光电科学与技术的前景范文

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【关键词】传感器技术 光电传感器 生物传感器 发展趋势

传感器技术水平在一定程度上反映了一个国家科技现代化的水平，传感器在实现自动化控制及测试控制中发挥着重要的作用。传感器技术在近些年来发展迅速，与计算机技术和通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。现代科技中，自动化与智能化已经成为新的发展方向，传感器作为自动测量与控制中的关键环节，在社会的生产生活中应用十分广泛，且具有巨大的发展空间。

1 新型传感器技术的应用现状

随着微电子技术、微机械加工技术、光电科学以及当代生物科学等高新技术的推动下，传感器已经从过去单一功能转变为功能多样、科技含量高的新型产品。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。

1.1 光电传感器技术

光电式传感器是以光为测量媒介、以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。随着光电科技的飞速发展，光电传感器已成为光电传感器已成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，并在传感器应用中占据着重要的地位，其中在非接触式测量领域更是扮演者无法替代的角色。光电传感器工作时，光电器件负责将光能（红外辐射、可见光及紫外辐射）信号转换为电学信号。光电器件不仅结构简单、经济性好，且具有响应快、可靠性强等优势，在自动控制、智能化控制等方面应用前景十分广阔。此外，光电传感器除了对光学信号进行测量，还能够对引起光源变化的构件或其它被测量进行信息捕捉，再通过电路对转换的电学信号进行放大和输出。

1.2 生物传感器技术

生物传感器的原理主要由两大部分组成：生物功能物质的分子识别部分和转换部分前者的作用是识别被测物质，当生物传感器的敏感膜与被测物接触时，敏感膜上的某种生化活性物质就会从众多化合物中挑选适合于自己的分子并与之产生作用，使其具有选择识别的能力；转换部分，是由于细胞膜受体与外界发生了共价结合，通过细胞膜的通透性改变，诱发了一系列的电化学过程，而这种变换得以把生物功能物质的分子识别转换为电信号，形成了生物传感器。

2 传感器技术发展中面临的挑战

传感器技术是利用现代科技来获取所需要的信息和信息量，以此来代替人类的感觉器官。传感器技术的发展不断更新着人们的观念，也为社会生产和生活的进步提供了新的思路，然而，在传感器技术的发展中仍存在着一些问题亟待解决。

2.1 通信能力有限

当前无论是生产还是生活中应用的传感器大多是基于Zig-Bee协议，这些传感器的通信距离虽然在理论上支持无限扩展，然而在实践中受到周围环境的干扰，并不能完全达到标准的通信距离。因此，如何应对复杂的地形，多变的天气，以及无处不在的电磁干扰，保证网络通信的可靠性，仍是传感器面临的一大挑战。

2.2 电源能量有限

传感器在工作中通常靠干电池或可充电电池提供电源，而这种电源的能量十分有限，严重影响着传感器的民用化应用。因此，针对传感器电源的研究也正在被研究者们日益重视。主要包括两个方面，一方面是研究传感器在网络工作中的节能技术；另一方面是选择可长时间供电的新型能源。

2.3 计算能力有限

嵌入式处理器以及存储器满足了传感器微型化设计的需要，且具有信息和数据处理的能力，虽然它们有一定信息处理的能力，但是数据经过A/D转换后，只经过少许处理就输出出去，很容易产生大量的数据，而有些数据是不需要的。因此，尽可能地提高传感器的数据处理能力，并能够进行协作分布式信息处理是当前研究的另一难点。

2.4 传感器数量大、范围广难维护

在未来的传感器应用中，很多都不是依靠单一的个体工作，而是由许多传感器组成的系统，系统中的传感器不仅数量巨大，且其分布具有广泛性，传感器组成的网络系统维护难度就显得异常突出。管理数目庞大的传感器系统，需要可靠的软硬件网络，同时传感器网络必须具备可重构性及自调整性，这也是需要研究的另一重点。

3 传感器技术的发展趋势和应用前景

随着传感器技术在科学发展中的重要地位日益显现，对传感器的研究和应用也逐渐受到人们的普遍关注。当今传感器技术的研究与发展，特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展，已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。

3.1 利用新材料开发新型传感器

随着光导纤维、纳米材料、超导材料等材料科学的深入，智能材料的应用和发展正成为人们关注的热点。智能材料是指材料本身就具备传统传感器的功能，能够对外界及自身性能的变化进行识别和判断，进而通过一定功能的转换，最终采取相应的行动来调整以适应外界变化和避免自身性能受损。新材料这种敏感功能为新型传感器的出现提供了技术支持。

3.2 集成化多功能传感器的开发

集成化是指传感器同一功能的多元件并列，以及功能上的一体化。同一功能的多元化并列能够实现传感器参数的多维立体化，再通过软件的编译，对传感器中的多个单一参数进行集成，进而完成对多个点或面的集中监测。传感器功能上的一体化主要是改变传感器功能单一的缺陷，转而向着单传感器集成多种功能自一体，实现一个传感器能够同时监测多种信号变化，简化监测系统，提高工作效率。运用集成化多功能理论研制出的传感器可以应用到更广泛的领域，并发挥出更加强大的功能效用利用集成化多功能原理，现代传感技术已制成带温度补偿的集成压力传感器，频率输出型集成压力传感器，霍尔集成传感器，半导体集成色敏传感器，多维化集成气敏传感器等。

4 结束语

当前我国在传感器的研发已经具备一定的规模和应用实力，在今后的研发中应重点关注基础性产品，在攻克传感器制造工艺技术的前提下，对产品的可靠性进行深入化分析，实现传感器技术的研究与应用平衡发展。

参考文献

[1]焦长兵，金勇杰，傅历光.无线传感器网络及其军事应用[J].黑龙江科技信息，2007（23）.

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关键词：

光电信息；功能材料；研究进展

随着我国科学技术的日新月异，有力的推动着社会的发展与进步。光电信息功能材料作为新材料，能够得到充分的研发，并广泛应用于社会众多行业领域中。在光电子时代背景下，光电信息功能材料具有稳定性的良好性能，在社会众多行业领域中的应用，有着良好的发展前景。目前，我国关于光电信息功能材料的研究进展主要表现在光折变材料、半导体材料、纳米材料等方面，能够在一定程度上推动我国电子时代的发展进程。1光电信息功能材料的概述在信息时代背景下，材料领域的研究更为广泛，走在国家科研的前沿之路，为现代化科学奠定坚实的基础条件。光电信息功能材料的研究，主要以量子论为基础，相关人员对电子物理运动规律进行一系列探究，偶助于推动光电信息技术的研究和开发。基于此，光电信息功能材料得以开发和应用，主要包括光折变材料、半导体材料和纳米材料，其信息存储容量更大，且信息传输和处理速度更快，适应我国社会发展和人类进步的发展趋势，同时能够在一定程度上促进信息技术的发展[1]。

1光电信息功能材料的制备方式

目前，光电信息功能材料受功能、尺寸等因素的影响，使其制备方式可能存在差异性，因而能够适应于不同社会领域的实际需求。但是，就光电信息功能材料制备方式而言，主要表现在微波反应烧结、溅射法、PCVD等。通过合理方式对光电信息功能材料的制备，可以增强材料的性能和充分发挥其积极作用，有助于推动我国光电信息技术的快速发展[2]。

2光电信息功能材料的研究进展

2.1光电信息功能材料之光折变材料

光折变材料是光电信息功能材料之一，主要是在光的照射下，发生电荷转移，形成空间电场，最终在电光效应的影响下而产生的光电材料。光折变材料在人类社会众多领域中有着广泛的应用。现阶段，我国关于光折变材料的研究主要表现在数据存储、测量、光放大、图像处理等方面。对于光折变材料而言，主要包括无机光折变材料和有机光折变材料两种。首先，无机光折变材料主要有三类，分别为：以LiNbO3、BaTiO3为主的铁电晶体；以Bi12GeO20为主的非铁电体；以GaAs、CdTe、CdSe为主的化合物半导体。其次，有机光折变材料中，聚合物的应用更具优势，在社会众多领域中有着广泛应用，其发展空间较为广阔，能够为相关技术人员创造良好的条件。总之，随着光折变材料的研究进程加快，相关科技人员能够通过聚乙烯咔唑对图像进行识别，为后期三维体全息图存储奠定良好条件，同时促进光电信息存储的广泛应用。

2.2光电信息功能材料之半导体材料

半导体材料是导体材料和绝缘体材料之间的一种材料，能够实现电能和光能之间的相互转换。新时期，我国对半导体材料的研究相对较多，且该材料的应用范围较广。其研究进展主要表现在以下方面：首先，硅微电子技术材料。该材料是制成半导体集成电路、光伏太阳能电池的重要材料，属于我国新能源产业。随着硅材料技术的不断发展和应用，促进硅材料产业的快速发展。其次，对量子级联激光器材料的研究，该材料主要在光通信、移动通信等领域中有着广泛的应用，能够在一定程度上推动着人类工业化的发展进程。最后，对光子带隙材料的研究相对较多[3]。

