目标要求
培養目标
本專業培養具備光信息科學與技術的基本理論、基本知識和基本技能,能在應用光學、光電子學及相關的電子信息科學、計算機科學等領域(特别是光機電算一體化産業)從事科學研究、教學、産品設計、生産技術或管理工作的光信息科學與技術高級專門人才。
培養要求
本專業學生主要學習光信息科學與技術的基本理論和技術,熟悉光學、電子學技術和計算機技術,受到科學實驗與科學思維的訓練,具有本學科及跨學科的科學研究與技術開發的基本能力。
知識技能
1.掌握數學、物理等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握光信息科學的基本知識和基本實驗技能;
3.了解相近專業的一般原理和知識;
4.熟悉國家信息産業政策及國内外有關知識産權的法律法規;
5.了解光信息科學與技術的理論前沿、應用前景和最新發展動态,以及信息産業發展狀況;
6.掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲
半導體光電子材料
半導體光電子材料
取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。
教學實踐
包括生産實習、畢業論文等,一般安排10~20周。
主幹學科:物理學、電子科學與技術、計算機科學與技術。
主要課程:電子學、計算機科學、機械設計、波動光學、固體物理、激光原理、光電子學等。
主幹課程
高等數學、線性代數、概率論與數理統計、普通物理、普通物理實驗、機械制圖、機械設計基礎、數學物理方法、計算機原理及應用、計算機程序設計、電路理論、模拟電子線路、數字邏輯電路、信号與線性系統、自動控制原理、電子測量技術、電磁場理論、數字信号處理、數字圖像處理技術、全息技術、光學基礎、工程光學、光學設計、光信息處理、激光原理、量子力學、光電技術、電工學、電磁學、光電子技術、光纖通信等。
産業化發展
在半導體光電子材料方面:在中國,用于集成電路(IC)和太陽能電池單晶矽(Si)年産量約為400噸。用于光電子器件的GaAs單晶、用于LED和LD的InP單晶和用于紅、綠色LED的GaP芯片材料已實用化。用于藍光LD和藍、綠光LED和GaN、SiC等寬禁帶半導體材料正在研發中。
在激光晶體材料方面:華北光電技術研究所研制的Nd:YAG晶坯性能指标達到國際先進水平。華博技術有限公司的YAG激光棒年批量生産能力為3000根。中國已成為礬酸钇(YVO4)晶體的生産出口大國。中國科學院福建物質結構研究所研制成大尺寸YVO4單晶,并加工成偏振晶體器件。北京爍光特晶體科技有限公司已建成年産200公斤YVO4單晶生産線。上海光機所研制的摻钛藍寶石激光晶體也已經出口美國、日本、俄羅斯等國家。中國研制的Nd:YAG和Nd:YVO4激光晶體,其主要技術指标達到國際先進水平,出口産品數量約占國際市場1/3。
在非線性光學晶體方面:中國研制的偏硼酸鋇(BBO)、三硼酸锂(LBO)等優質的非線性光學材料,系國際首創,用于激光光源在可見光區的頻率轉換。用于激光倍頻、光參量振蕩、電光調Q和聲光、電光器件的铌酸锂(LN)單晶中國的年生産能力約為10噸。
光學元器件
光電子材料發展的重點為:高功率、可調諧、LD泵浦和新波長激光晶體等;超高亮度(LED)、半導體激光器(LD)用GaAs,Gap,GaN基外延材料等;STN,TFT顯示器用液晶材料等;用于密集波分複系統的G。655非零色散位移光纖及大尺寸光纖預制棒等。
光學元器件包括:光學儀器,光電檢測儀器,光學遙感、遙測儀器,機器人視覺,光學檢測和測量、夜視和偵察,微光夜視儀,紅外夜視儀,高分辨率的成像衛星,偵察相機,高靈敏探測器平面陣列(FRA),快速三維模型測量;計量學(定位,位置,線度,準直);機器視覺(特征,方位和缺陷);光學傳感器(成分,溫度,PH值探測等)。
應用領域
