新兆光電-現代光學的發展

眾所周知，因為有了光，人們才能看見這個色彩斑斕的世界，才能在這世界上生存。因此在我們的生活中有許許多多的光現象及其應用的產生。無論是建造藝術，還是雕塑、繪畫及舞蹈藝術等眾多領域都離不開光的存在，也因為有了光的存在，使其更加的炫目奪人。

那么，光在于現代是如何發揮它對人類的作用的呢？而光又是如何發展成為現代光學呢？

20世紀中葉隨著新技術的出現，新的理論也不斷發展，由于光學的應用十分廣泛，已逐步形成了許多新的分支學科或邊緣學科。幾何光學本來就是為設計各種光學儀器而發展起來的專門學科，隨著科學技術的進步，物理光學也越來越顯示出它的威力，例如光的干涉目前仍是精密測量中無可替代的手段，衍射光柵則是重要的分光儀器，光譜在人類認識物質的微觀結構(如原子結構、分子結構等)方面曾起了關鍵性的作用，人們把數學、信息論與光的衍射結合起來，發展起一門新的學科——傅里葉光學把它應用到信息處理、像質評價、光學計算等技術中去。特別是激光的發明，可以說是光學發展史上的一個革命性的里程碑，由于激光具有強度大、單色性好、方向性強等一系列獨特的性能，自從它問世以來，很快被運用到材料加工、精密測量、通訊、測距、全息檢測、醫療、農業等極為廣泛的技術領域，取得了優異的成績。此外，激光還為同位素分離、儲化，信息處理、受控核聚變、以及軍事上的應用，展現了光輝的前景。

光學是物理學的一個分支, 是一門古老的自然學科, 已經有數千年發展歷史。在十七世紀前后, 光學已初步形成了一門獨立的學科。以牛頓為代表的微粒說和與之相應的幾何光學；以及以惠更斯為代表的波動說和與之相應的波動光學構成了光學理論的兩大支柱。到十九世紀末, 麥克斯韋天才地總結和擴充了當時已知的電磁學知識, 提出了麥克斯韋方程組, 把波動光學推到了一個更高的階段。然而, 人們對光的更進一步的認識是與量子力學和相對論的建立分不開的。一方面, 十九世紀及其以前的光學為這兩個劃時代的物理理論的建立提供了依據。另一方面, 這兩個理論的建立, 更加深了人類對光學有關現象的深入了解。從十七世紀到現在，光學的發展經歷了萌芽時期、幾何光學時期、波動光學時期、量子光學時期、現代光學時期等五大歷史時期。

而現代光學時期主要從20世紀中葉開始它包括了激光光學、非線性光學、纖維光學、薄膜光學與集成光學、信息光學、傅里葉變換光學、光電子學等新的光學分支學科。特別是激光問世以后，光學開始進入了一個新的時期，以致于成為現代物理學和現代科學技術前沿的重要組成部分。其中最重要的成就，就是發現了愛因斯坦于1916年預言過的原子和分子的受激輻射，并且創造了許多具體的產生受激輻射的技術。 愛因斯坦研究輻射時指出，在一定條件下，如果能使受激輻射繼續去激發其他粒子，造成連鎖反應，雪崩似地獲得放大效果，最后就可得到單色性極強的輻射，即激光。

光學的另一個重要的分支是由成像光學、全息術和光學信息處理組成的。這一分支最早可追溯到1873年阿貝提出的顯微鏡成像理論，和1906年波特為之完成的實驗驗證；1935年澤爾尼克提出位相反襯觀察法，并依此由蔡司工廠制成相襯顯微鏡，為此他獲得了1953年諾貝爾物理學獎；1948年伽柏提出的現代全息照相術的前身——波陣面再現原理，為此，伽柏獲得了1971年諾貝爾物理學獎。

自20世紀50年代以來，人們開始把數學、電子技術和通信理論與光學結合起來，給光學引入了頻譜、空間濾波、載波、線性變換及相關運算等概念，更新了經典成像光學，形成了所謂“傅里葉光學”。再加上由于激光所提供的相干光和由利思及阿帕特內克斯改進了的全息術，形成了一個新的學科領域——光學信息處理，也就是信息光學。信息光學技術也稱為光信息處理, 它是應用信息光學理論具體解決光信息的接收與傳遞, 加工與確認等方面的知識。光信息處理的特點就在于它能同時處理二維圖象, 而且處理信息量特別大, 處理速度也極快一張照片的傅立葉變換, 用計算機需幾個小時甚至更長的時間才能完成, 但用光學透鏡,在一瞬間就完成了！光纖通信就是依據這方面理論的重要成就，它為信息傳輸和處理提供了嶄新的技術。

總之，現代光學和其他學科和技術的結合，在人們的生產和生活中發揮這日益重大的作用和影響，為人們認識自然、改造自然以及提高勞動生產率提供了強有力的科技力量。