光電技術(shù)的未來：交叉領(lǐng)域的創(chuàng)新 第二屆光電智感論壇圓滿舉辦

  ICC訊 為搭建光電學(xué)術(shù)交流平臺，促進(jìn)學(xué)科交叉融合，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界協(xié)同創(chuàng)新。由南方科技大學(xué)，光纖光纜先進(jìn)制造與應(yīng)用技術(shù)全國重點(diǎn)實驗室和廣東省集成光電子智感重點(diǎn)實驗室主辦，ICC訊石承辦的第二屆光電智感論壇于6月15日在中國南方科技大學(xué)工學(xué)院南樓813報告廳圓滿舉辦。

  會議聚焦光電技術(shù)與人工智能、傳感、生物醫(yī)學(xué)及激光、顯示等領(lǐng)域的深度融合，來自高校、研究機(jī)構(gòu)的教授學(xué)者于及產(chǎn)業(yè)界專家出席論壇并作專業(yè)報告。論壇分為5個部分，4個專題演講進(jìn)行了13場優(yōu)質(zhì)報告，展示了光電技術(shù)最新科研與產(chǎn)業(yè)的成果;一場精彩的圓桌論壇：融合創(chuàng)新-光電技術(shù)在AI發(fā)展中的核心作用與未來前景，引發(fā)了熱烈的提問與討論?；顒游私?00名高校師生、科研機(jī)構(gòu)專家學(xué)者、產(chǎn)業(yè)界精英報名參與，為推動產(chǎn)學(xué)研合作搭建了一座意義非凡的交流橋梁。以下簡要回顧論壇現(xiàn)場的瞬間:

會議合影

會議致辭：沈平 南方科技大學(xué)電子與電氣工程系講席教授，IEEE Fellow

  沈平教授向在百忙之中蒞臨參會的各位專家學(xué)者、產(chǎn)業(yè)同仁表示最熱烈的歡迎和最誠摯的感謝!光電智能感知是當(dāng)今科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域，各位的積極參與和鼎力支持，將為本次論壇注入強(qiáng)大的智慧與力量。讓我們共同探討前沿技術(shù)，分享創(chuàng)新成果，攜手推動光電智感技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，打造一個產(chǎn)學(xué)研用的一體化交流平臺。

呂超 "光纖光學(xué)講座教授/光子技術(shù)研究院院長" 香港理工大學(xué)

演講主題：《光纖通信及感知一體化系統(tǒng)》

  由于互聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，在過去的幾十年里全球?qū)νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的容量需求一直在快速增長。為了滿足這個需求，全球的陸地和海底里已部署了大量的光纖。最近，世界各地的研究人員開始研究是否能利用這些現(xiàn)有光纖設(shè)施在提供大容量信息傳輸?shù)耐瑫r進(jìn)行環(huán)境感測。這一趨勢主要由兩個因素驅(qū)動：光纖的廣泛地理覆蓋和光傳感的高靈敏度使之前無法實現(xiàn)的大范圍傳感網(wǎng)絡(luò)成為可能。這包括地震及地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及交通系統(tǒng)的輔助監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。第二個因素是，將感測功能整合進(jìn)高容量通信網(wǎng)絡(luò)中將有助于提高當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)的可靠性。由于單一光纖鏈接可以傳輸數(shù)百T比特甚至P比特的數(shù)據(jù)，任何中斷都可能導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)丟失。許多此類中斷是由未經(jīng)授權(quán)的挖掘、以及外部環(huán)境的變化引起的。能夠及早檢測到這些變化以采取相應(yīng)的預(yù)防措施將可以減少數(shù)據(jù)丟失。我們將討論最近在集成光通信和傳感系統(tǒng)方面的研究進(jìn)展，并探討在如何在單根光纖內(nèi)實現(xiàn)通信及傳感技術(shù)融合以及此技術(shù)在海洋監(jiān)測和交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。

Dora Juanjuan Hu(胡娟娟)

新加坡科研局(A*STAR) 資訊通信研究院(I2R)通信與網(wǎng)絡(luò)部的首席科學(xué)家及光學(xué)與信號處理組組長

演講主題：《光纖技術(shù)在建筑環(huán)境可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用》

  半個世紀(jì)以來，光纖技術(shù)以其革命性的影響，徹底改變了全球通信和傳感的格局，推動了通信領(lǐng)域的快速增長。光纖傳感器以其抗電磁干擾能力、輕便性、緊湊性、高靈敏度、寬帶寬、可靠性以及對惡劣環(huán)境的耐受性等獨(dú)特優(yōu)勢、以及易于實現(xiàn)多路或分布式傳感布置的突出特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)中不可或缺的一部分。

