光信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向

【專家解說】：光信息科學(xué)與技術(shù) 本專業(yè)培養(yǎng)具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、電子和計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，系統(tǒng)地掌握光學(xué)信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基本技能，能在光通信、光學(xué)信息處理、以及相關(guān)的電子信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等信息技術(shù)領(lǐng)域、特別是光機(jī)電算一體化產(chǎn)業(yè)從事科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)或管理的面向二十一世紀(jì)的高級(jí)專門人才。 培養(yǎng)要求:本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和技術(shù)，熟悉光學(xué)、電子學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維的訓(xùn)練，具有本學(xué)科及跨學(xué)科的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力。 畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力: 1.掌握數(shù)學(xué)、物理等方面的基本理論和基本知識(shí); 2.掌握光信息科學(xué)的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能; 3.了解相近專業(yè)的一般原理和知識(shí); 4.熟悉國家信息產(chǎn)業(yè)政策及國內(nèi)外有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī); 5.了解光信息科學(xué)與技術(shù)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r; 6.掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫論文，參與學(xué)術(shù)交流的能力。 開設(shè)的主干課程: 高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、普通物理、普通物理實(shí)驗(yàn)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)物理方法、計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、電路理論、模擬電子線路、數(shù)字邏輯電路、信號(hào)與線性系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、電子測量技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理技術(shù)、全息技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、光信息處理、激光原理等。 授予學(xué)位:理學(xué)學(xué)士 “光信息科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)就業(yè)領(lǐng)域-- 光電子產(chǎn)品與技術(shù)領(lǐng)域 全世界光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模己達(dá)1萬億美元。國外光電子產(chǎn)業(yè)主要在美國、西歐和日本。近十年來，中國的光電子技術(shù)產(chǎn)品市場的年增長率，始終保持在兩位數(shù)的高速增長勢頭。隨著信息光電子技術(shù)、激光加工技術(shù)、激光醫(yī)療與光子生物學(xué)、激光全息、光電傳感、顯示技術(shù)等光電技術(shù)的快速發(fā)展以及光電科技與數(shù)字技術(shù)、多媒體技術(shù)、機(jī)電技術(shù)等領(lǐng)域的結(jié)合與滲透，我國已經(jīng)形成以下市場可觀、發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)。1. 光電子材料與光電元器件(原子物理、量子力學(xué)、固體物理、半導(dǎo)體物理、光電功能材料與器件、激光原理、光學(xué)、非線性光學(xué)等 (1)、我國的光學(xué)與光電子材料研究已進(jìn)入應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段。 