Zukünftiger Entwicklungstrend der fortschrittlichen optoelektronischen Technologie: Die optoelektronische Industrie wird zur ersten führenden Industrie

Auf dem China International Optoelectronics Summit Forum, das am Morgen des 9. September 2020 stattfand, veröffentlichte der Akademiker Jiang Huilin von der Chinese Academy of Engineering den wunderbaren Forschungsbericht über den Entwicklungstrend der fortschrittlichen Optoelektronik-Technologie.
Akademiker Jiang sagte, dass Akademiker Qian Xuesen in den 1970er Jahren sagte, dass sich die Optoelektronik im 21. Jahrhundert sprunghaft entwickeln würde wie die elektronische Technologie im 20. Jahrhundert.
In den 1990er Jahren schrieb das US-Handelsministerium einmal einen Artikel, in dem darauf hingewiesen wurde, dass derjenige, der die Initiative in der photoelektrischen Technologie ergreift, im hochmodernen wissenschaftlichen Wettbewerb des 21. Jahrhunderts gewinnen wird. Im Juni 2000 kommentierte das japanische Magazin Shout, dass die photoelektrische Industrie die erste führende Industrie mit repräsentativer Bedeutung im 21. Jahrhundert sei.
Akademiker Wang Daheng, Chinas optischer Magnat, sagte, dass die optoelektronische Technologie im 21. Jahrhundert mit der explosiven Geschwindigkeit multipliziert mit Jahren wachsen wird; Wie wir alle wissen, hat sich die Mikroelektronik-Technologie im 20. Jahrhundert in Übereinstimmung mit dem Mooreschen Gesetz in anderthalb Jahren verdoppelt. Photoelektrische Instrumente sind Multiplikatoren der industriellen Produktion, Pioniere der wissenschaftlichen Forschung, Kampfkraft der Landesverteidigung und des Militärs und Materialisierungsrichter des gesellschaftlichen Lebens. Später wurde weiter verdeutlicht, dass die Optik alt und neu ist und eine vielversprechende Zukunft hat.
Angesichts des zukünftigen Entwicklungstrends fortschrittlicher optoelektronischer Technologie fasste Akademiker Jiang fünf Trends zusammen: „fünf neue“, „fünf besondere“, „fünf weitere“, „fünf Modernisierungen“ und „fünf Bereiche“.

Neue Materialien, neue Prozesse, neue Geräte, neue Mechanismen und neue Methoden.
1. Neue Materialien.
2017 gab es einen Fall in den USA. Nun haben fortschrittliche Halbleitermaterialien besondere Eigenschaften. Eine neue Klasse von Halbleitermaterialien wurde eingeführt, die nicht nur die Funktion von Photovoltaikgeräten und Solarmodulen verbesserte, sondern auch die 100-fache Menge an Material im Vergleich zu herkömmlichen einsparte. Ich möchte mindestens 10 Mal speichern.
2. Neuer Prozess.
Der neue Herstellungsprozess für optische Fasern des Massachusetts Institute of Technology in den Vereinigten Staaten wird optoelektronische Hochgeschwindigkeits-Halbleiterbauelemente in das Gewebe implantieren.
Der Akademiker Wang Huaming von der Beihang University hat die Digital-Twin-Technologie für die besonderen Bedürfnisse des Landes entwickelt und praktische Anwendungen erhalten.
3. Neue Geräte.
Japans Anforderungen an optische Weltraumkommunikation und optische Kommunikation, der photoelektrische Array-Detektor mit großer Zielfläche und hoher Geschwindigkeit hat 20 dB im Frequenzgangbereich erreicht.
Die bildgebende Lithographieausrüstung mit Superauflösung des Instituts für Optoelektronik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat Photolithographiegeräte hergestellt. Unter der Wellenlänge von 365 nm ist die Verarbeitung von Größen unter 10 nm sehr gut gelungen und wurde auch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
4. Neuer Mechanismus.
Laserkommunikation ist jetzt weltweit sehr beliebt. Leider ist jedes Land der Welt eins zu eins, und es wurde bisher in vielen Bereichen nicht verwendet. Die Changchun University of Technology hat eine spezielle optische Antenne erfunden, und das Gerät wurde auch hergestellt. Daher wird zunächst die Begutachtung im In- und Ausland vorgeschlagen.
