光信息科學與技術概論

1、1 給本科新生講授 怎樣學好光信息科學與技 術課程 光信息科學與技術（光電信息科學與技術） 概論 2011.10 安徽師范大學物理與電子信息學院 這門課程是新開設的課程 一、為什么要開設本課程 . 是滿足現(xiàn)代大學生特點的需要 . 是該專業(yè)自身特點的需要 二、開設本課程的目的 . 了解該專業(yè)課程體系及相互之間的關系 . 增強同學們學好本專業(yè)各門課程的信心，激 發(fā)學習本專業(yè)的興趣 . 在學習過程中，少走彎路 安徽師范大學物理與電子信息學院2 為什么由我講授這門課程 . 申請者2004年申請 . 職責 專業(yè)負責人（兼職） . 學習經(jīng)歷本科：物理碩士：原子分子物 理博士：光學 . 科研經(jīng)歷承擔多項省部

2、級和國家級科研課 題 . 教學經(jīng)歷承擔過多門本科生課程的教學任 務，是原子分子物理專業(yè)和光學 專業(yè)的碩士生導師，光學專業(yè)博 士生導師 . 興趣期望能為同學們的后期學習做一 些有益的準備工作 . 不足普通話水平poor 安徽師范大學物理與電子信息學院3 本科程的主要內(nèi)容（學時） . 光信息科學與技術的研究對象 2. 光信息科學與技術各學科分類 3. 光信息科學與技術各學科內(nèi)容簡介 4. 光信息科學與技術各學科之間的相互關系 5. 如何看待數(shù)學在光信息科學與技術中的地位 6. 實驗技術在光信息科學與技術中的重要地位 . 幾點供參考的建議 安徽師范大學物理與電子信息學院4 引言 該專業(yè)是第三屆招生的

3、新興交叉學科專業(yè)該專業(yè)是第三屆招生的新興交叉學科專業(yè) 為什么要開設此專業(yè)為什么要開設此專業(yè) 一、國內(nèi)外光信息科學與技術的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外光信息科學與技術的發(fā)展現(xiàn)狀 1 光信息科學與技術的展望光信息科學與技術的展望 光信息科學和技術是光學和光電子學的一個分支光信息科學和技術是光學和光電子學的一個分支 。從光學與光電子學的發(fā)展即可看到該學科的發(fā)展態(tài) 勢，20世紀六十年代初出現(xiàn)的激光和激光科學技術， 以其強大的生命力推動著光信息科學與技術的發(fā)展， 至今光電子（光子）技術的應用已遍及科技、經(jīng)濟、 軍事和社會發(fā)展的各個領域。人們普遍認為，光電子 產(chǎn)業(yè)將成為21世紀的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 安徽師范大學物理與電子信

4、息學院5 光電子（光子）技術主要是研究光（特別是相干光）的產(chǎn)生、傳輸、控 制和探測的科學技術。通過光電子技術與微電子技術的結合，以及在各 種科學和技術領域的應用，產(chǎn)生并形成了一系列新的交叉學科和應用技 術領域，如信息光電子技術信息光電子技術，激光醫(yī)療與光子生物學，激光加工技術， 激光檢測與計量技術，激光全息技術激光全息技術，激光光譜分析技術，非線性光學激光光譜分析技術，非線性光學 ，超快光子學，激光化學激光化學，量子光學，激光（測污）雷達，激光制導， 激光分離同位素，激光可控核聚變，激光武器等等不勝枚舉。這些技術 應用的快速發(fā)展及向其它科技領域的滲透，形成了許多市場可觀、發(fā)展 潛力巨大的光電子

5、產(chǎn)業(yè)，包括光纖通訊產(chǎn)業(yè)、光顯示產(chǎn)業(yè)、光存儲光纖通訊產(chǎn)業(yè)、光顯示產(chǎn)業(yè)、光存儲-光盤光盤 產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)、光機電一體化、激光材料加工和合成產(chǎn)業(yè)、辦公自動化與商用光 電子產(chǎn)業(yè)、激光醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)、激光器件產(chǎn)業(yè)、激光全息產(chǎn)業(yè)、光電子 材料產(chǎn)業(yè)、光電子檢測產(chǎn)業(yè)和軍用光電子產(chǎn)業(yè)。預計未來具有重大發(fā)展 前景的光（電）子產(chǎn)業(yè)有：光子計算與光信息處理產(chǎn)業(yè)、全光光子通信光子計算與光信息處理產(chǎn)業(yè)、全光光子通信 產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)、光子集成器件產(chǎn)業(yè)、聚合物光纖光纜產(chǎn)業(yè)、聚合物光電器件產(chǎn)業(yè) 和光子傳感器產(chǎn)業(yè)等。 綜上所述，光電子產(chǎn)業(yè)大致可分為五大類：光電子材料與元件產(chǎn)業(yè) 、光信息（資訊）產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)光學（光學器材）產(chǎn)業(yè)、光通信產(chǎn)業(yè)、激

6、 光器與激光應用（能量、醫(yī)療）產(chǎn)業(yè)。 安徽師范大學物理與電子信息學院6 2 21世紀世紀光子學年代光子學年代 “20世紀是電子學的年代”，這是對電子學為人類所作的貢獻的一個恰如其 分的評價。 特別是20世紀40年代以后，電子學使工業(yè)化達到頂峰，又和光子 學一道促成了工業(yè)化向信息化的轉變?！?1世紀是光子學的年代”，在21世 紀光子學發(fā)展it的目標歸結為3t，即信息傳輸和交換容量都將達到b/s量級 ，信息存儲容量要達到tb量級， 這是信息化社會所需的信息量所決定的。 面對如此艱巨的任務，以硅材料為基礎的電子學將會遇到兩個問題：一是硅 材料本身的電子遷移率（單位電場強度下電子的漂移速度）為4 00

7、0 cm/（ s）已達到極限，啟用更高電子遷移率的材料（如gaas）將受限于成本和工 藝；二是依靠縮尺效應來提高微電子器件的處理速度以提高信息傳輸和交換 容量也將逐漸趨于極限。 一般認為，0.05 靘 的ic極限特征尺寸可能會在 2010年出現(xiàn)（目前這一特征尺寸為0.13 靘）。 因此在解決信息供需矛盾上電 子學逐漸顯得力不從心而表現(xiàn)出所謂“電子學瓶頸”。 相反，光子學對面臨 的“3t”任務卻顯示出強勁的優(yōu)勢。 例如，用光纖來傳輸信息，它擁有70 thz以上可利用的帶寬，而我們目前所利用的帶寬還不足其萬分之一；同樣 有tb/s信息交換帶寬潛力的全光交換還剛開始；被譽為“海量存儲”的光盤 ，隨著

8、激射波長越來越短的半導體激光器的實用化，存儲量成倍地增加。 安徽師范大學物理與電子信息學院7 盡管光子學一開始就瞄準了信息科學作為它的應用對 象，光子是作為信息載體而出現(xiàn)的。 然而電子、光子 和其他微觀粒子一樣同屬具有粒子性和波動性的“量 子”，用普朗克常數(shù)與其頻率之積(hv)表示量子的能 量。 原子、電子、光子都可作能量的載體。 特別是 激光出現(xiàn)后，更是利用其作能量載體廣泛應用于工業(yè) 加工，這比電子束用于材料加工的應用要廣泛得多。 光子學的發(fā)展除極大地推動它的嫡系信息光子學 外，還輻射到其他科學領域而形成一系列其他分支光 子學，如包括量子光學、分子光學、非線性光學、超 快光學等在內(nèi)的基礎光子

