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光學技術的廣泛應用范文1
【關鍵詞】ITO；TCO；AZO；電導率
由于薄膜產品特別是各種光電產品薄膜，在太陽能電池、等離子技術、光學薄膜期間、微電子器件等方面有著廣泛應用，因此收到光學材料界的高度重視。能否準備無誤測量出各種薄膜的光學厚度也成為人們關注的焦點，尤其是在光電子產業的生產中，薄膜的光電特性參數――膜厚多少直接關系到薄膜產品是否能正常工作，能否對鍍膜工藝有所改進等諸多問題，可見膜厚測量的重要性。而橢偏技術在測量薄膜的厚度和介質折射率等參數方面得到了廣泛應用。在現代科學技術中，薄膜有著廣泛的應用，因此測量薄膜的技術也有了很大的發展。膜厚的測量方法有電阻法、放電電壓法、電容法、激光衍射法、光纖位移傳感器法、橢偏法以及超聲共振法等等。隨著由于電子計算機的廣泛應用而發展起來的目前已有的測量薄膜的最精確的方法之一就是橢偏法。膜厚測量方法一般是從兩個角度出發，要么從光學理論出發，用光的波動性包括干涉、衍射、偏振等方法來測量膜厚；要么從具體實際出發，根據測量厚膜的實驗環境和條件不同，例如根據光源的不同，是激光源進行測量還是用普通白光源進行測量等等，選用不同的測量方法。不同的測量方法所帶來的膜厚測量的精確度也不一樣。
一、橢偏技術原理
當振幅為A的面偏振光入射到石英晶體做成的1/4波片時，若振動方向與波片光軸夾角為θ，o光和e光的振幅分別為A0=Asinθ和Ae=Acosθ。從波片出射后的o光和e光的合振動方程為橢圓方程，合振動矢量的端點軌跡一般為橢圓，即獲得橢圓偏振光，再將其經過待測薄膜產品表面反射，反射光是線偏振光。由之前的橢偏到后來的線偏，光振動的相位和振幅發生了改變，通過這些參數變化即可判定薄膜產品的表面光學特性。
圖1 （a）光滑下表面 （b）粗糙下表面
如上圖，待測件是玻璃薄膜產品。入射光束以某一角度入射，根據菲涅爾公式，光在兩種介質的交界面上反射與透射時，垂直紙面的s分量和平行于紙面的p分量可根據r■=■，r■=■計算得到。式中，n■、n■分別為入射介質與折射介質的折射率，θ■、θ■分別為入射角和折射角。而反射系數P=■也是復數，可根據干涉原理計算出來。測量膜厚之前，首先需將根據橢偏技術制成的橢偏儀的光路進行調節，使得光源經過反射鏡后成平行光，經過偏振片后得到線偏振光。線偏光入射到待測薄膜表面后所得到的反射光，其偏振狀態必將發生變化?？捎脝紊珒x將光路分光，再用光電探測器將光信號變成電信號，送入計算機軟件分析。測量時，先確定光路經過的第一個偏振片是否放在通光軸為零度的位置，然后將待測薄膜放在起偏器和檢騙器的中間，插入1/4玻片并旋轉至消光。此時薄膜的快軸與設備的光軸平行。最后將起偏器的通光軸放在45度的地方，開始用軟件取樣、測量。由計算機分析計算出薄膜各光學性能參數。
二、幾種測量方法的比較
（1）根據激光透射法測量膜厚，以光在基體內不產生干涉為前提。用這種方法可以獲得相當高精度的膜厚測量，數量級為幾nm，能測量膜厚為1到幾百nm的薄膜。但由于設備復雜，環境要求高，只能在實驗室進行。（2）采用激光反射法測量膜厚，有很大的優勢――測量范圍大，從微米級到納米級都可以，但是調試過程繁瑣，難于實現。（3）基于白光光源的顏調檢測法制成的橢偏儀測量膜厚時，實施起來不難，但不能用來測量均勻膜厚，而只能用來測量不均勻膜厚，測量范圍雖和透射法測量膜厚的范圍差不多，但精度低，系統誤差較大。（4）采用分光光度測量法做成的橢偏儀，測膜厚的效率較高，設備成本也不高，容易實現。