光信息科學(xué)與技術(shù)

詞語(yǔ)解釋

光信息科學(xué)與技術(shù)是指利用光作為信息傳輸介質(zhì)的科學(xué)與技術(shù)。光信息科學(xué)與技術(shù)在通信中的含義是指使用光信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，它可以提供高速、高容量、高精度的信息傳輸，是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要組成部分。光信息科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等信息，并可以實(shí)現(xiàn)寬帶、高速、高容量的信息傳輸。在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中，光信息科學(xué)與技術(shù)可以提供高速、高容量的寬帶接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)游戲等多種應(yīng)用。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，光信息科學(xué)與技術(shù)可以提供高速、高容量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)傳輸，如視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控等。此外，光信息科學(xué)與技術(shù)還可以用于無(wú)線通信系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)高速、高容量的信息傳輸，如寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)等。此外，光信息科學(xué)與技術(shù)還可以用于太空通信系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)高速、高容量的信息傳輸，如太空數(shù)據(jù)傳輸、太空視頻傳輸?shù)取? 總之，光信息科學(xué)與技術(shù)是一種重要的信息傳輸技術(shù)，它可以提供高速、高容量、高精度的信息傳輸，是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于寬帶接入網(wǎng)絡(luò)、光纖通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信系統(tǒng)和太空通信系統(tǒng)等。

學(xué)科門類理學(xué)

電子信息科學(xué)類

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、電子和計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，系統(tǒng)地掌握光學(xué)信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基本技能，能在光通信、光學(xué)信息處理、以及相關(guān)的電子信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等信息技術(shù)領(lǐng)域、特別是光機(jī)電算一體化產(chǎn)業(yè)從事科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)或管理的面向二十一世紀(jì)的高級(jí)專門人才

培養(yǎng)要求：本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和技術(shù)，熟悉光學(xué)、電子學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維的訓(xùn)練，具有本學(xué)科及跨學(xué)科的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

1．掌握數(shù)學(xué)、物理等方面的基本理論和基本知識(shí)；

2．掌握光信息科學(xué)的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能；

3．了解相近專業(yè)的一般原理和知識(shí)；

4．熟悉國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)政策及國(guó)內(nèi)外有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī)；

5．了解光信息科學(xué)與技術(shù)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r；

6．掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫論文，參與學(xué)術(shù)交流的能力。

開設(shè)的主干課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、普通物理、普通物理實(shí)驗(yàn)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)物理方程、計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、電路理論、模擬電子線路、數(shù)字邏輯電路、信號(hào)與線性系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、電子測(cè)量技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理技術(shù)、全息技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、光信息處理、激光原理等。

主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等，一般安排10--20周。

修業(yè)年限：四年

授予學(xué)位：理學(xué)學(xué)士

“光信息科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)就業(yè)領(lǐng)域—— 光電子產(chǎn)品與技術(shù)領(lǐng)域

全世界光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模己達(dá)1萬(wàn)億美元。國(guó)外光電子產(chǎn)業(yè)主要在美國(guó)、西歐和日本。近十年來(lái)，中國(guó)的光電子技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率，始終保持在兩位數(shù)的高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。隨著信息光電子技術(shù)、激光加工技術(shù)、激光醫(yī)療與光子生物學(xué)、激光全息、光電傳感、顯示技術(shù)等光電技術(shù)的快速發(fā)展以及光電科技與數(shù)字技術(shù)、多媒體技術(shù)、機(jī)電技術(shù)等領(lǐng)域的結(jié)合與滲透，我國(guó)已經(jīng)形成以下市場(chǎng)可觀、發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)。1. 光電子材料與光電元器件（原子物理、量子力學(xué)、固體物理、半導(dǎo)體物理、光電功能材料與器件、激光原理、光學(xué)、非線性光學(xué)等

（1）、我國(guó)的光學(xué)與光電子材料研究已進(jìn)入應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段。其中：

在半導(dǎo)體光電子材料方面：在我國(guó)，用于集成電路（IC）和太陽(yáng)能電池單晶硅（Si）年產(chǎn)量約為400噸。用于光電子器件的GaAs單晶、用于LED和LD的InP單晶和用于紅、綠色LED的GaP芯片材料已實(shí)用化。用于藍(lán)光LD和藍(lán)、綠光LED和GaN、SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料正在研發(fā)中。

