激光技術(shù)自發(fā)明以來(lái)，就開(kāi)始廣泛應用于信息領(lǐng)域。激光技術(shù)促進(jìn)了信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已是當今信息科技發(fā)展的主要動(dòng)力�！拔覈�激光技術(shù)與信息應用2035 發(fā)展戰略研究”是中國工程院設立的重點(diǎn)咨詢(xún)項目“我國激光技術(shù)與應用2035 發(fā)展戰略研究”的課題之一，旨在對我國激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的應用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況開(kāi)展全面研究，凝練信息領(lǐng)域激光技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出能夠促進(jìn)該領(lǐng)域發(fā)展的合理建議。本文通過(guò)介紹光通信、激光顯示、光存儲、光傳感等幾個(gè)激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的主要應用，對其國內外研究和發(fā)展現狀、主要關(guān)鍵技術(shù)、國內外產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了深入分析，研究提出：確立研究方向重點(diǎn)，布局核心技術(shù)開(kāi)發(fā)；搭建產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新平臺，提高技術(shù)創(chuàng )新水平；注重知識產(chǎn)權保護，加強高端人才培養；引導“政產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同，促進(jìn)成果轉化合作；加大政策扶持力度，引導行業(yè)健康發(fā)展；發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢，增強企業(yè)競爭能力。

前言

   與傳統光源相比，激光光源具有單色性好、相干性強、亮度高和方向性好等優(yōu)點(diǎn)，在工農業(yè)生產(chǎn)、通信、醫療、科研、國防等諸多領(lǐng)域具有極為廣泛的應用。激光的發(fā)明和發(fā)展引發(fā)了光學(xué)的重大變革 ，推動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，并引領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代。尤其是半導體激光器的問(wèn)世，直接促成了光纖通信技術(shù)的應用，使通信技術(shù)的發(fā)展從電子時(shí)代跨入光電子時(shí)代。

    激光技術(shù)的迅速發(fā)展已滲入到信息技術(shù)領(lǐng)域的各個(gè)方面，作為電子信息技術(shù)的延伸和發(fā)展，取得了舉世矚目的成就，已成為當今信息科技發(fā)展的主要推動(dòng)力。目前，激光在信息領(lǐng)域的應用技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出激光成像、測距、傳感、探測、通信、信息處理、顯示、存儲等多個(gè)方向，對推動(dòng)國家信息化、國防建設、航空航天、能源環(huán)境等民生及國家重大戰略安全領(lǐng)域做出了巨大貢獻，也為科學(xué)探索和科技創(chuàng )新提供了前所未有的手段和機遇。

   激光在信息領(lǐng)域的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系到我國創(chuàng )新型國家的全面發(fā)展戰略目標的實(shí)現。經(jīng)過(guò)數十年的發(fā)展，雖然我國激光信息技術(shù)取得了重要的進(jìn)展，然而在基礎元器件開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面與國際先進(jìn)水平仍存在較大差距。面對激烈的國際競爭，需要抓住國際科技和經(jīng)濟發(fā)展，以及我國經(jīng)濟結構調整的戰略機遇，加快發(fā)展激光信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)能力。

激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的應用現狀

    激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的廣泛應用，直接推動(dòng)了人類(lèi)文明進(jìn)入信息時(shí)代，對信息領(lǐng)域具有最深遠和廣泛的影響，并突出體現在基于激光技術(shù)發(fā)展起來(lái)的光通信、激光顯示、光存儲、光傳感等幾個(gè)信息領(lǐng)域。

（一）光通信技術(shù)
 
    現代通信技術(shù)對激光的依存度非常高，是激光技術(shù)最重要的應用領(lǐng)域，采用激光為載波的光通信技術(shù)已經(jīng)成為最重要的現代通信技術(shù)。光通信可以實(shí)現語(yǔ)音、圖像和數據等信息傳輸，具有速率高、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)，根據傳輸媒介主要分為光纖通信和無(wú)線(xiàn)激光通信。

