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光子学与光子技术发展研究战略报告

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光子学与光子技术发展研究战略报告

光子学与光子技术进展战略报告

目录

前言

随着现代科学技术的飞速进展，人类历史即将进入一个崭新的时代—信息时代。其鲜亮的时代特征是，支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度进展，并能充分满意社会进展及人民生活的多方面需求。作为信息科学的基础：电子学与电子技术将由微电子学与技术向纳米电子学及分子电子学与技术进展；与此同时，近年来，一个新兴学科—光子学(PHOTONICS)已经峭然兴起，它继电子学之后，又为信息科学的进展供应了一个重要的牢靠基础。

对于光子学与光子技术的峭然兴起，世界上技术发达国家，如美国、西欧、日本等都在战略上给以高度重视。在欧洲、美洲、澳洲以及亚洲等地先后兴建起越来越多的光子学专门科研机构与组织，定期和不定期地举办各类学术沟通会议；有越来越多的高等院校已开设出光子学专门课程；光子学领域的讨论经费投入量与相应的科研成果的也在明显地逐年扩大；随着光子技术的进展，光子以其所具有的极快响应速度、极大信息容量和极高信息效率在推动信息科学进展中显示出越来越大的竞争力。光子产业在商品市场的份额在逐年增加，已倍受产业界关注。不难看出，光子学已经形成一个新兴的独立学科，光子技术作为信息科学的支撑技术将与电子技术相互渗透、补充，并发挥越来越重要的作用。

此篇“光子学与光子技术进展战略报告”是国家自然科学基金委员会政策局在“九五”优先资助领域的基础上支配的软课题，由信息科学部组织队伍开展战略讨论所取得的结果。光子学与光子技术进展战略讨论软课题于九六年底立项，课题组由王启明院士、董孝义教授牵头，由十五位各分支学科的专家组成。在开展讨论的过程中进行了大量调查工作。于一九九七年五月和九月分别在福建、山西召开两次研讨会形成了“战略讨论”的基本框架。因此，这份“战略讨论报告”是我国光子学、光子技术首次在大范围内开展的深化战略讨论成果，是众多科学家集体劳动才智的结晶。

在此值得一提的是南开高校有一批卓有学识的教授，十分关注光子学的进展，他们多次发表有见地的综述性文章，在此次战略讨论中发挥了重要作用。

为了使战略讨论的结果能发挥更大的作用，在软课题立项时，我们就提出明确的要求，简略的指导思想是：在总结我委已经完成的各学科进展战略讨论阅历的基础上，选择“九五”优先资助领域中有较大突破可能的少数项目开展深化讨论；讨论重点应着眼于全国的宏观决策上，而不要过份偏重于专业内容的调查；在简略方针上，要选好突破口，强调有所为，有所不为，其总体战略部署争取作到可以指导我国“九五”计划或更长一段时间内的光子学讨论工作。在这一思想指导下，本战略中所提出的重大、重点项目的建议，将是信息科学部光学与光电子学“九五”期间的重要立项依据。依据我委管理方法的规定，只要在学科专家评审会通过，这些项目就可以在近期内得以实施。从这一角度来说，这一战略有可能成为我国第一部光子学指导性的实施纲领。

众所周知，光子学是一门新兴学科，对于它的内涵以及它与传统光学的关系等，在学术界尚有某些不同见解。因此，我们认为软课题组所提出的战略意见也只是现在的一个调查讨论结果，很难包括各种意见和见解，这是符合新生事物的进展规律的。我们信任随着时间的推移以及对光子学熟识的深化，有些意见会得到统一。因此，我们盼望连续开展有关商量。只有这样才能正确指导一个新兴学科的健康进展。

光学简介

狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今日，常说的光学是广义的，是讨论从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。

光学的进展简史

光学是一门有悠久历史的学科，它的进展史可追溯到2000多年前。

人类对光的讨论，最初主要是试图回答“人怎么能观察周围的物体？”之类问题。约在公元前400多年(先秦的代)，中国的《墨经》中记录了世界上最早的光学知识。它有八条关于光学的记载，叙述影的定义和生成，光的直线传播性和针孔成像，并且以严谨的文字商量了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。

自《墨经)开头，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时独立地发明显微镜；始终到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为今日大家所惯用的反射定律和折射定律。

1665年，牛顿进行太阳光的实验，它把太阳光分解成简洁的组成部分，这些成分形成一个颜色按肯定挨次排列的光分布——光谱。它使人们第一次接触到光的客观的