2013年光子学及激光领域前20大进展

前20榜单的候选名单都是一些新奇的技术，这使人深受启发。这里要介绍一种非常实用的新奇技术：用纸制造太赫兹聚焦透镜。这种技术是由华沙理工大学（位于波兰华沙）和萨瓦大学（位于法国勒布尔热）的研究人员提出的，这些菲涅尔区平透镜被剪成直径为100毫米的大小，并起到对一个太赫兹光学系统快速准确建模的作用。

13、径向振荡光

与光子学领域的大多数研究人员相反，维也纳科技大学（位于瑞士维也纳）的研究者们制造出了沿径向振荡的光。他们使用光纤的隆起部分捕获光，这种结构很实用，并允许光与物质通过光纤端面的隐逝波进行强耦合。

14、用光纤传输每秒千万亿比特的数据

以前有谁能够想到一根光纤就能够传输以每秒近千万亿比特量级的速度传输数据？这一壮举在今年早些时候由NTT公司 （位于日本横须贺市、厚木市、和筑波市）Akihide Sano领导的研究小组实现。光纤包括12个芯，以一种 “交错式传播”方式分成两个环形，环的相对方位使芯间的串扰最小。研究人员证明了单方向的传输速度为409 Tbit/s，则总传输速度为818 Tbit/s。

15、块状硅产生白光

在通常的认知里，块状硅并不适用做发光源。然而宾夕法尼亚大学（位于宾夕法尼亚州费城）的研究小组研制成功一种能够产生宽谱可见光的块状硅，秘诀在于纳米线和等离子体纳米腔的正确结合。研究人员接下来的目标是用电泵浦此结构，使其能够在集成光子学中发挥作用。

16、应用于光谱学的光子集成光路

光子集成光路（PIC）包括锑化镓（GaSb）激光器和置于绝缘硅（SOI）上的光电探测器。PIC是实现芯片化短波红外（SWIR）光谱仪的里程碑式的创造，在比利时根特大学（位于比利时根特）和蒙彼利埃大学（位于法国蒙彼利埃）研制成功。PIC工作波长为2微米区域（分子“指纹”区的短波限）。未来的设备能够将这一范围延展到中波红外区（MWIR）。

17、光学相控阵列

采用标准化CMOS制造技术，麻省理工学院（MIT，位于马塞诸塞州剑桥）的研究人员在一块面积仅为几平方毫米的硅芯片上，制备出一种64×64阵列的光学纳米天线相控阵列，每一个纳米天线都是无线电相控阵列的光学版本。像无线电天线一样，有可能通过光学相控产生一束高速电操纵的光束。一个较小的8×8阵列的原理样机已经能够引导1.55微米波长的光波传输。

18、应用于光学相干断层扫描（OCT）的可调谐垂直腔面发射激光器（VCSEL）

依靠微电机系统（MEMS）调谐波长的VCSLEs设备将OCT的扫频光源轴向成像范围从毫米量级扩大到几十厘米量级，能够对整个眼球进行体成像，能够表征大型制造零件，并对设备的多普勒OCT扫描速率进行表征。该激光器由Thorlabs 公司（位于新泽西州纽顿）、Praevium Research公司（位于加州圣巴巴拉）、以及麻省理工学院（MIT）的研究人员研制成功，扫描频率最高能达到1MHz，扫描深度大于15厘米。

19、变焦隐形眼镜

一种完全自给式的变焦隐形眼镜今年在加州大学圣地亚哥分校的研究团队努力下成功问世，这种眼镜能够使佩戴者选择在正常画面和放大的画面之间进行切换。这种眼镜的样机包括一个液晶（LC）快门和四个共轴非球面反射镜，拥有2.8倍变焦能力，并在一个机器眼上通过测试。当LC工作时，聚合物透镜进行衍射相差校正。此项专利技术旨在缓解与年龄有关的黄斑性变（AMD）的视力问题。

20、用光的方法使癫痫症发病状态停下来

本年度上榜的最后一个新技术有着大赢家的全部特征：本技术来源于一个快速增长的领域（光感基因技术），旨在阻止一种真正使人衰弱的疾病（癫痫症），并且已获得了一些初期的实验成果，同时有可能解决许多传统技术的副作用。在实验中，将光纤植入到老鼠的脑内，植入的区域是脑电图仪（EEG）显示的癫痫症发作点。使用经光纤输出的黄灯来使癫痫发病状态在1秒之内停下来。研究人员希望他们的成果能够为传统的电刺激的治疗方法提供一种更好的代替方案。