茶食品的发展现状与趋势

第一篇：茶食品的发展现状与趋势

摘要茶食品是新兴的饮食时尚,吃茶更加充分利用茶叶的营养成分,有效发挥茶叶的多种保健功能。分析了茶食品的概念,论述了发展茶食品的必要性,阐述了茶食品发展的现状及趋势。

关键词 茶食品;概念;必要性;发展现状;发展趋势

中国茶文化源远流长,饮茶习俗发源于中国,传播于世界,茶叶具有保健功能已经广为人知。但是由于嗜好不同,有的人不喜欢饮茶,却又期望能够利用茶叶的保健功能,因此茶食品应运而生。

1茶食品的概念

茶食品如果理解为含茶食品,则自元代以来我国就已有了含茶的食品。元代有一种“玉蘑茶”,用紫笋茶和炒米混合后磨成粉,调拌食用;还有“枸杞茶”,用枸杞和雀舌茶碾成细末后,拌以酥油,用温酒调食。紫笋茶和雀舌茶都是我国古代名优茶,元代人将其加工成含茶的食品。如果理解为茶叶食品,则非常宽泛。自从神农尝百草发现茶叶以来,茶叶就一直供作药用、食用、饮用。掺茶作食物作饮料是茶食品,用于佐茶的一切供馔食品是茶食品,不用于佐茶而用茶制作的其他糕点和糖果类也是茶食品。与其如此宽泛,不如把茶食品专指将固态茶叶进行深加工处理、掺以其他原料、烹制而成的含茶食品,如茶菜、茶主食、茶零食、含茶饮料等。

茶菜是将茶叶作为主料或辅料烹调制成。茶菜中茶的味道与菜的本味相辅相成,色泽鲜艳能增进食欲,还可降火、利尿、提神、去腻,具有增加营养、促进消化、防治疾病等功效。我国台湾省有清新可口的茶元宝、色鲜味美的祁门红茶鸡丁、别具风味的东方美人茶酒、茶香四溢的碧螺春茶比萨、清新美观的香茶沙拉、营养爽口的冻顶乌龙茶豆腐。我国江浙地区采用西湖龙井茶制成“西湖龙井虾仁”,用碧螺春茶制成的“碧螺春虾仁”等,都别具一番风味。

茶主食是在原有主食的基础上加入茶的成分再加工而成。主要有茶饭、茶粥、茶面条、茶面包、茶饺子等。茶饭、茶粥的做法是用水冲泡茶叶得到茶汤,再用茶汤来煮饭、煮粥。茶面包是取茶叶泡成的浓茶水和面,发酵制成面包。茶饺子是在肉馅内掺入乌龙茶包制而成。这些茶主食清香爽口,倍受欢迎。

茶零食是把茶与其他食材融合在一起,制成茶瓜子、茶糖果、茶果冻、茶冰淇淋、茶果脯、茶巧克力等。零食向来深受欢迎,尤其是女孩子,但是有些人担心吃零食有引发糖尿病、肥胖、龋齿的潜在危险,因此希望有一种健康的零食。茶零食恰恰或多或少满足了这样的心理需求,既能满足享受,又不损害健康。

含茶饮料是指用水浸泡茶叶,经抽提、过滤、澄清等工艺制成的茶汤或在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精等食品添加剂制成的饮料。包括茶可乐、茶汽水、果茶、浓缩茶汁等。

2发展茶食品的必要性

发展茶食品是必要的,主要的原因可能有两方面:一是茶叶产业发展的需要,二是人们养生保健的需要。

中国是茶叶的发源地,茶叶种植面积和总产量均居世界第一。但是世界茶叶市场竞争日趋激烈,尽管中国茶叶出口在不断扩大,目前仍位于肯尼亚、斯里兰卡之后,排在第3位。谋求茶叶的未来发展,加强茶叶深加工是必然趋势。茶食品就是茶叶深加工的一个重要方面。同时,我国有些茶区生产的中低档茶,由于内含物比例欠佳,香气、口感不尽人意,往往没有很好的销路。但是中低档茶叶的食用价值仍然存在,因此用其为原料提取茶叶有效成分,作为辅料添加到食品中,或者将其磨成粉末,或者提取浓缩液,直接添加到食品中去,制成营养丰富、茶香可口、品种繁多、风味独特的茶食品,不仅有益于健康,还可丰富市场,更解决了中低档茶叶的出路问题。

茶叶之所以受到人们青睐,一个重要的原因就是茶叶具有保健功能。食用茶食品就是“吃茶”,从养生保健角度而言,在一定程度上“吃茶”优于“喝茶”。传统的泡饮方式,人们只能摄取到茶叶中的水溶性功能成分,而茶叶中还有许多水不溶性或水难溶性的营养保健成分。如脂溶性维生素难溶于水,茶叶用沸水冲泡也难以被吸收利用。茶叶中能通过饮茶被直接吸收利用的水溶性蛋白质含量约为2%,大部分蛋白质为水不溶性物质,存在于茶渣内。因此,这些物质仅靠喝茶无法有效利用,而吃茶可以充分利用茶叶中的营养成分,更好地发挥茶叶的营养价值。3 茶食品的发展现状

“吃茶”的饮食时尚已经渐渐盛行起来,在我国山西、广东、福建、四川等地茶食品十分畅销。茶饮料如康师傅绿茶、康师傅红茶、统一冰红茶,都已经成为消费者喜爱的知名品牌。在国外,茶食品更是大行其道,如茶末巧克力、绿茶口香糖、茶末豆腐、绿茶冰淇淋等都是市场上的畅销货。茶汽水等产品在欧美国家近年来销售一直呈增长趋势[1]。

福建天福茶食品是我国茶食品的佼佼者。其为天福集团旗下天仁食品厂自产自制的卫生、天然、健康的绿色茶食品,选料上乘、加工工艺先进、质量控制严格,具有低糖、低脂、低热量的特点,且荣获ISO9001、ISO9002国际质量认证。现有六大类50余种,包括糖果类、糕点类、茶果类、蜜饯类、炒货类、冲泡类。曾2次被指定为亚太经合会(APEC)高峰会议大会用品及礼品,代表中国茶食品走上了国际舞台。