2.3光电信息功能材料之纳米材料

纳米技术近年来比较热门的研究话题，而纳米光电材料是光电信息功能材料的重要组成部分。光能与电能、化学能等能源之间转换过程中，可以形成全新的纳米材料，在社会众多领域中的应用，具有一定的优势，如发展前景良好、性能优良等，尤其在光的通信、存储中有着更为深入的应用。现阶段，我国对纳米光电材料的研究相对较多，并取得良好的进展。在纳米电子器件的发展条件下，纳米光电子学得以快速发展，其研究领域主要表现在：一是关于纳米粉末在光电探测器中应用的系列研究，二者能够相互作用，且纳米粉末可以改善SOI的不良性能；二是对一维纳米材料应用的相关研究；三是对纳米硅薄膜应用的研究，其独特性质，能够充分发挥量子尺寸效应，有助于科技人员对纳米光电材料的深入研究。

3结论

随着社会的发展与进步，科学技术日新月异，造福于人类。近年来，光电信息功能材料的研究有较大进展，取得良好的成果，能够以光电为信息载体，促进人们对量子物理的深入研究。由于光电信息功能材料能够在人类社会生活众多领域中有着广泛的应用和充分发挥其积极作用。所以，相关人员有必要加强对光电信息功能材料研究进展问题的研究，能够为相关科技人员提供有力的参考依据，有助于推动光电信息功能材料的研发进程。

参考文献：

[1]王智玮，刘丽媛，陈润锋，等.基于芳香性聚酰亚胺的光电功能材料及器件研究进展[J].科学通报，2013（26）：2690-2706.

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中图分类号：TU584.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0043-01

光电子技术与其他的电子信息技术合成能够形成信息产业新的核心技术，并广泛应用于光存储、光显示和激光等领域。光电子技术在雷达中的应用改变传统雷达应用模式，充分发挥了光电子技术信息化、科技化和先进化的优势。关于现代雷达中的光电子技术应用主要可以分为以下几个方面：

（一）信号传输

光电子技术在雷达中的应用可以通过光纤链路的组成，完成光纤、二极管等要素的调制，在进行信号传输时可以在光波调制中将微波信号传输上，完成这些工作以后需要使用光纤模拟传输微波信号。光纤链路在雷达信号传输中的应用对现代雷达技术应用和信号光纤传输具有重要意义，这项技术在国外发展相对成熟，显示意义明显。雷达传输中使用光纤，传输消耗和传输频率相较于电缆传输较低，并且在这种频段下，光w产生的调制信号和传输消耗具有一致性，从而进一步促进雷达信号传输，达到对雷达系统远程控制的目的。[1]

由于使用的雷达天线还含有一个辐射源，在受到反辐射的影响时，控制中心和天线之间的距离应该设置好。通常情况下，使用同轴电缆传输信号消耗较大，传输指令与天线之间的距离也要控制好，而关于电缆铜量的消耗，会随着频率平方根的增大而增大。同轴电缆传输微波信号的前期，需要在一定的频率范围内完成转变，将信号电平在线路放大器内进行放大，指令中心传输的信号则不需要进行变频，线路放大器不使用也能使信号电平提高，光滤波器和光纤的使用效率也能够提高。要进一步保证其基本的使用性能，增强雷达的抗电磁能力可以通过光缆改变电缆，保证雷达天线远程传输的功能。这种应用方法在军事上具有重要使用作用，提升经济效益的同时创造军事价值。此外，光纤重量轻、体积小，灵活度高，在一些限定空间或场合使用方便，保证雷达信号的传输有效。[2]

（二）信号处理

雷达信号处理一般是利用光纤延迟线，其主要构成要素包括调制器和激光器等，属于新型的信号处理器件，在微波射频领域应用较多，光纤延迟线的使用能够促使多种不同信号处理器件的生成。例如在横向匹配滤波器和编码发生器以及相关处理器中可以通过雷达系统的处理充分发挥带宽极宽系统的作用，声波器表面频率较高，功能优越性明显，在雷达信号处理中要控制其频率需要同步使用信号处理器，提升雷达信号处理效果。处理宽带雷达信号时由于雷达信号接收机的分辨率较高，电子情报信号处理时，可以选用大时间的带宽积器件，使用成本相对较低，体声滤器件和同轴电缆也可以用于雷达信号的处理。光纤延迟线不同于其他延迟线，性能更先进，并且同时具有工作频率高和任何延时的特点，其中延迟的介质是单模石英光纤，成本低、性能高，使用价值较高，并且具有综合性优势。因而在雷达信号处理过程中使用光纤延迟线能够充分发挥其在不同处理器件中的构件作用，雷达系统中使用光纤延迟线实现价值最大化，不仅能够在海洋卫星雷达和随机程序发生器中应用，同时还能够在雷达信号处理系统和相控阵天线系统中应用。因而雷达信号处理中使用光纤、光电子技术能够充分发挥信号处理器件和通信系统的实际价值，使用过程中的经济效用显著，总体应用前景较好。[3]

（三）达波束光控制

相控阵雷达系统在控制雷达的达波束光时要使用有源单位，继而形成一种具有跟踪效用的尖锐波束，这种波束对电子调控方法具有一定的控制作用，并且能够将辐射单位予以改变，保证相对相位的实现。由于单个单元的控制器件属于电子移相器，这种类型的器件在传统意义上的使用通常可以分为铁氧体移相器和二极管。二极管的工作频率相对比较低，而铁氧移相器的工作频率则较高。铁氧移相器和二极管的体积较大，因而产生的损耗量也比较大，但是在相位连续控制上和在线性度上仍旧存在较大的差异。分配射频功率可以使用光学方法来进一步完成相移，这种优势比较明显。[4]

例如在实现微波相移的过程中可以使用线性连续的方法，在此过程中还能够将相位的体积予以减少，保证及能耗度降低，促进波束的灵活控制。在一般的大型相控阵天线使用中需要多个MMIC收发模块来完成雷达达波束光控制，在一定的自由空间内能够与振荡器形成不同模块的主振荡器锁定，关于参考信号的改动则需要使用同轴电缆的光纤链路，这种有利于在很大程度上减少体积和降低重量。光电技术在雷达达波束光控制中具有重要的使用意义，并且能够促进雷达电子器件的使用功能进一步完善，总体应用前景广阔，在此过程中使用光电子技术促进了新时期下雷达技术变革、发展和使用的经济效益提升。[5]

结语：

从目前情况分析来看，光电子技术应用在微波领域主要以光纤通信为主，且这种应用技术已经相对普及，但是在雷达中的应用尚且不如通信光纤应用普及程度高，随着我国光电子技术研究、发展水平不断提高，将进一步在现代雷达中实现充分使用，总体应用前景乐观。其中光电集成电路和光纤等在雷达数据处理、雷达信号处理、多基地雷达和相控阵天线中使用具有高互联性等多重优点。光电子技术在现代雷达中的应用包括雷达信号传输、雷达信号处理和雷达达波束光控制等几个重要的方面，体现了现代雷达应用光电子技术的先进性和必要性。

参考文献：

[1] 沈东.浅析现代雷达中的光电子技术[J].科技经济导刊，2016，32：80.

[2] 金林，刘小飞，李斌，刘明罡，高晖.微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展[J].微波学报，2013，Z1：8-16.

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中图分类号： V448.15+1 文献标识码： A

Abstract: CCD technology has become a set of applied optics, electronics, precision machinery and computer technology for the integrated technologies, and is widely used in modern optical and optoelectronic measurement technology. This paper describes research on CCD technology at home and abroad, and to explore the CCD technology trends.

