光电集成技术篇1

中国科学院半导体研究所“宽带微波信号产生与传输的光子技术”项目摘得2016年中国光学工程学会科技创新奖一等奖的桂冠。消息一出，人们在关注和热议这项创新成果的同时，对于其背后的科研团队，也是好奇心泛滥。

据了解，完成这项科研成果的牵头单位，是中科院半导体研究所微波光电子团队，由祝宁华研究员组建于1998年，是集成光电子学国家联合重点实验室和中国科学院固态光信息技术实验室的重要组成部分，目前有核心成员16人，在读博士和硕士研究生30余人，主要致力于光电子技术相关领域的研究。

可以说，这是一支硕果累累的研究团队――至今为止，他们研制的高速激光器、高速探测器、窄线宽激光器等系列产品在中国电科集团、航天集团等50余家大型知名企业成功应用，好评连连；他们在高速模拟直调激光器的研究上已经达到了国际领先水平；他们出版了3部专著，发表了200余篇高质量学术论文，仅获得的国家授权发明专利就有近百项。

也可以说，这是一支低调的科研队伍――在有点事儿就要“上热搜”、“上头条”的今天，他们瞄准国家重大任务需求，专注探索前沿基础科学和高新技术。就连这次获奖，除了象征性地发了通稿之外，媒体上就再没见关于他们的过多描述。

这种“犹抱琵琶半遮面”的神秘感，更是增加了人们的好奇和猜测，他们为什么如此低调？他们究竟在研究什么？

瞄准行业缺口

事实上，微波光电子团队的研究对象―微波光电子技术、高速光电子技术―并不像人们想象的那样神秘，严格来说都属于光电子技术的交叉方向，目前在很多领域都有广泛应用。而这种交叉融合的方式，也是近年来光电子技术的发展趋势。

光电子技术，确切地应该称为信息光电子技术，是光子技术和电子技术结合而成的高新技术，涉及光显示、光储存、激光等领域，是未来信息产业的核心技术，也是我国的先导产业，在国防工业、能源、汽车、信息技术等产业的发展中发挥着战略性的作用。

1998年，受中科院“百人计划”感召，祝宁华举家从德国回到中国，并在中科院半导体所组建微波光电子研究团队。此后近20年，这支队伍在祝宁华的带领下，逐渐成为我国光电子技术领域的代表性研究团队之一，并在高速半导体激光器等光电子器件及应用研究领域不断取得创新突破，有效提高了我国光电子器件及应用技术的发展水平。

最为称道的成绩之一，是他们提出了高速光电子器件动态特性精确测试方法。祝宁华表示，芯片高频特性的精确测试，一直是困扰业界的老大难问题之一。“因为光电子芯片的尺寸非常小，长度仅有200～300微米，波导宽度仅有2～6微米，这使得芯片与测试夹具尺度之间相差了数百倍，并且芯片与测试仪器本身还存在严重的阻抗失配（激光器3～8欧，探测器和调制器数百欧），所以在原来的技术水平下，要想实现精确测试难度非常大。”

微波光电子团队在祝宁华带领下，针对这一难题开展研究攻关，有效解决了微波矢量网络分析仪校准中的相位不确定性、校准方程相关性、频率限制等关键问题。这一突破让扣除测试仪器和夹具的影响变为可能，为获得较为准确的高频特性参数奠定了基础。

据悉，光电子器件高频响应测试主要分为两类―采用微波网络分析仪测量器件在某一驱动信号幅度和不同频率下的响应特性，以及采用误码分析仪测量器件在不同驱动信号幅度和某一速率时的响应特性。

据祝宁华介绍，一直以来，业界都没有能适用于不同频率和不同驱动幅度下响应特性的测试方法和分析模型。意识到这一需求缺口，微波光电子团队在前期所获突破的基础上继续展开研究，首次提出了激光器动态P-I特性曲线/曲面的概念，并给出了相应的测试方法。一系列测试证明，采用该方法商用仪器能够获得器件特性的直观描述，从理论上解决了工作参数优选的问题，为获得最佳高频响应特性提供了技术保证。

大胆决策创新

正所谓“蛇无头而不行，鸟无翅而不飞”，每个队伍都有其灵魂人物，并且作为队伍的核心，其实力也极其重要。对于微波光电子团队来说，这个人无疑是祝宁华，他专注科研、淡泊名利的精神一直感染着团队里的每一个人。

在从事高速光电子学理论、器件及系统研究的30多年里，祝宁华修正了光电子器件的模场理论，建立了器件优化设计分析模型，提出了一系列测试和封装设计方法，组织了光电子领域发展战略规划的研究和实施，为我国光电子学的发展作出了重要贡献。

多年来，微波光电子团队之所以能够频频在光电子研究领域取得创新和突破，一定程度上与祝宁华这个带头人多次敢为人先的大胆决策息息相关，封装技术的创新就是一个很好的例子。

封装技术，是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术，也可以是指半导体集成电路芯片用的外壳，发挥着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，同时也是沟通芯片内部与外部的桥梁―芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术是非常关键的一环。

TO封装是激光器比较常用的一种成本较低的封装技术，一直以来业界普遍认为，这项技术只适合封装低速率半导体激光器。祝宁华却不这么认为，他向863专家组提出了研制高速TO激光器的大胆建议。

随后，他带领团队展开攻关，提出了一种光电子芯片本征动态特性参数提取方法，可以扣除芯片电极和封装所引入寄生参数的影响。同时，他们还提出了封装设计潜在带宽分析的概念，据此发展了封装寄生参数影响的综合评估技术，为芯片及模块的优化设计提供了有效手段。

这些创新的设计思路后来被微波光电子团队成功应用于激光器、探测器和调制器的封装设计中，研制出10Gb/s和40Gb/s数字通信激光器模块，并与华为、中兴、光迅、海信等公司合作，开发了一系列高速光收发模块，近五年累计创造了近20亿元的新增销售。

