光開關歷史成果

『壹』 MEMS的歷史

MEMS MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微機電系統的縮寫。MEMS是美國的叫法，在日本被稱為微機械，在歐洲被稱為微系統。
MEMS主要包括微型機構、微型感測器、微型執行器和相應的處理電路等幾部分，它是在融合多種微細加工技術，並應用現代信息技術的最新成果的基礎上發展起來的高科技前沿學科。
MEMS技術的發展開辟了一個全新的技術領域和產業，採用MEMS技術製作的微感測器、微執行器、微型構件、微機械光學器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。MEMS技術正發展成為一個巨大的產業，就象近20年來微電子產業和計算機產業給人類帶來的巨大變化一樣，MEMS也正在孕育一場深刻的技術變革並對人類社會產生新一輪的影響。目前MEMS市場的主導產品為壓力感測器、加速度計、微陀螺儀、墨水噴咀和硬碟驅動頭等。大多數工業觀察家預測，未來5年MEMS器件的銷售額將呈迅速增長之勢，年平均增加率約為18%，因此對對機械電子工程、精密機械及儀器、半導體物理等學科的發展提供了極好的機遇和嚴峻的挑戰。
MEMS是一種全新的必須同時考慮多種物理場混合作用的研發領域，相對於傳統的機械，它們的尺寸更小，最大的不超過一個厘米，甚至僅僅為幾個微米，其厚度就更加微小。採用以硅為主的材料，電氣性能優良，硅材料的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度與鋁類似，熱傳導率接近鉬和鎢。採用與集成電路（IC）類似的生成技術，可大量利用IC生產中的成熟技術、工藝 ，進行大批量、低成本生產，使性價比相對於傳統「機械」製造技術大幅度提高。
完整的MEMS是由微感測器、微執行器、信號處理和控制電路、通訊介面和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成於大尺寸系統中，從而大幅度地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。
沿著系統及產品小型化、智能化、集成化的發展方向，可以預見：MEMS會給人類社會帶來另一次技術革命，它將對21世紀的科學技術、生產方式和人類生產質量產生深遠影響，是關繫到國家科技發展、國防安全和經濟繁榮的一項關鍵技術。
製造商正在不斷完善手持式裝置，提供體積更小而功能更多的產品。但矛盾之處在於，隨著技術的改進，價格往往也會出現飆升，所以這就導致一個問題：製造商不得不面對相互矛盾的要求——在讓產品功能超群的同時降低其成本。
解決這一難題的方法之一是採用微機電系統，更流行的說法是MEMS，它使得製造商能將一件產品的所有功能集成到單個晶元上。MEMS對消費電子產品的終極影響不僅包括成本的降低、而且也包括在不犧牲性能的情況下實現尺寸和重量的減小。事實上，大多數消費類電子產品所用MEMS元件的性能比已經出現的同類技術大有提高。
手持式設備製造商正在逐漸意識到MEMS的價值以及這種技術所帶來的好處——大批量、低成本、小尺寸，而且開始轉向成功的MEMS公司，其所實現的成本削減幅度之大，將影響整個消費類電子世界，而不僅是高端裝置。 MEMS在整個20世紀90年代都由汽車工業主導；在過去幾年中，由於iPhone和Wii的出現，使全世界的工程師都看到運動感測器帶來的創新，使MEMS在消費電子產業出現爆炸式的增長，成為改變終端產品用戶體驗以及實現產品差異化的核心要素。
國內MEMS晶元（Die）供應商主要有：上海微系統所、沈陽儀表所、電子部13研究所、北京微電子所等，目前形成生產的主要是MEMS壓力感測器晶元（Die）。
MEMS技術的發展歷史
MEMS第一輪商業化浪潮始於20世紀70年代末80年代初，當時用大型蝕刻矽片結構和背蝕刻膜片製作壓力感測器。由於薄矽片振動膜在壓力下變形，會影響其表面的壓敏電阻走線，這種變化可以把壓力轉換成電信號。後來的電路則包括電容感應移動質量加速計，用於觸發汽車安全氣囊和定位陀螺儀。
第二輪商業化出現於20世紀90年代，主要圍繞著PC和信息技術的興起。TI公司根據靜電驅動斜微鏡陣列推出了投影儀，而熱式噴墨列印頭現在仍然大行其道。
第三輪商業化可以說出現於世紀之交，微光學器件通過全光開關及相關器件而成為光纖通訊的補充。盡管該市場現在蕭條，但微光學器件從長期看來將是MEMS一個增長強勁的領域。
目前MEMS產業呈現的新趨勢是產品應用的擴展，其開始向工業、醫療、測試儀器等新領域擴張。推動第四輪商業化的其它應用包括一些面向射頻無源元件、在矽片上製作的音頻、生物和神經元探針，以及所謂的'片上實驗室'生化葯品開發系統和微型葯品輸送系統的靜態和移動器件。

『貳』 調光開關原理及應用介紹

電燈是人類發明歷史上一個重要的里程碑，是電燈讓黑夜也會充滿光明。在電燈未出現之前，人們用來照明的工具有火把、油燈、蠟燭等，這些照明工具不僅光亮小，而且操作使用極為不方便，更別說隨時掌握光亮了。但是電燈的出現使得這一夢想變成了可能，調光開關就是用來調節電燈光亮的一種工具，很多人也許並未聽說過，下面將做詳細的介紹。

調節開關介紹

調光開關是為了滿足人們在不同的時候對燈光亮度的不同需求而發展而成的。從原理上電子調光開關是通過控制和改變可控硅的相位角來控制導通程度，即電源流經負載的時間，這樣改變了電光源的輸入的電壓和電流來獲得不同強度的光輸出，採用單火線輸入的接線方式，可直接替換現有的牆壁開關。

調光開關經過發展，品種繁多，規格齊全，可按操作方式和調光方式分類。

調光開關原理

調光開關是一個便利的電子器件，通過旋鈕或滑桿可以將亮度從幾乎無光逐漸調節到最大亮度。調光開關是通過調整它裡面的電阻值的大小控制通過燈的電壓的高低的，它的最基本的原理是改變加在負載上的電壓，由單或雙向可控硅來完成，經手動調節電位器改變加在控制級的相位角來控制可控硅的導通程度，即完成了改變電壓的目的。

調光開關應用

調光開關能滿足人們在不同的時候對燈光亮度的不同需求，能直接替換現有的牆壁開關。適用於家庭居室，公寓，酒店，醫院等公共場所。隨著生活水平的提高，人們離不開光，更離不開對光的質量的要求。調光的需求可以大體分為三類：

一)功能型調節光線的需要，如進門的玄關、會議室等;

二)家居生活中舒適性和生活格調的體現，比如對燈光的明暗搭配，色溫冷暖，既可以根據環境的需要進行調節，也可以起到烘托氛圍的作用;

三)環保節能的需要，比如公共場所的節能需求。比如停車場照明、商場照明、道路照明等。

光的出現代表了人類文明的出現，源古至今，人類對於光明的探索從未停止過。節能燈是目前最受大家喜愛的燈，因為它不僅耗電量小，而且亮度足夠大，適合家裡的平常用燈。但是有些時間和場合，電燈的燈光需要根據需要進行調節，調光開關起到了重要的作用，它可以隨時隨地調節燈光的亮度，以適應人們對亮度的需要，使用簡單，而且方便。

