激光的产生标志着光学有了与电学一样的相干光源。自此以后光子技术与电子技术展开了长期的竞赛,究竟谁能成为信息技术的主角?半个世纪竞赛的结果证明,电子技术与光子技术各有所长。电子技术在20世纪取得了辉煌的成就,计算机、互联网、移动通信的普及,使人类的生活发生了彻底变化,这是因为电子技术擅长信息处理,特别是数字化信息的处理。至于光子技术,则擅长信息传输,并具有宽带、大容量和并行处理等优点,因此近30年来光子技术有很大的发展。现在信息的有线传输和信息存储等电子技术领域已经被光子技术占领。例如,光纤通信代替了电缆通信;光盘存储代替了磁盘存储。在传感领域光子技术也逐渐变成了主角:光纤光栅传感器代替了电子应变传感器。甚至当今广泛使用的电子计算机,它的外部设备阵地(存储、显示、输入/输出等)也已经被光子技术占领。但是计算机的芯片仍被电子技术垄断,这是因为电子开关(或晶体管)还不能被光子开关(或光晶体管)。因此,电子技术的最后堡垒--数字化信息处理还没有被光子技术攻占。光子技术最后胜利的标志就是攻下这个电子技术的最后堡垒,即用全光开关代替现有的电子开关,实现真正的光子集成芯片和高速、海量的光子数字信息处理。
科学家的梦想之一是实现全光通信、全光网络和全光计算机。要实现这个梦想,就要研究出实用化的全光开关,即要求驱动光开关的光功率可与被控光信号的功率相比(开关功率在毫瓦以下);开关速度比现有电子开关速度更快(开关时间在皮秒以下)。全世界的科学家耗时半个世纪,耗费大量资金,至今还没有研究出可供上市的全光开关产品。但是,人们已经历了长时间、多方面的探索,积累了丰富的经验。本书试图把人们对全光开关研究的主要物理思想和基本原理系统地介绍给读者,故本书取名为"全光开关原理"。书中也包含了作者多年来从事全光开关原理研究的主要研究成果。