华人科学家高锟和2名美国人获诺贝尔物理学奖

steve2046

中国网10月6日电，据诺贝尔基金会官方网站报道，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布，将2009年度诺贝尔物理学奖授予授予一名中国香港科学高锟和两名科学家博伊尔(Willard S. Boyle)和乔治-E-史密斯(George E. Smith)。科学家高锟因为“在光学通信领域中光的传输的开创性成就” 而获奖，科学家因博伊尔和乔治-E-史密斯因“发明了成像半导体电路——电荷藕合器件图像传感器CCD” 获此殊荣。

　　与去年相同，今年诺贝尔奖每项奖金仍为 1000 万瑞典克朗(约合140万美元)。按照传统，2009年诺贝尔奖颁奖仪式依然将在今年12月10日诺贝尔逝世纪念日这一天举行。除和平奖颁奖仪式在挪威首都奥斯陆举行以外，生理学或医学奖、物理学奖、化学奖、文学奖和经济学奖都将在瑞典首都斯德哥尔摩举行。

　　中国香港科学家高锟将获得一半的奖金，博伊尔和乔治-史密斯将分享剩下的一半奖金。

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高錕，CBE（Charles Kao，1933年11月4日－），生于中国上海金山區。光纤通讯、电机工程专家。光纖之父，前香港中文大學校長。美国国家工程院院士、英国皇家工程科学院院士、英国皇家艺术学会会员和瑞典皇家工程科学院外籍院士，台湾中央研究院院士。1996年当选中国科学院外籍院士。
中学就读于香港圣若瑟书院，1957年毕业于帝国理工学院电子工程系。
1965年，在以无数实验为基础的一篇论文中提出：用石英基玻璃纤维进行长距离信息传递，将带来一场通讯事业的革命，并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时，光纤通讯即可成功。他的研究为人类进入光导新纪元打开了大门。为此，获得了2009年诺贝尔物理学奖以及爱迪生电信奖、马可尼国际奖、贝尔奖、巴伦坦奖章、利布曼奖和光电子学奖金等。
[编辑]個人簡介

1959年9月19日結婚
學歷英國倫敦大學理學学士(1957)
英國倫敦大學哲學博士(1965)
美籍華人，1933年，高錕出生於上海書香世家，父親是國際法庭的律師，弟弟高鋙，一家住在法租界一棟三層高的房子。入學前，父親聘請老師回家，教導高錕和高鋙，誦讀四書五經。10歲，高錕就讀世界學校（即今日的國際學校），需要讀中文之外，也要讀英文和法文，學校聘請留法的學者回來教授，高錕開始接觸中國之外的人事文化，他說：「影響很大！」。

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電荷耦合元件 (CCD，Charge-coupled Device)是一種積體電路，上有許多排列整齊的電容，能感應光線，並將影像轉變成數位訊號。經由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。CCD廣泛應用在數位攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡，和高速攝影技術如Lucky imaging。
目錄 [隱藏]
1 發展史
2 應用
3 彩色相機
4 相互競爭的科技
5 參閱
6 外部連結
[編輯]發展史

CCD是於1969年由美國貝爾實驗室（Bell Labs）的維拉·波義耳（Willard Boyle）和喬治·史密斯（George E. Smith）所發明的。當時貝爾實驗室正在發展影像電話和半導體氣泡式記憶體。將這兩種新技術結起來後，波義耳和史密斯得出一種裝置，他們命名為「電荷『氣泡』元件」（Charge "Bubble" Devices）。這種裝置的特性就是它能沿著一片半導體的表面傳遞電荷，便嘗試用來做為記憶裝置，當時只能從暫存器用「注入」電荷的方式輸入記憶。但隨即發現光電效應能使此種元件表面產生電荷，而組成數位影像。
到了1970年代，貝爾實驗室的研究員已能用簡單的線性裝置捕捉影像，CCD就此誕生。有幾家公司接續此一發明，著手進行進一步的研究，包括快捷半導體（Fairchild Semiconductor）、美國無線電公司（RCA）和德州儀器（Texas Instruments）。其中快捷半導體的產品率先上市，於1974年發表500單元的線性裝置和100x100像素的平面裝置。
2006年元月，波義耳和史密斯獲頒電機電子工程師學會（IEEE）頒發的Charles Stark Draper獎章，以表彰他們對CCD發展的貢獻。
[編輯]應用

含格狀排列像素的CCD應用於數位相機、光學掃瞄器與攝影機的感光元件。其光效率可達70%(能捕捉到70%的入射光)，優於傳統菲林（底片）的2%，因此CCD迅速獲得天文學家的大量採用。


