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光電科學與技術的前景范文1
【關鍵詞】太陽能光電技術 新材料 新技術
1引言
隨著經濟的快速發展，人類對能源的需求也越來越大。而人類所利用的一次性能源主要是石油、天然氣和煤炭等化石能源。這些化石能源是數萬年前太陽能輻射到地球儲存到生物里，歷經萬年的演變而形成的。這些化石能源是不可再生的，經過人類數千年的消耗，其儲存量所剩不多了。而然隨著經濟的發展，科技的進步，人類生活水平的提高，人類對能源的需求量將會增加?？傆幸惶旎茉磿蝗祟愊耐?，而隨其產生的環境污染也是人類所面對的又一重大問題。所以人類，正面臨實現經濟和社會可持續發展的重大挑戰。
作為可再生能源核心的太陽能，其具有能量大、易獲取、不枯竭、清潔低碳等特點，且來源廣泛、使用方便、無污染等優點，在航空、航天、通訊及微功耗電子產品等領域具有廣闊的應用前景。自太陽能被問世以來，受到各國的研究，因其優點眾多，所以其在各個領域受到廣泛應用，而太陽所輻射出的大部分是光能（高能光子），這種光能可以用光電轉換器轉換成電能，因而本文對太陽能光電轉換這一技術進行探究。
2太陽能光電池基本原理及其結構
2.1太陽能光電轉換的新技術
隨著科技的發展，人類的進步，各行業對領域對化石能源的過度消耗，導致全球能源枯竭，而太陽能作為可再生能源的核心，被人們重視起來，其中最為突出的太陽能光電轉換技術，被廣泛研究。太陽能光電轉換技術即使把太陽能中的光能轉換為電能，現在最為廣泛使用的就是太陽能電池。太陽能電池是太陽能光伏的基礎和核心，其結構如下圖一：
它利用半導體材料P-N結的光生伏特效應，當太陽能照射到P-N結時，物體內的電荷分布狀態就會發生變化，形成新的空穴-電子對，在P-N結的兩邊產生電動勢，在P-N結的作用下空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就行成電流，這就是光電效應太陽能電池的工作原理。這一類太陽能電池一般由晶體硅構成，一般把晶體硅電池稱為第一代，薄膜太陽能電池則是第二代的太陽能電池它是由在廉價的玻璃，不銹鋼或塑料底上附上厚度只有幾微米的感光材料制成。硅基薄膜太陽能電池代表了太陽能產業發展的趨勢。新技術是采用射頻等離子體增強化學氣相沉積技術制備非晶硅頂電池，采用高頻等離子體增強化學氣想沉積技術制備微晶硅底電池。薄膜太陽能電池主要有硅基薄膜太陽能電池，非硅基薄膜太陽能電池（尤其是銅銦鎵硒薄膜），有機太陽能電池和染料敏華太陽能電池等形式和品種。其中多晶硅薄膜材料具有單晶硅材料的高遷移率及非晶硅材料的大面積，低成本制備的優點，目前制備多晶硅薄膜的方法有：（1）低壓化學氣相沉積，（2）固相晶化，（3）準分子激光晶體化，（4）快速熱退火等。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具有成本低污染小，不衰退，弱光性能好等特點，光電轉換效率居各種薄膜太陽能電池之首接近于晶體硅太陽能電池，而成本只是它的1/3.其新技術是太陽能電池的內側電極層形成之前，先使穩定的化合物-硅酸鹽玻璃在基板上形成薄層，通過控制這一薄層形成的條件，來控制透過內側電極層到達其上方的光吸收層的堿性物質的數量。使用表面光滑的陶瓷作為基板，再加上新技術，原理如圖二：
有機薄膜太陽能電池則是采用低成本印刷和涂覆技術，可將活性材料負載自輕量哈柔性基質上。多層設置相當于兩個電池串聯。其原理圖如圖三：
太陽能電池作為太陽能中最為核心的技術，被越來越多的機構所研究，而太陽能光電技術則被運用的越來愈廣泛，如太陽能聚光熱發電（CSP），混合式太陽能/氣體透平發電站，隨其的發展提高太陽能的光電轉換率則越來越被重視。如今的新技術有太陽能跟蹤器，增加太陽能電池的面積，改變光伏方陣傾角，改變其轉換器件的材料。
2.2太陽能光電轉換的新材料
