电信息技术科学的现状与展望

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1、电信息技术科学的现状与展望电信息技术科学的现状与展望经过半个学期关于光电信息现状与展望的学习，我们认识到光学，作为当今世界最前沿的科学技术，推动着人类更加深入地探索口然科学，探索宇宙万物，它从方方面囱深刻地改变着我们的生活。正因为如此，越來越多的青年科学工作者投入到光学研究中。无疑，光学技术的进一步发展，将会给我们人类社会带来翻天覆地的变化。接下來，我将从五个方面分别介绍光学技术的最新发展与应用。这五个方面分别是量子光学、光学与医疗、光纤与通信、光学与遥感以及光学与测量。一、量子光学2005年，近代量子光学的奠基人、美国哈佛大学著名物理学家格劳伯(Glauber)教授荣获了诺贝尔物理奖

2、，它深刻地反映出量了光学在当代科学发展中发挥着相当重要的作用。1.量子信息。量子信息是量子力学与信息科学交叉融合的新兴学科，U前已成为世界关注的热门研究领域。量子信息可以突破现冇信息技术的物理极限，开拓出新的信息功能,为信息科学的持续发展捉供新的原理和方法。其中,量子密码特别是在光纤量子密钥分配方面的研究已取得重大突破，其廿前的研究方向是低误码率、高比特率、网络化和远程传输，以及研究可控单光了源和红外单光了探测技术等；量了因特网是基于量了纠缠的量子通信网络，H前仍然处于单元技术的基础研究阶段，最近“量子中继”这一关键技术的研究取得重要进展，我国年青学者段路明教授提出运用原子系综实现量子

3、屮继的方案，引起科学界的高度兴趣；量子计算机的研究仍然处于基础阶段，寻找物理上可扩展的具冇容错能力的“量子芯片”是lit界各国科学家当前奋斗的方向。口前主耍研究兴趣是固态量了计算和基于量了光学的量了计算两个方向。2.玻色一爱因斯坦凝聚。BEC的发半不需要粒子间的和互作用，是一种纯粹的宏观量子力学现彖。文章阐述了玻色一爱因斯坦凝聚的过程，并解释了其实现的条件。第一次观测到BEC而获得诺贝尔奖的WolfgangKetterle教授认为，BEC是许多広观粒子现象的核心，可以给出量子漩涡、量子长程关联等的微观图像，量子化的漩涡在超流和超导中都扮演了重要的角色。另外，通过一些办法可以使一个BEC

4、凝聚体的两部分产生十涉，这种干涉还导致了原子激光的产牛:。文章対BEC的发展进行了展望，BEC的实现H前只在囚禁原子气体和液氨中成功，难以得到实际应用，探索新的BEC系统是一个富有挑战性的工作。3.基于量了光学的量子态控制。文章指出对基于量了光学的量了态控制进行研究的重要意义。广义上，量子态控制是指实现量子态的控制演化，目前主要指光子、原子、离子态和量了点等Z间的相互转换和相互操作。激光冷却和电磁感应透明是量了态控制的重要基础。激光冷却的实现有华人科学家朱棣文的杰出贡献(获1997年诺贝尔奖)，这个技术LI前U得到广泛的应用。电磁感应透明是量子光学的新进展，文章阐述了该现象的原理及其类

5、似的一些现彖二、光学与医疗在生命科学领域，光与生命现象早己结下不解Z缘.从科学发展观來看，在21世纪，所冇的科学技术都将围绕人与人类的发展问题，寻找各口的存在意义-与发展曲.生物医学光子学正是在这样的背景下产生的.简言之，生物医学光子学是利用光子来研究生命现象的科学，它是光子学和生命科学相互交叉、互相渗透而产生的边缘学科.具体地，生物医学光子学涉及纶物（包括人体组织）系统以光子形式释放的能量-与来自生物系统的光子探测过程，以及这些光子所携带的有关生物系统的结构与功能信息，还包括利用光子的能量对生物系统进行的加工与改造等.生物学研究与医学研究、诊断和治疗涉及到的光学及其相关的应用技术，包

6、插其中最基础性的光物理问题，均可归为生物医学光子学的研究对象.较普遍的观点认为，生物医学光子学可以定义为研究所有波长范I韦I的电磁辐射在生物医学领域的应用科学与技术.生物医学光子学涉及対生物体的成像、探测和操纵，具体可划分为生物光子学和医学光子学两个相对独立的部分，但它们各自的领域存在互相重叠的范围[6~9],两者的区分主要在于光子学及其技术的具体应用对象不同.生物光子学主耍研究分子水平上的细胞功能和结构，包插生物系统的光子辐射以及这些光子携带的信息，用光子及其技术对生物系统进行检测、加工和改造等等；而医学光了学的研究对象为人体及其器官和组织.通过检测组织与血液参数，探索组织结构与功能

7、的变化，进而实现宏观和微观水平疾病无损探测、诊断和治疗，包括组织光学、医学光谱术、医学成像术、以及光诊断与光治疗技术及其作用机理的研究等.生物医学光了学的学科发展及其研究成果，对生命科学有重要且积极的意义，将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供叮能性，从而提高人类的生存价值和意义，其中的重大突破将起到类似X射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用，在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业.随着科学技术的