光子计量与光子计量测试仪器

　　1光子时代

　　光是什么?一直是近儿个世纪以来物理学、光学研究的主题之一。19世纪牛顿(Newton)提出光的微粒论，之后，惠更斯(Huygens)提出光的波动说，光究竟是微粒还是波动一直是物理学研究和争论的中心问题。19世纪麦克斯韦(Maxwell)在总结电磁运动规律的基础上，提出了光的电磁理论，证明光是一种电磁波(横波)，电磁波在真空中以光速传播，将光和电磁现象联系起来，之后，1888年，赫芝(Hertz)从实验中证实了麦克斯韦理论，这种理论能够成功地解释光的传播，光在介面上的折、反射，光的干涉，衍射现象，但仍有很大的局限性。它无法解释黑体辐射的光谱分布规律和光电效应等一些重要的实验现象，使物理学的发展陷人困境。19。。年，普朗克(Planck)提出光辐射的量子假说，成功地解释了黑体辐射规律。1905年，爱因斯坦 (Einstein)创造性的提出光的量子假说并用以解释光电效应，提出了光的波动，微粒二象说。1917年爱因斯坦推导得出自发辐射，受激吸收，受激辐射三者之间的关系。之后，在量子物理和微观粒子运动特性研究的基础_L，进一步证实光子也是一种基本粒子，光子具有能量，动量，质量和自旋。

　　20世纪中，各国科学家对光子的产生，光子的微观结构，光子的传播特性，光子与物质的相互作用和光子测量进行了深人的研究，随着微波量子放大器的研究，导致196。年第一台激光器的出现，而激光技术的迅猛发展又使光子研究，测量和应用进人到一个新的阶段，促进了光子学的诞生和发展。1970年荷兰科学家玻特范脱(Poldevaart)在一次国际高速摄影会议上首先提出光子学(Photonies)概念，并定义它是研究以光子为信息载体的科学。 1973年法国召开了光子学国际会议，1978年欧州光子学学会成立，随后，美国光学学会会刊《光学通信》更名为《光学和光子学通信》，《光谱》杂志更名为《光子学集锦》，美国接连出版了《光子学基础》、《光子学词典》、《光子学指南》等著作，并在高校中开设了光子学课程，培养光子学的专门人才，美国先后组建了多个光子学技术中心。早在十多年前我国的一些前辈，著名科学家钱学森、龚祖同、王大琦等就十分重视光子学，光子技术、光子工程和光子产业的发展，198。年钱学森教授在《光子学、光子技术、光子工业》一文中川就提出光子学是研究光子的产生，运动和转化的科学。近年来，在国家自然科学基金会信息部王玉堂教授主持下召开了多次讨论会并发表了一批学术论文川。

　　国内外一些著名科学家均一致认为光子学是继电子学，光电子学发展起来的又一高新学科领域。物质，能量和信息是人类社会的重要资源，在人类历史漫长的发展阶段，从游牧时代，农业时代到工业时代，信息资源的利用都处于从属地位。社会的发展，科学技术的迅猛发展，人类开始步人信息社会，当今时代的特征是由工业化社会向信息化社会发展，逐步进人信息时代，信息时代的标志是信息产业已经成为社会的主要产业。并成为先导;信息科学技术已进人经济、科技、国防、社会和家庭，形成了信息化社会。由于光子器件的响应时间可达飞秒(电子器件只能达到纳秒，要差6个数量级)、光子技术的传输容量大，光子技术的信息存贮密度高、光子器件微型化，集成化程度高，光子已经成为信息科学技术中主要的信息载体，光子科学技术已成为改变世界技术的重要杠杆之一，在今后世界经济实力与国防力量的较量中，光子技术将起到极其重要的作用，如果说20世纪是微电子时代的话，那么21世纪将是光子时代。近几年来，一些经济发达的国家，如: 美国、西欧、日本、以及亚洲太平洋地区也将光子学、光子技术、光子工程和光子产业列人发展重点，已经投人大量的人力，物力和财力，光子产业已经成为新兴工业的重要支柱。作为光子产业的先导光电子产业迅猛发展，到2000年，光电子产值达213。亿美元比1988年增长4.5倍多，见图1，从1987年到 2000年光电子产业个主要行业发展概况见图2.