  報告重點(diǎn)介紹團(tuán)隊如何利用光纖、傳感及光電技術(shù)在建筑環(huán)境可持續(xù)發(fā)展以及其他重點(diǎn)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。探討光纖傳感器在樓宇結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、設(shè)備完整性保障、安全防護(hù)、海事領(lǐng)域、能源管理等多個關(guān)鍵應(yīng)用場景中的實踐和效果。

宋章啟 教授 深圳技術(shù)大學(xué)

演講主題：《光纖形態(tài)傳感器及其在海底滑坡監(jiān)測的應(yīng)用研究》

  報告介紹光纖形態(tài)傳感器是一種可以植入結(jié)構(gòu)體內(nèi)部實時感知結(jié)構(gòu)體形態(tài)變化的新型傳感器方式，在內(nèi)窺鏡控制、大型結(jié)構(gòu)物安全和海底滑坡等方面有廣泛的應(yīng)用前景。演講首先回顧光纖形態(tài)傳感器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和大尺度光纖形態(tài)傳感器技術(shù)方面發(fā)展存在的不足，然后介紹用于海底滑坡監(jiān)測的光纖形態(tài)傳感系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，最后報道了在海底滑坡監(jiān)測的試驗研究情況。

義理林 特聘教授 上海交通大學(xué)

演講主題：《從智能超快激光器到光學(xué)大模型》

  報告介紹超快激光器在多學(xué)科研究中具有重要應(yīng)用，但面臨設(shè)計復(fù)雜、良品率低、成本高和工作狀態(tài)不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)。在當(dāng)前人工智能時代，算法的重要性和價值越來越高，演講介紹了智能算法如何引用于超快激光器，實現(xiàn)超快光纖激光器能量和穩(wěn)定性的提升。包括在超快激光器中，通過智能算法實現(xiàn)種子源的自動鎖模，高能量超窄脈沖飛秒激光器的反向設(shè)計，以及飛秒脈沖幅相信息的智能單幀識別和單脈沖能量和脈寬的主動穩(wěn)定。

張帆 教授 北京大學(xué)

演講主題：《低成本T比特超高速光互連》

  報告介紹張教授團(tuán)隊在低成本超高速相干檢測與直接檢測光互連方面的工作進(jìn)展。包括近期在硅光調(diào)制、薄膜鈮酸鋰調(diào)制光互連方面的若干實驗成果，以及大線寬激光器相干光互連。

趙精晶 研究員 華中科技大學(xué)

演講主題：《衍射結(jié)構(gòu)光顯微成像：OCT與影像流式》

  通過在生物醫(yī)學(xué)顯微鏡中塑造激光束，結(jié)構(gòu)照明提高了生物醫(yī)學(xué)檢測的性能。趙老師團(tuán)隊基于衍射光學(xué)的結(jié)構(gòu)照明顯微鏡使用衍射光學(xué)元件（DOEs）進(jìn)行更深、更快和更精確的成像。這允許高時空分辨率三維（3D）體內(nèi)顯微鏡和超高通量多參數(shù)單細(xì)胞成像。團(tuán)隊開發(fā)的兩個值得注意的例子是成像流式細(xì)胞儀（iFCM）和用于擴(kuò)展聚焦深度的針狀光束（NB）。我們開發(fā)了一種光譜成像流式細(xì)胞儀，每秒可以分析5000個細(xì)胞的分子組成和形態(tài)。該技術(shù)生成每個細(xì)胞的無標(biāo)記散射圖像和32/64通道熒光圖像。創(chuàng)新包括使用DOEs的線性陣列-點(diǎn)激勵（LASE）成像方法，高速3D流體動力聚焦的微流控芯片，利用火花空化單泡的MEMS分選器，以及高速，高靈敏度的熒光光譜儀。該系統(tǒng)每三分鐘可以分析100萬個細(xì)胞，有助于細(xì)胞圖譜的創(chuàng)建、藥物發(fā)現(xiàn)、血液分析、合成生物學(xué)、細(xì)胞和基因治療、液體活檢、分子育種和海洋生物學(xué)。為了解決生物醫(yī)學(xué)顯微鏡中高分辨率和深景深之間的權(quán)衡，我們開發(fā)了一種針狀光束（NB）。與傳統(tǒng)高斯光束相比，該方法將光束長度延長了83倍，將生物樣品的三維成像效率提高了14倍。該理論模型使用隨機(jī)空間復(fù)用策略將輸入光束轉(zhuǎn)換成數(shù)百個軸向焦點(diǎn)，從而可以精確控制焦點(diǎn)深度、波束直徑、空間位置、段數(shù)和能量分布，同時抑制旁瓣噪聲。我們還開發(fā)了具有5nm精度的4英寸石英晶圓do的制造方案，并使用光刻技術(shù)創(chuàng)建了包含1億個納米柱的超表面。NB在生物醫(yī)學(xué)顯微鏡中有廣泛的應(yīng)用，包括用于皮膚癌診斷的NB光學(xué)相干斷層掃描（NB- OCT），用于組織學(xué)和血管造影的NB光聲斷層掃描（NB- PAT），以及用于觀察腦神經(jīng)元活動的NB雙光子（NB- 2P）。

