Frontiers in Optics是OSA的光学年会，来自科研与工业领域的光科学家总会带来最新的光学与光子学研究技术。今年年会，这4位科学家的报告值得关注，或许在不久的将来，我们能够见证这些技术带来的改变。
从VR和AR到“混合现实”
摘要：
欧酷来公司的Scott McEldowney是一名光学工程师，负责VR和AR的成像与显示技术，曾参与过微软体感游戏机和全息眼镜项目。在报告中，他描述了将VR技术和AR技术混合的未来世界。
Scott McEldowney在2017年光学前沿会议上。照片来源：Alessia Kirkland。
目前，虚拟现实技术和增强现实技术广泛应用于各个领域。VR技术试图将用户浸入一个完全独立的世界，AR技术则是将虚拟数据、图像以及感官体验覆盖到真实世界中。
而欧酷来公司的Scott McEldowney带来了融合VR和AR技术的“混合现实”技术。未来所使用的设备几乎与普通眼镜一般轻便，并能全天佩戴。
McEldowney详细讨论了如何实现这种未来的轻便混合现实技术。当然，其技术要求直接关系到光学的发展，特别是“将正确的光子发射到视网膜中”的显示技术。他强调，对于AR的消费类用途，还需对其景深、图像质量、视野以及“眼箱”（成像系统能够接收图像的空间内可允许的误差及体积）进行严格要求。
未来混合现实技术的挑战并不局限于显示技术，或者普通光学技术。McEldowney表示，眼球追踪是一个令人棘手的问题。人工智能、人机交互、计算机视觉以及有效载荷及包装等方面的重大突破均需要应用于未来的混合现实技术。同时，他指出，眼镜重量也是一个令人望而却步的问题，“只有进行数量级上的改变”，才能达到全天可穿戴设备的要求。McEldowney认为这但鉴于先进的光学技术和工具能够带来的重大突破，例如纳米材料、超表面、微机电系统（MEMS）和计算光学等，这同样是“一个伟大的研究领域”。
而这一系列技术“或许会花费在座许多人几十年的时间才能够完成”。
自动驾驶革命的到来
摘要：
“自动驾驶领域的光学和光子学”是FIO 2017四大核心主题之一，美国Luminary科技公司的联合创始人之一、首席技术官Jason Eichenholz发表了关于自动驾驶汽车中先进激光雷达技术的演讲。
Luminary公司首席技术官Jason Eichenholz。
尽管自动驾驶技术在计算和机器视觉方面已取得了巨大进步，但对于能够实现完全自动驾驶的激光雷达技术的研究仍旧止步不前。
Eichenholz着重强调了自动驾驶技术的下一步研究工作，以及Luminar公司为生产出实用性激光雷达所制定的一系列技术要求：保持200米的安全距离、对人眼无害的激光器、每秒捕捉数百万个点并保持10fps的帧率、以及在雾天和其他恶劣天气下安全行驶的能力。
Eichenholz概述了Luminar公司在研究激光雷达技术中已采用的一些技术：选用对人眼无害的1550nm砷化铟镓（InGaAs）激光器、使用InGaAs线性雪崩光电二极管，以及在视野内扫描激光信号而非使用探测器阵列。
在演讲的最后，Eichenholz分享了他对激光雷达技术的看法。他认为激光雷达并不是适合所有技术需求的解决方式，其他的车载系统如摄像机系统，同样是整个汽车生态体系的一部分，但激光雷达技术是实现自动驾驶的必要条件。
量子技术与商业“混搭”
摘要：
FIO 2017包含三场“远见者”（Visionary Speakers）主题报告，其中之一关注了随着量子科技的实际应用而出现的商业与政治方面的问题。演讲人为德国TOPTICA公司联合创始人之一、美国光学学会（OSA）会士Wilhelm Kaenders。
Wilhelm Kaenders发表关于量子科学和商业的报告。
Kaenders为量子领域提供了一个“小公司的观点”，他将TOPTICA公司称为“量子使能技术”公司，为量子研究提供激光及其他技术支持，并作为提供实验室量子技术研究业务的直接市场（他称之为“强大的市场”），以及“内外部安全市场”和“空间技术市场”。
除了商业公司，各国政府同样大力支持量子科技的研究并投入大量资金。Kaenders特别指出英国政府针对量子科学做出的战略承诺。这项承诺起源于多年前由2004届OSA主席Peter Knight发起的《量子宣言》（quantum manifesto），在数十年的整体战略时期内，对教育、国家实验室作出巨大贡献。除此之外，欧盟建立的“量子科技旗舰”（quantum technologies flagship），加拿大的“量子谷”（Quantum Valley），新加坡、荷兰、丹麦、德国、美国以及中国在航空航天方面展示出的量子技术“震惊世界”。
Kaenders表示，在量子科技大热之时，需要尽快确定量子领域在国际背景下的标准。对于一个国家而言，量子科技过于复杂，此类研究需要全球性的努力与合作。
数据中心光互联的下一步是什么？
摘要：
如今，对移动数据的需求正在创造一些深刻的技术挑战，推动产生新的光学架构和解决方案。在“远见者”主题报告中，IBM公司的光学通信与高速测试经理Marc Taubenblatt描绘了数据中心的发展构想。
IBM公司的Marc Taubenblatt。
美国沃森研究中心的报告指出，数据中心的工作负载正以每年21％的速度增长，机器学习和机器对机器（M2M）的流量也在迅速增长。其中有大约77％的M2M流量集中在少数几个数据中心，该统计强调了以往的设备互连解决方案由于功耗暴增而无法实施。
Taubenblatt认为，未来数据通信的难题在于具体的硬件解决方案，解决问题的关键是数据中心的交换机。更有效的光链路封装能够减轻电力危机，而使用光学开关代替电子开关能够消除大功率电光转换。Taubenblatt展示了IBM正在使用硅光子技术构建可重构光开关的工作。他还建议未来的网络架构需要考虑各种“认知工作负载”，网络流量依赖数据中心内高度可并行化的流量来处理峰值数据流。而新兴的高负载应用，如机器学习和图形分析可能需要随机访问非常大的内存集。
Taubenblatt总结称：“数据中心的通信需求是非常通用的。但事实是，这些不同的工作负载实际上具有不同的通信需求。未来的网络可能更多地利用光开关和快速控制算法来处理它们，以将特定类型的工作负载与最适合处理的硬件和架构相匹配。”
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