湖北竹溪县工业园区的梅子贡茶业有限公司,与福建沁园春茶叶公司合资开发有机茶食品,总投资2 200万元,建成全省首家茶食品科研楼和有机绿茶食品生产线。竹溪日产绿茶月饼可达500kg,批量上市。绿茶月饼色泽金黄、酥松可口,散发出绿茶清香,别有风味,成为消费者喜爱的点心。竹溪有机茶超微粉生产线、有机茶月饼、麻饼生产线和有机茶糖果生产线,年可生产有机茶食品800t,创产值5 000万元以上,带动5万茶农增收。

安徽天方茶业公司开发出富硒有机抹茶食品系列,天方商标被认定为“中国驰名商标”。天方茶食品有抹茶香酥豆、绿茶泡米酥、红茶酥、抹茶花生、绿茶白芝麻酥、绿茶花生酥、绿茶瓜子、绿茶饼干、绿茶夹心糖、红茶夹心糖、茶香梅、茶香榄、茶香应子等,种类丰富,增强了产品市场竞争力。

在其他许多省份茶食品亦有生产。据统计,在2003~2007年国家食品药品监督管理局共批准注册168个茶保健食品,覆盖全国26个省、自治区、直辖市,但是仅占批准注册的保健食品总数的4.4%,而且地域发展不平衡。注册产品数量最多的地区依次为北京、上海、广东和浙江等发达省市,这4个省市的产品数量总和约占全国批准产品总量的62%,其中仅北京地区的产品数量就占到全国同期批准注册产品总量的20.8%,而新疆、西藏、青海等地的注册产

品数量较少,所占比例不足10%,与北京、广东、浙江等省市形成鲜明对比。茶食品地域发展不平衡原因诸多,有些地区自身不产茶,但主要的原因可能还是地区经济水平差异[2]。

目前,中国茶叶深加工技术和装备落后于发达国家,低级加工多,高档产品少,产品附加值低。虽然我国近年茶食品企业在增加、种类在增多,但这些茶食品多数情况下只能在一些特殊场合,如部分茶馆、茶庄才能买到,并没有普遍进入一般超市。而且茶食品企业的宣传力度也不够,消费者还不充分了解茶食品。

4茶食品的发展趋势

为了把握人们对茶食品的具体了解程度,笔者进行了市场问卷调查。结果显示,有30%的人没有听过茶食品这个概念。虽然大部分人知道有茶食品,但是也仅仅了解茶味瓜子、茶味糕点等常见茶食品。并有60%的人表示,没有打算主动去购买茶食品。可见茶食品作为新兴产品,还未真正进入人们的日常生活。

但是,有专家估计,随着社会的进步和人们生活水平的提高,世界茶叶消费将会以年均2%左右的速度递增,21世纪将是茶饮料的世纪。同时,茶业的发展会从单纯茶叶向多元化发展。目前茶叶深加工产品已占国际贸易近半数,“吃茶”势头强劲。

由于发展茶食品不仅充分利用了茶叶资源,还为人们提供了健康美味的食品,顺应了人们对低热量、高营养、保健化、便捷化、多元化的饮食要求,因此发展前景看好。比如,茶饼干、茶面包、茶叶面、香茶饼等自然清香、老少皆宜。红茶奶糖、绿茶奶糖、茶糕糖等茶糖果色泽悦目、甜而不黏、油而不腻、清香鲜醇。茶果冻带有淡淡茶香、润滑可口、提神开胃[3-5]。茶瓜子不仅口感好,也有一定的保健功效。随着现代人生活节奏的加快与养生意识的增强,茶食品企业的科技创新和宣传引导,具有健康、便捷等特点的茶食品将会走进更多人的生活之中。由于充分利用茶叶所具备的“三降”(降血压、降血脂、降血糖)、“三消”(消炎、消毒、消臭)、“三抗”(抗辐射、抗氧化、抗肿瘤)等多种保健功能,人们的生活质量也将不断提高。

5参考文献

[1] 于丽萍.茶叶保健食品的开发[J].蚕桑茶叶通讯,2009(2):39.[2] 李靓,林智,吕海鹏,等.2003~2007年注册茶保健食品的情况分析[J].安徽农业科学,2009,37(10):4835-4837.[3] 董青华.中国茶食及其搭配艺术[J].中国茶叶,2009(2):39-41.[4] 郭玉琼,詹梓金,赖钟雄.茶叶绿色食品的现状、发展前景及策略[J].福建农业科技,2000(S1):56-57.[5] 尹凯.农副产品深加工前景好[J].农家科技,2008(7):40.

第二篇：茶行业现状与发展

关于茶行业的现状和存在问题

一、茶行业现状

A、世界茶叶80%产在亚洲。中国、印度、斯里南卡、肯尼亚和印度尼西亚五大产茶过得茶叶产量占世界茶叶总产量80%。中国2005年从印度手中重新夺回第一产茶国的地位。

B、推动茶产业发展因素

1、政策支持

2、企业的多元化

3、新资本注入

4、产业的变化（手工机械）

5、市场的发展

6、茶文化的宣传

【内部、外部、行业气氛（茶精神）】

二、茶叶市场的4大营销模式

A、天福茗茶的连锁店模式(1000多家门店)

天福模式的精髓在于：不做生产型企业，将企业定位于控制终端销售的营销型企业，通过委托加工，什么茶好就卖什么茶，通过搭建直接面对消费者的营销平台，供应能为消费者接受的产品，化解销售压力。

