光电子技术的发展现状及应用探讨

光电子技术的发展现状及应用探讨

刘东

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摘要：随着科学技术的发展，光电效应实验是大学物理非常重要的经典实验之一。然而,由于实验条件和技术水平的限制,无法将实验现象可视化。基于Comsol软件的粒子追踪模块对光电效应过程进行了模拟仿真研究。该模拟仿真可以实现如下功能:1)可通过调节入射波长(频率)、阳极电压、阴极功函数、极板间距和阴极发射电流等参数展开研究;2)可模拟、展现电子在不同电压下的运动轨迹;3)可通过阳极光电流与阳极电压和阴极发射电流的关系曲线,获得遏止电压,验证光电效应的基本规律。通过该模拟仿真实验,使学生对光电效应的过程和规律有了更深刻的理解和认识。

关键词：光电子技术；发展现状；应用探讨

引言

光电子技术是一项重要的、非常复杂的同时综合性很强的前沿技术,它包含电子技术、光子技术以及计算机网络技术等众多领域,同时也是科学技术发展过程中的精华所在。随着我国科学技术水平不断取得进步,光电子技术也得到了飞速的发展,并深度参与到我国的国家建设中。以包含光电子技术在内的多项尖端技术作为依托,我国的综合国力得到了显著的发展,在国际中的话语权越来越大。近些年国际形势日趋复杂、国际间的高科技竞争越来越严酷,在此背景下为了使我国的国际影响力得以提升,就必须要继续深度探索、优化光电子技术,并积极探索该技术的应用途径与应用策略,使该技术的经济价值以及社会价值等方面得以有效提升。

1光电子技术概述
　　光电子技术也可以称之为信息光电子技术。该项技术的核心价值在于实现了电能和光能之间的相互转换。不仅如此，在二者相互转换的过程中，还同时关联到半导体材料、材料科学、精细技工等多个专业领域，并且对其产生积极正面的影响。光电子技术诞生于20世纪60年代，发展至今，已经在医疗卫生、信息技术、军事领域内表现出极高的应用价值和技术优势。在光电子技术发展进程中，无限激光器设备发挥出极大的促进作用。通过该设备所提供的光频波段功能，使光子和电子均得到了高效合理的利用。随着我国科学技术的整体发展与进步，又赋予光电子技术一系列新功能，例如信息处理、信息储存以及信息传输等等。光电子技术在日常生活当中也发挥出非常重要的作用，比如通过运用光电子技术加快实现了全球网络联机，为人们工作、学习和日常生活带来诸多便利条件。虽然我国光电子技术的起步时间相关较晚，但其发展快速却相当惊人。目前，电光子技术已经在国内多个专业领域内得到了开展与应用，为技术人员开拓出一片宽广的研发空间。光电子技术在实际应用的过程中，呈现出高速、高容量等优势特点，所以借助大数据技术的支持，可以针对海量数据进行高效处理。而这一特性，决定了光电子技术在未来发展中必将拥有更加广阔的发展前景。

2光电子技术的发展现状

2.1国外光电子技术的发展现状
　　就光电子技术发展而言，美国、欧洲一些国家、日本处于领先地位，尤其是美国，已经将光电子技术列为21世纪最重要的战略型技术，投入了大量的人力、财力、物力进行研究，发展迅猛。此外，日本在近些年也開始加大对光电子技术的研究投入，逐渐在国际市场占据重要地位。而随着全球化发展，地球村建立，全球范围内人类联系更为紧密，信息通信更为快捷，也对信息产业提出更高的要求。在全球信息交流中，光电子技术在信息产业方面的贡献尤为瞩目，而面对高速发展的互联网新时代，发展光电子技术，更好满足信息传输数量更大、效率更高的需求无疑是最佳选择。

