激光技術(shù)自發(fā)明以來，就開始廣泛應(yīng)用于信息領(lǐng)域。激光技術(shù)促進了信息技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，已是當今信息科技發(fā)展的主要動力�！拔覈す饧夹g(shù)與信息應(yīng)用2035 發(fā)展戰(zhàn)略研究”是中國工程院設(shè)立的重點咨詢項目“我國激光技術(shù)與應(yīng)用2035 發(fā)展戰(zhàn)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(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況開展全面研究，凝練信息領(lǐng)域激光技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出能夠促進該領(lǐng)域發(fā)展的合理建議。本文通過介紹光通信、激光顯示、光存儲、光傳感等幾個激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的主要應(yīng)用，對其國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀、主要關(guān)鍵技術(shù)、國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進行了深入分析，研究提出：確立研究方向重點，布局核心技術(shù)開發(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(quán)保護，加強高端人才培養(yǎng)；引導“政產(chǎn)學研”協(xié)同，促進成果轉(zhuǎn)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(tǒng)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，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、科研、國防等諸多領(lǐng)域具有極為廣泛的應(yīng)用。激光的發(fā)明和發(fā)展引發(fā)了光學的重大變革 ，推動信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進，并引領(lǐng)人類進入信息時代。尤其是半導體激光器的問世，直接促成了光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，使通信技術(shù)的發(fā)展從電子時代跨入光電子時代。
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)展的主要推動力。目前，激光在信息領(lǐng)域的應(yīng)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、存儲等多個方向，對推動國家信息化、國防建設(shè)、航空航天、能源環(huán)境等民生及國家重大戰(zhàn)略安全領(lǐng)域做出了巨大貢獻，也為科學探索和科技創(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(zhàn)略目標的實現(xiàn)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，雖然我國激光信息技術(shù)取得了重要的進展，然而在基礎(chǔ)元器件開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面與國際先進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(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)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(yīng)用現(xiàn)狀
激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，直接推動了人類文明進入信息時代，對信息領(lǐng)域具有最深遠和廣泛的影響，并突出體現(xiàn)在基于激光技術(shù)發(fā)展起來的光通信、激光顯示、光存儲、光傳感等幾個信息領(lǐng)域。
（一）光通信技術(shù)
現(xiàn)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(yīng)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(xiàn)代通信技術(shù)。光通信可以實現(xiàn)語音、圖像和數(shù)據(jù)等信息傳輸，具有速率高、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點，根據(jù)傳輸媒介主要分為光纖通信和無線激光通信。
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)，來實現(xiàn)信息的傳輸，已經(jīng)應(yīng)用 40 多年。光纖通信的傳輸速度更快、能量損耗更小、激光調(diào)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)濟價值和無限的產(chǎn)業(yè)前景 。華人科學家高錕發(fā)明的低損耗光纖與半導體激光器等一系列技術(shù)的突破推動了光纖通信在 1976 年開始商業(yè)化應(yīng)用，并發(fā)展了 0.85 μm、1.31 μm 和 1.55 μm 三個波段激光載波以及波分復(fù)用、相干通信等第五代通信技術(shù)，隨著激光器性能的提高，單信道 400 Gb/s 商用設(shè)備已投入運營。
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 年來光纖通信技術(shù)推動著網(wǎng)絡(luò)容量不斷提高（已達每秒幾十太字節(jié)），才使移動通信帶寬和服務(wù)用戶數(shù)量不斷擴大，成為當今發(fā)展最快的領(lǐng)域。作為20 世紀人類社會所取得的最偉大的技術(shù)成就之一，光纖通信技術(shù)是人類向信息化時代邁進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(shè)備和系統(tǒng)的研制以及工程應(yīng)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)量和市場約占據(jù)全球 1/2，光傳輸設(shè)備和市場占比超過 1/3，技術(shù)僅次于美國和日本。
2. 無線激光通信
無線激光通信結(jié)合了無線電通信和光纖通信的優(yōu)點，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(tǒng)體積小、重量輕、功耗低、施工簡單、靈活機動的特點，在軍事和民用領(lǐng)域均具有重大的戰(zhàn)略需求與應(yīng)用價值 。
