导航定位技术与光学的联系
雷达与光学辅助导航系统实时数据融合研究
雷达与光学辅助导航系统实时数据融合研究导航系统在现代交通中扮演着至关重要的角色，雷达和光学辅助导航系统已成为实现精确导航的两种重要技术手段。
然而，随着技术的不断进步，如何将雷达与光学辅助导航系统的实时数据进行融合以提高导航系统的性能和准确性成为了一个研究的重要方向。
雷达作为一种无线电探测器，能够通过发射和接收电磁波来测量目标的距离和速度。
它具有良好的穿透力和距离测量能力，可以在恶劣天气条件下实现导航功能。
然而，雷达也存在一定的局限性，比如受到多径效应的影响，容易产生误判和虚警。
光学辅助导航系统采用光学传感器进行目标检测和测距，具有高分辨率和精确度的优势。
它可以获取目标的形态和颜色信息，能够提供更全面和准确的目标识别能力。
然而，光学辅助导航系统在雨雾等恶劣气象条件下性能容易受到限制。
因此，将雷达与光学辅助导航系统的实时数据进行融合已经成为越来越受关注的研究领域。
数据融合是指将多个传感器获取的数据进行整合和分析，以提供更准确、可靠的信息。
在导航系统中，雷达和光学辅助导航系统的数据融合可以通过以下几种方法实现：1. 滤波融合方法：利用滤波算法对雷达和光学辅助导航系统的数据进行滤波处理，去除噪声和误差，得到更准确和平滑的数据。
常用的滤波算法包括卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波。
这种方法能够充分利用雷达和光学辅助导航系统各自的优势，提高导航系统的鲁棒性和准确性。
2. 特征融合方法：将雷达和光学辅助导航系统提取的目标特征进行融合，以获得更全面和精确的目标信息。
常用的特征包括目标的形态、颜色、纹理等。
通过融合不同传感器的特征，可以提高目标的识别率和判别性能。
例如，在车辆导航系统中，可以将雷达测量的距离和速度信息与光学传感器获取的车辆标志和交通灯等信息进行融合，以获得更准确的目标位置和道路状况。
3. 决策融合方法：利用决策理论对雷达和光学辅助导航系统的数据进行综合评估和决策。
通过建立合理的决策模型，可以根据不同传感器的权重和置信度，对导航系统的输出结果进行决策和优化。
偏振导航机理
偏振导航机理导言偏振导航是一种利用人工合成的偏振光进行定位和导航的技术。
它基于光的偏振性质和地球磁场变化之间的关联，通过观测光传播过程中的光线偏振角度变化，实现精确定位和导航。
本文将探讨偏振导航的机理以及其在现代导航系统中的应用。
一、偏振光的基本概念偏振光是指光中振动方向保持一致的光。
通常，光是以横向电磁波的形式传播的，而电磁波的振动方向可以在垂直于传播方向的平面内任意方向上变化。
偏振光则是指这一振动方向限定在某一特定方向上的光。
二、光的偏振态描述光的偏振态可以用偏振椭圆或偏振矢量来描述。
偏振椭圆是指偏振光在平面垂直于传播方向上的椭圆轨迹。
而偏振矢量则指偏振光的振动方向。
在偏振椭圆中，主要有线偏振和圆偏振两种形式。
线偏振指偏振光在平面垂直于传播方向上的椭圆轨迹为直线。
而圆偏振则是指椭圆轨迹为圆形。
三、光的偏振现象光在传播过程中会发生偏振现象，即光的振动方向发生改变。
这是由于光在各种介质中的传播速度和传播路径与连接光传播方向和电场方向的矢量之间的关系。
其中，最常见的偏振现象是波片的吸收和反射。
当光从介质中经过后，它的振动方向可能发生改变。
这可以用玻璃窗作为例子，当光从窗玻璃中传过来时，有一部分光相对于原来的方向发生了改变。
四、地球磁场与偏振导航地球磁场是指地球周围的磁场空间。
它对地球上的物质和现象起着重要的影响。
由于地球磁场的存在，光在传播过程中会受到磁场的影响，从而导致光的偏振角度发生变化。
基于这个原理，研究人员发展出了偏振导航技术。
通过利用人工合成的偏振光对地球磁场的敏感性，可以实现在地球上的定位和导航。
偏振导航系统利用各种传感器和仪器来测量光的偏振角度变化，并计算出相应的位置和方向信息。
五、偏振导航的应用偏振导航技术在许多领域中都有广泛的应用。
在航空航天领域，偏振导航被用于飞行器的精确定位和导航。
通过测量飞行器周围的偏振光角度变化，可以提供更准确的飞行路径和位置信息，提高飞行安全性。
此外，偏振导航还被应用于海洋勘探、地质勘查、军事侦查等领域。
导航工程技术专业学习教程全面解析导航技术原理与应用
导航工程技术专业学习教程全面解析导航技术原理与应用一、导航工程技术的概述导航工程技术是一门涉及导航技术原理和应用的学科，主要研究如何使用各种导航系统进行位置测量、导航和定位。
导航工程技术的应用范围广泛，包括航空、航海、陆地交通、军事、天文测量等领域。
二、导航技术原理1. GNSS（全球导航卫星系统）GNSS是一种基于卫星导航系统的定位技术。
该系统利用多颗地球轨道上的卫星发射信号，通过接收和处理这些信号来确定接收器的位置。