9、學、生物醫(yī)學光子學等。 在 21世紀，光學和光子學將滲透到各個學科領域，將成 為諸多學科中的“領頭雁”。 安徽師范大學物理與電子信息學院8 3 國外光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀國外光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 從20世紀90年代開始，人類開始邁入信息社會。 特別是1993年美國提出 國家信息基礎設施（nii）和其后不久的全球信息基礎設施（gii），使信 息技術出現(xiàn)了勃勃生機。 1995年波分復用（wdm）和摻鉺光纖放大器（ edfa）進入實用，開創(chuàng)了大容量光纖通信的新局面，也開創(chuàng)了光子學發(fā) 展的新紀元。 到20世紀90年代后期，信息業(yè)務迅速發(fā)展，特別是因特網(wǎng) 業(yè)務呈爆炸性增漲，惟有光子學才能提供這種巨大的信息帶寬

10、。 光纖通 信網(wǎng)絡將無可辯駁地成為整個信息網(wǎng)絡的核心和平臺。 現(xiàn)在光纖通信的 容量，以每12個月翻一番的速度向前發(fā)展。 隨著人們對信息需求量指數(shù) 增長，這種信息爆炸的形勢會愈演愈烈。 特別是信息家電的發(fā)展，遠程 教育、遠程醫(yī)療、家庭辦公、電子商務、交互式視頻業(yè)務等信息業(yè)務的 風起云涌，信息爆炸的高潮將在10年左右時間內(nèi)形成。 到時每個家庭將 會形成一個占有帶約100 mb/s的家庭信息網(wǎng)絡（homenet），則主干網(wǎng)上 的帶寬將達到數(shù)十tb/s。 包括信息傳輸與交換的整個信息網(wǎng)絡都處在光 子學領域或在電子學支持下的光子學領域。 在本世紀，光子學必將成為 包括信息科學在內(nèi)的諸多學科的“領頭雁”。

11、 像20世紀的電子學一樣， 一個強大的光子產(chǎn)業(yè)必將在未來1020年內(nèi)形成，驅動著第五個經(jīng)濟長波 的發(fā)展。 而且?guī)啄陙淼膶嶋H證明，光電子的潛在大市場是不言而喻的。 安徽師范大學物理與電子信息學院9 4 我國光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國的激光和光電子技術的發(fā)展起步不晚，幾乎與世 界同步，尤其是近十幾年來，由于改革開放政策的威力威力 ，以及積極利用投資環(huán)境和消費市場的優(yōu)勢，中國的光 電子產(chǎn)品市場的年增長率，始終保持在兩位數(shù)的高速增 長勢頭。國家863計劃為我國發(fā)展信息光電子產(chǎn)業(yè)打下 了很好的基礎。目前，中國已成為光電子產(chǎn)品的重要市 場，為今后發(fā)展帶來了很好的機遇。 目前，建立和健全

12、國家的風險投資資金體系，實行國 家、企業(yè)、個人風險共擔，有利于促進涉及我國創(chuàng)新光 電子技術產(chǎn)品項目的開發(fā)。金融部門的積極投資，可使 我國先進光電子產(chǎn)品迅速達到規(guī)模生產(chǎn)，增強產(chǎn)品的國 際市場競爭地位。 安徽師范大學物理與電子信息學院10 擴大融資、納資渠道也是我國光電子企業(yè)發(fā)展的必 由之路。目前我國大約有50家上市的企業(yè)集團公司 經(jīng)營光電，光電股對股民有很大的吸引力，而且， 海外資本看好中國大陸的這塊光電市場，按技術股 和資金等方式紛紛進入中國大陸的光電子產(chǎn)品市場 ，尤其是光纖和光通信行業(yè)市場，如長江通信參股 武漢長飛光纖光纜有限公司，阿爾卡特與深圳特發(fā) 信息股份有限公司，澳大利亞國家光子研究中

13、心與 江蘇法爾勝組成法爾勝光子有限公司，日本藤倉株 式會社和臺灣華新麗華與南京新港高科技股份有限 合資公司的華新藤倉光通信有限公司等。去年全球 最大的光纖通信器件公司-美國jdsu，全資并購福 建華科光電子有限公司，推開了世界跨國公司進駐 我國光電園區(qū)的序幕。 安徽師范大學物理與電子信息學院11 面對中國在wto及國際市場的巨大壓力和挑戰(zhàn)， 我國政府和各級地方政府在制定“十一五規(guī)劃時， 均把發(fā)展光電子技術產(chǎn)業(yè)列入今后重中之重，選擇 有條件的地區(qū)建立光電子技術產(chǎn)業(yè)基地。這是我國 迎接21世紀國際經(jīng)濟竟爭和挑戰(zhàn)的一項重要舉措。 自2000年以來，稱之為武漢中國光谷、 廣東中 國光谷 、長春中國光谷

14、等國家級光電子科技產(chǎn) 業(yè)發(fā)展園區(qū)相繼籌建，上海、西安、福州、南昌、 無錫、合肥、寧波、重慶、北京通州等地的光谷- -光電子科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)的籌建也在加速進行中。這 些光電子科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)具有優(yōu)良的投資環(huán)境，將吸 引大批技術產(chǎn)品項目、資金、人才落戶園區(qū)。 安徽師范大學物理與電子信息學院12 國內(nèi)主要城市光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較國內(nèi)主要城市光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較 1 地域強勢領域科研教育實力 2001年 產(chǎn)值 優(yōu)勢與特點 上海光通信產(chǎn)業(yè) 光顯示產(chǎn)業(yè) 微電子產(chǎn)業(yè) 光通信和激光技術基礎雄 厚，有上海光機所，上海 交通大學、復旦大學等在 光電子技術方面處于國內(nèi) 領先的院校。 約 210億 rmb 漕河涇、嘉定、松江等地

15、區(qū)的 光電子企業(yè)相對較集中，已初 步形成上海光電子產(chǎn)業(yè)鏈，光 通信和光顯示產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)具有 相對優(yōu)勢。 武漢光通信產(chǎn)業(yè) 激光加工產(chǎn)業(yè) 光通信和激光技術基礎雄 厚，有武漢郵科院，華中 科技大學等在光電子技術 方面處于國內(nèi)領先的院校 。 約 187億 rmb( 含軟 件) 長飛(連續(xù)十年光纖光纜產(chǎn)銷量 全國同行業(yè)第一)楚天激光(全 國最大的專業(yè)激光產(chǎn)品制造商) ；華工科技(具高校背景的上市 公司，擁有“華工圖象”等多 個知名品牌)。 廣州光顯示產(chǎn)業(yè) 光電材料產(chǎn)業(yè) 光儲存產(chǎn)業(yè) 有中山大學、華南師大、 華南理工大學、暨南大學 、廣東工業(yè)大學、廣州大 學等在光電子技術方面處 于國內(nèi)領先的院校。 約 120

