在我们庆祝今年的国际光子学日之际，这是一个反思和认识光学和光子学在我们周围世界中日益增长的作用的好机会。在过去的一年中，我强调了光学和光子学在广泛的行业中的重要性，从生命科学到制造业，从航空航天和国防到消费电子和娱乐。在我们最近的Envision会议上，我有幸观察到Zemax解决方案是如何影响这些领域中几个不同应用的设计和发展的。特别是，我对光学和光子学服务于汽车行业的不同方式感到震惊。

光学系统对于先进的驾驶辅助系统和支持实现自动驾驶汽车的5级自动驾驶至关重要。相关的光学系统包括可见光成像相机和激光雷达。虽然激光雷达技术已经有一段时间了，但传统的系统过于笨重和昂贵，无法大量部署。为了解决这些问题，大量的投资已经用于开发新技术，而硅光子技术正发挥着越来越重要的作用。利用光子集成电路，整个激光雷达组件--从光源到发射器和接收器光学元件到图像传感器--可以直接放在一个芯片上，从而减少尺寸、成本和功耗。对于这样的设备，光束转向不再需要机械运动；可以使用光学相位阵列、VCSEL阵列或衍射光栅来代替。例如，在Zemax Envision 美洲用户交流会，Baraja描述了他们使用衍射光学元件进行光束转向以实现远距离的高分辨¹。随后，CMOS制造技术被整个行业用来在芯片上制造这些激光雷达系统，进一步实现了低成本系统的大规模生产。

光学器件既支持成像系统，也支持车辆的照明系统。近年来，车内和车外照明模块都取得了实质性的进展，其中许多都是用微光学和衍射光学技术驱动的。例如，德州仪器公司开发了一种使用数字微镜设备²的动态地面投影技术，可用于开发先进的转向指示灯和光毯。在Zemax Envision欧洲用户交流会上，SUSS MicroOptics³提供了进一步的例子，说明在开发前灯、尾灯和内部投影照明方面使用微透镜阵列和其他微光学技术。虽然照相机和激光雷达等成像系统对自动驾驶车辆的安全部署至关重要，但照明系统也发挥着同样重要的作用，因为它增强了车辆感知外部世界的能力，反之亦然。

国际光子学日的目标是促进光学和光子学成为全世界创新的关键使能技术。没有比庆祝这一现实更好的时机了！虽然今天我强调了光学和光子学在汽车领域的作用，但光学和光子学已经深入到我们生活的各个部分，而且它的作用只会越来越大。祝大家国际光子学日快乐!

作者：

Sanjay Gangadhara
Chief Technology Officer
Zemax

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参考文献：

1. https://www.baraja.com/wp-content/uploads/2021/01/BarajaSpectrumScanTMWhitepaper.pdf
2. https://www.ti.com/lit/wp/slyy187/slyy187.pdf
3. https://www.suss-microoptics.com/en