与此同时，祝宁华长期从事高速激光器的理论和实验研究，在意识到这一光电子器件的发展前景时，他在我国率先提出了研究高速激光器的建议，并从1998年开始，先后主持研制了2.5GHz、10GHz、18GHz高速激光器相关项目，使我国在该领域的技术水平从起步到跟踪发展再到国际领先，为我国多个重大型号任务中核心元器件的自主可控做出了贡献，相关成果获2013年度国家技术发明二等奖。他将这些研究整理成《光电子器件微波封装和测试》、《光纤光学前沿》等专著并出版，为我国光电子器件产业的发展提供了指导和借鉴。

超前布局规划

多年来，微波光电子团队都能够在激烈竞争中抢占先机，对所处行业未来的发展趋势进行预判，并提早部署研究计划。这已经成为他们的制胜法宝。最具代表性的，就是他们对光电子发展趋势的预判。

众所周知，全球已经步入信息经济时代，信息产业成为了许多国家的支柱产业。而光电子技术的发展在很大程度上决定着信息产业的发展水平。祝宁华介绍说，高速光电子器件在光通信系统的各个层次都有重要应用，如高速光传输、大容量光交换、宽带光接入和微波光子技术等，是实现高速光信息生产、传输、放大、探测、处理等功能的器件，是宽带通信网络的核心，而激光器则是光通信系统的“心脏”。

祝宁华很早之前就曾指出，随着光网络和光通信技术向大容量、低功耗和智能化方向发展，为实现更高速、更宽带光通信传输系统，光电子集成将会成为高速光电子器件的发展趋势之一，同时也是突破速率和能耗两大制约光通信技术未来发展瓶颈的有效途径，而高速激光器的研制也会成为行业焦点。

意识到这一发展方向的重要性，2009年左右，祝宁华组织实施了“信息光电子学”系列研讨会，以及863计划和基金委“十二五”、“十三五”光电子领域发展战略规划研究，促成了多个863主题项目和国家基金委重大项目的立项，积极推动了高速光电子集成芯片的发展。

不仅如此，祝宁华还带领微波光电子团队针对高速光电子集成器件在国内率先开展深入探索研究，取得了突破性进展。他们提出了光电子集成芯片阵列三维封装技术，解决了光电子集成芯片封装过程中面临的微波阻抗严重失配、模场失配和串扰等难题。美国光学学会刊物OPN以《中国光子集成》为题对微波光电子团队的相关研究进展做了大篇幅封面报道，进一步提升了我国在这一前沿领域的国际影响。

成绩证明实力

在过去的近20年，祝宁华带领的这支队伍在高速光电子器件领域的研究中，为我国实现了一个又一个创新突破，但他们却很少对外提及。对他们来说，科研需要沉浸其中，而他们有限的时间只够用来投入研究，再无暇顾及其他。所以这些年，这支队伍证明自己实力的方式“简单”、“粗暴”―不断创新、不断突破，不断刷新成果记录：

他们在光通信和光网络的核心器件高速光波导调制器的研制方面，采用保角变换法和点匹配法，很好地解决了以有限元为代表的常用数值计算法难以精确描述光调制器电极边缘效应的难题，确保了光波和微波传输特性测试分析的精确度，为器件设计和制备提供了有效保证。

他们首次将变分理论用于光波导传输特性分析，有效解决了采用数值分析法进行优化设计时面临的异常困难，建立了光波导基膜和高阶模场分布的解析表达式，并在此基础上获得了导模数目和模式传播常数等参数，在不同结构的光波导分析中成功应用，相关成果荣获中国科学院自然科学三等奖。业内评价称：“该方法表达式简单、参数确定方便、精确度高，为完善光波导理论体系作出了重要贡献。”

他们创新性地提出基于频率分束法的光外差技术，将光谱结构分析从光域转到电域，解决了传统Michelson干涉仪光谱分析法存在的光束发散、透镜振动等限制问题，将光谱分辨率由105提高到了1017。借助这一方法，他们研究了光波列（构成光谱的基本单元）的线宽和长度，以及时间和频率分布规律，建立了半导体激光器超精细光谱结构模型。同时，基于该理论，他们还提出了非对称耦合腔的单片集成激光器机构，能够将线宽压榨到35KHz以下，比常规DFB激光器小了2个量级。航天五院测试后确认其满足航天定标要求，意味着我国在该类核心器件的研发上实现了自主可控。

他们还大胆提出频率相干性概念，完善了波长不同的两束光相干性描述，明确双光束拍频产生微波信号的频谱线宽取决于光束相干性，与光束本身光谱线宽无关，以及两个单片集成激光器的输出光也具有频率相干性，并首次实现了基于微波光子技术的单片集成窄线宽微波源芯片，具有体积小、调谐范围大、不需要微谐振器等特点。

这种可调谐激光器在5微秒内实现了DC～40GHz的快速扫频，与传统电子学微波源技术相比，大大拓宽了频带快读，扫频速率提高了3个量级。这一突出成果一经发表，便立刻获得了UrekAlert和总参某部的高度关注，认为该方法为实现高效电子对抗装置及系统提供了可能。

…………

在科研上，这支队伍的表现其实很高调―提出大胆建议的是他们，提前判断发展趋势的是他们，打破国外禁运限制的也是他们，这些华丽的成果是他们非凡实力的最佳佐证。低调，只是为了屏蔽一切干扰和杂念，心无旁骛地沉浸在科研的世界中。

对于光电子技术的未来，祝宁华表示，光电子技术发展至今，已经对国家的发展产生了重要影响，大到军工、航天、国防等领域，小到家用电器的信号传递、灯光照明等。全球光电子技术产业的市场规模已超1万亿美元，我国的光电子技术产品市场也始终保持着两位数的高速增长，市场可观、潜力巨大。