16、億 rmb 科學城成為國內(nèi)外知名的光電 子產(chǎn)業(yè)園區(qū)。吸引大批外資或 合資企業(yè)，如光寶、依利安達 、恒光電子、高科通信等，形 成了光顯示、光存儲產(chǎn)業(yè)群。 深圳光通信產(chǎn)業(yè) 激光加工產(chǎn)業(yè) 集中了全國各地的光電子 人才，有深圳大學等從事 光電子技術研究和開發(fā)的 院校。 約 120億 rmb 全國最大的光通信產(chǎn)業(yè)基地， 擁有一批著名的本土企業(yè)，如 華為、中興等等；另外，激光 方面有大族。 續(xù)上表續(xù)上表 2 地域強勢領域科研教育實力2001 年產(chǎn) 值 優(yōu)勢與特點 長春 光顯示、激光設備 、傳統(tǒng)光學精密儀 器設備產(chǎn)業(yè) 軍用光電子領域 光電子基礎雄厚，有長春 光機所、長春理工大學、 （原長春光機學院）等光 電

17、子專業(yè)院校。 約 70億 rmb 全國主要的液晶生產(chǎn)基地；全國最 大的光電編碼器生產(chǎn)基地；是世界 生產(chǎn)532nm全固態(tài)綠激光器系列產(chǎn)品 最大供應商，激光加工設備、軍用 光電設備力量雄厚。 北京微電子、數(shù)控機床 、智能儀器儀表、 醫(yī)療設備、電子專 用設備、激光技術 、機器人等產(chǎn)業(yè) 光通信和激光技術基礎雄 厚，有中國科學院、清華 大學、北京大學等在光電 子技術方面處于國內(nèi)領先 的院校。 科研院所、高校集中，在半導體激 光器、光學儀器、光通信器件、激 光加工等方面擁有優(yōu)勢，有“大恒 光電子”等上市公司。 南京蘇州 昆山（江 蘇） 光通信、光顯示產(chǎn) 業(yè) 光電子學、激光技術基礎 雄厚，東南大學、蘇州大

18、學等在光電子技術方面處 于國內(nèi)領先的院校。 臺灣、日本、韓國等光顯示、光存 儲企業(yè)搬至南京、蘇州、昆山。如 三星、lg、友達、法爾勝等。 寧波溫州 蕭山（浙 江） 光通信、光器件、 光材料產(chǎn)業(yè) 光學儀器儀表產(chǎn)業(yè) 光電子學、激光技術雄厚 ，有浙江大學等在國內(nèi)光 電子技術方面處于國內(nèi)領 先的院校 逐步形成富有特色的光電子產(chǎn)業(yè)特 色園區(qū)，如富陽市的光信息傳輸材 料產(chǎn)業(yè)、寧波的光電子器件出口加 工業(yè)、蕭山的光材料產(chǎn)業(yè)、浙西的 光配件產(chǎn)業(yè)、溫州的光電能產(chǎn)業(yè)等 。 武漢光谷武漢光谷 “武漢光谷武漢光谷”位于武漢東湖高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)位于武漢東湖高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū) 內(nèi)，內(nèi)，20012001年被國家計委批為全

19、國唯一的年被國家計委批為全國唯一的“國家光國家光 電子產(chǎn)業(yè)基地電子產(chǎn)業(yè)基地”。 目前占地面積目前占地面積3030多平方公里，計劃擴展到多平方公里，計劃擴展到5050平方平方 公里。在光纖光纜、光電器件、激光、通信系統(tǒng)公里。在光纖光纜、光電器件、激光、通信系統(tǒng) 、軟件等幾方面均有很好的產(chǎn)業(yè)基礎，培養(yǎng)了一、軟件等幾方面均有很好的產(chǎn)業(yè)基礎，培養(yǎng)了一 批骨干企業(yè)，如長飛、烽火、武漢電信器件公司批骨干企業(yè)，如長飛、烽火、武漢電信器件公司 、太空通信、華工科技、楚天激光、團結激光。、太空通信、華工科技、楚天激光、團結激光。 據(jù)開發(fā)區(qū)管委會經(jīng)濟發(fā)展局提供的數(shù)據(jù)，目前據(jù)開發(fā)區(qū)管委會經(jīng)濟發(fā)展局提供的數(shù)據(jù)，目前“

20、 武漢光谷武漢光谷”的光電子信息企業(yè)達的光電子信息企業(yè)達480480多家，多家，20012001 年產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值120120億元，比億元，比20002000年增長年增長50.8%。 長春光谷長春光谷 長春的光電子產(chǎn)業(yè)帶主要由華禹光谷股份有限長春的光電子產(chǎn)業(yè)帶主要由華禹光谷股份有限 公司和中科院長春光電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)組成，重點公司和中科院長春光電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)組成，重點 發(fā)展以液晶顯示為主的光顯示、光儀器儀表、發(fā)展以液晶顯示為主的光顯示、光儀器儀表、 激光器。激光器。 雖然長春的光電子企業(yè)還在起步階段，產(chǎn)業(yè)水雖然長春的光電子企業(yè)還在起步階段，產(chǎn)業(yè)水 平（不包括軍工部分）較低，但由于具有強大平（不包

21、括軍工部分）較低，但由于具有強大 的研發(fā)實力和現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎，如吉林彩晶的的研發(fā)實力和現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎，如吉林彩晶的 年產(chǎn)年產(chǎn)36萬片萬片tftlcd生產(chǎn)線、吉林紫晶的生產(chǎn)線、吉林紫晶的 stnlcd液晶模塊生產(chǎn)線、長春半導體擁有液晶模塊生產(chǎn)線、長春半導體擁有 全國最大的發(fā)光二極管生產(chǎn)規(guī)模、新產(chǎn)業(yè)光電全國最大的發(fā)光二極管生產(chǎn)規(guī)模、新產(chǎn)業(yè)光電 子公司的藍綠激光器，因此長春的光電子產(chǎn)業(yè)子公司的藍綠激光器，因此長春的光電子產(chǎn)業(yè) 發(fā)展?jié)摿€是很大的。發(fā)展?jié)摿€是很大的。 上海的光電子產(chǎn)業(yè)上海的光電子產(chǎn)業(yè) 上海的光電子產(chǎn)業(yè)主要集中在漕河涇新興技術開發(fā)區(qū)內(nèi)，上海的光電子產(chǎn)業(yè)主要集中在漕河涇新興技術開發(fā)區(qū)內(nèi)，

22、 以發(fā)展光機電、光纖通信和激光產(chǎn)業(yè)為主，以發(fā)展光機電、光纖通信和激光產(chǎn)業(yè)為主，2001年，開發(fā)年，開發(fā) 區(qū)的光電子產(chǎn)業(yè)銷售收入達區(qū)的光電子產(chǎn)業(yè)銷售收入達48.9億元，占開發(fā)區(qū)銷售額近三億元，占開發(fā)區(qū)銷售額近三 分之一。分之一。 區(qū)內(nèi)共吸納了光通信公司、晶谷微電子、杜邦光掩膜、美區(qū)內(nèi)共吸納了光通信公司、晶谷微電子、杜邦光掩膜、美 國朗訊等國內(nèi)外近百家光電子企業(yè)和研究機構。國朗訊等國內(nèi)外近百家光電子企業(yè)和研究機構。 開發(fā)區(qū)正規(guī)劃建設面積為開發(fā)區(qū)正規(guī)劃建設面積為2.2萬平方米的光電子有源器件企萬平方米的光電子有源器件企 業(yè)基地，促使有源器件關鍵技術從研發(fā)階段走向規(guī)模化生業(yè)基地，促使有源器件關鍵技術從