作為太陽能光電轉換的材料一般都是晶體硅為基礎的，晶體硅主要包括多晶硅和單晶硅，多晶硅又是加工單晶硅的原料。隨著太陽能產業的快速發展，全球對多晶硅的需求快速增長市場供不應求，價格也隨之上漲。人們開始研究如何降低成本，道康寧公司稱其名為PV1101的太陽能級硅材料可以減少太陽能產業對多晶硅的依賴。比如說10t的多晶硅原料可以混合2t左右的PV1101硅材料可以形成12t左右的太陽能用硅原料。而日本智索公司的SOG-SI技術基于四氯化硅，用鋅還原反應生產多晶硅。美國的1366技術公司則是使硅電池機構的創新與制造工藝的改進組合在一起，一百年使多硅晶太陽能電池在成本課余煤炭發電相當。1366技術公司改進電池表面結構與金屬導體化，使硅太陽能電池效率提高25%。日本產業技術綜合研究所新開發出的一種高性能色素增感型太陽能電池，所謂色素增感型太陽能電池，是指在玻璃基板或塑料基板上的兩片透明電極的基板之間加入色素和電解液的電池。近年來新興薄膜太陽能電池也是一種新材料太陽能電池，目前薄膜光伏模塊使用的材料，如無定形硅（a-SI）、碲化鎘（CdTe）、硒化銅銦鎵（CIGS），該薄膜有助于降低成本，有通用性好的優點。隨著科技的發展，技術先進，太陽能光電轉換技術所用的材料將會變得越來越普遍，越來越廉價。
3前景展望
隨著新材料和新技術的引入，太陽能電池的應用將更加廣泛。具體變現有：太陽能電池的低轉化率的問題會因為新材料和新的加工工藝兒得到大大改善，就常規工藝而言，擴散工序高方阻，背腐蝕工序背場剖光，絲印工序采用新型網版與擴散工序匹配，采用一些高效材料比如PV17A等等。對于非常規工藝，RIE制絨，SE技術，MWT，Double Printing技術等等，總 之，染料敏化納米二氧化鈦薄膜太陽能電池具有低成本、高效率等眾多優點，雖然日前還存在一些問題，但我們相信，在不久的將來，隨著技術的進一步發展，這種太陽能電池將會有著十分廣闊的應用前景。
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光電科學與技術的前景范文2
關鍵詞：光電檢測技術；培養目標；教學改革
作者簡介：閆俊紅（1978-），女，內蒙古包頭人，內蒙古科技大學信息工程學院，講師；李文濤（1963-），女，內蒙古包頭人，內蒙古科技大學信息工程學院，教授。（內蒙古 包頭 014010）
基金項目：本文系內蒙古科技大學教改項目（項目編號：JY2011021）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0056-02
一、“光電檢測技術”課程教學現狀
光電檢測技術在科學技術的發展史上占有重要的地位，“光電檢測技術”的教學和研究也越來越得到國內外高等院校和科研機構的重視。目前國內開設“光電檢測技術”課程的高等院校達50多所，專業覆蓋了測控技術與儀器、光電信息工程、光信息科學與技術、電子信息工程、通信工程、應用物理、探測制導與控制、生物醫學工程等。[1-3]
內蒙古科技大學（以下簡稱“我?！保y控技術與儀器專業充分結合教育教學背景及教學資源，以培養寬口徑、綜合實踐型人才為目標，以光機電算一體化為主體，以光電為特色，開設了“光電檢測技術”課程，對于培養具有創新能力的綜合實踐型人才具有良好的促進作用。該課程銜接了“工程光學基礎”、“單片機原理及應用”、“智能儀器”等，不僅能夠使學生了解光電領域新技術的發展和應用，更有利于培養學生的綜合實踐能力和創新能力，拓寬測控技術與儀器專業的就業口徑?！肮怆姍z測技術”課程具有內容多、應用性強、發展快等特點。如何通過課程教學與實踐，使學生熟練掌握各種光電檢測系統的設計，提高學生的綜合實踐能力，各高校測控技術與儀器專業都做了很多探索。[4，5]本文根據自身的教學實踐和對我校測控技術與儀器專業的教學開展情況，結合我校的培養目標對“光電檢測技術”課程的理論教學與實踐教學做出了改革探索，提高課程的教學質量。
二、“光電檢測技術”課程改革思路
“光電檢測技術”課程是我校測控技術與儀器專業一門重要的專業基礎課。該課程內容豐富、實踐性較強，著重培養學生計算機應用、測量與自動控制、智能儀器設計等領域的綜合實踐能力。根據培養目標和專業設置的變化，我?！肮怆姍z測技術”課程經歷了幾次改革。第一，為適應光電檢測技術的蓬勃發展和學生就業的需要，開設了本課程，共50學時，包含了光電子和光電檢測兩部分，課程的內容主要是光電傳感、檢測原理及光電檢測系統等幾部分。第二，由于測控技術與儀器專業培養目標及培養方案的調整，為滿足我校學生的就業需求，將該課程的教學內容及教學學時數進行了改革，內容上著重光電檢測及光電檢測系統的設計，學時更改為32學時。第三，為突出本校的辦學特色及教育教學優勢，在教學過程中不僅注重基礎理論的講授，更注重對學生綜合實踐能力的培養，對“光電檢測技術”課程教學環節及實踐環節進行改革，以培養工程實踐型人才為目標，充分培養學生創新思維和綜合實踐能力，滿足社會對高層次檢測技術人才的需要。
