PO System TechnologyCo., Ltd. /PO Tech Studio
中文 EN

光電入門系列 #01

光電是什麼?從手機螢幕到太空望遠鏡,都離不開它

你今天早上做了什麼?

也許是拿起手機看了一眼時間,用指紋或臉部辨識解鎖,打開相機拍了早餐,或者通過捷運閘門。

這些動作,全部都用到了「光電科技」。

但光電到底是什麼?很多人聽到這個名詞,直覺聯想到「很難」、「很專業」、「跟我沒關係」。事實上,光電科技是當代生活中最普及、也最關鍵的技術之一。從你口袋裡的手機,到約 150 萬公里外運作的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,都建立在同一套科學基礎之上。

這篇文章,就讓我們用最日常的語言,帶你認識這個改變世界的領域。

一、光電的定義:三個領域的交集

「光電」字面上是光學與電子的結合;但要做成一個能用的系統,還少不了第三個領域——業界常說的「光機電整合」,指的就是這三者:

  • 光學(Optics):研究光的行為——它如何折射、反射、繞射、干涉
  • 電子(Electronics):研究電子的運動與控制,是現代電路的基礎
  • 精密機械(Precision Mechanics):確保光學元件與電子系統能夠被精確地組裝、定位、操作

當這三者整合在一起,就成了「光電系統」。一部相機就是最好的例子:鏡頭是光學、感光元件(CMOS)是電子、快門機構是精密機械,三者缺一不可。

光學 OPTICS 電子 ELECTRONICS 精密機械 MECHANICS 光電系統 鏡頭 · 感光元件 · 機構
一部相機就是最小的完整例子:鏡頭是光學、感光元件是電子、快門與對焦機構是精密機械。三者缺一不可——這也是為什麼光電系統的問題,很少能只靠其中一個領域解決。

二、你今天用了幾次光電技術?

讓我們盤點一下,一個普通的台灣上班族,一天之中接觸到多少光電技術:

  • 早上 07:00|手機螢幕亮起 → OLED 顯示器,每個像素都是一個微型光電元件
  • 07:15|臉部辨識解鎖 → 紅外線感測器 + 光學點陣投影
  • 08:00|搭捷運進站 → 閘門的紅外線對射感測器偵測你通過了沒有(順帶一提,刷卡用的 RFID 走的是射頻電磁波,不算光電——光電通常涵蓋紫外、可見光與紅外線這一段)
  • 09:00|視訊開會 → 光纖網路傳輸,攝影機鏡頭捕捉影像
  • 12:00|超市自助結帳掃描條碼 → 雷射掃描器
  • 18:00|回家開燈 → LED 照明,比白熾燈泡省電至少 75 %
  • 21:00|看串流影片追劇 → 液晶顯示器(LCD)+ 背光模組

這只是日常生活的片段。在醫療、國防、航太、半導體製造等高精密產業中,光電技術更是無所不在——只是你通常看不到它,因為它藏在機器裡面。

三、台灣在全球光電版圖的地位

台灣在全球光電供應鏈中佔有相當份量,這和它的產業結構有關。

半導體製程、面板與顯示、精密機械加工這三個產業在台灣都有相當規模的聚落,而且地理距離很近。光電系統剛好同時需要這三者,所以在台灣做整合,跨廠溝通與打樣的週期通常比分散在多國的供應鏈短。

根據光電科技工業協進會(PIDA)的統計,2024 年台灣光電產業總產值約新台幣 1.56 兆元。在光學鏡頭、LED 封裝與光纖元件等細分領域,台灣廠商也長期是國際供應鏈的一環。

資料來源:光電科技工業協進會(PIDA),2025 年 5 月發布。PIDA 的統計範圍逐年調整,不同年度的數字不宜直接比較;最新數據請以 PIDA 官方公布為準。

四、光電科技的五大應用領域

光電技術的應用遠比我們想像的廣泛,以下五個領域是目前最具代表性的:

1. 精密量測與品質檢測

在半導體、航太、醫療器材等高精密產業,許多量測已超出肉眼與接觸式量具的能力。雷射干涉儀與白光干涉輪廓儀可以在非接觸的情況下,達到奈米等級(0.000001 毫米)的解析度;光學相干斷層掃描(OCT)則能以微米等級的解析度看進半透明材料與生物組織內部。

2. 醫療光電

近視雷射手術、眼底攝影、內視鏡、手術顯微鏡、低能量雷射治療……現代醫療已高度依賴光電技術。光的非接觸與高精度,讓許多診斷可以在不切開身體的情況下完成,治療也能做到更微創、更精準。

3. 光學通訊

你現在能順暢地看線上影音,背後是遍布全球海底的光纖網路。光纖利用全內反射原理,讓光在玻璃纖維中傳輸,速度快、損耗低、不受電磁干擾,是現代網路基礎設施的骨幹。

4. 環境感測與自動駕駛

LiDAR(光達)是許多自動駕駛系統採用的感測器之一,它發射雷射光並接收反射訊號,每秒可多次產生周遭環境的三維點雲,距離精度約在公分級。

5. 非破壞檢測(NDT)

飛機機翼、核電廠管線、橋梁結構……這些設備不能拆開來檢查,但又必須確保沒有裂縫或缺陷。光學非破壞檢測技術,包括紅外線熱像、雷射超音波、數位影像相關法(DIC)等,讓工程師能夠在不破壞結構的前提下,檢查表面與近表面的缺陷與變形。延伸閱讀:非破壞檢測:不拆開也能看透你。

五、PO Tech Studio 在做什麼?

PO Tech Studio 是一個由博士級工程師領軍的精密光電系統整合工作坊。

我們的定位,是介於純研究機構與大型製造商之間的「技術橋梁」。

  • 對研究機構:我們將實驗室的創新技術,轉化為可量產、可商業化的工程解決方案
  • 對中小企業:我們提供客製化的光電系統設計與技術顧問服務,協助企業升級量測與檢測能力
  • 對跨國合作夥伴:我們以台灣在地的製造聚落為基礎,提供從設計到交付的一站式服務

我們的核心業務涵蓋:精密光學儀器設計、光電系統整合、工業自動化與馬達控制、機器視覺與非破壞檢測、研究發展服務,以及技術管理顧問。完整清單見服務項目。

結語:光電,離你比你想的近

光電不是遙遠的科幻技術,它是讓現代文明得以運作的基礎建設。每一次你拍照、每一條你看的串流影片、每一次醫師用儀器檢查你的眼睛,都有光電科技在背後默默工作。

本系列後續已談過 SWIR、光學鍍膜與鏡頭焦段,非破壞檢測則收在產業應用系列;接下來會再深入光學量測與雷射系統等主題。如果你對光電世界充滿好奇,歡迎持續追蹤 PO Tech Studio。

相關產品

與本頁主題相關、本站也有供應的品項;每一項都附規格與選型說明。

原創示意圖,非實際產品照片;外觀依型號而異。

繼續閱讀

光電入門系列 #02

SWIR 看得到什麼?

穿透矽晶圓、判別含水量、看穿塑膠,以及觀測不可見的雷射光斑。

光電入門系列 #03

光學鍍膜入門

為什麼鏡頭是紫色的?增透膜、反射膜與濾光片的原理。