5. Neue Methoden.
Im Jahr 2013 hat das mikrointerferometrische optische Bildgebungsprojekt „Säule“ in den Vereinigten Staaten, ein Array aus Hunderten von Linsen mit einem Durchmesser von 1 mm, nicht nur seine Größe und sein Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Teleskopen stark verbessert, sondern auch seine Auflösung wurde um mehr als das 10-fache verbessert, das auch Bodensimulationsexperimente bestanden hat.
Das Changchun Institute of Optics and Mechanics hat ein Verfahren vorgeschlagen, das die Viertelposition versetzt, und die theoretische Auflösung kann um das 2-fache verbessert werden, aber tatsächlich ist sie auch um das 1,8-fache verbessert. Dies ist eine neue Methode.
Die Beijing University of Technology hat ein neues Verfahren zur präzisen Messung komplexer Oberflächen vorgeschlagen, das eine Kombination aus virtuell und real ist und ein transientes Interferenzverfahren darstellt. Gleichzeitig wurde auch der Fehler des Brechungsradius von verformten Materialien und der Oberfläche selbst reduziert, sodass die Messung immer noch sehr gut ist.
2. „Fünf Spezialitäten“
Super klein, super groß, super fein, super schnell, super hoch.
1. Sehr klein.
Australiens Nanosensor mit optischer Satellitenstruktur wurde entwickelt und kann in menschliche Tragevorrichtungen implantiert werden, um Ärzten bei der Erkennung zu helfen.
Der von HIT entwickelte Mikroroboter „Ameisenkolonie“ ist 3 Mikrometer lang und 2 Mikrometer im Durchmesser, was sehr nützlich ist.
2. Extra groß.
Das von der Europäischen Südsternwarte gemeinsam gebaute Riesenteleskop hat einen Durchmesser von 39 Metern.
In Guizhou wurde das National Astronomical Observatory of China mit einem Durchmesser von 500 Metern errichtet. Jetzt wurden 132 Pulsare gefunden.
3. Tejing.
Samsung kündigte einen 7-nm-Ultraviolett-Lithographieprozess an, und dann brachten die Niederlande eine Lithographiemaschine mit einer Linienbreite von 3 nm auf den Markt.
Ein Laserinterferometer, das von der Shanghai University of Technology entwickelt wurde.
Das Bodensimulationssystem der Changchun University of Technology hat die höchste Genauigkeit von 0,2 Winkelsekunden.
4. ausdrücken.
Die Vereinigten Staaten verwendeten einen Infrarotlaser mit einer Impulsbreite von 12FS und einer zentralen Wellenlänge von 1,7 μm als Antriebsprinzip, um isolierte 53AS-Impulse zu erhalten.
Die Xi'an Jiaotong University schlug eine neue komprimierte ultraschnelle zeitspektrale Bildgebungstechnik vor.
Das Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften maß den infrarotgesteuerten Laser und Oberschwingungen höherer Ordnung und erzeugte optoelektronische Scanartikel, die 160 as erreichten, was für China repräsentativ ist und eine Position in der Welt einnimmt.
5. Extra hoch.
Die Changchun University of Science and Technology hat Indoor-Forschung betrieben. Es kann eine superhohe Geschwindigkeit in der Laserkommunikation erreichen und 128 G erreichen, und die Empfindlichkeit erreicht -37,3 dBm. Unser Land hat den Satelliten Nr. 20 transportiert, und die Bodenkommunikation hat 10G erreicht. Derzeit ist es die am weitesten verbreitete Weltraumkommunikation.
3、 "Mehr als fünf"
Grenzüberschreitend, mehrdimensional, multispektral, multifunktional, multidisziplinär.
1. Multi-Grenze.
Am 23. Juli dieses Jahres, dem Langen 5. März unseres Landes, Chinas erster aktiver Erkundungsmission, „Tianwen 1“, startete eine Kamera mit mittlerer und hoher Auflösung, um die Marsoberfläche abzubilden. Die zweite besteht darin, die Magnetfeldumgebung sowie einen Spektralanalysator zu erkennen, der hauptsächlich die mineralische Zusammensetzung des Mars analysiert. Der „Mars Express“ der Europäischen Weltraumorganisation hat großformatige, dreidimensionale Fotos von der Marsoberfläche gemacht.