三、“光電檢測技術”課程教學改革實踐
1.教學內容改革
由于開設“光電檢測技術”課程專業的多樣性，應根據各個專業的培養要求合理選擇教學內容。結合我校測控技術與儀器專業的培養目標，對“光電檢測技術”課程的教學內容進行了改革，目的在于使學生通過課程的學習，既了解光電檢測技術的發展前景、光電器件的工作原理及光電檢測的基本方法，又能對光電檢測系統的設計有整體的把握，達到課程的教學目的。具體改革方案如下：
（1）注重基礎，突出重點難點，合理安排教學內容。目前“光電檢測技術”教材內容各有優缺點，有些教材較注重基礎理論、基本原理，而對光電檢測系統設計的內容介紹較少；有些教材兼顧理論教學與實踐教學，但對于光電檢測領域新技術、新發展的介紹較少，使教材內容落后于光電產業的發展；有些英文教材在光電檢測技術新發展方面的編寫較為突出，但對光電檢測技術及光電檢測系統的整體性上把握較差，且與教學大綱不符。因此必須結合本專業需求，合理選擇“光電檢測技術”課程教材內容，做到基礎知識重點講授，難點重點精講細講。例如光電檢測器件是光電檢測技術的重要內容，在教學中著重講解光電器件的工作原理、結構、性能參數及應用范例，而對于光電檢測器件的偏置電路、前置放大電路、匹配濾波等前期課程中已經涉及的內容進行略講。光電探測器分為光電效應型和熱電效應型，由于熱電器件在“熱工測量儀表”課程中為重要學習內容，在本課程的教學中將熱電器件一章改為自學。而涉及計算機接口等內容由于在“單片機原理及應用”中詳細講解，在本門課程中將其刪去。
（2）結合測控技術與儀器專業的培養目標及專業設置，補充反映專業特色的內容。結合我校冶金背景、測控技術與儀器專業的培養目標及學生的就業需求，加強本課程與其他專業課程的銜接，對光電檢測的新理論、新技術、新應用和新成果進行了補充。例如在光電檢測方法的講解過程中以智能機器人定位技術為例介紹光電器件的應用，激發學生自主學習的動力。在講解光電位置傳感器時，以光電位置傳感器用于智能汽車防追尾系統為具體案例，啟發學生認真思考，激發學生的學習興趣。在講解激光器、光電耦合器件CCD的過程中，結合器件的應用背景，把器件最新的制作工藝、應用前景介紹給學生，并將光電耦合器件CCD的成像原理與手機采用CMOS的成像原理進行對比，激發學生的學習興趣。根據學生的就業需求，在課程的教授過程中補充與冶金企業生產過程密切相關的光電檢測系統。例如基于CCD的鍋爐燃燒控制系統，以光電耦合器件CCD獲取鍋爐內部燃燒圖像，用圖像信息確定爐膛內部的溫度分布，確定鍋爐內部燃燒機理，及時有效控制鍋爐燃燒效率，達到鍋爐溫度控制目標。結合科研課題“基于CCD的比色測溫研究”，將CCD的應用領域進行拓展，使學生系統全面地掌握光電系統的設計，培養學生的工程實踐能力。
（3）立足培養綜合實踐型人才，加強光電檢測實踐教學環節。實踐教學有利于培養學生的綜合實踐能力和創新精神，該教學環節學時有限，如何在有限的學時內完成預期的目標，必須對基礎驗證型實驗、綜合型實驗及創新型實驗的比例作出調整。光電檢測實踐教學以我校光電檢測實驗室為基礎，秋實科技創新實驗室為媒介，構建實用型光電檢測實驗教學平臺。在具體實踐教學中，采用基于項目設計的實驗教學方法，合理保證基礎驗證型實驗，并結合集中演示的方式進行教學，提高綜合型及創新型實驗的比例。我校光電檢測實驗室的主要實驗設備有CSY-2000型光電檢測實驗臺，包含光電傳感器模塊、信號采集模塊、信號處理及自動控制模塊等。在實驗室內不僅可以完成光電探測用光源、光電探測器原理及特性等驗證性實驗，還可以根據具體的對象搭建實用的光電檢測系統。秋實電子實驗室致力于鼓勵大學生完成科技創新活動，在光電檢測實驗平臺的基礎上，結合秋實電子實驗室現有設備，可以完成綜合設計型實驗，例如智能機器人視覺系統、智能小車競速系統、智能小車防追尾系統等設計，幫助學生在完成“光電檢測技術”基礎知識、系統理論學習的同時，提高學生的實踐動手能力，使學生通過實踐環節的學習，達到培養工程實踐型人才的目標，并結合科研課題增設創新型實驗，以具體的科研項目拓展實驗教學內容，及時反映光電檢測的最新發展情況，培養學生的科研創新能力。
2.教學方法改革
“光電檢測技術”是一門多學科交叉科學，如何提高教學質量、提升教學效果，使學生既能有效地掌握基礎理論、基本方法，又能靈活運用基本原理。傳統的以課堂教學為主、實驗教學為輔的教學模式必須進行改革。