常见的GNSS系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的北斗系统。
2. 惯性导航技术惯性导航技术是一种基于物体惯性原理的导航定位系统。
它通过测量物体的加速度和角速度来推算物体的位置和姿态。
惯性导航技术在航空航天和军事领域中得到广泛应用，具有高精度和独立工作的优势。
3. 无线电导航技术无线电导航技术利用无线电波进行位置测量和导航定位。
其中，超高频（UHF）雷达技术和无线电测角技术是常见的无线电导航技术方法。
通过测量目标与雷达或测角仪之间的距离和角度，可以确定目标的位置。
4. 光学导航技术光学导航技术主要利用光学传感器测量物体的位置和运动参数。
其中，视觉导航技术和激光导航技术是最常用的光学导航技术。
视觉导航技术通过摄像机获取目标图像，并通过图像处理和特征匹配来确定目标的位置。
激光导航技术则利用激光束的测距和测角功能实现导航定位。
5. 特殊导航技术特殊导航技术包括声波导航技术、磁性导航技术以及天文导航技术等。
声波导航技术利用声波在介质中传播的特性来进行位置测量和导航定位。
磁性导航技术则利用地球磁场进行定向和导航。
天文导航技术则通过观测天体的位置和运动来实现导航定位。
三、导航技术的应用导航技术在各个领域中都有广泛的应用。
1. 航空导航航空导航是导航工程技术中最为重要的应用领域之一。
导航技术在航空领域中用于飞行器的导航、自动驾驶、降落辅助和气象观测等方面。
2. 航海导航航海导航是指利用导航技术进行船只的位置测量和航行导引。
光学跟踪的原理和应用
光学跟踪的原理和应用1. 前言光学跟踪是一种基于光的原理进行跟踪和定位的技术，广泛应用于各行业中的精密测量、机器人导航、医学显微镜等领域。
本文将介绍光学跟踪的基本原理和其在不同领域的应用。
2. 光学跟踪的原理光学跟踪的原理是通过光的反射、折射和散射等特性，利用光学传感器对物体进行捕捉和定位。
其基本原理可以概括如下：•光的反射: 当光线照射到物体表面时，根据物体表面的特性，光线会发生反射。
通过检测反射光线的方向和强度变化，可以得到物体的位置和姿态信息。
•光的折射: 光线在两种介质之间传播时，由于介质的折射率不同，光线会发生折射。
根据折射定律和物体的折射率，可以计算出物体的位置和形状信息。
•光的散射: 光线在物体表面或介质中发生散射时，会改变光线的传播方向和强度。
通过检测散射光线的特性，可以获取物体的位置和表面特征信息。
3. 光学跟踪的应用3.1 精密测量光学跟踪在精密测量领域有着广泛的应用。
例如，在制造业中，光学跟踪技术可用于测量产品的尺寸、形状和位置，以确保产品质量。
此外，光学跟踪还可用于测量高精度的机械部件、光学元件和电子元件等。
3.2 机器人导航光学跟踪在机器人导航领域也被广泛应用。
通过安装光学传感器，机器人可以实时捕捉和定位周围环境中的物体。
这使得机器人能够感知和避免障碍物，并实现自主导航和位置定位功能。
3.3 医学显微镜在医学显微镜领域，光学跟踪可用于实时追踪和定位生物组织和细胞。
通过使用光学传感器和显微镜，医生可以观察和分析生物样本，并在手术过程中进行精确定位和操作。
3.4 航天导航光学跟踪在航天导航中具有重要作用。
通过安装光学传感器和高精度测量设备，航天器可以准确测量过程中的位置、速度和轨道等参数，并实时调整导航轨迹，以确保任务的成功。
4. 总结光学跟踪是一种基于光的原理进行跟踪和定位的技术，具有广泛的应用前景。
本文介绍了光学跟踪的基本原理，以及其在精密测量、机器人导航、医学显微镜和航天导航等领域的应用。
现代物理学导论
1、说明激光的原理和特点。
原理：组成物质的原子中有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跃迁到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象，这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。
特点：高亮度、高方向性、高单色性、高相干性2、导航定位技术与光学的联系。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
导航定位系统的核心是对信息的收集，处理和传输。
在整个系统和各个分系统都离不开信息。
而光是信息的良好载体，可以想象我们可以尝试把光应用于导航系统的各个环节包括对信息的收集，处理和传输。
而现代科技很好地实现了光在导航系统上的应用，如光学陀螺包括激光陀螺和光纤陀螺，还有激光跟踪导航等，并取得了巨大的成功。
3、哪个诺奖科学奖印象最深？详述内容和对学科的影响。
1989年，W.保罗（德国人）、H.G.德默尔特、N.F.拉姆齐（美国人）创造了世界上最准确的时间计测方法——原子钟，为物理学测量作出杰出贡献。