B、立顿的超市模式

立顿是联合利华旗下的一个品牌。销售上它认准人人都熟悉的超市货架，锁定普通民众的消费生活区。但在中国还是不尽如人意。

C、红女吃茶的品类模式

对于习惯喝茶的人来说，吃茶确实是个新鲜的词语。

D、传统的茶叶批发市场模式

是国内大多数茶企仍然选择的营销模式，大约60%的茶叶通过批发市场进行销售的。传统模式已经不能满足市场的需求，需要产业改革。

三、茶行业存在问题

目前中国是产茶大国，但还不是产茶强国

A、茶叶单产低

1、我国茶园面积占世界茶叶面积接近一半，但产量只达到1/4。

B、组织程度低

1、我国大多数茶园都已经承包给农户，茶叶生产是以家庭为单位，生产经营过度分散。

C、劳动效率低

1、我国目前有8000万茶农，另外有5000湾以上人员从事茶叶销售、服务等第三产业的工作。

D、茶叶标准

1、标准化的重要标志就是茶叶加工的机械化

E、缺乏龙头企业

1、没有一家可以可以占到2%的市场份额，整个茶行业将面临着一个大的整合四、存在问题解决办法与网络推广的关系

解决办法：

A、把握市场热点转换

1、通过对加工工艺和品饮方式的改进，形成市场的卖点，促进需求的增加

B、发展名优茶，兼顾大宗茶

1、打造名优茶的品牌将是茶企业的必经之路

2、名优茶在产品质量上过分注重外形

C、打造茶叶品牌

1、品牌有两类：a：产品品牌 b：通路品牌

2、由于市场发育不成熟，通路品牌发展较为成功。（天福茶叶）

3、企业一方面要扩大连锁经营规模，来迅速提高品牌的知名度；另一方面必须通过对企业的D、发展茶产品深加工

E、关注茶文化产业的发展

1、以茶文化为题材的旅游业、影视业、出版业、艺术品经营业、动漫业等同样也可以形成新的茶文化产业

F、现在中小型厂家注重对加盟商的招商宣传，缺少对消费者的宣传，进行好的网络推广可以在宣传的深度和广度起到很好的效果。

五、中小茶企招商难的原因

A、产品“千人一面，毫无个性特色可言”

B、招商目的、目标不明确，招商没计划，没策略

C、企业为快速回笼资金，缓解自己压力，采取短视的、杀鸡取卵的招商方式

D、加盟商浮躁的心态，主观性不强，不愿与品牌共同成长，希望“傍名牌”，快速致富

E、行业大环境的变化，消费心理成熟

陈

2012年5月23日星期三

第三篇：KTV发展现状与趋势

KTV发展现状与趋势

一个行业的发展总是有其内在的规律，这关乎到经济的发展，地域的不同，客人品味的提升，玩法的变化等。下文就和量贩式KTV相关的行业动态，KTV行业目前发展的现状，做一个概括性的分析，供大家借鉴。

1、量贩式KTV娱乐新需求，需为消费者提供多元化服务

由于KTV产业属于娱乐事业，与流行息息相关，而且消费者的需求日益复杂，除在意装潢格调、音响质量、伴唱带质量、餐饮口味服务外，业者必须经常调整营业内容及设施，提供各种不同的娱乐服务给消费者，如可上网、看电视、玩网络游戏等，以满足消费者欢乐及新鲜的心理需求，进入2014年，消费者具有更高层次的需求，宝乐迪提倡满足消费者的社交需求，全国开业门店PK打榜，与隔壁包厢pk同一首歌，在唱歌的同时交友，在娱乐的同时扩大自己的交友圈。而且，现在社会，人员流动越来越大，同窗4年的大学舍友可能在毕业后见面的机会比较少，却怀念大学期间通宵嗨歌的情形，而在全国180多家宝乐迪，可以满足他们的交往需要，而伴随着网络时代的到来，KTV行业如果不推陈出新，很难在KTV行业获得更大的市场份额。

2、量贩式KTV经营者需建立透明良好形象最大的化的树立自己特色的招牌形象

由于市场上KTV家数众多且消费者意识抬头，因此在选择时，具有良好形象及合法执照的KTV较能获得青睐。另外，前几年公共意外频传，消费者在选择店家欢唱之际，安全性的考虑就占了很大的比重，因此业者必须加强安全消防措施的设置，提供一个让消费者可以安心消费的休闲场所，而且2013年发生的哈尔滨某女生触电身亡事件，不得不让投资者更加注重k歌环境的安全问题。

此外，量贩式KTV应该树立自己的招牌形象，现在全国连锁KTV的企业品牌是中国KTV

行业中首批认识到企业形象对KTV长期经营的作用的单位，开始发展全国连锁，与他们形成同一的企业标识系统，统一的企业形象、企业文化，形成强大的品牌优势有明显的关系。这无疑在长期战略发展中起到至关重要的作用。

3、KTV企业的长期发展应建立连锁体系

连锁经营可造成规模经济，使得营运成本大幅降低，且让品牌曝光率增加，增加消费者的心理认知。而且透过管理职能专业化，如分店负责各地的营业行为，总公司统筹资金调度、伴唱带购卖、广告等事宜，使服务流程可一致化及标准化，使得获利能力可有效提升。

第四篇：土木工程的发展现状与趋势

土木工程的发展现状与趋势

一、土木工程的定义

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。

二、土木工程发展历史概述

2.1古代土木工程

古代土木工程具有很长的时间跨度，它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。譬如我国的长城，埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥，是世界上最早的敞肩式拱桥，于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。

2.2近代土木工程

近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。这一时期产生了很多具有历史意义的建筑，如1875年法国莫尼埃主持修建了一座长达16m的钢筋混凝土桥、1883年美国芝加哥在世界上第一个采用了钢铁框架作为承重结构，建造了一幢11层的保险公司大楼，被誉为现代高层建筑的开端、1889年法国建成了高达300m的埃菲尔铁塔，该塔已成为巴黎乃至法国的标志性建筑，被誉为现代高层建筑的开端。1886年美国首先采用了钢筋混凝土楼板，1928年预应力混凝土发明。1825年英国修建了第一条铁路、1863年英国伦敦建成了世界上第一条地下铁道等。2.3现代土木工程

现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。

建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术，已经发展到机—电—计算机的一体化，施工过程中，不论是上天、入地还是翻山、下海，都已不是施工的障碍了；而焊接技术的普遍使用，也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。

现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有：我国台北的国际金融中心，上海金茂大厦，马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼，法国的诺曼底斜拉桥等。

三、对土木工程的现状的认识及其现代特点认识 Ⅰ.对土木工程的现状的认识

现今的土木工程，正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。

工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高（低）温、耐高（低）湿，并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。另外，高层建筑大量兴起，地下工程高速发展，城市高架公路、立交桥大量出现，并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我国实行改革开放以后，综合国力有了很大提高，已具备更大规模开发和利用水资源的条件，如三峡水利枢纽，南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。

Ⅱ.现代土木工程特点

适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

Ⅱ.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。

Ⅱ.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

Ⅱ.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。

四、对土木工程的未来认识及其展望

Ⅰ.对土木工程的未来的认识

⑴随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设高潮。可以说，我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时，我们也深深感到，这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代，如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势，开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元，是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。

⑵放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。

Ⅱ.对土木工程事业的未来展望

Ⅱ.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

另一方面，土木工程学科将向周围继续发散，与材料，环境，化学，电子信息，机械，城市规划，建筑等相关学科进一步的交叉，融合，互相支持，互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科，如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透，比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。

Ⅱ.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等等。

Ⅱ.3全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，20~30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

Ⅱ.4可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向，这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括，资源的保护，资源再利用，污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性，从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护，全路设计为封闭构造，杜绝了固体废弃物的污染，也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。

Ⅱ.5主动控制技术。迄今，绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的，被动的物体。对周围环境的影响，如风动，温度变化，突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术，以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

综上所述,土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰!