Keywords:CCD ; Size detection

一．概述

电荷耦合器件(Charge Couple Device，CCD)是一种以电荷为信号载体的微型 图像传感器，具有光电转换和信号电荷存储、转移及读出的功能，其输出信号通常是符合电 视标准的视频信号，可存储于适当的介质或输入计算机，便于进行图像存储、增强、识别等处理。

自CCD于1970年在贝尔实验室诞生以来，CCD技术随着半导体微电子技术的发展而迅速发展，CCD传感器的像素集成度、分辨率、几何精度和灵敏度大大提高，工作频率范围显著增加，可高速成像以满足对高速运动物体的拍摄，并以其光谱响应宽、动态范围大、灵敏度和几何精度高、噪声低、体积小、重量轻、低电压、低功耗、抗冲击、耐震动、抗电磁干扰能力强、坚固耐用、寿命长、图像畸变小、无残像、可以长时间工作于恶劣环境、便于进行数字化处理和与计算机连接等优点，在图像采集、非接触测量和实时监控方面得到了广泛应用，成为现代光电子学和测试技术中最活跃、最富有成果的研究领域之一。

二．国内外研究状况

CCD检测技术作为一种能有效实现动态跟踪的非接触检测技术，被广泛应用于尺寸、位移、表面形状检测和温度检测等领域。

1尺寸测量

由CCD传感器、光学成像系统、数据采集和处理系统构成的尺寸测量装置，具有测量精度高、速度快、应用方便灵活等特点，是现有机械式、光学式、电磁式测量仪器所无法比拟的。在尺寸测量中，通常采用合适的照明系统使被测物体通过物镜成像在CCD靶面上，通过对CCD输出的信号进行适当处理，提取测量对象的几何信息，结合光学系统的变换特性，可计算出被测尺寸。

1997年，J.B.Liao等将CCD摄像系统应用在三维坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)上，实现了三维坐标的自动测量。他们将一个面阵CCD安装在与CMM的3个轴线都成45°角的固定位置，通过计算机视觉系统与CMM原来的控制系统连接来控制探头和工件的移动，以此探测探头和工件的三维位置。该方法不需要对原CMM系统进行改变，只要将CCD视觉系统连入原有的测量机即可。由于测量系统中只用一个面阵CCD，从而简化了测量系统结构，降低了系统成本，减小了因手工操作引起的误差，提高了测量效率，并能避免单独使用CCD测量时，因光衍射而造成的边缘检测误差，可用于工件三维尺寸的精确测量。

2形变测量

尽管利用线阵CCD测量材料变形具有非接触、无磨损、精度高、不引入附加误差、能测量材 料拉伸的全过程，特别是测量材料在断裂前后的应力应变曲线，得到材料的各种极限特性 参数等优点，但只能测量材料拉伸时在轴线方向的均一形变。为此Scheday, Miehe和Cheva lier等人开展了采用面阵CCD测量材料形变的研究。在此基础上，Stefan Hart mann等人借助面阵CCD研究了橡胶材料在拉伸和压缩时的形变情况。即在圆柱 形黑色测试样品的轴线方向等距标定几个白点，用CCD摄取相应图像并送入计算机进行处理，通过检测白点标记间的距离来计算样品受力时轴向的形变，并通过轮廓检测算法得到轴对 称的圆柱型样品的轮廓尺寸，经过数据校正，可计算出被测样品半径方向上的形变。这种方法可同时获得两个方向上的形变量，并测量出材料被压缩时的非均一形变。

3三维表面测量

由于CCD传感器能同时获取被测表面的亮度和相位信息，因此，将CCD和计算机图像处理技术 与传统的三维表面非接触光学测量方法相结合，可实时测量物体形变、振动和外形。随着CCD工艺水平的提高，面阵CCD被广泛应 用于三维表面测量。1996年，B.Skarman等提出了相变数字全息 测量法。此后，F.Chesn、C.Quan、P.S.Huangv、G. Pedrini等人分别在有关测量方法中应用了CCD技术，从CCD图像中获取相位图的新方法也相继出现。在条纹图样投影法中采用相变技术时，只能检 测静物表面轮廓，不适用于实时检测振动和变化的表面形状。

4高温测量

物体的辐射光波长和强度与物体温度有着特定的关系，因此CCD作为一种光电转换器件，可用于温度测量。1993年，Tenchov等人采用CCD间接测量溶液表面温度；1995年，K.Y.Hsu和L.D.Chen用可测量红外波段的加强型CCD测量液态金属的燃烧火焰温度，但其测量误差达到400～200K，缺乏实用性。此后，利用红外CCD测量温度场成为CCD测温研究的主流。2001年，Takeshi Azami等人利用CCD的亮度波动信息来研究 熔融硅桥表面的热流状况，获得了较好的结果。事实上，由CCD的光谱响应特性、光电转换特性可知，利用RGB输出值可得到被测物体表面图像中的亮度和色度信息，并根据比色测温原理 计算出物体的表面温度场。虽然有人提出了基于CCD测温系统的三维温度场构建算法，但直接利用彩色CCD测量温度的仪器还处在实验研发阶段。尽管如此，由于CCD技术能测量运动物体的温度，给出二维或三维温度场，实现非接触高温测量，因此，CCD测温技术有很大的发展潜力和应用前景

三．发展趋势及应用前景

1数字化测量技术

数字化测量技术是数字化制造技术的一个重要的、不可或缺的组成部分；数字化测量仪器、数字化量具产品的不断丰富和发展，适合并满足了生产现场不断提高的使用要求。

2测量技术与制造系统的集成

将现代测量技术及仪器融合、集成于先进制造系统，从而构建成完备的先进闭环制造系统。

3激光测量技术的应用

随着激光测量技术的发展，将与CCD检测技术更紧密的结合在一起。

4传感器的微、纳米化

传感器向小型化、微、纳米级精度发展，生产现场适应性更强，精度更高。

5系统的集成化

随着微电子技术的不断发展，整个测量系统正向着系统化、集成化方向发展（SoC）。

综上所述，CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术，并被广泛应用于现代光学和光电测试技术领域。事实上，凡可用胶卷和光电检测技术的地方几乎都可以应用CCD。随着半导体材料与技术的发展，特别是超大规模集成电路技术的不断进步，CCD图像传感器的性能也在迅速提高，将CCD技术、计算机图像处理技术与传统测量方法相结合，能获取被测对象的更多信息，实现快速、准确的无接触测量，显著提高测量技术水平和智能化水平，因此，CCD技术必将以其突出的优点而在工业测控、机器视觉、多媒体技术、虚拟现实技术及其他许多领域得到越来越广泛的应用。

参考文献：

［1］王庆有.CCD应用技术［M］.天津：天津大学出版社，2000．

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随着我国科技快速发展和进步，带动了我国整体经济得到发展，并使我国人民的生活质量得到提高。当前我国已经走入了通信电子时代，人们的工作和生活因通信电子技术变得节奏加快，社会中充斥着大量的信息，使信息沟通不再有局限性，不再受容量和地域上的限制。随着我国通信电子技术的发展，使我国的产业结构发生了一定变化，并使很多传统企业都遇到了发展瓶颈。通过创新通信电子技术，能够有效将我国通信市场的竞争力快速提升，并能够升级我国的产业结构，促进我国经济快速增长，可见，创新通信电子技术有其一定的必要性。因此，我国必须要对当前通信电子技术的发展进行分析，找到创新通信电子技术的有效措施，这样才能从根本上推动我国经济和科技同时得到提高，使我国在国际中的地位有所提高。

1当前我国通信市场的机遇与挑战

（1）我国的科学技术在快速进步，不断取得优秀的科技成果，伴随着我国多元的文化历史，使我国通信市场有了更大的发展空间。当前通信市场中已经出现很多高新的电子产品，并且这些电子产品还在不断的升级当中，加之计算机技术在社会中的广泛应用，推动着我国通信电子技术的创新与发展。（2）当前国家已经为通信产业制定了相关的法律与法规，并将其不断进行完善，为给通信市场提供更加广阔和优质的发展空间。伴随着三网融合不断深入到我国市场中，更加有效促进了我国通信行业的发展。（3）2008年的金融危机席卷了世界各国，对我国经济影响也非常大，通过努力，目前我国经济正在快速发展，为通信行业提供了良好的发展契机。随着我国财政政策、货币政策和宏观政策等方面的不断完善，使我国通信市场找到了更多发展渠道，通过通信市场的良好发展能够稳固我国整体经济。（4）随着我国经济和科技的快速发展，使我国不断调整了产业结构和经济结构，在很大程度上促进了我国通信产业的发展，国家也更加重视通信市场，将我国的工业发展与通信电子技术进行了有效融合，更加快速的推动了我国经济的发展。

2电子信息技术的发展前景

2.1电子技术

在汽车行业中，通过使用电子技术能够改变汽车的概念。ECU（电子控制单元）作为组成新型汽车电子控制系统中的基础部分，能够独立进行操控，还能通过电子单元对整个系统进行调整，保持汽车稳定性能。例如，在驾驶员开车时，为了能保证车辆的安全性和运行平稳，在制造汽车方面应用了电子信息技术，在其中安装了压力传感器和ABS（防抱死装置），能够有效操控汽车的四个车轮，保证汽车能够做到紧急刹车，并保证汽车的安全性。针对汽车电子控制系统，我国已经按照汽车不同的型号做出了合理配置，有些还添加了EBD（电子动力分配系统），通过EBD和ABS系统的有效结合，使汽车的稳定性和安全性加强。