1. 光纖通信

    光纖通信以激光源為載波、光導纖維為傳導媒質(zhì)，來(lái)實(shí)現信息的傳輸，已經(jīng)應用 40 多年。光纖通信的傳輸速度更快、能量損耗更小、激光調制速率更高，對通信性能的提高是顛覆性的，具有巨大的經(jīng)濟價(jià)值和無(wú)限的產(chǎn)業(yè)前景 。華人科學(xué)家高錕發(fā)明的低損耗光纖與半導體激光器等一系列技術(shù)的突破推動(dòng)了光纖通信在 1976 年開(kāi)始商業(yè)化應用，并發(fā)展了 0.85 μm、1.31 μm 和 1.55 μm 三個(gè)波段激光載波以及波分復用、相干通信等第五代通信技術(shù)，隨著(zhù)激光器性能的提高，單信道 400 Gb/s 商用設備已投入運營(yíng)。

    由于光纖通信帶寬的提升，發(fā)端于 20 世紀60 年代的美國國防部網(wǎng)絡(luò )演化成為目前全球通用的互聯(lián)網(wǎng)，形成了信息高速公路。另外，正因為近20 年來(lái)光纖通信技術(shù)推動(dòng)著(zhù)網(wǎng)絡(luò )容量不斷提高（已達每秒幾十太字節），才使移動(dòng)通信帶寬和服務(wù)用戶(hù)數量不斷擴大，成為當今發(fā)展最快的領(lǐng)域。作為20 世紀人類(lèi)社會(huì )所取得的最偉大的技術(shù)成就之一，光纖通信技術(shù)是人類(lèi)向信息化時(shí)代邁進(jìn)不可替代的重要基石，已成為全球信息化的支撐技術(shù)，導致了經(jīng)濟全球化，改變了形成幾百年的經(jīng)濟模式，人類(lèi)生活質(zhì)量獲得迅速提升。

    我國在光纖通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面均取得了較快發(fā)展 ，光通信設備和系統的研制以及工程應用能力已經(jīng)躋身世界一流水平。以華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司、長(cháng)飛光纖光纜股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司為代表的中國通信企業(yè)已經(jīng)成長(cháng)為所在領(lǐng)域排名前列的頂尖高科技企業(yè)。目前，我國生產(chǎn)能力和市場(chǎng)占有率均位列世界第 1，通信用激光器等光電子器件的產(chǎn)量和市場(chǎng)約占據全球 1/2，光傳輸設備和市場(chǎng)占比超過(guò) 1/3，技術(shù)僅次于美國和日本。

2. 無(wú)線(xiàn)激光通信

    無(wú)線(xiàn)激光通信結合了無(wú)線(xiàn)電通信和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，抗干擾能力強、抗截獲能力強、安全性好、通信速率高、傳輸速度快、信息容量大，還具有系統體積小、重量輕、功耗低、施工簡(jiǎn)單、靈活機動(dòng)的特點(diǎn)，在軍事和民用領(lǐng)域均具有重大的戰略需求與應用價(jià)值 。
 
    美國、歐洲、日本、俄羅斯等國家及地區早在 20 世紀 70 年代就開(kāi)展了天基、大氣及水下信道的無(wú)線(xiàn)激光通信研究，通過(guò)多年研究和實(shí)驗驗證，激光衛星通信已經(jīng)表現出與微波衛星通信的巨大優(yōu)勢。2008 年，德國航空航天中心（DLR）利用Tesat 衛星開(kāi)展了星間 45 000 km 在軌激光通信試驗驗證，采用 1.06 μm 激光載波的速率為 5.625 Gb/s。美國國家航空航天局（NASA）在 2013 年 10 月成功試驗了月地間 4×105 km 激光信息傳輸，最大下行和上行速率分別為 622 Mb/s 和 20 Mb/s 。