美國、歐洲、日本、俄羅斯等國家及地區(qū)早在 20 世紀 70 年代就開展了天基、大氣及水下信道的無線激光通信研究，通過多年研究和實驗驗證，激光衛(wèi)星通信已經(jīng)表現(xiàn)出與微波衛(wèi)星通信的巨大優(yōu)勢。2008 年，德國航空航天中心（DLR）利用Tesat 衛(wèi)星開展了星間 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 年代就開始了大氣激光通信技術(shù)研究，20 世紀 90 年代啟動了空間激光通信研究項目，并迅速趕上了國際先進水平。2007 年，長春理工大學率先突破遠距離光束的捕獲、對準、跟蹤技術(shù)，首次實現(xiàn)雙動態(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，超過了同類試驗國際最遠距離。2011 年，哈爾濱工業(yè)大學開展了我國首次星地激光通信鏈路數(shù)據(jù)傳輸試驗，下行最高速率為 504 Mb/s。2017 年中國科學院上海光學精密機械研究所開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“實踐十三號”高通量衛(wèi)星的星地激光通信終端開展的世界上首次高軌衛(wèi)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。
無線激光通信技術(shù)獲得了全面突破，并延伸到水下、大氣和室內(nèi)可見光通信。隨著人類科技進步和對信息的需求，無線激光通信技術(shù)將成為通信領(lǐng)域舉足輕重的傳輸技術(shù)，推動物聯(lián)網(wǎng)、智聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，甚至改變?nèi)祟惿a(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(shù)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感知區(qū)，實現(xiàn) 8 K 幾何高清，三基色半導體激光器（LD）激光顯示技術(shù)是唯一能夠全面實現(xiàn)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基本特性，可實現(xiàn)大色域、雙高清（幾何、顏色）視頻圖像顯示和真三維顯示，被認為是實現(xiàn)高保真圖像再現(xiàn)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(nèi)的技術(shù)研究進展迅速，在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863 計劃）和中國科學院創(chuàng)新工程計劃支持下，中國科學院理化技術(shù)研究所許祖彥院士團隊于 2005 年在國內(nèi)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，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)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的可行性�！丁笆濉币�(guī)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。通過多年攻關(guān)，中國申請和授權(quán)的激光顯示專利已經(jīng)超過 7000 項，占全球激光顯示專利比例的 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（IEC）國際標準。
雖然國內(nèi)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(yīng)用已進入快速發(fā)展階段，有望在短期內(nèi)實現(xiàn)突破。
（三）光存儲技術(shù)
隨著各種信息爆炸式增長，日常需要處理的信息容量將以太字節(jié)計，信息流以太字節(jié)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、擦，對盤面損傷小，數(shù)據(jù)存儲壽命長且存儲介質(zhì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可保存 10 年以上，且移動性好、成本低，成為當今乃至未來應(yīng)用最廣、效率最高、容量最大的存儲技術(shù)。面對大數(shù)據(jù)、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)超過太字節(jié)，并發(fā)展了體全息存儲、近場光學存儲和雙光子雙穩(wěn)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，能實現(xiàn)三維圖像存儲，具有更大的存儲容量。
國內(nèi)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(quán)，具備了第四代乃至第五代光存儲技術(shù)的條件、實力與能力。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)研究及實用化發(fā)展迅速，藍光存儲技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并在不斷擴大規(guī)模，雙光束超分辨和玻璃存儲技術(shù)進入工程化和產(chǎn)業(yè)化推進階段，多波長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)及近場光存儲等技術(shù)的研究也不斷取得進展。隨著激光器性能的提高和存儲技術(shù)的進步，2019 年單個光盤存儲容量已達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(guī)模應(yīng)用角度來看，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)，伴隨著行業(yè)技術(shù)的進步不斷發(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(tǒng)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(yīng)用開始，成為最先進的主動遙感工具，發(fā)展了單點測距型、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選通距離成像激光雷達。
用于大氣監(jiān)測，差分吸收激光雷達能夠?qū)λ魵�、臭氧、大氣污染體等進行測定，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速和風切變等信息，并能夠檢測沙塵暴。激光雷達還可以探測海洋深度、暗礁、魚群和勘查海難，探測深海中難以發(fā)現(xiàn)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(yīng)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、航天器交會對接。另外，激光雷達技術(shù)已經(jīng)是無人駕駛領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，未來會改變?nèi)祟惿鐣慕煌ǚ绞健?