（1）有效地將課堂教學、實踐教學相結合，引入多元化教學方式，增強教學效果。如講解光電效應的過程中，采用圖文并茂的多媒體課件形式，制作動畫效果，將涉及半導體理論的抽象原理直觀形象地演示出來，并以日常生活中光電探測器的應用為實例，激發學生的學習興趣，拓展學生的視野。在講授光電器件的性能參數過程中，量子轉化效率、光電響應度、光譜響應范圍、光電響應時間等性能參數均為抽象的物理參數，而光電器件的性能參數又是光電檢測系統設計的關鍵，在講授中以光電檢測系統中光電器件性能參數變化對系統測量結果產生的影響為例進行講解，以直觀的數據將抽象的物理參數簡單化。
（2）充分發揮學生的主觀能動性，提高學習效果。在課堂教學過程中，充分發揮學生的學習積極性，加強學生與教師的互動，活躍課堂氣氛，提高學生的學習效果。如緒論部分引入光電產業的發展前景，以日常生活中的小故事為例，引出光電產業的背景及發展趨勢；以創新型實驗為例，鼓勵學生根據日常生活中的測量參數設計光電檢測系統，發揮學生的主觀能動性，培養學生的綜合實踐能力。
（3）改變考核手段，注重培養學生的綜合能力。課程考核是評價課程教學質量的重要手段，傳統的考核方式均采用卷面形式，具有一定的局限性。本課程采用卷面考核成績、課堂提問、綜合設計作業成績相結合的考核方式。其中課堂提問成績根據課堂提問結果給出，及時考查學生對所學知識的掌握程度。綜合設計作業成績以學生所完成的綜合型創新型實驗報告書給出，全面考查學生的綜合能力。將三部分成績結合起來，合理反映學生對于本門課程的學習情況。實踐表明這種方式極大地調動了學生的學習積極性，取得了良好的效果。
四、結論
結合我校測控技術與儀器專業的培養目標及學生的就業情況，對“光電檢測技術”課程教學進行改革，首先對課程教學內容體系進行了優化，接著采用項目教學法對原有實踐教學環節進行改革，加大綜合型創新型實驗的比例，最后對教學方法進行改革，以有效的教學方式達到預期的教學效果。實踐結果表明，課程內容體系改革、實踐教學改革和教學方法改革提高了本課程的教學效果和人才培養質量。
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光電科學與技術的前景范文3
關鍵詞：電子信息技術 系統集成 光電子技術 應用特點
一、電子信息技術的主要內涵
所謂電子信息技術，是指運用電子技術來獲取、傳遞、處理和利用信息。電子信息技術
主要包括傳感技術、通信技術、計算機技術、信號處理技術。目前，電子信息技術己經涉及到了通信設備制造業、計算機設備制造業、微電子器件制造業、視頻音頻產品、信息應用設備制造業、軟件業、信息服務業、網絡建設等多個產業，逐漸得到了各領域行業的重視。
二、電子信息技術的主要應用方向
電子信息技術作為計算機的主要發展特征，己經在計算機網絡上得到多方面應用，主要應用方向有以下幾點：
一是智能集約化?？梢哉f，智能化是計算機發展道路上的一個重要方向。計算機智能是通過科學研究而建立的，運用現代網絡信息技術對人的思維活動、感覺行為進行適當模擬，并對相關信息開展集約化邏輯分析和綜合處理。
二是網絡數字化。在計算機在現代社會中的不斷深入運用中，網絡逐漸成為計算機技術和信息技術結合的產物。計算機以其高清晰的數字處理技術，通過網絡化運行，對信息資源進行互動交流共享，使網絡數字化得到了實現。
三是高效快捷化。可以說，現代計算機網絡技術最大的特點就是高效快捷。在整合存儲各種信息資源的基礎上，通過運用計算機電子信息處理技術，使各種管理都能實現高效快捷化。
三、前我國電子信息技術存在的問題
1.技術力量比較缺乏
當前，技術人才缺乏、技術力量不足，成為制約我國電子信息技術發展的最主要問題。
雖然我國高校在電子信息技術方面的人才培養力度不斷加大，也取得了一定的實效，但這些
技術人才多是單一型，從事的計算機信息技術領域比較單一，復合型的技術人才在我國十分少見。與此同時，這些電子信息技術人才相對低端，高端的電子信息技術人才嚴重欠缺。這都在很大程度上制約了我國電子信息技術的高速發展。
2.發展環境資源緊缺
制約我國電子信息技術發展的又一難題是發展環境資源的嚴重緊缺。造成這一局面的主要原因是我國電子信息產品的假冒偽劣、知識產權侵權行為、盜版產品的走私販賣以及企業間不良競爭等多個方面。這些現象的存在，使我國電子信息技術在國際市場的競爭力持續下降，同時降低了我國電子信息技術的發展潛力。所以，要著力為電子信息技術營造良好發展環境，充分發揮電子信息技術人才的能力水平，全面推動我國電子信息技術市場的發展進步。
