光子學(xué)與光子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略報告

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1、光子學(xué)與光子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略報告前言1光學(xué)簡介3光學(xué)的發(fā)展簡史3光學(xué)的研究內(nèi)容7光學(xué)的進步和發(fā)展8第一章光子學(xué)的發(fā)展與戰(zhàn)略地位131.1光子學(xué)的內(nèi)涵131.2光子學(xué)與電子學(xué)151.2.1光子具有的優(yōu)異特性161.2.2光子學(xué)與電子學(xué)的相互補充、共融與促進關(guān)系18第二章光子學(xué)的重要分支學(xué)科及其發(fā)展（基礎(chǔ)光子學(xué)）232.1基礎(chǔ)光子學(xué)232.1.1量子光學(xué)232.1.2光量子信息科學(xué)292.1.3分子光子學(xué)322.1.4超快光子學(xué)372.2光子學(xué)器件442.2.1光子學(xué)器件的分類442.2.2新型激光器482.3信息光子學(xué)572.3.1光纖光子學(xué)572.3.2光通信技術(shù)651612.3.

2、3光子信息處理技術(shù)722.3.4光子存貯技術(shù)792.3.5光子顯示技術(shù)842.4集成光子學(xué)與微結(jié)構(gòu)集成光學(xué)872.4.1集成光子學(xué)與微結(jié)構(gòu)光子學(xué)的內(nèi)涵與意義872.4.2半導(dǎo)體集成光子學(xué)與微結(jié)構(gòu)集成光學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢992.5生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)1062.5.1生物光子學(xué)1072.5.2醫(yī)學(xué)光子學(xué)111第三章光子學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略1233.1光子學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)1233.1.1發(fā)展光子學(xué)及技術(shù)的有利條件1233.1.2光子學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)1243.2發(fā)展光子學(xué)的戰(zhàn)略部署與舉措1243.3光子學(xué)與光子技術(shù)的近期優(yōu)先研究領(lǐng)域1253.3.1確定光子學(xué)與光子技術(shù)優(yōu)先研究領(lǐng)域的依據(jù)1253.3.2關(guān)

3、于光子學(xué)與光子技術(shù)的優(yōu)先研究領(lǐng)域126161前言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類歷史即將進入一個嶄新的時代—信息時代。其鮮明的時代特征是，支撐這個時代的諸如能源、交通、材料和信息等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)均將得到高度發(fā)展，并能充分滿足社會發(fā)展及人民生活的多方面需求。作為信息科學(xué)的基礎(chǔ)：電子學(xué)與電子技術(shù)將由微電子學(xué)與技術(shù)向納米電子學(xué)及分子電子學(xué)與技術(shù)發(fā)展；與此同時，近年來，一個新興學(xué)科—光子學(xué)(PHOTONICS)已經(jīng)峭然興起，它繼電子學(xué)之后，又為信息科學(xué)的發(fā)展提供了一個重要的可靠基礎(chǔ)。對于光子學(xué)與光子技術(shù)的峭然興起，世界上技術(shù)發(fā)達(dá)國家，如美國、西歐、日本等都在戰(zhàn)略上給以高度重視。在歐洲、美洲、

4、澳洲以及亞洲等地先后興建起越來越多的光子學(xué)專門科研機構(gòu)與組織，定期和不定期地舉辦各類學(xué)術(shù)交流會議；有越來越多的高等院校已開設(shè)出光子學(xué)專門課程；光子學(xué)領(lǐng)域的研究經(jīng)費投入量與相應(yīng)的科研成果的也在明顯地逐年擴大；隨著光子技術(shù)的發(fā)展，光子以其所具有的極快響應(yīng)速度、極大信息容量和極高信息效率在推動信息科學(xué)發(fā)展中顯示出越來越大的競爭力。光子產(chǎn)業(yè)在商品市場的份額在逐年增加，已倍受產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。不難看出，光子學(xué)已經(jīng)形成一個新興的獨立學(xué)科，光子技術(shù)作為信息科學(xué)的支撐技術(shù)將與電子技術(shù)相互滲透、補充，并發(fā)揮越來越重要的作用。此篇“光子學(xué)與光子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略報告”是國家自然科學(xué)基金委員會政策局在“九五”優(yōu)

5、先資助領(lǐng)域的基礎(chǔ)上安排的軟課題，由信息科學(xué)部組織隊伍開展戰(zhàn)略研究所取得的結(jié)果。光子學(xué)與光子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究軟課題于九六年底立項，課題組由王啟明院士、董孝義教授牽頭，由十五位各分支學(xué)科的專家組成。在開展研究的過程中進行了大量調(diào)查工作。于一九九七年五月和九月分別在福建、山西召開兩次研討會形成了“戰(zhàn)略研究”的基本框架。因此，這份“戰(zhàn)略研究報告”161是我國光子學(xué)、光子技術(shù)首次在大范圍內(nèi)開展的深入戰(zhàn)略研究成果，是眾多科學(xué)家集體勞動智慧的結(jié)晶。在此值得一提的是南開大學(xué)有一批卓有學(xué)識的教授，十分關(guān)注光子學(xué)的發(fā)展，他們多次發(fā)表有見地的綜述性文章，在此次戰(zhàn)略研究中發(fā)揮了重要作用。為了使戰(zhàn)略研究

6、的結(jié)果能發(fā)揮更大的作用，在軟課題立項時，我們就提出明確的要求，具體的指導(dǎo)思想是：在總結(jié)我委已經(jīng)完成的各學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，選擇“九五”優(yōu)先資助領(lǐng)域中有較大突破可能的少數(shù)項目開展深入研究；研究重點應(yīng)著眼于全國的宏觀決策上，而不要過份偏重于專業(yè)內(nèi)容的調(diào)查；在具體方針上，要選好突破口，強調(diào)有所為，有所不為，其總體戰(zhàn)略部署爭取作到可以指導(dǎo)我國“九五”計劃或更長一段時間內(nèi)的光子學(xué)研究工作。在這一思想指導(dǎo)下，本戰(zhàn)略中所提出的重大、重點項目的建議，將是信息科學(xué)部光學(xué)與光電子學(xué)“九五”期間的重要立項依據(jù)。根據(jù)我委管理辦法的規(guī)定，只要在學(xué)科專家評審會通過，這些項目就可以在近期內(nèi)得以實施

7、。從這一角度來說，這一戰(zhàn)略有可能成為我國第一部光子學(xué)指導(dǎo)性的實施綱領(lǐng)。眾所周知，光子學(xué)是一門新興學(xué)科，對于它的內(nèi)涵以及它與傳統(tǒng)光學(xué)的關(guān)系等，在學(xué)術(shù)界尚有某些不同見解。因此，我們認(rèn)為軟課題組所提出的戰(zhàn)略意見也只是現(xiàn)在的一個調(diào)查研究結(jié)果，很難包括各種意見和見解，這是符合新生事物的發(fā)展規(guī)律的。我們相信隨著時間的推移以及對光子學(xué)認(rèn)識的深化，有些意見會得到統(tǒng)一。因此，我們希望繼續(xù)開展有關(guān)討論。只有這樣才能正確指導(dǎo)一個新興學(xué)科的健康發(fā)展。161光學(xué)簡介狹義來說，光學(xué)是關(guān)于光和視見的科學(xué)，optics(光