測量膜厚范圍雖然是微米級別，但精度比較高。（5）采用激光光源進行激光干涉法的橢偏儀中，激光束通過顯微鏡，入射到放在焦點處的薄膜產品后，薄膜的上面兩個表面分別反射出的光在特定的位置發生等傾干涉，在觀察面用CCD接收，根據與CCD相連的計算機軟件分析干涉圖樣，即可計算出薄膜產品的膜厚。這種橢偏儀結構簡單、測量迅速，很適合在工業生產線上測量10～100um的膜厚，但精度只能達到um數量級。通過上述分析和比較，不難發現，利用薄膜上下兩表面反射光干涉原理制成的橢偏儀測量范圍適中，但精度很高，而且設備簡單，容易在實驗室以外的地方實現，適合工業檢測。
三、應用
利用橢偏技術作成的橢偏儀在不斷發展，測量的光譜范圍越來越寬，可以滿足不同鍍膜材料的測量要求，針對在紅外、紫外波段要進行特殊材料的測量要求，也出現了專用橢偏儀；橢偏技術覆蓋了半導體、大面積光學薄膜、有機薄膜、金屬、玻璃等各種材料的工業實時檢測領域。同時隨著計算機技術的迅速發展，使得橢偏儀的自動化程度得到提高，也促成了橢偏儀的自動控制系統和計算機的深入結合。由于橢偏測量技術的高精度、高效、設備簡單等特點廣泛地應用于科學研究與工業生產中，例如對材料的光學性質測量。被測的材料可以是固體或是液體，可以是各向同性或異性。根據菲涅爾公式，橢偏測量技術也可用于不同材料交界面的分析。在微電子與半導體產業中，橢偏測量技術常用于半導體加工或微電子研究中薄膜生長的監控與分析，現代新材料的研究開發也常常使用橢偏技術作為研究手段。在生命科學領域里，橢偏測量技術可用于細胞表面膜相互作用、蛋白質等大分子的測量。
四、結論
隨著光電技術以及微電子技術的快速發展，表面和薄膜科學，微電子器件及納米技術等迅速發展，將使一起開發和檢測方法體系研究成為真空鍍膜技術中的發展重點。薄膜的應用領域越來越廣，各種厚度只有幾百甚至數十納米的單層或多層功能薄膜成為當前材料研究的熱點。薄膜的厚度、折射率和消光系數決定了薄膜的投射、反射和吸收等各種光學特性。橢偏法具有無損非接觸、高靈敏度、高精度的特點、無需特別制備樣品，能對數納米厚的超薄薄膜測量，無疑是比較可靠的測量方法。當然，在測量膜厚時依然存在某些問題，例如膜厚范圍的擴大等，都有待于進一步探索和研究。
參 考 文 獻
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光學技術的廣泛應用范文2
【關鍵詞】鐵電體；功能材料；集成器件
0 引言
鐵電材料是一類具有自發極化Ps（spontaneous polarization），而且自發極化矢量可以在外電場作用下反轉的電介質，這類材料的主要特征之一是具有鐵電性，即電極化強度與外電場之間具有電滯回線的關系，同時還表現出其他特性如：壓電效應、熱釋電效應、電光效應、聲光效應、非線性光學效應以及鐵電疇的開關效應等。鐵電材料的發展經歷了三個重要階段： 20世紀20-30 年代，以水溶性鐵電單晶為代表；40-70 年代， 以鐵電陶瓷為代表；70 年代以后，以鐵電薄膜為代表。早期鐵電材料的用途主要是利用它的介電性、半導性等制作陶瓷電容器和各種傳感器。激光和晶體管技術的日趨成熟，又促進了鐵電薄膜的發展。80年代， 隨著鐵電材料制備技術的發展，鐵電材料可以制作一些特殊功能器件，使其廣泛應用于電子技術、超聲技術、紅外技術等領域。90年代， 隨著微電子技術、光電子技術和傳感器技術等的發展， 對鐵電材料提出了小型輕量、可集成等更高的要求，從而使大批新型鐵電器件或器件原型不斷涌現。所有這些特性，使得鐵電體在紅外探測器、聲納探測器、壓電振蕩器、非線性光學器件與鐵電存儲器等方面得到了非常廣泛的應用。