光开关历史成果

『壹』 MEMS的历史

MEMS MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微机电系统的缩写。MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺 ，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。
完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。
沿着系统及产品小型化、智能化、集成化的发展方向，可以预见：MEMS会给人类社会带来另一次技术革命，它将对21世纪的科学技术、生产方式和人类生产质量产生深远影响，是关系到国家科技发展、国防安全和经济繁荣的一项关键技术。
制造商正在不断完善手持式装置，提供体积更小而功能更多的产品。但矛盾之处在于，随着技术的改进，价格往往也会出现飙升，所以这就导致一个问题：制造商不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。
解决这一难题的方法之一是采用微机电系统，更流行的说法是MEMS，它使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。MEMS对消费电子产品的终极影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小。事实上，大多数消费类电子产品所用MEMS元件的性能比已经出现的同类技术大有提高。
手持式设备制造商正在逐渐意识到MEMS的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸，而且开始转向成功的MEMS公司，其所实现的成本削减幅度之大，将影响整个消费类电子世界，而不仅是高端装置。 MEMS在整个20世纪90年代都由汽车工业主导；在过去几年中，由于iPhone和Wii的出现，使全世界的工程师都看到运动传感器带来的创新，使MEMS在消费电子产业出现爆炸式的增长，成为改变终端产品用户体验以及实现产品差异化的核心要素。
国内MEMS芯片（Die）供应商主要有：上海微系统所、沈阳仪表所、电子部13研究所、北京微电子所等，目前形成生产的主要是MEMS压力传感器芯片（Die）。
MEMS技术的发展历史
MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其表面的压敏电阻走线，这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括电容感应移动质量加速计，用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。
第二轮商业化出现于20世纪90年代，主要围绕着PC和信息技术的兴起。TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪，而热式喷墨打印头现在仍然大行其道。
第三轮商业化可以说出现于世纪之交，微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。尽管该市场现在萧条，但微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。
目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展，其开始向工业、医疗、测试仪器等新领域扩张。推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针，以及所谓的'片上实验室'生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。

『贰』 调光开关原理及应用介绍

电灯是人类发明历史上一个重要的里程碑，是电灯让黑夜也会充满光明。在电灯未出现之前，人们用来照明的工具有火把、油灯、蜡烛等，这些照明工具不仅光亮小，而且操作使用极为不方便，更别说随时掌握光亮了。但是电灯的出现使得这一梦想变成了可能，调光开关就是用来调节电灯光亮的一种工具，很多人也许并未听说过，下面将做详细的介绍。

调节开关介绍

调光开关是为了满足人们在不同的时候对灯光亮度的不同需求而发展而成的。从原理上电子调光开关是通过控制和改变可控硅的相位角来控制导通程度，即电源流经负载的时间，这样改变了电光源的输入的电压和电流来获得不同强度的光输出，采用单火线输入的接线方式，可直接替换现有的墙壁开关。

调光开关经过发展，品种繁多，规格齐全，可按操作方式和调光方式分类。

调光开关原理

调光开关是一个便利的电子器件，通过旋钮或滑杆可以将亮度从几乎无光逐渐调节到最大亮度。调光开关是通过调整它里面的电阻值的大小控制通过灯的电压的高低的，它的最基本的原理是改变加在负载上的电压，由单或双向可控硅来完成，经手动调节电位器改变加在控制级的相位角来控制可控硅的导通程度，即完成了改变电压的目的。

调光开关应用

调光开关能满足人们在不同的时候对灯光亮度的不同需求，能直接替换现有的墙壁开关。适用于家庭居室，公寓，酒店，医院等公共场所。随着生活水平的提高，人们离不开光，更离不开对光的质量的要求。调光的需求可以大体分为三类：

一)功能型调节光线的需要，如进门的玄关、会议室等;

二)家居生活中舒适性和生活格调的体现，比如对灯光的明暗搭配，色温冷暖，既可以根据环境的需要进行调节，也可以起到烘托氛围的作用;

三)环保节能的需要，比如公共场所的节能需求。比如停车场照明、商场照明、道路照明等。

光的出现代表了人类文明的出现，源古至今，人类对于光明的探索从未停止过。节能灯是目前最受大家喜爱的灯，因为它不仅耗电量小，而且亮度足够大，适合家里的平常用灯。但是有些时间和场合，电灯的灯光需要根据需要进行调节，调光开关起到了重要的作用，它可以随时随地调节灯光的亮度，以适应人们对亮度的需要，使用简单，而且方便。