基本原理：根据原子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。
这里电磁能量是不连续的。
当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。
这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。
同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为每秒9 192 631 770周。
因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。
在卫星导航定位中,精确位置测量实际上是精确时间的测量。
如果没有高精度的时频,卫星导航定位系统就不可能实现高精度的导航与定位,而高精度的时频由高精度的原子钟来建立和维持。
原子钟作为导航系统测距的时间基准,是卫星导航系统有效载荷的核心部分,其性能直接决定用户的导航定位授时精度。
行星探测光学导航方法
行星探测光学导航方法行星探测是人类探索宇宙的重要领域之一，也是物理学、化学、生物学等多学科交叉的科学研究。
其中，光学导航是行星探测中的关键技术之一，它是利用光学信号进行无线导航和通信的方法。
本文将从光学导航的基本原理、光学导航应用及局限性等方面进行阐述。
一、光学导航基本原理光学导航的基本原理是通过测量光信号的传播时间、方向和强度来实现目标的定位和导航。
在行星探测中，光学信号主要包括激光光束、星光和太阳光等。
这些信号可以被航天器上的光学设备接收和发送。
光学导航技术主要包括光子测距、光子多普勒测速和光学惯性导航等方法。
其中，光子测距是光学导航中最基本的技术之一、它利用激光光束向目标物发射，并接收反射信号，然后根据信号在空气中传播的时间来计算目标与航天器的距离。
光子多普勒测速则是利用多普勒效应，通过测量信号频率的变化来计算目标的速度。
光学惯性导航则是结合了惯性导航和光学测量技术，利用陀螺仪和加速度计等惯性仪器来感知航天器的姿态和加速度信息，并将其与光学信号的定位和导航信息进行融合，实现航天器的高精度定位和导航。
二、光学导航应用光学导航技术在行星探测中有广泛应用。
例如，通过测量目标与航天器之间的距离，可以确定目标的位置和运动状态，实现着陆探测和采样分析等任务。
在月球探测中，光学导航技术可以为着陆器提供高精度的着陆点定位和导航引导。
在火星探测中，光学导航技术可以为探测车提供高精度的位置定位和导航引导，确保探测车能够准确地执行预定的巡视路线和采集任务。
在深空探测中，光学导航技术可以为航天器在宇宙中的飞行提供精准的定位和导航，确保探测任务的顺利执行。
三、光学导航局限性虽然光学导航技术具有许多优势，在行星探测中得到了广泛应用，但是它也存在许多局限性。
首先，光学信号容易受到大气湍流和云层等天气因素的影响，导致信号强度和方向变化，因此需要对信号进行修正和校正。
其次，光学设备需要高精度的定位和校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
天文导航的原理及应用
天文导航的原理及应用1. 引言天文导航是一种利用天体进行导航的方法。
它基于天体的位置、轨道和光学特性来确定航向和位置。
天文导航在航海、航空、航天和地质勘探等领域有着广泛的应用。
2. 天文导航的原理天文导航的原理基于天体的观测和测量。
以下是几种常用的天文导航原理：2.1 天体定位通过观测天空中的星体，可以获得它们的位置和轨道信息。
根据已知星体的位置和轨道，可以计算出观测者所处的位置和航向。
2.2 天体测距利用视差原理和测距方法，可以通过测量天体在不同观测点的位置差异来计算观测者与天体的距离。
借助测距原理，可以确定观测者的位置。
2.3 天体引导天体引导是指利用天体的运动来确定观测者的航向。
参考星体的位置和运动特征，观测者可以通过调整航向，使得参考星体始终保持在某个特定的位置。
2.4 天体光学特性天体的光学特性可以提供导航信息。
例如，太阳的位置和亮度变化可以用于季节和时间的测量，而极光则可以用于确定地理位置。
3. 天文导航的应用天文导航在以下领域有着重要的应用：3.1 航海天文导航在航海中扮演着至关重要的角色。
通过观测太阳、星星、月亮等天体，并结合地平仪和天体测距仪等工具，船舶可以确定自己的位置和航向。
3.2 航空在航空领域，天文导航被广泛应用于仪表飞行。
飞行员可以通过观测星星、月亮和太阳等天体，辅之以无线电导航系统，准确确定飞机的位置和航向。
3.3 航天天文导航在航天探测任务中起着重要的作用。
航天器可以利用天体的引力和光学信息，确定自己的轨道和位置，从而进行精确的航天飞行和控制。
3.4 地质勘探天文导航也被应用于地质勘探中的导航和定位。
通过观测地球上的星体和太阳，地质勘探人员可以确定自己的位置和方向，从而进行地质勘察和地质调查。