在鐵電材料的許多應用中， 鐵電存儲器尤其引人注目。鐵電存儲器既有動態隨機存儲器（DRAM）快速讀寫功能， 又有可擦除只讀存儲器（EPROM）的非易失性， 還具有抗輻射、功耗和工作電壓低、工作溫度范圍寬、易與大規模集成電路兼容等特點，因而在鐵電隨機存儲器（FRAM）、超大規模集成動態隨機存儲器（ULSI DRAM）、鐵電存儲器（FEMFET）、全光存儲器等領域有廣闊的應用前景。鐵電材料和集成鐵電器件在世界范圍內引起了科技工作者的深切關注， 成為當今功能材料和器件研究方面的一大熱點。
1 鐵電材料的基本類型
鐵電材料主要包括鈦酸鹽系、鈮酸鹽系和鋯酸鹽系三類。目前廣為研究的鐵電材料有PbTiO3（PT）、PZT、PLZT、Pb1-xLaxTi1-x/4O3（PLT）、Pb（Mg，Zn）1/3Nb2/3O3（PMN）、（Ba0.17Sr0.13）TiO3、LiNbO3、Bi4Ti3O12、BaTiO3等。在現有的鐵電材料中， 比較令人滿意和使用較多的是PT、PZT、PLZT 系列。這主要是由于它們具有良好的光學和電學性能，調整其化學組成可以滿足電光、彈光及非線性光學等多方面的要求，但PZT系鐵電材料具有耐疲勞性能較差、易老化及漏電流大、不穩定等缺點。
2 鐵電材料的研究熱點
人們在不斷對新材料體系進行了開發和研究中，發現了鉍系層狀鈣鈦礦結構的SrBi2Ta2O9（SBT）鐵電材料，這類材料具有良好的抗疲勞特性，用其制作的FERAM，在1012次重復開關極化后，仍無顯著疲勞現象，且具有良好的存儲壽命和較低的漏電流。以高容量為主要要求的動態隨機存儲器（DRAM）常采用高介電常數（εr）的鐵電材料作為電容器的介質材料。
與此同時，相當一些四方相和正交相鎢青銅型結構的鈮酸鹽鐵電材料由于其優越的性能也越來越引起人們廣泛的關注，如Ba2NaNb5O15（BNN）、（Sr，Ba）Nb2O6（SBN）、Ba2-xSrxK1-yNayNb2O6（BSKNN）、（Pa，Ba）NbO2（PBN）等[5]。這類鐵電體是主要的電光材料，但這些材料很難制備成單晶結構，這類材料已有一些報道。隨著光電子學的發展，這類鐵電材料將日益受到人們的重視。
3 結論
鐵電材料具有優越的電學、非線性光學、電光、等一系列特殊性質， 可以利用這些性質制作不同的功能器件， 并可望通過鐵電材料與其它材料的集成或復合， 制作集成性器件。利用其電滯回線特性可制作非揮發性隨機存取存儲器， 利用壓電效應可制作聲表面波延遲線及微型壓電馬達， 利用熱釋電效應可制作紅外熱釋電探測器， 利用光電效應制作光波導等器件。目前， 鐵電材料主要應用于微電子學和光電子學， 在這兩大領域中， 鐵電材料均有重要的或潛在的用途。
【參考文獻】
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光學技術的廣泛應用范文3
1、機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發展，應用范圍愈來愈廣泛。