『叁』 王启明的技术成就

国内外同行公认王启明是中国信息光电子事业的主要开拓者之一，在不同的阶段他都为中国光电子事业的发展作出了杰出的贡献。
1.研制成功长寿命GaAs半导体激光器率先主持研制成功我国第一支室温连续波运行10万小时的GaAs半导体激光器，推动了我国光纤通信的发展。
20世纪70年代初，美国贝尔实验室的第一支室温连续波运行的半导体激光器宣告问世。1973年，中国科学院领导觉察到这一成就对发展我国光通信及光电子学事业的深远意义，立即部署半导体研究所作为院重点任务组织力量，加强研究。当时正处于“文化大革命”期间，是非难分，人心涣散，要组织一支攻坚队伍很不容易。王启明临危受命，从研究室中抽调组织了近20名科研人员，立即开展半导体激光器的研究。
在接受这一难度极大的重点任务之后，王启明提出并采取了一系列有效的技术措施。激光器的有源工作区，仅有0.1μm的厚度，如何精确地可重复地控制它，首先决定于外延炉的控温精度。他率领课题组的人员与当时七机部的同志合作，在较短的时间内研制成功我国第一台高精度程控降温外延炉，为优质外延生长的实现奠定了基础。他吸取诸家的长处，与研究组的同事提出改进设计了我国第一套全密封金属化外延系统，从根本上保证了外延材料的质量。为了降低阈值及功耗，他提出一种高技术实现高热稳定隔离；在键合方面他还设计了新工艺，解决热阻问题。由于他抓住了研制技术中的关键，从根本上提出并解决了技术难题。他率领全组同志经过五年艰苦奋斗，不断改进生长技术，提高器件质量，激光器运行寿命达到了万小时以上，并于1980年经中国科学院组织鉴定，获中国科学院重大成果二等奖。
王启明的视野并不只局限于器件的研制与研究上，他更关心激光器的应用。他和他的同事们积极参与北京市电话局的光纤通信建设，把研制出的激光器用在市话局的光纤通信实验线路上，经受住了长时间工作的考验，从而在我国揭开了以半导体激光器为基础的光纤通信事业的序幕。该器件及其应用技术一并获得1981年北京市科技成果一等奖。
在1985年第一次组织评审国家科技进步奖时，这一重大成就又作为我国“短波长光通信器件研制”的全国联合项目，被评为二等奖，王启明被公推为第一受奖者。与此同时，由他主持的长波长InGaAsP激光器的研制成功，又获得“六五”攻关国家重奖。在此期间他在学术会议和学术刊物上公开发表的论文、报告有《双异质激光器退化观察》、《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年在美国旧金山召开的国际光通信和集成光学会议上，他受邀担任会议程序委员会委员并作了《中国的光通信》的特邀报告。由于他的成就和在国际学术界的影响，自1983年起连续被邀担任三届国际半导体激光会议和两届国际光通信与集成光学会议及国际电光会议的程序委员会委员。
2.研制成功新型pnpn双向负阻激光器深入研究双异质结激光器物理，提出了双光丝可饱和吸收机制、异质结界面态电荷存储记忆效应和pnpn夹层负阻击穿机制，解释了激光器出现的异常现象，也为新器件的研究提出了新思路。
出于严谨的科学态度和实事求是的精神，王启明对器件所表现的异常现象非常重视并开展了细致深入的研究。他和他的同事发现了某些激光器的异常瞬态输出响应，他首先发现由于Al组分不均匀导致激光腔内双光丝发光，并据此提出了导致复杂瞬态行为的物理机制，论文发表在国际杂志IEEE QE（《量子电子学》）1992年第18卷第4期上，为后来双区共腔可饱和吸收调Q激光器的研究提供了思路。
他还发现某些激光二极管呈现的反常双向负阻行为，提出是由于制备工艺热过程带来的自掺杂效应导致的反向结引入造成的。根据这一思路，后来成功地发展了一种新型pnpn双向负阻激光器。
3.研制成功双区共腔（CCTS）双稳态激光器系统地发展了双区共腔（CCTS）双稳态激光器，为数字光电子学的发展打下了基础。数字光电子学的发展必须具备有源和无源的光逻辑器件，这是80年代初人们开始关注的重要课题。
王启明在提出双光丝调Q效应解释激光器中反常自脉动成功之后，随即考虑如何有意识地研制这种器件，把普通的双异质激光器分为两段，保持在一个谐振腔中。这种双区共腔激光器的输出特性出现了光强回滞特性，即光双稳态特性。光双稳态特性正是光逻辑器件的基础。王启明和他的同事于1985年在中国《物理学报》发表了《InGaAsP质子轰击内调Q双稳态激光器》的论文，并与日本东京大学开展合作研究。
他和他的学生系统研究了双稳激光器自调准单稳频特性，稳频度优于10-5。研究了光触发增强放大特性，发现了输入光谱的单模纯正效应和光学混沌特性，并利用截取技术获得10ps光脉冲。他指导学生提出一种获得更窄光脉冲的“相关注入”新概念，并作了计算模拟研究。
由于王启明领导的小组对双稳态激光器进行系统深入研究所取得的成就，他曾三次在国际半导体激光会议上作报告，并在国际光电子学专集上特邀发表了总结性论文。这种器件已在国内被应用于信息光交换系统技术。作为阶段性成果，于1987年被评为中国科学院自然科学二等奖。
1986年他在《中国通信学报》上发表了《共腔双区CCTS 激光器的研究》一文，被中国通信学会评为优秀论文一等奖。 积极部署推动开展新一代量子阱光电子器件的研究，为我国“863”光电子高技术计划的制订与实施作出了重要贡献。
1984年担任半导体所副所长时，他全力支持并协助名誉所长黄昆院士争取建立半导体超晶格国家重点实验室。1985年他和他的同事合作指导的研究生在国内做出了第一支GaAs量子阱激光器，为量子阱光电子器件的发展，迈出了关键的一步。
1985年起，他担任半导体所所长持续十年之久，大量的所务工作压在他的肩上，让他付出了很大的精力。与此同时，他又始终抓住光电子学发展的脉搏，并发挥他在所长岗位上所具有的国内外影响和作用，大力推进新一代光电子器件的发展。
他和研究生开展了量子阱自电光效应双稳态光开关的研究、量子阱高速电光调制器的研究、量子阱面发射激光器的研究，并取得了重大进展，自电光效应双稳态光开关器件，获1992年中国科学院科技进步一等奖。量子阱长波长双稳态激光器获1995 年中国科学院科技进步一等奖。
1987年2月，中央批准我国“863”高技术计划，光电子技术为当时计划项目之一。经过老一辈专家和中国科学院院领导的推荐，以及国家科委的严格考核，王启明被遴选为“863”计划信息领域第一届专家委员会委员，并分工负责光电子主题的工作。他满腔热情地投入了光电子主题的建设工作，以准确锐利的眼光，提出了以光通信器件为主，光互连、光计算器件为辅的主题战略目标，以发展新一代量子阱光电子器件为主导的研究路线；同时，有远见地提出建设一个全国性的、开放的，以量子尺寸（纳米）工艺为主体的光电子器件研制工艺基地。
他的设想，成为后来“863”光电子主题发展的基础框架。他起草了实现主题研究的全面课题分解，为光电子主题工作的开展打下了重要的基础。随后他又被聘任为“863”计划光电子工艺中心学术委员会主任。
1986年，他作为发起人之一，与教委部门联合积极筹建了集成光电子学国家重点联合实验室，先后被聘任为联合实验室副主任和学术委员会主任。