    我國在 20 世紀 70 年代就開(kāi)始了大氣激光通信技術(shù)研究，20 世紀 90 年代啟動(dòng)了空間激光通信研究項目，并迅速趕上了國際先進(jìn)水平。2007 年，長(cháng)春理工大學(xué)率先突破遠距離光束的捕獲、對準、跟蹤技術(shù)，首次實(shí)現雙動(dòng)態(tài)激光通信，2013 年成功試驗了我國首次固定翼飛機間遠距離激光通信，速率為 2.5 Gb/s，傳輸距離為 144 km，超過(guò)了同類(lèi)試驗國際最遠距離。2011 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)開(kāi)展了我國首次星地激光通信鏈路數據傳輸試驗，下行最高速率為 504 Mb/s。2017 年中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所開(kāi)展了我國首次星地高速相干激光通信技術(shù)試驗，下行最高速率達 5.12 Gb/s。同年，搭載“實(shí)踐十三號”高通量衛星的星地激光通信終端開(kāi)展的世界上首次高軌衛星對地高速激光雙向通信試驗取得成功，40 000 km 星地距離最高速率為 5 Gb/s。

無(wú)線(xiàn)激光通信技術(shù)獲得了全面突破，并延伸到水下、大氣和室內可見(jiàn)光通信。隨著(zhù)人類(lèi)科技進(jìn)步和對信息的需求，無(wú)線(xiàn)激光通信技術(shù)將成為通信領(lǐng)域舉足輕重的傳輸技術(shù)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、智聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，甚至改變人類(lèi)生產(chǎn)、生活和文化模式。

（二）激光顯示技術(shù)

    激光顯示技術(shù)是繼黑白顯示、彩色顯示、數字顯示之后的第四代顯示技術(shù)，是激光技術(shù)、光電子技術(shù)、半導體技術(shù)等高速發(fā)展、綜合集成的產(chǎn)物。隨著(zhù)激光技術(shù)的成熟，激光顯示突破了 12 bit 顏色灰階編碼不重疊，亮度高并可精確控制在人眼最佳視覺(jué)感知區，實(shí)現 8 K 幾何高清，三基色半導體激光器（LD）激光顯示技術(shù)是唯一能夠全面實(shí)現ITU-BT.2020 標準的顯示技術(shù)。由于激光具有方向性好、單色性好和亮度高三個(gè)基本特性，可實(shí)現大色域、雙高清（幾何、顏色）視頻圖像顯示和真三維顯示，被認為是實(shí)現高保真圖像再現的最佳技術(shù)途徑，是新型顯示的主流發(fā)展方向。

    激光顯示在國內的技術(shù)研究進(jìn)展迅速，在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863 計劃）和中國科學(xué)院創(chuàng )新工程計劃支持下，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所許祖彥院士團隊于 2005 年在國內首次研制成功激光全色投影顯示原理樣機（全固態(tài)激光源），總體水平世界先進(jìn)，色域覆蓋率（79%）等關(guān)鍵技術(shù)國際領(lǐng)先。2015 年研制成功國際首臺 100 in 三基色LD 激光電視樣機，證明了激光顯示技術(shù)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的可行性�！丁笆�三五”規劃綱要》已將激光顯示列為新一代信息技術(shù)新型顯示項目的首位。通過(guò)多年攻關(guān)，中國申請和授權的激光顯示專(zhuān)利已經(jīng)超過(guò) 7000 項，占全球激光顯示專(zhuān)利比例的 50%以上，并被選為 IEC-TC110 激光顯示工作組的召集國，主導和參與制定多項國際電工委員會(huì )（IEC）國際標準。

    雖然國內三基色 LD 器件的功率、效率、可靠性等與國外尚有差距，但激光顯示三基色 LD 光源技術(shù)及應用已進(jìn)入快速發(fā)展階段，有望在短期內實(shí)現突破。

（三）光存儲技術(shù)