光电集成技术篇2

【关键词】B/S模式；光伏中心；数据采集系统；结构

开发、利用新能源和可再生能源是世界经济未来发展中最具有决定性影响的技术之一。太阳能作为其中的佼佼者，其优势受到了人们的普遍重视。巨量的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染的、廉价的、人们可以自由取用的能源。太阳每秒发送到地面的能量达80万千瓦，只要把这些能量中的千分之一转为电能，其发电总量就能大大满足全世界的能耗需求。

太阳能转化利用的方式有光热、光伏、光化学三种方式，其中以光伏发电最受人们瞩目。光伏发电是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能转化为电能的发电技术。光伏发电属于不消耗化石燃料的可再生能源，不会产生危及环境的污染，运行安静、输电和配电成本低、可靠性高、寿命长、维护少、相对安全性好，适合分散供电，扩能方便，与其它电源和储电系统兼容方便。

太阳能光伏电站作为一种相对独立分散的发电系统，其建设需要一大批相关技术的支持和设备配套。在建造完成光伏电站后，要对相对分散的电站系统进行有效的能源管理和集中调度，保证太阳能光伏电站系统的正常有效运行，就需要对各个分散的太阳能光伏电站系统的运行状态进行实时的监控和评估。光伏电站能得到有效的监控是光伏发电应用的关键。

一、光伏电站近距离监控情况分析

对于太阳能光伏电站系统，目前大多采用的监控方式是近距离的监控。这种监控方式主要通过设在光伏电站现场附近的液晶显示屏来显示电站运行的各种参数（光伏阵列电压、蓄电池电压、蓄电池充电电流、环境温度、光照强度等），电站维护人员在现场，通过不间断的观察监视显示屏所显示的数值，做必要的记录并根据相应参数数值做出适当的调整处理，用手动方式来修改查看控制电站的各种状态参数。

当前我国的光伏电站绝大多数都建设在偏远地区，都相对分散而且独立。这种情况下要保证每个电站都能正常并高效的运转，就必须在每个电站维护点配备一定数量的维护工作人员，并且维护人员要轮流值班，才能保证光伏电站不间断的工作在最佳状态。但由于一般光伏电站所处地环境恶劣，给电站维护人员的维护工作和日常生活带来了很多困难，维护人员的劳动强度大，管理难度高，所付出的人力、物力、财力成本高。随着近些年我国光伏电站建设速度的加快，光伏电站的数量越来越多，分布区域越来越广，电站规模越来越大。由此对于各个电站所付出的维护成本将成倍的增长。

同时由于分布数量的加大，但是各个光伏电站之间又相对的独立，各电站数据不能交流。不利于各电站之间的互补，和统筹各光伏电站资源，造成了光伏电能资源的浪费。也不利于相关部门对于光伏电站的监管、评估和统计。这些都显示了现有的光伏电站监控体系是不能满足日益增长的现代光伏电站产业发展的。

二、物联网监控技术

相对于近程监控，远程监控技术已经受到人们越来越多的重视。所谓远程监控技术就是利用计算机通过网络系统实现对远程工业生产等过程进行监视和控制。远程监控技术一开始被应用于各尖端领域，随后又被应用于工业控制和交通管理等领域。到了上个世纪末的时候，由于信息和通讯技术的快速发展，远程监控技术得以广泛的进入人们生活的各个领域。

进入二十一世纪以来，一个新的信息技术概念“物联网”被提出，成为一代炙手可热的技术。物联网是在计算机互联网的基础上，利用传感器网络等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络“InternetofThings”。在这个网络中，物品与物品之间能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质就是利用传感器与计算机互联网实现物物的自动识别和信息的互联与共享。

远程监控技术和物联网实际上正好能解决上面所提到的现实的光伏电站不能被有效的统筹、监督和评估的问题，通过远程监控和物联网我们能够更加智慧的去管理各光伏电站，更好更有效的去应用好太阳能这一可再生能源。

光伏中心数据采集系统是一个综合应用数据采集来进行监控指挥的信息系统，它通过对建立在全国各地的各种类型的太阳能光伏电站进行实时的监控以及数据采集，并将采集到的数据通过物联网传送到总检测控制室，在总检测控制室中通过物联网终端实现数据的动态显示与实地场景的实时显示。光伏中心数据采集系统是综合利用传感器网络技术、现代通讯技术、数据库技术、人工智能技术，计算机网络技术等对太阳能光伏电站的电压、电流等将近20个参数进行实时显示与监控，并对相关参数数据进行保存及分析处理，并能够对信息进行查询和分析，生成各种报表和图表，对整个太阳能光伏电站进行分析和评价的系统。通过该系统能够准确、及时、连续地反映被监控的各太阳能光伏电站的运行状况，为管理与监控决策提供科学的依据，从而极大地提高效能，全面提升管理水平。

三、基于B/S模式的光伏中心数据采集系统的结构设计

基于B/S模式的光伏中心数据采集系统，通过采集和监测全国各地各类型光伏电站的运行情况，通过物联网传送到总检测控制室，并对各电站运行数据进行实时记录、存储和显示，生成各种报表图表，进而分析当地的太阳能资源和光伏发电情况、运行效率等，实现对光伏电站的监管、评估，为优化管理提供有效依据。

光伏中心数据采集系统采用模块式的设计，系统从总体上说主要有五大部分组成：光伏电站现场数据采集系统、光伏电站现场视频系统、光伏电站现场网络服务系统、光伏中心总检测控制室数据管理系统、光伏中心总检测控制室视频管理系统。

其工作方式是：

光伏中心现场数据采集系统用来获取光伏电站设备的实时运行数据（例如：光伏阵列电压、光伏阵列电流、日照强度等），光伏电站现场网络服务系统将获取的实时运行数据通过网络发送到光伏中心总检测控制室，光伏中心总检测控制室数据管理系统接收数据并将其保存入数据服务器中，这样总检测控制室数据库服务器中就存有各光伏电站的实时和历史运行数据，并能将这些运行数据以表格和图形曲线方式通过显示设备显示出来。设在各光伏电站现场的视频摄像头，也通过网络传送到总检测控制室，并且通过显示设备显示光伏电站的实时现场环境画面。