『肆』 超分子化学已取得的成就

“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现，但在科学界受到重视却是50年之后了.代写毕业论文超分子化学可定义为“超出分子的化学”，是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的，具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学.在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质，同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能1.超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成.聚集数可以确定或不确定，这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别，把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些（相对于共价键）较弱的作用力.如范氏力（含氢键）、亲水或憎水作用等2.
1超分子化合物的分类
1.1杂多酸类超分子化合物
杂多酸是一类金属一氧簇合物，一般呈笼型结构，是一类优良的受体分子，它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物.作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值3，有关新型Keg-gin和Dawson型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注.杜丹等4，5合成了Dawson型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶Dawson型磷钼多酸超分子膜修饰电极，发现该膜电极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0.35～0.50mol/L范围内呈良好的线性关系.靳素荣等6合成了9钨磷酸/结晶紫超分子化合物，并对其光致变色性质进行了探究，即合成化合物具有光敏性，漫反射日光即可使其变蓝.王升富等7合成了磷钼杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极，发现该膜电极对酸性溶液中的NO2-有明显的电催化还原作用.毕丽华等8合成了多酸超分子化合物，首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适当有机溶剂中可表现出近晶相液晶行为.刘术侠等9以Dawson型砷钼酸、金刚烷胺为原料合成了超分子化合物（C10H18N）6As2Mo18O62·6CH3CN·8H2O，该化合物具有可逆的光致变色特性，并提出了一个可能变色机理.
1.2多胺类超分子化合物
由于二氧四胺体系可有效地稳定如Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）等过渡金属离子的高价氧化态，若二氧四胺与荧光基团相连，则光敏物质荧光的猝灭或增强就与相连的二氧四胺配合物与光敏物质间是否发生电子转移密切相关，即通过金属离子可以调节荧光的猝灭或开启，起到光开关的作用.苏循成等10合成了8羟基喹啉取代的二氧四胺大环配体，其中含有2个独立的螯合基团，在适当情况下能分别与金属离子配位.
大环冠醚由于其自组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视.近来，冠醚又成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元.代写硕士论文李晖等11利用了冠醚分子的分子识别能力及蒽醌分子的光敏性，设计合成了一种新的氮杂冠醚取代蒽醌分子，并以该分子作为主体分子，以稀土离子作为客体构成超分子体系，并研究了超分子体系内的能量转移过程.
1.3卟啉类超分子化合物
卟啉及其金属配合物、类似物的超分子功能已应用于生物相关物质分析，展示了更加诱人的前景，并将推动超分子络合物在分析化学中应用的深入开展.
1.4树状超分子化合物
树状大分子（dendrimer）是20世纪80年代中期出现的一类较新的合成高分子.薄志山等12首次合成以阴离子卟啉作为树状分子的核，树状阳离子为外层，基于卟啉阴离子与树状阳离子之间静电作用力来组装树状超分子复合物.镧系金属离子（Ln3+）如Tb3+和Eu3+的发光具有长寿命（微秒级）、窄波长、对环境超灵敏性等特点，是一种优良的发光材料，但镧系金属离子在水溶液中只有很弱的发光.朱麟勇等13合成了聚醚型树枝体与聚丙烯酸线性聚合体的两亲杂化嵌段共聚物，研究表明聚醚树枝体通过对Tb3+能量传递，使Tb3+发光强度大幅度提高的“天线效应”.
1.5液晶类超分子化合物
侧链液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的双重特性，晏华在《超分子液晶》14中具体讨论了超分子和液晶的内在联系，探讨了超分子液晶分子工程和超分子液晶热力学.李敏等15从分子设计的角度出发，合成了以对硝基偶氮苯为介晶基团的丙烯酸类液晶聚合物，液晶基元上作为电子受体的硝基和作为电子给体的烷氧基可与苯环、NN之间形成一个离域的π电子体系.初步的研究表明：电晕极化制备的该类聚合物的取向膜具有二阶非线性光学性质.堪东中等16用4，4′-二羧酸1，6二酚氧基正己烷与等摩尔的4，4′-联吡啶合成了“T”型超分子液晶，并观察到随构筑“T”型介晶基元分子结构的变化，组装超分子体系由单向性液晶向稳定的双向性液晶转变的规律性.
1.6酞菁类超分子化合物
田宏健等17合成了带负电荷取代基的中位四（4′-磺酸基苯基）卟啉及锌络合物和带正电荷取代基的2，9，16，23四（4′-N，N，N三甲基）苯氧基酞菁季铵碘盐及锌络合物，并用Job氏光度滴定的方法确定了它们的组成，为面对面的杂二聚体或三明治式的杂三聚体超分子排列.发现在超分子体系中卟啉与酞菁能互相猝灭各自的荧光，用纳秒级的激光闪光光解技术观察到卟啉的正离子在600～650nm和酞菁负离子自由基在550～600nm的瞬态吸收光谱.结果表明在超分子体系中存在分子间的光诱导电子转移过程.
2超分子化合物的合成
2.1分子自组装
近年来分子自组装作为一种新的化学合成方法倍受关注，代写医学论文尤其是分子尺寸在1～100nm的化合物，它们用常见的化学合成法一般很难得到.最近，Yan等18运用超分子自组装方法合成了长度达厘米级、直径达毫米级、管壁达400nm的管，成为超分子化学合成上的一个亮点.
刘雅娟等19利用一对互补的分子组分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1，3，5三嗪的自组装过程构筑了一种直径约为5μm的超分子纳米管.变温傅里叶红外光谱研究表明，在纳米管的形成过程中，氢键、π-π相互作用和范德华力等非共价键相互作用导致了超分子纳米管的形成.Reinhoudt等报道了最多具有47个钯配合物的有机金属树状分子，准弹性光散射实验（QELS）、原子力显微镜（AFM）和透射电镜（TEM）表明聚集体为直径200nm的圆球，Puddephatt合成了直到第4代的树状铂配合物（28个配位中心）.
2.2模板合成
1992年Mobil公司的科研人员首次利用阳离子型表面活性剂的超分子液晶模板，合成了有介孔结构的氧化硅和铝硅酸盐，其中最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的MCM-4120.
以环糊精（α-CD，β-CD，γ-CD）作为环的轮烷的合成及性能研究尤其引人注目.环糊精边缘是亲水的，内腔是疏水的，环糊精作为主体与疏水客体分子自我识别可形成轮烷.刘育21在以环糊精为受体的分子识别和组装方面做了深入的研究.Isnin等成功地合成了不对称的轮烷.分子一端为二甲基（二茂铁甲基）铵盐，另一端为萘2磺酸盐.Stoddart等用聚乙烯醇与α-CD作用，端基为2，4二硝基苯时，得到了含有20～23个α-CD的珍珠项链型轮烷.Stoddart等在室温下合成一系列的索烃.在室温下以二苯34冠10（BPP34CI0）作为模板得到了索烃，收率高达70%22.
2.3其他方法
最近，赵朴素等运用密度泛涵B3LYP方法，在6-31G水平上设计优化了丁二酮肟与苯甲酸通过四重氢键构筑的异三体超分子，代写职称论文显示形成三聚体的反应可自发进行，实验合成出相关异三聚体23.
赵士龙等24在水热条件下，合成了新型超分子化合物（bipyH2）2（H2P2Mo5O23）.H2O，研究表明，杂多阴离子与质子化的4，4′-bipy和水分子通过氢键连成无限二维网状结构，形成超分子化合物.栾国有等25利用中温水热方法合成了化合物（H3NCH2CH2NH3）2（HPO4）2Mo5O15，并确定其构型为5个MoO6八面体通过共边和共角连接形成1个五元环，其环平面的上下两侧各有一组HPO4四面体通过共用3个O原子与Mo—O簇键合，并且H2P2Mo5O234-与H3NCH2CH2NH3通过强的氢键作用，形成一种新型的有机无机超分子杂化材料.
3超分子化合物的应用
3.1在光化学上的应用
Lehn等设计了专门用于光释放碱金属离子的穴醚，他们利用2硝基苄基醚充当一个大环的桥键，紫外光照可使此键断裂，形成单环化合物，后者对碱金属离子的络合能力大大下降.张海容等26发现在微量环已烷存在下，BCD可诱导BNS发射强的RTP.尹伟等27用Eu2+与邻菲咯啉（Phen）、2噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）和联吡啶（Dpy）形成的四元、三元和二元系列配合物与上述2种分子筛组装成新的系列超分子纳米发光材料，并对它们的发光性能进行了比较.陈彰评28合成了卟啉冠醚4，4二甲基联吡啶超分子模型化合物.研究发现4，4二甲基联吡啶能很好地配合到卟啉与冠醚形成的空穴中去，在光照条件下，生成的卟啉激发态分子能很好地进行电子转移，形成了一个很好的光开关模型.