23、研發(fā)階段走向規(guī)模化生 產(chǎn)。產(chǎn)。 上海市政府已決定在嘉定國家級高新區(qū)創(chuàng)建上海光電子科上海市政府已決定在嘉定國家級高新區(qū)創(chuàng)建上海光電子科 技產(chǎn)業(yè)園，規(guī)劃面積為技產(chǎn)業(yè)園，規(guī)劃面積為4.8平方公里，由科研開發(fā)區(qū)和光電平方公里，由科研開發(fā)區(qū)和光電 子產(chǎn)業(yè)區(qū)兩部分組成，主要吸納光顯示、光通訊、光存儲子產(chǎn)業(yè)區(qū)兩部分組成，主要吸納光顯示、光通訊、光存儲 、特種光纖光纜、激光加工和激光醫(yī)療等光電信息產(chǎn)業(yè)項、特種光纖光纜、激光加工和激光醫(yī)療等光電信息產(chǎn)業(yè)項 目，注重與中科院合作，重點吸引臺灣光電子產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)業(yè)目，注重與中科院合作，重點吸引臺灣光電子產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)業(yè) 投資者落戶。投資者落戶。 2001年，上海光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)

24、值約年，上海光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約210億元人民幣。億元人民幣。 浙江的光電子產(chǎn)業(yè)浙江的光電子產(chǎn)業(yè) 浙江的光電子產(chǎn)業(yè)近年來以平均浙江的光電子產(chǎn)業(yè)近年來以平均30%的增長率快速發(fā)展的增長率快速發(fā)展 ，目前已成為我國光電子產(chǎn)業(yè)大省?，F(xiàn)從事光電子產(chǎn)品，目前已成為我國光電子產(chǎn)業(yè)大省。現(xiàn)從事光電子產(chǎn)品 生產(chǎn)的企業(yè)已有生產(chǎn)的企業(yè)已有200多家，多家，2001年的光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值超年的光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值超 過過40億元。億元。 浙江正逐步形成富有特色的光電子產(chǎn)業(yè)特色園區(qū)，如富浙江正逐步形成富有特色的光電子產(chǎn)業(yè)特色園區(qū)，如富 陽市的光信息傳輸材料產(chǎn)業(yè)、寧波的光電子器件出口加陽市的光信息傳輸材料產(chǎn)業(yè)、寧波的光電子器件

25、出口加 工業(yè)、蕭山的光原材料產(chǎn)業(yè)、浙西的光配件產(chǎn)業(yè)、溫州工業(yè)、蕭山的光原材料產(chǎn)業(yè)、浙西的光配件產(chǎn)業(yè)、溫州 的光電能產(chǎn)業(yè)等等。的光電能產(chǎn)業(yè)等等。 浙江在光通信、光器件、光材料以及光能量轉換器等方浙江在光通信、光器件、光材料以及光能量轉換器等方 面已形成系列產(chǎn)品。其中光纖光纜生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量和規(guī)模面已形成系列產(chǎn)品。其中光纖光纜生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量和規(guī)模 居全國第居全國第2位，位，2001年總產(chǎn)值超過年總產(chǎn)值超過10億元。億元。 在光學儀器與光學加工產(chǎn)業(yè)領域，浙江具有國內(nèi)領先的在光學儀器與光學加工產(chǎn)業(yè)領域，浙江具有國內(nèi)領先的 規(guī)模，中低檔照相機鏡頭占世界市場的一半以上份額。規(guī)模，中低檔照相機鏡頭占世界市場的一半

26、以上份額。 北京光機電一體化產(chǎn)業(yè)基地北京光機電一體化產(chǎn)業(yè)基地 北京在通州區(qū)為主的開發(fā)區(qū)建立光機電一體化北京在通州區(qū)為主的開發(fā)區(qū)建立光機電一體化 產(chǎn)業(yè)基地，計劃投資產(chǎn)業(yè)基地，計劃投資200億元，其中億元，其中100億元用億元用 于基地、園區(qū)和項目建設，于基地、園區(qū)和項目建設，100億元用于科技億元用于科技 攻關、產(chǎn)品開發(fā)和技術引進、合資合作等，達攻關、產(chǎn)品開發(fā)和技術引進、合資合作等，達 到年產(chǎn)到年產(chǎn)240億元的規(guī)模。重點發(fā)展微電子、數(shù)億元的規(guī)模。重點發(fā)展微電子、數(shù) 控機床、印刷機械、智能儀器儀表、醫(yī)療設備控機床、印刷機械、智能儀器儀表、醫(yī)療設備 、電子專用設備、激光技術、機器人等產(chǎn)業(yè)。、電子專用

27、設備、激光技術、機器人等產(chǎn)業(yè)。 山東光電子產(chǎn)業(yè)山東光電子產(chǎn)業(yè) 在山東省自行研制投產(chǎn)的光電子材料、光通信產(chǎn)品中在山東省自行研制投產(chǎn)的光電子材料、光通信產(chǎn)品中 ，不少是國內(nèi)獨家生產(chǎn)、世界上只有少數(shù)幾個國家能，不少是國內(nèi)獨家生產(chǎn)、世界上只有少數(shù)幾個國家能 夠生產(chǎn)的產(chǎn)品。如由蔣民華院士研究開發(fā)的高亮度、夠生產(chǎn)的產(chǎn)品。如由蔣民華院士研究開發(fā)的高亮度、 超高亮度發(fā)光二極管系列新材料，覆蓋了紅、橙、黃超高亮度發(fā)光二極管系列新材料，覆蓋了紅、橙、黃 、綠波段，技術指標達到國際先進水平；、綠波段，技術指標達到國際先進水平； 激光偏光器件產(chǎn)品的主要技術指標不僅達到當前世界激光偏光器件產(chǎn)品的主要技術指標不僅達到當前

28、世界 同類產(chǎn)品的先進水平，而且實現(xiàn)了產(chǎn)品的標準化、系同類產(chǎn)品的先進水平，而且實現(xiàn)了產(chǎn)品的標準化、系 列化和商品化，幾乎承擔了我國高科技發(fā)展所需要激列化和商品化，幾乎承擔了我國高科技發(fā)展所需要激 光偏光器件的全部供應任務；研發(fā)的光纖光纜、光通光偏光器件的全部供應任務；研發(fā)的光纖光纜、光通 信器件、光端機等產(chǎn)品主要指標均達到國際先進水平信器件、光端機等產(chǎn)品主要指標均達到國際先進水平 ，尤其是自主研發(fā)的光電轉換器件，性能指標達到世，尤其是自主研發(fā)的光電轉換器件，性能指標達到世 界同類產(chǎn)品的領先水平。界同類產(chǎn)品的領先水平。 山東省正在積極建設一批大項目山東省正在積極建設一批大項目 山東省的華光光電子股

29、份有限公司投資山東省的華光光電子股份有限公司投資7330萬元建設國內(nèi)萬元建設國內(nèi) 最大的高亮度發(fā)光二極管外延和管芯科研生產(chǎn)基地，今年最大的高亮度發(fā)光二極管外延和管芯科研生產(chǎn)基地，今年 可形成年產(chǎn)紅色、橙色、黃色、綠色高亮度發(fā)光器件外延可形成年產(chǎn)紅色、橙色、黃色、綠色高亮度發(fā)光器件外延 片萬片、管芯億粒的批量生產(chǎn)能力；片萬片、管芯億粒的批量生產(chǎn)能力； 國內(nèi)最大的發(fā)光二極管后封裝企業(yè)之一的魯星工貿(mào)有限公國內(nèi)最大的發(fā)光二極管后封裝企業(yè)之一的魯星工貿(mào)有限公 司，今年正在建設年產(chǎn)司，今年正在建設年產(chǎn)8640萬只藍光二極管生產(chǎn)基地；萬只藍光二極管生產(chǎn)基地； 陽谷電纜集團投資陽谷電纜集團投資4.5億元，正在

