2035年信息领域激光技术发展趋势展望(2)

2. 光纤传感器

随着光纤通信技术的发展，光纤传感技术以激光源为传感信号，以光纤和光纤设备为传感器，通过对传感激光器的解调获得传感信息. 干扰小，分布小，易于集成，测量精度高，网络自组织等优点.

在实际应用中，通常将各种传感器形成一个光纤传感器网络以测量各种信号. 根据光纤传感网络的应用要求，将各种激光源（如量子级联激光器，激光二极管，发光二极管，布里渊光纤激光器和拉曼光纤放大器）用作传感源. 温度，压力，流量和位移是，振动，旋转，弯曲，液位，速度，加速度，声场，电流，电压，磁场和辐射以测量物理量[13]，已广泛用于军事，国防，航天，工矿企业，能源环保，工业控制，医疗卫生，测量测试，建筑，家用电器等领域.

光纤传感技术在大型建筑行业中发挥了重要作用. 1993年，加拿大在碳纤维预应力混凝土公路桥梁上预装了光纤传感器，并根据动态规划理论对数据进行了处理，并准确，快速地评估了桥梁的使用寿命和使用寿命. 在我国的三峡水利项目中，埋在坝体上游表面附近的布拉格光纤光栅温度传感器比直接测量水温的水银温度计精度更高. 目前，使用最广泛的是光纤阵列传感系统，可以实现，远距离的多点传感. 结合分布式光纤传感系统，已成为光纤传感的主要发展趋势. 大型基础设施的分布监控系统全部使用光纤阵列传感技术，例如北京鸟巢体育场，广州电视塔和高铁线路. 可以看出，现代工业，基础设施，能源等领域已经越来越离不开光纤传感技术的保证.

三，2035年激光技术通信领域的发展趋势展望

（1）光通信技术

目前，我国的光纤通信已经突破了普通光纤中100 Tb / s数据传输的80 Tb，并朝着超高速，超大容量的“三个超级”方向发展，和超长距离[14]. 预计到2025年将实现100 Tb / s的超高速光纤通信系统，到2035年将充分实现通信前端的关键电子，光子和光电子器件集成应用，突破1000个. Tb / s光纤高速信息传输. 未来，光纤通信技术将给人类带来更深远的影响，也是我国实现“两百年”宏伟目标的强大动力.

通过轨道角动量复用等新技术，无线光通信研究已经可以实现每秒TB级的传输，但是传输距离有限，远距离传输仍然难以超过10 Gb / s . 通过光源，放大器和检测系统的发展和进步，预计到2025年，即使​​对于航空通信，也可以实现40 Gb / s的高速激光长距离传输. 随着2035年关键电子，光子和光电设备在光纤通信的前端全面推广，空间激光通信可以突破100-400 Gb / s高速系统的实用性，并且还将成为用于空间信息网络和深空通信. ，宽带访问，水下检测等方面已得到充分应用.

（2）激光显示技术

显示领域通常朝着高清，高色彩饱和度的2D和3D激光显示技术发展，包括激光全息显示技术，MicrolLED显示技术和柔性显示技术. 该系统更紧凑，分辨率更高，色域更广是一种发展趋势. 我国将在2022年实现超高清视频，激光显示将解决4K / 8K超高分辨率显示芯片，超高清视频图像采集/存储/处理/传输，人眼等关键技术生物学特征和视觉心理特征. 三种原色LD光源，红光LD单管功率可以达到2 W（寿命超过10000 h），蓝光LD单管最大输出功率可以达到2.8 W（寿命超过5000 h），绿光LD的最大输出功率达到500mW，突破实用水平，彻底解决了依赖的问题. 预计到2025年的总体发展目标应该是实现超高清和头戴式3D显示技术. 预计到2035年的总体发展目标应该是实现裸眼3D显示技术.

（3）光学存储技术

预计与光存储相关的单一技术和系统集成技术将在2022年左右保持稳定，并且存储购买成本将达到1美分/ GB [15]. 近年来，飞秒激光器等超快激光器的性能迅速提高，这导致了新存储技术的不断突破. 结合性能更好的存储介质材料技术的进步，将实现具有高存储容量，密度，可靠性和数据传输率的存储技术，具有超大容量，超高效率，超高吞吐量的光存储产品，成本低，兼容性强，相应的行业标准，国家标准和国际标准也将越来越完善，并在各行各业普及. 预计到2025年将实现TB级光盘存储，到2035年将打破TB级光盘存储系统.

（4）光学传感技术

激光雷达正在朝着高灵敏度，高信噪比，高分辨率和宽测量范围发展. 传感器前端的专用性能正在朝着集成，多参数和的方向发展. 该算法结合人工智能实现智能传感. 预计到2025年，激光雷达将在智能联网，无人驾驶等领域得到充分利用黑白电视发射机，成为无人驾驶领域的主要增长动力，该技术将突破3D雷达成像. 到2035年，随着绝大多数汽车向智能化发展，无人驾驶也将成为驾驶的最重要部分，而完全智能的激光雷达技术将成为陆上，水上和空中设备中无人驾驶的核心.

随着窄线宽激光器等先进激光技术的发展，智能光纤传感器网络技术将变得更加成熟，并在各个领域发挥更大的作用，以增强中国的自主创新能力，增强国际制造能力. 增强竞争力，促进国民经济的快速可持续发展. 预计到2025年将实现超高分辨率超快光纤传感技术，到2035年，分布式智能光传感系统将进入海洋，地心，太空和其他超远距离领域，成为该领域最重要的基础设施. 广域物联网.

四项政策建议

目前，我国的激光应用信息技术正处于蓬勃发展的时期，机遇与挑战并存. 一些关键的核心技术和流程仍然存在差距. 考虑到当前国际政治和经济形势的严峻性，技术和工业的发展将不可避免地受到外部制约. 由于其在民生，工业，军事等方面的普遍意义，为了促进我国的激光应用信息技术和产业在2035年之前处于世界领先地位，提出了以下在激光应用领域的发展建议信息.

（1）建立关键研究方向并发展核心技术开发

根据中国激光技术信息应用和产业发展的现状，分析了当前激光信息技术发展，产业登陆和应用过程中需要突破和解决的关键技术瓶颈，并根据优先级确定需要重点突破的研究方向. 并在国家层面通过各种类型的科技计划进行有针对性的布局，在国家科技计划中发挥带头作用，并加强对技术创新的扶持政策. 完善“产学研”协同创新机制，集中“产学研”优势开展技术研究，共同开展基础理论创新和前瞻性技术研究，努力克服和解决

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