3.2在压电化学传感器的应用
超分子化学的主客体适应原理，在压电化学传感器中得到广泛的应用.超分子用作压电化学传感器的敏感涂层，利用超分子的非凡空间结构，通过分子间的协同作用，对目标分子进行分子识别.代写留学生论文符合空间结构的分析物被选择性地吸附，可以明显提高压电化学传感器的选择性.利用多种冠醚衍生物作为QCM涂层测定有机蒸气，如传感器阵列、模式识别等，在二元、三元、四元有机蒸气混合物中识别，猜测结果较好，并用于定量分析.利用单苯15冠5（B15C5）、单苯18冠6（B18C6）、二苯30冠10（DB30C10）涂于TSM化学传感器电极表面，可对39种有机蒸气进行分析，其中B15C5（涂载量12mg）对甲酸的检出限为20.1μg/L，并具有很宽的线性范围.
Dickert等用涂BCD的QCM和SAW测定四氯乙烯，测定下限可达几个10-6（Y）.以后，他们又用交联BCD作为QCM的涂层测定氯苯，大量的二乙醚存在时（二乙醚-氯苯的体积比为50000∶1），不干扰测定，线性范围10×10-6～500×10-6（Y），并用于监测Grignard反应终点.Nelli等用间苯二酚杯芳烃衍生物作QCM敏感涂层，对硝基苯有较高的选择性，在相对湿度高达90%和有H2，H2S，NO，SO2，CH4，n-C4H1O共存时不干扰测定.Dermody等用多种杯芳烃衍生物，在SAW石英表面分子自组装成双分子层，测定苯、氯苯、甲苯等.Pinalli等用间苯二酚杯芳烃衍生物，测定气相中酒精的含量，线性范围1×10-3～4×10-3（Y），重现性好.Malitesta等用分子印迹电合成聚合制备仿生QCM传感器.姚守拙等用咖啡因（CAF）作模板分子制成BAW传感器，对CAF的响应范围为5.0×10-9～1.0×10-4
mol/L，在pH8.0时检出限5.0×10-9mol/L，回收率96.1%～105.6%29.
3.3超分子化合物的识别作用
所谓分子识别就是主体（或受体）对客体（或底物）选择性结合并产生某种特定功能的过程，是组装及组装功能的基础，是酶和受体选择性的根基.互补性（complementarity）及预组织（preorganization）是决定分子识别过程的2个关键原则，前者决定识别过程的选择性，后者决定识别过程的键和能力.
对羧酸根、磷酸根的识别研究目的主要在于探讨主体分子对氨基酸、肽、核苷酸等的识别，进而研究对肽、核酸的催化水解反应.大环多胺及其金属配合物能很好地识别羧酸根、磷酸根的主体分子.带吖啶基团的配合物，通过Zn2+配合物的超分子自组装可对对二甲酸进行选择性识别.假如在大环多胺环外还有可以配位的氨基，则它与Cu（Ⅱ）能形成更加稳定的配合物.化合物（结构见图1）与Co（Ⅲ）形成的配合物与PO4
3-能形成相当坚固的配合物.因为分子识别的目的，这是系统可以作为一个能使磷酸键合位置移动的新摸型30.
3.4超分子化合物作为分子器件方面的研究
分子器件是一种由分子元件组装的体系（即超分子结构），它被设计成为在电子、离子或光子作用下能完成特定功能的体系.刘祁涛31用对苯二甲酸terph为配体，合成了Cu2（bpy）2（terph）Cl2·4H2O晶体，其中bpy为2，2′联吡啶.代写英语论文应用苯三甲酸（TMA）为配体可以合成Cu3（TMA）（H2O）3n配位超分子晶体，为由配体超分子的途径制造纳米级的孔材料、实现纳米反应器的设想提供了可能.8羟基喹啉、邻菲咯啉的许多金属配合物都具有荧光，且配合物稳定.把8羟基喹啉或邻菲咯啉引入大环，由于两者都具有独立的配位功能，可以形成稳定的超分子化合物，并进一步发展为光化学器件.
3.5超分子化合物在色谱和光谱上的应用
顾玉宗等32利用LB技术，以二十碳酸作辅助成膜材料，在疏水处理的P-Si上分别制备了2，4，6，10和20层聚乙烯咔唑（PVK）超分子膜.对这种体系的表面光电压谱（SPS）研究结果表明，表面光电压随PVK膜层数的增加而增强，在紫外区增强较为明显，随着膜层数的增加，表面光电压有趋于饱和的趋势.膜对基底的敏化主要是由于PVK的光导电性引起的.杨扬等33成功地用高效液相色谱法分离了某些超分子化合物合成过程中间产物富电子对苯二酚聚醚链（HQ）系列产品.
3.6超分子催化及模拟酶的分析应用
超分子的反应性和催化性，与酶对底物的识别和催化底物参加反应极相似.代写工作总结以模拟天然酶对底物的分子识别和高效催化活性为目的的模拟酶（或称人工酶）研究近十多年来是生物化学和有机化学的重要课题.其中对过氧化物模拟酶的分析应用研究非凡突出.慈云祥等将氨基酸、蛋白质、核酸，对某些金属卟啉的模拟酶活性的影响加以应用，并结合免疫分析技术，建立模拟酶作示踪物的酶免疫分析方法，或以模拟酶作非放射性探针标记物建立核酸序列分析方法34.
3.7在分析化学上的应用
Shinkai等在研究硼酸衍生化卟啉的分子组装行为，并用于测定糖分子构型方面取得了许多成果.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堆积成的聚集体，圆二色谱（CD）的激子偶合带（ECB）符号，对糖分子的绝对构型有专一性，可检测糖分子的绝对构型等等34.
4结语
目前，超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究将更加紧密地与各化学分支相结合.可以预见，作为超分子化学起源的主客体化学将与有机合成化学、配位化学和生物化学互相促进，为生命科学、能源科学等共同做出巨大贡献;超分子化学方法在无机化学中的应用，代写留学生论文将使人们获得多种具特定功能的配合物、晶体、陶瓷等材料;物理化学则要改变当前超分子化学的定性科学现状，从微观和宏观上把选择性分子间力、分子识别、分子自组装等过程用适当的变量进行定量描述，从而提高人们对超分子化学的熟悉和猜测、控制能力，最终要寻求解释超分子体系内在运动规律和预言此类体系整体功能的理论工具2.
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『伍』 激光器的发展史