4. 结论天文导航作为一种利用天体进行导航的方法，具有广泛的应用前景。
通过观测和测量天体的位置、轨道和光学特性，可以准确地确定观测者的位置和航向。
天文导航在航海、航空、航天和地质勘探等领域都发挥着重要的作用，为人类探索和发展提供了重要的帮助。
航空航天领域的光学技术与应用
航空航天领域的光学技术与应用光学技术在航空航天领域中发挥着重要作用，为航空航天行业的发展提供了强大的支持。
本文将重点探讨航空航天领域中光学技术的应用，并介绍一些相关的光学技术。
一、激光雷达技术的应用激光雷达（LIDAR）技术是一种利用激光脉冲来测量距离、速度和方向的技术。
在航空航天领域中，激光雷达广泛应用于飞行器的导航和避免障碍物。
激光雷达可以通过发送激光脉冲并测量其返回时间来计算目标物体的距离。
利用这项技术，飞行器可以更精确地掌握飞行高度和距离，并在遇到障碍物时及时做出反应，保证飞行的安全性。
二、红外传感器技术的应用红外传感器技术在航空航天领域中也得到了广泛的应用。
红外传感器可以测量目标物体的红外辐射，通过分析和处理这些辐射信号，可以获取目标物体的温度、形状等信息。
航空航天领域中，红外传感器可以用于飞行器的目标跟踪和无人机的导航。
通过使用红外传感器，飞行器可以更准确地追踪目标物体，并实现高精度的导航和定位。
三、光纤传感技术的应用光纤传感技术是一种利用光纤作为传感器的技术，通过测量光纤中的光信号的变化来获得目标物体的信息。
在航空航天领域中，光纤传感技术可以用于飞行器的结构监测和燃料泄漏的检测。
通过将光纤安装在飞行器的结构中，可以实时监测结构的变形和裂纹情况，及时发现问题并采取相应的修复措施。
同时，光纤传感技术也可以用于监测飞行器燃料系统的泄漏情况，确保飞行安全。
四、光学相机技术的应用光学相机技术是航空航天领域中最常见的光学技术之一。
光学相机可以拍摄并记录目标物体的图像，并通过图像处理算法来提取目标物体的特征信息。
在航空航天领域中，光学相机广泛用于空中勘测、遥感图像的获取、航天器的导航等方面。
利用光学相机，可以获取高分辨率的地球表面图像，并分析图像中的各种地理要素，用于地质勘探、城市规划等领域。
总结：航空航天领域中的光学技术在导航、飞行安全、目标探测等方面发挥着重要作用。
激光雷达、红外传感器、光纤传感技术和光学相机等光学技术的应用，不仅提高了航空航天系统的性能和安全性，还为航空航天技术的发展带来新的机遇和挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
南京理工大学课程论文课程名称：导航定位技术概论论文题目：导航定位技术与光学的联系姓名：王彬学号： 1111100228成绩：导航定位技术与光学的联系姓名：王彬学号：1111100228专业：光信息科学与技术引言：本文主旨是探讨导航定位系统与光信息科学与技术专业之后间的联系。
对现代科技中的光学和导航技术作了详细的介绍。
讨论现代光学技术与导航系统的共通之处。
举例介绍了光在导航定位系统中应用的实例，如激光陀螺，光纤陀螺和激光跟踪导航。
并对未来可能的发展做了展望。
光学作为一门诞生340余年的古老科学 经历了漫长的发展过程 从经典光学到近代光学 再到现代光学 它的发展也表征着人类社会的文明进程。
展望21世纪 随着以光信息为代表的信息化社会的发展 人类将迈进光子时代 光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。
光学是研究光的产生和传播、光的本性、光与物质相互作用的科学。
光学作为一门诞生340 余年的古老科学, 经历了漫长的发展过程, 它的发展也表征着人类社会的文明进程。
20 世纪以前的光学, 以经典光学为标志, 为光学的发展奠定了良好的基础; 20 世纪的光学, 以近代光学为标志取得了重要进展, 推动了激光、全息、光纤、光记录、光存储、光显示等技术的出现, 走过辉煌的百年历程; 展望21 世纪的现代光学, 将迈进光子时代, 光子学已不是物理学的学术上的突破, 它的理论及其光子技术正在或已经成为现代应用技术的主角, 光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。
定位与导航技术是涉及自动控制，计算机，微电子学，光学，力学，以及数学等多学科的高技术，是实现飞行器特别是航天飞行任务的关键技术，也是武器精确制导的核心技术。
导航定位技术被应用于人类生活中的各处各地，时时刻刻。
他为我们的的生活提供了巨大的便利，深深地融入我们的生活。
他包涵天文导航，地文导航，惯性导航，无线电导航，卫星导航和其他等等。
目前应用最广，技术最完善最先进的是卫星导航。
有美国的GPS导航系统，俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的GALILEO系统和中国的北斗导航系统。