2.2光电技术

当前我国科研人员已经研发出光电技术，光电技术对社会来讲有着非常重要的地位，当前光电技术主要有处理信号技术、光电探测技术、光电显示技术、光电电子技术、光电检测技术等，这些技术在社会各个领域中应用的范围非常广泛，已经应用于精密机械、计算机、微电子、光学等方面。通过光电技术，创造出了软性显示屏，能够将更加清晰、精细的画面显示出来，并且有更加明亮的色彩，使画质更加炫丽，还具备3D特效功能，给人身临其境的感觉，软性显示屏还具备一个其他显示屏无法比拟的功能，就是可以将其像折纸一样进行折叠，当不需要软性显示屏时可以将其折叠起来，方便存放和携带，在需要它时，随时随地都能展开使用，具备这样可折叠、可弯曲的特点，在很大程度上方便了人们的生活和工作。随着我国经济的快速发展，导致很多行业对能源需求量急增，这对生态环境造成了一定影响，因此，为保证人类能够长期发展，全世界都在呼吁节能问题。随着光电技术的发展，科研光电研发出了LED技术，由于LED具备使用寿命长、环保、节能和多变性等特点，使其成为了高新的节能产品。当前我国的LED技术在快速进行发展，并且应用的范围也越来越广泛，在军事、社会生活和工业生产中都得到了有效应用，例如生活中常见的LED电视、LED路灯、LED家用电灯等。当前在市场中涌现出更多新型的光电信息材料，都是应用先进的加工工艺和现代化材料作为基础，将纳米技术有效与光电技术进行有效结合，进而研发出了更为高新的产品，为科技创新做出贡献，实现环保与节能。

2.3网络技术

网络在信息化时代之前是指通信网络，例如移动通信、电报传真、数字数据、电话交换等，而当前随着信息化时代的到来，互联网技术的发展，如今的网络一般指互联网。在20世纪50至70年代间，全球化的自动电话交换通信网络得已诞生，在发展期间，不断产生了卫星通信技术、自动交换系统、载波传输体系等；20世纪80年代之后，信息化时代加速发展步伐，通过互联网技术的诞生，实现了多媒体技术的应用，使全球的信息不再有地域和数量的限制，加快了全球经济的发展。

3通信电子技术的创新措施

3.1创新关键技术和基础技术

为创新通信电子技术，首先要创新关键技术和基础技术。在通信行业的发展中，想要在市场中站稳脚跟，就要具备超强的竞争能力，而将关键技术和基础技术做好是提高竞争力的前提。在创新关键技术和基础技术的过程中，重点要对其做出各方面的投入工作，例如财力、物力以及人力，这样才能致力于技术研究，创新通信电子技术。

3.2推广通信电子产品

随着通信电子技术的不断创新和发展，研制出了许多通信电子产品，要加大推广通信电子产品的力度，这样才能让更多的人认可通信电子技术。在大力推广通信电子产品时，要与其他业务部门保持良好关系，完成业务方面的合作，从而找到更多、更新的商机，大力推广先进的通信电子产品，加快通信行业的发展步伐，促使科研人员更加高效率的进行研究和创新通信电子技术，研发出科学、创新的通信电子产品，并在大量的研究中形成科学的设计理念、创新的产品形式，从而形成更加科学的创新思想，使每一种通信电子产品都具备价值。为保证有效推广通信电子产品，要把握好通信电子技术与产品之间的关系，利用合理的科学技术研发产品，再将产品进行有效推广。

3.3做好环境控制，保证通信行业稳定发展

为保证通信行业能够良好发展，通信电子技术能够不断实现创新，就要做好环境控制工作。通信工程的特点是流动性大、工期长、涉及范围广，由于工程的种类不同，导致影响工程质量的因素也比较多样、复杂，为保证通信工程的质量，必须要明确工程受到哪些因素的影响，这样才能制定出有效、科学的措施保证工程质量。在环境控制方面，首先要明确工作环境、劳动环境、工程技术环境等方面，特别是工程施工的现场环境，必须要以文明生产、文明施工为主，加强施工人员的综合素质，严格按照规定流程进行施工，保证施工现场有良好的秩序，这样才能保证工程的质量，从而促进通信行业发展。

4结束语

总而言之，我国的经济和科技发展离不开通信电子技术，通过创新通信电子技术，能够有效调整我国的产业结构，快速提升我国在世界中的竞争力。因此，必须要将我国通信电子技术的管理体系进行创新，制定出有效的培养技术人员机制，使我国通信电子技术人员的能力不断提升，研究出更多有利于社会的项目。还要创新管理模式，并要将通信电子基础技术以及关键技术进行推行和创新，坚持标准化战略发展我国的通信电子技术，并充分做好通信行业的管理工作，从而促进我国经济和科技的发展。

参考文献

[1]孙文亮.通信电子先进技术研究[J].黑龙江科技信息,2014(25):105-105.

[2]李居峰.浅析电子工程的现代化技术发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2016(14):1920.

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1.光电检测技术

检测技术在国民经济的各个行业中，起着举足轻重的作用。无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测。光电检测技术是各种检测技术中的重要组成部分。所谓光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。

光电检测为非接触检测，具有无损检测、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、价格低廉、测量精度高等优越性，因而应用十分广泛，尤其在自动化生产，在生产过程的在线检测等方面起到重要作用。特别是近年来，各种新型光电探测器件的出现，以及电子技术和微电脑技术的发展，使光电检测系统的内容愈加丰富，应用越来越广，目前已渗透到几乎所有工业和科研部门，是当今检测技术发展的主要方向。

2.在纺织检测中的应用

随着纺织科技水平的发展，出现了许多新型纺织原料以及各种功能性纺织产品，并且全球经济一体化促使纺织工业的加工自动化水平的提高以及对产品的质量要求都对纺织检测技术提出了更高的要求。

光电检测技术具有无损检测、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、价格低廉、测量精度高等优越性，因此光电检测技术是纺织检测的一个重要方面。

2.1 前纺工艺中异性纤维的检测与清除

在棉纺厂中，前纺棉花的洁净度是影响棉纱质量的重要因素之一。实际上，棉包在进入前纺车间前，常混有大量异性纤维，如毛发、羽毛、有色线头和绳头、麻类纤维、人造纤维，甚至还有有色碎布和缎带等。异性纤维混入棉纤维中参与纺织将影响纱线强力，织成布匹后不但影响成品外观，而且影响棉布的抗静电能力。目前纺织厂的处理方法是人工捡除，其缺点不言而喻。可以采用光电检测技术实现对异性纤维的检测和清除工作。棉包中的异性纤维颜色各异，检测装置应选用彩色线阵CCD传感器和特殊的光源来进行光电转换。为使异性纤维便于从棉花中发现，棉花应处于蓬松状态，并且棉块尺寸适中。

为此，该工艺应安排在抓棉机之后的输棉管中进行。具有快速成像能力的CCD传感器一旦发现棉块在某一方位上含有异性纤维，其输出信号经计算机处理后，立即发出指令启动快速阀门自动清除。意大利IOPTEX公司的SORTER、德国TRUTZSCHLER公司的棉结杂质检测装置NEPCONTROL NCT都成功的实现了棉花中异性纤维检测清除过程的全自动进行，无须工人参与，提高了劳动效率。另外，若能将CCD传感器自动检测并清除异性纤维的工序在棉花前纺和纱线络筒时共同配合使用，则效果更佳。纱线络筒时，高速彩色线阵CCD传感器发现纱线中含有异性纤维后，立即启动清纱器予以消除。

2.2 织布车间的成品检验

织布车间的成品检验主要是检查织物的外观质量如：皱褶、疵点等都是评价织物外观质量的重要参数，并根据此参数来评定织物等级。

目前纺织厂中评价织物皱褶主要有两种方法：一种是利用Monsanto褶皱恢复仪测量织物的皱褶恢复角，另一种是利用AATCC实验法将褶皱样品与AATCC标样进行对比评级。

虽然这些方法不叫经济实惠，测量也简单，但由于是凭借人的主观及测量精度等问题，很容易因主观意识而误检，也容易因疲劳而漏检，使得测量结果误差较大。若检验工序采用光电检测技术不仅提高了检测效率而且可避免上述人工操作的缺点。在布面作外观质量检验时，布匹以一定的速度在验布台上移动，当布面上的疵点经过人工光源照射区时，所产生的漫反射光便投射到事先设置的CCD传感器上，只需对传感器输出的电信号进行计算机处理，便可发现疵点的大小、数量和性质并得出布匹所属的等级。当布匹连续出现同类性质的疵点时，还可以通过联网的计算机通知织布车间排除故障。另外，采用CCD-LDS激光位移探测器，可以不受织物颜色、花纹、以及表面色泽的影响来采集织物的信息并在计算机中进行处理，得到的测试精度完全能够满足对织物皱褶的性能的测试要求。

