21世纪的光学和光电子学讲座第三讲信息网络与半导体光电子学

文章从光信息的传输、交换与处理、存储与读出、获取与显示等重要技术领域的发展,介绍了半导体信息光电子学的现状以及在未来信息网络发展中的关键地位．     

光电子信息材料的发展浅述

本文介绍了正在研究和发展中的各种光电子信息材料，包括激光材料、光电子传感材料、光电子信息存储材料、光电子信息传输材料、光电子信息运算和处理材料，并展示了未来的光纤通信和光学计算机用材料的发展前景。     

光计算机—光子学进展之四

光计算机是正在研制发展中的一种新型计算机,它以光子作为信息载体,用光信号进行数学运算、逻辑操作、信息存贮和处理,它具有电子计算机所不具备的很多优点,它将是光子光高度发展的成果。     

信息光学概说

 信息就是消息,就是事物的存在和变化的情况.从信息论的观点看来,无论是电学、光学及声学系统,都是用来传递信息的.电学系统传递的是随时间变化的电讯号,而光学系统传递的是随空间变化的图象.我们把有关图象的传递理论与应用技术称为信息光学.信息光学是光学最先开拓的领域之一,它可以追溯到原始光学初期.但获得迅速发展还是最近三十多年的事.50年代中期,无线电通讯理论和技术引进到光学中来,推动了信息光学的发展.     

基于DVD光头的双光子光致漂白三维光存储

基于现有的DVD光头物镜与音圈电机，根据光致漂白的双光子吸收气维光信息存储原理，以钛蓝宝石飞秒脉冲激光进行双光子光信息写入和读出，利用音圈电机进行选层，在新型光致漂白材料二苯乙烯衍生物中进行光致漂白二进制编码信息的存储和读出实验研究；实现了三层光信息存储，信息点间距和信息层间距分别为4μm和15μm；用Matlab软件读出信息的信号强度并对其进行了识别，识别结果与写入的二进制编码信息完全一致。实验证明了用DVD光头进行双光子三维光数据存储的可行性，表明双光子吸收光致漂白技术可以与现有CD／DVD兼容，为实现多层高密度和超高密度光信息存储打下基础。     

光信息科学与技术专业的课程整合与实验室建设

论述了光信息科学与技术专业的内涵和外延以及专业发展方向,指出了目前存在的课程内容交叉问题,并提出了课程内容整合的方法,同时提供了开支较少、利用率高的光信息专业实验室的建设方案。     

太赫兹光谱和成像技术在食品安全检测中的应用

随着超快激光技术的快速发展以及人们对太赫兹辐射与物质作用机理的进一步认识,太赫兹辐射作为一项新的、快速发展的技术在很多领域受到广泛关注,在安全检测、医学诊断、无线通信和制药等诸多领域预示着广泛的应用前景。由于食品安全问题的重要性,食品安全的检测技术面临着巨大的机遇与挑战。太赫兹光谱与成像技术提供了一种新型的食品安全检测手段。相比于其他技术,THz技术具有高信噪比和动态范围宽等诸多特点, 能够同时获得样品在THz波段的时域信息与频域信息,以及对应的物质物理结构和化学成分等重要信息,在食品安全检测领域具有独特的优势。文章简要介绍了太赫兹波的概念、特点和技术手段,太赫兹辐射技术在食品安全领域的最新应用进展,并讨论了THz技术应用的限制因素, 展望了THz技术的应用前景。     

有机光折变材料的新进展

有机光折变材料是近几年新出现的光电功能材料，在各各光电子信息处理领域具有广泛的应用前景，如高精密光学数据存储、光学图像处理、相位共轭镜和激光器、动态全息、光计算和图形识别等。文章回顾了近几年中新兴的、有希望的光折变聚合物材料领域的最新进展及其在可重写全息信息存储中的应用。     

记录媒体用薄膜材料及相关靶材的技术和发展

 信息化时代随着计算机技术的普及来到我们面前,其突出表现是信息总量和信息交换的剧增,因此,发展海量存储技术日趋重要。随着信息及计算机技术的不断发展,对其作为主要工具的记录媒体的需求越来越大,要求越来越高。记录媒体中大多数磁盘、磁光盘、光盘是以相关靶材磁控溅射而成的,因此,为满足信息记录媒体的高密度化、小型化和低价格化,需要对其相关靶材的成分、制造工艺、性能和溅射工艺做进一步研究。目前,随着新材料的开发和记录媒体的发展,磁光盘、光盘用靶材市场在不断增长。尤其近几年CD、VCD、DVD市场的迅速扩大,其相关靶材的前景也日益被看好。     

菌紫质分子膜图象信息存储的实验研究

本文讨论了新型细菌视紫红质基因变种材料的光循环过程及其光致变色特性。利用B态P态之间的光致变色实现信息的存储与读出，建立了细菌视紫红持生物分子膜高分辨图参信息读写实验系统，并在菌紫质分子膜器件上实现了400L／mm高分辨的图象信息存储。     