激光器
laser
能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。
除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。
激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。
[编辑本段]分类
激光器的种类是很多的。下面，将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类介绍。
按工作物质分类 根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类：①固体（晶体和玻璃）激光器，这类激光器所采用的工作物质，是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的；②气体激光器，它们所采用的工作物质是气体，并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同，而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等；③液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子（如Nd）起工作粒子作用，而无机化合物液体（如SeOCl）则起基质的作用；④半导体激光器，这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用，其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入)，在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间，通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转，从而产生光的受激发射作用；⑤自由电子激光器，这是一种特殊类型的新型激光器，工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束，只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射，原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域，因此具有很诱人的前景。
按激励方式分类 ①光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器，包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器，以及少数气体激光器和半导体激光器。②电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电（直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入）方式进行激励，而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励，某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。③化学激光器。这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器，反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。④核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器，如核泵浦氦氩激光器等。
按运转方式分类 由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同，其运转方式和工作状态亦相应有所不同，从而可区分为以下几种主要的类型。①连续激光器，其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出，可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应，因此多数需采取适当的冷却措施。②单次脉冲激光器，对这类激光器而言，工作物质的激励和相应的激光发射，从时间上来说均是一个单次脉冲过程，一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器，均采用此方式运转，此时器件的热效应可以忽略，故可以不采取特殊的冷却措施。③重复脉冲激光器，这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲，为此，器件可相应以重复脉冲的方式激励，或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程,以获得重复脉冲激光输出,通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。④调激光器,这是专门指采用一定的 开关技术以获得较高输出功率的脉冲激光器，其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态)，待粒子数积累到足够高的程度后，突然瞬时打开 开关，从而可在较短的时间内（例如10～10秒）形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出（见技术'" class=link>激光调 技术）。⑤锁模激光器，这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器，其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系，因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲（脉宽10～10秒）序列，若进一步采用特殊的快速光开关技术，还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲（见激光锁模技术）。⑥单模和稳频激光器，单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器，稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件，在某些情况下，还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件（见激光稳频技术）。⑦可调谐激光器，在一般情况下，激光器的输出波长是固定不变的，但采用特殊的调谐技术后，使得某些激光器的输出激光波长，可在一定的范围内连续可控地发生变化，这一类激光器称为可调谐激光器（见激光调谐技术）。
按输出波段范围分类 根据输出激光波长范围之不同，可将各类激光器区分为以下几种。①远红外激光器，输出波长范围处于25～1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。②中红外激光器，指输出激光波长处于中红外区(2.5～25微米)的激光器件,代表者为CO分子气体激光器(10.6微米)、 CO分子气体激光器（5～6微米）。③近红外激光器,指输出激光波长处于近红外区（0.75～2.5微米）的激光器件，代表者为掺钕固体激光器（1.06微米）、CaAs半导体二极管激光器(约 0.8微米)和某些气体激光器等。④可见激光器，指输出激光波长处于可见光谱区（4000～7000埃或0.4～0.7微米）的一类激光器件，代表者为红宝石激光器 （6943埃）、 氦氖激光器（6328埃）、氩离子激光器（4880埃、5145埃）、氪离子激光器（4762埃、5208埃、5682埃、6471埃）以及一些可调谐染料激光器等。⑤近紫外激光器，其输出激光波长范围处于近紫外光谱区（2000～4000埃），代表者为氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)准分子激光器（3511埃、3531埃）、 氟化氪(KrF)准分子激光器(2490埃)以及某些可调谐染料激光器等⑥真空紫外激光器,其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50～2000埃）代表者为（H）分子激光器 (1644～1098埃)、氙(Xe)准分子激光器（1730埃）等。⑦X射线激光器, 指输出波长处于X射线谱区（0.01～50埃）的激光器系统，目前软X 射线已研制成功，但仍处于探索阶段
[编辑本段]激光器的发明
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程，从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线（以至X射线和γ射线）的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。
激光器的诞生史大致可以分为几个阶段，其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出，处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用，将转变到低能态，并产生第二个光子，同第一个光子同时发射出来，这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大，而且是相干光，即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。
此后，量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识，微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明，这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论，为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末，量子电子学诞生后，被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用，并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。
如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数，就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发，就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子，这两个光子又会引发其他原子受激辐射，这样就实现了光的放大；如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡，从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年，美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转，并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后，美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。
然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”，对于激光器到底能否研制成功，在当时还是很渺茫的。
但科学家的努力终究有了结果。1954年，前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器，成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。
汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波，功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理，以产生新的性能优异的光源。1958年，汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来，提出了采用开式谐振腔的关键性建议，并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期，巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。
此后，世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛，看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。
1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使这一点达到比太阳还高的温度。
“梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑，因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。
尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家，但在法庭上，关于到底是谁发明了这项技术的争论，曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时，微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决，汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。
1960年12月，出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年，有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年，科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外，还有输出能量大、功率高，而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。
由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。比如，人们利用激光集中而极高的能量，可以对各种材料进行加工，能够做到在一个针头上钻200个孔；激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段，已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果；在通信领域，一条用激光柱传送信号的光导电缆，可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量；激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外，多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。
今后，随着人类对激光技术的进一步研究和发展，激光器的性能将进一步提升，成本将进一步降低，但是它的应用范围却还将继续扩大，并将发挥出越来越巨大的作用。
[编辑本段]激光器的种类
1. 气体激光器
在气体激光器中，最常见的是氦氖激光器。世界上第一台氦氖激光器是继第一台红宝石激光器之后不久，于1960年在美国贝尔实验室里由伊朗物理学家贾万制成的。由于氦氖激光器发出的光束方向性和单色性好，可以连续工作，所以这种激光器是当今使用最多的激光器，主要用在全息照相的精密测量、准直定位上。
气体激光器中另一种典型代表是氩离子激光器。它可以发出鲜艳的蓝绿色光，可连续工作，输出功率达100多瓦。这种激光器是在可见光区域内输出功率最高的一种激光器。由于它发出的激光是蓝绿色的，所以在眼科上用得最多，因为人眼对蓝绿色的反应很灵敏，眼底视网膜上的血红素、叶黄素能吸收绿光。因此，用氩离子激光器进行眼科手术时，能迅速形成局部加热，将视网膜上蛋白质变成凝胶状态，它是焊接视网膜的理想光源。氩离子激光器发出的蓝绿色激光还能深入海水层，而不被海水吸收，因而可广泛用于水下勘测作业。
2. 液体、化学和半导体激光器
液体激光器也称染料激光器，因为这类激光器的激活物质是某些有机染料溶解在乙醇、甲醇或水等液体中形成的溶液。为了激发它们发射出激光，一般采用高速闪光灯作激光源，或者由其他激光器发出很短的光脉冲。液体激光器发出的激光对于光谱分析、激光化学和其他科学研究，具有重要的意义。
化学激光器是用化学反应来产生激光的。如氟原子和氢原子发生化学反应时，能生成处于激发状态的氟化氢分子。这样，当两种气体迅速混合后，便能产生激光，因此不需要别的能量，就能直接从化学反应中获得很强大的光能。这类激光器比较适合于野外工作，或用于军事目的，令人畏惧的死光武器就是应用化学激光器的一项成果。
在当今的激光器中，还有一些是用半导体制成的。它们叫砷化镓半导体激光器，体积只有火柴盒大小，这是一种微型激光器，输出波长为人眼看不见的红外线，在0.8～0.9微米之间。由于这种激光器体积小，结构简单，只要通以适当强度的电流就有激光射出，再加上输出波长在红外线光范围内，所以保密性特别强，很适合用在飞机、军舰和坦克上。
3. 固体激光器
前面所提到的红宝石激光器就是固体激光器的一种。早期的红宝石激光器是采用普通光源作为激发源。现在生产的红宝石激光器已经开发出许多新产品，种类也增多。此外，激励的方式也分为好几种，除了光激励外，还有放电激励、热激励和化学激励等。
固体激光器中常用的还有钇铝石榴石激光器，它的工作物质是氧化铝和氧化钇合成的晶体，并掺有氧化钕。激光是由晶体中的钕离子放出，是人眼看不见的红外光，可以连续工作，也可以脉冲方式工作。由于这种激光器输出功率比较大，不仅在军事上有用，也可广泛用于工业上。此外，钇铝石榴石激光器或液体激光器中的染料激光器，对治疗白内障和青光眼十分有效。
4. “隐身”和“变色”激光器
另外还有两种较为特殊的激光器。一种是二氧化碳激光器，可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察，它的工作方式有连续、脉冲两种。连接方式产生的激光功率可达20千瓦以上。脉冲方式产生的波长10.6微米激光也是最强大的一种激光。人们已用它来“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出现是激光发展中的重大进展，也是光武器和核聚变研究中的重大成果。最普通的二氧化碳激光器是一支长1米左右的放电管。它的一端贴上镀金反射镜片，另一端贴一块能让10.6微米红外光通过的锗平面镜片作为红外激光输出镜。一般的玻璃镜片不让这种红外光通过，所以个能做输出镜。放电管放电时发出粉红色的自发辐射光，它产生的激光是看不见的，在砖上足以把砖头烧到发出耀眼的白光。做实验时，一不小心就会把自己的衣服烧坏，裸露的皮肤碰到了也要烧伤，所以这种激光器上都贴着“危险”的标记，操作时要特别留神。
5.近红外光谱仪
近红外光谱仪专为满足实际应用的挑战而设计的，具有卓越的性能、长期稳定性、结构紧凑和超低功耗的优点。
二氧化碳激光器形式很多。放电管最长的达200多米，要占据很大的场地。科学家想出办法，将笔直的放电管弯成来回转折的形状，或是把放电管叠起来安装，将它们的实际长度压缩到20米左右；为了使激光器的光路不受振动的影响，整个器件安放在地下室粗大的管道内。后来发明的一种称为横向流动的二氧化碳激光器，长度缩到只有一张大办公桌那样长短，能射出几千瓦功率的激光。这样的激光器已被许多汽车拖拉机厂用来加工大型零件。输出功率更大的一种二氧化碳激光器结构像大型喷气发动机，开动起来声音响得吓人，它能产生上百万瓦的连续激光，是连续方式发射激光中的最强者。最初的激光打坦克靶实验，用的就是这种激光器。它是科学家把空气动力学和激光科学相结合而制造出来的。
以脉冲方式发射的二氧化碳激光器也有很多种，在科研和工业中用途极广。如果按每一脉冲发出的能量大小作比较，那么，脉冲二氧化碳激光器又是脉冲激光器中的最强者。
这里，我们要回到激光先驱者汤斯曾经研究过的问题上来，谈一谈毫米波的产生。随着激光技术的发展，许多科学家对这一难题又发起了进攻：采用放电或利用强大的二氧化碳激光作为激励源去激发氟甲烷、氨等气体分子，一步步地把发射出来的激光波长延长，扩展。开始达几十微米，后来达几百微米，也就是亚毫米波了。本世纪60年代中期到70年代中期，随着微波技术的发展，科学家根据激光的原理和方法产生了毫米波。这样，从光波到微波之间的空白地带便被不断发现的新红外激光填补了。
从研究中，科学家发现毫米波很有实用价值：大气对它的吸收率很小、阻碍它传播的影响也小，可以用它来作为新的大气通讯工具。
另一种比较特殊、新颖的激光器，可以形象地称它为“变色龙”。它不是龙，但确实能变色；只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光。
难道染料跟激光器也有关系吗？一点也不错。这种激光器的工作物质确实就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。科学家至今还没有弄清楚这些染料的分子能级和原子结构，只知道它们与气体工作物质的气体原子、离子结构不一样；气体产生的激光有明确的波长，而染料产生的激光，波长范围较广，或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩，就像从收音机里选听不同频率的无线电台广播一样。
染料激光器的激励源是光泵，可以用脉冲氙灯，也可以用氮分子激光器发出的激光。用一种颜色的激光作光泵，结果能产生其他颜色的激光可以说是染料激光器的特点之一。
这种根据需要可以随时改变产生激光的波长的激光器，主要用于光谱学研究；许多物质会有选择地吸收某些波长的光，产生共振现象。科学家用这些现象分析物质，了解材料结构；还用这些激光器来产生新的激光，研究一些奇异的光学和光谱学现象。