2.3 工艺过程的在线检测与控制

纺织厂的整个生产流程中，许多工艺环节可以利用光点检测技术进行在线检测和控制，前纺车间中的并条工艺，并条以后，熟条的不匀率将直接影响其后续工艺中粗纱和细纱的质量。若将现行的检测手段改用CCD传感器，则可以取得更佳的效果，可以更精确地检测短片段的不匀率。CCD传感器输出信号经计算机处理后还能实时控制生条的喂入速度，以降低熟条的不匀率，间接地也为降低粗纱和细纱的CV值提供了有效保证。

Zellweger公司新推出的6580型纱疵测试条干仪，该仪器的主要工作原理是通过光电检测方式将纱线条干信号转换成相应的电信号，再在计算集中处理数据得到不错的结果。值得指出的是该仪器可将疵点按直内径和长度分成64种不同的类型，并且这些不同类型的长度和直径可以任意设定。这样在一定程度上该仪器包括了条干均匀度仪和纱疵分级仪的主要功能，断并具有更大的灵活性。其次，对特定的疵点可以进行分析。这些特点不仅为科研提供了更多更好的手段，而且对工厂也亏是非常实用的。USTER一4SX条干均匀度仪也采用新型光学传感器测试纱线毛羽、棉籽壳碎片、纱线形状和直径等参数，绘制各种图形。同时具备织物及黑白条纹的效果虚拟功能。

羊毛纤维直径的测定通常采用投影显微仪把纤维样品放大并投影，然后再手工测定。这种方法既费时，劳动强度又很大，然而瑞士Uste公司的OFDA纤维细度仪，采用CCD摄像技术，把经显微镜放大的纤维样品图像输人计算机，由计算机进行图像信息的处理，直接得出最终结果。该仪器能在50秒时间内测定2000-5000根纤维，不仅提高了测试速度，减轻了劳动强度，而且提高了测试的精度。

由此可见操作的自动化，测试结果的数字化、图像化以及检测数据的随机自动处理，已经逐步取代手感目测的传统检测方法，形成了现代纺织检测技术的鲜明特点。

3.结语

从国内外纺织检测技术的发展，可以看到现代科技为传统产业开辟了广泛的前景。过去纺织品主要靠手感目测赖检验，现在要求用先进的检测原理和方法来定量检测，因为手感目测会带来很大的主观性，不同的检测人员在判断上会有差异，同一检测人员在不同条件下或对不同产品的判断也会有差异，影响到工作的可靠性。利用光电检测技术不仅检测结果可靠、数据精确，而且对纺织生产过程的质量加以控制，不仅提升了纺织工业整体的自动化水平，而且提高了纺织产品的质量，增强了国际竞争力。

参考文献

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科技全球化和经济全球化推动了相关机构对科学研究的研究方向变迁，也为科学研究的项目目标提出了新的要求。在这样的背景下，对ZnO元素的研究就显得非常具有现实意义。ZnO是II-VI族一种最为直接宽带隙氧化物半导体材料，在室温条件下的能隙宽度大概为为3.37 eV，具有60 me的高激子束缚能、优良的光电特性以及稳定的化学性质等优点，在太阳能电池板、电脑显示器和透明导电薄膜以及半导体激光器等方面有着非常广阔的应用前景，已经成为继GaN元素之后的在短波长半导体材料研究方面的热点研究对象.现如今，人们主要通过ZnO薄膜光电器件方面的研究作为整个项目的重点，通过掺杂不同类型的元素对其进行光电改性研究方法进行研究.

一、稀土掺杂ZnO的光电性质的第一性原理研究

（一）模型的构建

ZnO晶体结构在热力学稳定时的矿型是六方纤锌型，在对ZnO研究进行模型构建时可以采用原子替代法，进行单掺杂时，在该晶胞模型中的特定位置用其他原子进行替代，使其成为特定浓度的掺杂ZnO结构。

（二）计算方法

在对该项研究进行计算时我们可以采用Materials Studio软件中的Castep（cambridge serial total energy pack-age）软件包来完成，该软件包利用的设计第一性原理通过分子运动力学理论以及DFT（密度泛函理论）为基础的带有精密计算功能的软件包，在周期性结构材料的计算中有着非常重要的作用，电子-电子相互作用的相关势和交换由GGA（广义梯度近似）或LDA（局域密度近似）进行校正.采用周期性边界的标准条件，用广义梯度相似的PBE（Perdew-Burke-Ernzerhof）来处理电子间的相互交换关联性能.先采用几何的方法对所建立的模型优化，令其能够得到最好的几何结构形式后再开始进行光学特性和相关结构的计算。

（三）计算结果分析

在实验计算结束后，对计算结果进行分析的时候，一旦ZnO结构中Zn态的能量的估计具有不确定性的时候，就会导致其与O态之间的相互作用不稳定，价带带宽就会产生变化，因此带隙发生改变，但实验与理论之间的带隙并不会影响到ZnO相关性质以及电子结构的理论分析。在试验中标准未掺ZnO的能带图显示出 ZnO 是直接带隙半导体，标准带隙为0.73eV.这一计算结果与相关文献得到的计算结果（0.72eV）十分接近。试验中得到的带隙分别达到1.16，1.18和1.21eV.说明稀土掺杂后ZnO结构的带隙变宽。

（四）前后稀土掺杂ZnO的光学性质

通过在对前后稀土掺杂ZnO的光学性质进行分析对比后，发现在稀土离子中加入ZnO晶格后，低温退火处理过程中，大部分的其他原子代替了Zn原子;在高温退火的过程中，部分其他原子析出了晶格。不仅如此，在退火温度的过程中和掺杂的过程中，晶的粒尺寸也发生了一定的变化。

二、稀土掺杂ZnO的光电性质的第一性原理研究意义

稀土掺杂ZnO的光电性质的第一性原理研究意义主要可以分为以下两点：

第一点，随着科学技术的高速发展，科学技术的应用程度正在成为国力竞争和社会生产力发展的主要决定因素。对于科学技术研究工作的开展，我国政府给予了高度的重视，大力推进各部门、各系统的科学技术研究建设，特别是稀有资源研究建设以及稀有资源应用建设。在这些前提背景下，稀有金属资源的科学化研究即稀有金属元素与稀土元素结合技术的逐渐新起，伴随着科学技术技术的进步，掺杂的稀有元素对象不断增加，其所应用的范围也在不断的丰富，该项应用逐步的改进了常规的生产机械材质和产品材质，使得工业技术的发展得到了推进。

第二点，现今，信息化、科学化建设已经被社会中的方方面面所应用，我国的稀有金属资源的研究也有了不短时间的发展历程，在稀有元素的研究上已经初具规模，可以用三个阶段来将稀有元素应用的发展划分开来：第一阶段，国家在研究重心上提出稀有元素的研究策略，实现基本的研究筹划和研究投入;第二阶段，国家通过本身的影响力实现对内的稀有元素科研人员进行培养，同时也可以实现稀有元素研究项目的建立实施，并且可以对二者进行重要的资金资助，使得内部有专业科研人员在科研所以及其他的一些科研机构进行稀有元素研究，实现最为简易的研究层次的完善;在科研信息交换平台上，多个研究部门或者机构能够实现在线互动讨论和数据处理，也为稀有元素的研究打下了坚实的基础。

基于以上两点，不难看出现今的稀土掺杂ZnO的光电性质的第一性原理研究具有着非常重要的现实意义。

三、结语

从上文的研究与讨论来看，随着科技的迅速发展和社会的不断进步，第一性原理研究稀土掺杂ZnO结构的光电性质的技术与社会发展的紧密结合已经成为了发展的必然趋势，虽然二者结合的现状，在实际的研究工作中还存在着一些问题，但是稀土元素掺杂ZnO元素的高性能和多功能化等特点都要明显强于当今稀土元素结合研究领域的其他技术，所以，它是现在以及未来生产和制造的科学发展研究的另一个新的方向，在我国工业化道路的进程中扮演着不可缺少的重要角色，相信在以后的各个领域其功能都将得到充分地应用。

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毕勇，中国科学院光电研究院光电系统工程部研究员，北京中视中科光电技术有限公司总经理，“十一五”国家重点项目总体专家组专家。主要从事全色激光显示技术、大功率全固态激光器系统技术与应用和非线性光学频率变换技术等方面的研究。