    隨著(zhù)各種信息爆炸式增長(cháng)，日常需要處理的信息容量將以太字節計，信息流以太字節每秒計。激光器發(fā)明后，光存儲技術(shù)獲得了發(fā)展，采用激光光源，顛覆了磁存儲技術(shù)的容量概念。光存儲采用非接觸方式讀、寫(xiě)、擦，對盤(pán)面損傷小，數據存儲壽命長(cháng)且存儲介質(zhì)穩定，數據可保存 10 年以上，且移動(dòng)性好、成本低，成為當今乃至未來(lái)應用最廣、效率最高、容量最大的存儲技術(shù)。面對大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的需求，超大容量光存儲技術(shù)得到快速發(fā)展，容量已經(jīng)超過(guò)太字節，并發(fā)展了體全息存儲、近場(chǎng)光學(xué)存儲和雙光子雙穩態(tài)存儲技術(shù)等多種光存儲技術(shù)。采用激光全息技術(shù)的全息存儲，能實(shí)現三維圖像存儲，具有更大的存儲容量。

    國內的光存儲技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代，大部分技術(shù)都掌握了自主知識產(chǎn)權，具備了第四代乃至第五代光存儲技術(shù)的條件、實(shí)力與能力。光存儲正在突破衍射極限向超高密度信息存儲方向發(fā)展，由二維到多維存儲。新型高容量光存儲技術(shù)研究及實(shí)用化發(fā)展迅速，藍光存儲技術(shù)已實(shí)現產(chǎn)業(yè)化并在不斷擴大規模，雙光束超分辨和玻璃存儲技術(shù)進(jìn)入工程化和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)階段，多波長(cháng)多階光存儲和全息存儲等技術(shù)已趨向成熟，而熒光納米晶體存儲、脫氧核糖核酸（DNA）存儲技術(shù)及近場(chǎng)光存儲等技術(shù)的研究也不斷取得進(jìn)展。隨著(zhù)激光器性能的提高和存儲技術(shù)的進(jìn)步，2019 年單個(gè)光盤(pán)存儲容量已達500 GB。

（四）光傳感技術(shù)

    光傳感技術(shù)與光通信技術(shù)相似，是以光為載體，感知和傳輸外界信號（被測量）的傳感技術(shù)。從大規模應用角度來(lái)看，主要光傳感技術(shù)大體分為激光雷達和光纖傳感，其他一些光電傳感、激光傳感器技術(shù)分布在很多行業(yè)，伴隨著(zhù)行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步不斷發(fā)展。

1. 激光雷達

    激光雷達技術(shù)自 1960 年第一臺激光器發(fā)明就已經(jīng)開(kāi)始研究，用于環(huán)境感知和測距，第一臺激光測距儀于 1961 年在美軍投入使用。相比毫米波、微波和超聲波雷達等相對成熟的傳統雷達技術(shù)，激光雷達可以極大提高雷達的距離、角度和速度分辨力，而激光的高方向性和高相干性使其能夠遠距離抗干擾探測。激光雷達從軍事應用開(kāi)始，成為最先進(jìn)的主動(dòng)遙感工具，發(fā)展了單點(diǎn)測距型、單通道掃描成像、多通道掃描成像、面陣成像等，從單通道二維掃描成像雷達發(fā)展到條紋管凝視成像雷達和門(mén)選通距離成像激光雷達。

    用于大氣監測，差分吸收激光雷達能夠對水蒸氣、臭氧、大氣污染體等進(jìn)行測定，后向散射激光雷達探測云 – 氣溶膠和可吸入顆粒物的濃度和立體分布，多普勒激光雷達測量風(fēng)速和風(fēng)切變等信息，并能夠檢測沙塵暴。激光雷達還可以探測海洋深度、暗礁、魚(yú)群和勘查海難，探測深海中難以發(fā)現的寶貴資源、海洋浮游生物和葉綠素濃度等，利用拉曼散射測量海洋次表層溫度，利用布里淵散射可測量溫度、海洋聲速和鹽度，利用熒光效應測量因各種事故而泄露在海面上的油氣。在軍事上，激光雷達用于偵察成像、障礙物躲避、化學(xué)試劑探測、水雷探測和武器制導等。激光雷達可以用于對目標的三維測繪、航天器交會(huì )對接。另外，激光雷達技術(shù)已經(jīng)是無(wú)人駕駛領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，未來(lái)會(huì )改變人類(lèi)社會(huì )的交通方式。