『陆』 光纤通信系统的发展

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．
光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。
光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。
通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波 ，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。
光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。 FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低；加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同：美国AT&T认为FTTH市场较小，在0F62003宣称：FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早，已经有近200万用户。中国FTTH处于试点阶段。 现广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势
与FTTH相比：①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，ADSL就难以满足。尤其是HDTV，经过压缩，其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发，可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps，仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。 通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点：各用户独立传输，互不影响，体制变动灵活；可以采用廉价的低速光电子模块；传输距离长。缺点：为了减少用户直接到局的光纤和管道，需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点：无源网络维护简单；原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点：需要采用昂贵的高速光电子模块；需要采用区分用户距离不同的电子模块，以避免各用户上行信号互相冲突；传输距离受PON分比而缩短；各用户的下行带宽互相占用，如果用户带宽得不到保证时，不单是要网络扩容，还需要更换PON和更换用户模块来解决。（按照市场价格，PEP比PON经济)
PON有多种，一般有如下几种：（1)APON：即ATM-PON，适合ATM交换网络。（2)BPON：即宽带的PON。（3)OPON：采用通用帧处理的OFP-PON。（4)EPON：采用以太网技术的PON，GPON是千兆以太网的PON。（5)WDM-PON：采用波分复用来区分用户的PON，由于用户与波长有关，使维护不便，在FTTH中很少采用。
无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100米以上，已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括：上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEE802.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”（FTTH+无线接入）的家庭网络。这种家庭网络，如果采用PON，就特别简单，因为此PON无上行信号，就不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网WiMAX(1EEE802.16）覆盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势，但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 实际上可表示为：通信输+交换。
光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但由于光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。显然是不合理的办法，是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关，以实现光交换网络，特别是所谓ASON-自动交换光网络。

通常在光网里传输的信息，一般速度都是xGbps的，电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换，没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前，在数据网中,信号以“包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在大量同方向的包汇总后，数量很大时，就应该采用容量大的光交换。
少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制，通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换：一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。采用集成技术，开发出MEM微电机光开关，其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent），属于试验性质的。
光波长交换：是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是，发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源，光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统（corning）。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验，半径5公里，共有43个终端节，（试用5个节点），速率为2.5Gbps。
自动交换的光网，称为ASON，是进一步发展的方向。
集成光电子器件的发展
如同电子器件那样，光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成，但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路，如同一块印刷电路板，可以把光电子器件组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 众所周知，2000年IT行业泡沫，使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展，产品生产过剩。无论是光传输设备，光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤，每公里泡沫时期价格为￥1200，价格Y100左右1公里，比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?
根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测，如图2.在2002年是最低谷，相当于倒退4年。有所回升，但还不能恢复。按此推测，在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转，在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。
FTTH毕竟是信息社会的需求，光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设，已经有相当的市场。大体上看，器件和设备随市场的需要，其利润会逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纤产业，尽管反倾销成功，价格也仍低迷不起，利润甚微。实际上，在世界范围内，光纤的生产规模过大，而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响，上升缓慢。据了解，有大公司封存几个光纤厂，根据市场情况，可随时启动生产，其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价，是通常的市场规律，所以光纤产业要想厚利，可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路，但光纤用量仍然处于供大于求的范围内。
对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约，会有所延后。中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，可能需要等待一段时间。不过，北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降，会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说，中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用，一方面是摸索技术和建设的经验，另一方面，还起竞争抢占用户的作用。所以，电信运行商，地方业主都积极对FTTH试点，以便发展宽带业务。因此，广播运行商受到巨大的挑战，广播商应加快发展数字电视的进程，并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视，还需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 工业和信息化部在2012年5月发布的《宽带网络基础设施“十二五”规划》中提出，到2015年，全国基本实现“城市光纤到楼入户，农村宽带进乡入村”。城市家庭接入带宽达到20兆比特/秒，农村家庭接入带宽达到4兆比特/秒；实现光纤到户覆盖两亿户，用户超过4000万，城市新建住宅光纤到户率达到60%以上。
“我国宽带市场的接入方式与技术以ADSL为主，而其他宽带速率高的国家基本上是以光纤接入为主。”中国工程院院士赵梓森说，实现光纤入户是宽带战略最重要的一环。
中国科学院院士干福熹表示，光纤通信具有信息容量大、传输距离远、信号干扰小等优点。全世界通信系统中，90%以上的信息量都是经过光纤传输的。未来5～10年，我国规模实施光纤到户每年所需的光纤预计在一亿公里以上，从而为国内光纤通信业发展带来很好的机遇。
据国际电信联盟最新统计，全球已推出宽带战略的国家和经济体达112个。宽带战略的实施，必将带来光纤接入大发展，并使光纤宽带产业成为整个信息通信产业中成长最快、发展空间最大的产业之一。
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①90年代初商用光纤通信系统的最高水平为2.488Gbit/s系统。实验室里实验系统信息率为8、10、16Gbit/s，相应的无中继距离为76、80、65km，信息率已高达20Gbit/s。单机的速率过高，大规模集成电路的电时分复用和解复器的速率将提高，要求激光器必须能在极高速率下稳定工作。如采用1.55μm波长，用常规单模光纤，将出现色散过大，码间干扰过大等都是技术上的困难。经济上也不合算。可采用光波分复用（OWDM）来提高信息率，实验室里复用数量用高达100个622Mbit/s的系统作复用，波长间隔为0.lnm，传输距离为50km，用非相干接收。还可采用副载波调制（SCM）来增加系统容量，将在光缆电视系统中应用。
掺稀土金属铒的单模光纤放大器的成功，大大增加了系统的灵敏度和传输距离。近期发表的常规系统的环路试验，在此环路里有4支掺铒光纤放大器，传输速率为2.4Gbit/s和5Gbit/s，计算结果表明传输距离达21000km和9000km。波长为1.55μm，采用色散位移光纤。这个试验系统将在新的横跨太平洋和大西洋的光缆系统里实用。
用光波分复用提高速率，用光放大增长传输距离的系统，为第五代光纤通信系统。
新系系统中，相干光纤通信系统，已达现场实验水平，将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率，实验结果已达32Gbit/s，20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。
②光纤用户网-光纤到户，采用同步光纤网（SONET）或同步数字体系（SDH）和建立光纤用户网是实现宽带业务的两大步骤。
光纤用户网有不同结构，其中之一如图5所示，中心局与远区局的连接，即本地网，可以用环状网路以提高网路的灵活性和效率。远区局到用户的网可以单星形或双星形网路。

