圖1.如照片中的SPIE 2015西部光電展一樣，2016年的展會預(yù)計將吸引超過20000名參會者，將會獲得新的見解和抓住光子學(xué)世界新機遇。

主要的專題會包括：BiOS(生物光子學(xué)), LASE(激光),和OPTO(光學(xué));輔之以三個虛擬的應(yīng)用跟蹤以展示來自以下領(lǐng)域的論文：綠色光子學(xué)、翻譯研究、3D打印。此外，還有激光材料加工系統(tǒng)設(shè)計，光子學(xué)企業(yè)融資和集成光電子學(xué)等主題板塊，以及包括廣受歡迎的SPIE創(chuàng)業(yè)大賽和孵化器等的一些特殊內(nèi)容(參見http://spie.org/PW/special-events/Industry-Event)。

在2月17日晚上，會設(shè)置一個晚宴，在晚宴上將會宣布獲得年度棱鏡獎(PRISM Awards)的創(chuàng)新產(chǎn)品——入圍名單可在SPIE西部光電展網(wǎng)站上找到(參見www.photonicsprismaward.com)。

BIOS

在西部光電展的主展會之前，BiOS，生物醫(yī)療光學(xué)會議——被稱為“‘世界’上最大的生物醫(yī)療光學(xué)和生物光子學(xué)展”——將于2月13日(星期六)開幕。演講被分成六個方向，其中一個代表的是前幾年舉行的三次會議的整合。這個被稱為神經(jīng)光子學(xué)，神經(jīng)外科學(xué)和光遺傳學(xué)的整合方向，代表了SPIE為西部光電展所突出的兩個關(guān)鍵主題之一：神經(jīng)科學(xué)。

神經(jīng)科學(xué)集群包括臨床和轉(zhuǎn)化神經(jīng)光子學(xué)(包括光譜、層析成像、顯微鏡、光學(xué)相干斷層掃描[OCT]，以及手術(shù)及術(shù)后治療)，神經(jīng)成像和傳感(7個關(guān)于成像和1個關(guān)于傳感的會議)，以及光遺傳學(xué)和光學(xué)操控這樣迷人的領(lǐng)域。

其他BiOS的方向包括光子治療和診斷;臨床技術(shù)和系統(tǒng);組織光學(xué)，激光與組織的相互作用，以及組織工程;生物醫(yī)學(xué)光譜學(xué)、顯微鏡和成像;納米/生物光子學(xué)。在最后一個方向?qū)⒂蒆alinaRubinsztein-Dunlop(昆士蘭大學(xué);澳大利亞)就光鑷應(yīng)用進行主題演講。

2016的BiOS研討會將會有兩個新的會議。其中一個的標題是：生物物理學(xué)，生物學(xué)以及生物光子學(xué)：十字路口，將包括大分子擁擠(一個被認為是重要但是還沒被重視起來的現(xiàn)象);治療/診斷技術(shù)的生物學(xué)原理;納米尺度細胞成像;以及研究腫瘤微環(huán)境的方法。另一個將會突出那些使大量圖像文件的產(chǎn)生成為可能的技術(shù)進展可能帶來的影響。即所謂的高速生物醫(yī)學(xué)成像和光譜儀：主要面向大數(shù)據(jù)儀器和管理，它將覆蓋超高速，計算化，高速非線性，和4D成像，以及光學(xué)片層掃描顯微鏡，成像流式細胞儀等等。

OPTO

在星期一的光電主會場環(huán)節(jié)上，加州大學(xué)伯克利分校的Xiang Zhang將會就宇稱-時間對稱光子學(xué)(在這種理論下使用在光子學(xué)中增益和損耗平衡的材料來模擬量子系統(tǒng))做專題演講，它可以在環(huán)形激光器和零反射腔等上面應(yīng)用;而來自渥太華大學(xué)(加拿大)和羅切斯特大學(xué)的RobertBoyd的演講主題將會是量子非線性光學(xué)，其促進了基于光的量子態(tài)的安全通信系統(tǒng)的發(fā)展;而來自美國集成光電子制造研究所(美國)和紐約州立大學(xué)理工學(xué)院的MichaelLiehr的則會介紹光子學(xué)與納米光子學(xué)的融合，包括技術(shù)目標，運行框架，短期里程碑，以及光子學(xué)界的機會。

光電分會場環(huán)節(jié)的領(lǐng)域包括光電材料與器件，光子集成，光子學(xué)中的納米技術(shù)，光子學(xué)中MOEMS-MEMS，先進量子理論及其光電子應(yīng)用，半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管，顯示與全息，以及光通信:從器件到系統(tǒng)。