    激光雷達關(guān)鍵技術(shù)主要包括激光發(fā)射機技術(shù)、空間掃描技術(shù)、高靈敏度接收機設計技術(shù)、終端信息處理技術(shù)等。激光雷達依賴(lài)激光器（激光發(fā)射機）性能，按激光波段分為紫外激光雷達、可見(jiàn)激光雷達和紅外激光雷達，按激光介質(zhì)分為氣體激光雷達、固體激光雷達和半導體激光雷達，按發(fā)射波形分為脈沖激光雷達、連續波激光雷達和混合型激光雷達等。激光器的技術(shù)發(fā)展直接決定了激光雷達的技術(shù)進(jìn)步和應用推廣。隨著(zhù)新興的光纖激光器、量子級聯(lián)激光器等技術(shù)的發(fā)展，激光器在波段拓展可調諧及線(xiàn)寬、能量、脈沖等技術(shù)指標上不斷提高性能，也將促進(jìn)激光雷達達到更高的測量精度和更好的實(shí)用性。

2. 光纖傳感

    光纖傳感技術(shù)隨著(zhù)光纖通信技術(shù)的發(fā)展成熟，采用激光源作為傳感信號，利用光纖及光纖器件等作為傳感器，通過(guò)對傳感激光的解調獲得傳感信息，具有不受電磁干擾、體積小、分布式、易集成、測量精度高、可自組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

    在實(shí)際應用中，往往將各種傳感器組成光纖傳感網(wǎng)，對多種信號進(jìn)行測量。根據光纖傳感網(wǎng)絡(luò )的應用需求，采用了量子級聯(lián)激光器、激光二極管、發(fā)光二極管、布里淵光纖激光器、拉曼光纖放大器等各種激光源作為傳感源，對溫度、壓力、流量、 位移、振動(dòng)、轉動(dòng)、彎曲、液位、速度、加速度、聲場(chǎng)、電流、電壓、磁場(chǎng)及輻射等物理量進(jìn)行測量 ，已經(jīng)廣泛應用于軍事、國防、航天航空、工礦企業(yè)、能源環(huán)保、工業(yè)控制、醫藥衛生、計量測試、建筑、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域。

   光纖傳感技術(shù)在大型建設施工行業(yè)發(fā)揮了重要作用。1993 年，加拿大就將光纖傳感器預裝在一座碳纖維預應力混凝土公路橋上，通過(guò)動(dòng)態(tài)規化理論處理數據，準確快速地評估了橋梁的使用狀態(tài)及壽命。我國三峽水利樞紐工程，大壩壩體內部靠近上游面埋設的光纖 Bragg 光柵溫度傳感器，所測溫度與水銀溫度計直接測量水溫相比，精度更高。目前，應用最為廣泛的是光纖陣列傳感系統，可以實(shí)現大范圍、長(cháng)距離多點(diǎn)傳感，結合分布式光纖傳感系統，成為大規模光纖傳感最主要的發(fā)展趨勢，大型基礎設施的分布式監測系統都采用了光纖陣列傳感技術(shù)，如北京鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)、廣州電視塔、高鐵線(xiàn)路等�？梢�(jiàn)，現代工業(yè)、基礎設施、能源等領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)光纖傳感技術(shù)的保障。

2035 激光技術(shù)通信領(lǐng)域發(fā)展趨勢展望

（一）光通信技術(shù)