『叄』 王啟明的技術成就

國內外同行公認王啟明是中國信息光電子事業的主要開拓者之一，在不同的階段他都為中國光電子事業的發展作出了傑出的貢獻。
1.研製成功長壽命GaAs半導體激光器率先主持研製成功我國第一支室溫連續波運行10萬小時的GaAs半導體激光器，推動了我國光纖通信的發展。
20世紀70年代初，美國貝爾實驗室的第一支室溫連續波運行的半導體激光器宣告問世。1973年，中國科學院領導覺察到這一成就對發展我國光通信及光電子學事業的深遠意義，立即部署半導體研究所作為院重點任務組織力量，加強研究。當時正處於「文化大革命」期間，是非難分，人心渙散，要組織一支攻堅隊伍很不容易。王啟明臨危受命，從研究室中抽調組織了近20名科研人員，立即開展半導體激光器的研究。
在接受這一難度極大的重點任務之後，王啟明提出並採取了一系列有效的技術措施。激光器的有源工作區，僅有0.1μm的厚度，如何精確地可重復地控制它，首先決定於外延爐的控溫精度。他率領課題組的人員與當時七機部的同志合作，在較短的時間內研製成功我國第一台高精度程式控制降溫外延爐，為優質外延生長的實現奠定了基礎。他吸取諸家的長處，與研究組的同事提出改進設計了我國第一套全密封金屬化外延系統，從根本上保證了外延材料的質量。為了降低閾值及功耗，他提出一種高技術實現高熱穩定隔離；在鍵合方面他還設計了新工藝，解決熱阻問題。由於他抓住了研製技術中的關鍵，從根本上提出並解決了技術難題。他率領全組同志經過五年艱苦奮斗，不斷改進生長技術，提高器件質量，激光器運行壽命達到了萬小時以上，並於1980年經中國科學院組織鑒定，獲中國科學院重大成果二等獎。
王啟明的視野並不只局限於器件的研製與研究上，他更關心激光器的應用。他和他的同事們積極參與北京市電話局的光纖通信建設，把研製出的激光器用在市話局的光纖通信實驗線路上，經受住了長時間工作的考驗，從而在我國揭開了以半導體激光器為基礎的光纖通信事業的序幕。該器件及其應用技術一並獲得1981年北京市科技成果一等獎。
在1985年第一次組織評審國家科技進步獎時，這一重大成就又作為我國「短波長光通信器件研製」的全國聯合項目，被評為二等獎，王啟明被公推為第一受獎者。與此同時，由他主持的長波長InGaAsP激光器的研製成功，又獲得「六五」攻關國家重獎。在此期間他在學術會議和學術刊物上公開發表的論文、報告有《雙異質激光器退化觀察》、《A1GaAs/GaAs DH激光器退化特性及L-I特性》、《GaAlAs/GaAs DH激光器的L-I特性》等10多篇。
1981年在美國舊金山召開的國際光通信和集成光學會議上，他受邀擔任會議程序委員會委員並作了《中國的光通信》的特邀報告。由於他的成就和在國際學術界的影響，自1983年起連續被邀擔任三屆國際半導體激光會議和兩屆國際光通信與集成光學會議及國際電光會議的程序委員會委員。
2.研製成功新型pnpn雙向負阻激光器深入研究雙異質結激光器物理，提出了雙光絲可飽和吸收機制、異質結界面態電荷存儲記憶效應和pnpn夾層負阻擊穿機制，解釋了激光器出現的異常現象，也為新器件的研究提出了新思路。
出於嚴謹的科學態度和實事求是的精神，王啟明對器件所表現的異常現象非常重視並開展了細致深入的研究。他和他的同事發現了某些激光器的異常瞬態輸出響應，他首先發現由於Al組分不均勻導致激光腔內雙光絲發光，並據此提出了導致復雜瞬態行為的物理機制，論文發表在國際雜志IEEE QE（《量子電子學》）1992年第18卷第4期上，為後來雙區共腔可飽和吸收調Q激光器的研究提供了思路。
他還發現某些激光二極體呈現的反常雙向負阻行為，提出是由於制備工藝熱過程帶來的自摻雜效應導致的反向結引入造成的。根據這一思路，後來成功地發展了一種新型pnpn雙向負阻激光器。
3.研製成功雙區共腔（CCTS）雙穩態激光器系統地發展了雙區共腔（CCTS）雙穩態激光器，為數字光電子學的發展打下了基礎。數字光電子學的發展必須具備有源和無源的光邏輯器件，這是80年代初人們開始關注的重要課題。
王啟明在提出雙光絲調Q效應解釋激光器中反常自脈動成功之後，隨即考慮如何有意識地研製這種器件，把普通的雙異質激光器分為兩段，保持在一個諧振腔中。這種雙區共腔激光器的輸出特性出現了光強回滯特性，即光雙穩態特性。光雙穩態特性正是光邏輯器件的基礎。王啟明和他的同事於1985年在中國《物理學報》發表了《InGaAsP質子轟擊內調Q雙穩態激光器》的論文，並與日本東京大學開展合作研究。
他和他的學生系統研究了雙穩激光器自調准單穩頻特性，穩頻度優於10-5。研究了光觸發增強放大特性，發現了輸入光譜的單模純正效應和光學混沌特性，並利用截取技術獲得10ps光脈沖。他指導學生提出一種獲得更窄光脈沖的「相關注入」新概念，並作了計算模擬研究。
由於王啟明領導的小組對雙穩態激光器進行系統深入研究所取得的成就，他曾三次在國際半導體激光會議上作報告，並在國際光電子學專集上特邀發表了總結性論文。這種器件已在國內被應用於信息光交換系統技術。作為階段性成果，於1987年被評為中國科學院自然科學二等獎。
1986年他在《中國通信學報》上發表了《共腔雙區CCTS 激光器的研究》一文，被中國通信學會評為優秀論文一等獎。 積極部署推動開展新一代量子阱光電子器件的研究，為我國「863」光電子高技術計劃的制訂與實施作出了重要貢獻。
1984年擔任半導體所副所長時，他全力支持並協助名譽所長黃昆院士爭取建立半導體超晶格國家重點實驗室。1985年他和他的同事合作指導的研究生在國內做出了第一支GaAs量子阱激光器，為量子阱光電子器件的發展，邁出了關鍵的一步。
1985年起，他擔任半導體所所長持續十年之久，大量的所務工作壓在他的肩上，讓他付出了很大的精力。與此同時，他又始終抓住光電子學發展的脈搏，並發揮他在所長崗位上所具有的國內外影響和作用，大力推進新一代光電子器件的發展。
他和研究生開展了量子阱自電光效應雙穩態光開關的研究、量子阱高速電光調制器的研究、量子阱面發射激光器的研究，並取得了重大進展，自電光效應雙穩態光開關器件，獲1992年中國科學院科技進步一等獎。量子阱長波長雙穩態激光器獲1995 年中國科學院科技進步一等獎。
1987年2月，中央批准我國「863」高技術計劃，光電子技術為當時計劃項目之一。經過老一輩專家和中國科學院院領導的推薦，以及國家科委的嚴格考核，王啟明被遴選為「863」計劃信息領域第一屆專家委員會委員，並分工負責光電子主題的工作。他滿腔熱情地投入了光電子主題的建設工作，以准確銳利的眼光，提出了以光通信器件為主，光互連、光計算器件為輔的主題戰略目標，以發展新一代量子阱光電子器件為主導的研究路線；同時，有遠見地提出建設一個全國性的、開放的，以量子尺寸（納米）工藝為主體的光電子器件研製工藝基地。
他的設想，成為後來「863」光電子主題發展的基礎框架。他起草了實現主題研究的全面課題分解，為光電子主題工作的開展打下了重要的基礎。隨後他又被聘任為「863」計劃光電子工藝中心學術委員會主任。
1986年，他作為發起人之一，與教委部門聯合積極籌建了集成光電子學國家重點聯合實驗室，先後被聘任為聯合實驗室副主任和學術委員會主任。

