在科技发展的历史长河中，每一次技术的重大突破都如同璀璨星辰，照亮人类前行的道路。在2025年Photonics West大会上，众多前沿光子技术的突破性进展吸引了全球学术界和产业界的关注。本次展会中报道的几项重要技术进展，包括单光子探测器、新型光子集成电路、量子光学、光子学在生物医学中的应用以及激光加工技术新进展等。光电汇编辑汇编如下，以飨读者。来自Singular Photonics公司的单光子雪崩探测器（SPADs）技术成为本次展会的一大亮点。Singular是英国爱丁堡大学（the University of Edinburgh）数字成像先驱Robert Henderson教授实验室的衍生公司，也是首批将高级计算引入SPAD图像传感的公司之一。该公司推出了两款新型传感器——Andarta和Sirona，前者是与科技巨头Meta合作开发，能够实现可穿戴设备上的深层血流监测，具有外形小巧、灵敏度高等特点。而后者是Singular的首款产品，是一款基于SPAD的512像素线阵传感器，能够进行时间相关单光子计数（TCSPC），并支持拉曼光谱、荧光寿命成像显微镜（FLIM）、飞行时间测量和量子应用。凭借片上直方图和时间分级功能，该SPAD传感器有可能彻底改变光谱应用。![]()
该技术的突破点在于采用像素级计算，即在传感器内部进行数据处理，大幅提高了探测效率，并降低了信号噪声。这项进展不仅推动了单光子成像技术的发展，也为医疗、生物成像和量子通信等领域带来了新的可能性。光子集成电路（PIC）技术正在迎来新的材料革命。最新的研究表明，薄膜铌酸锂（TFLN）、钛酸钡（BTO）和有机材料的引入，使得电光调制器的带宽和能效显著提高。硅光子（SOI）平台正在面临竞争，LNOI（铌酸锂绝缘体）和InP（磷化铟）等新型平台正逐渐崭露头角。
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此外，2026-2027年预计将迎来200G每通道的光通信技术转型，以满足AI计算集群和云数据中心的需求。这将推动3.2T及更高速率的以太网接口，带来更高的光子芯片性能，同时也引发对新型材料和制造技术的更高要求。光量子技术虽已有一定发展和应用，但仍处于初步探索阶段，潜力巨大。实现微型光学元件在芯片上的可扩展集成，对解锁光子量子技术更多优势、推动各行业变革至关重要，而这一过程充满挑战。德国帕德博恩大学的Christine Silberhorn教授表示：“当前，人们已经在部分系统中成功集成了光学元件。然而，这项工作犹如站在巨人的肩膀上开展创新，极具挑战性。一方面，需要使用品质极高的器件，这些器件的性能直接影响到整个系统的稳定性与功能性；另一方面，还必须广泛整合丰富多样的量子知识和前沿理念，并在全新的参数空间里对它们进行适应性调整与深度开发，以满足不同应用场景的复杂需求。”Christine Silberhorn（左）和学生在一起做实验Silberhorn教授在基础量子光子学领域贡献突出，进行了世界上首次关于光的波动特性（量子关联）中纠缠态以及非经典关联的波粒二象性（即所谓的爱因斯坦 - 波多尔斯基 - 罗森态）同时存在的实验演示。这些年她主要从三方面开发实用可扩展的集成光子系统。一是聚焦铌酸锂集成器件，因其材料特性适用于量子光子学；二是用脉冲光泵浦铌酸锂系统，结合超快光学与集成器件，对参量下转换源意义重大，团队已借此开发相关光子源。此次Photonics West上，光子学在生物医学领域的应用成为一大焦点，吸引了全球众多科研人员、创新者以及企业代表的目光。其中值得关注的是，新一代光伏视网膜植入物和一款低成本医疗激光激光散斑成像设备。斯坦福大学的研究团队宣布，他们正在开发新一代光伏视网膜植入物，以提高失明患者的视觉恢复水平。最新的PRIMA植入物已经成功帮助黄斑变性（AMD）患者恢复部分视觉，并能识别书籍、地铁站名等基本信息。目前使用 100 μm像素的 PRIMA植入物，可升级为 20 μm像素的设备，以提高视觉分辨率至20/100甚至20/40。这一突破意味着未来可能有更高质量的人工视觉设备，使视障人士获得更接近正常人的视觉体验。华盛顿大学的研究团队开发了一种便携式、低成本的激光散斑成像（LSFI）设备，可用于早期检测产后大出血（PPH）。该设备仅需150美元，使用Raspberry Pi计算模块进行数据处理，不仅显著降低了传统成像设备的成本，还能在非发达地区推广应用。这种技术的突破在于其无线、便携、无需消耗性材料，并已经在动物模型和临床试验中展现出高精度的血流监测能力。未来，随着其商业化生产和监管审批的推进，该设备有望成为全球医疗体系中的重要工具。光遗传学（Optogenetics）是一门将光学和遗传学技术相结合的新兴学科，其具有远程无痕、时空特异性、可调节性和可逆性等特点。目前被广泛应用于生物基础研究，如控调控基因组转录活性、重组信号通路、控制核酸酶的活性，此外也广泛应用于生命医学领域，如糖尿病治疗、肿瘤治疗等。Photonics West 2025同期神经技术会议上，Ofer Yizhar博士分享了他们开发的一种创新性光学技术，他另辟蹊径利用一种名为G蛋白偶联受体（GPCR）的光敏蛋白（也被称为视蛋白）对神经元进行修饰。与传统基于通道的光遗传学工具不同，GPCR通路在光关闭后仍能持续活动，产生持久效果，且所需光量比传统 “通道” 方法少约四个数量级（一万倍）。Ofer Yizhar和博士生Daniel Zelmanof正在研究一种针对脑深部光瞄准的新方法
据悉，该成果2016年在魏茨曼科学研究所开始研发，已在小鼠身上证明有效性。2023年与梅奥诊所合作，在麻醉诱发癫痫的猪身上成功止住癫痫发作。他预计在未来十年内，该研究将取得更进一步的进展，有望获得监管部门的批准。同时，在2022年，他联合创立了初创公司Modulight.bio，旨在将这项技术商业化，用于治疗神经系统疾病，为众多饱受病痛折磨的患者带来新的希望。随着近期向电动汽车的转型加速，对更先进的铜材料加工的需求迅速增长，这意味着改进激光加工技术至关重要。高功率近红外（NIR）光纤激光器因其高电光转换效率和出色的光束质量，被广泛应用于金属的激光加工。然而，使用近红外光纤激光器进行铜焊接很困难，因为铜在近红外范围内吸收率低，且热导率高，这会导致焊接点的热量迅速扩散。近期，日本的日亚化学（Nichia）和古河电气（Furukawa Electric）合作在蓝光激光二极管方面获得重大进展，他们联合开发了新型800 W蓝光激光二极管模块，进而成功研制出了一种新型5 kW蓝光激光器，实现了光纤输出的全球最高亮度水平。该激光器可将铜焊接时间减少三分之二，将电机漆包线加工时间缩短了20%，并实现无飞溅焊接。使用5 kW蓝色激光器对4 mm厚的铜进行混合处理（俯视图）此外，激光加工技术在玻璃微孔钻孔、AI芯片封装、量子计算光学器件制造等方面也展现出巨大潜力，为未来高精度制造提供了新的可能性。这些技术的进步不仅推动了学术研究，也促进了产业应用，预计将在未来几年内对信息通信、生命科学、医疗器械和先进制造等领域产生深远影响。随着更多技术从实验室走向市场，我们正迎来一个由光子科技驱动的新时代。![]()
