光學與光子學：美國不可或缺的關鍵技術(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 光子學對國民經(jīng)濟的影響
2.1 引言
2.2 光子經(jīng)濟學：激光器案例研究
2.2.1 激光技術(shù)對經(jīng)濟的影響
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 評估光子學的經(jīng)濟影響力——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)界資助的光子學研發(fā)資金及聯(lián)邦政府提供的光學資金
2.5 美國自1980年以來光子學創(chuàng)新領域的變革
2.6 光學行業(yè)的風險投資
2.7 技術(shù)市場、知識產(chǎn)權(quán)和美國大學的技術(shù)特許
2.8 協(xié)同研發(fā)模式及其對光子學創(chuàng)新的意義
2.8.1 半導體制造技術(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)進步
3.3.1 通信
3.3.2 網(wǎng)絡
3.3.3 研發(fā)示范領域
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 光學和光子學對防御系統(tǒng)的影響
4.3 技術(shù)概述
4.3.1 《駕馭光：21世紀的光學科學與工程》問世以來光學相關研究的變化
4.3.2 把握最新技術(shù)進步，獲取發(fā)展機遇
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)學影響之歷史概況
6.3 現(xiàn)代醫(yī)療實踐中的光學和光子學
6.4 技術(shù)進步拓展了光子學的新應用
6.5 技術(shù)進步為光子學在未來應用提供契機
6.5.1 核酸序列檢測和突變檢測
6.5.2 通過蛋白質(zhì)和組織陣列進行蛋白質(zhì)組學分析
6.5.3 高通量篩選技術(shù)
6.5.4 流式細胞術(shù)質(zhì)譜分析
6.5.5 眼科學
6.5.6 圖像引導外科手術(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)學中的生物醫(yī)學光學
6.5.9 研究中的生物醫(yī)學光學
6.6 研究成果
6.7 建議
第7章 先進制造業(yè)
7.1 引言
7.2 光子技術(shù)領域中的生產(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 光學領域的先進制造技術(shù)
7.3.1 光學表面
7.3.2 非球面透鏡
7.3.3 制造工藝和裝備
7.4 光子學在制造業(yè)中的應用
7.4.1 光刻技術(shù)
7.4.2 激光器在制造業(yè)中的應用
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 先進光子測量技術(shù)與應用
8.1 引言
8.2 光學和光子學對傳感、成像與計量學的影響
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)的極端條件臺式設備
8.4.4 納米光學和等離激子光子學、負折射率材料和變換光學
8.4.5 光量子狀態(tài)的形成、控制及其探測方面的進展
8.4.6 利用光學綜合孔徑雷達實現(xiàn)高分辨率遙感
8.4.7 自適應光學技術(shù)的進展
8.4.8 從最新研究進展中把握技術(shù)機遇
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)略性光學材料
9.1 引言
9.2 能源應用
9.3 新穎結(jié)構(gòu)：亞波長光學、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 生命科學與合成生物學中的光學材料
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 任務聲明及介紹性信息
A.1 背景
A.2 引言
A.3 任務聲明
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 光學和光子學在急診室中的應用
C.4.2 光學和光子學在診斷過程中的應用
C.4.3 人類基因組計劃取得的成果
C.4.4 生物醫(yī)學光學在日常生活中的應用
C.4.5 通過蛋白質(zhì)和組織陣列進行蛋白質(zhì)組學分析
C.4.6 眼科學
C.4.7 內(nèi)窺鏡手術(shù)的進步
C.4.8 氧飽和度測量方面的進展
C.4.9 研究中的生物醫(yī)學光學
C.5 先進制造
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 單點金剛石車削
C.5.6 光學涂層
C.5.7 計量學
C.5.8 衍射光學元件和微光學元件的灰階光刻
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