综合考虑光伏中心数据采集系统的需求，基于B/S模式的结构最适合于光伏中心数据的采集。目前成熟的信息网络，为这一系统的有效实现提供了很好的基础。

目前，许多光伏电站采用客户机/服务器模式（Client/Server），又简称为C/S。是由网络数据库技术的发展和应用而逐渐的发展起来的体系结构。C\S模式的体系结构一般由两个层：第一层是客户机层，该层系统中结合了用户界面和客户端业务逻辑程序；第二层是包括了网路的数据库服务器。C/S结构将相对复杂的网络应用与用户界面相分离，将大量的数据的运算交由后台去处理，提高了用户的交互反应速度。C/S结构开发工具成熟，开发简单，C/S结构的出现大大推动了网络数据库的应用。但随着信息的复杂化和系统的集成化，其局限性体现愈加明显。

浏览器/服务器模式结构（Browser/Server）简称B/S。是由信息网络技术的高速发展，在C/S模式结构的基础上进行变化和改进的结构。在C/S结构的中间加上一层，把原来由客户端所负责完成的功能交给这个中间层来完成，而这个中间层就是Web服务器层。在这种结构模式下，客户端不再负责原来的数据存取，极少的业务逻辑在客户端实现，客户端只需要安装有网络浏览器就可以。对于整个光伏中心数据采集系统来讲，从数据的采集到数据的都是由系统自动完成。因此，光伏中心数据采集系统在B/S模式结构的基础上增加了一层数据采集层，其功能是将现场数据进行采集处理后传送并写入到数据库中，以为后期的Web服务器处理并显示给用户。

光伏中心基于B/S模式结构的基本工作流程如下：

（1）从现场采集实时数据，将实时的数据传送并保存到数据库中。

（2）客户端浏览器向Web服务器发送显示实时数据请求。

（3）Web服务器收到显示实时数据请求，并将该请求发送到数据库服务器。

（4）数据库服务器根据请求，调用相关采集的实时数据，并将该数据发送给Web服务器。

（5）Web服务器处理后将相关数据传送到客户端浏览器，并且对数据进行实时更新。

（6）客户端浏览器显示动态实时数据。

把之前C/S模式下的服务器作为数据库服务器，数据库服务器上安装有数据库管理系统。Web服务器负责对数据库服务器里的数据库进行访问，并将访问到的数据结果通过网络传送到客户端的浏览器上，用户通过客户端浏览器界面可以查询到相关信息。这样Web服务器既是客户浏览器的服务器，也成为了数据库服务器的浏览器。这样就大大的简化了客户端计算机的负荷，减轻了系统维护与升级的工作量，降低了用户的成本。

参考文献

[1]罗如意,林晔.世界光伏发电产业的发展与展望[J].能源技术,2009(05).

[2]蒋林涛.互联网与物联网[J].电信工程技术与标准化,2010(02).

光电集成技术篇3

关键词：电子信息技术；应用；发展

随着电子信息技术的快速发展，信息技术、电子技术、计算机技术、微电子技术及通信技术等多种新型技术也在不断地涌现，改变了我国传统的生产生活方式。当前，随着我国科学技术的不断发展与创新，电子信息技术已应用在各个行业及领域中，促使我国市场经济的发展和提高人们的生产方式、生活质量、技术水平等多方面都发挥了十分积极的作用。因此，电子信息技术已经成为学者研究的热点内容，专业人士也经常探讨其发展。下面，对电子信息技术在实际应用中的特点以及未来的发展方向进行探究。

1电子信息技术概述

1.1电子信息技术的内涵信息是体现事物状态的一种传递形式，描述一些事物运动轨迹的变化状态，信息一般是以信号、数据、图像、文字等内容传递和处理的一门技术。信息技术主要通过互联网平台、计算机应用技术和电子信息应用技术进行信息传递和处理的。电子信息技术主要是利用信息核心技术来识别、分析研究、处理、传递信息具体内容，信号处理科学与技术、通信应用技术、传感器应用技术、计算机科学技术、现代电子技术是这些信息的核心技术。电子信息技术与社会现代化和生产力创新已经密不可分了，在互联网建设、多媒体产业、通讯器材产品应用、计算机、制造业、自动化、应用程序等领域被广泛运用。1.2电子信息技术实际应用电子信息技术在生产生活实际应用中，包括操作功能控制、信息存储、信息分析、信息处理和信息传递。超市销售商品时在结账的过程中，利用了电子信息技术建立商品的详细的销售信息，只需工作人员扫描商品外包装上条形码即可。目前，我国互联网技术的普及和覆盖越来越大，如何将电子信息技术与互联网技术更加紧密融合是发展趋势，此项技术能够实现对信息的远程控制和操作，也可以做到信息资源共享功能，从而有效地完成对信息进行智能监控。截至目前，影响建设电子信息工程质量和技术的关键是提升电子信息硬件产品及计算机网络的利用。在实际应用的过程中，电子信息技术必须与电子硬件、计算机应用程序、通信技术及电路进行组合，才能实现真正的产品。