3.產業機構不夠合理
目前我國的電子信息技術產業機構不夠合理，這在一定程度上導致我國電子信息技術
產品，與其他發達國家相比，各方面都比較落后。我國的電子信息技術產業雖然具有良好的發展前景，但正是因為產業機構不合理，制約了我國電子信息技術的發展快速升級。只有著
力打破傳統的產業機構設置，按照我國電子信息技術實際情況和發展特點，構建起完備科學的電子信息技術產業機構，才能真正推進電子信息技術科學、健康發展。
四、未來電子信息技術的發展趨勢
1.系統集成發展
在電子信息技術發展過程中，系統集成電路制造技術是重要的組成部分。作為電子信息硬件產品核心，集成電路在應用范圍上十分廣闊，包括計算機的C即、各種工C卡，都要運用集成電路?？梢哉f，集成電路技術是我國高科技成果的代表，在世界經濟發展上具有舉足輕重的作用。而且，系統集成電路產品的芯片面積變大，集成度也逐漸變高，但尺寸越來越小，系統日益完善。估計在未來十幾年的時間里，系統集成電路主要發展趨勢就是加工細微化、硅片大直徑化。
2.光電子技術發展
電子信息技術經歷了光電子學和電子學兩個發展階段，己經逐步進入光電子技術發展時期，這是電子信息技術的飛躍性發展。光電子技術正逐漸衍生出兩門學科，分別是能量光子學、信息光子學，根據市場發展的需求和自身特有的規律，能量光子學和信息光子學兩個學科不斷進步發展，正在逐步推動建立現代光電子信息產業與光電子交叉學科的形成，這在規模和擴大速度上，都是前所未有的。
3.個性化業務發展
未來計算機網絡發展的主要趨勢和方向就是高性能、大容量、多業務，逐步滿足用戶個性化的發展需求。同時，隨著IP業務的持續增長，未來網絡技術必將以超高速因特網為發展重點。我國的第一代因特網數據比較單一，第二代因特網了將融合語音、影響及數據等，正逐漸取代第一代英特網?？梢哉f，由于DWDM的廣泛采用，網絡傳輸的成本大幅降低，用戶實現了無線寬帶與多媒體的實時通信。
五、結語
總之，隨著我國科學技術水平的不斷提升，電子信息技術正逐步發展壯大。實踐證明，電子信息技術容易受到科技水平的制約，所以必須要牢牢把握其技術應用特點和發展趨勢。筆者認為，只要我們充分認清電子信息技術的主要內涵，把握好智能集約化、網絡數字化、高效快捷化等電子信息技術的主要應用方向，進一步正視當前我國電子信息技術存在技術力量比較缺乏、發展環境資源緊缺、產業機構不夠合理等諸多問題，真正明晰未來電子信息技術系統集成發展、光電子技術發展、個性化業務發展的趨勢，就一定能夠促進電子信息技術更好的服務于人類社會和生活。
參考文獻：
光電科學與技術的前景范文4
關鍵詞：微弱光信號；現代光電檢測技術；應用現狀
1 概述
微弱光信號檢測技術及其相應的光電檢測技術可應用于各個領域，如在軍事領域，用于隱形目標偵查、武器制造和目標距離檢測以及無線通信等；在工業領域，可用于檢測產品質量、控制環境污染量及產品計量等方面；在化學分析領域，可用于鑒定物質結構、檢測分析藥物成分等：在醫學領域，可用于分析醫學電子圖像，通過回測微弱信號檢測疾病等[1]。微弱光信號檢測技術的研究意義重大。
2 微弱光信號檢測技術研究現狀
對于微弱光信號檢測來說，其難點在于微弱信號采集部分的設計以及轉換電路的設計。近些年來，隨著現代光電技術的發展，關于微弱光信號的檢測、采集與處理技術的研究也取得巨大發展。在采集檢測系統的設計與實現方面，眾多學者從不同角度進行了嘗試和探索。
如采通過在信號處理電路中設置信號通道和參考通道方式，利用微處理器將廣義白噪聲濾除，開發出“BHJ-400”型紅外測溫儀。該紅外測溫設備即使在強噪聲的背景下也能實現對微弱光的檢測[2]；文獻[3]基于信號的相關性原理，設計一鎖相放大器并用于檢測微弱光信號的測量系統中。從而研制出紅外多光譜輻射溫度測量系統，同時采用將方法與函數模型法相結合并根據自動化原理設計出雙向反射分布函數自動測量系統[3]；采用在同一測量裝置上集成非接觸式光學成像CCD傳感器和接觸式光纖傳感器方式測量工件的孔徑，由于測量技術的科學先進性，該測量設備的測量精度可以達微米級[4]；文獻[5]以采用高精度運算放大器及FLASH型芯片核心進行硬件系統和軟件系統設計，其測量輸出光功率的穩定度可達±0.01nW，有效實現了在光纖通訊領域中對傳輸終端的微弱光信號功率的高精度測量[5]。