傳真機所用的線性CCD
影像經透鏡成像於電容陣列表面後，依其亮度的強弱在每個電容單位上形成強弱不等的電荷。傳真機或掃瞄器用的線性CCD每次捕捉一細長條的光影，而數位相機或攝影機所用的平面式CCD則一次捕捉一整張影像，或從中擷取一塊方形的區域。一旦完成曝光的動作，控制電路會使電容單元上的電荷傳到相鄰的下一個單元，到達邊緣最後一個單元時，電荷訊號傳入放大器，轉變成電位。如此周著復始，直到整個影像都轉成電位，取樣並數位化之後存入記憶體。儲存的影像可以傳送到印表機、儲存設備或顯示器。經冷凍的CCD同時在1990年代初亦廣泛應用於天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文台亦不斷研發高像數CCD以拍攝極高解像之天體照片。
CCD在天文學方面有一種奇妙的應用方式，能使固定式的望遠鏡發揮有如帶追蹤望遠鏡的功能。方法是讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，以CCD導星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠鏡記錄到比原來更大的視場。
一般的CCD大多能感應紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度(或趨近零照度)攝影機/照相機等。為了減低紅外線干擾，天文用CCD常以液態氮或半導體冷卻，因室溫下的物體會有紅外線的黑體幅射效應。CCD對紅外線的敏感度造成另一種效應，各種配備CCD的數位相機或錄影機若沒加裝紅外線濾鏡，很容易拍到遙控器發出的紅外線。降低溫度可減少電容陣列上的暗電流，增進CCD在低照度的敏感度，甚至對紫外線和可見光的敏感度也隨之提升（信噪比提高）。
溫度雜訊、暗電流（dark current）和宇宙輻射都會影響CCD表面的像素。天文學家利用快門的開闔，讓CCD多次曝光，取其平均值以緩解干擾效應。為去除背景雜訊，要先在快門關閉時取影像訊號的平均值，即為"暗框"(dark frame)。然後打開快門，取得影像後減去暗框的值，再濾除系統雜訊(暗點和亮點等等)，得到更清晰的細節。
天文攝影所用的冷卻CCD照相機必須以接環固定在成像位置，防止外來光線或震動影響；同時亦因為大多數影像平臺生來笨重，要拍攝星系、星雲等暗弱天體的影像，天文學家利用"自動導星"技術。大多數的自動導星系統使用額外的不同軸CCD監測任何影像的偏移，然而也有一些系統將主鏡接駁在拍攝用之CCD相機上。以光學裝置把主鏡內部份星光加進相機內另一顆CCD導星裝置，能迅速偵測追蹤天體時的微小誤差，並自動調整驅動馬達以矯正誤差而不需另外裝置導星。
[編輯]彩色相機

一般的彩色數位相機是將拜爾濾鏡（Bayer filter）加裝在CCD上。每四個像素形成一個單元，一個負責過濾紅色、一個過濾藍色，兩個過濾綠色(因為人眼對綠色比較敏感)。結果每個像素都接收到感光訊號，但色彩解析度不如感光解析度。
用三片CCD和分光稜鏡組成的3CCD系統能將顏色分得更好，分光稜鏡能把入射光分析成紅、藍、綠三種色光，由三片CCD各自負責其中一種色光的呈像。所有的專業級數位攝影機，和一部份的半專業級數位攝影機採用3CCD技術。
截至2005年，超高解析度的CCD晶片仍相當昂貴，配備3CCD的高解析靜態照相機，其價位往往超出許多專業攝攝影者的預算。因此有些高檔相機使用旋轉式色彩濾鏡，兼顧高解析度與忠實的色彩呈現。這類多次成像的照像機只能用於拍攝靜態物品。
[編輯]相互競爭的科技

近年來，利用互補金氧半導體(CMOS)的製程，已能製造實用的主動像素感測器(Active Pixel Sensor)。CMOS是所有矽晶片製作的主流技術，CMOS感光元件不但造價低廉，也能將訊號處理電路整合在同一部裝置上。後一特性有助於濾除背景雜訊，因為CMOS比CCD更容易受雜訊干擾。這部份的困擾現時已漸漸解決，這要歸功於使用個別像素的低階放大器取代用於整片CCD陣列的單一高階放大器。CMOS感光元件還有一個優點，它的耗電量低於CCD。

Piggy-poo

吃花生的大灰狼

香港中文大學

山区人民爱照相

非得等中国人变成华人才有戏。

马屁精

哲学博士