    目前，我國光纖通信已經(jīng)突破一根普通光纖中 100 Tb/s 數據傳輸 80 km，向超高速、超大容量、超長(cháng)距離的“三超”方向發(fā)展 。預計到2025 年可實(shí)現 100 Tb/s 超高速光纖通信系統，并于2035 年全面實(shí)現通信前端的關(guān)鍵電子、光子和光電子器件集成應用，突破 1000 Tb/s 光纖高速信息傳輸。未來(lái)光纖通信技術(shù)將為人類(lèi)帶來(lái)更加深遠的影響，也是我國實(shí)現“兩個(gè)一百年”偉大目標的強勁動(dòng)力。

通過(guò)軌道角動(dòng)量復用等新技術(shù)，無(wú)線(xiàn)光通信研究已經(jīng)可以實(shí)現每秒太字節級的傳輸，但傳輸距離受限，遠距離傳輸依然很難突破10 Gb/s。通過(guò)光源、放大器及探測系統的發(fā)展進(jìn)步，預計到 2025 年可實(shí)現 40 Gb/s 空間高速激光遠距離傳輸，甚至用于航天通信。隨著(zhù) 2035 年在光纖通信前端的關(guān)鍵電子、光子和光電子器件全面實(shí)現集成應用的推動(dòng)，空間激光通信能夠突破 100~400 Gb/s 高速系統實(shí)用化，同時(shí)也將在空間信息網(wǎng)絡(luò )、深空通信、寬帶接入、水下探測等方面獲得全面應用。

（二）激光顯示技術(shù)

顯示領(lǐng)域總體朝著(zhù)高清、高顏色飽和度的激光二維和三維顯示技術(shù)發(fā)展，包括激光全息顯示技術(shù)、MicrolLED 顯示技術(shù)、柔性顯示技術(shù)，系統更小型化，更高分辨率，更廣色域是發(fā)展趨勢。我國在 2022 年將實(shí)現超高清視頻，激光顯示解決 4K/8K 超高分辨率顯示芯片、超高清視頻圖像的獲取 / 存儲 / 處理 / 傳輸、人眼生物學(xué)特征和視覺(jué)心理特性等關(guān)鍵技術(shù)。三基色 LD 光源，紅光 LD 單管功率可達 2 W（壽命超過(guò) 10 000 h），藍光 LD 單管最大輸出功率達 2.8 W（壽命已超過(guò) 5000 h），綠光 LD 最大輸出功率達到 500 mW，突破實(shí)用化水平，徹底解決依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題。預計到 2025 年的總體發(fā)展目標應為實(shí)現超高清和頭戴眼鏡式的三維顯示技術(shù)。預計到 2035 年的總體發(fā)展目標應為實(shí)現裸眼三維顯示技術(shù)。

（三）光存儲技術(shù)

預計在 2022 年左右與光存儲相關(guān)的單項技術(shù)和系統集成技術(shù)將達到穩定，存儲購買(mǎi)成本可達1 美分 /GB。近年來(lái)，飛秒激光器等超快激光性能迅速提高，使新存儲技術(shù)不斷突破，結合性能更優(yōu)良的存儲介質(zhì)材料技術(shù)的進(jìn)展，高存儲容量、密度、可靠性和數據傳輸率的存儲技術(shù)將實(shí)現超大容量、超高效率、超高吞吐率、低成本及廣泛兼容性的光存儲產(chǎn)品，而相應的行業(yè)標準、國家標準和國際標準也將越來(lái)越完善，在各行各業(yè)得到普及。預計到 2025 年可實(shí)現太字節量級的光盤(pán)存儲器，到 2035 年突破拍字節量級的光盤(pán)存儲系統。

（四）光傳感技術(shù)

激光雷達向高靈敏度、高信噪比、高分辨率和寬測量范圍發(fā)展，傳感前端的專(zhuān)用性能向集成、多參數、多功能方向發(fā)展，算法伴隨人工智能實(shí)現智能傳感。預計到 2025 年激光雷達將全面用于智聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域，成為無(wú)人駕駛領(lǐng)域的主要增長(cháng)力，技術(shù)將突破三維雷達成像。到 2035 年，隨著(zhù)絕大多數汽車(chē)向著(zhù)智能化方向發(fā)展，無(wú)人駕駛也將成為駕駛的最重要部分，全面智能化的激光雷達技術(shù)將成為陸、水、空中有人和無(wú)人駕駛領(lǐng)域的核心器件。

