7/17/2019， 光纖在線訊，臺(tái)灣光電產(chǎn)業(yè)社會(huì)教育的龍頭與尖兵（孫教授語），臺(tái)灣光電產(chǎn)業(yè)協(xié)進(jìn)會(huì)PIDA今天在桃園縣中央大學(xué)國鼎光電大樓116教室舉辦一天的“光學(xué)新世代科技：數(shù)位光學(xué)”的研討會(huì)，邀請(qǐng)中央大學(xué)，臺(tái)灣交通大學(xué)，逢甲大學(xué)，臺(tái)北科技大學(xué)六位教授講課，圍繞數(shù)位光學(xué)原理及應(yīng)用展開培訓(xùn)，編輯和近百位來自臺(tái)灣產(chǎn)學(xué)研各屆代表聆聽了講座。



第一次聽到數(shù)位光學(xué)的名詞是上次拜訪來臺(tái)灣PIDA聽PIDA和和蓮光電董事長邰董介紹，他稱這是一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)光學(xué)的革命性技術(shù)。正是聽到邰董的介紹才促使編輯飛到臺(tái)灣來上這一課，一天下來，不虛此行，獲益匪淺，以下是一些粗淺的認(rèn)識(shí)，和行業(yè)朋友分享。

什么是數(shù)位光學(xué)？逢甲大學(xué)劉榮平教授給出的定義是：“但凡利用量測(cè)的多樣性去克服傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)先天的限制，或利用預(yù)知系統(tǒng)特性去優(yōu)化系統(tǒng)，或獲取高維度的光信息，都稱作數(shù)位光學(xué)或者計(jì)算光學(xué)�！焙唵我稽c(diǎn)，中央大學(xué)孫慶成教授給出更簡潔的描述：“操縱波前（相同光路徑長度OPL的點(diǎn)構(gòu)成的面）的數(shù)字方案”。他還應(yīng)用佛經(jīng)中的“色不異空，空不異色，色即是空，空既是色”來闡述光學(xué)領(lǐng)域頻譜域和空間域的關(guān)系。過往，人們利用的只是光的強(qiáng)度信號(hào)，基本沒有利用相位信息。新的數(shù)位光學(xué)，實(shí)際上是更多利用了光信號(hào)的相位信息。其實(shí)現(xiàn)實(shí)中全息成像，相干光通信都是利用光相位信息的案例，數(shù)位光學(xué)技術(shù)有望更多利用光的相位信息。

數(shù)位光學(xué)技術(shù)背后的理論依據(jù)是什么？來自臺(tái)灣交通大學(xué)的田仲豪教授為學(xué)員普及了傅里葉光學(xué)的基本原理和在數(shù)位光學(xué)中的應(yīng)用。理工科的人對(duì)信號(hào)系統(tǒng)中的傅里葉變換都不會(huì)陌生。在光學(xué)領(lǐng)域的傅里葉光學(xué)講述的是把光從空間域向頻域的變換。編輯當(dāng)年做研究生時(shí)研究激光器和光纖耦合的時(shí)候就接觸過傅里葉光學(xué)，研究光信號(hào)在空間和透鏡系統(tǒng)的傳播，衍射，都離不開傅里葉光學(xué)。

靠什么去實(shí)現(xiàn)光學(xué)領(lǐng)域的傅里葉變換？臺(tái)北科技大學(xué)的徐巍峰教授介紹了自己對(duì)衍射光學(xué)元件DOE以及空間光波調(diào)制器SLM的研究。光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡就是傅里葉變換的工具，但是要想實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)更精確的控制，要依靠DOE，這是一種基于特殊設(shè)計(jì)采用特殊工藝（比如LCoS）制作的元件，代表性產(chǎn)品如和蓮光電的SLM。

數(shù)位光學(xué)技術(shù)有什么用？你看過蘋果iWatch和混合現(xiàn)實(shí)MR眼鏡公司Magic Leap的宣傳片嗎？孫教授告訴我們，不帶眼鏡想實(shí)現(xiàn)人眼3D是違反基本物理原理的，即便蘋果公司也感覺開發(fā)起來極端困難。但是借助數(shù)位光學(xué)技術(shù)，宣傳片中一些未來的景象，比如投影鍵盤等都是可以做到的。更現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)，借助數(shù)位光學(xué)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更好的全息顯示技術(shù)，衍射投影，光刻投影技術(shù)等。在研討會(huì)現(xiàn)場，和蓮光電展示了他們的SLM產(chǎn)品和在3D投影，深度成像領(lǐng)域的應(yīng)用。

數(shù)位光學(xué)和我們光通信業(yè)者有什么關(guān)系？在和蓮光電的宣傳板上還聲稱他們開發(fā)了現(xiàn)場可編程的光陣列芯片F(xiàn)POA，替代傳統(tǒng)棱鏡的數(shù)位光學(xué)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品讓編輯想到，或許有一天，今天光器件中采用的濾波片，透鏡等產(chǎn)品都可以基于數(shù)位光學(xué)更好實(shí)現(xiàn)，甚至相干通信領(lǐng)域的DSP芯片能否在光域?qū)崿F(xiàn)呢。和蓮光電的蔡君偉先生還告訴編輯，他們?cè)诠馔ㄐ蓬I(lǐng)域正在和多家領(lǐng)先光通信公司探討數(shù)位光學(xué)在WSS領(lǐng)域的應(yīng)用。不僅在光通信領(lǐng)域，最后一位演講者，逢甲大學(xué)的余業(yè)緯助理教授還介紹了基于多模光纖和數(shù)位光學(xué)共軛成像技術(shù)的醫(yī)療內(nèi)窺鏡技術(shù)。

數(shù)位光學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)全新的領(lǐng)域，正在吸引越來越多的研究者進(jìn)入。這項(xiàng)技術(shù)所展現(xiàn)的廣泛的應(yīng)用前景值得光通信和所有光電業(yè)者高度關(guān)注。用中央大學(xué)孫慶成教授的話，現(xiàn)在不去了解這一技術(shù)，您就落后我們十年了。更不用說落后國外的先進(jìn)業(yè)者。