③掺铒光纤放大器具有增益高、带宽宽、噪音低、易与传输光纤连接、易于制造等优点，可作前置放大、线路放大和末级放大。可提高系统灵敏度，增长传输距离。把它用在用户网里，可扩大网的范围，也可增加用户数量，对光纤通信的发展将起重大作用。掺铒光纤放大器只工作在1.55μm，还需探索掺另一种稀土金属的光纤，得到在1.3μm工作的放大器。
另外，为提高系统的可靠性和经济性，需要光电集成和光集成，对此已有不少实验成果。

『柒』 王守武的主要成就

研制成功中国第一只锗合金扩散晶体管 1957年在王守武和吴锡九的组织领导下，在中国科学院应用物理研究所半导体研究室开始了半导体锗材料与锗晶体管的研究工作。他亲自领导设计制造了中国第一台单晶炉，拉制成功了中国第一根锗单晶。研制成功了中国第一批锗合金结晶体管，并掌握了锗单晶中的掺杂技术。1958年在中国科学院109厂组织开展了锗高频晶体管的批量生产。到1959年底，为研制109乙型计算机的计算技术研究所，提供了12个品种、14万5千多只锗高频合金扩散晶体管，完成了该机所需的半导体器件的生产任务，及时为两弹一星任务提供了技术保证。 成立全国半导体测试中心 1962年锗、硅半导体材料和器件的生产在全国蓬勃发展起来，但是材料与器件质量的检测手段远不能适应客观需要。王守武依据国家科委的决定，在半导体所筹建全国半导体测试中心，并兼任该中心主任。他领导并参与了对半导体材料的电阻率、少数载流子寿命以及锗晶体管频率特性的标准测试方法的研究，建立了相应的标准测试系统。他创造性地提出了一种用触针分布电阻的光电导衰退来测量半导体中少数载流子寿命的新方法。测试中心建成后，经过全国评比，确立了它在国内的权威地位，并随之承担起了全国半导体材料与器件的参数测试中的仲裁任务。 研制成功中国第一只半导体激光器 王守武于1963年在半导体所组建了激光器研究室，并兼任该研究室主任。王守武创新了一种砷化镓光学定向的新方法，大大加快了研制工作的进程，提高了各项工艺的成品率。在王守武的组织领导下，研究室于1964年元旦前夕，研制成功了我国第一只半导体激光器，仅比美国晚了2年。王守武还亲自指导并参与了激光通讯机和激光测距仪的研制工作。我国第一台激光通讯机可以在无连线的情况下，保密通话达3公里以上。王守武提出并设计了从噪声中提取信号的电路，使得激光测距仪的测距能力提高一倍以上。这些研究成果填补了国内空白，有力地支援了现代化建设和国民经济建设。 研制4K与16K位的DRAM大规模集成电路 1978年根据国家的重大需求，王守武承担了4千位的MOS随机存储器这一大规模集成电路的研制任务。他从稳定工艺入手，跟着片子的流程，对工艺线的每道工序进行认真细致的检查；对所用的仪器设备，一件件、一台台地认真检修、改造和革新；对所用超纯水、试剂、超纯气体、光刻胶、超微粒干版、版基玻璃等基础材料，都一一进行认真测试，使之达到所需的质量标准。1979年9月28日，经过投片，这种集成电路的批量成品率达20%以上，最高的达40%，为当时国内大规模集成电路研制中前所未有的最高水平。此后一年内，又研制出16千位的MOS随机存储器大规模集成电路。 改建109厂，建成大规模集成电路生产线 1980年王守武兼任了中国科学院109厂厂长，承担了将4千位大规模集成电路的扩大生产工作。王守武高标准地修改了厂房扩建工程的设计方案，还用很大精力抓原有生产线的技术改造。他组织有关人员重新改造了通风、排气系统，完善了其他一些工艺设施。用很少的资金，不太长的时间，就将老厂房改造成洁净度达1000至10000级并有一定湿控、温控的高净化标准厂房。工厂改造以后，以一个电视机用的集成电路品种进行流片试生产，一次就取得了芯片成品率达50%以上的可喜成果。这是我国第一条靠自己力量建立的年产上百万块中、大规模集成电路的生产线。 基础研究方面 除了完成国家任务以外，王守武还指导和亲自动手做了许多半导体器件和器件物理方面的基础研究工作，其代表性的有：
在半导体性能测试方面，提出如：用触针下分布电阻的光电导衰减来测量半导体中少数载流子寿命的方法，用双脉冲法测量锗、硅材料寿命方法，超高频频段内晶体管频率特性的测量方法等。
半导体异质结激光器性质的研究，如：AlGaAs/GaAs双异质结激光器低温负阻的研究，双异质结激光器的张弛振荡、本征自脉动和正弦调制行为等。
平面Gunn器件的研究，如：Gunn二极管中的雪崩弛豫振荡的研究，对Gunn器件中掺杂梯度引起的静止畴的计算机模拟，平面Gunn器件中静止畴的形成和转变的实验和计算机模拟等。
PNPN结构器件的研究，如：低阈值GaAs/AlGaAs PNPN负阻激光器，GaAs/AlGaAs PNPN激光器的自振荡频率特性，GaAs/GaAlAs PNPN负阻激光器的光开关、光双稳特性，半导体双稳激光器的稳定性分析，GaAs/GaAlAs半导体淬灭型双稳现象的实验研究等。
器件物理和器件设计的计算机模拟，如：用计算机模拟技术研究薄膜SOI结构中各部分的电势分布和载流子分布，双层多晶硅电极间隙势垒的两维数值模拟等。 1958年由中国科学院院长郭沫若任校长的中国科技大学成立，王守武被聘任该校物理系（二系）副主任和半导体专业的主任，并为高年级学生讲授半导体物理（Ⅱ）课程，直到1980年止。这期间学校半导体专业的教学内容和科研方向都由王守武安排和制订，包括安排学生去半导体研究所实习和做毕业论文。他的辛劳已结出丰硕的果实，他的学生不少现已成为半导体科技领域中的栋梁人才。
老年的王守武在颐养天年之余仍不忘祖国后代的培养。自2006年11月起，夫妻捐资40000元在湖北省鄂州市的泽林高中设立“英才奖学金”，专门奖励成绩优异、家境贫困的学子。

