光器件微型化帶來的機遇 (Microvision)

Microvision採用的技術是一種稱為單光線掃描(single beam light-scanning)的技術。

2004年IEEE spectrum雜誌曾將這項技術評為未來十年最大膽的十項技術之一。

在當時，Microvision還只能實現單色的顯示。

但是，2008年在國際消費類電子展覽會(CES)大會上，Microvision以一款掌上型投影儀設備一鳴驚人。

該產品全名SHOW Pico Projector，是一種微型彩色投影儀，可以產生DVD品質（848x480）、10流明的投影圖像，投影尺寸可達100英寸。

該設備採用標準VGA或S-Video介面，由鋰電池驅動，一次充電可以播放2.5小時影像，適合手機、數碼相機、MP4、筆記型電腦等便攜電子設備。

而採用傳統的液晶技術的類似產品，只能做到30英寸的投影面積。　　

Microvision把他的核心技術稱為PicoP顯示引擎。

PicoP解決了移動大螢幕顯示的尺寸、功耗、成本等問題，具有非常誘人的應用前景。

那麼他背後的技術究竟是什麼呢？

PicoP三個核心技術包括RGB單色雷射器，基於MEMS的光線掃描技術，Soc控制晶片。

首先，PicoP採用了鐳射顯示源。

鐳射定向性好、色彩純正、發光效率高，是小功率實現大尺寸投影的關鍵。

但是，微型的鐳射源是一個較難的技術，其中紅光光源早已成熟，藍光光源隨著藍光DVD的推出也已經大眾化，最困難的是微型綠光光源。

事實上，Microvision的光線掃描技術已經提出了十年以上，但Microvision 先後和美國Corning，Novalux和德國OSRAM等公司合作獲得了實用微型綠光雷射器技術後，才最終解決了三色鐳射光源的問題。

其次，PicoP的核心是一個直徑1mm左右、類似電子槍功能的微型反射鏡，通過縱橫掃描分時地將一幅圖像投射到目標上。

目前的主流投影儀採用的LCD和DLP技術，是每個圖元都要對應一個控制單元，一共要幾十萬個控制單元。

而相比之下單光線掃描只需要一個控制點，這是它實現微型化的關鍵。

這項技術的另一個優勢是不需要對焦，在彎曲的平面上仍然可以顯示清晰的圖像。

傳統的光學器件給人的印象都是大塊頭，如燈泡、棱鏡、透鏡等等，和我們崇尚微型化和集成理念的電腦行業距離太遙遠。

真正和電腦相關的似乎只有能替代一段電纜傳輸的光纖。

但是，現在光器件微型化的腳步正悄悄走來，無論是光源、波導還是鏡片等光器件微型化的技術近年來都獲得飛速的發展。

光器件微型化，結合電腦對複雜資訊系統的處理能力能給我們帶來什麼新的變化呢？

以往光信號在資訊處理中，基本上只用到了光路傳輸這一基本特性，甚至連電信號傳輸中常見的波形控制到了光信號中也只剩下開和關絕對0和1的世界了。

光的很多特性還遠遠未被挖掘出來。

翻開物理教科書可見的折射、干涉、衍射、偏振等等以前離我們還遙遠的光特性，已經開始走入了與電腦處理相結合的領域。

電影《星球大戰》裡面出現的三維全息影像，其想像的基礎就是光干涉的全息原理。

那看得見摸不著的三維影像也許離我們就不遠了。

英國的一家Light Blue Optic公司正在利用LCOS（類似LCD）和相干鐳射全息技術實現一種微型投影儀PVPro，其產品與Microvison有一拼。

美國的LightFleet公司去年推出的corowave全廣播光交換機，利用的是光的散射和空間不相干的特性：通過光散射實現廣播，通過對焦實現特定光信號的接收。

理論上，它可以解決電交換裡面All-to-All資料交換的難題。雖然自由空間交換的概念早就提出過，但這次是以一種Startup公司產品的形式出現了。

更早些的2003年，以色列的lenslet公司曾利用光透過光柵的卷積原理實現每秒8萬億次FFT運算的光處理器。

設想一下，如果我們利用電腦控制中間的光柵動態變化，能變換出多少種應用出來？雖然現在這個公司好像已經從人間蒸發了，但這條技術路線隨著光器件的微型化一定會越走越寬。

光器件微型化的腳步還在繼續深入著。

最後讓我們以一個新的研究結果來結束本文。

來自IBM的矽納米光研究小組。

他們從2002年開始研究矽納米光技術，取得了一系列成果，包括1μm的SOI光波導、5μm半徑90°轉彎波導、0.7db微分光器，慢光控制技術以及2007年底發佈的100μm矽光調製器等。

2008年3月他們剛剛發佈了最新的μm級光開關。

積體電路微型化，也就是摩爾定律的40多年給世界帶來的巨大的變化。

光器件的微型化會帶來什麼? 我們拭目以待