2电子信息技术具有的特点

2.1电子信息技术具有集成化、微型化的特点，在实际应用中旧的理念下设计出的产品体积大，功能不完善，已经无法适应人们的生产生活所需。采用电子信息技术可以实现在设计时将电路集成在一起，这样可以大大缩小电路功能模块占用空间，从而使产品在使用过程中操作较方便。2.2电子信息技术在现实中应用主要体现网络化、数字化、现代化，目前，电子行业研发的内容是如何提升产品的数字化和网络化，因此在设计、生产电子产品时一定将产品的功能与网络技术深度融合，产品的网络化、数字化是决定产品能被市场和消费者接受的关键点。将网络化与智能化应用在电子产品的设计中，可以使得用户在使用时能体验到电子产品功能更加多样化，从而改善人民的生活方式。2.3电子信息技术在实际应用时具有智能化和集约化的特点，目前，在应用电子信息技术时将网络技术、信息技术等多种技术整合在一起，在设备操作时应用自动化相关技术，根据所要达到的技术要求来确定与之对应的设备使用功能，大大地提升电子产品的实际使用效率。结合电子信息技术的智能化特点，现在也将电子信息技术运用到通讯设备里，用户利用网络可以提升通信设备使用功能的多样化。2.4电子信息技术在实际应用中具有效率高、快捷方便的特点，相比旧的信息传递方法，采用电子信息技术，可以改变信息传递方式，这种信息传递主要通过互联网来完成，信息资源共享与查询更加方便，提升信息传输的准确率，信息的传递速度大大提升。同时，在任何地点都可以进行传递信息和接收信息，例如，手机已经改变人们的生活，手机在使用时拨打电话和信息收接保持非常快速的速度，同时在任何时间和任何地点都可以实现，使消息能够快速及准确的在人们之间传递。2.5电子信息技术和集成电路技术的快速发展，目前采用了先进的技术和高新材料的传感器也正在发生革新，传感器的设计比以前小了许多。此项技术的进步，使电子信息技术应用产品也随之变得越来越小，使人们携带的方便程度有很大的提升。例如，现在人们生活必备的手机和笔记本电脑，在以前人们是不可能方便的携带它，但是现在很方面的携带，随时随地使用，同时电子信息技术的发展也促使电子的产品成本的降低，使一些高科技产品也能走进百姓的生活中，应用更加广泛。

3电子信息技术的发展趋势

3.1光电子技术是电子信息技术的发展趋势，也是电子信息技术的核心技术，电子信息技术已经经历了两个重要阶段，主要是光电子学和电子学，以后光电子学将成为电子信息技术研究与发展的新阶段。可以搭载信息和能量传递，在应用发展中，光子学又细分为能量光子学和信息光子学，根据市场的实际需求，发展中光电子信息产业及光电子已经成为一门新兴学科，因此光电子技术在未来的发展趋势中将成为电子信息技术的重要技术。3.2电子信息技术的发展趋势是如何使系统更加集成化，集成电路的制造技术决定系统集成化的关键，在电子信息技术的发展中也扮演着非常重要的角色。目前，集成电路制造技术在我国发展较快，但与国外技术还是有差距的，在电子产品中有广泛应用，智能卡和及计算机中央处理器等都是用集成电路制造技术来完成的。目前微电子技术越来越成熟。将来集成电路的产品集成化将大大提升、芯片功能更加完善，体积越来越小。3.3电子信息技术的发展趋势是如何拓展计算机技术应用，使计算机技术更加智能化、多媒体化方向发展，计算机技术的拓展包括移动计算机技术、网络技术、服务器、电子硬件及一些附加产品的设计开发技术、智能多媒体技术。并行处理技术在计算机中的广泛应用，大大提升计算机的性能及处理效率。3.4光电子技术快速进展，前景较为广阔，目前光电子技术还处在发展期阶段，技术还不是特别成熟，但从目前的技术成果看光电子技术是电子信息技术的研究方向。电子技术和光子技术的融合就是光电子技术，包括光存储技术、光传输技术、光处理技术等内容。光电子技术与电子技术相比具有速度更快、安全性能更高、节能环保等特点。而且对于我们还没有探测到的领域及关键技术，利用光电子技术是有可能实现的，例如深海资源开采、太空探索、军工、核心技术等。光电子技术都有很大的发挥空间。3.5目前，电子技术发展较为快速，已经达到了纳米级技术，CPU的制造过程主要采用了这一技术。通过利用纳米级技术是产品更加集成化，改变的以前产品大体积的问题，可以将电子元件集成到一块芯片上，使产品的体积大大降低。纳米技术对于电子信息技术发展发挥至关重要的作用，是电子信息技术以后研究和发展的重要的方向。同时也促进了通信技术的快速发展，现在通信技术改变人们的生活方式，利用卫星系统导航技术应用到我们日常生活的各个领域，GPS通信设备及技术已经比较完善了。现在国家正在实现全方位的光纤，想要用光纤替代以前的有线通信，而光纤也将成为应用最广泛的通信媒介。移动通信技术越来越先进，移动通信速度、宽度都有大幅提升，满足人们生活的实际需求。总之，社会科技的发展，人民生产生活的实际需求变化，电子信息技术在促进国家现代化及强国的建设中发挥至关重要的作用。电子信息技术的进步都标志着国家科技的进步，创新的成果，技术的水平。因此，当前国家发展互联网+，电子商务成为经济的新增长点，提升电子信息技术的研究及应用水平，我们一定要更加充分研究电子信息技术应用的特点的背景下探讨在实际应用中电子信息技术应用方向和发展趋势。

参考文献

[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014(8).

[2]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).

[3]冯亚娜.电子信息技术的应用特点与未来发展趋势探讨[J].电子技术与软件工程,2015(10).

[4]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).

光电集成技术篇4

关键词:产业集群;光电子产业;高新技术开发区

一、整合力量，发展具有区域特色的优势产业

（一）整合优势资源。上世纪70年代以来，在东湖地区形成了一批部级的科研院所和大专院校，其中集中了武汉大学、华中理工大学等多所院校，集聚了56个部级科研院所。1971年华中理工大学设立了激光教研室，1978年率先设立了激光专业；1985年全国第一个民营激光企业--楚天激光集团诞生；1974年国家组建了武汉邮电科学院，集中力量研发光纤通信，1976年研制出中国的第一根光纤；1988年武汉长飞与荷兰的飞利浦公司合资设立了长飞光纤光缆公司。与此同时，区域内其它多家在光电子方面比较有影响力的单位，如武汉大学、中科院武汉分院、709所、717所等也相继开展了光电子领域的人才培养和科研工作，使武汉东湖成为光电子领域的带头人。这些科研院所的实力为东湖的光电子产业发展集聚了力量，政府从80年代开始就有意向整合光电子产业的优势资源，寻求更高的平台，发展壮大光电子产业制造规模。