30、建設國內(nèi)最大的光纖預制億元，正在建設國內(nèi)最大的光纖預制 棒和光纖絲生產(chǎn)基地；棒和光纖絲生產(chǎn)基地； 星海電子設備有限公司正在抓緊建設國內(nèi)唯一的光電轉換星海電子設備有限公司正在抓緊建設國內(nèi)唯一的光電轉換 器件生產(chǎn)基地；器件生產(chǎn)基地； 青鳥華光科技股份有限公司正建設光端機生產(chǎn)基地，這是青鳥華光科技股份有限公司正建設光端機生產(chǎn)基地，這是 目前光通信領域技術最先進的產(chǎn)品之一目前光通信領域技術最先進的產(chǎn)品之一。 重慶的光電子技術與產(chǎn)業(yè)重慶的光電子技術與產(chǎn)業(yè) 重慶將在該市的北部建立以光電子、新 材料等新技術產(chǎn)業(yè)的科技新城，已被科 技部批準為國家西部開發(fā)的重點項目。 計劃投資100億元，2010年時達到500

31、億 元科工貿(mào)收入。 光電子產(chǎn)業(yè)包括光通訊技術及網(wǎng)絡產(chǎn)品 、圖像、光機電一體化產(chǎn)品，光電材料 與元器件、光存儲等。 西安、福州、南昌、無錫、蕪湖、合肥西安、福州、南昌、無錫、蕪湖、合肥 西安計劃開發(fā)40多個項目，投資30億元，重點 發(fā)展光電一體化儀器，光電轉化和光通訊技術 。 福州光電園區(qū)，重點是光通訊器件； 南昌的全套led生產(chǎn)基地； 無錫的石英晶片生產(chǎn)基地； 蕪湖三安光電的光伏和led產(chǎn)業(yè)基地、德豪潤達 led產(chǎn)業(yè)基地、華東光電特種顯示研發(fā)基地； 合肥的光子科學島等。 二、設置光信息科學和技術專業(yè)的必要性設置光信息科學和技術專業(yè)的必要性 1 我國光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭強勁我國光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢

32、頭強勁 長春中國光谷-在長春高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和長春經(jīng)濟技術 開發(fā)區(qū)規(guī)劃30平方公里土地，用于開發(fā)光電子產(chǎn)業(yè)。中科院長 春光電子產(chǎn)業(yè)園和中國長春光電子技術產(chǎn)業(yè)園及其骨干項目已 于2000年破土動工，二個園區(qū)一期工程總投資為249億元，投 產(chǎn)后可實現(xiàn)產(chǎn)值460億元。預計十五計劃之后，長春的光電 子產(chǎn)業(yè)將成為僅次于汽車行業(yè)的主導行業(yè)，年銷售收入可實現(xiàn) 800億元。長春的光電子產(chǎn)業(yè)基地建設，將發(fā)揮本地優(yōu)勢，重 點發(fā)展光材料，發(fā)光器件、光顯示、激光技術和光電儀器，其 中正在進行的項目有投資2.9億元的微光夜視儀工程，投資5億 元的當代最先進發(fā)光顯示器（如液晶顯示屏導光板等）生產(chǎn)項 目，以及首批投資13

33、.5億元的生產(chǎn)第三代手機、數(shù)碼相機、高 亮度發(fā)光外延片及芯片、筆記本電腦用的鎂合金外殼材料項目 工程等。 安徽師范大學物理與電子信息學院24 武漢中國光谷-建立在武漢東湖高新技術開發(fā)區(qū)內(nèi)，計劃在十 五計劃期間建成國際一流、國內(nèi)第一的占地50平方公里的國家光電 子產(chǎn)業(yè)基地，年銷售額實現(xiàn)一千億元，形成一批企業(yè)集團，發(fā)展大 中型企業(yè)。將在四大領域十六大類項目預計投資240億元：（1）信 息光電子：預計投資135億元，形成590億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其主要項 目：光纖光纜、光通信器件及組件、光通信系統(tǒng)及設備、ip網(wǎng)絡設 備、移動通信系統(tǒng)及設備、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)。（2 ）能量光電子：預計投資45

34、億元，形成190億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其主要 項目：工業(yè)激光設備與應用、激光生物醫(yī)學技術及設備、光學元器 件和光電測量儀器。（3）信息存貯及傳感光電子：預計投資40億元 ，形成160億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其主要項目：光纖傳感器、電源和可視電話 。（4）軟件與電子商務：預計投資20億元 ，形成110億元的產(chǎn)業(yè)規(guī) 模，其主要項目：軟件、網(wǎng)絡與電子商務應用系統(tǒng)。 安徽師范大學物理與電子信息學院25 “廣東中國光谷”-建在廣州市東部的廣 州科學城?！皬V東中國光谷”建設已列入 廣東省“十一五發(fā)展規(guī)劃中，作為發(fā)展 高新技術產(chǎn)業(yè)的重中之重項目。力爭在 5年內(nèi)，將廣東光谷光電子產(chǎn)業(yè)成為廣 東省的支柱產(chǎn)業(yè)。廣東光谷的核心產(chǎn)業(yè)

35、將以光通信技術產(chǎn)品及光通信系統(tǒng)軟件 為主。 安徽師范大學物理與電子信息學院 26 上海光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地-坐落在上海浦東新區(qū)、漕河涇 開發(fā)區(qū)、嘉定高科技園區(qū)、松江區(qū)等高新技術區(qū)域內(nèi)。 在上述區(qū)域內(nèi)已有許多光電子方面的企業(yè)、研發(fā)中心、 孵化基地。今后上海將采取更強有力的措施，不失時機 地推動光電子技術和產(chǎn)業(yè)超常發(fā)展，用五到十年的時間 建成國內(nèi)領先、國際一流的具有相當規(guī)模和核心競爭力 的光電子產(chǎn)業(yè)基地。目前上海確定的光電子產(chǎn)業(yè)基地發(fā) 展領域包括：光通信、光顯示、光存儲、光學整機和系 統(tǒng)、關鍵的光電子元器件，其中重點是光通信和光顯示 等。例如最近在漕河開發(fā)區(qū)正規(guī)劃建設面積為2.2萬平方 米的光電子有

36、源器件基地；嘉定國家級高科技園區(qū)最近 確立產(chǎn)業(yè)定位，重點發(fā)展光電子科學和光機電一體化技 術及其產(chǎn)品。 安徽師范大學物理與電子信息學院27 西安光電子科技產(chǎn)業(yè)園-位于西安高新技術產(chǎn)業(yè) 開發(fā)區(qū)，占地900余畝，計劃開發(fā)40多個項目，總投資 30億元，重點發(fā)展以光電一體化的儀器設備、光電轉 化和光通信技術為重點的光電產(chǎn)業(yè)。 浙江光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項計劃：此項計劃的實施 的目的是使光電子產(chǎn)業(yè)盡快形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模優(yōu)勢，重 點項目產(chǎn)品是光纖預制棒及擴大基于寬帶技術的光纖 生產(chǎn)規(guī)模，以適應寬帶信息網(wǎng)絡的建設的需要。目前 浙江省新建的和在建的光電子項目，投資超過10億元 ，其中重點項目17個，總投資約9億元。今年

