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1、光纖通信進展李淳飛2010年06月09日主講人簡介李淳飛，男，1961年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學，現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學現(xiàn)代光學研究所所長，教授。李淳飛教授是國家首屆863計劃信息領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會委員，中國光學學會理事，美國光學學會和光學工程學會會員。它的主要研究方向是非線性光學和光子技術(shù)，特別是廣泛應用于光通信、光計算和光傳感中的光開關(guān)器件，長期參加國際科研合作和學術(shù)交流，在國際學術(shù)界享有較高聲譽。進入新世紀，李淳飛教授在哈爾濱工業(yè)大學開辟了光通信網(wǎng)絡(luò)器件與系統(tǒng)研究的新方向，取得多項創(chuàng)新性研究成果。內(nèi)容簡
2、介現(xiàn)代的工業(yè)是以信息技術(shù)為先導，也是最大的產(chǎn)業(yè)。20世紀下半年，信息技術(shù)發(fā)展很快，在我們的生活和生產(chǎn)當中，起到一個關(guān)鍵作用。大家都知道互聯(lián)網(wǎng)是很重要的，我們可以通過互聯(lián)網(wǎng)來傳遞各種各樣的信息，可以進行信息處理，甚至于在我們的生活當中也廣泛應用。但是現(xiàn)在的電子互聯(lián)網(wǎng)它的速度不夠快，我們常常感到上網(wǎng)有困難。為了改變電子互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)速度慢、信息量少等缺點，科學家門研制出了光纖通信互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。光纖通信具有傳輸速度快、傳遞信息量大和保密性強等優(yōu)勢。過去的電子互聯(lián)網(wǎng)就相當于一個羊腸小道，而這個光纖互聯(lián)網(wǎng)就像是一
3、個寬帶的信息的高速公路。中國光通信的發(fā)展非常迅速，20世紀80年代上海首先鋪設(shè)了一條1.8公里的數(shù)字光通信線路。20世紀80年代國家投資武漢郵電研究院，研制光纖器件。1995年到1998年，上海交大完成了九五項目，四個節(jié)點的全光城域網(wǎng)、實驗網(wǎng)。20世紀90年代起，全國各地都普遍鋪設(shè)和使用單路的光纖通信線路，現(xiàn)在是一直到農(nóng)村，我們都可以看到光纖線路。2000年底中國網(wǎng)通公司建成了3400公里的波分復用的光纖通信網(wǎng)，2001年完成了863項目，中國高速示范網(wǎng)。2000年，國家自然科學基金資助了一個項目
4、，中國高速互聯(lián)研究實驗網(wǎng)。目前，光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)進入到我國廣大的城市和鄉(xiāng)村，為人民生活和經(jīng)濟發(fā)展提供了便捷服務。哈爾濱工業(yè)大學教授李淳飛通過對光發(fā)射、光接受、光放大等技術(shù)的研究，向我們描述了利用互聯(lián)網(wǎng)傳遞郵件、查找資料、收看電視、打電話的多功能前景。全文今天我講的題目是《光纖通信進展》。主要講的內(nèi)容，首先談一談光纖通信發(fā)展的歷史，然后我們再介紹光纖通信一些關(guān)鍵技術(shù)，包括光纖及其特性，光纖通信系統(tǒng)，還有光纖通信器件。我偏重于光纖通信器件，最后我們給個結(jié)論。我們先談光纖通信是怎么發(fā)展起來的。我們都知道
5、，現(xiàn)代的工業(yè)是以信息技術(shù)為先導，也是最大的產(chǎn)業(yè)。20世紀下半年，信息技術(shù)發(fā)展很快，在我們的生活，我們的生產(chǎn)當中，起到一個關(guān)鍵作用。20世紀的信息技術(shù)，是有什么樣的特點呢?它是以微電子學為基礎(chǔ)，微電子學的發(fā)展，促進了信息技術(shù)的發(fā)展，它的關(guān)鍵技術(shù)是晶體管等電子器件。晶體管大家都知道是PN結(jié)形成的，有了晶體管以后，就有了開關(guān)，有了放大，有了調(diào)制各種各樣的器件。把這些器件和這些元件集成在一起，就成為集成電路。我們電子計算機的芯片，就是集成電路組成的，集成電路做得越來越小，所以我們的計算機也就變得越來越小，
6、而且速度越來越快。同時，電子通信也得到很大的發(fā)展，電子通信和電子計算機結(jié)合起來，就成了我們今天的電子互聯(lián)網(wǎng)。大家都知道互聯(lián)網(wǎng)是很重要的，我們可以通過互聯(lián)網(wǎng)來傳遞各種各樣的信息，可以進行信息處理，甚至于在我們的生活當中也廣泛應用。但是現(xiàn)在的電子互聯(lián)網(wǎng)它的速度不夠快，我們常常感到上網(wǎng)有困難，所以要進一步發(fā)展通信網(wǎng)。到了21世紀，據(jù)我的理解，我的了解，光電子學將要有很大的發(fā)展。這是什么意思呢?就是把光子器件和電子器件放在一起，來組成一個光電子學的關(guān)鍵技術(shù)。這個技術(shù)呢，就是異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和器件和光電子集成。異
7、質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，就是PN結(jié)，大家都知道，就是N形P形半導體中間形成一個PN結(jié)。現(xiàn)在我們光電子器件，是采取不同的材料，做P形的或者N形的，所以叫異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)器件。有了這個器件，我們就可以設(shè)計產(chǎn)生激光二極管，這就是作為光纖通信的光源。另外我們可以做砷化鎵的快速開關(guān)器件，這樣我們就可以做高速的計算機。將來的計算機我估計也會把光纖的技術(shù)放進去，就是光電混合的，我們就要做光子和電子器件的混合集成，所以叫光電子集成。有了這兩個關(guān)鍵技術(shù)，我們就可以發(fā)展光纖通信和高速計算機，然后我們可以實現(xiàn)高速的光纖互聯(lián)網(wǎng)，寬帶的，就
8、像是高速公路一樣，有很多條線路，同時來可以開車，可以不受到阻攔。過去呢，電子互聯(lián)網(wǎng)就相當于一個羊腸小道，而這個光纖互聯(lián)網(wǎng)就像是一個信息的高速公路。由于在現(xiàn)代信息技術(shù)當中，一些科學家們，做了很大的貢獻，所以2000年諾貝爾獎物理學獎就獎給了現(xiàn)代光學技術(shù)的奠基者。把這個獎分成兩半，一部分就授予發(fā)明半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的兩位專家，一個是俄羅斯約飛物理技術(shù)研究所的所長，Alferov；另外一位是美國加州大學UCSB分校的教授叫Kroemer，這是一部分，另外一半是獎給了集成電路的發(fā)明者，也是美國