『肆』 超分子化學已取得的成就

「超分子」一詞早在20世紀30年代已經出現，但在科學界受到重視卻是50年之後了.代寫畢業論文超分子化學可定義為「超出分子的化學」，是關於若干化學物種通過分子間相互作用結合在一起所構成的，具有較高復雜性和一定組織性的整體的化學.在這個整體中各組分還保持某些固有的物理和化學性質，同時又因彼此間的相互影響或擾動而表現出某些整體功能1.超分子體系的微觀單元是由若干乃至許許多多個不同化合物的分子或離子或其他可單獨存在的具有一定化學性質的微粒聚集而成.聚集數可以確定或不確定，這與一分子中原子個數嚴格確定具有本質區別，把多個組分的基本微觀單元聚集成「超分子」的凝聚力是一些（相對於共價鍵）較弱的作用力.如范氏力（含氫鍵）、親水或憎水作用等2.
1超分子化合物的分類
1.1雜多酸類超分子化合物
雜多酸是一類金屬一氧簇合物，一般呈籠型結構，是一類優良的受體分子，它可以與無機分子、離子等底物結合形成超分子化合物.作為一類新型電、磁、非線性光學材料極具開發價值3，有關新型Keg-gin和Dawson型結構的多酸超分子化合物的合成及功能開發日益受到研究者的關注.杜丹等4，5合成了Dawson型磷鉬雜多酸對苯二酚超分子膜及吡啶Dawson型磷鉬多酸超分子膜修飾電極，發現該膜電極對抗壞血酸的催化峰電流與其濃度在0.35～0.50mol/L范圍內呈良好的線性關系.靳素榮等6合成了9鎢磷酸/結晶紫超分子化合物，並對其光致變色性質進行了探究，即合成化合物具有光敏性，漫反射日光即可使其變藍.王升富等7合成了磷鉬雜多酸-L-半胱氨酸自組裝超分子膜電極，發現該膜電極對酸性溶液中的NO2-有明顯的電催化還原作用.畢麗華等8合成了多酸超分子化合物，首次發現了雜多酸超分子化合物溶於適當有機溶劑中可表現出近晶相液晶行為.劉術俠等9以Dawson型砷鉬酸、金剛烷胺為原料合成了超分子化合物（C10H18N）6As2Mo18O62·6CH3CN·8H2O，該化合物具有可逆的光致變色特性，並提出了一個可能變色機理.
1.2多胺類超分子化合物
由於二氧四胺體系可有效地穩定如Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）等過渡金屬離子的高價氧化態，若二氧四胺與熒光基團相連，則光敏物質熒光的猝滅或增強就與相連的二氧四胺配合物與光敏物質間是否發生電子轉移密切相關，即通過金屬離子可以調節熒光的猝滅或開啟，起到光開關的作用.蘇循成等10合成了8羥基喹啉取代的二氧四胺大環配體，其中含有2個獨立的螯合基團，在適當情況下能分別與金屬離子配位.
大環冠醚由於其自組裝性能及分子識別能力而引起人們廣泛的重視.近來，冠醚又成為在超分子體系中用於建構主體分子的一種重要的建造單元.代寫碩士論文李暉等11利用了冠醚分子的分子識別能力及蒽醌分子的光敏性，設計合成了一種新的氮雜冠醚取代蒽醌分子，並以該分子作為主體分子，以稀土離子作為客體構成超分子體系，並研究了超分子體系內的能量轉移過程.
1.3卟啉類超分子化合物
卟啉及其金屬配合物、類似物的超分子功能已應用於生物相關物質分析，展示了更加誘人的前景，並將推動超分子絡合物在分析化學中應用的深入開展.
1.4樹狀超分子化合物
樹狀大分子（dendrimer）是20世紀80年代中期出現的一類較新的合成高分子.薄志山等12首次合成以陰離子卟啉作為樹狀分子的核，樹狀陽離子為外層，基於卟啉陰離子與樹狀陽離子之間靜電作用力來組裝樹狀超分子復合物.鑭系金屬離子（Ln3+）如Tb3+和Eu3+的發光具有長壽命（微秒級）、窄波長、對環境超靈敏性等特點，是一種優良的發光材料，但鑭系金屬離子在水溶液中只有很弱的發光.朱麟勇等13合成了聚醚型樹枝體與聚丙烯酸線性聚合體的兩親雜化嵌段共聚物，研究表明聚醚樹枝體通過對Tb3+能量傳遞，使Tb3+發光強度大幅度提高的「天線效應」.
1.5液晶類超分子化合物
側鏈液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的雙重特性，晏華在《超分子液晶》14中具體討論了超分子和液晶的內在聯系，探討了超分子液晶分子工程和超分子液晶熱力學.李敏等15從分子設計的角度出發，合成了以對硝基偶氮苯為介晶基團的丙烯酸類液晶聚合物，液晶基元上作為電子受體的硝基和作為電子給體的烷氧基可與苯環、NN之間形成一個離域的π電子體系.初步的研究表明：電暈極化制備的該類聚合物的取向膜具有二階非線性光學性質.堪東中等16用4，4′-二羧酸1，6二酚氧基正己烷與等摩爾的4，4′-聯吡啶合成了「T」型超分子液晶，並觀察到隨構築「T」型介晶基元分子結構的變化，組裝超分子體系由單向性液晶向穩定的雙向性液晶轉變的規律性.
1.6酞菁類超分子化合物
田宏健等17合成了帶負電荷取代基的中位四（4′-磺酸基苯基）卟啉及鋅絡合物和帶正電荷取代基的2，9，16，23四（4′-N，N，N三甲基）苯氧基酞菁季銨碘鹽及鋅絡合物，並用Job氏光度滴定的方法確定了它們的組成，為面對面的雜二聚體或三明治式的雜三聚體超分子排列.發現在超分子體系中卟啉與酞菁能互相猝滅各自的熒光，用納秒級的激光閃光光解技術觀察到卟啉的正離子在600～650nm和酞菁負離子自由基在550～600nm的瞬態吸收光譜.結果表明在超分子體系中存在分子間的光誘導電子轉移過程.
2超分子化合物的合成
2.1分子自組裝
近年來分子自組裝作為一種新的化學合成方法倍受關注，代寫醫學論文尤其是分子尺寸在1～100nm的化合物，它們用常見的化學合成法一般很難得到.最近，Yan等18運用超分子自組裝方法合成了長度達厘米級、直徑達毫米級、管壁達400nm的管，成為超分子化學合成上的一個亮點.
劉雅娟等19利用一對互補的分子組分5（4十二烷氧基苯乙烯基2，4，6（1H，3H）嘧啶三酮和4胺基2，6二十二烷基胺基1，3，5三嗪的自組裝過程構築了一種直徑約為5μm的超分子納米管.變溫傅里葉紅外光譜研究表明，在納米管的形成過程中，氫鍵、π-π相互作用和范德華力等非共價鍵相互作用導致了超分子納米管的形成.Reinhoudt等報道了最多具有47個鈀配合物的有機金屬樹狀分子，准彈性光散射實驗（QELS）、原子力顯微鏡（AFM）和透射電鏡（TEM）表明聚集體為直徑200nm的圓球，Puddephatt合成了直到第4代的樹狀鉑配合物（28個配位中心）.
2.2模板合成
1992年Mobil公司的科研人員首次利用陽離子型表面活性劑的超分子液晶模板，合成了有介孔結構的氧化硅和鋁硅酸鹽，其中最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的MCM-4120.
以環糊精（α-CD，β-CD，γ-CD）作為環的輪烷的合成及性能研究尤其引人注目.環糊精邊緣是親水的，內腔是疏水的，環糊精作為主體與疏水客體分子自我識別可形成輪烷.劉育21在以環糊精為受體的分子識別和組裝方面做了深入的研究.Isnin等成功地合成了不對稱的輪烷.分子一端為二甲基（二茂鐵甲基）銨鹽，另一端為萘2磺酸鹽.Stoddart等用聚乙烯醇與α-CD作用，端基為2，4二硝基苯時，得到了含有20～23個α-CD的珍珠項鏈型輪烷.Stoddart等在室溫下合成一系列的索烴.在室溫下以二苯34冠10（BPP34CI0）作為模板得到了索烴，收率高達70%22.
2.3其他方法
最近，趙樸素等運用密度泛涵B3LYP方法，在6-31G水平上設計優化了丁二酮肟與苯甲酸通過四重氫鍵構築的異三體超分子，代寫職稱論文顯示形成三聚體的反應可自發進行，實驗合成出相關異三聚體23.
趙士龍等24在水熱條件下，合成了新型超分子化合物（bipyH2）2（H2P2Mo5O23）.H2O，研究表明，雜多陰離子與質子化的4，4′-bipy和水分子通過氫鍵連成無限二維網狀結構，形成超分子化合物.欒國有等25利用中溫水熱方法合成了化合物（H3NCH2CH2NH3）2（HPO4）2Mo5O15，並確定其構型為5個MoO6八面體通過共邊和共角連接形成1個五元環，其環平面的上下兩側各有一組HPO4四面體通過共用3個O原子與Mo—O簇鍵合，並且H2P2Mo5O234-與H3NCH2CH2NH3通過強的氫鍵作用，形成一種新型的有機無機超分子雜化材料.
3超分子化合物的應用
3.1在光化學上的應用
Lehn等設計了專門用於光釋放鹼金屬離子的穴醚，他們利用2硝基苄基醚充當一個大環的橋鍵，紫外光照可使此鍵斷裂，形成單環化合物，後者對鹼金屬離子的絡合能力大大下降.張海容等26發現在微量環已烷存在下，BCD可誘導BNS發射強的RTP.尹偉等27用Eu2+與鄰菲咯啉（Phen）、2噻吩甲醯三氟丙酮（TTA）和聯吡啶（Dpy）形成的四元、三元和二元系列配合物與上述2種分子篩組裝成新的系列超分子納米發光材料，並對它們的發光性能進行了比較.陳彰評28合成了卟啉冠醚4，4二甲基聯吡啶超分子模型化合物.研究發現4，4二甲基聯吡啶能很好地配合到卟啉與冠醚形成的空穴中去，在光照條件下，生成的卟啉激發態分子能很好地進行電子轉移，形成了一個很好的光開關模型.

3.2在壓電化學感測器的應用
超分子化學的主客體適應原理，在壓電化學感測器中得到廣泛的應用.超分子用作壓電化學感測器的敏感塗層，利用超分子的非凡空間結構，通過分子間的協同作用，對目標分子進行分子識別.代寫留學生論文符合空間結構的分析物被選擇性地吸附，可以明顯提高壓電化學感測器的選擇性.利用多種冠醚衍生物作為QCM塗層測定有機蒸氣，如感測器陣列、模式識別等，在二元、三元、四元有機蒸氣混合物中識別，猜測結果較好，並用於定量分析.利用單苯15冠5（B15C5）、單苯18冠6（B18C6）、二苯30冠10（DB30C10）塗於TSM化學感測器電極表面，可對39種有機蒸氣進行分析，其中B15C5（塗載量12mg）對甲酸的檢出限為20.1μg/L，並具有很寬的線性范圍.
Dickert等用塗BCD的QCM和SAW測定四氯乙烯，測定下限可達幾個10-6（Y）.以後，他們又用交聯BCD作為QCM的塗層測定氯苯，大量的二乙醚存在時（二乙醚-氯苯的體積比為50000∶1），不幹擾測定，線性范圍10×10-6～500×10-6（Y），並用於監測Grignard反應終點.Nelli等用間苯二酚杯芳烴衍生物作QCM敏感塗層，對硝基苯有較高的選擇性，在相對濕度高達90%和有H2，H2S，NO，SO2，CH4，n-C4H1O共存時不幹擾測定.Dermody等用多種杯芳烴衍生物，在SAW石英錶面分子自組裝成雙分子層，測定苯、氯苯、甲苯等.Pinalli等用間苯二酚杯芳烴衍生物，測定氣相中酒精的含量，線性范圍1×10-3～4×10-3（Y），重現性好.Malitesta等用分子印跡電合成聚合制備仿生QCM感測器.姚守拙等用咖啡因（CAF）作模板分子製成BAW感測器，對CAF的響應范圍為5.0×10-9～1.0×10-4
mol/L，在pH8.0時檢出限5.0×10-9mol/L，回收率96.1%～105.6%29.
3.3超分子化合物的識別作用
所謂分子識別就是主體（或受體）對客體（或底物）選擇性結合並產生某種特定功能的過程，是組裝及組裝功能的基礎，是酶和受體選擇性的根基.互補性（complementarity）及預組織（preorganization）是決定分子識別過程的2個關鍵原則，前者決定識別過程的選擇性，後者決定識別過程的鍵和能力.
對羧酸根、磷酸根的識別研究目的主要在於探討主體分子對氨基酸、肽、核苷酸等的識別，進而研究對肽、核酸的催化水解反應.大環多胺及其金屬配合物能很好地識別羧酸根、磷酸根的主體分子.帶吖啶基團的配合物，通過Zn2+配合物的超分子自組裝可對對二甲酸進行選擇性識別.假如在大環多胺環外還有可以配位的氨基，則它與Cu（Ⅱ）能形成更加穩定的配合物.化合物（結構見圖1）與Co（Ⅲ）形成的配合物與PO4
3-能形成相當堅固的配合物.因為分子識別的目的，這是系統可以作為一個能使磷酸鍵合位置移動的新摸型30.
3.4超分子化合物作為分子器件方面的研究
分子器件是一種由分子元件組裝的體系（即超分子結構），它被設計成為在電子、離子或光子作用下能完成特定功能的體系.劉祁濤31用對苯二甲酸terph為配體，合成了Cu2（bpy）2（terph）Cl2·4H2O晶體，其中bpy為2，2′聯吡啶.代寫英語論文應用苯三甲酸（TMA）為配體可以合成Cu3（TMA）（H2O）3n配位超分子晶體，為由配體超分子的途徑製造納米級的孔材料、實現納米反應器的設想提供了可能.8羥基喹啉、鄰菲咯啉的許多金屬配合物都具有熒光，且配合物穩定.把8羥基喹啉或鄰菲咯啉引入大環，由於兩者都具有獨立的配位功能，可以形成穩定的超分子化合物，並進一步發展為光化學器件.
3.5超分子化合物在色譜和光譜上的應用
顧玉宗等32利用LB技術，以二十碳酸作輔助成膜材料，在疏水處理的P-Si上分別制備了2，4，6，10和20層聚乙烯咔唑（PVK）超分子膜.對這種體系的表面光電壓譜（SPS）研究結果表明，表面光電壓隨PVK膜層數的增加而增強，在紫外區增強較為明顯，隨著膜層數的增加，表面光電壓有趨於飽和的趨勢.膜對基底的敏化主要是由於PVK的光導電性引起的.楊揚等33成功地用高效液相色譜法分離了某些超分子化合物合成過程中間產物富電子對苯二酚聚醚鏈（HQ）系列產品.
3.6超分子催化及模擬酶的分析應用
超分子的反應性和催化性，與酶對底物的識別和催化底物參加反應極相似.代寫工作總結以模擬天然酶對底物的分子識別和高效催化活性為目的的模擬酶（或稱人工酶）研究近十多年來是生物化學和有機化學的重要課題.其中對過氧化物模擬酶的分析應用研究非凡突出.慈雲祥等將氨基酸、蛋白質、核酸，對某些金屬卟啉的模擬酶活性的影響加以應用，並結合免疫分析技術，建立模擬酶作示蹤物的酶免疫分析方法，或以模擬酶作非放射性探針標記物建立核酸序列分析方法34.
3.7在分析化學上的應用
Shinkai等在研究硼酸衍生化卟啉的分子組裝行為，並用於測定糖分子構型方面取得了許多成果.例如：四（4硼酸基苯基）卟啉（TBPP）在水溶液中和糖分子存在下由π-π堆積成的聚集體，圓二色譜（CD）的激子偶合帶（ECB）符號，對糖分子的絕對構型有專一性，可檢測糖分子的絕對構型等等34.
4結語
目前，超分子化學的理論和方法正發揮著越來越重要的作用，該學科的研究將更加緊密地與各化學分支相結合.可以預見，作為超分子化學起源的主客體化學將與有機合成化學、配位化學和生物化學互相促進，為生命科學、能源科學等共同做出巨大貢獻;超分子化學方法在無機化學中的應用，代寫留學生論文將使人們獲得多種具特定功能的配合物、晶體、陶瓷等材料;物理化學則要改變當前超分子化學的定性科學現狀，從微觀和宏觀上把選擇性分子間力、分子識別、分子自組裝等過程用適當的變數進行定量描述，從而提高人們對超分子化學的熟悉和猜測、控制能力，最終要尋求解釋超分子體系內在運動規律和預言此類體系整體功能的理論工具2.
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『伍』 激光器的發展史

