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光学作为一门学科诞生已近340年，经历了一个漫长的发展历程。20世纪以前的光学主要标志是由古典光学到传统光学，为光学的发展奠定了良好的基础；20世纪光学的主要标志是传统光学大步向现代光学的迈进，是大发展的100年。20世纪激光、光纤、全息、光存储、光记录、光显示等技术的出现，给我们带来了以光通信、因特网为代表的全新的信息化的时代。可以毫不夸张地说，如果没有20世纪光学的巨大进步，就没有今天信息社会的到来。

在迎接新世纪到来的时刻，回首100年来光学的发展和进步及其对人类的贡献，正是“百年光学，历程辉煌”。站在新世纪的开端展望未来，更是“任重道远，前程似锦”。本文简要叙述20世纪光学的进展，并对新世纪的光子学及光电子产业作一初步的展望。

20世纪是光学的大发展的年代，这一百年来，我们可以清晰地看到传统光学及其仪器向现代光学及其仪器（现代光电子仪器）的演变和转化。从传统光学及仪器过渡到现代光学及仪器，实际上有一个较长的由旧至新的逐渐演变的过程，两者之间并不存在不可逾越的鸿沟。它们之间的重要区别和主要特征是：光学仪器是以经典理论--几何光学或物理光学的原理为基础，应用领域受到很大限制；现代光学仪器突破了传统理论的束缚，拓宽了可见光的概念，从可见、微光、红外、激光、光纤到光信息的各个波长；其原理包括波动光学、量子光学、光信息理论，不再局限于古典和经典光学的狭窄领域。

传统光学以光学、机械为主体，主要是光学--机械仪器；现代光电子仪器和设备冲破了光机的基本结构，具有光机电算一体化的特征，开始走向自动传感、微机控制、CCD摄像监视、智能操作和图像处理。电子技术和计算机成为现代光学仪器不可分割的一部分。

传统光学仪器基本上是视觉参与下的人机系统，离不开人的操作和观测，其观察、测量大部分靠人眼作为传感器，靠人来操作、控制。而现代光学仪器已完全冲破这种经典模式，操作、检测和数据处理由计算机控制，自动化与智能化程度、工作方便性和可靠性均大大提高。由于信息革命及多媒体技术的发展，现代光电子设备及系统越来越明显地要求从模拟量走向数字化，从单一终端走向网络，从一台套的单功能走向网络终端的多功能。从涉及的原材料、功能元件来看，也从简单的玻璃、机械走向多种原材料、元器件，就其个体，可能愈来愈微型化、多元化、集成化。

从设计方法上看，传统光学仪器除光学设计外，总体与结构设计的主要方法是模仿、参考设计与经验设计现代光学仪器则越来越多地采用计算机辅助设计、优化设计和“三化”设计，仪器设计方案的制订不单纯考虑某一产品，而是要求整个系列仪器各品种之间零部件通用性强，标准化程度高，采用标准件多。因而产品成本下降，质量提高。

从技术发展速度来讲，现代光学仪器的循环周期越来越短，更新速度越来越快，标新立异经常出现，且软件的比重急剧增加。

在20世纪的中后期，传统光学仪器向现代光学仪器的过渡和转变，主要是靠扩大微电子技术在光学仪器中的应用。实现光机电算一体化。这是现代光学仪器的最重要的特征。其中关键在于计算机化和自动化，而微电子技术是这一过渡和转变的基础。应用微电子技术和计算机，可提高仪器的使用价值，即提高技术性能、工作效率、仪器质量和可靠性。例如采用自动图像分析和图像处理的方法可以提高效率150倍以上。应用微电子技术和计算机还有利于采用新的工作原理，使仪器结构明显改进和简化。可以在光学仪器中用微电子器件或简单的机械和微电子组件来代替原结构中光学、机械以及电子学中成本昂贵的组件，从而提高了经济效益。

随着激光技术和光电子技术的崛起，现代光学和光学工程已发展为以光学为主的，并与信息科学、能源科学、材料科学，生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。学科的交叉与渗透使现代光学产生了质的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。在一些重要的领域，信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使现代光学产业的主体集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等光电信息产业上。这些产业一般具有数字化、集成化和微结构化等技术特征。在传统的光学系统不断地实现智能化和自动化，从而仍然能够继续发挥重要作用的同时，对集传感、处理和执行功能于一体的微光学系统的研究，以及开拓光子在信息科学中作用的研究，将成为今后现代光学和光学工程学科的重要发展方向。

光学的发展表明，人们对于光的认识经历了多么复杂的演变过程。20世纪的光学取得了无比辉煌的成就，

但是人们对于光和光子的认识，只能说刚刚开始，现代光学与光子学的发展也仅是初露头角而已。

在21世纪中，现代光学与光子学积极参与解决的科技问题有：信息高速公路、研究微观世界、增强国家实力（国民经济与国防建设）、光电子进入家庭、探索宇宙、人类健康、能源问题和农业问题以及可持续发展项目（环境、防灾、资源维护、保健医疗等）。现代光学和光子学的未来，不仅仅是国民经济和国防建设，更重要的是利用光子学技术解决人类的健康问题。为了使地球上60亿人口都能过上健康的生活，还需要解决最基本的问题即能源、资源和土地。下面主要谈谈现代光学与光子学在解决人类健康与农业问题的前景。

展望21世纪我们我们可以肯定的，任何最大胆的预测都将赶不上未来光学（光子学）的飞速发展。我们现在应该想的是，如何适应信息时代发展的潮流，把握国际上光学发展的新动向，使我国的光学赶上和超过国际先进水平。为此，我国要大力发展光子技术和光子工业，面向国际市场，在国际竞争中占有一席之地。我国的光学面向服务于“四化”的信息化；面向国防现代化，面向集约性经营，以及面向可持续发展：人民教育、保健医疗、生态环境、防灾、海洋、资源保护等。

现代光学和光子学正在对高科技、国防建设、国民经济与人民生活产生巨大的影响。可以预期，光子学技术在21世纪将会像20世纪微电子技术那样迅猛发展。让我们一起为创造现代龙睛（指世界意义的信息时代）而努力吧!

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