毕勇及其团队的研究工作主要集中在四个方面：光源技术，着力研发小型、低成本、高效率的红绿蓝光源模组，研制出了15瓦的光源模组；散斑消除技术，已获得10余种散斑消除技术专利，并开发出散斑测量仪器；在色彩空间坐标系下推导出新的色彩管理方程，使颜色算法从线性节点算法变为非线性映射关系；围绕工程化展开工作，合成了500瓦的激光输出，在高流明激光投影放方面，做到了45000流明的输出，在关键元器件的抗冲击震动、抗高低温存储、抗高低温冲击、防潮等方面做了很多工作，对工程应用有重要意义。

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我国对光纤的技术的应用已经超过20多年，光纤通信技术有着低污染、大容量、小体积、抗干扰等许多优点，深受通信业内人士的青睐。当前，光纤技术在邮电、部队、广播等各个领域都有广泛的应用。虽然我国在光纤通信的技术上取得了较大的进步，但是，仍然存在许多急需改进的地方，本文对光纤技术进行深入的探究，以便于我国光纤技术更好的发展。

一、光纤通信技术的发展现状

1.光纤接入技术在通信技术中的应用。作为一个新的通信技术，光纤接入技术正在逐步的应用于通信技术，光纤接入技术的广泛应用可以实现信息传输的高速化，进一步的满足用户对于信息传输速度的要求。光纤接入技术主要包括用户接入端和宽度传输端两个部分，在这两个组成部分中用户接入端处于主导地位，光纤用户作为宽带连接的最后一个部分，其主要的任务是接入全光，使用户的宽带资源不受到限制。2.波分复用技术在通信中的应用。波分复用技术的最大优点是对单模光纤进行有效的运用，保证互联网使用者所得到的宽带使用的资源最为丰富，根据每一个不同波长和频率光学信号，波分复用技术可以有效的将光纤窗口变为一个个不受其他信号影响通信通道，将波分复用器设置在信号的发射端，集中发生所有信号，最后波分复用器再将光纤管道中的不同波长的光波进行分离。从20世纪末期波分复用技术以其独特的传输容量大的优点，被通信技术广泛的应用。3.相干光通信技术的广泛应用。相干光通信技术作为通信技术的研究热点，其优点是通过对光波增加了混频和本真光源，大大的提高了用户接收通信信号的灵敏度，相干光通信技术对光波的长度选择的效率突出，所以，其在波分复用技术中发挥着重要的作用，在当前的光纤通信技术中具有广泛的运用。4.通信光缆广泛的被电力系统运用。光和电自从以来就是相互依赖，相互辅助的。光纤和电缆都可以通过技术手段成为介质，光缆通过特殊技术的处理可以成为无金属性质的全介质，这种全介质在光纤通信中有着无可替代的作用。全介质光缆一般分为两种，一种是缠绕式结构，主要用于在空中进行相关电力资源的运输，大多数应于电力输入中，另一种是全电式自承式，其具有广泛的利用范围，在我国的电力输入中使用范围较大，市场对全电式自承式的需求量较大。

二、光纤通信技术的未来发展趋势

1.光纤通信未来向着长距离、大容量趋势发展。今年来除了对波分复用技术不断地研究以为，光纤通信技术人员也在加大对光时分复用的研究，光时分复用技术与波分复用技术的应用原理存在较大的差别，其主要是对单信道的传播速率的提高，实现传输容量的增大。未来的通信技术的主要研究方向是通过对波分复用技术以及光时复用技术的综合利用，对传输信号容量进一步加大，以便于更好的满足用户的需求。2.未来光纤通信实现全光化。目前的通信节点间已经实现了全光网，但是在整个网络节点处仍然使用电器件，对目前干信总容量的全面提高起到限制和阻碍作用，所以，全光化将是未来光纤通信的重要研究方向。用光节点代替传统的电节点，信息的传输一直以光信号作为载体进行交换和传递，改变了传统信号交换模式，用波长代替比特进行用户信息处理。互联网络信号传输具有可靠性、开放性、透明性等优点，可以给用户提供超大的信息量，更加迅速的信息传递速度以及灵活多变的网组，在不用安装处理设备和交换器的前提下简单的实现节点的增加。3.未来光纤通信技术，光电子器逐步实现集成化。随着科学技术的不断发展，电子器已经实现集成化的目标，正如电子器集成化一样，未来光电子器也将逐步实现集成化，当前研究热点的平面光波导线路就是光电子集成的载体，它既可以将光电子器进行组装，也可以自身集成为一个光电子器。随着光纤通信的不断进步，光电子集成技术也在不断发展，并取得了一定的成绩，随着相关难题的不断攻克，未来光纤通信技术实现光电子器集成化指日可待。

光纤通信技术作为一个国家科技水平的重要指标，在未来的通信技术中地位将会越来越突出，世界各国也都加强对光纤通信技术的研究。我国要结合自身发展的实际情况，不断地学习外国先进技术水平，加强对相关难题的攻克，争取为人民输送容量更大，速度更快的通信。

参考文献

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随着不断成熟的计算机网络技术和数字媒体技术，再加上对新型建筑材料的使用，极大的促进了空间设计的发展。尤其是在近几年的空间设计过程中，人们对数字媒体技术的运用越来越广泛，在各种展示活动中充分的体现出数字化特征，而且就展示空间语言来说，也逐渐向这一方面发展。这样一来，不仅仅能够更好的满足人们多样化的需求，同时也改变了信息传递的方式，促进社会进一步向智能化、信息化方向发展。

1数字媒体技术与空间设计

数字媒体技术指的是将所获取、处理、传播以及记录的信息载体用二进制的数字形式来表示，其特点主要是数字化，而且载体具有一定的多样性，比如视频影像、文字、图形等多种形式。其中主要包括数字信息管理技术、数字信息安全技术、数字传播技术、后期处理技术、场景设计、人际交互技术以及游戏程序设计等多种技术。空间设计指的是通过对空间的合理安排，展现出空间的生命力和实质意义，设计的基础和基本前提是正确、全面的认识空间物质之间的关系。在设计的过程中，需要加强对造型的培养，并有机的融合歌各种先进科学技术，营造出完美的空间。

2在空间设计中对数字媒体技术的运用

近几年来，随着数字媒体技术的逐渐成熟和普及，在空间设计中也逐渐开始得到应用，并获得了良好的空间效果。下面以上海世博会会馆为例，对数字媒体技术在空间设计中的运用进行详细分析。（1）声光电技术声光电技术指的是将影、光线以及声音三者之间有机结合，营造出一种变幻莫测的视觉氛围，通过视觉和听觉的双重刺激，带给观众的冲击力会更大。同时观众在观看的过程中，能够利用自己的声音来变换出不同的场景。在德国馆中就充分的应用了声光电技术，其中的金属球是由多跟LED发光二极管组成的，并且通过声音的改变，会不断的改变自身的颜色和画面，同时还能够根据观众声音的变化，来调整画面位置，进而满足不同角度观众的需求。（2）PLC程序和180°弧屏在会馆的城市起源厅中的自动演示站台就是由PLC程序控制系统和180°弧屏共同组成的，将两河晓星、考古警示、东方发祥、神灵保护四个方面通过虚拟技术、息影技术等有机融合，将东方世界和西方世界中的独特魅力都完美的展现了出来，为观众带来一场视觉盛宴。（3）360°环形影像360°环形影像指的是在某一空间里，通过应用360°环形视频，向人们全景展示，再加上播放环绕立体音，能够营造出身临其境的空间氛围，将主题通过更加真实、形象的形式展现出来，使人们的视觉得到满足和享受。比如在其中的澳大利亚馆环形剧场中，就有用6块平模共同组成的立体屏幕，而且相互之前是独立存在的，能够单独下降或上升移动，这样每一个角度的观众都能够得到满足，同时不同角度也能够获得不同感受。（4）真实触摸体验通过真实触摸体验，观众能够直接感受到物体的振动、湿度、压力以及温度，利用触觉感官来丰富观众的感受。在设计英国馆的时候就充分的运用了真实触摸体验环节，观众通过直接接触，能够更加直观、全面、深入的了解和认识自然科学原理，帮助人们更加充分的认识自身所处的自然生态环境。（5）三维虚拟技术三维虚拟仿真技术作为一种三维显示系统，通过对各种虚拟声音的应用，营造出逼真的环境氛围，带给观众最真实的感受。该技术主要是通过利用电子计算机，用不同形态的声波来代表客观世界中真实存在的各种数字化模型，虽然是虚拟的世界，但是人们却能够切身的感受到各种物体。在上海世博会展馆中，就充分的利用了三维虚拟技术，展示出各种城市足迹，让人们流连忘返，一般在三分钟的时间内，就能够用虚拟的影像展示出某一个城市的风土人情、地质地貌特征，观众在虚拟的空间内也能够产生真实的感受。