2、機電一體化在國外被稱為Mechatronics是日本人在20世紀70年代初提出來的，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞，意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已經得到包括我國在內的世界各國的承認，我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術，機電一體化技術又稱為機械電子技術，是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。它包括產品和技術兩方面：光機電一體化產品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產品，具有很高功能和附加值；光機電一體化技術是指其技術原理和使光機電一體化產品得以實現，使用和發展的技術。
（來源：文章屋網 ）
光學技術的廣泛應用范文4
關鍵詞：光信息科學；光信息技術；應用
中圖分類號：O438 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0236-01
社會的發展進步以及人們對于科技知識的不斷探索，使得各種現代高新技術不斷涌現，并深刻的影響著人們的日常生活和工作，同時也推動著人類文明到達著一個新的高度。相對來說，光信息科學與技術是一門新興的科學技術，其是將光學技術和信息技術進行綜合的產物。該技術的誕生，改變了傳統的通信方式和信息存儲方式，同時也給人們的日常生活工作帶來了深刻的影響。
1 光信息科學與技術的基本內涵
光信息科學與技術源自于20世紀60年代初期，隨著時代的不斷進步和技術的不斷更新，其也在不斷發展變化，并日漸成為了現代高新技術之一。自人類進入到21世紀以來，人們日漸重視到信息資源的重要性，使得人們對于搜尋信息、存儲信息和傳播信息提出了更高的要求。而若繼續采用傳統的信息存儲方式，勢必影響到人們對于信息資源的使用需求。于是，光信息科學與技術應時代而生。光信息科學與技術目前廣泛應用到光信息存儲、光纖通信、光電網絡等領域，并日漸影響著人們的日常生活和工作方式[1]。
2 光信息科學與技術的具體應用
2.1 光纖通信技術的具體應用
傳統的通信系統主要采取的是寬帶傳輸方式，隨著科技的不斷發展，光纖系統以其損耗低，穩定性好等優勢在近年得到了廣泛的應用，并且日漸成為長途電話傳輸的主要媒介。然而光纖通信在發展之處，其容量相對較小，其功能也未能得到完全的開發和利用。隨著信息時代的到來，人們對于通信系統的要求日益提升，加之信息技術也得到了突飛猛進的發展，光纖通信技術日將朝向大容量、極速花和遠程操控的方向發展，從而帶給用戶更多更好的服務感受。諸如電信的光纖傳輸，當其傳輸速率達到60M以上的時候，基本上能夠帶來最好的網絡極速體驗。此外，光纖通信技術的不斷發展，也在多個領域得到了應用，且成效顯著，諸如互聯網、有線電視、電話信號以及國家電網傳輸方式中也能看到光纖通信的身影。
2.2 光信息存儲技術的具體應用
受制于技術因素，傳統的光信息存儲技術十分容易受到光衍射的作用，這樣一來，光就無法聚集在體積小于1010cm3的材料之上。于是需要在105bit/cm3的存儲器上面來實現相關信息的存儲，這嚴重限制了光信息存儲技術的進一步發展。同時，105bit/cm3類型的存儲器需要相對較大的存儲空間，不便攜帶，使用也極其繁瑣?？梢妭鹘y光信息技術顯然不適應新時代信息技術的發展。而光信息存儲技術的誕生，能夠顯著縮小光信息的存儲空間，同時還能夠切實提升信息的存儲速度和讀取速度，此外，對于信息存儲的穩定性也是大有裨益的。將該技術應用到光信息存儲領域中，其主要是利用持續光譜燒孔技術原理。該技術可以突破傳統二維光信息存儲技術的局限性，并逐步過渡到三維光信息存儲領域中去。
2.3 光信息全息信息存儲技術的具體應用