激光器
laser
能發射激光的裝置。1954年製成了第一台微波量子放大器，獲得了高度相乾的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍，並指出了產生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人製成了第一台紅寶石激光器。1961年A.賈文等人製成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以後，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類。近來還發展了自由電子激光器，其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束，激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續式、脈沖式、調Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發射的激光波長已達數千種，最長的波長為微波波段的0.7毫米，最短波長為遠紫外區的210埃，X射線波段的激光器也正在研究中。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，裝置的必不可少的組成部分包括激勵（或抽運）、具有亞穩態能級的工作介質和諧振腔（ 見光學諧振腔）3部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態，為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位，從而實現光放大。諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的定向性和相乾性。
激光工作物質 是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系，有時也稱為激光增益媒質，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質。對激光工作物質的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉，並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去；為此，要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。
激勵(泵浦)系統 是指為使激光工作物質實現並維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據工作物質和激光器運轉條件的不同，可以採取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發出的光來輻照工作物質以實現粒子數反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質內發生的氣體放電過程來實現粒子數反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質內部發生的化學反應過程來實現粒子數反轉的，通常要求有適當的化學反應物和相應的引發措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質並實現粒子數反轉的。
光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為：①提供光學反饋能力，使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相乾的持續振盪。②對腔內往返振盪光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①，是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀（反射面曲率半徑）和相對組合方式所決定；而作用②，則是由給定共振腔型對腔內不同行進方向和不同頻率的光，具有不同的選擇性損耗特性所決定的。
[編輯本段]分類
激光器的種類是很多的。下面，將分別從激光工作物質、激勵方式、運轉方式、輸出波長范圍等幾個方面進行分類介紹。
按工作物質分類 根據工作物質物態的不同可把所有的激光器分為以下幾大類：①固體（晶體和玻璃）激光器，這類激光器所採用的工作物質，是通過把能夠產生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質中構成發光中心而製成的；②氣體激光器，它們所採用的工作物質是氣體，並且根據氣體中真正產生受激發射作用之工作粒子性質的不同，而進一步區分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等；③液體激光器，這類激光器所採用的工作物質主要包括兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液,其中金屬離子（如Nd）起工作粒子作用，而無機化合物液體（如SeOCl）則起基質的作用；④半導體激光器，這類激光器是以一定的半導體材料作工作物質而產生受激發射作用，其原理是通過一定的激勵方式(電注入、光泵或高能電子束注入)，在半導體物質的能帶之間或能帶與雜質能級之間，通過激發非平衡載流子而實現粒子數反轉，從而產生光的受激發射作用；⑤自由電子激光器，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束，只要改變自由電子束的速度就可產生可調諧的相干電磁輻射，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區域，因此具有很誘人的前景。
按激勵方式分類 ①光泵式激光器。指以光泵方式激勵的激光器，包括幾乎是全部的固體激光器和液體激光器，以及少數氣體激光器和半導體激光器。②電激勵式激光器。大部分氣體激光器均是採用氣體放電（直流放電、交流放電、脈沖放電、電子束注入）方式進行激勵，而一般常見的半導體激光器多是採用結電流注入方式進行激勵，某些半導體激光器亦可採用高能電子束注入方式激勵。③化學激光器。這是專門指利用化學反應釋放的能量對工作物質進行激勵的激光器，反希望產生的化學反應可分別採用光照引發、放電引發、化學引發。④核泵浦激光器。指專門利用小型核裂變反應所釋放出的能量來激勵工作物質的一類特種激光器，如核泵浦氦氬激光器等。
按運轉方式分類 由於激光器所採用的工作物質、激勵方式以及應用目的的不同，其運轉方式和工作狀態亦相應有所不同，從而可區分為以下幾種主要的類型。①連續激光器，其工作特點是工作物質的激勵和相應的激光輸出，可以在一段較長的時間范圍內以連續方式持續進行，以連續光源激勵的固體激光器和以連續電激勵方式工作的氣體激光器及半導體激光器，均屬此類。由於連續運轉過程中往往不可避免地產生器件的過熱效應，因此多數需採取適當的冷卻措施。②單次脈沖激光器，對這類激光器而言，工作物質的激勵和相應的激光發射，從時間上來說均是一個單次脈沖過程，一般的固體激光器、液體激光器以及某些特殊的氣體激光器，均採用此方式運轉，此時器件的熱效應可以忽略，故可以不採取特殊的冷卻措施。③重復脈沖激光器，這類器件的特點是其輸出為一系列的重復激光脈沖，為此，器件可相應以重復脈沖的方式激勵，或以連續方式進行激勵但以一定方式調制激光振盪過程,以獲得重復脈沖激光輸出,通常亦要求對器件採取有效的冷卻措施。④調激光器,這是專門指採用一定的 開關技術以獲得較高輸出功率的脈沖激光器，其工作原理是在工作物質的粒子數反轉狀態形成後並不使其產生激光振盪 (開關處於關閉狀態)，待粒子數積累到足夠高的程度後，突然瞬時打開 開關，從而可在較短的時間內（例如10～10秒）形成十分強的激光振盪和高功率脈沖激光輸出（見技術'" class=link>激光調 技術）。⑤鎖模激光器，這是一類採用鎖模技術的特殊類型激光器，其工作特點是由共振腔內不同縱向模式之間有確定的相位關系，因此可獲得一系列在時間上來看是等間隔的激光超短脈沖（脈寬10～10秒）序列，若進一步採用特殊的快速光開關技術，還可以從上述脈沖序列中選擇出單一的超短激光脈沖（見激光鎖模技術）。⑥單模和穩頻激光器，單模激光器是指在採用一定的限模技術後處於單橫模或單縱模狀態運轉的激光器，穩頻激光器是指採用一定的自動控制措施使激光器輸出波長或頻率穩定在一定精度范圍內的特殊激光器件，在某些情況下，還可以製成既是單模運轉又具有頻率自動穩定控制能力的特種激光器件（見激光穩頻技術）。⑦可調諧激光器，在一般情況下，激光器的輸出波長是固定不變的，但採用特殊的調諧技術後，使得某些激光器的輸出激光波長，可在一定的范圍內連續可控地發生變化，這一類激光器稱為可調諧激光器（見激光調諧技術）。
按輸出波段范圍分類 根據輸出激光波長范圍之不同，可將各類激光器區分為以下幾種。①遠紅外激光器，輸出波長范圍處於25～1000微米之間, 某些分子氣體激光器以及自由電子激光器的激光輸出即落入這一區域。②中紅外激光器，指輸出激光波長處於中紅外區(2.5～25微米)的激光器件,代表者為CO分子氣體激光器(10.6微米)、 CO分子氣體激光器（5～6微米）。③近紅外激光器,指輸出激光波長處於近紅外區（0.75～2.5微米）的激光器件，代表者為摻釹固體激光器（1.06微米）、CaAs半導體二極體激光器(約 0.8微米)和某些氣體激光器等。④可見激光器，指輸出激光波長處於可見光譜區（4000～7000埃或0.4～0.7微米）的一類激光器件，代表者為紅寶石激光器 （6943埃）、 氦氖激光器（6328埃）、氬離子激光器（4880埃、5145埃）、氪離子激光器（4762埃、5208埃、5682埃、6471埃）以及一些可調諧染料激光器等。⑤近紫外激光器，其輸出激光波長范圍處於近紫外光譜區（2000～4000埃），代表者為氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)準分子激光器（3511埃、3531埃）、 氟化氪(KrF)準分子激光器(2490埃)以及某些可調諧染料激光器等⑥真空紫外激光器,其輸出激光波長范圍處於真空紫外光譜區(50～2000埃）代表者為（H）分子激光器 (1644～1098埃)、氙(Xe)準分子激光器（1730埃）等。⑦X射線激光器, 指輸出波長處於X射線譜區（0.01～50埃）的激光器系統，目前軟X 射線已研製成功，但仍處於探索階段
[編輯本段]激光器的發明
激光器的發明是20世紀科學技術的一項重大成就。它使人們終於有能力駕駛尺度極小、數量極大、運動極混亂的分子和原子的發光過程，從而獲得產生、放大相乾的紅外線、可見光線和紫外線（以至X射線和γ射線）的能力。激光科學技術的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。
激光器的誕生史大致可以分為幾個階段，其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎。這一理論指出，處於高能態的物質粒子受到一個能量等於兩個能級之間能量差的光子的作用，將轉變到低能態，並產生第二個光子，同第一個光子同時發射出來，這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大，而且是相干光，即如多個光子的發射方向、頻率、位相、偏振完全相同。
