第一情报 ---信息产业

光电子产业综述

供稿人:istis  供稿时间:2005-9-19   关键字:光仪电  光电子产业  
一、光电子产业发展概况
光电子技术的发展,极大地推动了众多相关科学技术的相互渗透相互作用,并由此形成规模宏大、内容丰富的光电子产业。尽管各国对光电子产业的分类不同,但通常的分类方法有两种:一种按照应用领域,把光电子产业划分为信息光电子、能量光电子和娱乐(消费)光电子三类产业;另一种按照国际产品产值统计及产业层次,把光电子产业划分为与光电子技术有关的六类产业,即光电子材料与元件、光电显示、光输入/出、光存储、光通信、激光及其它光电应用,具体如下表。
 
产 业 类 别
产 业 内 容
光电子材料与元件
光电材料
光学玻璃、光塑料、光学晶体、半导体光电材料及外延材料等
光电元件
发光器件、光探测/接收元件、太阳能电池等
光电显示
 
LED显示、液晶显示、等离子体显示、有机发光二极管、有机电致发光显示、场致发光显示等
光输入/出
扫描仪、表格阅读机、文字识别机、数码相机、激光打印机、激光复印机、光传真机等
光存储
CD、VCD、DVD及光盘机、刻录机等
 
 
 
光通信
元器件
单模/多模光纤、光纤连接器等
有源器件
光放大器、光源-光纤耦合器、光源-探测器耦合器、光源TO封装器件、光泵浦器件等
无源器件
光开关、光耦合器、光衰减器、光隔离器、分光器、波分复用器等
系统与设备
光纤传输设备、光纤区域网络设备、光纤通信检测与监控设备、光纤CATV系统等
 
 
激光及其它应用
激光器
半导体激光器、固体激光器、气体激光器、染料激光器、准分子激光器等
激光应用
激光工业加工、激光医疗、激光武器、激光科研及其它应用
其它
光传感器(光电、声光、光纤等)、光学器材等
 
全球光电子产业始于上世纪70年代,90年代获得了高速增长。进入新世纪后,受全球经济景气持续探底冲击,2001年与2002年全球光电子产业产值连续出现负增长,2003年在全球经济景气回春下获得微幅成长。据PIDA统计,2004年光电子产业进一步走向复苏,其市场规模达1980亿美元(较2003年成长13%),2005年将顺利突破2000亿美元,具体如图(全球光电市场趋势)所示。日本光电子产业与技术振兴协会则预测,2010年光电子产业的产值将达5407亿美元,2015年将达9631亿美元,光电子产业可能会取代传统电子产业,成为21世纪最大的产业,并成为衡量一个国家经济发展和综合国力的重要标志。

总的来看,光电子产业各领域呈现出以下发展态势:光器件向小型化、高可靠、多功能、模块化和集成化方向发展;光显示向真彩色、高分辨率、高清晰度、大屏幕和平面化方向发展;光输出/入产品向多功能、高速化、低成本方向发展;光存储将更多地采用新技术和新材料,开发新一代高密度、高速存储技术和系统;光通信向超大容量、高速率和全光网方向发展,特别是超大容量DWDM智能光网将成为主要的发展趋势;激光技术向全固化、超短波长、微加工和高可靠性等方向发展,激光技术与其它学科的融合以及应用领域范围将不断扩大。
二、光电子技术推动现代仪器仪表产业发展
光电子技术主要包括光的产生与控制技术、光传输与波导技术、光探测与显示技术,以及光与物质相互作用的应用技术,其核心是激光技术。作为近代光学技术与电子技术的融合,光电子技术已发展成为21世纪的尖端科技之一。
 
光电子技术不仅本身造就了规模庞大的光电仪器仪表产业,其内容涉及光学分析仪、比色计、平行光管、光谱成像、发射/吸收光谱仪、频谱仪、单色仪、CCD摄象仪监视系统、表面及内部结构缺陷无损伤检测仪、光学安全与防伪检测仪等,而且还广泛应用于各类仪器仪表的信息显示、设备互连和结果打印,对光仪电产业起着重要的支撑推动作用。下面举例介绍它在仪器仪表产业中的一些应用:
 
智能光指针显示:以LED游标和动圈表指针仿真软件形成的光指针,继承了指针式仪表监视方便、反映变化直观的优点,又克服了其精度低、故障率高、难维护的缺点。其发光条既可做成线形,也可做成圆弧形。配上相应的刻度面板,可制做成各种各样仪表如热工仪表(温度表、压力表、流量表、真空表)、电器仪表(电流表、电压表)及其它仪表(液位表、转速表)等。
 
