光子学及光信息存储研究进展

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1、第&’卷第’期河南大学学报（自然科学版）S?H!&’1?!’%++’年&月T?9E65H?GP=656U6AK=E8A@I（15@9E5HVBA=6B=）W5E!%++’!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光子学及光信息存储研究进展王长顺（河南大学物理系，河南，开封）摘要：扼要介绍了光子学与光子技术的发展、光信息存储原理及不同类型光信息存储的物理机制；同时对近年来含偶氮类聚合物及聚合物液晶材料的光信息存储研究进行了综述!关键词：光子学；偶氮苯聚合物；光信息存储中图分类号："#$%!&’；"

2、(&)文献标识码：*文章编号：’++&,(-$（)%++’）+’,+++’,+#!"#$#%&’()%*$"+!,#-,+((#./0$&’)12%.#,3)$&#%4$#,)-+0*1234567,8496:!"#$%&’"(&)*+,-./0.12"($(3(/4"%./&-15$/*"(6($#++’12"($(17,/($;56($,)’$7<4=>4?@?6AB856C>4?@?6@=B46AD9=5E=8@5@=CFEA=GHI!<4=>EA6BA>5HJ=B456A8J?GK5EA=C?>@AB5H8@?E57=@I>=856C@4=>E?7E=88A6?>@AB

3、5HA6G?EJ5@A?68@?E57=LA@45M?F=6M=6=HAD9AC/BEI85@5HHA6=>?HIJ=E85E=89JJ5EAM=C!8+9:#,*(7>4?@?6AB8N5M?F=6M=6=>?HIJ=EN?>@AB5HA6G?EJ5@A?68@?E57=’光子学与光子技术简介光子学的悄然崛起在国内外引起了广泛地关注!光子学的正式诞生应追溯到’-.+年世界上第一台激光器的发明!光子学（>4?@?6AB8）这个概念是由荷兰科学家在’-$+年第九届国际高速摄影会议上首次提出的!光子学是一门与电子学平行的学科，它是研究作为信息和能量载体的光子的行为及其应用的科学!在

4、理论上，它主要研究光子的量子特性及其在与物质（包括分子、原子、电子及光子自身）的相互作用中出现的各类效应及规律等；在应用方面，主要研究光子的产生、运动、传输以及控制和探测方法等!实际上，光子学是一个具有极强应用背景的学科，因而形成了一系列的光子技术，诸如光子发生技术（激光技术）、光子传输技术、光子调制与开关技术、光子存储技术、光子探测技术、光子显示技术等等!光子技术的基础是光子学!光子技术作为信息科学的支柱之一将与电子技术相互渗透、补充，并发挥越来越重要的作用!光子学的崛起之所以倍受人们的关注，其主要原因在于，光子学与光子技术、电子学与电子技术虽同为信息科学的两大基础技术，但前

5、者已越来越显示出极大的优越性!光子技术在信息的传输、存储、显示等领域具有巨大的发展潜力!光子与电子相比具有许多优越的特性，主要表现在：（’）光子具有极高的信息容量和效率!作为信息载体，光子与电子相比信息容量大几个量级!例如，一般可见光的频率为#O’+’(’+PM，而电子技术中微波的频率仅为’+PM量级，即光子可承载信息的容量起码比电子高出&Q(个量级；光子还可在光纤中能够直接传播’++RJ以上!人们把一个载子可承载的信息量称为信息效率!如果考虑到光子的数字编码与光子的统计特性等，光子的信息效率远远高出电子!例如，在光子学中如果使用所谓光的压缩态、光子数态等作为光子源，则量子噪声

6、有可能减小到极小值，光子的信息效率自然也将成量级地提高!收稿日期：%+++,+&,%$基金项目：河南省杰出青年基金资助项目作者简介万方数据：王长顺（’-.#/），男，河南武陟人，博士，河南大学教授!!河南大学学报（自然科学版），!&&%年，第2%卷第%期（!）光子具有极快的响应能力"信息载体的响应能力是决定信息速率与容量的主要因素"在电子技术中，电子脉冲宽度最窄在#（$%&’($）量级，因此在电子通信中信息速率被限定在)*+（$%&(*,-$+$）量级"对于光子技术来说，由于光子是玻色子，没有电荷，而且能在自由空间传播，因此，光子脉冲很容易做到脉宽为.$（%&’%!$）量级"实

7、际上，现在实验室的光子脉冲宽度已达到小于%&/（$%&’%0$）量级"而且，近两年有望实现!12/$，即相当一个光学周期的宽度"因此使用光子为信息载体，信息速度达到%&&)*+$，甚至%&3*+（$%&%!*,-$+$）是可能的"如果使用具有巨大带宽的光纤作信息的传输媒质，就能够以如此高的速率，通过光纤将信息传输到几千公里或更远的距离"这样，获得信息比特率与传输距离之积是非常可观的"显然，这对于电子技术绝对是望尘莫及的"（2）光子具有极强的互连能力与并行能力"如上所述，电子有电荷，因此电子与