例如，在光子學(xué)中的MOEMS-MEMS會議(會議號：9759)的第2部分：納米光子學(xué)的離子束加工，一組來自德國研究機構(gòu)的研究人員將討論他們對電子束光刻制造的高效光譜儀光柵中的光柵鬼影的研究和優(yōu)化，在其中他們學(xué)會了如何優(yōu)化電子束直寫和拼接的過程，減少了雜散光鬼影。

在垂直腔面發(fā)射激光器會議(會議號：9766)的第2部分，來自桑迪亞國家實驗室(Sandia National Labs)和EIOS的一個研究組將會介紹在分辨率小于1nm的MEMS傳感器干涉儀讀出器，加速儀，陀螺儀和麥克風(fēng)等方面應(yīng)用的單模垂直腔面激光器(VCSEL)。在第5部分：垂直腔面發(fā)射激光器的調(diào)制和特性中，來自美國軍事科學(xué)院(U.S.Military Academy)和斯坦福大學(xué)的研究人員將會討論他們在單模氧化物限制和光子晶體VCSEL的光束質(zhì)量方面的研究。在這里，高品質(zhì)的波長為850nm的VCSEL器件被用于光學(xué)數(shù)據(jù)通信和互連。

此外，在先進量子理論及其光電子應(yīng)用會議(會議號9763)的第15部分：快慢光的理論發(fā)展中，來自Xodus基金的Benjamin Solomon將討論光子概率控制。因為光子不受電場和磁場的存在的影響，概率控制——或光子局域化的控制——需要使用其他方法如矢量調(diào)制。Solomon說，即使是量子理論也不能解釋自然如何實現(xiàn)概率，因此他通過重新思考量子理論的基礎(chǔ)提出了一種控制機制。

LASE

在星期三舉行的激光(LASE)全體會議包括由馬克思普朗克光科學(xué)研究所以及Erlangen-Nüremberg大學(xué)(都位于德國)的PhilipRussell關(guān)于光子晶體光纖(PCF)的新興應(yīng)用，包括基于充氣空芯光子晶體光纖的超快光譜連續(xù)的高亮深度真空紫外光源——產(chǎn)生穩(wěn)定明亮的深紫外超連續(xù)光，軌道角動量(OAM)-雙折射螺旋扭曲PCF，以及光驅(qū)動的聲光器件;來自大阪大學(xué)和理化學(xué)研究所(RIKEN，日本)的SatoshiKawata的演講主題為“光學(xué)三維納米加工：拉伸還是生長?”在演講中他將會討論納米加工的各種形式，包括雙光子聚合，異構(gòu)化，以及光還原，還有自生長技術(shù)路線;來自nLight公司的ScottKeeney將會介紹大功率半導(dǎo)體激光器的新應(yīng)用，這些應(yīng)用將結(jié)束目前半導(dǎo)體激光產(chǎn)業(yè)支離破碎的局面——換句話說，進一步推進這些激光器廠商向兼并和規(guī)?；?jīng)濟方向邁進。

現(xiàn)工作于馬克思普朗克光科學(xué)研究所(Erlangen，德國)的英國物理學(xué)家Philip Russell教授，因為他在光子晶體光纖(PCF)上的發(fā)明和杰出研究獲得了2014年的Berthold Leibinger Zukunftpreis激光獎(未來獎)。這個視頻簡介了Russell教授和光子晶體光纖的重要性。 (視頻版權(quán)：Berthold Leibinger基金會)

激光(LASE)會議的主題包括激光光源工程，非線性光學(xué)領(lǐng)域，半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管，激光微/納米工程，激光應(yīng)用，綠色光子學(xué)和3D打印。

在會議9726的第3部分中，單晶光纖激光器，來自美國陸軍研究實驗室和ShastaCrystals公司的研究人員將討論二極管泵浦摻鐿YAG(Yb：YAG)單晶光纖的激光特性，該單晶光纖通過激光加熱基座晶體生長方法(LHPG)進行生長。在會議上，他們將會介紹不同直徑和不同摻雜水平的光纖，還有它們在自由傳播和波導(dǎo)模式下的性能。在會議的第7部分：超快激光中，來自凱澤斯勞滕PhotonikZentrum集團(德國)的研究團隊將報告一種波長為515nm的超快激光，其平均功率高達120W，而其動態(tài)重復(fù)率高達兆赫茲的范圍，這種激光可以應(yīng)用于微加工。該激光器可以以一個約40ps的脈沖持續(xù)時間在5到10兆赫之間連續(xù)掃描其脈沖重復(fù)頻率超過32000次/秒。

