7/17/2019， 光纖在線訊，臺灣光電產(chǎn)業(yè)社會教育的龍頭與尖兵（孫教授語），臺灣光電產(chǎn)業(yè)協(xié)進會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，邀請中央大學(xué)，臺灣交通大學(xué)，逢甲大學(xué)，臺北科技大學(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灣PIDA聽PIDA和和蓮光電董事長邰董介紹，他稱這是一項顛覆傳統(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識，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)或者計算光學(xué)�！焙唵我稽c，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度信號，基本沒有利用相位信息。新的數(shù)位光學(xué)，實際上是更多利用了光信號的相位信息。其實現(xiàn)實中全息成像，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。理工科的人對信號系統(tǒng)中的傅里葉變換都不會陌生。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。編輯當年做研究生時研究激光器和光纖耦合的時候就接觸過傅里葉光學(xué)，研究光信號在空間和透鏡系統(tǒng)的傳播，衍射，都離不開傅里葉光學(xué)。

靠什么去實現(xiàn)光學(xué)領(lǐng)域的傅里葉變換？臺北科技大學(xué)的徐巍峰教授介紹了自己對衍射光學(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，但是要想實現(xiàn)對光信號更精確的控制，要依靠DOE，這是一種基于特殊設(shè)計采用特殊工藝（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)實一點，借助數(shù)位光學(xué)技術(shù)，可以實現(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，他們在光通信領(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)是一項全新的領(lǐng)域，正在吸引越來越多的研究者進入。這項技術(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業(yè)者。