参考文献

1.《土木工程概论（第3版）》，叶志明，高等教育出版社。

2.《浅析土木工程施工管理的问题及对策》，史勇剑，《建工论坛》2011年第24期。

3.《浅析土木工程的发展现状与发展趋势》，祝彩霞，刘慧。

4.《土木工程概论[M]》，段树金，中国铁道出版社·北京。

《土木工程概论》课程学习总结

一、对土木工程材料和基础工程的认识

在第2章《土木工程材料》中，介绍了各种土木工程材料，介绍了从古到今土木工程材料在建筑中的变迁，并详细介绍了各种土木工程材料的性能，功能，使用年限和经济成本，介绍了土建材料对人类生活空间的安全性和舒适性可能造成的影响。还从材料对保证工程质量，对工程造价的影响，对工程技术进步的促进作用等三方面介绍了土建材料在工民建中的作用。

在第3章《基础工程》中，介绍了关于土木工程中关于土力学方面的一些入门的基础知识，如岩土工程勘察，浅基础，深基础，不均匀沉降，地基处理等。课本通过引用历史建筑在今日仍屹立不倒，说明了学好土力学在土木工程专业基础课中的重要性。为此，我将会在大二，大三年级的时候努力学好工程地质，基础工程，地基处理等基本知识，争做一名合格的土木工程行业的从业者。

二、对“大土木”的分支工程的认识

在书本的第4—10章中，介绍了关于“大土木”的一些知识，包括了交通土建工程，桥梁工程，港口工程，地下工程，水利水电工程，给排水工程等一些基本知识。

第4章是“大土木”的总起，书本通过丰富的图片和大量的事例引证，介绍了关于一些建筑工程的基本知识，通过对第4章中的基本构件，单层与多层建筑，高层与超高层建筑，特种结构的学习，使我对“大土木”有了一定的了解，也引起了我对学习土木工程的乐趣。章末的未来展望，使我了解到未来“大土木”的发展趋势。也正是因为通过对本章的学习，了解到了新时期下对我们土木工程从业者的新要求，即要具备5个“观”（生态观，经济观，科技观，社会观和文化观。）在第5章《交通土建工程》中，介绍了交通土建相关的道路工程，铁路工程，机场工程，隧道工程等方面的知识。通过对本章的学习，了解到了5大运输方式各自的优缺点以及目前我国在交通土建方面的现状。在进行本章学习的过程中，了解到了大量有关交通土建的物理知识，收获颇多！

在第6章《桥梁工程》中，通过学习了解到桥梁的分类，结构形式，桥梁工程的总体规划和设计要点，和桥梁工程的未来展望等知识。在本章的学习过程中，看到大部分精美的图片，给我带来了美的享受！在对桥梁工程的未来展望部分，了解到了桥梁工程将会向着“大土木”的方向发展。

在第7章《港口工程》中，介绍了有关港口分类，规划与布置，码头建筑，防波堤，护岸建筑，港口仓库与货场，和港口工程的前景展望等知识。在对本章的学习过程中，了解到了我国主要港口的一些情况，以及关于港口方面的一些土木工程的知识。了解到了港口建设与经济的全面发展必将在推动中国经济发展中起到越来越重要的作用。

在第8章《地下工程》中，介绍了有关地下工业建筑，仓库建筑，民用建筑，人防工程，以及怎样开发和利用地下空间的一些知识。通过对本章的学习，使我认识到合理开发和利用地下空间是解决城市有限土地资源和改善城市生态环境的有效途径。

在第9章《水利水电工程》中，介绍了有关农田水利工程，水电工程，防洪工程以及发展前景等相关知识。通过对本章的学习，使我了解到水利工程的发展趋势以及水利水电工程的光明前景。

在第10章《给排水工程》中，介绍了关于工民建给排水方面的一些基础知识。使我了解到，给排水工程是为中国城市建设现代化程度与人民生活福利设施水平不断提高而形成的一门内容不断充实更新的工程技术学科，了解到了近半个世纪以来给排水工程在规划、设计、施工、维护和管理等诸多方面都在取得不断地进步。

三、对土木工程施工管理的认识

在第11章《土木工程施工》、第12章《建筑项目管理》中，使我了解到了关于工程监理等方面的相关知识。了解到了土木工程施工一般包括施工技术和施工组织两大部分，若想开展好土木工程施工，就必须学好土木工程材料，材料力学，结构力学，土力学，混凝土结构和钢结构等主干课程，认识到了土木工程施工是一门实践性很强的课程，不仅来源于课本的理论知识，更来自于实际施工经验的总结。通过对本章的学习，初步了解了土木工程管理的一些方法，了解了与工程监理相关的程序与法律法规，对土木工程有了更进一步的认识。

四、对土木工程防灾减灾、数字化应用及土木工程师设计方法的认识

在第13章《土木工程防灾减灾》的学习中，了解到了工程灾害的类型与防灾减灾的方法，以及如何在遭受自然和人为灾害后对建筑结构进行检测鉴定和加固的一些基本方法原理。在第14章《数字化技术在土木工程中的应用》的学习中，了解到了现代土木工程具有信息化和智能化的特点。在对本章进行学习的过程中，了解到了计算机在辅助土建施工的重要作用，要求我们土木工程从业者要熟悉运用相关的计算机软件，以达到施工信息化和智能化的目的。

