或选修课教材。对上述领域内从事研究、开发、生产的工程领域内从事研究、开发、生产的工程技术及研究人员也很有参考价值。技术及研究人员也很有参考价值。上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录4 序 随着现代信息技术的发展，光子以其随着现代信息技术的发展，光子以其独特的优点，具有极快的响应速度，极独特的优点，具有极快的响应速度，极大的频宽，信息容量和极高的信息效率大的频宽，信息容量和极高的信息效率推动信息科学技术的发展，具有越来越推动信息科学技术的发展，具有越来越大的竞争力，光电信息产业在市场的份大的竞争力，光电信息产业在市场的份额逐年增加。光子技术与微电子技术结额逐年增加。光子技术与微电子技术结合，相互交叉、相互渗透与补充已经成合，相互交叉、相互渗透与补充已经成上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录5 为信息科学技术的主体之一，光子和微为信息科学技术的主体之一，光子和微电子是现代信息产业的电子是现代信息产业的 基础和核心，光基础和核心，光电信息产业已成为世界上发达国家的主电信息产业已成为世界上发达国家的主导产业。美国政府已将导产业。美国政府已将 光子学与光子技光子学与光子技术列为国家发展的重点术列为国家发展的重点 ，认为该领域，认为该领域“在国家安全与经济竞争方面在国家安全与经济竞争方面 有深远的有深远的意义和潜力意义和潜力”，并肯定，并肯定“通信和通信和 计算机计算机研究与发展的未来世界属于光子学领研究与发展的未来世界属于光子学领域域”，上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录6 美国商务部指出：美国商务部指出： “90年代，年代， 全世界光全世界光子产业以比微电子产业高得多子产业以比微电子产业高得多 的速度发的速度发展，谁在光子产业方面取得主展，谁在光子产业方面取得主 动权，谁动权，谁就将在就将在21世纪的尖端科技的较世纪的尖端科技的较 量中夺量中夺魁魁”。在德国，政府已确定光子学。在德国，政府已确定光子学 是本是本世纪初世纪初“对保持德国在国际技术市场对保持德国在国际技术市场 上上的先进地位至关重要的关键技术之一的先进地位至关重要的关键技术之一” 。在日本有评论认为在日本有评论认为21世纪具有代表意世纪具有代表意义的主导产义的主导产上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录7 业，第一是光子产业，第二是信息通信业，第一是光子产业，第二是信息通信产业产业”。 我国政府十分重视光电子技术和产我国政府十分重视光电子技术和产业的发展，已将它列入国民经济优先发业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继发展计划，继1986年年3月王大恒等四位月王大恒等四位专家倡导的专家倡导的“863计划计划”之后，在此基础之后，在此基础上开始了上开始了“973计划计划”，这两个高科技计，这两个高科技计划的划的上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录8 重点是光电子产业。重点是光电子产业。据国家统计资料显据国家统计资料显示，世纪具有代表意义的主导产业，第示，世纪具有代表意义的主导产业，第一是光子产业，第二是信息通信产一是光子产业，第二是信息通信产业业”。 我国政府十分重视光电子技术和产我国政府十分重视光电子技术和产业的发展，已将它列入国民经济优先发业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继发展计划，继1986年年3月王大恒等四位月王大恒等四位上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录9 专家倡导的专家倡导的“863计划计划”受信息化、数字受信息化、数字化、网络化浪潮的推动，中国的光电信化、网络化浪潮的推动，中国的光电信息市场和产业也呈现出高速增长态势，息市场和产业也呈现出高速增长态势，成为拉动整个国民经济增长的第一支柱成为拉动整个国民经济增长的第一支柱行业。行业。1999年底全国范围内建成了年底全国范围内建成了“八八横八纵横八纵”的光缆网武汉、广东和长春的光缆网武汉、广东和长春等地提出了建设中国光谷的规划。等地提出了建设中国光谷的规划。 现代信息技术的发展，迫切需要培现代信息技术的发展，迫切需要培上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录10 养一大批掌握光电信息技术的专门人才，养一大批掌握光电信息技术的专门人才，也迫切需要普及光电信息技术方面的基也迫切需要普及光电信息技术方面的基础知识，然而，目前系统介绍这方面内础知识，然而，目前系统介绍这方面内容的书籍少见。容的书籍少见。光电信息技术光电信息技术一书一书的出版，正好填补了这方面的空白。本的出版，正好填补了这方面的空白。本书作者多年来一直在上海理工大学等高书作者多年来一直在上海理工大学等高校的信息类和测控类专业讲授校的信息类和测控类专业讲授这方面内这方面内容的课程，并从事光电信息技术方面的容的课程，并从事光电信息技术方面的上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录11 科研工作，实践中积累的教学、科研经科研工作，实践中积累的教学、科研经验有助于作者较深刻地理解光电信息技验有助于作者较深刻地理解光电信息技术的原理、结构和应用，本书对光电信术的原理、结构和应用，本书对光电信息技术理论基础、电光信息转换、光电息技术理论基础、电光信息转换、光电信息转换和光电信息技术应用等进行了信息转换和光电信息技术应用等进行了系统的讲述，且条理清晰，层次分明，系统的讲述，且条理清晰，层次分明，深入浅出，实用性强，对这一领域的最深入浅出，实用性强，对这一领域的最新发展也都有所包含，有些内容是作者新发展也都有所包含，有些内容是作者上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录12 直接的科研成果。