其中: 在半導(dǎo)體光電子材料方面:在我國，用于集成電路(IC)和太陽能電池單晶硅(Si)年產(chǎn)量約為400噸。用于光電子器件的GaAs單晶、用于LED和LD的InP單晶和用于紅、綠色LED的GaP芯片材料已實(shí)用化。用于藍(lán)光LD和藍(lán)、綠光LED和GaN、SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料正在研發(fā)中。 在激光晶體材料方面:華北光電技術(shù)研究所研制的Nd:YAG晶坯性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。華博技術(shù)有限公司的YAG激光棒年批量生產(chǎn)能力為3000根。中國已成為礬酸釔(YVO4)晶體的生產(chǎn)出口大國。中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研制成大尺寸YVO4單晶，并加工成偏振晶體器件。北京爍光特晶體科技有限公司已建成年產(chǎn)200公斤YVO4 單晶生產(chǎn)線。上海光機(jī)所研制的摻鈦藍(lán)寶石激光晶體也已經(jīng)出口美國、日本、俄羅斯等國家。我國研制的Nd:YAG和Nd:YVO4激光晶體，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，出口產(chǎn)品數(shù)量約占國際市場1/3。 在非線性光學(xué)晶體方面:我國研制的偏硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)等優(yōu)質(zhì)的非線性光學(xué)材料，系國際首創(chuàng)，用于激光光源在可見光區(qū)的頻率轉(zhuǎn)換。用于激光倍頻、光參量振蕩、電光調(diào)Q和聲光、電光器件的鈮酸鋰(LN)單晶中國的年生產(chǎn)能力約為10 噸。 光電子材料發(fā)展的重點(diǎn)為:高功率、可調(diào)諧、LD泵浦和新波長激光晶體等;超高亮度(LED)、半導(dǎo)體激光器(LD)用GaAs ,Gap,GaN基外延材料等;STN，TFT顯示器用液晶材料等;用于密集波分復(fù)系統(tǒng)的G.655非零色散位移光纖及大尺寸光纖預(yù)制棒等。 (2)、光學(xué)元器件包括:光學(xué)儀器，光電檢測儀器，光學(xué)遙感、遙測儀器，機(jī)器人視覺，光學(xué)檢測和測量、夜視和偵察,微光夜視儀，紅外夜視儀，高分辨率的成像衛(wèi)星，偵察相機(jī), 高靈敏探測器平面陣列(FRA)，快速三維模型測量;計(jì)量學(xué)(定位，位置，線度，準(zhǔn)直);機(jī)器視覺(特征，方位和缺陷);光學(xué)傳感器(成分，溫度，PH值探測等)。 1. 光通信與光纖傳感器件(光電傳感技術(shù)、光纖通信原理與技術(shù)、光通信實(shí)驗(yàn)等) 這里可包括光纖光纜，光電子材料，集成光電子器件，光電元、器件，光纖通信器件(光纖無源器件，光纖有源器件)，光纖傳感器件，光纖激光器，光端機(jī)，光纖通訊機(jī)及設(shè)備，光纖數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備;光纖陀螺儀;光纖控制的相控陣?yán)走_(dá)，光纖地面和衛(wèi)星通信系統(tǒng)等等。我國現(xiàn)有光纖通信企業(yè)320余家，其中光纖光纜193家，光電器件46家，光纜材料和配套件企業(yè)22家，通信專用儀表9家，光通信傳輸設(shè)備50家。產(chǎn)值240億元，銷售額262億元。“十五”期間中國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)為光傳輸、光接入、光傳送網(wǎng)產(chǎn)品、光纖光纜和光電器件五個(gè)方面。 2. 激光器件及應(yīng)用(光學(xué)、物理光學(xué)、非線性光學(xué)、激光原理和技術(shù)、光信息處理等) 包括激光器件(光纖，半導(dǎo)體、固體、氣體、準(zhǔn)分子及其它)，激光加工，激光全息，激光醫(yī)療儀器，激光測距，激光雷達(dá)，激光跟蹤，激光制導(dǎo)，光學(xué)陀螺儀，交通控制系統(tǒng)，光導(dǎo)航設(shè)備與系統(tǒng)，目標(biāo)指示器，干擾發(fā)射機(jī)和通信設(shè)備等。目前我國從事激光技術(shù)研究、激光應(yīng)用產(chǎn)品研制生產(chǎn)的單位約有400余家(不含激光音像設(shè)備生產(chǎn)單位)，全國激光產(chǎn)品市場年銷售額約為32.4億元人民幣(此數(shù)據(jù)不包括激光音像設(shè)備、激光通信工程、激光條碼檢測及激光二次效益如激光醫(yī)療收入等)。 3. 