其中最具代表性的是美国的GPS。
最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。
每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。
这样 粗码精度可达100m，精码精度为10m。
由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量 改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上。
然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。
1988年又进行了最后一次修改，21颗工作星和3颗备用星工作在互成30度的6条轨道上。
这也是现在GPS卫星所使用的工作方式。
GPS定位原理，GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
GPS全球定位系统的特点：1，全球全天候定位，GPS卫星的数目较多，且分布均匀 保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务，除打雷闪电不宜观测外 。
2，定位精度高，应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m，100-500km 可达10-7m，1000km可达10-9m。
在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3mm。
实时单点定位(用于导航)P码1~2m C/A码5~10m。
静态相对定位50km之内误差为几mm+(1~2ppm*D)，50km以上可达0.1~0.01ppm。
实时伪距差分(RTD) 精度达分米级实时相位差分(RTK) 精度达1~2cm。
3，观测时间短。
随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟，快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时 流动站观测时间只需1-2分钟 采取实时动态定位模式时 每站观测仅需几秒钟。
因而使用GPS技术建立控制网 可以大大提高作业效率。
4，测站间无需通视，GPS测量只要求测站上空开阔 不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。
这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间，一般造标费用约占总经费的30% 至50%，同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。
5，仪器操作简便随着GPS接收机的不断改进 GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。
在观测中测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高 监视仪器的工作状态 而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。
结束测量时，需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。
如果在一个测站上需作长时间的连续观测，还可以通过数据通讯方式 将所采集的数据传送到数据处理中心，实现全自动化的数据采集与处理。
另外，现在的接收机体积也越来越小，相应的重量也越来越轻，极大地减轻了测量工作者的劳动强度。
6，可提供全球统一的三维地心坐标，GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。
目前GPS水准可满足四等水准测量的精度，另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。
7，应用广泛光学在导航技术中有重要地位。
导航技术在现代社会应用如此的广，对人们生活影响如此的大。
然而现代导航技术也离不开光学，光凭借其特有的优良性质，在科技中有着重要地位。
他同样被应用于现代科技的方方面面，已经根植于人类生活。
而学科总是会有想通的地方。
光学和导航技术就是很好的例子，在科学的发展过程中，这两门学科有着很大的交集，光学技术在导航技术中有着特别大的应用。
狭义来说，光学是关于光和视见的科学，光学这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。
而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。