隨著(zhù)窄線(xiàn)寬激光器等先進(jìn)激光技術(shù)的發(fā)展，智能光纖傳感網(wǎng)技術(shù)將會(huì )更加成熟，在各個(gè)領(lǐng)域將發(fā)揮更大的作用，為提升我國自主創(chuàng )新能力、增強我國信息產(chǎn)業(yè)的國際競爭力、促進(jìn)國民經(jīng)濟的快速可持續發(fā)展做出更多更大的貢獻。預計到2025 年能夠實(shí)現超高分辨率的超快光纖傳感技術(shù)，到 2035 年分布式智能光傳感系統進(jìn)入海洋、地心、太空等超遠領(lǐng)域，成為廣域物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎設施。

政策建議

目前，我國激光應用的信息技術(shù)處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，機遇與挑戰并存。一些關(guān)鍵核心技術(shù)和工藝尚有差距，鑒于當前國際政治、經(jīng)濟形勢的嚴峻性，技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然遇到外部制約。由于其在民生、工業(yè)、軍事等方面具有的普遍意義，為促進(jìn)我國激光應用信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)到 2035 年處于世界領(lǐng)先地位，在激光應用信息領(lǐng)域，提出以下發(fā)展建議。

（一）確立重點(diǎn)研究方向，布局核心技術(shù)開(kāi)發(fā)

針對我國激光技術(shù)的信息應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀，分析當前激光信息技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)落地和大規模應用過(guò)程中需要突破和解決的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，根據輕重緩急程度確立需要重點(diǎn)突破的研究方向，并在國家層面通過(guò)各類(lèi)科技計劃進(jìn)行針對性布局，發(fā)揮國家科技計劃的引導作用，強化技術(shù)創(chuàng )新的支持政策。完善“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng )新機制，集中“產(chǎn)學(xué)研”優(yōu)勢力量開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，共同開(kāi)展基礎理論創(chuàng )新和前瞻性技術(shù)研究，著(zhù)力攻克并解決當前激光信息技術(shù)發(fā)展中的瓶頸，提高關(guān)鍵器件及整體系統水平，推動(dòng)激光信息技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的標準化建設，推動(dòng)激光信息技術(shù)生態(tài)模式和服務(wù)模式的創(chuàng )新發(fā)展。

（二）搭建產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新平臺，提高技術(shù)創(chuàng )新水平

通過(guò)有效的政策引導和支持，使高校、科研院所、企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng )新的投入主體。大力推進(jìn)“政產(chǎn)學(xué)研用”相結合，支持有條件的企業(yè)同科研院所、高等學(xué)校聯(lián)合建立研究開(kāi)發(fā)機構、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等創(chuàng )新組織，結合當前技術(shù)發(fā)展瓶頸，發(fā)揮龍頭企業(yè)主導作用和高校、科研院所的基礎研究能力，組織開(kāi)展跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨區域的“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng )新，提高技術(shù)創(chuàng )新水平。

（三）注重知識產(chǎn)權保護，加強高端人才培養

建議加大新興技術(shù)知識產(chǎn)權保護力度，建立專(zhuān)利池，支持技術(shù)轉移機構開(kāi)展專(zhuān)項業(yè)務(wù)，尤其對空間激光通信、激光顯示等技術(shù)轉移的機構給與重點(diǎn)支持。對掌握關(guān)鍵技術(shù)和擁有深度開(kāi)發(fā)能力的高端人才需求開(kāi)展調查和預測，逐步建立健全激光信息技術(shù)領(lǐng)域的高層次人才信息庫，通過(guò)推進(jìn)和加強“政產(chǎn)學(xué)研”合作引導產(chǎn)業(yè)和人才的聚集。推動(dòng)高校加強和豐富激光信息技術(shù)領(lǐng)域學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設，精準培養科研人員和技術(shù)人才。