37、將重點抓 好3-5個光電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)的規(guī)劃和培育，為十五期間 培育10個光電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)打好基地。例如，正在寧波 保稅區(qū)建設的半導體光電科技工業(yè)園，占地面積1萬余 平方米，已有浙江大學單晶硅項目（總投資5億元）和 意大利多晶硅項目（投資1500萬美元）等落戶園區(qū)。 安徽師范大學物理與電子信息學院28 福州光通信產(chǎn)業(yè)基地-光電園區(qū)座落在福州晉安區(qū)鼓山鎮(zhèn)。去 年全球最大的光纖通信器件公司-美國jdsu公司，全資并購福建華科 光電有限公司，推開了世界跨國公司投資我國光電園區(qū)的序幕。隨 后，apring公司落戶園區(qū)，以及康順、宏大等光電企業(yè)加盟。據(jù)稱 去年該園區(qū)企業(yè)總銷售額約1.2億美元。 重慶光谷-重慶

38、光電產(chǎn)業(yè)園位于重慶北部新區(qū)，是由國家科技 部批準列為國家西部開發(fā)的重點項目。重慶光谷將建設成以光電子 產(chǎn)業(yè)（包括光通信技術及網(wǎng)絡產(chǎn)品、圖像產(chǎn)品、光機電一體化產(chǎn)品 、光電材料與元器件、光存儲等 ）、新材料、環(huán)保、生物生化工程 等新技術產(chǎn)業(yè)并存的科技新城。建成后的技工貿(mào)收入將達到500億元 。該光電園區(qū)力爭用8-10年時間，建成國內(nèi)技術領先、國際上有較大 影響的光電子產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造中心、產(chǎn)品集散地、研究開發(fā)和人才培 養(yǎng)基地。該園建設需投資約100億元。計劃分三個發(fā)展階段：2001- 2002年：以規(guī)劃編審、基礎設施建設、產(chǎn)品招商為重點；2003-2005 年：主導產(chǎn)品開發(fā)、集中招商和大規(guī)模建設開發(fā)，

39、形成一定規(guī)模； 2006-2010年：以產(chǎn)業(yè)擴張為主，通過體制創(chuàng)新、環(huán)境優(yōu)化，全面實 現(xiàn)規(guī)劃目標。 安徽師范大學物理與電子信息學院29 此外，正在興建光電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)的還有 ：北京通州的北京市光機電一體化產(chǎn)業(yè) 基地（“十一五期間將投資500億元，重 點發(fā)展：數(shù)控機床、智能儀表、激光技 術、機器人等）；安徽合肥光子科學島 ；江西南昌以聯(lián)創(chuàng)光電科技股份有限公 司-建成目前國內(nèi)唯一具有l(wèi)ed全工序生 產(chǎn)技術和實現(xiàn)led外延片規(guī)?；a(chǎn) led的基地；無錫新區(qū)光電產(chǎn)業(yè)基地將 成為目前國內(nèi)一流的最大石英晶片生產(chǎn) 基地，年生產(chǎn)晶片72億顆，年生產(chǎn)能達 3000萬美元。 安徽師范大學物理與電子信息學院30 2

40、、我國光學與光電子學發(fā)展中存我國光學與光電子學發(fā)展中存 在的問題在的問題 近40年來我國光學與光電子學的科研 工作取得了較好的進展。在基礎研究方 面，在某些學科點上做出了達到國際水 平的科研成果；在高技術方面、建立了 相應的技術基礎。在很廣的面上開展了 跟蹤研究；在為國民經(jīng)濟和國防建設服 務方面，建國以來的各個時期，為解決 有關科學技術問題提供科學試驗裝備 ，作出了積極的貢獻。 安徽師范大學物理與電子信息學院31 但是，我國光學與光電戶學研究的總體水平還是顯著落后于 國際水平：在基礎研究方面，做出具有國際水平成果的只在 少數(shù)學科點上，尚沒有一個學科領域，全面進入國際競爭行 列。在重要的國際學術

41、會議上發(fā)表的論文、我們一 般僅占3-4 而且只分布在少數(shù)幾個專題中。在一般以上的學科領域 拿不出可到國際會議上交流的論文。在高技術和應用研究 方面技術基礎還比較薄弱，特別是元器件的研制水平較低 ，例如，發(fā)展光電子技術的關鍵是半導體光電子器件；而與 國外相比在器件性能指標如波段覆蓋、域值電流輸出功 率、壽命，器件可靠性、互換性、封裝以及工藝、測試手段 等方面都有很大差距。在光產(chǎn)業(yè)方面，國內(nèi)生產(chǎn)的光學與光 電子產(chǎn)品，檔次低，產(chǎn)品質量相性能價格比差。國家每年要 花費大量外匯進口光學與光電子元器件與儀器。光學儀器雖 也有出口，但還是以低檔勞動密集型產(chǎn)品為主。 安徽師范大學物理與電子信息學院32 造成上

42、述現(xiàn)象的主要原因有： 1)科技人員的素質需要提高。有此人基本訓練不足， 理論根底不深；不少人知識老化知識面不廣，學術 上缺乏開創(chuàng)性，掌握實驗技木不全面難以勝任技術 復雜的科學實驗。加之科技人員待遇低，影響隊伍穩(wěn) 定。 2)科研經(jīng)費嚴重不足。由于經(jīng)費短缺有些雖有學術 意義和應用前景的課題無法開展；已有課題難以維持 或開展深人一步的工作。由于經(jīng)費不足，實驗室儀器 設備不配套，儀器性能不先進，在實驗條件遠遠落后 于先進國家的情況下，很難做出具有國際水平的科研 成果。應用研究部門的技術改造不及時設備陳舊。 缺乏高精度加工和進行現(xiàn)代化裝配與檢測的條件。這 些都是亟待解決的問題。 安徽師范大學物理與電子信

43、息學院33 3 我國光信息科學和技術人才資我國光信息科學和技術人才資 源不足源不足 據(jù)了解，近年來光電子技術已成為信息技術時代進一步發(fā)展 的主導方向，要想在世紀尖端科技較量中奪魁，主要在 于能否取得光電子技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的主動權。近年來，一 股光電子產(chǎn)業(yè)建設熱潮席卷全國，武漢、長春、重慶、廣東 、山東等省市在發(fā)展自己光電子產(chǎn)業(yè)的同時，紛紛爭建“光 谷”。 一項測算顯示，如果一個區(qū)域的光谷要達到年產(chǎn)值超過 億元，那么相應的人才則需要萬。然而，我國目前 光電子從業(yè)人員僅為十幾萬，遠遠無法滿足這一需求。人才 短缺已成為阻礙這一產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。 安徽師范大學物理與電子信息學院34 國內(nèi)有關部門的一

44、項研究預測表明，隨著我國經(jīng)濟與 社會的發(fā)展，今后10年內(nèi)我國對人才的需要將有較大 的變化。從技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來說，今后幾年我 國將大力發(fā)展六大技術領域：生物技術；信息技術； 新材料技術；新能源技術；空間技術；海洋技術。六 大技術可以形成9個高科技產(chǎn)業(yè)：生物工程、生物醫(yī)藥 、光電子信息光電子信息、智能機械、軟件、超導體、太陽能、 空間產(chǎn)業(yè)、海洋產(chǎn)業(yè)。 按照國家人事部的有關統(tǒng)計預測，我國今后幾年急需 的人才主要是以下八大類：以電子技術、生物工程、 航天技術、海洋利用、新能源新材料為代表的高新技 術人才；信息技術人才信息技術人才；機電一體化專業(yè)人才；農(nóng)業(yè) 科技人才；環(huán)境保護技術人才；生物工程研究