在第15章《土木工程师设计方法》中，通过学习，认识到了土木工程师在搞设计时需要注意的在荷载，应力和应变，弹性，以及如何设计出结构安全的建筑等方面的相关知识。

五、如何学好土木工程专业

个人认为,学好土木工程专业的理论知识必须要做到以下三点：

1、重点把握住三大力学：理论力学、材料力学和结构力学。这三门课是本专业的基础课程，也是重点。把这三门课学好了，后面的钢结构，混凝土结构设计原理，土力学等学起来会更加轻松。

2、养成课堂学习与日常生活中所见到的工程知识相结合，这样更容易加深你对理论知识的理解。最好是利用假期到工地上去看看。

3、注重平时安排的实习和试验。这是直接把理论知识具体化的过程，有助于你对理论知识的理解和吸收。

干工程，实践经验和理论知识都同样重要。

我知道通过对土木工程概论的学习我找到了自己的努力方向，今后我会在土木这条路上继续走下去并且走好。我会用我的努力来实现我的理想。做一名合格的土木工程工作者。

第五篇：半导体激光器发展现状与趋势(精)

材料与器件

半导体激光器发展现状与趋势 何兴仁

(重庆光电技术研究所 重庆 400060 摘要

半导体激光器占有整个激光器市场的最大份额,并广泛应用于各个领域。为了满足下世纪对更高性能光源的需要,它正朝向宽带宽、大功率、短波长以及中远红外波长发展。量子点激光器作为新一代高性能器件,正在大力开发当中。

关键词 半导体激光器,光通信,光存储 1 前 言

半导体激光器又称为二极管激光器(LD,是目前应用最广泛的光电子器件之一。LD最早大批量应用起始于90年代初的音响CD演放器。此后,随着生长技术的进步、器件量产化能力的提高、性能的改善及成本的下降,LD陆续扩展到许多其它应用领域,包括CD2ROM驱动、激光打印、可擦除光存储驱动、条码扫描、文娱表演、光纤通信,以及航空和军事应用(如军训模拟装置、测距机、照明器、C3I等。由于LD 的开发始终与迅速增长的用户终端和消费市场,尤其是与计算机、通信技术和军事应用市场紧密结合,其技术和市场一直呈现高速增长趋势。LD的关键技术外延生长技术,由早的L PE发展到普遍采用的MB E和MOCVD,外延材料也因此由体材料演变到超晶格或量子阱之类的人构能带工程材料。LD的阈值电流、响应频率、输出功率、工作温度等主要性能参数大幅度改进,新型器件层出不穷。面向下世纪信息传输宽带化、信

收稿日期:1999202201息处理高速化、信息存储大容量化,以及武器装备高精度、小型化,LD借助于一系列先进技术将继续高速发展。技术与应用现状

按照波长和应用领域,LD可大致分为长波长和短波长。实用化短波长LD覆盖635~950nm范围,以G aAs为衬底外延制作而成,是目前市场上用量最大的器件。在InP衬底上制作的长波长LD,波长范围在950~1550nm,以光纤通信应用为主,其中980nm和1480nm大功率LD用作光纤放大器的泵浦光源[1,2]。

短波长LD对于不同的应用又可分成不同种类。780nm器件是最早的实用化LD,输出功率3mW,用普通的F2P结构,80年代中期用MOCVD实现大批量生产,当时近10家日、美公司生产这种器件。用MOCVD每次可加工30片3英寸的G aAs外延片,所以780nm波长LD已成为最廉价的激光产品。主要用于音响CD放机、CD2ROM 41 计算机驱动、CD2ROM电视游戏机、迷你放机(只读和激光盘放机等。低档桌上激光打印机用量也占相当数量。该器件的四大生产厂家全集中在日本:松下、索尼、罗本和夏普。目前780nm的LD每年用量已达到1亿支。

670nm以下的Al G a InP红光LD是90年代以来发展最快的半导体光源之一。它采用MOCVD和应变量子阱技术。1985年,日本N EC实现室温连续工作,1988年东芝最先推出670nm产品。90年代红光LD进入条码扫描、激光打印和塑料光纤通信等领域,年市场增长率达100%。到1996年止,全世界用于上述领域的红光LD已接近年用量500万支。这里特别值得一提的是635 nm~650nm的DVD放机用LD。1995年12月,索尼、菲力浦、Time Warner、东芝与松下、日立、三菱、胜利、先峰,以及后来参加的Thomson2CSF就通用型DVD的标准细节达成最后协议,这不仅掀起一场音像市场的革命,更为红光LD的生产开辟了巨大的潜在市场。预计2000年DVD放像机年产量将超过5000万台。从1996年底开始,三洋每月生产20万支DVD用LD,预计1997年每月提高产量到50万支。夏普、日电每月生产能力可增加到100万支,松下20万支。这些器件均是在G aAs衬底上通过应变层量子阱结构实现,功率3~5mW, I th15mA左右。1997年中期后,这些日本公司又陆续生产

30mW的可写入DVD用LD。这些足以说明应变层量子阱技术在600 nm波段LD生产中应用完全成熟。

800nm波段LD用途最广泛,其主要特点是大功率。功率提高也是LD实用化的突破口。早在70年代中期,G aAs大功率脉冲激光器就开始用于激光制导和军训。尤其是80年代初,超薄层工艺技术突破,量子阱结构使LD的单管输出功率突破1W(CW的瓶颈。1986年1W以上LD陆续上市。几瓦以上功率的器件有两种:500μm 宽的单条形多模器件和多条形多模阵列。4 W以上功率一般均采用多条形单片阵列。根据现有工艺条件,此功率级的标准产品为1 cm宽阵列条。由单个多条形阵列或若干阵列的组合,可实现更大的输出。对于要求峰值功率的应用,这些阵列条可工作在脉冲模式(QCW,提供100~300W QCW功率。需超过20W CW功率时,可把大功率阵列条以垂直方向堆积,由于这种方式散热困难,堆积组件通常都以Q CW工作。商品市场上的堆积组件脉冲功率高达5kW。个别军用组件功率更大。世界上800nm左右大功率LD研制生产水平最高的是美国的SDL和Optical Power公司。它们提供的大功率器件占世界市场的60%以上,其次是日本三菱和德国西门子公司。SDL能提供10W~30W CW产品系列,以及数千瓦的脉冲系列堆积组件。Optical Power公司的1 cm单片阵列条输出已超过20W的极限。它们通过改进外延工艺和热监控技术,使1 cm阵列条形LD功率增加一倍,在915nm 峰值波长上单片CW功率达40W,光纤耦合功率30W,脉冲功率155W(水冷条件下。