直接的科研成果。 相信本书的出版将有益于高等院校、相信本书的出版将有益于高等院校、科研院所的教学、科研和人才培养工作，科研院所的教学、科研和人才培养工作，也有益于有关工程技术人员了解、掌握也有益于有关工程技术人员了解、掌握和应用光电信息技术方面的最新知识。和应用光电信息技术方面的最新知识。 中国工程院院士中国工程院院士 庄松林庄松林 200112上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录13前言前言 现代信息技术包含信息采集、信息现代信息技术包含信息采集、信息传输和信息处理等内容。传输和信息处理等内容。 信息采集：类似于人的感官系统，信息采集：类似于人的感官系统，负责获得原始的信息，主要由各类传感负责获得原始的信息，主要由各类传感器完成。传感器是将各类原始信息（被器完成。传感器是将各类原始信息（被测控的非电物理量）转换成与之对应的测控的非电物理量）转换成与之对应的易于处理的电信号输出的装置。在人的易于处理的电信号输出的装置。在人的一生中，获得信息量最大的感官是眼睛，一生中，获得信息量最大的感官是眼睛，上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录14 通过光获得的信息占总信息量的通过光获得的信息占总信息量的80左左右。同样，在各类传感器中，光电传感右。同样，在各类传感器中，光电传感器以大容量、非接触、在线和主动获取器以大容量、非接触、在线和主动获取信息而脱颍而出，可实现纳米级（高精信息而脱颍而出，可实现纳米级（高精度）和光子级（弱信号）测量，满足现度）和光子级（弱信号）测量，满足现代社会对信息获取的要求。代社会对信息获取的要求。 信息传输：类似于人的神经系统，信息传输：类似于人的神经系统，负责信息的传送，属通讯领域。传统的负责信息的传送，属通讯领域。传统的通讯分有线（电缆）和无线（电磁波）通讯分有线（电缆）和无线（电磁波）上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录15 两种，然而，这种通讯方式已满足两种，然而，这种通讯方式已满足不了现代大信息传输的要求。于是，大不了现代大信息传输的要求。于是，大容量和高带宽的光通讯就诞生了，有线容量和高带宽的光通讯就诞生了，有线光通讯（光缆）正在替代电缆通讯，无光通讯（光缆）正在替代电缆通讯，无线光通信也正在研制和发展中。线光通信也正在研制和发展中。 信息处理：类似于人的大脑系统，信息处理：类似于人的大脑系统，负责对信息的综合处理，显然由电子计负责对信息的综合处理，显然由电子计算机完成。然而，尽管电子计算机处理算机完成。然而，尽管电子计算机处理速度在不断提高，但还是满足不了人们速度在不断提高，但还是满足不了人们上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录16 的要求，于是，计算机网络就诞生了，人的要求，于是，计算机网络就诞生了，人们借助于光通信技术的发展，利用信息高们借助于光通信技术的发展，利用信息高速公路（光网）的多台计算机来得到或处速公路（光网）的多台计算机来得到或处理信息。为了进一步满足人们对大信息处理信息。为了进一步满足人们对大信息处理的要求，光计算机也正在研制中。理的要求，光计算机也正在研制中。 从上述分析可知，现代信息技术的主从上述分析可知，现代信息技术的主体是光子技术与微电子技术，而光子技术体是光子技术与微电子技术，而光子技术与微电子技术结合，它们相互交叉、相互与微电子技术结合，它们相互交叉、相互渗透与补充，就形成了光电信息技术，光渗透与补充，就形成了光电信息技术，光上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录17 电信息技术的主要内容是电光信息转电信息技术的主要内容是电光信息转换和光电信息的转换及其应用，是现换和光电信息的转换及其应用，是现代信息技术的基础和核心。代信息技术的基础和核心。 光电信息技术发展之迅速使人惊叹光电信息技术发展之迅速使人惊叹万分，但此类内容的图书显得远不能适万分，但此类内容的图书显得远不能适合目前我国光电信息技术发展的需要，合目前我国光电信息技术发展的需要，高等院校和科研院所各相关专业的本科高等院校和科研院所各相关专业的本科生和研究生也迫切需要一本合适的教材，生和研究生也迫切需要一本合适的教材，为此作者编写了这本比较系统介绍光电为此作者编写了这本比较系统介绍光电上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录18 信息技术理论、器件和应用的教材。信息技术理论、器件和应用的教材。 本书是作者多年来从事光电信息技本书是作者多年来从事光电信息技术方面教学和科研的成果汇编，也是国术方面教学和科研的成果汇编，也是国内外光电信息技术发展的缩影。在编写内外光电信息技术发展的缩影。在编写中，作者力图条理清晰，层次分明，深中，作者力图条理清晰，层次分明，深入浅出，降低学习难度，提高实用价值，入浅出，降低学习难度，提高实用价值，读者只要具有大学物理和电子技术知识，读者只要具有大学物理和电子技术知识，就可学习本书内容，在掌握本书内容后就可学习本书内容，在掌握本书内容后有能力去接收日新月异的新成果并不断有能力去接收日新月异的新成果并不断上一张上一张章首章首下一张下一张结束