2. Mehrdimensional.
Die Northwest Agricultural University der Vereinigten Staaten verwendet komprimierte hyperspektrale Polarisationsbildgebung, um das Intensitätsquantum, das Spektrum und die Polarisation des Ziels zu erhalten. Diese Breiten wurden erhalten, und die Polarisation ist ein Vollzeitspektrum.
Im Jahr 2018 kombinierte die Changchun University of Science and Technology bionische Technologie mit optischer Technologie, stellte die Mikrostruktur des Mottenauges her und untersuchte Hummeraugen und andere Aspekte.
Der in Arizona, USA, hergestellte Infrarot-Polarisations-Composite-Imager erreichte ebenfalls eine vollständige Polarisation.
3. Multispektral.
Die United States Navy ist mit einem photoelektrischen Multispektral-Zielsystem, Multispektralsensoren, Nahinfrarot- und anderen unterstützenden Geräten ausgestattet. Der Vollspektrum-Bildgeber des 11. Forschungsinstituts des CETC wurde auf Gaofen Nr. 5 verwendet, und das sichtbare Infrarot ist verfügbar.
Die Schweiz hat den kleinsten und leichtesten multispektralen UAV-Sensor der Welt auf den Markt gebracht, der ein breites Anwendungsspektrum hat, darunter grünes Licht, gelbes Licht, Infrarot, Nahinfrarot und viele militärische Anwendungen.
4. Vielseitigkeit.
Die NASA hat die Mondatmosphären- und Staubumgebungssonde zum Mond gebracht, und die Umgebungsentfernungs- und Kommunikationsfunktionen wurden realisiert.
Die Changchun University of Science and Technology, die Xi'an Jiaotong University und das National Astronomical Observatory führten Forschungen zur weltraumgestützten Messung von Weltraumschrott, integriertem Kommunikationsdesign und anderen Technologien durch.
5. Multidisziplinär.
Südkorea hat ein Computer-Optometer herausgebracht, das optische Technologie, Bildgebungstechnologie und Augenüberwachungstechnologie kombiniert. Dieses Instrument ist sehr nützlich bei der Erkennung von Menschen, insbesondere bei der Computeroptometrie, die sehr bequem zu verwenden ist.
Das Key Laboratory of Computational Optics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, das erste computergestützte hochauflösende Bildgebungssystem und optische Bildgebungsnutzlast in China, hat gute Arbeit geleistet. Die Umlaufbahnhöhe bei 700 km liegt zwischen 2,8 m und 1,4 m, was die Auflösung verdoppelt. Vom State Key Laboratory of Optics geerbt, wurde die Mikrowellen-Photonik durch die Kombination von Mikrowelle und Laser etabliert. Ihr Band reicht von 0,8 bis 31,1 GHz, und es wurde eine Filterung realisiert.
4、 "Fünf Modernisierungen"
Informatisierung, Vernetzung, Automatisierung, Digitalisierung und Intelligenz.
1. Informatisierung.
Eine Glasproduktionslinie in Deutschland ist mit Tausenden von optischen Sensoren ausgestattet. Im ganzen Raum ist niemand zu sehen. Der gesamte Raum ist informationsbasiertes Management, also sagen sie, es sei ein informationsbasierter Workshop. Die Changchun University of Science and Technology hat das Informationssystem innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs entwickelt. Beispielsweise in Bezug auf Wohngebäude, wie die Umgebung ist, wie der Betrieb ist und ob andere Störungen in der Nähe sind, können Sie diese Datenparameter sehen.