45、與開發(fā) 人才；國際經(jīng)貿(mào)人才；律師人才。 安徽師范大學物理與電子信息學院35 三、學院開設該專業(yè)的條件 1 相近專業(yè)的建設情況相近專業(yè)的建設情況 光信息科學與技術專業(yè)是一門多學科交叉專業(yè)，它與光信息科學與技術專業(yè)是一門多學科交叉專業(yè)，它與 物理、電子科學與技術學科、通信技術、自動化技術有物理、電子科學與技術學科、通信技術、自動化技術有 著緊密的聯(lián)系，而我校物理與電子信息學院具備了這一著緊密的聯(lián)系，而我校物理與電子信息學院具備了這一 有利的條件，物理系物理專業(yè)是我校最早建立的師范本有利的條件，物理系物理專業(yè)是我校最早建立的師范本 科專業(yè)，該專業(yè)的特點是培養(yǎng)出來的學生具有扎實的專科專業(yè)，該專業(yè)的特點

46、是培養(yǎng)出來的學生具有扎實的專 業(yè)基礎知識，為我國的教育和科研輸送了大量的高級人業(yè)基礎知識，為我國的教育和科研輸送了大量的高級人 才，同時經(jīng)過幾十年的努力，我系教師在物理光學、量才，同時經(jīng)過幾十年的努力，我系教師在物理光學、量 子光學、近代光學、激光技術及其應用等研究領域取得子光學、近代光學、激光技術及其應用等研究領域取得 了一批科研成果，在國內(nèi)外主要學術刊物上發(fā)表此領域了一批科研成果，在國內(nèi)外主要學術刊物上發(fā)表此領域 的論文的論文300余篇，并于余篇，并于1993年成功地申請到原子與分子物年成功地申請到原子與分子物 理專業(yè)碩士點，理專業(yè)碩士點，2003年申請到光學專業(yè)碩士點，建立了年申請到光學

47、專業(yè)碩士點，建立了 光學學科專業(yè)實驗室，為設置光信息科學與技術專業(yè)打光學學科專業(yè)實驗室，為設置光信息科學與技術專業(yè)打 下了堅實的基礎。下了堅實的基礎。 安徽師范大學物理與電子信息學院36 同時我校物理與電子信息學院開設了與光信息科學與技術相近的4年制本 科專業(yè)電子信息工程和通信工程專業(yè)，并成為安徽師范大學重點建設 專業(yè)。 這兩個專業(yè)自成立以來已建成一整套教學體系，在課程設置、教學計劃和 教學大綱的制定上都充分考慮到專業(yè)的特點以及國家對電子信息和通信工 程方面人才的需求。 在教學計劃的實施、教學的安排及配套環(huán)境的建設上，該專業(yè)也已取得可 喜的成績。省教育廳和本校近年來已先后投資300余萬元新專業(yè)

48、建設?？钣?于專業(yè)建設，建立了與課程體系配套的實驗室，配備了必要的實驗儀器與 設備。 該兩個專業(yè)在師資培養(yǎng)、教育管理、教學法研究和教材建設以及實驗室建 設等軟硬件環(huán)境方面均取得長足的進步，辦出了特色，畢業(yè)生遍及科研機 構、大專院校、工商企業(yè)、銀行、保險、公安、部隊、國家重點骨干企業(yè) 等各行各業(yè)。 這兩個專業(yè)的建設為我們開設光信息科學與技術專業(yè)積累了寶貴的經(jīng)驗， 從軟硬件環(huán)境兩個方面打下了良好的基礎。 另外，我校是省屬重點大學，有義務有責任為社會培養(yǎng)急需的光信息科學光信息科學 與技術與技術專業(yè)人才。學校歷過80多年的發(fā)展，已成為較強實力、文理并重的 綜合性大學。光信息科學與技術是一個新興的理、工

49、交叉滲透的綜合專業(yè) ，我?？沙浞职l(fā)揮學科齊全的優(yōu)勢，以物理、電子信息專業(yè)為基礎，匯集 數(shù)學、材料、化學等方面的師資，辦好光信息科學與技術這一本科專業(yè)。 安徽師范大學物理與電子信息學院37 2本專業(yè)現(xiàn)有師資情況本專業(yè)現(xiàn)有師資情況 本專業(yè)師資隊伍結構合理，現(xiàn)有專業(yè)教師42人，其中 教授8人，副教授和高級實驗師15人，其中光學專業(yè)博 士10人，光學專業(yè)碩士生導師10人，光學專業(yè)博士生 導師1人，具有豐富的教學經(jīng)驗和很強的科研能力，并 且已探索出一套頗具特色的教學方法。在年齡層次上 構成老、中、青梯隊，其中三分之二是中青年教師， 他們在專業(yè)上思想敏銳、積極進取、善于接受新的知 識和信息，在工作中勤奮踏

50、實、認真負責，是確保本 專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的中堅力量。 安徽師范大學物理與電子信息學院38 3實驗設備及圖書資料實驗設備及圖書資料 現(xiàn)已具備光學、高分辨激光光譜、近代物理實驗、電子技術、計 算機軟件技術、計算機硬件技術等設施完善、性能優(yōu)良的實驗室 ，為新專業(yè)的開設提供了必要的前提。實驗室現(xiàn)有的大型光學教 學和科研設備包括： 準分子激光器和脈沖染料激光器一套（德國進口）； 飛秒激光系統(tǒng)一套（美國進口） q開關nd:yag激光器和脈沖染料激光器三套（美國進口）； 光學多道高分辨光譜分析系統(tǒng)一套（美國進口）； 激光共振增強多光子電離和激光誘導熒光實驗設備一套； 單光子計數(shù)、鎖相放大器、boxcar平均器

51、、ccd、iccd、pmt| 、mcp等比較齊全的先進光電子探測儀器。 利用上述實驗設備，可以開展激光技術、量子光學、非線性光學 、光電子學、高分辨激光光譜、量子電子學、激光全息等方面的 實驗教學和科學研究工作。 此外，還有專業(yè)圖書約12000冊，專業(yè)期刊雜志5000多冊。 安徽師范大學物理與電子信息學院39 4實習基地實習基地 為保證本專業(yè)畢業(yè)生的實際工作能力，除了要加強師 資隊伍、教學與科研、實驗室等方面的建設，實習基 地的建設也是一個重要的環(huán)節(jié)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，本 學院現(xiàn)已初步完成以下實習基地的建設，為新專業(yè)的 開設作好了充分的準備。 (1) 中國科學院安徽光學精密機械研究所； (2)

52、蕪湖慧通信息技術有限公司； (3) 華東光電技術研究所； (4) 粵美的公司蕪湖分公司； (7) 蕪湖國家級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)； (8) 蕪湖中外合資易通信息技術有限公司。 安徽師范大學物理與電子信息學院40 41 一.光信息科學與技術研究對象研究對象 光信息科學和技術是光學和光電子學的一個分支。 研究光（特別是相干光）的產(chǎn)生、傳輸、控制和 探測的科學技術。通過光電子技術與微電子技術 的結合，以及在各種科學和技術領域的應用，產(chǎn) 生并形成了一系列新的交叉學科和應用技術領域， 如信息光電子技術信息光電子技術，激光醫(yī)療與光子生物學，激 光加工技術，激光檢測與計量技術，激光全息技激光全息技 術術，激光光譜分析