3在空间设计中运用数字媒体技术的发展前景

随着持续发展的数字媒体技术，能够更加广泛的应用在空间设计当中，进而展现出更多的信息，提高空间设计的质量的层次。总的来说，当前在空间设计中运用数字媒体技术会逐渐向以下几个方向发展：一是多元化的观赏方式，随着数字媒体技术的逐渐成熟，能够展示出更加多样化的空间设计，进而实现多元化的观赏方式。即使人们身处各地，也能够利用网络来了解和参观真实的展厅，时间和空间限制被打破；二是所展示的内容更加丰富，通过对数字媒体技术的运用，所展示的内容逐渐向动态的方向发展，并无限的增加了展示的信息内容，观众视野大大拓展；三是观众参与更加普遍，目前观众在在观赏的过程中已经不仅仅只是局限于“看”，两者之间的互动有效增加，而且观众通过对展品的进一步了解，能够产生情感共鸣。

4结语

在空间设计中逐渐会广泛的应用各种数字媒体技术，这样人们的需求能够最大限度的满足，通过对数字媒体技术的应用，能够从根本上改变传统的艺术展现内涵以及形式，增加人们观赏的乐趣。随着媒体数字技术的进一步发展，空间设计会逐渐向多元化、丰富化以及普遍化方向发展，突破时空限制，进而提升空间设计的水平和质量。

作者:潘杰豪 单位:成都理工大学信息科学与技术学院

参考文献

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1.1国内发展现状

1995年光电子技术总产值约10亿美元，2001年中国光电子产业产值超过800亿元，目前继续高速发展中。近年来，中国光电子技术的研究水平已大体上趋于与国际同步发展的态势，整机系统以及器件的生产、制造等相关产业如雨后春笋般涌现，并呈现出一定的发展势头，我国光电子信息产业链基本形成。

近几年，由于光电子技术研究开发体系的不完整，促使训练一批高水准的光电子技术研究开发队伍成为迫在眉睫的任务。二十世纪以来，中国科学院建立了半导体研究机构，武汉邮电科学研究院建立信息发展研究部，中国科学院在长春建立了光学精密研究所，一些大学，如清华大学、吉林大学、天津大学、东南大学、南开大学、华中科技大学等也先后建立了光电子技术研究所，并同时组建起高水平的研究开发队伍。截止到2016年，各高等院校及研究机构已经在光电子材料、制作技术、器械等方面取得了突破，并有了显著进展。

1.2国外发展现状

在国内外光电子产业中，对于光通讯产业来说，在2003年其增长速率跌落到谷底，与此同时，其回升斜率缓慢，但是，光电子技术、光显示技术以及光存储技术在各个产业中慢慢显露头角，应用范围越来越广，在照明装置及各类信号指示器中，半导体发光二极管取得了极高的使用率，若照这样发展下去，人类有望在固态照明的新领域开拓出一片绿洲。

光电子产业中，以美国和欧洲的发展为领头羊，美国和欧洲在光电子产业中的发展决定了整个产业的走向。发达国家早就已经意识到，光电子产业是一个朝阳产业，人类对其认识还尚处在皮毛阶段，光电子技术的发展空间广阔，可以渗透到各行各业并发挥出色。在二十世纪初，发达国家的科学家们就开始进行大量的基础研究工作。世界光电子技术产业的布局目前由传统的仪器设备和元器件，向高技术为主的产业技术转换的趋势。就目前来说，从技术高新、竞争激烈度和推动作用大致分为：现在技术，如激光和液晶技术；未来技术，如太阳能技术和LED技术。液晶技术又可以细分为显示屏的尺寸，显示屏的分辨率及刷新频率；激光技术里有固体、气体，输出功率等指标。不过，LED技术目前只有亮度这一单一技术指标。对于未来技术中的太阳能来说，关键之处在于高效的把太阳光线聚集到足够小的体积内，并且，用高分子材料作大口径聚焦镜不单是空间重量问题，也是技术加速降低成本的关键。

2光电子技术应用与推广

近几年，光电子技术如洪水猛兽，迅猛发展，越来越多的领域意识到其重要性及不可替代性。同时，光电子技术凭借其普适性，不仅在微加工这类基础工业中发挥出色，更是在微机电系统、系统集成这种精密系统中起到了关键作用。特别突出的是，光电子技术在激光产业、LED产业、太阳能产业有着重要的作用。

2.1激光产业

2.1.1科学技术

激光具有很好的相干性、方向性、单色性和高能量密度，正是因为这些特点，在各个学科领域，激光都或多或少有所涉及，并形成了新的学科。如：激光材料加工、激光信息存储与处理、激光光谱学、激光医学及生物学、激光印刷、军用激光技术、激光核聚变及激光化学等，激光的应用在一定程度上促进了这些领域的科学技术进步与发展。

2.1.2国民产业

激光现在我国正逐步成型，其中包括激光音像、激光加工、激光医疗、激光全息及激光印刷设备等，这些产业对我国经济增长起到了举足轻重的作用。例如，目前为止生产激光音像设备的企业举国上下已有400多家，1998年激光产业已逐渐发展成为年产值90亿元以上的新兴产业。又如，将激光全息技术做一个拓展，应用于装饰装修业及全息模压防伪商标，不仅生活得到了极大的便利，相关国民产业也得到了迅猛的发展。

2.1.3医疗产业

激光医疗技术在医疗卫生方面现已起到不可或缺的作用。对眼科来说，屈光性角膜切除术、虹膜切除术、巩膜切除等手术均需要激光设备方可实施。激光在医疗诊断方面也效果出色，如激光荧光光谱测量技术被利用于诊断腹内肿瘤，激光多普勒技术用于探测细胞的流动及轨迹。

2.2太阳能产业

2.2.1太阳能发电

二十世纪末，由于各国工业水平的提高，能源的需求量也日渐增加，因此，人类开始进入了能源短缺的时期。能源是否高效，是否清洁成为了能源能否为人类长期使用的先決条件。目前，人类能源供应主要还是以煤炭为主，而煤炭是不可再生资源，消耗殆尽是迟早的事。为此，各大能源科研机构绞尽脑汁想找出新的可替代能源。而太阳能光伏发电不失为一种极好的替代选择。只要在光伏发电中应用光电子技术，使用得当的话，光伏发电的转换效率可以得到很大的提高，前景广阔。太阳能发电的方式通常有两种，其一是半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。

2.3LED产业

2.3.1交通灯

适用于交通管制的信号灯，现已由LED制成。LED信号灯占到整个LED市场的10%。LED主要有以下两个优点：一是寿命长，由于交通信号灯需要在户外使用，易损耗，而寿命长的LED灯可以保证使用多年而不需要更换。与交通信号灯易损坏完美的契合。二是节能环保，LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近30%，在相同照明效果条件下比传统光源节能近80%。

2.3.2景观灯

在照明领域里，景观灯占据LED材料应用一席之地，原因是，在光强相同的条件下，它所消耗的电能仅有普通白炽灯的百分之十，相比于一些大功率的射灯、气体灯，电能的节约效果越发明显。

3结论

作为时下新兴的一门朝阳学科，光电子技术凭借其在能源，材料，基础技术等方面的杰出表现，成功的被大家公认为最有前途的新技术。若加以有效的发展及应用，必将有效的推动社会科技的进步及经济的发展

参考文献

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作者单位

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随着电子信息技术的快速发展，信息技术、电子技术、计算机技术、微电子技术及通信技术等多种新型技术也在不断地涌现，改变了我国传统的生产生活方式。当前，随着我国科学技术的不断发展与创新，电子信息技术已应用在各个行业及领域中，促使我国市场经济的发展和提高人们的生产方式、生活质量、技术水平等多方面都发挥了十分积极的作用。因此，电子信息技术已经成为学者研究的热点内容，专业人士也经常探讨其发展。下面，对电子信息技术在实际应用中的特点以及未来的发展方向进行探究。

1电子信息技术概述

1.1电子信息技术的内涵信息是体现事物状态的一种传递形式，描述一些事物运动轨迹的变化状态，信息一般是以信号、数据、图像、文字等内容传递和处理的一门技术。信息技术主要通过互联网平台、计算机应用技术和电子信息应用技术进行信息传递和处理的。电子信息技术主要是利用信息核心技术来识别、分析研究、处理、传递信息具体内容，信号处理科学与技术、通信应用技术、传感器应用技术、计算机科学技术、现代电子技术是这些信息的核心技术。电子信息技术与社会现代化和生产力创新已经密不可分了，在互联网建设、多媒体产业、通讯器材产品应用、计算机、制造业、自动化、应用程序等领域被广泛运用。1.2电子信息技术实际应用电子信息技术在生产生活实际应用中，包括操作功能控制、信息存储、信息分析、信息处理和信息传递。超市销售商品时在结账的过程中，利用了电子信息技术建立商品的详细的销售信息，只需工作人员扫描商品外包装上条形码即可。目前，我国互联网技术的普及和覆盖越来越大，如何将电子信息技术与互联网技术更加紧密融合是发展趋势，此项技术能够实现对信息的远程控制和操作，也可以做到信息资源共享功能，从而有效地完成对信息进行智能监控。截至目前，影响建设电子信息工程质量和技术的关键是提升电子信息硬件产品及计算机网络的利用。在实际应用的过程中，电子信息技术必须与电子硬件、计算机应用程序、通信技术及电路进行组合，才能实现真正的产品。