光柱仪表显示器:在工业及自动化设备、仪表领域,随着工业自动化程度的不断更新、变化,光柱式仪表已越来越多地被应用,并取得了很好的使用效果。它与指针及数字式显示仪表相比较,吸取了两种仪表的优点,利用由一段段发光体组成的光柱显示条的长短来反映测量值,因此它既具有指针式仪表的直观特点,又有数字式仪表的精度,是模拟显示和数字显示相结合的产物。目前光柱式仪表按显示屏的不同分为LED、LCD和PDP等多种类型。
 
光学仪表板:福特汽车公司采用一种新型的仪表板,其通过一个特殊仪器可将汽车运行数据以数字及符号的形式,投射到汽车前挡风玻璃内安装的全息成像镜上,该镜只反射蓝、绿两种颜色的光线,其余光线均可透过而不会显示,驾车者可从正前方的前挡风玻璃上看到这蓝、绿两种颜色的数字及符号。这些数字及符号好像在汽车前方某个地方浮现,驾车者可在开车看路面的同时看到发动机转速、行驶速度、燃油数量、冷却温度、行驶里程等数据信息,不影响驾车者对路面的观察,不必如前那样一边看仪表一边看路面。
 
场致(电致)发光显示屏:场致发光屏是一种新型的飞机座舱仪表信号显示装置,是基于场致发光原理而制作的。传统的飞机座舱仪表信号指示屏大多采用荧光照明显示,这种光源显示的最大缺点是使用寿命短,需要外照明,要保持亮度需定期补充荧光剂。另外,荧光射线对人体有害,外照明不利于飞夜航。近年来一些飞机采用灯珠照明式座舱仪表信号光源指示,虽然较好地解决了荧光照明的缺点,但由于灯珠抗震能力弱,在飞机起降时的强烈振动下故障率较高,影响飞机的出勤率。场致发光作为一种独特的冷光源,它不需外光源,直接将电能转化为光能进行显示,成功地解决了荧光显示和灯珠显示的诸多问题。
 
光万用表:日本安藤公司(ANDO)在上世纪九十年代便推出了光万用表AQ2150,它是专门为施工现场及光缆系统维护设计的,具有小巧轻便、操作简单、无须外接电源、电池工作时间长等特点。模块化的结构设计,使AQ2150能够提供多种测试单元选择,其中包括:LD/LED光源单元,回损测试单元以及用于光纤近端测量的可见光单元,从而使它具备了光功率计、稳定光源、损耗测试、回波损耗测试、光纤故障定位等多种功能。
 
用CCD实现指示仪表自动化测量:光电技术在电能自动化测量领域中应用已经有十几年的历史,并且已经成为电能表测量的一种固定模式,而在电参数(电压、电流、功率、相位等)测量方面,始终没有实现自动化测量,大量的模拟指示仪表成为其实现自动化测量的瓶颈。随着光电技术和计算机模式识别技术的飞速发展,为解决这一问题提供了强大的技术保障。实现电参数自动化测量的关键是要研制一套能代替人眼功能、且瞄准精度和重复精度高于人眼的仿真系统。因为现在普遍使用的标准器(标准表和标准源)均具有和上端计算机的通讯接口,在硬件方面很容易构成自动化测量系统。随着CCD器件品质的提高,用CCD做人眼仿真系统,完成电参数全自动测量是完全可行的。
 
参考文献
[1] 刘颂豪,“光电子技术与产业”,激光与光电子技术进展41(4),P1-13。
 
[2] 干福熹,“光电子技术和产业发展”,网络通信 6,2002,P11-13。
 
[3] 汤定员,“世纪之交话光电子技术与产业”http://edu-chinese.org
 
[4] 刘铁根等,“光电子技术及产业区域发展设想”,光电技术与信息17(3),2004,P1-5。
 
[5] 刘曙光等,“智能光指针显示仪表”,自动化与仪表12(6),1997,P3-5。
 
[6] 金强宁,“光柱仪表显示器的驱动研究”,液晶与显示18(5),2003,P388-391。
 
[7] “新型汽车光学仪表板技术”,军民两用技术与产品8,2001,P17-17。
 
[8] 周德俭等,“电致发光显示屏在飞机座舱仪表中的应用”,液晶与显示15(4),P283-287。
 
[9] 柳亚涛,“小巧多能的光万用表”,通信元器件12,1997,P38-38。
 
[10] 杨新华等,“用CCD实现指示仪表自动化测量”,电测与仪表41(464),2004,P23-24。
 
[11] 2005光电工业年鉴,台湾工研院产业服务网 http://irtriclub.irtri.org.tw/data
 
[12] “Future vision of the optoelectronics industry”,日本光电产业与技术发展协会http://www.oitda.or.jp
 

注册成为正式用户,登陆后,获得更多阅读功能与服务!
转载本文需经本平台书面授权,并注明出处:上海情报服务平台www.istis.sh.cn
了解更多信息,请联系我们

§ 请为这篇文章打分(5分为最好)