2. Vernetzung.
Der Plan der Vereinigten Staaten kombiniert Hochfrequenzlaser, um ein integriertes Netzwerk aus Himmel, Erde und Meer aufzubauen. Im Jahr 2018 hat unser Land beschlossen, das Netzwerk zu einem integrierten Netzwerk mit mehr als 800 Satelliten, vier großen Systemnetzwerktechnologiesystemen, Netzwerksicherheitssystemen, Netzwerkstandardsystemen und Netzwerkrichtliniensystemen auszubauen. Auf dem in Finnland abgehaltenen Treffen schlug Huawei, ein chinesisches Unternehmen, vor, dass das Internet der Dinge (IOT), das in der 6G-Ära mehr als 5G ist, das Internet of Everything ist. Nun misst auch die Welt dem großen Wert bei.
3. Automatisierung.
Die Vereinigten Staaten schlugen vor, das stärkste Autoantriebssystem zu entwickeln, und sie machten kein Geheimnis daraus. Mit der Leistung der Optik ist es sicherer zu bedienen als die vorherige Generation. Die University of National Defense Science and Technology hat fahrerlose Autos entwickelt und gute Arbeit geleistet.
Das 61. Institut des Generalstabs führte das unbemannte Hin- und Rückexperiment von Peking nach Tianjin und von Peking nach Zhengzhou durch und erzielte vollen Erfolg. Die Roboter-Vision-Inspektionstechnologie in China wurde für die automatische Inspektion von Autoteilen eingesetzt, was ebenfalls sehr gut gemacht wurde, mit automatischen Inspektionsberichten und automatischer Verwaltung.
4. Digitalisieren.
Das von den Vereinigten Staaten veröffentlichte digitale Tarnsystem dient hauptsächlich dazu, die andere Partei zu verwirren. Wenn Sie sich mit künstlicher Intelligenz beschäftigen, werde ich es tun. Da sie sehen, dass Kampfflugzeuge wie Wolken sind, verwirren sie das KI-System. Sie können Panzer oder unbemannte Fahrzeuge nicht identifizieren oder sie sind unsichtbar, also gibt es immer einen Speer und einen Schild.
Das Shanghai Institute of Optics hat herausragende Leistungen in der digitalen Präzisionsdiagnose von Laserstrahlen erzielt, indem es Algorithmen zur codierten Strahlteilung und zur Phasenwiederherstellung kombiniert. Das neue digitale Aufklärungssystem für individuelle Soldaten made in Switzerland hat viele Funktionen integriert. Es wird auch in Kombination mit der digitalen Karte einzelner Soldaten verwendet. Die gesamte Digitalisierung wurde offensichtlich genutzt.
5. Intelligenz.
Das Massachusetts Institute of Technology kombiniert künstliche Intelligenz mit optischer Technologie, um es intelligenten Robotern zu ermöglichen, zufällige Objekte zu überprüfen, die sie noch nie zuvor gesehen haben. In vielen Bereichen hat es den Arbeitsaufwand bestehender Roboter vollständig verändert.
Die Teammitglieder von Chinas Photonen-Chip für künstliche Intelligenz sind Doktoranden der Tsinghua-Universität, der Peking-Universität und der Peking-Jiaotong-Universität. Das Design, die Verarbeitung, die Verpackung und das Testen dieses Chips werden alle in China abgeschlossen.
Damals wurde es als Überholmanöver an der Kurve, als Aufholjagd zur Weltspitze oder als Spitzenreiter gewertet. Israel hat ein intelligentes Visier, das Ziele auf dem Markt erfassen kann. In Sachen Automatisierung hat es einen großen Schritt nach vorn gemacht.
5、 Fünf Domänen
Weltraumforschung, Meeresforschung, photoelektrische Anzeige, medizinische Gesundheit, Smart City.
1. Weltraumforschung.
Dies ist der Plan des Weltraumverfolgungs- und Überwachungssystems der Vereinigten Staaten. In diesem Jahr wird die Zielpositionierungsgenauigkeit mit niedriger Umlaufbahn 10 Meter und die Positionsgenauigkeit mit hoher Umlaufbahn 100 Meter erreichen. Das ist eine erstaunliche Genauigkeit. Unser Land hat derzeit noch eine große Lücke. 2019 wird Chinas Chang'e-4 auf der Rückseite des Mondes sein und kreative Arbeit leisten. Es war L2, das die Messung und Steuerung sowie die Relaiskommunikation durchführte und die im ersten Kapitel der Welt aus nächster Nähe aufgenommene Bildkarte der Rückseite des Mondes zurücksandte.