1光通信與光纖傳感器件(光電傳感技術、光纖通信原理與技術、光通信實驗等)
這裡可包括光纖光纜,光電子材料,集成光電子器件,光電元、器件,光纖通信器件(光纖無源器件,光纖有源器件),光纖傳感器件,光纖激光器,光端機,光纖通訊機及設備,光纖數據傳輸設備;光纖陀螺儀;光纖控制的相控陣雷達,光纖地面和衛星通信系統等等。中國現有光纖通信企業320餘家,其中光纖光纜193家,光電器件46家,光纜材料和配套件企業22家,通信專用儀表9家,光通信傳輸設備50家。産值240億元,銷售額262億元。“十五”期間中國光通信産業發展重點為光傳輸、光接入、光傳送網産品、光纖光纜和光電器件五個方面。
2激光器件及應用(光學、物理光學、非線性光學、激光原理和技術、光信息處理等)
包括激光器件(光纖,半導體、固體、氣體、準分子及其它),激光加工,激光全息,激光醫療儀器,激光測距,激光雷達,激光跟蹤,激光制導,光學陀螺儀,交通控制系統,光導航設備與系統,目标指示器,幹擾發射機和通信設備等。中國從事激光技術研究、激光應用産品研制生産的單位約有400餘家(不含激光音像設備生産單位),全國激光産品市場年銷售額約為32。4億元人民币(此數據不包括激光音像設備、激光通信工程、激光條碼檢測及激光二次效益如激光醫療收入等)。
3光信息輸入與存貯(電工電子技術、計算機技術、光學基礎)
随着計算機、網絡技術和數字媒體技術的發展,光輸出入類設備,如掃描儀、打印機、複印機、傳真機和數碼相機等辦公自動化設備,以及光存儲類産品,如CD-ROM、CD-RW和DVD-ROM光盤機,以及記錄用的CD-R光盤機和可重複讀寫型的CD-RW光盤機,迅速地進入了人們的生活和工作。各種新型的辦公消費、娛樂類的光電産品将成為21世紀人們生活中的必需品。
數碼相機産業市場發展迅速:國家計委已确立重點發展數碼相機(DSC)産業的計劃,進軍數碼相機市場。在于組織力量,研發數碼相機的關鍵零部件、核心技術及配件;重點項目包括:彩色顯示器、專用IC、高性能球面鏡片及印表機、碳粉等。
中國從事數碼相機的研發、生産的廠家有:鳳凰數碼、喜馬拉雅、海鷗、方正科技、紫光、聯想集團、朝華科技、華旗資訊、TCL、先科、明基(BenQ)等。國内已有30多個品牌,大多集中在家用市場。國外公司陸續在中國内地投資設立數碼相機生産線,這些公司包括:美能達(Minolta)、尼康(Nikon)、賓得(Pentax)、松下(Panasonic)、三星(Samsung)、惠普(HP)、愛普生(Epson)、三洋公司、索尼(Sony)公司、奧林巴斯公司(Olympus)、柯達公司(Kodak)、佳能公司(Canon)、富士膠片公司(FujiFilm)等。
掃描儀市場穩定增長:掃描儀是計算機的重要外設産品之一,已成為光電産品中技術工藝成熟、市場應用穩定增長的重要産品。全球掃描儀的著名品牌Microtek、HP、AGFA、UMAX、Acer、EPSON、Canon等早已陸續進入中國國内市場,與此同時,台灣地區的代工生産廠商的生産基地也都全部轉移到了内地,北大方正、清華紫光等國内單位研發的掃描儀也正成為掃描儀市場中重要品牌。研發生産掃描儀的廠商擁有掃描器生産技術和影像處理技術,因此包括數碼相機、PCCamera等相關産品都是掃描儀廠商謀圖發展的替代産品。為了适應多功能PC外圍光電輸入/輸出設備應用市場的需求,今後掃描儀産品必将向着多功能複合應用方向發展。
4光顯示材料與設備(電路基礎、模拟電路、數字電路、微機原理與接口技術、光學等)
中國顯示器領域發展良好:
在液晶顯示器(LCD)方面:中國液晶顯示器産量占世界産量的25%。中國液晶行業年銷售額約為53。52億元。中國已能生産滿足寬溫度低阈值等特殊要求的TN液晶材料,STN液晶材料已開始批量生産,結束了完全依靠進口的局面。國内的薄膜晶體管(TFT)用液晶材料仍處于實驗室研制階段。中國液晶材料年生産能力已超過40噸。國内主要的企業有4家:北京清華亞王液晶材料有限公司、西安現代化學研究所、石家莊實力克液晶公司和煙台萬潤精細化工有限公司。偏振片已進入穩定的批量生産階段,現有兩家生産企業,廣東福地日合偏光器件有限公司和深圳市深紡樂凱光電子材料有限公司,年銷售75萬平方米,銷售額超過6000萬元。
ITO導電玻璃是液晶三大材料之中發展最快的,生産廠家已超過10家,其中規模最大的是深圳萊寶真空技術有限公司。年生産ITO玻璃376萬平方米,銷售總值約6億元。STN用導電玻璃已大部分滿足國内需求。生産導電玻璃的成套設備已具備實現國産化的能力。此外,掩膜版、背光源、取向劑、封接膠、光刻膠以及其他LCD相關材料的國内自給率有了很大的提高。即不完全統計,從事這方面生産的企業有7家,實現産值1。69億元。中國現有LCD生産廠家約60家,2003年北京市京東方科技集團有限公司以3。8億美元成功收購韓國現代顯示技術株式會社的TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器件)核心技術,已經在北京經濟技術開發區建設TFT-LCD産業基地,未來10年,TFT-LCD将在家電、電腦、數碼相機、手機等行業得到廣泛應用。日本、韓國、台灣等向中國大陸加快轉移STN-LCD、TFT-LCD生産線,已建成的或開始建設已達14條線,大多數為STN-LCD生産線,也有TN和彩色STN生産線。
在發光二極管(LED)方面:近年來中國LED産業呈現穩步增長趨勢,國内與LED研究、開發、生産有關的單位有300多家,大多數企業生産普通LED(指芯片為GaP、GaAlAs的發光二極管)。年産量達120億隻,銷售額約40多億元。國内普通LED芯片能批量生産的企業隻有一家——聯創光電公司,年産約20億隻,聯創光電公司将向LED下遊産品擴展,發展紅、綠、藍三基色全彩顯示屏、LED白光照明、LED交通等産品,屆時聯創光電将成為國内産品層次最多、規模最大的LED廠家。LED顯示屏生産企業約有幾十家。中國正在成為全球傳統LED的生産加工供應基地之一。中國生産的紅、綠、橙、黃發光二極管産量約占世界産量的12%,藍色發光二極管已研制成功。在等離子體顯示器(PDP)方面:等離子體顯示器(PDP)研究開發取得較大進展,已經開始生産42英寸PDP屏。在其他類型顯示器方面方面:如真空熒光顯示(VFD)、有機EL(OLED)、場發射(FED)等均在科研生産中取得進展。“十五”期間中國發展顯示器投資了380億元。
5紅外産品(電工電子技術、計算機技術、光學基礎)
中國的紅外産品市場發展迅速。随着工業自動化的發展,熱故障與熱漏洩診斷的逐步推廣,以及技術安保體系的建立,紅外測溫儀、熱像儀和熱電視等産品的市場穩步增長。全國主要紅外産品年銷售額約為8億5千萬元人民币。
6照明與能源(原子物理、半導體物理、量子力學、固體物理、電工電路技術、光學基礎)
高亮度高效金屬鹵化物燈、硫二聚物(微波放電)燈和發光二極管LED光源将逐步取代白熾燈,實現照明上的革命。發光材料,發光二極管與發光元器件;發展太陽能電池,地球上的能源愈來愈短缺,美國預計到2050年,太陽能源将占能源的一半。光全息與全息存儲(光學、物理光學、非線性光學、光信息處理、激光原理與技術)
就業前景
“光信息科學與技術”專業就業領域—— 光電子産品與技術領域
全世界光電子技術産業的市場規模己達1萬億美元。國外光電子産業主要在美國、西歐和日本。中國的光電子技術産品市場的年增長率,始終保持在兩位數的高速增長勢頭。随着信息光電子技術、激光加工技術、激光醫療與光子生物學、激光全息、光電傳感、顯示技術等光電技術的快速發展以及光電科技與數字技術、多媒體技術、機電技術等領域的結合與滲透,中國已經形成以下市場可觀、發展潛力巨大的光電子産業。



















