光电信息科学与工程发展探索

林亦超

（福建江夏学院 电子信息科学学院，福建 龙海 363100）

0 引 言

与世界水平相比，我国光电信息科学与工程的发展程度还处在较为落后的阶段，需要得到相关技术和研究人员的重视。它的发展不仅要参考国际光电信息科学工程相关的知识和发明，还要在国际水平的基础上创造适应中国发展的光电信息科学及工程相关技术，以谋求更好的发展[1]。

1 光电信息科学与工程概述

光电信息科学与工程是光学、光电子学、微电子学、通信以及计算机等多学科交叉的专业。它涉及光学信息的再现、传输以及检测，和光电信息的转换、存储、处理以及显示，主要侧重于光电信息的应用。光电信息技术的核心技术是光学技术，即电磁波的现实应用。光是一种重要的能量。光学构件可以适应大多数环境，基本上可以屏蔽各种干扰，甚至构件与构件之间也不会出现纠缠干扰的情况。光学构件的信息处理速度和程序运行响应速度相比普通电子构件，更快、能量损耗低以及抗干扰能力更强，是一种更好的电子构件替代品。目前，光电信息科学与工程主要研究光信号处理，常见的光纤角度、光电探测器以及光通信都是该领域的研究成果。光电信息科学与工程属于电子信息工程，可授予工学或理学学士学位[2]。

2 我国光电信息科学与工程的现状

光电信息科学与工程技术相关产业已成为我国经济发展体系的重要组成部分。光电信息技术广泛应用于我国国防、医学以及工业企业等各个经济支柱性产业[3]。例如，在军事中，传统轻武器有光学和光电瞄准镜，使用光电技术提高设计进度和杀伤力。近年来，我国光电技术发展迅速，取得了良好的经济效益和社会效益，促使光电信息技术产值大幅增长。当前，光电信息技术是对国家科学技术综合国力的一种评价标准。光电信息技术的投入和研究可以为一个国家的未来带来了更多的发展机会和巨大的经济利润。目前，光电技术的应用已经成为我国经济的一个重要支柱，而我国光电产业的进一步发展需要更多的人才和资金的投入，才能实现光电产业的进一步发展和应用。

与国外相比，我国的光电信息技术的研究相对国际领先水平来说还有一定的差距，现实应用的产业尚达不到世界一流水平。我国带有一定技术缺陷的光电技术对产业的发展有一定的负面影响。一方面，我国的光电信息技术水平较差，技术研究可能会出现很多错误，相关知识有限。另一方面，由于思维落后，技术思想与国外先进思想存在一定差异，我国光电信息科学与工程发展缓慢，技术无法有效创新，研究存在局限性[4]。

3 我国光电信息科学与工程发展中的问题

我国光电信息科学与工程高级专业技术人才较少。尤其在国际对我国的技术封锁下，大多数光电信息研究项目没有可以借鉴的技术，主要依靠我国研究人员从头开始摸索，很多技术没有完整的体系。因此，光电信息技术的发展不仅需要光电技术的创新，更需要创新型的光电信息技术研究人员。当前，缺乏先进思想、知识技术研究不深入、相对落后的技术体系以及无法与国际先进水平达成一致等问题，严重影响了我国光电信息科学与工程产业的发展步伐[5]。

光电产业缺乏资金的支持。从实际情况来看，我国没有加大这方面的资金投入，导致科研经费不足，研究者没有能力继续开展学术研究，影响了光电信息科学与工程的发展。

4 光电信息科学与工程在我国的应用

随着光电信息技术的不断发展，光电信息技术已经实现产业化，各种光学信息设备已经在我国的各个领域得到了应用[6]。但是，受限于技术等影响，这些设备在应用中存在一些相关问题。因此，在光电技术的实际应用中，应结合实际问题，确定更适合的光电信息技术应用策略，以体现该技术在各个领域的实际应用价值，从而促进了各个领域的发展。

4.1 光电信息科学与工程在医疗领域中的应用

医学领域有效的分析表明，医疗设备应该有效和合理地检查各个方面。实际医疗诊断标准程序应在实际情况下确定，通过显微成像技术准确检查整个过程。对比现行有效的检测过程，对比现行拍摄效果，结合实际情况，定义有效的检测方式和传输手段，并根据微创波实际变化分析相关功能及级别[7]。光电设备技术的应用有效提高了微波技术的传递水平，提高了医学领域整体的分析效果和应用成绩。

4.2 光电信息科学与工程在工业生产领域中的应用

重工业生产过程中，危险的生产作业或者操作困难的机械设备应当由劳动者直接或者间接操作。然而，一些光电器件如起重机和锅炉等，在使用中存在很大的安全隐患，是工业光电危险器件的代表。目前，电视新闻经常报道一些工厂企业的安全生产事故，如设备爆炸等，不仅造成了严重的人员伤亡，还造成了重大的经济损失。这些事故的原因是设备在实际运用中存在误操作的情况，导致了设备爆炸。以工厂的锅炉爆炸为例，锅炉爆炸的原因一般是过载或水位计故障，而如果把现代光电信息技术应用在锅炉中，可以通过光电信息控制系统将两个不同的波段导入锅炉内部，以光电信息系统分别测量两个波段的频率等信息，再通过光电控制系列的一系列计算，立即计算出锅炉内部的温度，从而达到监视锅炉温度的目的。光电信息系统用于向现代工作设备传递信息和反馈信息，通过温度检测使操作人员能够直观和及时地掌握锅炉的工作状态。