在激光晶體材料方面：華北光電技術(shù)研究所研制的Nd:YAG晶坯性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。華博技術(shù)有限公司的YAG激光棒年批量生產(chǎn)能力為3000根。中國(guó)已成為礬酸釔（YVO4）晶體的生產(chǎn)出口大國(guó)。中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研制成大尺寸YVO4單晶，并加工成偏振晶體器件。北京爍光特晶體科技有限公司已建成年產(chǎn)200公斤YVO4 單晶生產(chǎn)線。上海光機(jī)所研制的摻鈦藍(lán)寶石激光晶體也已經(jīng)出口美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家。我國(guó)研制的Nd:YAG和Nd:YVO4激光晶體，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，出口產(chǎn)品數(shù)量約占國(guó)際市場(chǎng)1／3。

在非線性光學(xué)晶體方面：我國(guó)研制的偏硼酸鋇（BBO）、三硼酸鋰（LBO）等優(yōu)質(zhì)的非線性光學(xué)材料，系國(guó)際首創(chuàng)，用于激光光源在可見(jiàn)光區(qū)的頻率轉(zhuǎn)換。用于激光倍頻、光參量振蕩、電光調(diào)Q和聲光、電光器件的鈮酸鋰（LN）單晶中國(guó)的年生產(chǎn)能力約為10 噸。

光電子材料發(fā)展的重點(diǎn)為：高功率、可調(diào)諧、LD泵浦和新波長(zhǎng)激光晶體等；超高亮度（LED）、半導(dǎo)體激光器（LD）用GaAs ,Gap,GaN基外延材料等；STN，TFT顯示器用液晶材料等；用于密集波分復(fù)系統(tǒng)的G.655非零色散位移光纖及大尺寸光纖預(yù)制棒等。

(2）、光學(xué)元器件包括：光學(xué)儀器，光電檢測(cè)儀器，光學(xué)遙感、遙測(cè)儀器，機(jī)器人視覺(jué)，光學(xué)檢測(cè)和測(cè)量、夜視和偵察,微光夜視儀，紅外夜視儀，高分辨率的成像衛(wèi)星，偵察相機(jī), 高靈敏探測(cè)器平面陣列(FRA)，快速三維模型測(cè)量；計(jì)量學(xué)(定位，位置，線度，準(zhǔn)直)；機(jī)器視覺(jué)(特征，方位和缺陷)；光學(xué)傳感器(成分，溫度，PH值探測(cè)等)。

1. 光通信與光纖傳感器件（光電傳感技術(shù)、光纖通信原理與技術(shù)、光通信實(shí)驗(yàn)等）

這里可包括光纖光纜，光電子材料，集成光電子器件，光電元、器件，光纖通信器件（光纖無(wú)源器件，光纖有源器件），光纖傳感器件，光纖激光器，光端機(jī)，光纖通訊機(jī)及設(shè)備，光纖數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備；光纖陀螺儀；光纖控制的相控陣?yán)走_(dá)，光纖地面和衛(wèi)星通信系統(tǒng)等等。我國(guó)現(xiàn)有光纖通信企業(yè)320余家，其中光纖光纜193家，光電器件46家，光纜材料和配套件企業(yè)22家，通信專用儀表9家，光通信傳輸設(shè)備50家。產(chǎn)值240億元，銷售額262億元�！笆濉逼陂g中國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)為光傳輸、光接入、光傳送網(wǎng)產(chǎn)品、光纖光纜和光電器件五個(gè)方面。

2. 激光器件及應(yīng)用（光學(xué)、物理光學(xué)、非線性光學(xué)、激光原理和技術(shù)、光信息處理等）

包括激光器件（光纖，半導(dǎo)體、固體、氣體、準(zhǔn)分子及其它），激光加工，激光全息，激光醫(yī)療儀器，激光測(cè)距，激光雷達(dá)，激光跟蹤，激光制導(dǎo)，光學(xué)陀螺儀，交通控制系統(tǒng)，光導(dǎo)航設(shè)備與系統(tǒng)，目標(biāo)指示器，干擾發(fā)射機(jī)和通信設(shè)備等。目前我國(guó)從事激光技術(shù)研究、激光應(yīng)用產(chǎn)品研制生產(chǎn)的單位約有400余家（不含激光音像設(shè)備生產(chǎn)單位），全國(guó)激光產(chǎn)品市場(chǎng)年銷售額約為32.4億元人民幣（此數(shù)據(jù)不包括激光音像設(shè)備、激光通信工程、激光條碼檢測(cè)及激光二次效益如激光醫(yī)療收入等）。