大功率半导体激光器的应用方式可分为两种:一种作为泵浦固体激光器的泵浦源,另一种是直接利用LD的辐射。808nm LD 泵浦的固体激光器已用于材料加工、光通信、光存储、图像记录等民用领域,以及制导、测距、照明、大气传输等军用领域。固体激光器的传统泵浦源以闪光灯为主,其主要缺点是体积大、寿命短、能耗高、效率低,这些不足正是LD的长处。LD功率低和光束质量差又是固体激光器的优势,所以用LD泵浦固体激光材料,可以优势互补、扬长避短,全面改进固体激光器性能,尤其

是电2光效率、体积和寿命,对军事部门非常有吸引力。美国Fibertek公司1991年向陆军交付一台战术用通信发射机,波长532 nm、功率015J/脉冲。1990年麦道公司已开始在F/A218战斗机上试验LD泵浦固体激光测距仪,1991年春投入批量生产。这种激光器已用于相干光雷达。785nm LD泵浦的Ho:YA G红外激光器还作为干扰机源干扰红外制导导弹,波长为2μm,室温输出40W平均功率。

LD泵浦的固体激光器应用市场年增长率达80%以上,1996年民用市场为3114台,1997年增长到4753台,产值分别达到5298万美元和877211万美元。军用市场的产量少于民品,但产值较高,因军用器件功率和可靠性等要求高于民品。

大功率LD输出更广泛地是直接应用。随着近几年来输出功率不断提高,它在两用市场中越来越活跃。在军用上,主要是成像雷达、激光测距(1500m左右、武器引爆、武器模拟和卫星之间的大气通信等。雷达主要是820~850nm波长LD及阵列,激光测距和武器引爆用800~900nm大功率脉冲激光器,武器模拟用904nm激光器,大气通信也采用820nm左右的窄光束大功率LD。在民用方面,材料加工和印刷以及医疗是增长最块的市场,年增长率在50%左右。所以说,800nm波长大功率LD是整个半导体激光市场上最耀眼的明星,是量子阱LD最早实用化的波长区。

在980~1550nm长波长区,980nm、1017nm以及1480nm波长以光放大器泵浦光源为目的,特点是大功率和单模输出单元器件。其中1480nm In G aAsP/InP长波长大功率LD最早实用化,用于1550nm波长光放大,80年代中后期用F2P结构,90年代开始以量子阱为主,已形成30mW、50 mW、70mW和100mW系列产品,研制水平可达到500mW以上单模。980nm In2 G aAs/G aAs大功率LD用于1155μm掺铒光纤放大器,吸收效率更高,噪声更低,因而比1480nm泵浦源更受欢迎。目前这两种放大器用泵浦源都很成熟,在无中继长途大容量数字光通信和孤子波传输系统广泛应用。1017nm波长In G aAlAs/G aAs大功率LD是113μm波长掺钋光放大器用泵浦源,是近几年内发展起来的,已有批量产品,单模输出功率在100mW以上。由于113μm 光纤系统在中短距离和中容量的巨大市场,该器件市场潜力很大。

113μm和1155μm In G aAsP LD分别是石英玻璃光纤零色散和最低损耗区的光源。经三个技术阶段的发展,113~1155μm波长LD生产技术已成熟。L PE生长的F2P结构113μm LD在80年代中期以前,用于陆地和部分越洋长途干线;1986年DFB结构113μm LD上市,F2P结构器件价格下跌,从上千美元降到数百美元。80年代末期,长途系统应用1155μm DFB LD,F2P LD用于中短系统。同时量子阱结构与DFB结合起来,开发出215Gb/s的产品,工艺技术以MOCVD为主。90年代以来,应变层量子阱技术作为研制器件技术广泛应用,L PE除作为部分生产技术保留外,已完全退出长波长LD研制舞台。长波长LD由于价格远高于短波长LD,其产值在整个LD市场超过50%。其市场主要受发达国家和发展中国家光纤通信设施的促动。这些LD的生产厂家主要分布在日本、北美、欧洲,厂商包括日本的富士通、日立、N EC,北美的朗讯技术和北方电信光电子公司,欧洲的阿尔卡特尔、爱立信和一批小供货商。215Gb/s的1155μmDFB LD广泛应用于更新长途网络,利用4支这种1155μmDFB LD波分复用(WDM的10Gb/s 系统正在逐步建立。在系统的局间段、中央

交换局之间光纤线路用622Mb/s或215 Gb/s LD,在中央局和用户之间主要用113μm F2P LD,传输速率为155Mb/s左右。半导体激光器发展趋势

为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量,以及军用装备小型高精度化等需要,半导体激光器正趋向以下几个发展方面,并取得一系列重大进展。

311高速宽带LD 高速宽带LD主要是113μm和1155μm波长LD,用于高速数字光纤通信和微波模拟光信息传输、分配与处理。潜在市场是未来的信息高速公路和军事装备。高速宽带LD从80年代中期长波长光源商品化后便大量开发,主要通过改进管芯制作和

封装技术。最早的高速LD用SI衬底窄有源区BH结构。美国GTE用L PE和V PE两次外延生长的113μm ln G aAsP LD,本征谐振频率超过22GHz,3dB带宽24GHz;Lasertron、罗克韦尔国际公司均用类似结构获20GHz以上带宽[3]。这种结构因谐振腔小,输出功率受限制。80年代末起,普遍采用DFB技术。90年代以来,又将量子阱引入到有源区中[4]。目前高速BH LD和MQW+DFB LD都已达到商品化,用于10 Gb/s高速数字光纤系统和Ku波段微波模拟光传输。

