光學(xué)與光子學(xué)：美國不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)

摘要
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.2 使能技術(shù)
1.3 經(jīng)濟(jì)問題
1.4 全球視野
1.5 教育的重要性
1.6 未來的發(fā)展
第2章 光子學(xué)對國民經(jīng)濟(jì)的影響
2.1 引言
2.2 光子經(jīng)濟(jì)學(xué)：激光器案例研究
2.2.1 激光技術(shù)對經(jīng)濟(jì)的影響
2.2.2 早期激光器的研發(fā)投資
2.2.3 早期激光器市場
2.2.4 國際對比
2.2.5 激光器案例研究結(jié)論
2.3 評估光子學(xué)的經(jīng)濟(jì)影響力——美國的行業(yè)收入、就業(yè)和研發(fā)投資
2.4 政府和工業(yè)界資助的光子學(xué)研發(fā)資金及聯(lián)邦政府提供的光學(xué)資金
2.5 美國自1980年以來光子學(xué)創(chuàng)新領(lǐng)域的變革
2.6 光學(xué)行業(yè)的風(fēng)險投資
2.7 技術(shù)市場、知識產(chǎn)權(quán)和美國大學(xué)的技術(shù)特許
2.8 協(xié)同研發(fā)模式及其對光子學(xué)創(chuàng)新的意義
2.8.1 半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟
2.8.2 美國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)會
2.8.3 美國國家納米技術(shù)計劃
2.9 簡要評述
2.9.1 擬定的國家光子學(xué)計劃
2.10 本章研究成果
2.11 建議
第3章 通信、信息處理和數(shù)據(jù)存儲
3.1 引言
3.1.1 通信
3.1.2 信息處理
3.1.3 數(shù)據(jù)存儲
3.2 影響案例：互聯(lián)網(wǎng)
3.3 技術(shù)進(jìn)步
3.3.1 通信
3.3.2 網(wǎng)絡(luò)
3.3.3 研發(fā)示范領(lǐng)域
3.3.4 信息處理
3.3.5 數(shù)據(jù)儲存
3.4 制造業(yè)
3.4.1 通信
3.4.2 信息處理
3.4.3 數(shù)據(jù)儲存
3.5 經(jīng)濟(jì)影響
3.5.1 美國和世界其他地區(qū)之間的比較
3.6 研究成果和結(jié)論
3.7 建議和重大挑戰(zhàn)性問題
第4章 國防與國家安全
4.1 引言
4.2 光學(xué)和光子學(xué)對防御系統(tǒng)的影響
4.3 技術(shù)概述
4.3.1 《駕馭光：21世紀(jì)的光學(xué)科學(xué)與工程》問世以來光學(xué)相關(guān)研究的變化
4.3.2 把握最新技術(shù)進(jìn)步，獲取發(fā)展機(jī)遇
4.4 加工技術(shù)
4.5 美國的全球地位
4.6 研究成果和結(jié)論
4.7 建議和重大挑戰(zhàn)
第5章 能源
5.1 引言
5.2 太陽能發(fā)電
5.2.1 光伏系統(tǒng)
5.2.2 聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)
5.2.3 混合系統(tǒng)
5.2.4 與現(xiàn)有和潛在的其他燃料來源相比，太陽能發(fā)電的平準(zhǔn)化成本展望
5.3 固態(tài)照明
5.4 研究成果
5.5 建議和重大挑戰(zhàn)性問題
第6章 健康與醫(yī)療
6.1 引言
6.2 技術(shù)對醫(yī)學(xué)影響之歷史概況
6.3 現(xiàn)代醫(yī)療實(shí)踐中的光學(xué)和光子學(xué)
6.4 技術(shù)進(jìn)步拓展了光子學(xué)的新應(yīng)用
6.5 技術(shù)進(jìn)步為光子學(xué)在未來應(yīng)用提供契機(jī)
6.5.1 核酸序列檢測和突變檢測
6.5.2 通過蛋白質(zhì)和組織陣列進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析
6.5.3 高通量篩選技術(shù)
6.5.4 流式細(xì)胞術(shù)質(zhì)譜分析
6.5.5 眼科學(xué)
6.5.6 圖像引導(dǎo)外科手術(shù)（IGS）技術(shù)
6.5.7 雙能CT和定量圖像分析
6.5.8 再生醫(yī)學(xué)中的生物醫(yī)學(xué)光學(xué)
6.5.9 研究中的生物醫(yī)學(xué)光學(xué)
6.6 研究成果
6.7 建議
第7章 先進(jìn)制造業(yè)
7.1 引言
7.2 光子技術(shù)領(lǐng)域中的生產(chǎn)與創(chuàng)新：三個案例研究