目前我國的經濟發展勢頭迅猛，科技技術也不斷得到提升和完善。但是受到多種因素的影響，其依然難以達到國外發達國家的先進水平。例如，我國目前依然多采用的是光盤存儲信息的方式，這種存儲方式成本較低，儲存的信息容量也是十分可觀的。不過，該存儲方式實現信息存儲的方式主要為光學頭機械運動刻錄，因此其穩定性相對欠佳。同時，外界的影響對于該存儲方式的影響是十分巨大的，一旦未能合理有效保護好光盤，比如硬物刮傷了光盤，則極為容易誘使光盤中存儲的信息資源無法被讀取或者直接被損壞掉。隨著光信息科學與技術逐步應用于全息信息存儲領域中，其可以顯著對當前我國信息存儲方式予以改善，且能夠實現信息存儲的快捷性、大容量和可靠性[2]。
2.4 激光打印技術的具體應用
激光打印機的打印原理為：首先利用充電輥給處于旋轉中的感光鼓的表面上布設一層均勻的正電荷。然后，帶有數字信號的激光束，開始掃描感光鼓的表面。被激光束照射到的位置會變成導體，進而促使靜電荷消失。相反，未有激光束照射的位置則保持原有的電荷不變，于是一種靜電潛像會緩慢在感光鼓的表面上產生。緊接著，當表面上吸附了一定量的碳粉，則磁輥的磁性將會接通，同時將負電充上，進而負電荷將在碳粉顆粒上產生。帶有負電的碳粉顆粒將會受到電場的影響，進而吸附感光鼓上面的正電荷區域，以便于確保需打印的圖像清晰可見。最后，帶有碳粉圖像的感光鼓隨之轉動，紙張也呈現出相同的轉速。正電壓將有轉印輥施加給紙張的背面，最終確保含有負電的碳粉被吸附到紙張之上。
3 Y語
總之，伴隨著科技技術的不斷發展進度，各種高新技術快速涌現，這其中也包含著光信息科學與技術的誕生和發展。該技術極大的便利人們的日常工作生活，同時也在多個領域中得到廣泛應用，切實提升了相應領域的生產效率。
參考文獻
光學技術的廣泛應用范文5
Abstract： Optical coherence tomography（OCT） is an emerging very promising noninvasive non-contact and nondestructive imaging technique and has been widely applied in biological and medical fields as well as in technical fields. This paper introduced the progressing of study on OCT filed.
關鍵詞： 光學相干層析成像；生物醫藥；圖像技術
Key words： optical coherence tomography；biological and medical；imaging technique
中圖分類號：TH744；O439 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）32-0255-02
0 引言
光學相干層析成像技術（Optical Coherence Tomography，簡稱OCT）是近年來發展較快的一種最具發展前途的新型層析成像技術，特別是生物組織活體檢測和成像方面具有誘人的應用前景，已嘗試在眼科、牙科和皮膚科的臨床診斷中應用，是繼X-CT和MRI技術之后的又一大技術突破，近年來已得到了迅速的發展。
1 光學相干層析成像技術回顧
隨著科學的進步，當今醫學成像技術已經在醫學診斷中起著重要的作用，各種探測方法和顯示手段趨于更精確、更直觀、更完善從而有助于人們觀察生物組織，了解材料結構，它的發展是物理、數學、電子學、計算機科學和生物醫學等多門學科相互結合的結果。