2.2国内光电子技术发展现状
　　相比于国外发达国家而言，国内光电子技术发展无疑起步较晚，但在大量的投入研究下，光电子技术发展十分迅猛，逐渐缩小与最先发展光电子技术的国家的差距，已经逐渐达到世界先进水平。这主要是因为政府对科学技术的重视，投入了大量的资源，使得电子领域各方面均取得较快发展，达到世界先进水平[3]。例如：光收发模块、探测器等光电子器件上技术水平较高，在世界范围的市场是具有强大的竞争力。国内光电子技术发展具有地区差异性，我国珠江三角洲、渤海湾、长江三角洲等几个发达地区光电子技术发展势态良好，国内光电子技术发展与我国区域经济发展具有直接关系，经济发达的地区研究所、高等院校较多，提供了光电子技术发展的技术力量。

3光电子技术在众多领域中的应用

3.1在环境领域的应用
　　随着工业生产和发展到达一个较高水平，对环境造成损耗也愈发明显，为地球环境带来了较为恶劣的影响，如全球变暖问题、厄尔尼诺现象等。随着人们环境保护意识越来越强，保护环境，热爱地球的呼声也越来越响亮，研发出遏制环境恶化的先进技术势在必行。光电子技术应用在环境领域中，通过制造高精度传感器，准确测量环境污染物的浓度，采取有效方式治理和防护，为环境保护和污染治理提供助力。

3.2生化感知纤维

基于热拉纤维的生物化学传感器在捕获和感知目标物质上展现出高灵敏、易制作、低成本等优势。为实现远程监测有毒有害气体，将光探测元件整体式集成在聚合物纤维中空芯的两侧，纤维空芯腔内表面涂覆传感材料，材料可与流经纤维芯的过氧化氢蒸汽发生化学反应而产生光波，并被嵌入光纤的光电探测器感知。为了实现便携式的定量分析检测，采用热拉工艺制备了全光纤电化学传感器，并使用对乙酰氨基酚作为个性化医疗的模型分析物来表征设备性能，其灵敏度与商业丝网印刷电极相当。通过使用“电化学移液器吸头”，该纤维可直接采样并分析微升量级的液体，构成一种低功耗、完全便携的分析仪。

3.3信息领域
　　对现代社会来说，信息化已经成为世界各国发展经济社会的强大动力，推动人类社会以前所未有的速度走向新的历史高度，未来也势必会成为影响世界经济形式的重要手段[4]。随着信息化的深入，信息体量的增长速度和信息传输会呈现质的增长，为应对不断提高的信息处理和传输需求，势必要对传统电子技术进行优化。
　　光电子技术随着光子技术与电子技术的融合而出现，在处理信息容量和传输速率方面，具有比传统电子技术更加明显的优势，自光电子技术应用以来，信息产业的发展速度明显加快。随着光电子技术在信息领域中的应用范围不断扩大，我国信息行业的生产和工作效率明显提高，使信息产业获得了更有潜力的发展空间。

4光电子技术的发展展望
　　在我国，光电子技术虽然凭借快速发展速度已经渗透到多个专业领域当中，并且表现出较高的技术应用价值。但是，相对于其技术潜力而言，在今后的发展中，必将拥有更加广阔的发展空间。在今后的光电子技术研发工作中，要进一步朝着扩大化、集成化方向发展，向那些未曾涉及的专业领域延伸。但是，要想实现这一发展目标，仅研究光电子技术还远远不够，还要针对半导体激光、相关电气元件这些辅助材料进行同步研究，甚至推出更多种新型设备与材料。只有同步提升多个产业的发展水平，才能使光电子技术呈现出较强的适应性，相关技术研发也具备更强的可操作性。

结语

综上所述，作为一种结合了光子技术和电子技术的新兴技术，光电子技术涉及多种学科知识，但也具有十分广阔的应用前景，对世界经济格局的发展具有重要的影响。目前，世界各国都已经认识到光电子技术的重要性，并在相关领域不断扩大投入与研究力度，希望能利用光电子技术有效地促进本国经济的提升与发展，相关学者应积极探索光电子技术的应用价值，加大对相关技术的研究，促进我国科技水平不断提升。

参考文献

[1]郭昊鑫.探讨光电子技术的发展与应用[J].中国新通信，2021，23（10）：79-80.
　　[2]周治平，许鹏飞，董晓文.硅基光电计算[J].中国激光，2020（6）.