光信息輸入與存貯(電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)) 隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，光輸出入類設(shè)備，如掃描儀、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等辦公自動(dòng)化設(shè)備，以及光存儲(chǔ)類產(chǎn)品，如CD-ROM、CD-RW和DVD-ROM光盤機(jī)，以及記錄用的CD-R 光盤機(jī)和可重復(fù)讀寫型的CD-RW 光盤機(jī)，迅速地進(jìn)入了人們的生活和工作。各種新型的辦公消費(fèi)、娛樂類的光電產(chǎn)品將成為21世紀(jì)人們生活中的必需品。 數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展迅速:國家計(jì)委已確立重點(diǎn)發(fā)展數(shù)碼相機(jī)(DSC)產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃，進(jìn)軍數(shù)碼相機(jī)市場。目前在于組織力量，研發(fā)數(shù)碼相機(jī)的關(guān)鍵零部件、核心技術(shù)及配件;重點(diǎn)項(xiàng)目包括:彩色顯示器、專用IC、高性能球面鏡片及印表機(jī)、碳粉等。 目前中國從事數(shù)碼相機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)的廠家有:鳳凰數(shù)碼、喜馬拉雅、海鷗、方正科技、紫光、聯(lián)想集團(tuán)、朝華科技、華旗資訊、TCL、先科、明基(BenQ)等。目前國內(nèi)已有30多個(gè)品牌，大多集中在家用市場。 國外公司陸續(xù)在中國內(nèi)地投資設(shè)立數(shù)碼相機(jī)生產(chǎn)線，這些公司包括:美能達(dá)(Minolta)、尼康(Nikon)、賓得(Pentax)、松下(Panasonic)、三星(Samsung)、惠普(HP)、愛普生(Epson)、 三洋公司、索尼(Sony)公司、奧林巴斯公司(Olympus)、柯達(dá)公司(Kodak) 、佳能公司(Canon)、 富士膠片公司(FujiFilm)等。 掃描儀市場穩(wěn)定增長:掃描儀是計(jì)算機(jī)的重要外設(shè)產(chǎn)品之一，已成為光電產(chǎn)品中技術(shù)工藝成熟、市場應(yīng)用穩(wěn)定增長的重要產(chǎn)品。目前全球掃描儀的著名品牌Microtek、HP、AGFA、UMAX、Acer、EPSON、Canon等早已陸續(xù)進(jìn)入中國國內(nèi)市場，與此同時(shí)，臺(tái)灣地區(qū)的代工生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)基地也都全部轉(zhuǎn)移到了內(nèi)地，北大方正、清華紫光等國內(nèi)單位研發(fā)的掃描儀也正成為掃描儀市場中重要品牌。 研發(fā)生產(chǎn)掃描儀的廠商擁有掃描器生產(chǎn)技術(shù)和影像處理技術(shù)，因此包括數(shù)碼相機(jī)、PC Camera等相關(guān)產(chǎn)品都是目前掃描儀廠商謀圖發(fā)展的替代產(chǎn)品。為了適應(yīng)多功能PC外圍光電輸入/輸出設(shè)備應(yīng)用市場的需求，今后掃描儀產(chǎn)品必將向著多功能復(fù)合應(yīng)用方向發(fā)展。 4 . 光顯示材料與設(shè)備(電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)、光學(xué)等) 我國顯示器領(lǐng)域發(fā)展良好: 在液晶顯示器(LCD)方面:我國液晶顯示器產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的25 %。中國液晶行業(yè)年銷售額約為53.52億元。 我國已能生產(chǎn)滿足寬溫度低閾值等特殊要求的TN液晶材料，STN液晶材料已開始批量生產(chǎn)，結(jié)束了完全依靠進(jìn)口的局面。國內(nèi)的薄膜晶體管(TFT)用液晶材料仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段。我國液晶材料年生產(chǎn)能力已超過40 噸。國內(nèi)主要的企業(yè)有4家:北京清華亞王液晶材料有限公司、西安現(xiàn)代化學(xué)研究所、石家莊實(shí)力克液晶公司和煙臺(tái)萬潤精細(xì)化工有限公司。 偏振片已進(jìn)入穩(wěn)定的批量生產(chǎn)階段，現(xiàn)有兩家生產(chǎn)企業(yè)，廣東福地日合偏光器件有限公司和深圳市深紡樂凱光電子材料有限公司，年銷售75萬平方米，銷售額超過6000萬元。 ITO導(dǎo)電玻璃是液晶三大材料之中發(fā)展最快的，生產(chǎn)廠家已超過10家，其中規(guī)模最大的是深圳萊寶真空技術(shù)有限公司。年生產(chǎn)ITO玻璃376萬平方米，銷售總值約6億元。