從顯微鏡的發明到X射線在醫學上的應用使人們以圖像的形式觀察到了肉眼不能直接看到的形態結構，推動了醫學診斷的發展。目前，各種醫學成像技術不斷發展，用于生物醫學領域的研究，不同的成像原理可以用于觀察不同的器官組織，不但給出組織的形態，還對組織特征進行識別和檢測。
各種成像技術中，光學相干層析成像（Optical Coherence Tomography）是一項新興的光學成像技術，當從散射介質中返回的彈道光子和蛇行光子與參考光的光程差在光源的相干長度范圍內，發生干涉，而漫射光子與參考光的光程差大于光源的相干長度，不能發生干涉，從而把帶有被測樣品信息的彈道光子和蛇行光子提取出來，進行成像，它可以實現對生物組織高分辨率的非侵入層析測量，具有廣泛的應用前景。
光學相干層析成像技術是從光學相干域反射儀（或光學低相干反射儀）發展而來的，1991年，美國麻省理工學院（MIT）的David Huang等人在Science上首先報道了光學相干層析成像（簡稱OCT）技術。之后Schmitt等將此技術用于生物組織光學特性參數測量，取得了很好的效果。1996年Carl Zeiss Meditec Inc. of California把眼科的OCT系統做成臨床醫療器械投放市場。
OCT技術問世以來，各個研究機構為了擴展它的應用范圍和提高性能進行了大量的研究工作，出現了許多新方法，為OCT技術在醫學領域的廣泛應用打下基礎。將OCT技術與多普勒技術相結合，形成一種新的檢測儀器――多普勒光學相干層析系統，可用來檢測眼部血管的血流速度和流向，還能測量介質的結構特性；把OCT技術與內窺鏡結合起來形成OCT導管式內窺鏡，能夠用于對心血管系統、胃腸道系統、泌尿系統及呼吸道等管狀生物組織的高分辨率成像；為了在高散射介質中獲得更高的縱向分辨率和更大的探測深度，將OCT技術與光學共焦顯微術結合起來形成了光學相干顯微術，能夠有效的濾除高散射介質遠離焦面的雜散光。
在國內，對OCT的研究也正在進行，主要包括有：上海光機所和南開大學進行了OCT技術研究及生物組織光學的探討，建立了用SLD作為光源的OCT系統，采用了相位調制的外差探測方法；清華大學分別用飛秒激光器和SLD作為光源建立了OCT系統，并采用了傅立葉域光學延遲線的掃描方法，得到了洋蔥和兔子眼球的層析圖像；天津大學進行了線聚焦OCT技術研究及PS-OCT的研究；華中科技大學對OCT技術作了理論闡述，并采用LED作為光源建立了OCT系統。但是目前國內對于OCT的研究還只是局限于實驗階段，與國外同行還有一定差距。
OCT是一種20世紀90年代興起的新型層析成像技術，它的出現及發展稱得上是醫學診斷領域一次突破。自OCT技術出現以來，發展非常迅速，各種新技術不斷出現，從分離式OCT到全光纖式OCT，再到ODT和內窺鏡式OCT，層出不窮，應用范圍逐漸擴大，從最早用于眼科到今天用于對牙齒、心臟、腸胃道的清晰成像。但OCT不會取代超聲或者核磁共振成像，而是作為醫學成像的一個有益的補充。目前，OCT技術的研究在美國、西歐以及日本等一些發達的國家引起了重視，并投入了大量的人力物力，取得了高速的發展，而國內由于資金和儀器設備等一些條件的限制，還處于理論研究或實驗室研究的階段，需要國內相應的研究機構加大投入力度，加強應用研究，不斷縮小與國外的差距，使得OCT技術得到更迅猛的發展。
2 光學相干層析成像術的發展
當前主流的OCT系統操作基本上是在所謂的時域OCT（Time-Domain Optical Coherence Tomography，TDOCT）系統中用點對點探測方案來執行的。