『捌』 余思远的学术成就

余思远 是单片集成有源高速光开关阵列器件的开拓者之一。1999年报道了第一例磷化铟基全单片集成高速空间光开关阵列。此成果作为当时国际上集成度最高的光子芯片之一得到广泛的关注。此器件演示的光网络功能极为广泛和独特。有关的论文共被引用超过130次，特别是在IEEE/OSA Journal of Lightwave Technologies（光波技术期刊）40周年纪念特刊（2006）的两篇主要特邀文章中被分别独立引用。该技术已接近实用化。
余思远是具有国际领导地位的微环半导体激光器（SRL）专家。自1993年开始进行集成SRL的研究。1996年报道其首创的独特双饱和吸收器结构成为锁模SRL的最佳结构。2001年申报了第一个基于SRL的超高速可调谐激光器专利，该器件于2007年实验演示了半导体激光器迄今最快的亚纳秒调谐速度。2003年首次报道了SRL的全光状态控制，2005年3月在IEEE Journal of Quantum Electronics 发表了关于SRL中非线性光学机制的文章，奠定了该领域的理论基础。在此基础上，首先提出了利用SRL的光旋转方向双稳态构建通用全光二进制逻辑单元的思想。自2006年起担任欧盟课题IOLOS总协调人，领导一个5个大学和3个公司组成的泛欧盟团队取得了大量国际首创的成果，产生了广泛的国际影响，所领导的团队被欧盟评估为集中了世界上该领域最领先的人员专长和成果。其围绕微环半导体激光器的研究论文共被引用超过100次。
余思远参与首创了世界第一例集成量子光学门，与JLO'Brien等人合作研制了此一具有里程碑意义的器件。它的出现标志着量子光学从分离元件走向集成的第一步，是量子通信、量子计算技术走向实用的一个重大步骤。此研究成果获得SCIENCE杂志封面报道，单篇引用已经超过100次，该工作并获得了英国工程技术协会（IET,即原电子电气工程师协会IEE）2008年度创新奖。
余思远在国际上较早开展基于铁电材料薄膜的纳米光子器件研制工作。对纳米铁电材料薄膜的制备方法进行了深入的研究。发明了利用等离子质子源进行质子扩散制作铁电材料平面薄膜光波导的新技术。在纳米光子结构加工方面，取得了目前国际上报道的质量最高的铁电晶体薄膜纳米光子结构加工技术。利用这一技术，在外延铌酸锂晶体薄膜内成功实现了高深比高达5:1的一阶光栅、二维光子晶体等纳米光子结构，并与合作伙伴一起实现了掩埋外延铌酸锂/钽酸锂光子结构。是世界上少数几个能在铁电晶体薄膜材料上加工纳米光子结构的例子之一。
余思远还在其他相关领域，如集成光子技术在生物医学的应用等方面取得了国际领先水平的成果。

『玖』 动态光源研究成果，都应用在哪些方面

目前最先进的健眼照明设备采用"模拟户外自然光 动态眼保健"技术，在为使用者提供照明的同时载入动态光波，让其在工作和学习中眼睛跟着灯光做无意识的运动，从而缓解眼睛疲劳，减少眼睛由于疲劳、亢奋所产生的疾病，促进眼部健康，条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

现代拉曼光谱分析技术持续发展中,被用来增强灵敏度(表面增强拉曼效应)、改善空间性的分辨率(微拉曼光谱仪),或者取得特殊的分析讯号(共振拉曼光谱)。拉曼光谱可提供聚合物材料结构方面的许多重要信息。如分子结构与组成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用，以及表面和界面的结构等。

化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。从技术领域到研究领域，非线性光学的应用都是十分广泛的。例如利用各种非线性晶体做成电光开关和实现激光的调制。

『拾』 简水生的研究成果

简水生院士建立了“消除螺旋效应的屏蔽理论”，研制成小同轴电缆。根据这一理论又首创性地研制成“内屏蔽对称电缆”。发展了防干扰理论，解决了铁道地电位升的问题。首创了“准均匀加感”的方法。建立了JN函数和IK函数，是收敛较快的新的级数，符合Bessel全部递推公式,丰富了Bessel函数理论，大大简化了光波导折射率多层分割计算理论。利用光波导多层分割的理论研制出双有源双沟道动态单纵模激光器（1.3μm和1.55μm）。主持研制成我国第一根拍长为2mm、消光比为20dB的Panda保偏单模光纤、1.3μm和1.55μm双窗口双零色散平滑低色散单模光纤、30万象素石英传像光纤。研制成新型通信光缆系列,计有轻型束管式光缆、异型钢丝超强型束管式光缆、蜂窝型属管式光缆和GFRP防弹层非金属光缆。
简水生院士提出了光路交换的总体构思，发明了立体角高效光开关等多项支持光路交换的关键器件，取得了突破性进展，争取1015bps的光交换节点的演示系统能在我国首次实现。他领导研制的光缆预警系统为建国六十周年国庆首都阅兵装备方队指挥部的安全保卫做出了贡献。并将ROF用于磁悬浮列车的车-地通信，误码率<10-7。研制成了基于“智能光纤 传感技术”的轨道交通行车指挥较大规模的演示系统，在国际上属于首次，这种系统与ROF的车-地通信相结合，可大大提高行车的安全，缩短行车间隔，提高运能，将为城市的交通运输做出重大贡献。
由他主持的四项属国际前言的国家863课题均通过了国家验收，全部评为A等。在宽带光纤光栅色散补偿技术方面取得了多项重大技术突破，做出了创新性成果；在光纤生产新方法研究方面形成了无氢过程HVD的新型生产工艺，取得了突破性进展；在全光网方面进行了首创性研究。获奖荣誉曾获国家有突出贡献专家、全国“五一”劳动奖章、北京市劳动模范、詹天佑铁道科技大奖等称号。
建立了“产学研相结合创新拔尖人才本硕博连读试点班基地”，从低年级本科生中选拔年轻学子进入试点班基地，这些学生一方面接受基础理论教育，同时也进入到院士的实验室参加工作，在大师身边从事科研工作，耳濡目染，并教育他们需具有志存高远、淡泊名利、甘于寂寞、十年磨一剑的精神，在攻克科学难关的苦难磨练中，有望成长为未来的学科领军人物和创新拔尖人才。