劉欣雨 ，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)技術(shù)研究院研究員，入選國家級青年人才項目。

演講主題：《偏振敏感光學(xué)相干層析成像》 

  報告介紹三態(tài)調(diào)制偏振敏感光學(xué)相干層析術(shù)(TRIPS-OCT)，以及結(jié)合人工智能以進(jìn)一步提升測量靈敏度的相關(guān)技術(shù)。研究圍繞三種臨床眼病相關(guān)結(jié)構(gòu)變化開展：1) 青光眼患者的視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層(RNFL)退化，2) 與年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)中的視網(wǎng)膜下纖維化，3) 近視和病理性近視患者的后鞏膜重構(gòu)。在嚴(yán)重青光眼患者中，偏振參數(shù)可定量反映視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的損傷程度。在AMD患者中，纖維化是多次接受抗VEGF治療后出現(xiàn)的不可逆損傷的重要標(biāo)志，偏振測量可定量揭示視網(wǎng)膜下纖維化狀況。在近視進(jìn)展中，后鞏膜雙折射參數(shù)與近視進(jìn)展呈正相關(guān)，可作為追蹤近視變化的生物標(biāo)志。這些研究結(jié)果表明結(jié)合AI分析的TRIPS-OCT能夠提高對青光眼、AMD及近視的臨床診斷和評估水平，進(jìn)一步優(yōu)化相關(guān)眼病臨床管理。

劉琳波 研究員/教授 廣州國家實驗室

演講主題：《基于Micro-OCT的粘液纖毛清除功能成像與測量》

  粘液纖毛清除 (MCC) 是呼吸道的首要防御機(jī)制，MCC障礙是慢性呼吸道疾病的重要病理特征。Micro-OCT是唯一能夠在體實現(xiàn)微創(chuàng)MCC診斷的成像技術(shù)。Micro-OCT是新一代光學(xué)相干層析(OCT) 成像技術(shù)，空間分辨率達(dá)到1-2微米，高于傳統(tǒng)OCT技術(shù)一個數(shù)量級。Micro-OCT能夠?qū)CC結(jié)構(gòu)和功能清晰成像。該研究聚焦于Micro-OCT在體成像技術(shù)的開發(fā)和驗證，技術(shù)難點(diǎn)包括軸向高分辨率與低噪聲的實現(xiàn)、橫向高分辨率與焦深擴(kuò)展之間的權(quán)衡關(guān)系、運(yùn)動偽影消除等。我們提出光譜相干拼接、環(huán)形孔徑分光共路干涉、差分測量等方法解決上述問題，并在小鼠模型當(dāng)中驗證了Micro-OCT在體MCC障礙診斷能力。

奚磊 教授 南方科技大學(xué)

  演講主題：《面向任意形狀腔道的多功能光聲內(nèi)窺鏡》

  光學(xué)內(nèi)窺鏡在臨床篩查和診斷中發(fā)揮著重要作用。光聲內(nèi)窺鏡作為發(fā)展最快的光學(xué)內(nèi)窺鏡之一，結(jié)合了豐富的光學(xué)對比度和較高的空間分辨能力，且具有優(yōu)于傳統(tǒng)光學(xué)成像技術(shù)的成像深度。然而，傳統(tǒng)的光聲內(nèi)窺鏡多依賴于機(jī)械掃描，難以實現(xiàn)快速成像，無法滿足在形狀復(fù)雜，且伴隨著呼吸及組織蠕動的腔道內(nèi)成像的需求。推動光聲內(nèi)窺鏡在科研以及臨床檢測中的應(yīng)用需要發(fā)展靈活、高速、大視野的高分辨率光聲內(nèi)窺成像技術(shù)。演講中詳細(xì)介紹基于MEMS微掃描系統(tǒng)的超高速掃描方法，適用于管狀腔體的大視野、高速掃描光聲內(nèi)窺鏡以及高靈活性的超小型、多視角、功能性光聲內(nèi)窺鏡，并探討該技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢。

關(guān)柏鷗，暨南大學(xué)物理與光電工程學(xué)院院長

  演講主題：《光纖生物傳感器：從標(biāo)志物檢測到診療一體化》

  介紹團(tuán)隊在光纖生物傳感器方面研究進(jìn)展。首先介紹光纖生物傳感器的工作原理與界面增敏技術(shù)，通過光纖界面增敏將傳感器靈敏度提升至亞納米級小分子單分子響應(yīng)水平。接下來介紹光纖生物傳感器在離體樣本檢測中應(yīng)用，包括心肌損傷、真菌感染等標(biāo)志物檢測。最后介紹光纖生物傳感器腫瘤診療一體化技術(shù)，包括利用光纖傳感器原位快速判定腫瘤良惡性，利用光纖釋放熱量和釋放藥物殺死癌細(xì)胞治療腫瘤，以及利用光纖傳感器實時監(jiān)測腫瘤微環(huán)境參數(shù)進(jìn)行療效評價。