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(shè)計技術(shù)、終端信息處理技術(shù)等。激光雷達依賴激光器（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(xù)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)進步和應(yīng)用推廣。隨著新興的光纖激光器、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(diào)諧及線寬、能量、脈沖等技術(shù)指標上不斷提高性能，也將促進激光雷達達到更高的測量精度和更好的實用性。
2. 光纖傳感
光纖傳感技術(shù)隨著光纖通信技術(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，通過對傳感激光的解調(diào)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。
在實際應(yīng)用中，往往將各種傳感器組成光纖傳感網(wǎng)，對多種信號進行測量。根據(jù)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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、轉(zhuǎn)動、彎曲、液位、速度、加速度、聲場、電流、電壓、磁場及輻射等物理量進行測量 ，已經(jīng)廣泛應(yīng)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(yī)藥衛(wèi)生、計量測試、建筑、家用電器等多個領(lǐng)域。
光纖傳感技術(shù)在大型建設(shè)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(yù)裝在一座碳纖維預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋上，通過動態(tài)規(guī)化理論處理數(shù)據(jù)，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(nèi)部靠近上游面埋設(shè)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(yīng)用最為廣泛的是光纖陣列傳感系統(tǒng)，可以實現(xiàn)大范圍、長距離多點傳感，結(jié)合分布式光纖傳感系統(tǒng)，成為大規(guī)模光纖傳感最主要的發(fā)展趨勢，大型基礎(chǔ)設(shè)施的分布式監(jiān)測系統(tǒng)都采用了光纖陣列傳感技術(shù)，如北京鳥巢體育場、廣州電視塔、高鐵線路等�？梢姡F(xiàn)代工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、能源等領(lǐng)域已經(jīng)越來越離不開光纖傳感技術(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(shù)據(jù)傳輸 80 km，向超高速、超大容量、超長距離的“三超”方向發(fā)展 。預(yù)計到2025 年可實現(xiàn) 100 Tb/s 超高速光纖通信系統(tǒng)，并于2035 年全面實現(xiàn)通信前端的關(guān)鍵電子、光子和光電子器件集成應(yīng)用，突破 1000 Tb/s 光纖高速信息傳輸。未來光纖通信技術(shù)將為人類帶來更加深遠的影響，也是我國實現(xiàn)“兩個一百年”偉大目標的強勁動力。
通過軌道角動量復(fù)用等新技術(shù)，無線光通信研究已經(jīng)可以實現(xiàn)每秒太字節(jié)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。通過光源、放大器及探測系統(tǒng)的發(fā)展進步，預(yù)計到 2025 年可實現(xiàn) 40 Gb/s 空間高速激光遠距離傳輸，甚至用于航天通信。隨著 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現(xiàn)集成應(yīng)用的推動，空間激光通信能夠突破 100~400 Gb/s 高速系統(tǒng)實用化，同時也將在空間信息網(wǎng)絡(luò)、深空通信、寬帶接入、水下探測等方面獲得全面應(yīng)用。
（二）激光顯示技術(shù)
顯示領(lǐng)域總體朝著高清、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(tǒng)更小型化，更高分辨率，更廣色域是發(fā)展趨勢。我國在 2022 年將實現(xiàn)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、人眼生物學特征和視覺心理特性等關(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 10 000 h），藍光 LD 單管最大輸出功率達 2.8 W（壽命已超過 5000 h），綠光 LD 最大輸出功率達到 500 mW，突破實用化水平，徹底解決依賴進口的問題。預(yù)計到 2025 年的總體發(fā)展目標應(yīng)為實現(xiàn)超高清和頭戴眼鏡式的三維顯示技術(shù)。預(yù)計到 2035 年的總體發(fā)展目標應(yīng)為實現(xiàn)裸眼三維顯示技術(shù)。
（三）光存儲技術(shù)
預(yù)計在 2022 年左右與光存儲相關(guān)的單項技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)將達到穩(wěn)定，存儲購買成本可達1 美分 /GB。近年來，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(jié)合性能更優(yōu)良的存儲介質(zhì)材料技術(shù)的進展，高存儲容量、密度、可靠性和數(shù)據(jù)傳輸率的存儲技術(shù)將實現(xiàn)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(yīng)的行業(yè)標準、國家標準和國際標準也將越來越完善，在各行各業(yè)得到普及。預(yù)計到 2025 年可實現(xiàn)太字節(jié)量級的光盤存儲器，到 2035 年突破拍字節(jié)量級的光盤存儲系統(tǒng)。
（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，傳感前端的專用性能向集成、多參數(shù)、多功能方向發(fā)展，算法伴隨人工智能實現(xiàn)智能傳感。預(yù)計到 2025 年激光雷達將全面用于智聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等領(lǐng)域，成為無人駕駛領(lǐng)域的主要增長力，技術(shù)將突破三維雷達成像。到 2035 年，隨著絕大多數(shù)汽車向著智能化方向發(fā)展，無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、空中有人和無人駕駛領(lǐng)域的核心器件。
隨著窄線寬激光器等先進激光技術(shù)的發(fā)展，智能光纖傳感網(wǎng)技術(shù)將會更加成熟，在各個領(lǐng)域?qū)l(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、促進國民經(jīng)濟的快速可持續(xù)發(fā)展做出更多更大的貢獻。預(yù)計到2025 年能夠?qū)崿F(xiàn)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(tǒng)進入海洋、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(chǔ)設(shè)施。
政策建議