高密度数字光存储技术

 随着信息科学的迅速发展,对存储介质的存储密度和存储容量的要求在不断提高,然而传统的信息存储方法已几乎接近物理极限,于是寻找新的存储介质和存储方法就成为近年来信息科学的研究热点。光存储技术是继磁存储技术之后的又一新兴技术,它利用光改变物质物理或者化学性质存储信息,近年来不仅取得了重大的技术突破,而且形成了一个庞大的产业。现在以光盘为代表的光学数字数据存储技术已成为信息存储中不可缺少的载体。与以往的磁存储相比,光盘存储的优点是存储容量大、密度高、寿命长、信息的信噪比高,可以非接触式读写和擦除等。     

近场光学理论初探

给出了非辐射场积分式的逐渐逼近表达式，阐明了非辐射场与辐射场一样受到光学信息传递系统的制约，同时阐明了图像畸变的原因．还给出了该系统信息传输自由度的计算公式，阐明了分辨率与光信息传输自由度的关系． 关键词：     

LiNbO3:Fe光折变晶体实时光学相关存贮研究

在ＬｉＮｂO₃：Ｆｅ晶体中实现了光折变实时相关存贮。它兼备存贮器与相关器两种器件的优点，又具有光折变器件的实时特点，因而可从数个被存贮的信息中实时、快速地挑选出与输入信息相关的信息。从相关点的强度和位置可立即得到孩信息与输入信息的相关程度和编码序数，其原理基于光折变匹配滤波器的筛远性。因此该器件具有广阔的应用前景。 关键词：     

卤化银材料光作用过程的时间分辨谱测量

卤化银材料是重要的光信息材料，对于信息科学与技术的发展具有非常重要的作用。光作用过程的时间特性在很大程度上决定了卤化银材料性能的优劣。本文采用微波吸收技术来测量卤化银材料光作用过程的时间特性。卤化银材料样品被放入微波谐振腔中，在准分子激光的作用下，卤化银材料中生成了光生载流子，光生载流子的产生改变了卤化银材料的介电函数。因此，介电函数的变化体现光生载流子时间特性的信息，同时，介电函数的变化引起微波谐振腔品质因数的改变，品质因数的改变使腔输出了一个反射波，反射波包含卤化银材料光作用时间特性的信息，通过测量反射波、我们能获得卤化银材材料光作用过程的时间分辨谱并研究光作用过程的时间特性。本文获得了卤化银材料光作用过程的时间分辨谱，并对黑白、彩色和X－光片的光作用时间特性进行了分析。     

实现交叉光互连的全息元件的研究

光学互连与电互连相比,具有并行处理、传输速度快、信息容量大、空间频带宽、串音小和能量损耗低等优点,因此在光计算和信息处理领域中成为越来越吸引人的课题[1~4].在光信息处理中,光互连在实行多种函数及变换过程中具有重要的地位[5].在数字光计算中,光互连可实行多种算法和构造,其中自由空间规则光互连如全混洗(perfect shuffle)光互连、交叉(crossover)光互连及蝶(butterfly)光互连已得到广泛研究和应用[6~8].     

面向创新型人才培养的光信息科学与技术专业实践教学体系改革

社会信息化的发展要求不断变化和提高光信息人才,这就要求光信息科学与技术专业应从实践能力培养的目标出发,以深化基础教学、注重实践能力、鼓励创新思维作为指导思想,加强校内外实践教学环节的实效性,注重建立高素质的实践教师队伍和完善科学的实践教学考核方法,努力构建创新人才培养的实践教学培养体系。     

超短光脉冲波形研究

本文讨论了光脉冲技术发展中的脉冲波形测量问题。介绍了一种通用的光脉冲波形测量新方法,该方法可以给出光脉冲的波形、脉宽以及光脉冲内含的频率啁啾信息。这种测量方法已应用于半导体激光器产生ps光脉冲的实验研究,其可行性得到了验证。     

自建光声超声双模态成像系统的肿瘤成像分析

现有B超成像可以提供基于声阻抗差异的组织解剖结构信息,而近年来研究发现,光声成像可以提供标记组织成分的分布和功能信息。本文基于商用B超仪和脉冲激光系统建立了光声超声双模态成像系统,实现了超声组织结构成像和光声生物功能的同时成像。首先基于血红蛋白在某些波段的较强吸光性,实现了肿瘤内部组织血管灌注图像;其次用链接有靶向抗体的纳米颗粒作为靶向光声造影剂,对恶性肿瘤边缘和内部的血管以及血管附近的肿瘤组织进行了成像。最终,通过超声和光声的融合图像提供的肿瘤结构信息与光声图像提供的肿瘤功能信息,可以准确识别肿瘤组织。     

液晶光阀光导纤维显示管

利用光导纤维与ＣＲＴ相结合的技术，产生高清晰度图像字符信息启动液晶光阀，在外光源的照射下，投影得到高清晰度、高亮度图像。     

光与信息

光不仅是维持生命活动的主要能量来源,也是一种有效的信息载体。阐述了光作为载体与信息之间的密切联系,讨论了海森堡不确定性原理对信息的解释,即每一比特信息都对应着一个光量子,受限于所在的信息元,并且与熵的消耗相关。分别给出了满足不确定性原理条件以及超出该限制时的例子,从而证明了时间和频率的分辨率不能被同时观测,但成像仍然可以在确定性条件的限制下获得。