可以看出現有方法多數基于相關檢測原理設計鎖相放大器，實現對微弱光信號的檢測。然而這類方法都有實現成本高、流程和結構比較復雜等不足。尋找一種精度較高、成本較低且結構簡單的微弱光信號檢測系統十分必要。近期許多學者提出了一些改進的檢測方法，取得了較好檢測效果。
如文獻[6]對傳統的全部采用專用集成電路來檢測微弱光信號的方法進行改造，將傳統方法中不能適用于多變場合的缺點進行優化。該系統采用部分集成電路與相對分立元件相結合的方式形成兩種放大器，系統中的光電轉換電路以低輸入偏置電流放大器AD549 為主。實驗證明，分立電路既保留了傳統檢測系統抗干擾能力強等優點，且具有可操作性強和測量方式多變等優點[6]。文獻[7]采用S2387系列光電二極管，結合多級放大路與T型反饋電阻網絡，設計了一種放大倍率可編程的微弱光強信號采樣電路。基于對實驗數據的分析，通過對前后級放大倍數的合理分配，實現對光強或波長變化比較大的微弱光信號的最優放大，使得到的圖像波形更加便于分析、研究。同時該電路兼顧了提高響應速度與降低噪聲的要求，簡潔可靠，測量精度高[7]。文獻[8]通過設計下位機將待測光信號進行光電轉換、放大和濾波等處理，下位機由光電轉換電路、前置放大電路、多級放大電路、有源濾波電路和數據傳輸電路構成。通過采集卡將下位機采集到的信號送到上位機處理，提出一種自適應窄帶功率譜濾波方法[8]。
此外，微弱光信號檢測方法的理論研究也得到了較快發展，如文獻[9]采用最優混沌模型李亞普諾夫指數法定量檢測微弱光電信號幅值方法。基于最優混沌模型，解決了傳統混沌方法檢測時出現的可檢測信噪比高、檢測閾值誤差大等問題[9]。文獻[10]基于相關檢測理論，設計微弱光纖陀螺信號檢測系統，實現對開環背景噪聲中微弱光纖陀螺信號的精確檢測[10]。文獻[11]基于數字正交相關檢測方法，設計用于微弱激光信號檢測的光電檢測裝置，在數字相關檢測基本原理的基礎上完成對光電檢測系統的整體設計開發。仿真和實驗結果驗證了該方法的有效性[11]。
3 結束語
綜上所述，國內外科研領域對微弱光信號檢測技術的關注度較高，為開發高精度、低成本的微弱光信號檢測裝置，進行了探索并取得了顯著成效。另一方面眾多學者也將傳統集成元件檢測方法改進以適應不同檢測場合，促進了微弱光信號檢測技術的發展。微弱光信號檢測技術在各個領域都占據著比較重要的地位，未來微弱光信號檢測技術在相關領域的應用會越來越廣泛，同時也將向智能化、數字化方向發展。
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光電科學與技術的前景范文5
1.1計算機科學技術在生活中應用廣泛
在這個信息化時代，計算機網絡作為人們社會生活的重要部分，已經進入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機了解國內外新聞、天氣預報資訊、股市行情、世界地圖、收發電子郵件、檢索信息等；不用逛街就可以通過互聯網中的購物網站買到喜歡的東西；通過計算機可以與相隔較遠的朋友在線聊天、視頻聊天等，加強人們之間的交流和溝通，促進友誼；人們可以通過計算機網絡訂購飛機票、火車票等，節省排隊時間；教師可以通過計算機科學技術實現對學生的在線授課，更及時、更方便；動漫工作者可以使用計算機科學技術制作動漫；政府機關也可以通過計算機科學技術建立城市網站，及時了解市民反映的問題，通過計算機與各個行業的工作人員在線交流；很多企業使用計算機來處理大量數據和信息，代替傳統的人工處理，提高工作效率。計算機科學技術潛移默化的影響著人們的生產、工作和學習。
1.2計算機科學技術更加智能化和專業化
計算機科學技術的快速發展和廣泛應用，推動了集成電路、微電子和半導體晶體管的發展，計算機科學技術更加智能化和專業化。計算機能根據使用對象的不同個體需要進行改裝、更新，對于有更高需求的用戶可以專門定做計算機，用戶可以根據使用環境的不同選擇臺式計算機、筆記本計算機、掌上電腦和平板電腦等。計算機科學技術在其他特殊領域也能發揮自己的優勢，如智能化家用電器和智能手機，家庭式網絡分布系統代替了傳統的單機操作系統，滿足人們的生活需求。
1.3計算機的微處理器和納米技術