在激光應(yīng)用和激光三維制造會議中(會議9738和會議9759的聯(lián)合會)，來自臺灣儀器技術(shù)研究中心的科學(xué)家和來自臺灣國立清華大學(xué)的Rong-JieChang將會報告他們對用3D打印方法來制造梯度折射率指數(shù)(GRIN)微光學(xué)器件的研究，這種方法已經(jīng)顯示出了有前途的初步結(jié)果。在同一會議上，來自中部佛羅里達大學(xué)和德克薩斯大學(xué)ElPaso分校的研究人員將介紹采用多光子光刻制造和光學(xué)表征一種能彎曲1.55µm波長的光的空間變異光子晶體。該器件可以以比兩個具有更大彎曲半徑的波導(dǎo)更高的效率引導(dǎo)光通過更狹窄的轉(zhuǎn)彎。

轉(zhuǎn)化研究虛擬研討會

2016，BiOS再次通過一個“虛擬研討會”的形式來突出轉(zhuǎn)化研究，便于現(xiàn)場報告推進醫(yī)療保健方面非常有潛力的技術(shù)、工具和工藝。星期日的轉(zhuǎn)化研究午餐論壇將以基于結(jié)果的研究報告為特點，并為循證醫(yī)學(xué)的“最佳論文獎”頒獎。而星期二的年度創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)賽雖然不是特別為生物準備的，但是從傳統(tǒng)上來說看生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用統(tǒng)治了場地比賽——所以到那里尋找有趣的轉(zhuǎn)化技術(shù)也是一個很好的選擇。

在星期六(中午12點至下午5點)和星期日(上午10點至下午5點)舉行的為期兩天的BiOS博覽會，將有220個參展商展示組件、儀器和系統(tǒng)，其中包括許多新發(fā)布的產(chǎn)品——以及很多令人興奮的應(yīng)用示范。

在過去非常受歡迎的星期六晚上熱點話題會議上，將會專題介紹2016年Britton Chance生物醫(yī)學(xué)光學(xué)獎獲得者David Boas(馬薩諸塞州總醫(yī)院和哈佛大學(xué))，他還將給出當晚的第一個熱點話題——關(guān)于神經(jīng)光子學(xué)。MelissaSkala(范德堡大學(xué))也會報告對癌細胞異質(zhì)性的成像(見圖2)，Aaron Aguirre(美國馬薩諸塞州總醫(yī)院和哈佛大學(xué))則會報告對跳動心臟進行細胞成像的新顯微技術(shù)，DavidSampson (西澳大利亞大學(xué))則會報告用針進行深穿透以及和微彈性成像技術(shù)的交替對比，Paul Beard(倫敦大學(xué)學(xué)院)的報告是光聲成像，JenniferHunter(羅切斯特大學(xué))的主題是自適應(yīng)光學(xué)，Eric Potma(加州大學(xué)Irvine分校)的主題是受激非線性光學(xué)顯微鏡，Heather Franklin(Blaze生物科學(xué)公司)的主題是熒光圖像引導(dǎo)定向手術(shù)。

3D打印虛擬研討會

2016年SPIE3D打印應(yīng)用虛擬研討會由來自宇航公司(Aerospace Corporation)的微/納米技術(shù)部門的資深科學(xué)家Henry Helvajian主持，突出在BiOS、LASE和OPTO會議中那些描述如何應(yīng)用這種被稱為3D打印的多維、多學(xué)科和越來越有利可圖的技術(shù)的新方法的論文。

根據(jù)沃勒斯聯(lián)合會(Wohlers Associates)發(fā)布的沃勒斯2015年報告，2014年全球增材制造和3D打印產(chǎn)業(yè)的營業(yè)收入以35.2%的復(fù)合年度成長率(CAGR)增加到了41億美元。

超過90篇論文介紹3D打印在電信元件制造，生物醫(yī)學(xué)器件和組織構(gòu)造，以及特殊光學(xué)元件的制造，例如用于照明、測試和測量等方面的應(yīng)用。所使用的方法包括從連續(xù)波和脈沖激光加工到液體聚合物方法。

“增材制造(AM)越來越得到各種工業(yè)例如航天和汽車行業(yè)的倡導(dǎo)，目前的焦點在于過程控制，從而開發(fā)出使增材制造(AM)的產(chǎn)品在缺陷的濃度和類型方面被認可/認證的技術(shù)，終極的目標是在制造階段形成一個使修正行為成為可能的閉環(huán)過程，”Helvajian說。“激光器和光子學(xué)將繼續(xù)在這些過程控制技術(shù)的發(fā)展中扮演很大的角色。”