李凱 副教授 南方科技大學(xué)

演講主題：《光學(xué)探針與細(xì)胞成像》

  具有熒光開關(guān)特性和細(xì)胞器靶向能力的熒光染料對于單分子定位顯微成像應(yīng)用至關(guān)重要。然而，目前有效的設(shè)計策略仍然受限于特定的化學(xué)骨架，如羅丹明和花青素類衍生結(jié)構(gòu)。此外，為了精準(zhǔn)定位，通常需要借助復(fù)雜的蛋白標(biāo)記標(biāo)簽，如Halo-Tag和SNAP-Tag，才能實現(xiàn)熒光染料對亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特異性標(biāo)記。因此，對于開發(fā)具有新型熒光閃爍機(jī)制并且能夠直接靶向細(xì)胞器的活細(xì)胞透膜染料的探索顯得尤為重要。李凱教授團(tuán)隊設(shè)計構(gòu)建了一類用于活細(xì)胞標(biāo)記的自發(fā)閃爍熒光染料，用于細(xì)胞的脂滴和溶酶體的單分子超分辨成像。該熒光染料具有簡單的分子結(jié)構(gòu)，在基態(tài)下通過自發(fā)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移表現(xiàn)出烯醇-酮異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變，在561 nm激光下，僅有少量酮式異構(gòu)體被激發(fā)處于亮態(tài)，而醇式異構(gòu)體因為無法被激發(fā)處于暗態(tài)，在無需額外的光激活條件下產(chǎn)生自閃爍現(xiàn)象。這一全新的自發(fā)閃爍機(jī)制不同于文獻(xiàn)中已被報道用于單分子定位顯微成像的熒光染料，為發(fā)展具有熒光閃爍性能的染料分子提供了新思路。此外，通過改變分子的靶向基團(tuán)可以實現(xiàn)對活細(xì)胞溶酶體的定位與超分辨成像，展現(xiàn)出基態(tài)烯醇-酮互變異構(gòu)引起的自閃爍機(jī)制在活細(xì)胞中的多種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)超分辨成像應(yīng)用中的潛力。

李貴君 教授 光電子器件與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實驗室副主任 深圳大學(xué)

演講主題：《色轉(zhuǎn)換新型顯示技術(shù)：機(jī)遇與挑戰(zhàn)》

  顯示的彩色化通常通過混合紅、綠、藍(lán)三基色來再現(xiàn)，主要有兩種方式：RGB三基色獨(dú)立發(fā)光和色轉(zhuǎn)換顯示技術(shù)。其中，色彩轉(zhuǎn)換顯示技術(shù)通過利用高能藍(lán)光生成紅光和綠光實現(xiàn)顯示的彩色化。色彩轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠充分利用色轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光優(yōu)勢，具有高亮度、廣色域、高對比度和制造過程簡單等優(yōu)點(diǎn)，為新時期各種顯示技術(shù)注入了新的活力。李教授在演講中主要介紹色轉(zhuǎn)換顯示技術(shù)在新型顯示技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并探討其在應(yīng)用過程中面臨的關(guān)鍵材料、工藝和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計等一系列關(guān)鍵問題

林偉瀚 康佳集團(tuán)研發(fā)中心總經(jīng)理 南方科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)特聘教授

演講主題：《顯示與工業(yè)設(shè)計" Micro/Mini LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢》

  Mini/Micro-LED技術(shù)在顯示領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速，涵蓋了Micro-LED的穿戴設(shè)備應(yīng)用以及Mini-LED的直顯與背光市場。Micro-LED具有像素小和彎曲應(yīng)力小的優(yōu)點(diǎn)，但仍面臨著磊晶、巨量轉(zhuǎn)移和修復(fù)等技術(shù)挑戰(zhàn)。另外，產(chǎn)業(yè)化過程中也面臨較高的成本和性能瓶頸。隨著技術(shù)的不斷突破，Mini/Micro-LED產(chǎn)業(yè)的前景更加廣闊。林總在演講中探討Mini/Micro-LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化所面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢，并展望其未來應(yīng)用。

  論壇環(huán)節(jié)，融合創(chuàng)新-光電技術(shù)在AI發(fā)展中的核心作用與未來前景由重慶大學(xué)光電工程學(xué)院副教授羅亦楊主持，幾位論壇嘉賓與現(xiàn)場觀眾就光電技術(shù)的應(yīng)用及AI未來的發(fā)展做了展望并探討，現(xiàn)場提問氣氛熱烈。