近几年来,更普遍地将应变层量子阱技术用于高速宽带LD[5]。据理论研究证明: LD的调制带宽特性主要由它的弛豫振荡频率f r和阻尼速率α决定,f r可表示成

f r= 1 2πv 2 g Γαd G d N S = 1 2π v gгα hυV actαm d G

dN P 式中v g是谐振腔的群速度,α是总的腔损

耗,Γ是光限制因子,d G/d N是微分增益,S是腔内的光子密度,hυ为光子能量, V act为有源区体积,P是发射光功率。对于大的f r,可通过应变层量子阱来提高d G/ d N,减小有源层体积V act,并增加量子阱层数减少αm等来实现。有人预测,压应变In x G a1-x As/InP MQW LD的本征3dB带宽可达到90GHz,而且应变量子阱可使LD 的特征温度、阈值电流、输出功率等主要参数全面改善。如西门子报道的0198μm压应变ln G aAs/G aAs4阱LD,本征带宽达到63 GHz,3dB带宽达到30GHz;贝尔实验室和朗讯技术公司开发的应变补偿ln G aAs2 G aAsP2In G aP MQW LD,内量子效率80%, 3dB带宽25GHz,低至0115ns的K因子证明了59GHz的最大3dB带宽。德国固体物理应用所等研制的In G aAs2G aAs MQW LD以20Gb/s实现无制冷130℃高温工作。312大功率LD 半导体激光器大功率化趋势仍将集中在800nm波段,其次是2μm左右。在800nm 波段,光泵浦源又是重点[6]。其发展趋势:一是侧面发射1cm阵列条堆积组件。其基本结构是先把若干1cm阵列条横向拼装成为光子组合块(L SA,然后将许多“L SA”纵向堆积成堆(stack,随即把几个“stack”集合成集合块(manifold,最后把许多“manifold”组合成大阵列。美国的SDL将50个100W的L SA构成manifold,通过2×2manifold获得20000W峰值功率;用44个100W的L SA构成4×4mani2 fold获得了70400W峰值总功率。

二是开发表面激射的二维阵列。这种结构从技术上讲本身就具备一次性形成单片式超大功率LD的潜力,其次是便于以后集合成超大功率LD组件。目前正在开发的表面大功率LD阵列结构有DBR二次折射光栅、曲形谐振腔和45°角内腔微反射镜。休斯公

司danbury光电系统用二次折射光栅G aAlAs DBR结构,以3×4元阵列获得20 W CW输出,这种光源可用于100km左右的远程激光雷达;麻省理工学院林肯实验室利用谐振腔朝上弯曲的曲形腔面发射结构获40W CW输出;法国汤姆逊公司采用这种方式获得了单片1000W准连续工作(QCW;SDL积极开发45°内腔微反射镜面阵,以4×12元获得132W CW输出功率。313短波长LD 对于光信息存储而言,波长越短越有利于聚焦成小光斑,从而增加信息存储密度和容量;许多信息系统终端的感光体的感光度也与光源的波长成反比;在显示方面,绿色是基色之一,所以蓝2绿光已成为全色显示的关键。在600nm以上LD商品化之后,蓝2绿光LD就成了短波长化的主要目标。1991年,美国3M公司的Cheng等人解决了ZnSe材料的p型和n型掺杂技术,以量子阱结构首次报道490nm蓝光激射,使多年徘徊不前的Ⅱ-Ⅴ族材料研究向实用化器件迈出了历史性一步。此后器件研究活跃起来,日本的索尼、松下、日亚,美国的3 M、IBM,欧洲的菲力浦等,以及许多大学都在开发这种器件。1993年[7,8],日本索尼公司523nm ZnSe蓝2绿LD室温下CW工作;1997年室温下CW工作时间超过100小时。同时用于蓝2绿LD的材料还有G aN,日亚的In G aN LD也已实现了室温下CW工作。最近又超过300小时的CW工作时间。两种材料均存在晶体生长中缺陷引起可靠性问题,哪种材料的LD最先进入商品市场目前还难说。但可以肯定蓝2绿光LD在下世纪将成为重点商品化器件。

314量子线和量子点激光器

量子线激光器和量子点激光器的概念是1982年由东京大学尖端技术研究中心的荒川泰彦等人提出来的[9]。在通常的量子阱中,电子在层厚度方向量子化,电子能够沿着薄膜的平面内自由运动,电子的自由度变成2,其态密度呈台阶函数曲线。与此相比,在量子线和量子点中,电子的自由度分别变成1和0。尤其是在量子点结构中,电子已不能自由运动了。随着自由度趋向于0,电子的态密度分布形状将越尖锐。它引起的结果是电子能级分布与增益谱集中,因此对相同的载流子浓度,自由度减少,增益峰值就变高,而使阈值电流明显下降。据理论预测,量子点LD的阈值电流可低于1μA。

另一方面,由于态密度尖锐化,伴随温度上升由费米函数引起的增益扩张得以抑制,这等于抑制了阈值电流的温度依赖性,提高了特征温度系数T0。量子限制效应还使LD的调制带宽和光谱线宽等动态特性大幅度改善。因微分增益g由于量子效应而增大(g的平方根与弛豫振荡频率f r成正比,线宽增强因子α由于量子效应而下降。

量子线和量子点激光器80年代完成理论研究,90年代进入广泛工艺实施阶段。国外有大量公司、研究所和院校在进行该领域的研究。为了实现室温下量子线或量子点LD CW工作,线尺寸必须减少到20nm以下,而且尺寸误差必须十分小。这对微细加工技术提出了严峻的挑战。

目前的试制技术大致分成两类:微细加工与晶体生长法。前者可以是电子束、聚焦离子束、X射线光刻和掩模;后者有横向生长、倾斜衬底台阶气相生长、激光辅助原子束外延(AL E生长等。微细加工技术使用最广的是先在衬底刻蚀出沟槽(Ⅴ形,然后进行选择性生长线结构。贝尔通信研究所(Bellcore最早采用,获80nm量子线和013mA阈值电流,东工大、韩国大学、中科院等均用这种技术获得60~80nm宽量子线。晶体生长法,最近几年来自组织法使用最广。它是1993年,日本N TT公司的