此後，量子力學的建立和發展使人們對物質的微觀結構及運動規律有了更深入的認識，微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明，這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論，為激光器的產生進一步奠定了理論基礎。20世紀40年代末，量子電子學誕生後，被很快應用於研究電磁輻射與各種微觀粒子系統的相互作用，並研製出許多相應的器件。這些科學理論和技術的快速發展都為激光器的發明創造了條件。
如果一個系統中處於高能態的粒子數多於低能態的粒子數，就出現了粒子數的反轉狀態。那麼只要有一個光子引發，就會迫使一個處於高能態的原子受激輻射出一個與之相同的光子，這兩個光子又會引發其他原子受激輻射，這樣就實現了光的放大；如果加上適當的諧振腔的反饋作用便形成光振盪，從而發射出激光。這就是激光器的工作原理。1951年，美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數反轉，並獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍後，美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先後提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產生和放大微波的設計。
然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬於「純科學」，對於激光器到底能否研製成功，在當時還是很渺茫的。
但科學家的努力終究有了結果。1954年，前面提到的美國物理學家湯斯終於製成了第一台氨分子束微波激射器，成功地開創了利用分子和原子體系作為微波輻射相干放大器或振盪器的先例。
湯斯等人研製的微波激射器只產生了1.25厘米波長的微波，功率很小。生產和科技不斷發展的需要推動科學家們去探索新的發光機理，以產生新的性能優異的光源。1958年，湯斯與姐夫阿瑟·肖洛將微波激射器與光學、光譜學的理論知識結合起來，提出了採用開式諧振腔的關鍵性建議，並預防了激光的相乾性、方向性、線寬和噪音等性質。同期，巴索夫和普羅霍洛夫等人也提出了實現受激輻射光放大的原理性方案。
此後，世界上許多實驗室都被捲入了一場激烈的研製競賽，看誰能成功製造並運轉世界上第一台激光器。
1960年，美國物理學家西奧多·梅曼在佛羅里達州邁阿密的研究實驗室里，勉強贏得了這場世界范圍內的研製競賽。他用一個高強閃光燈管來刺激在紅寶石水晶里的鉻原子，從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱，當它射向某一點時，可使這一點達到比太陽還高的溫度。
「梅曼設計」引起了科學界的震驚和懷疑，因為科學家們一直在注視和期待著的是氦氖激光器。
盡管梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家，但在法庭上，關於到底是誰發明了這項技術的爭論，曾一度引起很大爭議。競爭者之一就是「激光」(「受激輻射式光頻放大器」的縮略詞)一詞的發明者戈登·古爾德。他在1957年攻讀哥倫比亞大學博士學位時提出了這個詞。與此同時，微波激射器的發明者湯斯與肖洛也發展了有關激光的概念。經法庭最終判決，湯斯因研究的書面工作早於古爾德9個月而成為勝者。不過梅曼的激光器的發明權卻未受到動搖。
1960年12月，出生於伊朗的美國科學家賈萬率人終於成功地製造並運轉了全世界第一台氣體激光器——氦氖激光器。1962年，有三組科學家幾乎同時發明了半導體激光器。1966年，科學家們又研製成了波長可在一段范圍內連續調節的有機染料激光器。此外，還有輸出能量大、功率高，而且不依賴電網的化學激光器等紛紛問世。
由於激光器具備的種種突出特點，因而被很快運用於工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面，並在許多領域引起了革命性的突破。比如，人們利用激光集中而極高的能量，可以對各種材料進行加工，能夠做到在一個針頭上鑽200個孔；激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段，已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果；在通信領域，一條用激光柱傳送信號的光導電纜，可以攜帶相當於2萬根電話銅線所攜帶的信息量；激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外，多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。
今後，隨著人類對激光技術的進一步研究和發展，激光器的性能將進一步提升，成本將進一步降低，但是它的應用范圍卻還將繼續擴大，並將發揮出越來越巨大的作用。
[編輯本段]激光器的種類
1. 氣體激光器
在氣體激光器中，最常見的是氦氖激光器。世界上第一台氦氖激光器是繼第一台紅寶石激光器之後不久，於1960年在美國貝爾實驗室里由伊朗物理學家賈萬製成的。由於氦氖激光器發出的光束方向性和單色性好，可以連續工作，所以這種激光器是當今使用最多的激光器，主要用在全息照相的精密測量、準直定位上。
氣體激光器中另一種典型代表是氬離子激光器。它可以發出鮮艷的藍綠色光，可連續工作，輸出功率達100多瓦。這種激光器是在可見光區域內輸出功率最高的一種激光器。由於它發出的激光是藍綠色的，所以在眼科上用得最多，因為人眼對藍綠色的反應很靈敏，眼底視網膜上的血紅素、葉黃素能吸收綠光。因此，用氬離子激光器進行眼科手術時，能迅速形成局部加熱，將視網膜上蛋白質變成凝膠狀態，它是焊接視網膜的理想光源。氬離子激光器發出的藍綠色激光還能深入海水層，而不被海水吸收，因而可廣泛用於水下勘測作業。
2. 液體、化學和半導體激光器
液體激光器也稱染料激光器，因為這類激光器的激活物質是某些有機染料溶解在乙醇、甲醇或水等液體中形成的溶液。為了激發它們發射出激光，一般採用高速閃光燈作激光源，或者由其他激光器發出很短的光脈沖。液體激光器發出的激光對於光譜分析、激光化學和其他科學研究，具有重要的意義。
化學激光器是用化學反應來產生激光的。如氟原子和氫原子發生化學反應時，能生成處於激發狀態的氟化氫分子。這樣，當兩種氣體迅速混合後，便能產生激光，因此不需要別的能量，就能直接從化學反應中獲得很強大的光能。這類激光器比較適合於野外工作，或用於軍事目的，令人畏懼的死光武器就是應用化學激光器的一項成果。
在當今的激光器中，還有一些是用半導體製成的。它們叫砷化鎵半導體激光器，體積只有火柴盒大小，這是一種微型激光器，輸出波長為人眼看不見的紅外線，在0.8～0.9微米之間。由於這種激光器體積小，結構簡單，只要通以適當強度的電流就有激光射出，再加上輸出波長在紅外線光范圍內，所以保密性特別強，很適合用在飛機、軍艦和坦克上。
3. 固體激光器
前面所提到的紅寶石激光器就是固體激光器的一種。早期的紅寶石激光器是採用普通光源作為激發源。現在生產的紅寶石激光器已經開發出許多新產品，種類也增多。此外，激勵的方式也分為好幾種，除了光激勵外，還有放電激勵、熱激勵和化學激勵等。
固體激光器中常用的還有釔鋁石榴石激光器，它的工作物質是氧化鋁和氧化釔合成的晶體，並摻有氧化釹。激光是由晶體中的釹離子放出，是人眼看不見的紅外光，可以連續工作，也可以脈沖方式工作。由於這種激光器輸出功率比較大，不僅在軍事上有用，也可廣泛用於工業上。此外，釔鋁石榴石激光器或液體激光器中的染料激光器，對治療白內障和青光眼十分有效。
4. 「隱身」和「變色」激光器
另外還有兩種較為特殊的激光器。一種是二氧化碳激光器，可稱「隱身人」，因為它發出的激光波長為10.6微米，「身」處紅外區，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續、脈沖兩種。連接方式產生的激光功率可達20千瓦以上。脈沖方式產生的波長10.6微米激光也是最強大的一種激光。人們已用它來「打」出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。最普通的二氧化碳激光器是一支長1米左右的放電管。它的一端貼上鍍金反射鏡片，另一端貼一塊能讓10.6微米紅外光通過的鍺平面鏡片作為紅外激光輸出鏡。一般的玻璃鏡片不讓這種紅外光通過，所以個能做輸出鏡。放電管放電時發出粉紅色的自發輻射光，它產生的激光是看不見的，在磚上足以把磚頭燒到發出耀眼的白光。做實驗時，一不小心就會把自己的衣服燒壞，裸露的皮膚碰到了也要燒傷，所以這種激光器上都貼著「危險」的標記，操作時要特別留神。
5.近紅外光譜儀
近紅外光譜儀專為滿足實際應用的挑戰而設計的，具有卓越的性能、長期穩定性、結構緊湊和超低功耗的優點。
二氧化碳激光器形式很多。放電管最長的達200多米，要佔據很大的場地。科學家想出辦法，將筆直的放電管彎成來回轉折的形狀，或是把放電管疊起來安裝，將它們的實際長度壓縮到20米左右；為了使激光器的光路不受振動的影響，整個器件安放在地下室粗大的管道內。後來發明的一種稱為橫向流動的二氧化碳激光器，長度縮到只有一張大辦公桌那樣長短，能射出幾千瓦功率的激光。這樣的激光器已被許多汽車拖拉機廠用來加工大型零件。輸出功率更大的一種二氧化碳激光器結構像大型噴氣發動機，開動起來聲音響得嚇人，它能產生上百萬瓦的連續激光，是連續方式發射激光中的最強者。最初的激光打坦克靶實驗，用的就是這種激光器。它是科學家把空氣動力學和激光科學相結合而製造出來的。
以脈沖方式發射的二氧化碳激光器也有很多種，在科研和工業中用途極廣。如果按每一脈沖發出的能量大小作比較，那麼，脈沖二氧化碳激光器又是脈沖激光器中的最強者。
這里，我們要回到激光先驅者湯斯曾經研究過的問題上來，談一談毫米波的產生。隨著激光技術的發展，許多科學家對這一難題又發起了進攻：採用放電或利用強大的二氧化碳激光作為激勵源去激發氟甲烷、氨等氣體分子，一步步地把發射出來的激光波長延長，擴展。開始達幾十微米，後來達幾百微米，也就是亞毫米波了。本世紀60年代中期到70年代中期，隨著微波技術的發展，科學家根據激光的原理和方法產生了毫米波。這樣，從光波到微波之間的空白地帶便被不斷發現的新紅外激光填補了。
從研究中，科學家發現毫米波很有實用價值：大氣對它的吸收率很小、阻礙它傳播的影響也小，可以用它來作為新的大氣通訊工具。
另一種比較特殊、新穎的激光器，可以形象地稱它為「變色龍」。它不是龍，但確實能變色；只要轉動一個激光器上的旋鈕，就可以獲得紅、橙、黃、綠、青、藍、紫各種顏色的激光。
難道染料跟激光器也有關系嗎？一點也不錯。這種激光器的工作物質確實就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。科學家至今還沒有弄清楚這些染料的分子能級和原子結構，只知道它們與氣體工作物質的氣體原子、離子結構不一樣；氣體產生的激光有明確的波長，而染料產生的激光，波長范圍較廣，或者說有多種色彩。染料激光器的光學諧振腔中裝有一個稱為光柵的光學元件。通過它可以根據需要選擇激光的色彩，就像從收音機里選聽不同頻率的無線電台廣播一樣。
染料激光器的激勵源是光泵，可以用脈沖氙燈，也可以用氮分子激光器發出的激光。用一種顏色的激光作光泵，結果能產生其他顏色的激光可以說是染料激光器的特點之一。
這種根據需要可以隨時改變產生激光的波長的激光器，主要用於光譜學研究；許多物質會有選擇地吸收某些波長的光，產生共振現象。科學家用這些現象分析物質，了解材料結構；還用這些激光器來產生新的激光，研究一些奇異的光學和光譜學現象。

