光子学与光子技术现代科学技术

晚安杰克

光子学与光子技术现代科学技术
    光学科学技术有三个发展阶段：最初阶段是以描述光学宏观规律及研究光学助视仪器（包括光谱仪器）的光学与光学工程技术阶段。现在已进入与电子学和电子工程技术相结合的新阶段，人们称之为光电子学与光电子工程技术。比如光电子器件的研究：半导体激光器、放大器、调制器、探测器以及光电子开关和逻辑器件等。还有由这些器件构成的光电混合的光通信、光计算和光传感技术与系统工程。

    在光电子科学技术的研究中光的比重越来越大。就信息领域来说，光信息的传递和处理已登上舞台，而在这些光的研究和应用中往往突出光的量子性，因此有可能把光学推向一个更新的阶段，这就是光子科学技术的新阶段。事实上，国外先进国家的光学已走向这一步。光子学应是以研究光的量子性为主要对象，用全量子理论或速率方程理论来描述光子的产生、传播、与物质的相互作用等。光子技术则是一种全光技术，除了光子源（激光器）的研究外，还要研究各种控制光子的材料和器件，如全光开关、全光逻辑、全光调制器、全光放大器以及光子探测器等。另外将来的全光计算机和全光通信系统等，皆应属于光子工程技术之列。其实“全光系统”还是离不开电，只是作为主角上演的是光子而已。

    现在还有一种把光电子学、光电子技术和光电子工程统统归结为“光子学”、“光子技术”、“光子工程”的做法，这也未尝不可，因为这里强调的是光的主角作用，不去强调与电的不可分离性。

    光子学与光子技术是光学发展的必然趋势，因为光有许多与电不同的特点（也是光子与电子的不同之处），比如信息处理的高并行性和大规模互连的优点，而且光的信息处理是“全息”的信息处理。在光的传输方面，它特别适合于超高速脉冲传输，甚至可以孤子的形式传输。全光计算机和全光通信，甚至光子火箭等应用是完全有可能实现的。

    当今科学技术已进入“光子时代”。美国已在建立若干“光子工程中心”，比如以南加州大学为核心的五所著名美国高校联合建起的“光子工艺中心”就是其中一个。