微處理器能提高計算機的使用性能，縮小傳統處理器芯片中的晶體管線寬和尺寸。利用光刻技術，波長更短的曝光光源經過掩膜的曝光，將晶體管在硅片上制作的更精巧，將晶體管導線制作的更細小。計算機科學技術的快速發展使計算機運算速度更快，體積更微型，操作更智能，傳統的電子元件不能適應計算機的發展。納米技術是一種用分子射程物質和單個原子的毫微技術，可以研究0.1～100納米范圍內的材料應用和性質。計算機科學技術中利用納米技術，可以使計算機尺寸變小，解決運算速度和集成度的問題。
2計算機科學技術的未來發展
現如今，計算機科學技術的應用越來越廣，人們對計算機科學技術的要求越來越高，促使數學家和計算機學家們不斷研究計算機科學技術，使計算機科學技術在各個領域、各個行業發揮更大的作用，滿足人們的不同需求。下面從DNA生物計算機、光計算機和量子計算機三方面來探究計算機科學技術的發展前景。
2.1DNA生物計算機DNA生物計算機用生物蛋白質芯片代替傳統的半導體硅芯片。1994年，美國科學家阿德勒曼率先提出關于生物計算機的設想。在計算機運算數據時，將生物DNA堿基序列作為信息編碼載體，運用分子生物學技術和控制酶，改變DNA堿基序列，從而反映信息，處理數據。這一設想增加了計算機操作方式，改變了傳統的、單一的物理操作性質，拓寬了人們對計算機的了解視野。DNA生物計算機元件密度比大腦神經元的密度高100萬倍，信息數據的傳遞速度也比人腦思維快100萬倍，生物計算機的蛋白質芯片存儲量是傳統計算機的10億倍。2001年，以色列科學家研制出世界上第一臺DNA生物計算機，體積較小，僅有一滴水的體積。2013年，英國生物信息研究院的科學家們使用DNA堿基序列對文學家莎士比亞154首作品的音樂文件格式和相關照片進行編制，增加了儲存密度，使儲存密度達到2.2PB/克（1024TB=1PB），提高了人們對信息儲存的認識，這一重大突破使生物計算機的設想有望成為現實。
2.2光信號和光子計算機
光子計算機是一種由光子信號進行信息處理、信息存儲、邏輯操作和數字運算的新型計算機。集成光路是光子計算機的基本構成部件，包括核鏡、透鏡和激光器。光子計算機和傳統計算機相比較，有以下幾點好處：
(1)光計算機的光子互聯芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效應的影響，在自由空間將光子互聯，就能提高芯片的集成密度。
(2)光子沒有質量，不受介質干擾，可以在各種介質和真空中傳播。
(3)光自身不帶電荷，是一種電磁波，可以在自由空間中相互交叉傳播，傳播時各自不發生干擾。
(4)光子在導線中的傳播速度更快，是電子傳播速度的1000倍，光計算機的運算速度比傳統計算機更快。20世紀50年代末，科學家提出光計算機的設想，即利用光速完成計算機運算和儲存等工作。與芯片計算機相比較，光子計算機可以提高計算機運行速度。1896年，戴維•米勒首先研制出光開關，體型較小。1990年，貝爾實驗室的光計算機工作計劃正式開啟。根據元器件的不同，光子計算機可以分為全光學型計算機和光電混合型計算機。全光學型計算機比光電混合型計算機運算速度快，還可以對手勢、圖形、語言等進行合成和識別。貝爾實驗室已經成功研制出光電混合型計算機，采用的是混合型元器件。研發制作全光學型計算機的重要工作就是研制晶體管，這種晶體管與現存的光學“晶體管”不同，它能用一條光線控制另一條光線?，F存的光學“晶體管”體積較大較笨拙，滿足不了全光學型計算機的研發要求。
2.3量子理論計算機
量子計算機將處于量子狀態的原子作為計算機CPU和內存，處于量子狀態的原子在同一時間內能處于不同位置，根據這一特性可以提高計算機處理信息的精確度，提高處理數據的運算速度，有利于數據儲存。量子計算機處理信息時的基本數據單元是量子比特，取代了傳統的“1”和“0”，具有極強的運算能力，運算速度比傳統計算機快10億倍。中國和美國的科學家們在實驗室里成功實現了同時對多個量子比特進行操作，為制造量子計算機提供了可能。相信在科學技術的不斷發展和世界各國的科學家們共同努力下，量子計算機會成為現實。
3結束語
光電科學與技術的前景范文6
【關鍵詞】電子信息 軟件工程 現狀與發展 應用特點 問題分析
在當今社會中，電子信息的使用已經越來越廣泛，逐漸滲透入社會的各方各面，電子信息技術的意義、發展特點以及發展存在的問題以及當前你電子技術的發展趨勢是當前亟待解決以及研究的方向，當然，在加強電子信息技術發展的同時也要注重預防網絡安全問題，加強信息產業的安全防范。