『陸』 光纖通信系統的發展

光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的發展歷史只有一二十年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖．採用光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路，而致力於發展光纖通信．中國光纖通信已進入實用階段．
光纖通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信並列為20世紀90年代的技術。進入21世紀後，由於網際網路業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離）光波傳輸系統和網路有了更為迫切的需求。
光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。
通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波 ，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。
光纖通信與以往的電氣通信相比，主要區別在於有很多優點：它傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節省金屬材料，有利於資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點，可在特殊環境或軍事上使用。 FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬，所以一直被認為是理想的接入方式，對於實現信息社會有重要作用，還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由於FTTH成本高，缺少寬頻視頻業務和寬頻內容等原因，使FTTH還未能提到日程上來，只有少量的試驗。由於光電子器件的進步，光收發模塊和光纖的價格大大降低；加上寬頻內容有所緩解，都加速了FTTH的實用化進程。
發達國家對FTTH的看法不完全相同：美國AT&T認為FTTH市場較小，在0F62003宣稱：FTTH在20-50年後才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極，要在10—12年內採用FTTH改造網路。日本NTT發展FTTH最早，已經有近200萬用戶。中國FTTH處於試點階段。 現廣泛採用的ADSL技術提供寬頻業務尚有一定優勢
與FTTH相比：①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對於1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH大量推廣受制約。
對於不久的將來要發展的寬頻業務，如：網上教育，網上辦公，會議電視，網上游戲，遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視，上下行傳輸不對稱的業務，ADSL就難以滿足。尤其是HDTV，經過壓縮，其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發，可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps，仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時，非FTTH不可。 通常有P2P點對點和PON無源光網路兩大類。
F2P方案一一優點：各用戶獨立傳輸，互不影響，體制變動靈活；可以採用廉價的低速光電子模塊；傳輸距離長。缺點：為了減少用戶直接到局的光纖和管道，需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。
PON方案——優點：無源網路維護簡單；原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點：需要採用昂貴的高速光電子模塊；需要採用區分用戶距離不同的電子模塊，以避免各用戶上行信號互相沖突；傳輸距離受PON分比而縮短；各用戶的下行帶寬互相佔用，如果用戶帶寬得不到保證時，不單是要網路擴容，還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。（按照市場價格，PEP比PON經濟)
PON有多種，一般有如下幾種：（1)APON：即ATM-PON，適合ATM交換網路。（2)BPON：即寬頻的PON。（3)OPON：採用通用幀處理的OFP-PON。（4)EPON：採用乙太網技術的PON，GPON是千兆乙太網的PON。（5)WDM-PON：採用波分復用來區分用戶的PON，由於用戶與波長有關，使維護不便，在FTTH中很少採用。
無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100米以上，已可商用。如果採用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括：上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對於一般用戶其上行不大，IEEE802.11g是可以滿足的。而採用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬頻視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成「光纖到家庭+無線接入」（FTTH+無線接入）的家庭網路。這種家庭網路，如果採用PON，就特別簡單，因為此PON無上行信號，就不需要測距的電子模塊，成本大大降低，維護簡單。如果，所屬PON的用戶群體，被無線城域網WiMAX(1EEE802.16）覆蓋而可利用，那麼可不必建設專用的WLAN。接入網採用無線是趨勢，但無線接入網仍需要密布於用戶臨近的光纖網來支撐，與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。 實際上可表示為：通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題，還需要解決光的交換問題。過去，通信網都是由金屬線纜構成的，傳輸的是電子信號，交換是採用電子交換機。通信網除了用戶末端一小段外，都是光纖，傳輸的是光信號。合理的方法應該採用光交換。但由於光開關器件不成熟，只能採用的是「光-電-光」方式來解決光網的交換，即把光信號變成電信號，用電子交換後，再變還光信號。顯然是不合理的辦法，是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關，以實現光交換網路，特別是所謂ASON-自動交換光網路。