Das Changchun Institute of Optics hat in den letzten fünf Jahren auch sehr gute Arbeit bei Weitformatkameras geleistet. Mit einer Höhe von 850 km ist es eine Weltraum-Multispektralkamera mit Super-Wide-Format.
2. Ozeanforschung.
Amerikanisches Lidar erkennt relevante Indikatoren für Algen und Pflanzen im Ozean. Die Algen im Inneren werden durch Aussendung von Laserimpulsen usw. erfasst. Die Indikatoren zeigen, dass die von Lidar erfasste Meerestiefe viel höher ist als die von Satellitenfernerkundung erfasste, die dreimal so hoch ist wie letztere.
Das vom Shenyang Institute of Automation erforschte Tauchboot „Haidou“ hat die größte Tauchtiefe von 10767 Metern, und wir haben das dritte unbemannte Tauchboot der 10000-Meter-Klasse der Welt.
3. Fotoelektrische Anzeige.
Südkorea besteht aus der Hologramm-Display-Technologie. Der Abstand zwischen Großformatkameras hat den Mikrometerbereich erreicht, und die Pixelgröße hat 25000 ppi überschritten, was als großer Fortschritt bezeichnet werden sollte.
Die Beijing University of Technology hat erfolgreich einen Prototyp eines optischen Systems entwickelt, das einen Helm und eine geometrische Welle mit einem ultradünnen, am Kopf befestigten Display verbindet.
4. Medizinische Gesundheit.
Der neue photoelektrische Elektrokardiograph der Japan Broadcasting and Television Corporation, der photoelektrische Technologie und leistungsstarke Analyseprogramme verwendet, ist immer noch gut gemacht. Es ist ein hochautomatisiertes photoelektrisches Körpererkennungsgerät, das die Ergebnisse von EKG-Signalen drucken kann, was sehr nützlich ist.
5. Intelligente Stadt.
New York City hat viel Arbeit geleistet, die alte gebührenpflichtige Telefonhalle in einen intelligenten Bildschirm verwandelt und sich zum größten WLAN-Netzwerk der Stadt entwickelt, elektronische Detektoren installiert, den Verkehr in der Umgebung in Echtzeit erkannt usw. Intelligent Transport hat einen großen Schritt nach vorne gemacht.
Unser Land ist Shenzhen. Die erste ist die Informationsinfrastruktur, die die Integration von Big Data, künstlicher Intelligenz, dem Internet der Dinge und anderen Informationstechnologien stärkt, eine städtische umfassende Informationsdatenplattform, ein Hochgeschwindigkeits-Breitbandnetz, ein umfassendes Erkennungs- und Wahrnehmungssystem, städtische Big Data, städtisches Betriebsmanagement, und intelligente öffentliche Dienste. Das Ziel ist ganz klar, nämlich eine umfassende Wahrnehmung der Karte. Die Nummer eins reist durch Shenzhen, ein Klick, um die Gesamtsituation, den integrierten Betrieb und die Verknüpfung, Innovation und Unternehmertum aus einer Hand und einen Bildschirm des intelligenten Lebens zu kennen.
Hangzhou wurde auch im Weißbuch von Chinas New Smart City als die intelligenteste Stadt eingestuft. Der intelligente Transport wird unter Verwendung des intelligenten Gehirns der Stadt gebaut, und die Wirkung ist sehr gut. Diese Daten werden nicht genannt, und die Gesichtszahlung steht auch bevor.
Abschließend wies der Generalsekretär darauf hin, dass wir die Chance der integrierten Entwicklung von Digitalisierung, Vernetzung und Intelligenz nutzen und Informatisierung und Intelligenz als Hebel für neue Impulse nutzen sollten. Die Informatisierung ist zum Mainstream der weltweiten Entwicklung geworden. Lassen Sie uns weiterhin hart arbeiten, den Gipfel erklimmen und uns bemühen, die Entwicklung der photoelektrischen Technologie voranzutreiben, um zur Informatisierung, Intelligenz und zum menschlichen sozialen Fortschritt beizutragen.