7.2.1 顯示器
7.2.2 太陽能電池
7.2.3 用于通信系統(tǒng)的光電元件
7.2.4 三個案例的異同
7.3 光學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)
7.3.1 光學(xué)表面
7.3.2 非球面透鏡
7.3.3 制造工藝和裝備
7.4 光子學(xué)在制造業(yè)中的應(yīng)用
7.4.1 光刻技術(shù)
7.4.2 激光器在制造業(yè)中的應(yīng)用
7.5 增材制造
7.5.1 立體光刻
7.5.2 選擇性激光燒結(jié)技術(shù)
7.5.3 激光工程化凈成形技術(shù)
7.6 光電子技術(shù)與美國制造業(yè)的未來
7.6.1 大批量生產(chǎn)
7.6.2 小批量生產(chǎn)
7.7 美國制造業(yè)勞動力
7.8 研究成果
7.9 建議和重大挑戰(zhàn)
第8章 先進(jìn)光子測量技術(shù)與應(yīng)用
8.1 引言
8.2 光學(xué)和光子學(xué)對傳感、成像與計量學(xué)的影響
8.3 技術(shù)概覽
8.4 自“駕馭光”研究以來的變化
8.4.1 國際單位制（SI）定義的變化
8.4.2 通過生成高次諧波分量開發(fā)阿秒脈沖串
8.4.3 利用啁啾脈沖放大技術(shù)的極端條件臺式設(shè)備
8.4.4 納米光學(xué)和等離激子光子學(xué)、負(fù)折射率材料和變換光學(xué)
8.4.5 光量子狀態(tài)的形成、控制及其探測方面的進(jìn)展
8.4.6 利用光學(xué)綜合孔徑雷達(dá)實(shí)現(xiàn)高分辨率遙感
8.4.7 自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的進(jìn)展
8.4.8 從最新研究進(jìn)展中把握技術(shù)機(jī)遇
8.4.9 制造業(yè)
8.5 美國的全球地位
8.6 研究成果
8.7 建議和重大挑戰(zhàn)
第9章 戰(zhàn)略性光學(xué)材料
9.1 引言
9.2 能源應(yīng)用
9.3 新穎結(jié)構(gòu)：亞波長光學(xué)、超材料和光子晶體
9.4 納米結(jié)構(gòu)材料面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
9.5 生命科學(xué)與合成生物學(xué)中的光學(xué)材料
9.6 研究成果
9.7 建議
第10章 顯示技術(shù)
10.1 引言
10.2 不久的將來
10.3 顯示器概覽
10.3.1 液晶顯示器
10.3.2 觸摸顯示器
10.3.3 OLED顯示器
10.3.4 柔性顯示器
10.3.5 投影顯示器
10.3.6 三維全息顯示器
10.4 顯示器產(chǎn)品制造
10.5 研究成果
10.6 建議
附錄A 任務(wù)聲明及介紹性信息
A.1 背景
A.2 引言
A.3 任務(wù)聲明
A.4 委員會
附錄B 縮略語
附錄C 附加技術(shù)范例
C.1 使能技術(shù)
C.2 國防和國家安全
C.2.1 監(jiān)視
C.2.2 夜視
C.2.3 激光測距儀、指示器、干擾發(fā)射機(jī)和通信器
C.2.4 激光武器
C.2.5 光纖系統(tǒng)
C.2.6 特殊技術(shù)
C.3 能源
C.3.1 太陽能技術(shù)成本
C.3.2 太陽能-風(fēng)能混合系統(tǒng)
C.3.3 太陽能輔助技術(shù)
C.4 健康與醫(yī)療
C.4.1 光學(xué)和光子學(xué)在急診室中的應(yīng)用
C.4.2 光學(xué)和光子學(xué)在診斷過程中的應(yīng)用
C.4.3 人類基因組計劃取得的成果
C.4.4 生物醫(yī)學(xué)光學(xué)在日常生活中的應(yīng)用
C.4.5 通過蛋白質(zhì)和組織陣列進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析
C.4.6 眼科學(xué)
C.4.7 內(nèi)窺鏡手術(shù)的進(jìn)步
C.4.8 氧飽和度測量方面的進(jìn)展
C.4.9 研究中的生物醫(yī)學(xué)光學(xué)
C.5 先進(jìn)制造
C.5.1 數(shù)控磨削和拋光
C.5.2 聚合物成型
C.5.3 玻璃成型
C.5.4 磁流變拋光
C.5.5 單點(diǎn)金剛石車削
C.5.6 光學(xué)涂層
C.5.7 計量學(xué)
C.5.8 衍射光學(xué)元件和微光學(xué)元件的灰階光刻
C.6 顯示技術(shù)
C.6.1 液晶顯示器中的偏振技術(shù)
C.6.2 液晶顯示器中的三維技術(shù)
C.6.3 其他三維顯示法
C.6.4 觸摸顯示器
C.6.5 顯示框
C.6.6 OLED顯示器
C.6.7 柔性顯示器
附錄D 各委員會委員履歷