通常在光網里傳輸的信息，一般速度都是xGbps的，電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然，也不是說，一切都要用光交換，特別是低速，顆粒小的信號的交換，應採用成熟的電子交換，沒有必要採用不成熟的
大容量的光交換。當前，在數據網中,信號以「包」的形式出現，採用所謂「包交換」。包的顆粒比較小，可採用電子交換。然而，在大量同方向的包匯總後，數量很大時，就應該採用容量大的光交換。
少通道大容量的光交換已有實用。如用於保護、下路和小量通路調度等。一般採用機械光開關、熱光開關來實現。由於這些光開關的體積、功耗和集成度的限制，通路數一般在8—16個。
電子交換一般有「空分」和「時分」方式。在光交換中有「空分」、「時分」和「波長交換」。光纖通信很少採用光時分交換。
光空分交換：一般採用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。採用集成技術，開發出MEM微電機光開關，其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent），屬於試驗性質的。
光波長交換：是對各交換對象賦於1個特定的波長。於是，發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源，光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統（corning）。採用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了採用波長路由交換的現場試驗，半徑5公里，共有43個終端節，（試用5個節點），速率為2.5Gbps。
自動交換的光網，稱為ASON，是進一步發展的方向。
集成光電子器件的發展
如同電子器件那樣，光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成，但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路，如同一塊印刷電路板，可以把光電子器件組裝於其上，也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。 眾所周知，2000年IT行業泡沫，使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展，產品生產過剩。無論是光傳輸設備，光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖，每公里泡沫時期價格為￥1200，價格Y100左右1公里，比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據RHK的對北美通信產業投入的統計和預測，如圖2.在2002年是最低谷，相當於倒退4年。有所回升，但還不能恢復。按此推測，在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉，在相當大的程度是由FTTH和寬頻數字電視所帶動的。
FTTH畢竟是信息社會的需求，光纖通信的市場一定有美好的情景。發達國家的FTTH已經開始建設，已經有相當的市場。大體上看，器件和設備隨市場的需要，其利潤會逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纖產業，盡管反傾銷成功，價格也仍低迷不起，利潤甚微。實際上，在世界范圍內，光纖的生產規模過大，而FTTH的發展速度受社會環境、包括市民的經濟條件和數字電視的發展的影響，上升緩慢。據了解，有大公司封存幾個光纖廠，根據市場情況，可隨時啟動生產，其結果是始終供大於求。供不應求才能漲價，是通常的市場規律，所以光纖產業要想厚利，可能是2009年後的事情。中國經濟不發達地區和小城鎮,還需要建設光纖線路，但光纖用量仍然處於供大於求的范圍內。
對中國市場,FTTH受ADSL的挑戰和數字電視HDTV發展的制約，會有所延後。中國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，可能需要等待一段時間。不過，北京奧運會需要HDTV的推動和設備價格的下降，會促進FTTH的發展。預計在2007-2008年在中國FTTH可開始推廣。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD，有比較強的經濟力量，已經採用光纖到住地PTTP來建設。總的來說，中國的FTTH處於試點階段。試點的作用，一方面是摸索技術和建設的經驗，另一方面，還起競爭搶佔用戶的作用。所以，電信運行商，地方業主都積極對FTTH試點，以便發展寬頻業務。因此，廣播運行商受到巨大的挑戰，廣播商應加快發展數字電視的進程，並且要充實節目內容和採取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視，還需要對電纜電視網雙向改造，如果採用光纖網，可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。 工業和信息化部在2012年5月發布的《寬頻網路基礎設施「十二五」規劃》中提出，到2015年，全國基本實現「城市光纖到樓入戶，農村寬頻進鄉入村」。城市家庭接入帶寬達到20兆比特/秒，農村家庭接入帶寬達到4兆比特/秒；實現光纖到戶覆蓋兩億戶，用戶超過4000萬，城市新建住宅光纖到戶率達到60%以上。
「我國寬頻市場的接入方式與技術以ADSL為主，而其他寬頻速率高的國家基本上是以光纖接入為主。」中國工程院院士趙梓森說，實現光纖入戶是寬頻戰略最重要的一環。
中國科學院院士干福熹表示，光纖通信具有信息容量大、傳輸距離遠、信號干擾小等優點。全世界通信系統中，90%以上的信息量都是經過光纖傳輸的。未來5～10年，我國規模實施光纖到戶每年所需的光纖預計在一億公里以上，從而為國內光纖通信業發展帶來很好的機遇。
據國際電信聯盟最新統計，全球已推出寬頻戰略的國家和經濟體達112個。寬頻戰略的實施，必將帶來光纖接入大發展，並使光纖寬頻產業成為整個信息通信產業中成長最快、發展空間最大的產業之一。
全球光纖到戶熱點門戶網站——中國光纖通信網，是目前國內領先的光纖通信資訊類門戶網站。隨著中國三網融合和光纖到戶的飛速發展，供用戶交流的網上平台更少，專業的資訊比較分散。而中國光纖通信門戶的開放，為行業內企業，用戶，愛好者提供了一個在網路上的互相傳遞業界資訊，交換產品信息等提供了一個大型專業的平台。
中國光纖通信門戶的優勢在於以提供行業資訊，新聞，專業知識，無數的產品供求信息，以及開放式的運營模式，多樣化的增值服務，人性化的版面設計等。使您能更好更領先的掌握行業中的動態，獲取更多的商機。從而為廣大光纖通信企業拓展網路業務，進軍電子商務提供不易多得的良機與契機。
中國光纖通信門戶特色：
信息交流，技術溝通，產品展示，資訊閱覽，新聞訂閱，供求關系，尋求商機，廣告服務，會員提升，企業建站，個性建設，協會資料，展會資源，行業人才，商務代理等。 光纖通信發展總趨勢為：不斷提高信息率和增長中繼距離。系統的優值用「信息率」與「距離」的乘積表示，該值每年約增加一倍；發展光纖網，特別是光纖用戶網-光纖到戶；採用新技術，特別是摻稀土金屬的光纖放大器，光電集成和光集成。
①90年代初商用光纖通信系統的最高水平為2.488Gbit/s系統。實驗室里實驗系統信息率為8、10、16Gbit/s，相應的無中繼距離為76、80、65km，信息率已高達20Gbit/s。單機的速率過高，大規模集成電路的電時分復用和解復器的速率將提高，要求激光器必須能在極高速率下穩定工作。如採用1.55μm波長，用常規單模光纖，將出現色散過大，碼間干擾過大等都是技術上的困難。經濟上也不合算。可採用光波分復用（OWDM）來提高信息率，實驗室里復用數量用高達100個622Mbit/s的系統作復用，波長間隔為0.lnm，傳輸距離為50km，用非相干接收。還可採用副載波調制（SCM）來增加系統容量，將在光纜電視系統中應用。
摻稀土金屬鉺的單模光纖放大器的成功，大大增加了系統的靈敏度和傳輸距離。近期發表的常規系統的環路試驗，在此環路里有4支摻鉺光纖放大器，傳輸速率為2.4Gbit/s和5Gbit/s，計算結果表明傳輸距離達21000km和9000km。波長為1.55μm，採用色散位移光纖。這個試驗系統將在新的橫跨太平洋和大西洋的光纜系統里實用。
用光波分復用提高速率，用光放大增長傳輸距離的系統，為第五代光纖通信系統。
新系系統中，相干光纖通信系統，已達現場實驗水平，將得到應用。光孤子通信系統可以獲得極高的速率，實驗結果已達32Gbit/s，20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該系統中加上光纖放大器有可能實現極高速率和極長距離的光纖通信。
②光纖用戶網-光纖到戶，採用同步光纖網（SONET）或同步數字體系（SDH）和建立光纖用戶網是實現寬頻業務的兩大步驟。
光纖用戶網有不同結構，其中之一如圖5所示，中心局與遠區局的連接，即本地網，可以用環狀網路以提高網路的靈活性和效率。遠區局到用戶的網可以單星形或雙星形網路。

③摻鉺光纖放大器具有增益高、帶寬寬、噪音低、易與傳輸光纖連接、易於製造等優點，可作前置放大、線路放大和末級放大。可提高系統靈敏度，增長傳輸距離。把它用在用戶網里，可擴大網的范圍，也可增加用戶數量，對光纖通信的發展將起重大作用。摻鉺光纖放大器只工作在1.55μm，還需探索摻另一種稀土金屬的光纖，得到在1.3μm工作的放大器。
另外，為提高系統的可靠性和經濟性，需要光電集成和光集成，對此已有不少實驗成果。