2电子信息技术具有的特点

2.1电子信息技术具有集成化、微型化的特点，在实际应用中旧的理念下设计出的产品体积大，功能不完善，已经无法适应人们的生产生活所需。采用电子信息技术可以实现在设计时将电路集成在一起，这样可以大大缩小电路功能模块占用空间，从而使产品在使用过程中操作较方便。2.2电子信息技术在现实中应用主要体现网络化、数字化、现代化，目前，电子行业研发的内容是如何提升产品的数字化和网络化，因此在设计、生产电子产品时一定将产品的功能与网络技术深度融合，产品的网络化、数字化是决定产品能被市场和消费者接受的关键点。将网络化与智能化应用在电子产品的设计中，可以使得用户在使用时能体验到电子产品功能更加多样化，从而改善人民的生活方式。2.3电子信息技术在实际应用时具有智能化和集约化的特点，目前，在应用电子信息技术时将网络技术、信息技术等多种技术整合在一起，在设备操作时应用自动化相关技术，根据所要达到的技术要求来确定与之对应的设备使用功能，大大地提升电子产品的实际使用效率。结合电子信息技术的智能化特点，现在也将电子信息技术运用到通讯设备里，用户利用网络可以提升通信设备使用功能的多样化。2.4电子信息技术在实际应用中具有效率高、快捷方便的特点，相比旧的信息传递方法，采用电子信息技术，可以改变信息传递方式，这种信息传递主要通过互联网来完成，信息资源共享与查询更加方便，提升信息传输的准确率，信息的传递速度大大提升。同时，在任何地点都可以进行传递信息和接收信息，例如，手机已经改变人们的生活，手机在使用时拨打电话和信息收接保持非常快速的速度，同时在任何时间和任何地点都可以实现，使消息能够快速及准确的在人们之间传递。2.5电子信息技术和集成电路技术的快速发展，目前采用了先进的技术和高新材料的传感器也正在发生革新，传感器的设计比以前小了许多。此项技术的进步，使电子信息技术应用产品也随之变得越来越小，使人们携带的方便程度有很大的提升。例如，现在人们生活必备的手机和笔记本电脑，在以前人们是不可能方便的携带它，但是现在很方面的携带，随时随地使用，同时电子信息技术的发展也促使电子的产品成本的降低，使一些高科技产品也能走进百姓的生活中，应用更加广泛。

3电子信息技术的发展趋势

3.1光电子技术是电子信息技术的发展趋势，也是电子信息技术的核心技术，电子信息技术已经经历了两个重要阶段，主要是光电子学和电子学，以后光电子学将成为电子信息技术研究与发展的新阶段。可以搭载信息和能量传递，在应用发展中，光子学又细分为能量光子学和信息光子学，根据市场的实际需求，发展中光电子信息产业及光电子已经成为一门新兴学科，因此光电子技术在未来的发展趋势中将成为电子信息技术的重要技术。3.2电子信息技术的发展趋势是如何使系统更加集成化，集成电路的制造技术决定系统集成化的关键，在电子信息技术的发展中也扮演着非常重要的角色。目前，集成电路制造技术在我国发展较快，但与国外技术还是有差距的，在电子产品中有广泛应用，智能卡和及计算机中央处理器等都是用集成电路制造技术来完成的。目前微电子技术越来越成熟。将来集成电路的产品集成化将大大提升、芯片功能更加完善，体积越来越小。3.3电子信息技术的发展趋势是如何拓展计算机技术应用，使计算机技术更加智能化、多媒体化方向发展，计算机技术的拓展包括移动计算机技术、网络技术、服务器、电子硬件及一些附加产品的设计开发技术、智能多媒体技术。并行处理技术在计算机中的广泛应用，大大提升计算机的性能及处理效率。3.4光电子技术快速进展，前景较为广阔，目前光电子技术还处在发展期阶段，技术还不是特别成熟，但从目前的技术成果看光电子技术是电子信息技术的研究方向。电子技术和光子技术的融合就是光电子技术，包括光存储技术、光传输技术、光处理技术等内容。光电子技术与电子技术相比具有速度更快、安全性能更高、节能环保等特点。而且对于我们还没有探测到的领域及关键技术，利用光电子技术是有可能实现的，例如深海资源开采、太空探索、军工、核心技术等。光电子技术都有很大的发挥空间。3.5目前，电子技术发展较为快速，已经达到了纳米级技术，CPU的制造过程主要采用了这一技术。通过利用纳米级技术是产品更加集成化，改变的以前产品大体积的问题，可以将电子元件集成到一块芯片上，使产品的体积大大降低。纳米技术对于电子信息技术发展发挥至关重要的作用，是电子信息技术以后研究和发展的重要的方向。同时也促进了通信技术的快速发展，现在通信技术改变人们的生活方式，利用卫星系统导航技术应用到我们日常生活的各个领域，GPS通信设备及技术已经比较完善了。现在国家正在实现全方位的光纤，想要用光纤替代以前的有线通信，而光纤也将成为应用最广泛的通信媒介。移动通信技术越来越先进，移动通信速度、宽度都有大幅提升，满足人们生活的实际需求。总之，社会科技的发展，人民生产生活的实际需求变化，电子信息技术在促进国家现代化及强国的建设中发挥至关重要的作用。电子信息技术的进步都标志着国家科技的进步，创新的成果，技术的水平。因此，当前国家发展互联网+，电子商务成为经济的新增长点，提升电子信息技术的研究及应用水平，我们一定要更加充分研究电子信息技术应用的特点的背景下探讨在实际应用中电子信息技术应用方向和发展趋势。

参考文献

[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014(8).

[2]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).

[3]冯亚娜.电子信息技术的应用特点与未来发展趋势探讨[J].电子技术与软件工程,2015(10).

篇13

引言：随着社会的飞速发展，能源是影响当今社会进步的重要因素，但是现阶段人类社会发展大部分还是依靠化石能源提供能量。可是化石能源分布极不均衡，并且不可再生，而且燃烧化石能源带来的环境污染、雾霾气候和温室效应严重影响到了人类社会的可持续发展。然而太阳能是一种可再生清洁能源，可以提供充足的能量供人类使用，因此开发新能源，是人类社会薪火相传，世代相传的重要保证。

此外，不可再生能源的过快消耗对当今的环境形势提出了新的挑战。例如如何解决温室效应，臭氧空洞等问题。有限的化石能源以及在开发利用不可再生能源的过程中出现的负面影响，不仅阻碍了人类经济的飞速发展，而且还严重影响到社会的可持续发展。因此，发展一种新型能源已然成为世界各国提升自己综合国力和倡导能源发展的一个重要手段。

1. 第一代太阳能电池

第一代太阳能电池是发展时间最久，制备工艺最为成熟的一代电池，一般按照研究对象我们将其可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅电池。按照应用程度来说前两者单晶硅与多晶硅在市场所占份额最多，商业前景最好。

单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在，尽管硅材料有各种问题，但仍然是目前太阳能电池的主要材料，其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究，采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术，使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8%。多晶硅太阳能电池的研究开发成本较低，稳定性也比较好，这两大优势引起了科研工作者的注意。其光电转换效率随着制备工艺的成熟不断提高，它达到的最高的光电转换效率为21.9%，但是它的电池效率在目前的太阳能电池中仍处于一般水平。

2.第二代太阳能电池

第二代太阳能电池以各种薄膜为基底制造出的电池。膜技术所需的材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大规模生产。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池，目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12%。铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平，在该领域其有一定的影响。其唯一的问题是材料的来源，电池中的一些元素如铟、镓等属于稀有元素，导致了这种电池价格昂贵，从而限制了其大规模的生产应用。但是镉的剧毒性让人们对它望而却步，进而制约了以CdS和CdTe等为材料的电池的发展。GaAs、InGaAs、CIGS、InGaAs等电池具有较高的转化效率和稳定性。其唯一的问题是材料的来源，电池中的一些元素如铟、镓等属于稀有元素，导致了这种电池价格昂贵，从而限制了其大规模的生产应用。