STN用導(dǎo)電玻璃已大部分滿足國內(nèi)需求。生產(chǎn)導(dǎo)電玻璃的成套設(shè)備已具備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的能力。 此外，掩膜版、背光源、取向劑、封接膠、光刻膠以及其他LCD相關(guān)材料的國內(nèi)自給率有了很大的提高。即不完全統(tǒng)計(jì)，從事這方面生產(chǎn)的企業(yè)有7家，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1.69億元。 中國現(xiàn)有LCD生產(chǎn)廠家約60家， 2003年北京市京東方科技集團(tuán)有限公司以3.8億美元成功收購韓國現(xiàn)代顯示技術(shù)株式會(huì)社的TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器件)核心技術(shù)，已經(jīng)在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)TFT-LCD產(chǎn)業(yè)基地，未來10年，TFT-LCD將在家電、電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 日本、韓國、臺(tái)灣等向中國大陸加快轉(zhuǎn)移STN-LCD、TFT-LCD生產(chǎn)線，已建成的或開始建設(shè)已達(dá)14條線，大多數(shù)為STN-LCD生產(chǎn)線，也有TN 和彩色STN生產(chǎn)線。 在發(fā)光二極管(LED)方面:近年來我國LED產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢，國內(nèi)與LED研究、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的單位有300多家，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)普通LED(指芯片為GaP、GaAlAs的發(fā)光二極管)。年產(chǎn)量達(dá)120億只，銷售額約40多億元。目前國內(nèi)普通LED芯片能批量生產(chǎn)的企業(yè)只有一家--聯(lián)創(chuàng)光電公司，年產(chǎn)約20億只，聯(lián)創(chuàng)光電公司將向LED下游產(chǎn)品擴(kuò)展，發(fā)展紅、綠、藍(lán)三基色全彩顯示屏、LED白光照明、LED交通等產(chǎn)品，屆時(shí)聯(lián)創(chuàng)光電將成為國內(nèi)產(chǎn)品層次最多、規(guī)模最大的LED廠家。 LED顯示屏生產(chǎn)企業(yè)約有幾十家。中國正在成為全球傳統(tǒng)LED的生產(chǎn)加工供應(yīng)基地之一。 中國生產(chǎn)的紅、綠、橙、黃發(fā)光二極管產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的12 %，藍(lán)色發(fā)光二極管已研制成功。 在等離子體顯示器(PDP)方面:等離子體顯示器(PDP)研究開發(fā)取得較大進(jìn)展， 已經(jīng)開始生產(chǎn)42英寸PDP屏。 在其他類型顯示器方面方面:如真空熒光顯示(VFD)、有機(jī)EL(OLED)、場發(fā)射(FED)等均在科研生產(chǎn)中取得進(jìn)展?！笆濉逼陂g中國發(fā)展顯示器投資了380億元。 5 . 紅外產(chǎn)品(電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)) 近幾年來，我國的紅外產(chǎn)品市場發(fā)展迅速。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，熱故障與熱漏泄診斷的逐步推廣，以及技術(shù)安保體系的建立，紅外測溫儀、熱像儀和熱電視等產(chǎn)品的市場穩(wěn)步增長。全國主要紅外產(chǎn)品年銷售額約為8億5千萬元人民幣。 6. 照明與能源(原子物理、半導(dǎo)體物理、量子力學(xué)、固體物理、電工電路技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)) 高亮度高效金屬鹵化物燈、硫二聚物(微波放電)燈和發(fā)光二極管LED光源將逐步取代白熾燈，實(shí)現(xiàn)照明上的革命。發(fā)光材料，發(fā)光二極管與發(fā)光元器件; 發(fā)展太陽能電池，地球上的能源愈來愈短缺，美國預(yù)計(jì)到2050年，太陽能源將占能源的一半。 光全息與全息存儲(chǔ)(光學(xué)、物理光學(xué)、非線性光學(xué)、光信息處理、激光原理與技術(shù)) 本專業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣泛，前景可以說是相當(dāng)好