在論文9738-36中，Carbon3D公司介紹了其 連續(xù)液態(tài)界面生產(chǎn)(CLIP)方法，它可以以比傳統(tǒng)的使用紫外光(UV)照射樹脂的3D打印機要快25至100倍的速度來制造三維零件(見圖2)。

　　圖2.使用被稱為連續(xù)液態(tài)界面生產(chǎn)(CLIP)的3D打印工藝制造零件。 (圖片來源：Carbon3D)

論文9740-6的主題是用生物兼容材料的3D打印，在論文中Multiphoton Optics公司(德國)用超短激光脈位創(chuàng)建組織支架，作為結(jié)合點使細胞生長出新的組織，修復(fù)患病或受損的區(qū)域。相似地，論文9745-13介紹了里昂高等師范學(xué)院(EcoleNormale Supérieure de Lyon，法國)如何用光化學(xué)和雙光子聚合的方法來打印生物可降解材料的。該團隊已經(jīng)用有機材料制造出用于血型檢驗和細菌檢測的生物傳感電極，和用DNA制造的光學(xué)微透鏡，他們同時也會介紹使用衰減全反射(ATR)光譜得到的這些材料的熱學(xué)和機械特性。

其他推薦的關(guān)于各種各樣的3D打印應(yīng)用的論文包括：《用于從LED中單次通過全角度提取光的漸變光子晶體結(jié)構(gòu)》(論文9756-51);《新型光學(xué)應(yīng)用金屬結(jié)構(gòu)的三維直接激光寫入》(論文9759-43);《用于高度緊湊顯微系統(tǒng)的空間光調(diào)制器的三維微/納米制造》(論文9760-4);《用于呼吸道內(nèi)鏡檢查的超小3D打印微透鏡和鏡片組》(論文9691-50)。

綠色光子虛擬研討會

2016年的綠色光子研討會著重以下五個不同的光電子和激光主題的論文：激光輔助制造和微納加工;可再生能源發(fā)電：核聚變和光伏器件;環(huán)境監(jiān)測和傳感;固態(tài)照明和顯示;通信。

“我們生活在一個光子、材料和化學(xué)的黃金時代，2016年西部光電展的許多進展報告都是與光子材料和化學(xué)有關(guān)的，”Stephen J. Eglash說，他是綠色光子研討會主席和斯坦福大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)計劃的執(zhí)行董事。例如，有論文報告了基于激光的微納加工，以誘導(dǎo)特定的化學(xué)作用從而實現(xiàn)所需的性能。一些論文報告了通過開發(fā)催化劑和新的反應(yīng)途徑而進行的化學(xué)反應(yīng)工程，還有許多研究人員在研究有機材料，油墨和石墨烯。

在化學(xué)反應(yīng)工程方面，一家名為Ecoken的公司在論文9749-64中介紹了《用于吸附二氧化碳的氧化物納米離子》，對于后一種應(yīng)用來說，瑞典中部大學(xué)在論文9736-35中提出了《激光輔助還原用于紙基大面積柔性電子產(chǎn)品的氧化石墨烯》。

Eglash補充說，“隨著他們的性能的快速提升，目前已經(jīng)達到20%以上的轉(zhuǎn)換效率，鈣鈦礦材料也持續(xù)受到了來自光伏行業(yè)的大量關(guān)注。”在9746-21論文中，牛津大學(xué)(英國)描述了時間分辨太赫茲電導(dǎo)光譜如何揭示一類鈣鈦礦中的電荷產(chǎn)生和復(fù)合動力學(xué)的——一個將提高鈣鈦礦太陽能電池和激光器的發(fā)現(xiàn)。

除了鈣鈦礦材料，其他有意思的能源相關(guān)的論文包括：《在低成本III-V族光伏應(yīng)用中采用多晶硅基板的影響建模》(論文9743-33);《一個基于Cu(In,Ga)Se2微電池陣列的CPV系統(tǒng)的設(shè)計和制造》(論文9743-19);和《使用級聯(lián)熱附助共振隧穿設(shè)計的量子阱的高性能1eV稀氮氮化物太陽能電池》(論文9743-38)。

除了太陽能，其他有意思的綠色光子學(xué)論文包括：《用于高亮度白光LED/激光器的單晶熒光體》(論文9768-4)和《用于數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的平面聚合物和玻璃漸變折射率波導(dǎo)》(論文9753-16)。