4.3 光电信息科学与工程在经济生活领域中的应用

人们的日常生活经常使用到光电信息技术的光电设备，如光学焊接眼罩应用了光电遥控原理。焊工焊接时应戴防护口罩，以免强光伤害眼睛。应用光电信息技术，可以用LCD面板代替传统的防护眼镜，使焊工在检查焊接质量时不必经常摘下防护眼镜，提高工作效率。另外，光电继电器的原理也适用于印刷机的纸张监控，通过显示器可以在每次打印时监控一张纸的使用情况。如果有多张纸，打印将自动停止并显示警告。此外，光敏二极管作为自动控制电路的光敏器件，广泛应用于道路上的霓虹灯和路灯，可以有效提高灯的控制灵敏度。光电信息技术应用光电子学后，使得人们的生活和工作发生了巨大变化。企业考虑到运行成本和节能环保的政策要求，在商场等大型市场和写字楼的自动电梯上已经广泛应用了光电信息技术。这些电梯采用光电信息技术中的红外遥感技术，在入口处安装红外传感器监测电梯的使用情况。当没有人使用电梯时，电梯会调整到低频运行状态。当有人使用自动扶梯时，自动扶梯可以及时调整运行频率，降低了功耗。

5 我国光电信息科学与工程的发展前景

5.1 推动人才培养模式的转变和优化

我国应加强对光电信息科学与工程专业的资金投入，培养高级的专业应用型人才。光电信息科学与工程的相关技术领域要比一般研究性学科更加广阔和有深度，因此要进一步细化学科，明确研究人员的研究方向，防止造成科研浪费。当前的技术研究人员无法满足技术发展的要求，需要通过不断地学习，科学研究国际光电信息科学及工程，努力向更高的国际层面发展。

5.2 加强光电信息技术在军事中的应用

对于光电信息科学与工程的研究来说，最显著的应用场景是军事领域。它集合了国内最先进的光电信息工程技术，是光电信息技术在现实应用上的最重要实践场所。现代战争打的是信息战和电子战，军事上对信息的保密要求较高。在军事战争上，信息保密与破解是决定战局的关键性因素。传统的信息传输模式往往依赖于电力系统，而电力系统受外界气候天气条件的影响较大，雷电和雨雪等恶劣天气会造成电力系统的瘫痪，严重影响军事信息的保密与传输。而光电信息技术具有抗强干扰、快速以及不易破解的优点，对军事信息通信来说是不可多得的安全传输手段，能够提升军事战斗力。因此，应积极将光电信息技术应用于军事领域，促进国防安全。

5.3 进一步推进光电信息技术在社会生产生活中的应用

光电技术制造的机械设备灵敏度高，实现了实际应用价值的最大化，为相关的维护维修工作提供了一定的便利。光电信息技术在工业产业上的应用，是一种成熟的产业化应用，可以进一步降低企业的经济运营成本，提升工业生产效率和工业设备的技术水平，对社会生产力的发展、生产工具的更新以及生产效率的提高具有重要作用。光学构件的低成本性，能够降低工业生产中原材料的成本，满足企业的迫切需求。光学技术是工业企业的新的发展方向，也是我国经济社会的重要支柱。光电信息技术在医疗行业的应用是光电信息技术产业化的重要标志。例如，激光医疗的应用发展是光电信息技术的分支之一。激光在医疗中不仅可以作为一种美容仪器，还可以应用于高精尖的医疗手术，为医学作出了突出贡献。经过调查研究，光电信息技术已广泛应用在医疗设备中，如生化分析、内镜影像、眼科设备、DR、CR以及手术设备等，不仅为医疗行业的发展贡献了一份力量，还为我国人民群众的身体健康提供了保障。

6 光电信息科学与工程的发展规划

对于我国光电信息科学与工程的未来发展，应该在当前产业应用发展的基础上进一步加强4个方面的投入与规划。第一，在国家角度上，应加大光电信息技术研究的投入，保障我国光电信息技术的研究进度与研发资金，以达到国际先进水平。第二，我国要积极学习和吸收国际先进技术，创造与先进技术接触的条件，在技术上发挥“走出去”策略，正确认识我国光电信息技术水平与国外先进技术的差距，认清现状与不足，积极追赶国外先进技术，注重技术的创新，发展适合我国现实水平与现实需要的光电信息产业。第三，要注重光电信息技术人才的培养。对当前的国际环境来说，国力的竞争关键在于人才的竞争。因此，要加大光电信息技术人才的培养力度，为光电信息技术研究人员提供更好的工作、生活以及研究环境。同时，国家和高校要积极改革光电信息专业，加大光电信息专业的投入，以学以致用为教学前提，根据我国实际需要培养创新型和研究型人才，积极创新教学理念，进一步细化光电信息专业方向，通过产业应用结合教学实践，进一步推动我国光电信息科学的发展。第四，要积极创新光电信息技术，掌握光电信息技术的核心竞争力，实现弯道超车。

7 结 论

随着数字化时代的到来，国际技术与人才的竞争日益激烈。科学技术的进步与人才的培养成为影响国家未来竞争力的决定性因素。在这种环境要求下，我国要在政策上加大研究资金的投入力度，与社会、高校以及企业一起，加强对光电信息科学与工程人才的培养，为光电信息技术的发展创造一个良好的社会氛围，不断追赶超世界先进的光电信息技术水平，从而为中华民族的伟大复兴作出应有的贡献。