（二）政府定位引导。从90年代开始，在建设国家高新开发区的过程中，政府主要转向了以企业为主体，利用高等院校、科研院所的力量，定位于以烽火通信、长飞光纤光缆、武汉电信器件公司等企业为龙头的信息光电子产业。2000年左右，东湖开发区决定在全国率先建立国家光谷，大规模建设国家光电子产业基地。2001年制定了国家光电子产业基地的发展规划，2004年开发区政府邀请了全球最著名的咨询公司麦肯西公司为开发区政府的战略发展做了详细的规划。

（三）拓展资源。在1991年至2000年期间，以武汉电信器件公司为主，开发区内逐步建立形成建立了激光产业群。开发区着手完善融资平台，鼓励和整合了一批企业在国内a股市场上市，形成了在证券市场有名的“光谷“概念。2003年，开发区加强了区域网络的建设，加快了自主的产业创新集群。早在1987年开发区就建立了中国第一家企业创业中心，到目前为止开发区孵化的企业已经有600多家。开发区内，部级技术创新中心有8家，省级技术创新中心有18家。另外开发区新建了国家光电子实验室，目前已经拥有国家地理地球空间信息实验室、p4实验室和国家植物基因工程中心。所有这些实验装备的提高作为开发区技术的源头，加快促进了区域企业的发展。开发区从早期的以科研院所和大专院校为主的技术集成发展成为通过支持、资助，建立起专门的研发机构，在拥有了较高的技术平台和优势资源的基础上，政府开始引导区域内光电子产业的集群发展。

二、做大光电子优势产业,形成一批上、下游产业共同发展的产业集群

武汉光谷产业群内集中了光电子产业及相关产业的一批中小企业,同类企业相互之间的激励和竞争,加速了新技术的传播和新产品的开发,促进了企业创新机制的形成,形成了采用先进技术和先进工艺来提高产品质量的环境。更为重要的是，产业群内企业在技术上有比其它企业间更广泛和深刻的协作,不仅对技术接收方提高产品质量和产品市场竞争力有益,也为技术供给方产品的下游出路和上游优质原料的供给提供了有力的保证。

武汉光电子产业集群发展的特点是积极参与全球光电子上、下游产业链的分工，不断扩大主导产品的份额。武汉光电子产业很多产品和技术水平已经参与到全球光电子产业的竞争中。例如，烽火科技光通信系统已经和全球基本同步，长飞光纤光缆居全球市场份额的第三位，光电器件也居全球第三位。东湖开发区的光电子产业领域已经掌握了一些世界领先的核心技术，烽火科技集团的3项ip网络技术标准被国际电联批准为国际标准，这是国际电联首次批准的由中国人提出的技术标准。

（一）坚持以技术创新为主，打造光电子产业核心竞争力。

开发区注重依靠自己的一些科研院所和企业进行技术创新，大力扶持光电子产业的发展，1988年华工激光研制出国内首台1万瓦c02激光器，开发区政府牵头，密切大学、科研机构、企业、金融机构和社会中介之间的良性互动。在开发区一共有6000家企业，其中有700家是光电子类企业，每天在这个区域里面诞生约五家新的光电子企业。在光电子领域里实现了销售收入过亿元的有60多家，过10亿元4家，上市公司15家，形成了新兴产业的自动生成机制，集群的产业链不断延伸，形成了后果孵化的四级跳模式。

（二）从政府的途径实现超前的产业配套，做好产业集群发展。

开发区为完善和延伸产业链，策划和实施了一批重点项目。比如促进了烽火科技和nec、阿尔卡特公司合作；重点支持武汉nec移动在手机的领域和光电子领域进行合作；凭借在3g通信和智能手机方面的实力，开发区政府成立了一个手机办公室，专门进行手机产业的策划和协调。此外，开发区还重点推进光存储产业园和可录光盘、闪存卡等重点项目建设。

（三）以创新能力建设为基础，培育核心竞争力，构筑重点产业发展的核心链条。

开发区注重推进企业间形成战略联盟的竞争与合作机制，加强产业和技术联盟建设，促进龙头企业迅速壮大；加快企业孵化的力度，促进中小企业的快速成长，促进不同的企业在区域内发挥自己的比较优势,扬长避短。基于集群化的产业政策要求政府将政策的重心放在促进企业之间、企业与大学、研究机构、社会中介机构间合作之上,并且为这些合作创造良好的环境和必要条件。开发区加强了与产业发展配套的基础设施建设,营造了产业发展和创新的良好环境，并且通过优惠政策引导对产业集群发展有重要影响的公共设施的投资。在加快区域自身产业建设的同时，开发区还加快对重点产业实行战略招商，以自己的产业类型去瞄准在全球光电子领域比较有名的厂商进行招商引资，吸引光电子、光存储、数字家电、通信终端、激光、汽车电子、半导体照明等重点产业的龙头企业入驻。

三、牢牢抓住国家光电子基地的目标，通过品牌壮大产业集群的发展

“中国光谷”品牌是全面反映东湖开发区经济、社会、文化的综合实力的象征。开发区希望通过品牌,带动相关产业的全面发展,从而推动区域经济指标跃上新台阶。光谷在2008年产业总规模达到1000亿元以上，其中光电子超过600亿。下一步，开发区政府将通过两型社会的试点，大力推广光通信产业，大力推动光纤到户项目的实施，支持下一代网络软交换；在移动通信产业，开发区政府重点发展第三代移动通信系统；在光储存方面，开发区将形成100亿左右的产业规模。可以相信，武汉东湖高新技术开发区将在下一轮的竞争中，继续打好武汉“中国光谷”的品牌，全面推进产业集群发展的国际化，实现良性循环发展。

参考文献:

[1]冯文娜，杨慧馨，政府在产业集群成长运行中的作用研究——基于博弈的分析[j]，山东社会科学，2007（11）

光电集成技术篇5

当前计算机发展的主要特征是表现在电子信息技术方面,而计算机网络信息技术的应用有三个特点,分别是高效化、快捷化;智能化、集约化;网络化、数字化。电子信息技术应用的高效化、快捷化特点,是指在科学的基础上的进行的计算机智能研究。当今计算机重要的发展方向就是向着智能化迈进,网络技术科技水平主要表现出能够对人类的感觉以及思维进行模仿。还能够像人脑一般进行信息的综合处理,并实现集约化的分析形式。伴随着计算机的深入,使得网络成为电子信息技术和计算机技术的结合产物。而信息资源的共享与互动交流,是通过电子信息技术的数字处理以及网络化技术来实现的。数字化、网络化的特点在电子信息技术的应用过程中表现出越来越明显的作用。电子信息技术的应用还具有高效化、快捷化的特点,主要是体现在对信息的存储以及对多种信息进行整合处理。这是信息技术充分反应出来的快捷化、高效率的科技特点。

二、当前我国电子信息技术发展中存在的问题

(一)电子信息技术发展缺乏高端人才

电子信息技术人才的缺乏,会直接阻碍电子信息技术的研发。高端信息人才包括有“软件系统分析员”以及“高级软件设计师”等精英人才,这也正是中国信息技术在发展的过程中所欠缺的。除此之外,大量的熟练操作技术工人也是当前信息产业中所缺乏的。虽然我国目前从事电子信息技术工作的人员比较多,但是真正掌握核心技术和关键领域技术的高端人才、精英人才却是严重缺乏。我国电子信息技术的发展若受到人才缺乏的制约,则会与西方信息技术的差距越来越大。

(二)电子信息技术缺乏良好的发展环境

当前国内电子信息市场比较突出的问题是存在大量的虚假信息技术,以及各种各样的假冒伪劣产品。这种现象存在于电子信息市场,会对国内的电子信息技术发展的环境造成一定的影响。另外,我国在电子信息技术方面的法律也还未能及时完善,这就导致电子信息技术的发展缺乏一定的维护体系。电子信息技术成果容易被不法分子剽窃,这样会造成科研工作者丧失对电子信息技术研发的信心。国内的电子信息市场上盗版的产品泛滥,造成不良的竞争现象,导致电子信息技术发展的环境恶劣。一旦电子信息技术缺乏良好的市场竞争优势,势必不利于电子信息技术研发企业的可持续发展。

三、电子信息技术的发展趋势

(一)未来信息技术的核心技术是光电子技术

电子学、光电子是电子信息发展到今天的两个阶段。随着科学技术的不断前进,电子信息技术进入到光子学的又一个新阶段。21世纪的科技更有利于电子信息技术的高速发展,光子作为一种载体,是信息和能量的重要依托,信息光子学以及能量光子学就是从这里发展来的。沿着规律不断发展的有能量光子学以及信息光子学这两大技术,并根据市场的需求向前开拓,这将会推动形成一个规模巨大的现代光电子信息产业。这个电子信息技术产业的前景广阔,能渗透到社会生活的方方面面。所以,未来信息技术的核心技术是光电子技术,并在科学技术领域中发挥重要的作用。

(二)微电子技术向系统集成方向发展

集成电路制造技术作为电子信息硬件产品的“核心”,在电子信息技术领域发展关键的作用。这也是微电子技术向系统集成方向发展的重要体现。集成电路的应用在生活中的众多方面,计算机的CPU和各种IC卡将会在集成电路的中发挥更重要的作用。而目前微电子技术的发展趋势是大规模、超大规模、特大规模。微电子技术作为高科技的集成电路技术,能有效的促进世界信息系统技术的发展。而芯片面在不断的增大,而且集成度也表现出更高的技术含量,同时特征尺寸则变小,片上系统的功能更加全面发展,这是集成电路产品要面向的发展趋势。未来的发展中,还是以CMOS电路作为集成电路的主流工艺,并向着硅片大直径化,加工细微化的方面发展。

(三)网络技术向多业务、高性能大容量方向发展

根据目前的情况分析,网络技术的发展方向是高性能、大容量、多业务。而IP业务则呈现高速发展,未来网络技术的发展重点将会是超高速因特网、宽带综合业务数字网。而第一代的Internet单一数据网络将会被第二代融合数据、影像和语音的多元Internet所取代。光通信网络技术通过密集波分多路复用技术进行实行,这样能对网络传输成本进行降低。在同一网络中实现所有媒体成份数据的传输,这是网络多媒体通信的主要任务之一。

(四)计算机技术向多媒体、智能化方向发展

计算机技术包含的内容很多,有PC机、服务器、多媒体技术以及人工智能技术等。并行处理技术的不断发展,推动了计算机性能的提升。按平均计算每两年计算机就会更新一个数量级。CPU已经由32位发展到了64位,这是体现在产品结构突破性的变化,而其核心的变化则是由先前的计算机发展成为今天的因特网网络设备。此外,存储设备也发展成为更大容量,即海量的存储。当前电子信息技术主要向着实用化的方向进行发展,其联合了计算机、家电、通信等功能特点,还促进了语言与手写识别技术的发展,形成了一个数字与图像技术相互交融的时代。在不断发展的未来电脑将会更加的个性化和拟人化,这是计算机技术向多媒体、智能化方向发展的趋势。

光电集成技术篇6

【关键词】EPON技术;用电信息采集系统;应用;建设

对于我国而言，在当前坚强智能电网建设规划逐步落实、发展的背景之下，需要坚持以坚强王佳为基础，以良好的信息沟通平台为支撑，通过对各种智能化控制手段与技术的综合应用，实现对电力系统各环节、各方面的良好覆盖，最终达到建设坚强智能化的目的。这种坚强化的智能电网具有电力、信息、业务高度集成一体的优势，是各方人员需要高度关注的。同时，电网运行需要以终端客户对于电能的使用为重点及根基，做好对用电信息采集系统的建设工作同样意义重大。在引入EPON技术的背景之下，信息的传递更具双向互动的优势，且对于数据传输而言，更可实现远程控制的优势。本文即针对该问题展开详细分析与探讨。