近來，一種新穎的OCT系統-基于光譜而非掃描干涉法的頻譜領域光學相干層析成像（Spectral-Domain Optical Coherence Tomography，SDOCT）正在興起。在SDOCT中，樣品的全部深度結構（A-掃描）從光譜干涉圖中經離散傅立葉轉換而同步獲得，無需深度掃描過程。其主要部件是邁克而遜干涉儀和光譜儀。早在1995年，Fercher等人就已提出譜域OCT概念。同年，Leitgeb等人給出了譜域OCT的結果與方法。自那以來，SDOCT已得到很大發展；2000年，Maciej Wojtkowski第一次報道了活體視網膜SDOCT成像。SDOCT相關的理論還被快速提升。
3 光學相干層析成像在非醫學領域的應用
OCT研究的最初目的是為生物醫學的層析成像，并且醫學應用仍然繼續占主導地位。除了在醫學領域的應用，隨著OCT技術的發展，OCT技術正在向其他領域推進，特別是工業測量領域，如位移傳感器、薄底片的厚度測量以及其他可以轉換成位移的被測物的測量。
最近，低相干技術已作為高密度數據存儲的關鍵技術。OCT技術還可用于測量高散射聚合物分子的殘余孔隙、纖維構造和結構的完整性。還可以用于測量材料的鍍層。OCT技術還能用于材料科學，J.P.Dunkers等人使用OCT技術對復合材料進行了無損傷的檢測。M.Bashkansky等人利用OCT系統對陶瓷材料進行了檢測，拓展了OCT技術的應用范圍。S.R.Chinn等還對OCT在高密度數據存儲中的應用進行了研究，實現多層光學存儲和高探測靈敏度。
4 結語
OCT技術以其非接觸性和非破壞性、有極高的探測靈敏度與噪聲抑制能力、高分辨率無損傷和在體檢測上對活體組織無輻射等優越性以及造價低、結構簡單等優點，在材料科學和生物醫學等領域的無損檢測方面有著重要的應用價值和廣闊的發展前景。
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光學技術的廣泛應用范文6
關健詞：電子陶瓷；材料；發展前景
1 引言
電子陶瓷是廣泛應用于電子信息領域中的具有獨特的電學、光學、磁學等性質的一類新型陶瓷材料，它是光電子工業、微電子及電子工業制備中的基礎元件，是國際上競爭激烈的高技術新材料。
電子陶瓷可分為絕緣陶瓷、導電陶瓷、光學陶瓷和磁性陶瓷四大類。隨著現代通訊、光電子、微電子、生物工程、智能制造和核技術等高科技的快速發展，對電子陶瓷元器件的要求也愈來愈高，高性能復合型電子陶瓷材料的研究越發引起了世界工業先進國家的重視。
現代科學技術的加速發展對電子陶瓷材料提出了嚴峻的挑戰，也為這一領域的研究和發展創造了新的機會。在市場信息的引導下，傳統電子陶瓷材料的改性研究和新型電子陶瓷材料的研發使用受到重視，日益顯示出廣闊的市場前景和強大的經濟效益。
2 電子陶瓷發展動向
從20世紀初期開始，電子陶瓷材料的發展過程經歷了由介電陶瓷、壓電陶瓷、半導體陶瓷、快離子導體陶瓷、高溫超導陶瓷到高性能復合型電子陶瓷的一個轉變。近年來，隨著厚膜、薄膜技術以及高純超微粉體技術的研究突破以及探索信息技術、微電子技術、光電子技術等高新技術的發展，人們在電子陶瓷材料與器件的一體化研究與應用、傳統材料的改性等方面都開展了廣泛深入的研究，電子陶瓷已成為當前材料研究者關注的熱點。
隨著電子信息技術的高速發展，電子陶瓷材料由傳統的消費類電子產品向數字化的信息產品比如計算機、數字化音視頻設備和通信設備等應用領域轉化。為了滿足數字技術對陶瓷元器件提出的一些特殊要求，世界各國的研究機構及大學都在功能陶瓷新材料、新產品、新工藝方面投入大量資金進行研究開發。其中新型電子陶瓷元器件及相關材料的發展趨勢和方向主要體現在以下幾個方面。