第 12 卷第 4 期 光电子技术与信息 1999 年 8 月 天明二郎等人用 MOV PE 在 GaAs 衬底上生 长 In GaAs/ Al GaAs 量子阱过程中 , 偶然发 现的纳米尺寸自组织现象。在(311 B 衬 底上 , 生长 In GaAs 薄膜后 , 在高温下中断 几分钟 , 便在内部自动形成 100 nm 以下尺 寸的应变量子点。它比人工法形成的低维化 结构显示出更优良的晶格质量与界面结构 , 而且尺寸在 20 ～ 100 nm 范围可控制 , 是目 前最有前途的量子点形成技术。N T T、富 士通公司、密执安大学、柏林大学等都用这 种技术研制了量子点激光器 , 尺寸最小在 20 nm 以下 , N T T 还获得室温振荡成功。目前量子线和量子点激光器仍处于基础 研究阶段 , 还有许多技术问题 , 但它必将成 为下世纪新一代高性能 LD。大功率中红外(3 ～ 5 μm LD 是目前 急需的

半导体光源 , 它在红外对抗、红外照 明、激光雷达、大气窗口自由空间通信、大 气监视和化学光谱学等方面有广泛应用前 景。近几年来 , 中红外 LD 在工作温度和输 出功率提高方面取得了明显进展 , 主要采用 一般量子阱和新开发的量子阱结构。在普通 的 QW 结构中(I 型 , 电子和空穴被限制 在相同的层内。因 Ga InAsSb 和 Al GaAsSb 能够形成 I 型能带对准 , 以有效地限制载流 子并 提 供 良 好 的 光 波 导 2 μm 波 长 , 由 Ga InAsSb 有源层和 Al GaAsSb 限制层构成 的 LD 自 80 年代以来获得广泛开发 , 在 2 μ m CW 工作高达 400 K , 在 217 μm CW 工 作到 234 K , 在 315 μm 到 175 K , 在 319 μ m 到 128 K。由 1 μm LD 阵列泵浦的 4 μm 激光器在 92 K 产生 2 W 的峰值功率和 240 mW 的平均功率。Ⅱ 型结构的激射作用是 1986 年由前苏 联 科 学 家 首 次 报 道 的 , 90 年 代 引 入 Ga InSb/ InAs 超晶格。在 Ⅱ 型结构中 , 电子 和空穴被限制在不同的外延层内 , 光学跃迁 315 中红外 LD 选取不受 Sb 化合物限制 , 波长可更长。通 过调节不同材料组分和 QW 厚度 , 在 5 ～ 8 μm 工作的级联激光器已实现高达 320 K 脉 冲工作和 140 K CW 工作 , 脉冲功率在 300 K 达到 200 mW/ 面。LD 和高性能 LD 的开发 , 下世纪半导体 LD 通过隧道发生。这种结构的 LD 在 218 和 413 μm 波长之间脉冲工作达 160 K , 最好 性能是 312 μm 获 255 K 的最大脉冲工作温 度。Ⅲ 型结构一般是在 QW 中使用内子带 [ 10 ] 跃迁 , 又叫做量子级联(QC 激光器。对于 Ⅰ型和 Ⅱ型结构 , 在 GaSb 或 InAs 衬 底上生长含 Sb 合金 , 因为它们的禁带能级 适合用于中红外激射 , 而内子带激光器的激 射波长由能带偏移和量子阱厚度决定 , 材料 除上述三种技术外 , 利用现在十分成熟 的近红外 LD 作泵浦源 , 不失为获得中红外 大功率的有效途径。1994 年 , 林肯实验室 用 0194 μm LD 作泵浦源 , 先后通过泵浦 Ga InAsSb/ Al GaAsSb 和 InAsSb/ AlAsSb DH 结构 , 在 3～4 μm 波长和 95 K 温度下获得 1 ms 脉冲 1 W 以上峰值功率;通过优化结 构、改进封装降低热阻在 3195 μm、92 K 取得了 2 W 峰值功率和 240 mW平均功率;用 Ⅰ QW 和 Ⅱ 型 型结构 , 在 3 ～ 4 μm 也获 得了 1 W/ 面以上峰值功率。

4结束语

半导体激光器在红光和 115 μm 波段范 围以内的技术已十分成熟 , 大量的商品器件 将涉足更广泛的两用领域 , 保持持续高速的 市场增长。19 在军、民两用的广大市场上受到欢迎。截止 1997 年底 , 全世界的

LD 销量已超过 211 亿 支 , 产值超过 20 亿美元 , 占世界整个激光 市场 的 2/ 3 强。随 着 新 型 波 长(短、长

第 12 卷第 4 期 光电子技术与信息 1999 年 8 月 参考文献 1

何兴仁 1 国外激光 , 1993 ,(4 : 1(2 : 123(3 : 306 2 Steele R1 L aser Focus Worl d , 1997 , 33(2 : 84 5 Goutain E et al.Elect ron L ett , 1996 , 32(10 : 896 6 He X et al.Elect ron L ett , 1997 , 33(14 : 1221 7 Nakamura S et al.J Japan A ppl Phys , pt 2 , 1997 , 36 : 1059 8 Taniguchi S et al.Elect ron L ett , 1996 , 32(6 : 552 9

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Diode lasers represent t he largest share of t he worldwide laser market , and are used widely in many fields.In order to meet to request for higher performance diode lasers next cent ury , far inf rared wavelengt h.As new a generation device quant um dot lasers are being researched and developed wit h an effort.Key words diode lasers , optical communication , optical memory it ’s develop ment are t rending towards wide bandwidt h , high power , short wavelengt h and mid2(上接第 13 页 ing for high density data storage and various aspect s associated wit h t his recording technology , mechanisms.Finally , develop ment s of recording medium is discussed.20 crystals;Second , application of two2 p hoton absorption to t hree2 dimension density optical data namely , fiber probe fabrication and characterization , and apert ure2medium separation cont rol Key words holograp hic data storage , two2p hoton absorption , optical near2 field recording

This article int roduces recent advances in high2density optical data storage.First , we will discuss t hree2 dimension holograp hic memory systems , including multiplexed recording met hods such as multi2wavelengt h , multi2 angle , nondest ructive readout met hod , error correction in vol2 ume holograp hic memory systems and lifetimes of t hermally2fixed holograms in p hotoref ractive storage is described.Following t his , we will review recent advances in optical near2field record2

Recent Advances in High2Density Optical Data Storage W ang W ei w ei M i ng Hai(Department of Physics , University of Science and Technologyof China Hefei

230026 Abstract