53、技術，非線性光學，激光光譜分析技術，非線性光學，超快光子 學，激光化學激光化學，量子光學，激光（測污）雷達， 激光制導，激光分離同位素，激光可控核聚變， 激光武器等等 。 安徽師范大學物理與電子信息學院 42 這些技術應用的快速發(fā)展及向其它科技 領域的滲透，形成了許多市場可觀、發(fā) 展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)，包括光纖通光纖通 訊產(chǎn)業(yè)、光顯示產(chǎn)業(yè)、光存儲訊產(chǎn)業(yè)、光顯示產(chǎn)業(yè)、光存儲-光盤產(chǎn)業(yè)、光盤產(chǎn)業(yè)、 光機電一體化、激光材料加工和合成產(chǎn) 業(yè)、辦公自動化與商用光電子產(chǎn)業(yè)、激 光醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)、激光器件產(chǎn)業(yè)、激光 全息產(chǎn)業(yè)、光電子材料產(chǎn)業(yè)、光電子檢 測產(chǎn)業(yè)和軍用光電子產(chǎn)業(yè)。 安徽師范大學物理與電子信息學院

54、 43 光子學以信息科學作為它的應用對象，光子是 作為信息載體而出現(xiàn)的。 然而電子、光子和其他微觀粒子一樣同屬具有 粒子性和波動性的“量子”，用普朗克常數(shù)與 其頻率之積(hv)表示量子的能量。 原子、電子、 光子都可作能量的載體。 特別是激光出現(xiàn)后， 更是利用其作能量載體廣泛應用于工業(yè)加工， 這比電子束用于材料加工的應用要廣泛得多。 光子學的發(fā)展除極大地推動它的嫡系信息 光子學外，還輻射到其他科學領域而形成一系 列其他分支光子學，如包括量子光學、分子光 學、非線性光學、超快光學等在內(nèi)的基礎光子 學、生物醫(yī)學光子學等。 安徽師范大學物理與電子信息學院 44 主要研究激光物理、激光技術、光電子學、

55、 信息光學、全息技術等及其在科學研究、工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代國防等領域的應用。 安徽師范大學物理與電子信息學院 二、光信息科學與技術各學科的 分類 按學科體系劃分： 1 、光（特別是相干光）的產(chǎn)生、傳輸、 控制 2、光信息的獲取、檢測、處理和顯示 按學習順序來劃分： 基礎課程、專業(yè)課程和自選課程 2021-5-1545安徽師范大學物理與電子信息學院 2.1-1光（相干光）的產(chǎn)生、傳輸、控制 相干光的產(chǎn)生（普通物理、理論物理、光學 、應用光學、半導體物理、電子技術、量子 電子學、激光原理、量子光學） 相干光的傳輸、控制（信息光學、光通信原 理、光電子學、激光技術、光纖通信技術、 光通信網(wǎng)絡基礎、固體

56、光學性質、應用薄膜 光學、半導體光電子器件、微電子技術） 2021-5-1546安徽師范大學物理與電子信息學院 2.1-2光信息的獲取、檢測、傳輸、處理和顯示 激光光譜技術、光譜技術及應用、光纖傳 感原理、信息存儲與檢索、微弱信號檢測 技術、液晶原理及應用、集成光學、激光 加工及應用、數(shù)字圖像技術、光電子學、 信息光學、半導體光電子器件、近代光學 實驗技術等 安徽師范大學物理與電子信息學院47 2.2 -1 專業(yè)基礎課 普通物理及實驗 理論物理（電動力學、量子力學、固體 物理） 電子技術（電子技術基礎、數(shù)字電路、 計算機應用技術） 光學（應用光學、激光原理、激光光譜 學、近代光學實驗技術、 信

57、息科學（圖形圖像處理技術等） 2021-5-1548安徽師范大學物理與電子信息學院 2.2 -2 專業(yè)課 激光技術、信息光學、光電子學、光通 信原理、光譜技術及應用、光纖通信系 統(tǒng)、數(shù)字圖像技術 2021-5-1549安徽師范大學物理與電子信息學院 2.2 -3 專業(yè)自選課程 光學（應用非線性光學、量子光學、集 成光學、 理論物理（電動力學、量子力學、固體 物理） 電子技術（電子技術基礎、數(shù)字電路、 計算機應用技術） 光學（應用光學、激光原理、激光光譜 學、近代光學實驗技術、 信息科學（圖形圖像處理技術等） 2021-5-1550安徽師范大學物理與電子信息學院 三、光信息科學與技術各學科內(nèi)容簡

58、介 3.1 數(shù)學課程 是專業(yè)的最基礎課程，是基本工具。 3.1.1 高等數(shù)學(154學時、9學分）: 通過本課程的學習，要使學生獲得：1.函數(shù)、極限、連 續(xù)；2.一元函數(shù)微分學及應用；3.一元函數(shù)積分學及應 用； 4.空間解析幾何與向量代數(shù)；5.多元函數(shù)微分學及 應用； 6.多元函數(shù)積分學及應用；7.無窮級數(shù)； 8.微分 方程等方面的基本知識（基本概念、基本理論、基本方 法）和基本運算技能，為今后學習后續(xù)課程及進一步獲 得數(shù)學知識奠定必要的連續(xù)量方面的數(shù)學基礎。 在傳授知識的同時，要通過各個教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生 運算能力、空間想象能力、抽象思維能力和邏輯推理能 力，培養(yǎng)學生具有綜合運用所學知識去分

59、析問題和解決 問題的能力以及較強的自主學習能力，逐步培養(yǎng)學生的 創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。 安徽師范大學物理與電子信息學院51 3.1.2 線性代數(shù)（51學時、3學分） 線性空間（其中的元素是向量）及其變換是該課 程的主要處理對象，而矩陣運算是處理線性空間 及其變換的主要工具。該課程不只是要讓學生分 別掌握線性空間和矩陣的知識，更重要的是要學 會將線性空間的問題通過矩陣的語言建立起數(shù)學 模型，利用矩陣運算加以解決。 主要內(nèi)容有：線性方程組，行列式，矩陣的代數(shù) 運算，線性空間的概念，線性映射與線性變換， 矩陣相似的標準形理論，二次型，歐式空間和酉 空間及其變換。 安徽師范大學物理與電子信息學院52 3

60、.1.3 數(shù)學物理方法（68學時、3學分） 數(shù)學物理方法是物理類專業(yè)的必修課和重要基礎課 ，也是一門公認的難道大的課程。 本課程包括復變函數(shù)論、數(shù)學物理方程、特殊函數(shù) 、非線性方程和積分方程共四篇的內(nèi)容。其中，第 一篇復變函數(shù)論又含解析函數(shù)、解析函數(shù)積分、無 窮級數(shù)、解析延拓函數(shù)和留數(shù)理論五章；第二篇數(shù) 理方程又包括：定解問題、行波法、分離變量法、 積分變換法和格林函數(shù)法五章；第三篇特殊函數(shù)又 包括勒讓德多項式、貝塞耳函數(shù)、斯特姆-劉維本征 值問題三章。 安徽師范大學物理與電子信息學院53 3.2 物理學基礎課程 3.2.1 普通物理學（120學時、7學分） 主要內(nèi)容：力學、熱學、電磁學、光學