1 目前電子信息技術的應用特點
當前的計算機發展方向主要特征表現在電子信息技術的各個方面，計算機網絡信息技術的應用主要有以下三方面的特點。
（1）高效化和快捷化；
（2）智能化和集約化；
（3）網絡化和數字化。
電子信息技術當前的作用是便捷人類的生活，為人類帶來高額的經濟效益。高效化和智能化是指在科學研究的基礎上進行計算機軟件方面的研究。當今的計算機重要的發展方向就是向著智能化方面發展，網絡技術的當前水平重點是能夠根據人類的思維進行定向的制作和設計，還能對網絡進行一系列的信息的綜合處理，實現信息集約化。伴隨著計算機網絡的發展，當前的信息資源的共享與交流是依靠計算機網絡電子信息來密切進行的，因此，人類的生活與事業要加強對計算機網絡信息技術尤其是軟件工程進行進一步的深入研究。
2 電子信息軟件工程的現狀與發展
電子信息技術的發展已經越來越成熟，光電子技術、微電子技術集成化、網絡技術多方向化已經成為當前網絡技術軟件工程中重要的發展方向。
電子學和光子學已經逐漸發展成為當今社會信息產業的兩大中心階段?？茖W技術不斷進步，人類文明不斷發展，當今的科技更加有利于電子信息技術的高速發展，光電子技術是電子信息的載體，記載著大量的信息和能量，能量光子就是在光電子技術的水平上發展起來的。根據市場的需求和發展，電子信息技術產業的前景廣闊，能夠滲透到社會的各方各面。因此，未來信息技術的核心正在朝著光電子技術方向發展。微電子技術集成電路技術是電子信息硬件產品的核心產業，在電子信息技術的領域微電子技術與光電子技術產業是信息技術發展領域的關鍵組成部分。另外，網絡方向的發展依靠CPU的高性能和各種IC卡將會在集成電路技術產業中發揮更加重要的作用。在未來的發展中以CMOS電路作為集成電路產品要面向更高、更廣泛的發展平臺，為社會乃至全世界產生更高的價值和使用范圍。計算機技術逐漸向著多媒體、智能化方向發展，計算機技術包括多種領域的內容，并行處理器的技術隨著時代的推進而逐漸發展，并在不同程度上推進了計算機性能的提升，除此之外，電子信息技術主要向著實用化的方向進行發展，并將各技術互相聯合起來，使得計算機、通信、網絡技術等功能能夠更加方便地服務群眾。
3 電子信息軟件工程的安全問題
計算機電子信息技術的安全管理尤其是對軟件工程數據庫進行安全管理，保證存儲數據信息的安全，保證數據的準確性，以防不法分子對數據信息進行竊取、篡改等違法行為。尤其當用戶間進行數據信息傳遞的活動時，計算機數據庫的安全管理就會顯得尤為重要。除了安全管理，數據庫本身也存在著一些不安全，應引起用戶們的高度重視。比如計算機的硬件，硬件是數據庫的前提，只有硬件好，才能為數據庫打下良好的基礎。否則，硬件的損壞也有可能引起數據信息的丟失。計算機必須有強有力的措施來保護數據庫的安全，保障數據信息的安全性、準確性和可靠性，防止被他人偽造、冒用。制定相關的法律法規也是必不可少的，我們應不斷完善法制建設，嚴厲打擊違法犯罪行為。防火墻技術是病毒進入計算機的一道關卡，它可以對病毒進行阻止。除此之外，用戶要對重要的信息進行備份，若計算機出現故障，備份數據就發揮著巨大作用。用戶應對計算機進行定期維護與升級，還應提高相關方面的安全意識，多管齊下，保證數據信息安全、穩定地持久傳遞下去。
4 結束語
綜上所述，在當前信息迅猛發展的前提下，我國的電子信息技術的發展，面臨的不但是挑戰更是充滿了無限的機遇。只有加強電子信息技術的應用特點，并對其特點進行一定成都的額研究與開發，才能對癥下藥，物盡其用，發揮最大限度的功能服務于人們的生活與生產，有效地滿足社會的發展需求。 隨著經濟的快速發展，人們的生活水平日益提高，計算機不再只存在在有錢人的家中，尋常百姓家也逐步普及。由于部分人們對計算機的不了解，只關注其積極的一面，還要知道在給我們帶來方便的同時，一系列的安全問題也會隨之而來。有些用戶對計算機網絡的安全意識薄弱，常常會發生一些懊惱后悔的事件。銀行卡的錢被轉走、電信詐騙、聊天工具軟件的被盜等情況頻頻發生。除了相關的管理人員，用戶也要不斷增強自己的安全意識，提高防范風險的能力。為了自身的安全和整個計算機系統的安全，為了大家數據庫信息的安全，需要我們每個人的不懈努力，齊心協力把數據庫信息保護好，建立一個堅實的屏障，把外來危險阻擋在屏障外，讓不法分子無機可乘。
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