『柒』 王守武的主要成就

研製成功中國第一隻鍺合金擴散晶體管 1957年在王守武和吳錫九的組織領導下，在中國科學院應用物理研究所半導體研究室開始了半導體鍺材料與鍺晶體管的研究工作。他親自領導設計製造了中國第一台單晶爐，拉製成功了中國第一根鍺單晶。研製成功了中國第一批鍺合金結晶體管，並掌握了鍺單晶中的摻雜技術。1958年在中國科學院109廠組織開展了鍺高頻晶體管的批量生產。到1959年底，為研製109乙型計算機的計算技術研究所，提供了12個品種、14萬5千多隻鍺高頻合金擴散晶體管，完成了該機所需的半導體器件的生產任務，及時為兩彈一星任務提供了技術保證。 成立全國半導體測試中心 1962年鍺、硅半導體材料和器件的生產在全國蓬勃發展起來，但是材料與器件質量的檢測手段遠不能適應客觀需要。王守武依據國家科委的決定，在半導體所籌建全國半導體測試中心，並兼任該中心主任。他領導並參與了對半導體材料的電阻率、少數載流子壽命以及鍺晶體管頻率特性的標准測試方法的研究，建立了相應的標准測試系統。他創造性地提出了一種用觸針分布電阻的光電導衰退來測量半導體中少數載流子壽命的新方法。測試中心建成後，經過全國評比，確立了它在國內的權威地位，並隨之承擔起了全國半導體材料與器件的參數測試中的仲裁任務。 研製成功中國第一隻半導體激光器 王守武於1963年在半導體所組建了激光器研究室，並兼任該研究室主任。王守武創新了一種砷化鎵光學定向的新方法，大大加快了研製工作的進程，提高了各項工藝的成品率。在王守武的組織領導下，研究室於1964年元旦前夕，研製成功了我國第一隻半導體激光器，僅比美國晚了2年。王守武還親自指導並參與了激光通訊機和激光測距儀的研製工作。我國第一台激光通訊機可以在無連線的情況下，保密通話達3公里以上。王守武提出並設計了從雜訊中提取信號的電路，使得激光測距儀的測距能力提高一倍以上。這些研究成果填補了國內空白，有力地支援了現代化建設和國民經濟建設。 研製4K與16K位的DRAM大規模集成電路 1978年根據國家的重大需求，王守武承擔了4千位的MOS隨機存儲器這一大規模集成電路的研製任務。他從穩定工藝入手，跟著片子的流程，對工藝線的每道工序進行認真細致的檢查；對所用的儀器設備，一件件、一台台地認真檢修、改造和革新；對所用超純水、試劑、超純氣體、光刻膠、超微粒干版、版基玻璃等基礎材料，都一一進行認真測試，使之達到所需的質量標准。1979年9月28日，經過投片，這種集成電路的批量成品率達20%以上，最高的達40%，為當時國內大規模集成電路研製中前所未有的最高水平。此後一年內，又研製出16千位的MOS隨機存儲器大規模集成電路。 改建109廠，建成大規模集成電路生產線 1980年王守武兼任了中國科學院109廠廠長，承擔了將4千位大規模集成電路的擴大生產工作。王守武高標准地修改了廠房擴建工程的設計方案，還用很大精力抓原有生產線的技術改造。他組織有關人員重新改造了通風、排氣系統，完善了其他一些工藝設施。用很少的資金，不太長的時間，就將老廠房改造成潔凈度達1000至10000級並有一定濕控、溫控的高凈化標准廠房。工廠改造以後，以一個電視機用的集成電路品種進行流片試生產，一次就取得了晶元成品率達50%以上的可喜成果。這是我國第一條靠自己力量建立的年產上百萬塊中、大規模集成電路的生產線。 基礎研究方面 除了完成國家任務以外，王守武還指導和親自動手做了許多半導體器件和器件物理方面的基礎研究工作，其代表性的有：
在半導體性能測試方面，提出如：用觸針下分布電阻的光電導衰減來測量半導體中少數載流子壽命的方法，用雙脈沖法測量鍺、硅材料壽命方法，超高頻頻段內晶體管頻率特性的測量方法等。
半導體異質結激光器性質的研究，如：AlGaAs/GaAs雙異質結激光器低溫負阻的研究，雙異質結激光器的張弛振盪、本徵自脈動和正弦調制行為等。
平面Gunn器件的研究，如：Gunn二極體中的雪崩弛豫振盪的研究，對Gunn器件中摻雜梯度引起的靜止疇的計算機模擬，平面Gunn器件中靜止疇的形成和轉變的實驗和計算機模擬等。
PNPN結構器件的研究，如：低閾值GaAs/AlGaAs PNPN負阻激光器，GaAs/AlGaAs PNPN激光器的自振盪頻率特性，GaAs/GaAlAs PNPN負阻激光器的光開關、光雙穩特性，半導體雙穩激光器的穩定性分析，GaAs/GaAlAs半導體淬滅型雙穩現象的實驗研究等。
器件物理和器件設計的計算機模擬，如：用計算機模擬技術研究薄膜SOI結構中各部分的電勢分布和載流子分布，雙層多晶硅電極間隙勢壘的兩維數值模擬等。 1958年由中國科學院院長郭沫若任校長的中國科技大學成立，王守武被聘任該校物理系（二系）副主任和半導體專業的主任，並為高年級學生講授半導體物理（Ⅱ）課程，直到1980年止。這期間學校半導體專業的教學內容和科研方向都由王守武安排和制訂，包括安排學生去半導體研究所實習和做畢業論文。他的辛勞已結出豐碩的果實，他的學生不少現已成為半導體科技領域中的棟梁人才。
老年的王守武在頤養天年之餘仍不忘祖國後代的培養。自2006年11月起，夫妻捐資40000元在湖北省鄂州市的澤林高中設立「英才獎學金」，專門獎勵成績優異、家境貧困的學子。

『捌』 餘思遠的學術成就

餘思遠 是單片集成有源高速光開關陣列器件的開拓者之一。1999年報道了第一例磷化銦基全單片集成高速空間光開關陣列。此成果作為當時國際上集成度最高的光子晶元之一得到廣泛的關注。此器件演示的光網路功能極為廣泛和獨特。有關的論文共被引用超過130次，特別是在IEEE/OSA Journal of Lightwave Technologies（光波技術期刊）40周年紀念特刊（2006）的兩篇主要特邀文章中被分別獨立引用。該技術已接近實用化。
餘思遠是具有國際領導地位的微環半導體激光器（SRL）專家。自1993年開始進行集成SRL的研究。1996年報道其首創的獨特雙飽和吸收器結構成為鎖模SRL的最佳結構。2001年申報了第一個基於SRL的超高速可調諧激光器專利，該器件於2007年實驗演示了半導體激光器迄今最快的亞納秒調諧速度。2003年首次報道了SRL的全光狀態控制，2005年3月在IEEE Journal of Quantum Electronics 發表了關於SRL中非線性光學機制的文章，奠定了該領域的理論基礎。在此基礎上，首先提出了利用SRL的光旋轉方向雙穩態構建通用全光二進制邏輯單元的思想。自2006年起擔任歐盟課題IOLOS總協調人，領導一個5個大學和3個公司組成的泛歐盟團隊取得了大量國際首創的成果，產生了廣泛的國際影響，所領導的團隊被歐盟評估為集中了世界上該領域最領先的人員專長和成果。其圍繞微環半導體激光器的研究論文共被引用超過100次。
餘思遠參與首創了世界第一例集成量子光學門，與JLO'Brien等人合作研製了此一具有里程碑意義的器件。它的出現標志著量子光學從分離元件走向集成的第一步，是量子通信、量子計算技術走向實用的一個重大步驟。此研究成果獲得SCIENCE雜志封面報道，單篇引用已經超過100次，該工作並獲得了英國工程技術協會（IET,即原電子電氣工程師協會IEE）2008年度創新獎。
餘思遠在國際上較早開展基於鐵電材料薄膜的納米光子器件研製工作。對納米鐵電材料薄膜的制備方法進行了深入的研究。發明了利用等離子質子源進行質子擴散製作鐵電材料平面薄膜光波導的新技術。在納米光子結構加工方面，取得了目前國際上報道的質量最高的鐵電晶體薄膜納米光子結構加工技術。利用這一技術，在外延鈮酸鋰晶體薄膜內成功實現了高深比高達5:1的一階光柵、二維光子晶體等納米光子結構，並與合作夥伴一起實現了掩埋外延鈮酸鋰/鉭酸鋰光子結構。是世界上少數幾個能在鐵電晶體薄膜材料上加工納米光子結構的例子之一。
餘思遠還在其他相關領域，如集成光子技術在生物醫學的應用等方面取得了國際領先水平的成果。

『玖』 動態光源研究成果，都應用在哪些方面

目前最先進的健眼照明設備採用"模擬戶外自然光 動態眼保健"技術，在為使用者提供照明的同時載入動態光波，讓其在工作和學習中眼睛跟著燈光做無意識的運動，從而緩解眼睛疲勞，減少眼睛由於疲勞、亢奮所產生的疾病，促進眼部健康，條形光源是較大方形結構被測物的首選光源；顏色可根據需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調。應用領域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

現代拉曼光譜分析技術持續發展中,被用來增強靈敏度(表面增強拉曼效應)、改善空間性的解析度(微拉曼光譜儀),或者取得特殊的分析訊號(共振拉曼光譜)。拉曼光譜可提供聚合物材料結構方面的許多重要信息。如分子結構與組成、立體規整性、結晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結構等。

化學反應里能改變反應物化學反應速率（提高或降低）而不改變化學平衡，且本身的質量和化學性質在化學反應前後都沒有發生改變的物質叫催化劑（固體催化劑也叫觸媒）。從技術領域到研究領域，非線性光學的應用都是十分廣泛的。例如利用各種非線性晶體做成電光開關和實現激光的調制。

『拾』 簡水生的研究成果

簡水生院士建立了「消除螺旋效應的屏蔽理論」，研製成小同軸電纜。根據這一理論又首創性地研製成「內屏蔽對稱電纜」。發展了防干擾理論，解決了鐵道地電位升的問題。首創了「准均勻加感」的方法。建立了JN函數和IK函數，是收斂較快的新的級數，符合Bessel全部遞推公式,豐富了Bessel函數理論，大大簡化了光波導折射率多層分割計算理論。利用光波導多層分割的理論研製出雙有源雙溝道動態單縱模激光器（1.3μm和1.55μm）。主持研製成我國第一根拍長為2mm、消光比為20dB的Panda保偏單模光纖、1.3μm和1.55μm雙窗口雙零色散平滑低色散單模光纖、30萬象素石英傳像光纖。研製成新型通信光纜系列,計有輕型束管式光纜、異型鋼絲超強型束管式光纜、蜂窩型屬管式光纜和GFRP防彈層非金屬光纜。
簡水生院士提出了光路交換的總體構思，發明了立體角高效光開關等多項支持光路交換的關鍵器件，取得了突破性進展，爭取1015bps的光交換節點的演示系統能在我國首次實現。他領導研製的光纜預警系統為建國六十周年國慶首都閱兵裝備方隊指揮部的安全保衛做出了貢獻。並將ROF用於磁懸浮列車的車-地通信，誤碼率<10-7。研製成了基於「智能光纖 感測技術」的軌道交通行車指揮較大規模的演示系統，在國際上屬於首次，這種系統與ROF的車-地通信相結合，可大大提高行車的安全，縮短行車間隔，提高運能，將為城市的交通運輸做出重大貢獻。
由他主持的四項屬國際前言的國家863課題均通過了國家驗收，全部評為A等。在寬頻光纖光柵色散補償技術方面取得了多項重大技術突破，做出了創新性成果；在光纖生產新方法研究方面形成了無氫過程HVD的新型生產工藝，取得了突破性進展；在全光網方面進行了首創性研究。獲獎榮譽曾獲國家有突出貢獻專家、全國「五一」勞動獎章、北京市勞動模範、詹天佑鐵道科技大獎等稱號。
建立了「產學研相結合創新拔尖人才本碩博連讀試點班基地」，從低年級本科生中選拔年輕學子進入試點班基地，這些學生一方面接受基礎理論教育，同時也進入到院士的實驗室參加工作，在大師身邊從事科研工作，耳濡目染，並教育他們需具有志存高遠、淡泊名利、甘於寂寞、十年磨一劍的精神，在攻克科學難關的苦難磨練中，有望成長為未來的學科領軍人物和創新拔尖人才。