2.1 技術集成化
在原有工藝的基礎上，電子陶瓷材料制備技術的開發也結合了現代新型工藝的復合工藝。其中，多種技術的集成化是電子陶瓷材料制備技術的新發展趨勢，比如納米陶瓷制浼際跫澳擅準短沾稍料、快速成形及燒結技術、濕化學合成技術等都為開發高性能電子陶瓷材料打下了基礎。隨著多功能化、高集成化、全數字化和低成本方向發展，很大程度上推動了電子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件組合化的發展進程。
2.2 功能復合化
在激烈的信息市場的競爭中，單一性能的電子陶瓷器件逐漸失去了競爭力，利用陶瓷、半導體及金屬結合起來的復合電子陶瓷是開發各種電子元器件的基礎，它是發展智能材料和機敏材料的有效途徑，同時也為器件與材料的一體化提供重要的技術支持。
2.3 結構微型化
目前，電子陶瓷材料與微觀領域的聯系不斷深入，其研究范圍也正在延伸?；陔娮犹沾傻奈⑿突透咝阅苷诓粩喑霈F，比如在微型化技術和陶瓷的薄膜化的聯合運用以生產用于信息控制的高效微裝置，電子陶瓷機構和裝置尺寸減小的趨勢是得益于微型化技術發展而出現的。目前元器件研究開發的一個重要目標是微型化、小型化，其市場需求也非常大；片式化功能陶瓷元器件占據了當前電子陶瓷無元器件的主要市場；比如片式電感類器件、片式壓敏電阻、片式多層熱敏電阻、多層壓電陶瓷變壓器等。要實現小型化、微型化的話，從材料角度而言，在于提高陶瓷材料的性能和發展陶瓷納米技術和相關工藝，所以發展高性能功能陶瓷材料及其先進制備技術是功能陶瓷的重要研究課題。
2.4環保無害化
近年來，隨著人類社會的可持續發展以及環境保護的需求，發達國家致力研發的熱點材料之一就是新型環境友好的電子陶瓷。作為重要的功能材料，被廣泛應用于微機電系統和信息領域的新型壓電陶瓷，比如多層壓電變壓器、多層壓電驅動器、片式化壓電頻率器件、聲表面波（SAM）器件、薄膜體聲波濾波器等器件也不斷被研制出來。
3 電子陶瓷應用前景
3.1電絕緣陶瓷的應用前景
電絕緣陶瓷因具備導熱性良好、電導率低、介電常數小、介電損耗低、機械強度高、化學穩定性好等特性，被廣泛應用于金屬熔液的浴槽、熔融鹽類容器、封裝材料、集成電路基板、電解槽襯里、金屬基復合材料增強體、主動裝甲材料、散熱片以及高溫爐的發熱件中。
在電子、電力工業中，絕緣陶瓷比如電力設備的絕緣子、絕緣襯套、電阻基體、線圈框架、電子管功率管的管座及集成電路基片等主要是用于電器件的安裝、保護、支撐、絕緣、連接和隔離。
由于陶瓷的絕緣性主要由晶界相決定，為了提高絕緣性，應盡量避免堿金屬氧化物的存在，而且玻璃相應盡量是硼玻璃、鋁硅玻璃或硅玻璃。一般來說，陶瓷內部氣孔對絕緣性影響不大，但陶瓷表面的氣孔會因被污染或吸附水而使表面絕緣性變差，所以絕緣陶瓷應選擇無吸水性，氣孔少的致密材料。
3.2介電陶瓷的應用前景
介電陶瓷因具有高強度、介電損耗低、耐熱性、穩定性等特點，目前被廣泛應用于集成電路基板的制造材料。比如氧化鈹、氧化鋁、氮化鋁及碳化硅等可普遍作為集成電路基板的陶瓷材料，其中氧化鈹因制造工藝復雜、毒性大及成本高等原因限制了它的使用；而碳化硅的導熱性雖然優于氧化鋁，且通過熱壓方法制成的高性能基板，在200℃左右時其性能仍能滿足實用要求，但由于熱壓燒結工藝復雜及添加劑有毒，也限制了它的發展；氮化鋁的其他電性能雖然和氧化鋁陶瓷大致相當，但其熱傳導率卻是氧化鋁瓷的10倍左右，所以極有可能成為超大規模集成電路的下一代優質基板材料。