（四）引導“政產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同，促進(jìn)成果轉化合作

建議大力推進(jìn)“政產(chǎn)學(xué)研用”相結合，支持有條件的企業(yè)同科研院所、高等學(xué)校聯(lián)合建立研究開(kāi)發(fā)機構、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等創(chuàng )新組織，建立并優(yōu)化不同層面之間的協(xié)調機制和組織機構，搭建激光信息技術(shù)跨界交流合作平臺，集聚行業(yè)內外的重點(diǎn)企業(yè)、高等院校、科研院所、配套供應商等開(kāi)展技術(shù)需求對接，促進(jìn)各高校激光信息技術(shù)研究團隊之間的跨學(xué)科對話(huà)與合作，推動(dòng)數據資料合理共享，促進(jìn)務(wù)實(shí)合作與協(xié)同創(chuàng )新。鼓勵并支持各相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )和學(xué)術(shù)組織內部的協(xié)作與合作，推動(dòng)研究機構和產(chǎn)業(yè)部門(mén)之間的廣泛交流、信息和成果共享，提高相關(guān)技術(shù)創(chuàng )新水平和產(chǎn)業(yè)化能力。

（五）加大政策扶持力度，引導行業(yè)健康發(fā)展

建議依托國內現有的技術(shù)儲備基礎，由政府牽頭組織高校、科研院所、重點(diǎn)企業(yè)共同建立一批國家重點(diǎn)實(shí)驗室、工程研究中心等激光信息共性技術(shù)科研平臺或聯(lián)合實(shí)驗室，協(xié)同多方力量解決關(guān)鍵技術(shù)和應用基礎問(wèn)題。加大研發(fā)投入，跟蹤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程，堅持規模應用導向與技術(shù)斷點(diǎn)彌合的研發(fā)思路，提高創(chuàng )新資源利用效率與產(chǎn)出水平。在國家統一協(xié)調和管理下推動(dòng)激光信息領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)標準的制定與實(shí)施，激光信息技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)廣泛涉及到從基礎硬件生產(chǎn)、軟件開(kāi)發(fā)、核心部件制造、實(shí)體機網(wǎng)絡(luò )分發(fā)平臺、營(yíng)銷(xiāo)與服務(wù)以及眾多軍事與民用行業(yè)領(lǐng)域，需通過(guò)技術(shù)標準體系及關(guān)鍵標準的制定、標準復合型檢測和相應的質(zhì)量驗證系統的支撐，使產(chǎn)業(yè)健康可持續發(fā)展。

（六）發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢，增強企業(yè)競爭能力

建議充分發(fā)揮激光信息技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)化，降低集群區內企業(yè)的采購和供應成本，便利各個(gè)環(huán)節企業(yè)之間的溝通互動(dòng)，促進(jìn)企業(yè)之間的協(xié)作，促進(jìn)集群區內部各企業(yè)之間的技術(shù)交流，形成技術(shù)創(chuàng )新環(huán)境，促進(jìn)勞動(dòng)力組織的專(zhuān)業(yè)化，使產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)人才更容易聚集并形成集約優(yōu)勢。打破傳統批次封閉、煙囪式的產(chǎn)業(yè)發(fā)展框架，對激光信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行網(wǎng)狀重構。鼓勵各產(chǎn)業(yè)集群在商業(yè)模式，網(wǎng)絡(luò )構架、內容應用等方面的創(chuàng )新變革，加強各產(chǎn)業(yè)集群中相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游之間的交流與合作，實(shí)現單點(diǎn)突破向產(chǎn)業(yè)集聚的轉變，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群間的優(yōu)化分工。采取前瞻技術(shù)提前布局、支持政策定向引導、市場(chǎng)環(huán)境與需求適當刺激、產(chǎn)業(yè)規模適度擴張等政策，大幅度提高企業(yè)競爭力。

來(lái)源：中國工程院院刊