3. 光信息輸入與存貯（電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)）

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，光輸出入類設(shè)備，如掃描儀、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等辦公自動(dòng)化設(shè)備，以及光存儲(chǔ)類產(chǎn)品，如CD-ROM、CD-RW和DVD-ROM光盤機(jī)，以及記錄用的CD-R 光盤機(jī)和可重復(fù)讀寫型的CD-RW 光盤機(jī)，迅速地進(jìn)入了人們的生活和工作。各種新型的辦公消費(fèi)、娛樂(lè)類的光電產(chǎn)品將成為21世紀(jì)人們生活中的必需品。

數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展迅速：國(guó)家計(jì)委已確立重點(diǎn)發(fā)展數(shù)碼相機(jī)（DSC）產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃，進(jìn)軍數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)。目前在于組織力量，研發(fā)數(shù)碼相機(jī)的關(guān)鍵零部件、核心技術(shù)及配件；重點(diǎn)項(xiàng)目包括：彩色顯示器、專用IC、高性能球面鏡片及印表機(jī)、碳粉等。

目前中國(guó)從事數(shù)碼相機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)的廠家有：鳳凰數(shù)碼、喜馬拉雅、海鷗、方正科技、紫光、聯(lián)想集團(tuán)、朝華科技、華旗資訊、TCL、先科、明基（BenQ）等。目前國(guó)內(nèi)已有30多個(gè)品牌，大多集中在家用市場(chǎng)。

國(guó)外公司陸續(xù)在中國(guó)內(nèi)地投資設(shè)立數(shù)碼相機(jī)生產(chǎn)線，這些公司包括：美能達(dá)(Minolta)、尼康(Nikon)、賓得(Pentax)、松下(Panasonic)、三星(Samsung)、惠普(HP)、愛(ài)普生(Epson)、三洋公司、索尼(Sony)公司、奧林巴斯公司(Olympus)、柯達(dá)公司(Kodak) 、佳能公司(Canon)、富士膠片公司(FujiFilm)等。

掃描儀市場(chǎng)穩(wěn)定增長(zhǎng)：掃描儀是計(jì)算機(jī)的重要外設(shè)產(chǎn)品之一，已成為光電產(chǎn)品中技術(shù)工藝成熟、市場(chǎng)應(yīng)用穩(wěn)定增長(zhǎng)的重要產(chǎn)品。目前全球掃描儀的著名品牌Microtek、HP、AGFA、UMAX、Acer、EPSON、Canon等早已陸續(xù)進(jìn)入中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，與此同時(shí)，臺(tái)灣地區(qū)的代工生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)基地也都全部轉(zhuǎn)移到了內(nèi)地，北大方正、清華紫光等國(guó)內(nèi)單位研發(fā)的掃描儀也正成為掃描儀市場(chǎng)中重要品牌。

研發(fā)生產(chǎn)掃描儀的廠商擁有掃描器生產(chǎn)技術(shù)和影像處理技術(shù)，因此包括數(shù)碼相機(jī)、PC Camera等相關(guān)產(chǎn)品都是目前掃描儀廠商謀圖發(fā)展的替代產(chǎn)品。為了適應(yīng)多功能PC外圍光電輸入/輸出設(shè)備應(yīng)用市場(chǎng)的需求，今后掃描儀產(chǎn)品必將向著多功能復(fù)合應(yīng)用方向發(fā)展。 4 . 光顯示材料與設(shè)備（電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)、光學(xué)等）

我國(guó)顯示器領(lǐng)域發(fā)展良好：

在液晶顯示器（LCD）方面：我國(guó)液晶顯示器產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的25 ％。中國(guó)液晶行業(yè)年銷售額約為53.52億元。

我國(guó)已能生產(chǎn)滿足寬溫度低閾值等特殊要求的TN液晶材料，STN液晶材料已開始批量生產(chǎn)，結(jié)束了完全依靠進(jìn)口的局面。國(guó)內(nèi)的薄膜晶體管（TFT）用液晶材料仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段。我國(guó)液晶材料年生產(chǎn)能力已超過(guò)40 噸。國(guó)內(nèi)主要的企業(yè)有4家：北京清華亞王液晶材料有限公司、西安現(xiàn)代化學(xué)研究所、石家莊實(shí)力克液晶公司和煙臺(tái)萬(wàn)潤(rùn)精細(xì)化工有限公司。

偏振片已進(jìn)入穩(wěn)定的批量生產(chǎn)階段，現(xiàn)有兩家生產(chǎn)企業(yè)，廣東福地日合偏光器件有限公司和深圳市深紡樂(lè)凱光電子材料有限公司，年銷售75萬(wàn)平方米，銷售額超過(guò)6000萬(wàn)元。