目前，我國激光應(yīng)用的信息技術(shù)處于蓬勃發(fā)展時期，機遇與挑戰(zhàn)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，為促進我國激光應(yīng)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(yīng)用信息領(lǐng)域，提出以下發(fā)展建議。
（一）確立重點研究方向，布局核心技術(shù)開發(fā)
針對我國激光技術(shù)的信息應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析當前激光信息技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)落地和大規(guī)模應(yīng)用過程中需要突破和解決的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，根據(jù)輕重緩急程度確立需要重點突破的研究方向，并在國家層面通過各類科技計劃進行針對性布局，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)學研用”協(xié)同創(chuàng)新機制，集中“產(chǎn)學研”優(yōu)勢力量開展技術(shù)攻關(guān)，共同開展基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和前瞻性技術(shù)研究，著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(tǒng)水平，推動激光信息技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的標準化建設(shè)，推動激光信息技術(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“政產(chǎn)學研用”相結(jié)合，支持有條件的企業(yè)同科研院所、高等學校聯(lián)合建立研究開發(fā)機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等創(chuàng)新組織，結(jié)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(chǔ)研究能力，組織開展跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域的“產(chǎn)學研用”協(xié)同創(chuàng)新，提高技術(shù)創(chuàng)新水平。
（三）注重知識產(chǎn)權(quán)保護，加強高端人才培養(yǎng)
建議加大新興技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護力度，建立專利池，支持技術(shù)轉(zhuǎn)移機構(gòu)開展專項業(yè)務(wù)，尤其對空間激光通信、激光顯示等技術(shù)轉(zhuǎn)移的機構(gòu)給與重點支持。對掌握關(guān)鍵技術(shù)和擁有深度開發(fā)能力的高端人才需求開展調(diào)查和預(yù)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，通過推進和加強“政產(chǎn)學研”合作引導產(chǎn)業(yè)和人才的聚集。推動高校加強和豐富激光信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)W科專業(yè)建設(shè)，精準培養(yǎng)科研人員和技術(shù)人才。
（四）引導“政產(chǎn)學研”協(xié)同，促進成果轉(zhuǎn)化合作
建議大力推進“政產(chǎn)學研用”相結(jié)合，支持有條件的企業(yè)同科研院所、高等學校聯(lián)合建立研究開發(fā)機構(gòu)、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(diào)機制和組織機構(gòu)，搭建激光信息技術(shù)跨界交流合作平臺，集聚行業(yè)內(nèi)外的重點企業(yè)、高等院校、科研院所、配套供應(yīng)商等開展技術(shù)需求對接，促進各高校激光信息技術(shù)研究團隊之間的跨學科對話與合作，推動數(shù)據(jù)資料合理共享，促進務(wù)實合作與協(xié)同創(chuàng)新。鼓勵并支持各相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)協(xié)會和學術(shù)組織內(nèi)部的協(xié)作與合作，推動研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)部門之間的廣泛交流、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(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)儲備基礎(chǔ)，由政府牽頭組織高校、科研院所、重點企業(yè)共同建立一批國家重點實驗室、工程研究中心等激光信息共性技術(shù)科研平臺或聯(lián)合實驗室，協(xié)同多方力量解決關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)問題。加大研發(fā)投入，跟蹤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程，堅持規(guī)模應(yīng)用導向與技術(shù)斷點彌合的研發(fā)思路，提高創(chuàng)新資源利用效率與產(chǎn)出水平。在國家統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理下推動激光信息領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)標準的制定與實施，激光信息技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)廣泛涉及到從基礎(chǔ)硬件生產(chǎn)、軟件開發(fā)、核心部件制造、實體機網(wǎng)絡(luò)分發(fā)平臺、營銷與服務(wù)以及眾多軍事與民用行業(yè)領(lǐng)域，需通過技術(shù)標準體系及關(guān)鍵標準的制定、標準復(fù)合型檢測和相應(yīng)的質(zhì)量驗證系統(tǒng)的支撐，使產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)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(qū)內(nèi)企業(yè)的采購和供應(yīng)成本，便利各個環(huán)節(jié)企業(yè)之間的溝通互動，促進企業(yè)之間的協(xié)作，促進集群區(qū)內(nèi)部各企業(yè)之間的技術(shù)交流，形成技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境，促進勞動力組織的專業(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(tǒng)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)鏈進行網(wǎng)狀重構(gòu)。鼓勵各產(chǎn)業(yè)集群在商業(yè)模式，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、內(nèi)容應(yīng)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，實現(xiàn)單點突破向產(chǎn)業(yè)集聚的轉(zhuǎn)變，推動產(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、市場環(huán)境與需求適當刺激、產(chǎn)業(yè)規(guī)模適度擴張等政策，大幅度提高企業(yè)競爭力。
來源：中國工程院院刊
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