光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。
光学已成为为现代科研的重要内容，传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。
光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。
光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。
自20世纪50年代以来，人们开始把数学、电子技术和通信理论与光学结合起来，给光学引入了频谱、空间滤波、载波、线性变换及相关运算等概念，更新了经典成像光学，形成了所谓“博里叶光学”。
再加上由于激光所提供的相乾光和由利思及阿帕特内克斯改进了的全息术，形成了一个新的学科领域——光学信息处理。
光纤通信就是依据这方面理论的重要成就，它为信息传输和处理提供了崭新的技术。
在现代光学本身，由强激光产生的非线性光学现象正为越来越多的人们所注意。
激光光谱学，包括激光喇曼光谱学、高分辨率光谱和皮秒超短脉冲，以及可调谐激光技术的出现，已使传统的光谱学发生了很大的变化，成为深入研究物质微观结构、运动规律及能量转换机制的重要手段。
它为凝聚态物理学、分子生物学和化学的动态过程的研究提供了前所未有的技术。
20 世纪60 年代激光器的发明带来了一场新的光学革命, 促进了光学与光电子学相结合, 也标志着现代光学的诞生。
此后, 光学开始进入了一个新的历史时期, 成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。
随着科学与技术的进步, 21 世纪的人类社会真正进入了高度信息化时代。
人们的生活、工作无不与信息的传输、重组、分析、处理、存储等密切相关。
在3C技术革命( Communicat ion 通信、Computerization 计算机化和Control 控制)和3A应用( FA 工厂自动化、OA 办公自动化和HA家庭自动化)的基础上, 社会运作对信息量的巨大需求将用3T!来表征( T 表示1012 ):TBs的信息传输速率、TB位的存储容量和1T/s的处理速度。
由于电子技术受到荷电性、带宽、互扰等固有的物理性质的限制, 已很难满足3T 的要求。
而光子技术无疑是对电子技术的发展与突破, 成为信息化社会的另一主要支柱。
现代光学已经发展成为一门相互交叉相互渗透 涉及到各个领域的综合性学科。
其中包括研究光学成像系统的像差、色差、像散、畸变和校正的成像光学仪器学 研究光的照度、亮度等的光度学 把数字技术和通讯理论相结合的“傅里叶光学” 并且产生了信息光学和纤维光学 还有量子光学、非线性光学、相干光学、激光光谱学 等等。
成为现代科学技术最活跃前沿领域之一。
光学的应用是与光学实验仪器的不断改进和光学理论的逐渐完善同步产生的。
十八世纪以前几何光学的形成 促进了成像光学仪器的发展 现代只不过在制造工艺和应用范围上有了新的突破。
光的干涉和衍射的波动性质 为现代科学技术中的精密测量提供了重要方法。
利用光的偏振性质还可以测定某些物质的浓度 它被广泛地应用于化学、制糖、制药行业。
红外线的热效应被人们用作烘烤食品。
红外遥感技术应用则更加广泛 小到各种家电的遥控器 大到卫星勘测地球资源、预报天气、军事侦察等。
红外线夜视仪、红外线瞄准器和红外线追踪导弹的使用 可以大大提高部队的战斗力。
紫外线具有杀菌脱水及激发萤光作用。
X光的强大穿透能力在医学上用作人体骨骼和内脏器官检查的照相 更高级的立体X光检查就是我们常说的做“CT” X光还可用来探测金属内部是否存在缺陷。
光电效应现象的应用 可以将可见或不可见的辐射转化为可以观察、记录、传输、存贮的图像。
各种波长的电磁波被广泛应用在远距离的通讯、导航、广播、雷达、电视、卫星控制、宇宙研究等。
光在现代科技中，尤其在通信方面扮演着重要的角色，光是电磁波，是信息与能量的载体。
光作为通信载体有着速度快，容量大，效率高，方向性好等优点。
光导纤维的应用就是一个很好的例子，它以光作为信息载体，实现了高速度，高效率的通信传输，成为了现代信息产业的支柱。
导航定位系统的核心是对信息的收集，处理和传输。
在整个系统和各个分系统都离不开信息。
而光是信息的良好载体，可以想象我们可以尝试把光应用于导航系统的各个环节包括对信息的收集，处理和传输。
而现代科技很好地实现了光在导航系统上的应用，如光学陀螺包括激光陀螺和光纤陀螺，还有激光跟踪导航等，并取得了巨大的成功。
下面是关于这些实例的介绍。
激光陀螺：1962年，美、英、法、前苏联开始研制用激光来作为方位测向器，称之为激光陀螺仪. 激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（Sagnac效应）。