ITO導(dǎo)電玻璃是液晶三大材料之中發(fā)展最快的，生產(chǎn)廠家已超過(guò)10家，其中規(guī)模最大的是深圳萊寶真空技術(shù)有限公司。年生產(chǎn)ITO玻璃376萬(wàn)平方米，銷售總值約6億元。STN用導(dǎo)電玻璃已大部分滿足國(guó)內(nèi)需求。生產(chǎn)導(dǎo)電玻璃的成套設(shè)備已具備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的能力。

此外，掩膜版、背光源、取向劑、封接膠、光刻膠以及其他LCD相關(guān)材料的國(guó)內(nèi)自給率有了很大的提高。即不完全統(tǒng)計(jì)，從事這方面生產(chǎn)的企業(yè)有7家，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1.69億元。

中國(guó)現(xiàn)有LCD生產(chǎn)廠家約60家， 2003年北京市京東方科技集團(tuán)有限公司以3.8億美元成功收購(gòu)韓國(guó)現(xiàn)代顯示技術(shù)株式會(huì)社的TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器件）核心技術(shù)，已經(jīng)在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)TFT－LCD產(chǎn)業(yè)基地，未來(lái)10年，TFT－LCD將在家電、電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等向中國(guó)大陸加快轉(zhuǎn)移STN－LCD、TFT-LCD生產(chǎn)線，已建成的或開始建設(shè)已達(dá)14條線，大多數(shù)為STN-LCD生產(chǎn)線，也有TN 和彩色STN生產(chǎn)線。

在發(fā)光二極管（LED）方面：近年來(lái)我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)與LED研究、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的單位有300多家，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)普通LED（指芯片為GaP、GaAlAs的發(fā)光二極管）。年產(chǎn)量達(dá)120億只，銷售額約40多億元。目前國(guó)內(nèi)普通LED芯片能批量生產(chǎn)的企業(yè)只有一家——聯(lián)創(chuàng)光電公司，年產(chǎn)約20億只，聯(lián)創(chuàng)光電公司將向LED下游產(chǎn)品擴(kuò)展，發(fā)展紅、綠、藍(lán)三基色全彩顯示屏、LED白光照明、LED交通等產(chǎn)品，屆時(shí)聯(lián)創(chuàng)光電將成為國(guó)內(nèi)產(chǎn)品層次最多、規(guī)模最大的LED廠家。

LED顯示屏生產(chǎn)企業(yè)約有幾十家。中國(guó)正在成為全球傳統(tǒng)LED的生產(chǎn)加工供應(yīng)基地之一。

中國(guó)生產(chǎn)的紅、綠、橙、黃發(fā)光二極管產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的12 ％，藍(lán)色發(fā)光二極管已研制成功。

在等離子體顯示器（PDP）方面：等離子體顯示器（PDP）研究開發(fā)取得較大進(jìn)展，已經(jīng)開始生產(chǎn)42英寸PDP屏。

在其他類型顯示器方面方面：如真空熒光顯示（VFD）、有機(jī)EL（OLED）、場(chǎng)發(fā)射（FED）等均在科研生產(chǎn)中取得進(jìn)展�！笆濉逼陂g中國(guó)發(fā)展顯示器投資了380億元。

5 . 紅外產(chǎn)品（電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)）

近幾年來(lái)，我國(guó)的紅外產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展迅速。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，熱故障與熱漏泄診斷的逐步推廣，以及技術(shù)安保體系的建立，紅外測(cè)溫儀、熱像儀和熱電視等產(chǎn)品的市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。全國(guó)主要紅外產(chǎn)品年銷售額約為8億5千萬(wàn)元人民幣。

6. 照明與能源（原子物理、半導(dǎo)體物理、量子力學(xué)、固體物理、電工電路技術(shù)、光學(xué)基礎(chǔ)）

高亮度高效金屬鹵化物燈、硫二聚物(微波放電)燈和發(fā)光二極管LED光源將逐步取代白熾燈，實(shí)現(xiàn)照明上的革命。發(fā)光材料，發(fā)光二極管與發(fā)光元器件;

發(fā)展太陽(yáng)能電池，地球上的能源愈來(lái)愈短缺，美國(guó)預(yù)計(jì)到2050年，太陽(yáng)能源將占能源的一半。

光全息與全息存儲(chǔ)（光學(xué)、物理光學(xué)、非線性光學(xué)、光信息處理、激光原理與技術(shù))

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