1.EPON技术分析

EPON技术及以太网无源光网络技术。这种技术是现阶段全新的光纤接入网应用技术之一。在对EPON技术加以应用的过程当中，能够给予单点对多点的方式实现结构建设，通过无源光纤模式实现对数据的高校传输，同时也可建立在以太网平台基础之上，面向系统提供大量的集成服务于功能支持。在物理层级中，通过对PON技术的干预，在链路层中，借助于对以太网协议的应用，使以太网平台能够基于整个拓扑结构实现与系统的联合。可以说，EPON技术充分体现了常规PON技术以及以太网技术的作用。

整个EPON系统主要由三个模块所构成，其一为光线路终端，其二为光分配网，其三为光网络单元。光网络终位于局端，光网络单元位于用户端，光分配网位于两者之间。EPON系统所对应的基本结构如图1所示。

图1EPON系统基本结构示意图

2.EPON系统组网方案分析

在将EPON技术作用于用电信息采集系统建设工作的过程当中，可供选取的组网方案有以下两种类型：其一为基于树形结构的组网方案，其二基于手拉手结构的组网方案。具体组网方式可以分析如下：

其一，从基于树形结构的组网方案角度上来说，本组网方案下的优势体现在：结构连接方便可靠，管理安全可行，管理维护便捷。但相对应的，整个系统运行的网络可靠性水平较低。一旦系统所以来的主干光缆线路发生故障出现中断运行的问题，则可能累及整个局部网络，导致用电信息采集系统无法可靠运行。但由于在用电信息采集过程当中，用户多为低压水平，业务类型按照安全分区划分为iii区，对于可靠性特殊的要求，故而具有一定的应用价值;

其二，从基于手拉手结构的组网方案角度上来说，这种组网方案作为显著的优势在于，能够在不对现有光纤网络结构产生影响的前提条件下，实现对整个用电信息采集系统的全光保护倒换处理。同时，为了保障基于手拉手的组网方案运行安全可靠，还需要在光线路终端进行数据配置的过程当中，确保以太网接口在VLAN以及QoS方面的同步运行。依赖于此种组网方案，在整个用电信息采集系统的正常运行状态下，两个PON接口同时处于工作状态。一旦PON接口发生运行故障或出现光缆线路斩断方面的问题，则可以通过热备份的方式，将处于备用状态下的光线路终端设备投入运行，备用光纤线路也可支持对光网络单元与PON口的数据传输工作，这对于巩固本系统业务的可靠性而言有重要价值。

3.基于EPON的抄表系统接入方式分析

可在小区配电网内安装一立运行的光线路终端设备，配电房内同样需要安装一立运行的分光器装置。光线路终端设备上行直接与抄表数据平台相连接，下行通过2分N光分路器实现与其他终端设备的可靠连接。整个光链路的运行基于光线路终冗余实现保护。从用电信息采集系统的角度上来说，在引入EPON技术的背景之下，可选取的接入模式包括以下几种类型：

其一，选取内置有集中器功能的光网络单元，在正常运行状态下，借助于RS-485接口，对小区终端用户用电信息进行采集与整理。此种接入方式下，可以直接在用电信息采集系统的内部实现Q/GDW与DL/T协议之间的相互转换。故而，此种接入方式的优势体现在：能够省去节点在集中器安装运行方面的费用开支。但由于当前此种带有集中器功能的光网络单元还不够普及，故而应用存在一定的局限性;

其二，通过集中器光纤线路的方式实现对用电信息采集系统的建设。在这种接入模式作用之下，光线路终端设备上行借助于光通信单元实现与光线路终端的连接，下行则依赖于RS-485接口实现对终端用户用电信息的采集工作，一般来说，建议普通居民楼用户使用此种方式进行用电信息采集系统的建设工作，以确保集中器所对应的单相电压供应能够与整个居民楼的电力系统建设相契合;

其三，通过连接光网络单元与集中器的方式实现对用电信息采集系统的建设。对于我国而言，在现行的行业标准用电信息采集2013版规范当中，没有将光纤接入方式纳入对集中器上行通道的建设范畴当中。故而，从这一角度上来说，可以在系统建设过程当中，充分利用集中器上行所对应的以太网接口实现与光网络单元的连接，确保其能够与主站之间形成良好的信息沟通机制。而对于下行而言，则可依赖于PLC载波装置实现与智能电网的交互通信。此种接入方案比较适用于应用三相电表的客户终端，可在实际工作中予以灵活使用;

其四，通过连接光网络单元、集中器、以及采集器装置的方式，共同实现对用电信息采集系统的建设工作。较前面所提到的第三种接入方案而言，本方案下可通过采集器实现集中器与终端智能电表装置的数据交互。同时，本方案下能够对应每个配电箱安装独立运行的采集器，响应对用电信息的采集工作。依赖于此种方式，能够使整个组网结构更加的灵活，故而对于多层公寓以及高层建筑的终端用户用电信息采集而言更具适应性。

4.结束语

在整个电力系统的建设运行全过程当中，需要动态、全面的实现对系统终端用户用电信息的合理采集，通过信息采集的方式，能够了解并评估终端用户对于电能的使用、需求情况，同时也是供电企业按照行业标准获取经济效益的重要手段之一。在电网智能化的建设发展背景之下，用电信息采集需要借助于系统建设的方式来实现动作相应的自动型以及智能型，故而研究用电信息采集系统建设方面的问题无疑有着重要的意义与价值。故而，本文重点研究EPON技术在用电信息采集系统中的应用，通过对EPON技术的简单介绍，分析了EPON技术应用于用电信息采集系统下的组网方案以及接入模式，望能够成功作用于实践。

参考文献

[1]袁圆，陈超，田金丽等.一种基于EPON的新型电力系统通信网[J].煤矿机电，2010（4）：36-38.

[2]颜江腾.基于EPON的新型电力系统通信网分析[J].中国新通信，2013（23）：111-112.