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在好莱坞的大片中能看到这样的镜头：FBI的大腕带着很Cool的墨镜，而其中一支镜片里面显示的不是眼前的画面，而是另一个微型摄像机传来的远程的实时图像。美国的一个小公司Microvision就在为军方生产这种微型的显示设备。你可能想不到的是，Microvision的显示不需要屏幕，而是直接将激光投影到人眼的视网膜上，所生成的图像是浮在真实场景上面的。
        Microvision采用的技术是一种称为单光线扫描(single beam light-scanning)的技术。2004年IEEE spectrum杂志曾将这项技术评为未来十年最大胆的十项技术之一。在当时，Microvision还只能实现单色的显示。但是，2008年在国际消费类电子展览会(CES)大会上，Microvision以一款手持式投影仪设备一鸣
惊人。
 
        该产品全名SHOW Pico Projector，是一种微型彩色投影仪，可以产生DVD质量（848x480）、10流明的投影图像，投影尺寸可达100英寸。该设备采用标准VGA或S-Video接口，由锂电池驱动，一次充电可以播放2.5小时影像，适合手机、数码相机、MP4、笔记本电脑等便携电子设备。而采用传统的液晶技术的类似产品，只能做到30英寸的投影面积。
        Microvision把他的核心技术称为PicoP显示引擎。PicoP解决了移动大屏幕显示的尺寸、功耗、成本等问题，具有非常诱人的应用前景。那么他背后的技术究竟是什么呢？

        PicoP三个核心技术包括RGB单色激光器，基于MEMS的光线扫描技术，Soc控制芯片。
        首先，PicoP采用了激光显示源。激光定向性好、色彩纯正、发光效率高，是小功率实现大尺寸投影的关键。但是，微型的激光源是一个较难的技术，其中红光光源早已成熟，蓝光光源随着蓝光DVD的推出也已经大众化，最困难的是微型绿光光源。事实上，Microvision的光线扫描技术已经提出了十年以上，但Microvision 先后和美国Corning，Novalux和德国OSRAM等公司合作获得了实用微型绿光激光器技术后，才最终解决了三色激光光源的问题。
        其次，PicoP的核心是一个直径1mm左右、类似电子枪功能的微型反射镜，通过纵横扫描分时地将一幅图像投射到目标上。目前的主流投影仪采用的LCD和DLP技术，是每个像素都要对应一个控制单元，一共要几十万个控制单元。而相比之下单光线扫描只需要一个控制点，这是它实现微型化的关键。这项技术的另一个优势是不需要对焦，在弯曲的平面上仍然可以显示清晰的图像。
        第三项技术Soc控制芯片，相对本文的读者来说没什么新奇，不再赘述。

        你也许以为本文到这里该结束了，其实我们的话题才刚刚开始。让我们再看另一个还只在学术圈里讨论的话题——单像素照相机。
        大家都有数码相机，新的款式大概有700万像素了吧？你能想象只有一个像素的照相机吗？开玩笑？不，数学家会告诉你，这是可能的，而且Rice大学已经做出了一个原型系统。

        如图，单像素照相机背后利用了复杂的数学原理。图像在进入单像素检测器前，首先经过了一个由微透镜阵列组成的、随机生成的光栅，再聚焦到一个点采样，相当于得到一个原图像的加权平均值。然后，变换一下随机的光栅，再采样一个值，依次下去......。有人可能会说，如果这么采上几十万次，理论上当然能恢复原来的图像了？！可一个严格的数学的结论是，对大多数日常的图像，只要几千个点就足够恢复原来的图像了。这是一个新的热门研究领域Compressed Sensing的研究结论。
 
        介绍完单光线扫描和单像素照相，我们的话题才真正开始了。这两项技术的共同点是什么呢？是我们都看到光和微镜MEMS？其实背后更重要的一个技术趋势是对光线的精细控制和处理。传统的光学器件给人的印象都是大块头，如灯泡、棱镜、透镜等等，和我们崇尚微型化和集成理念的计算机行业距离太遥远。真正和计算机相关的似乎只有能替代一段电缆传输的光纤。但是，现在光器件微型化的脚步正悄悄走来，无论是光源、波导还是镜片等光器件微型化的技术近年来都获得飞速的发展。光器件微型化，结合计算机对复杂信息系统的处理能力能给我们带来什么新的变化呢？
        以往光信号在信息处理中，基本上只用到了光路传输这一基本特性，甚至连电信号传输中常见的波形控制到了光信号中也只剩下开和关绝对0和1的世界了。光的很多特性还远远未被挖掘出来。翻开物理教科书可见的折射、干涉、衍射、偏振等等以前离我们还遥远的光特性，已经开始走入了与计算机处理相结合的领域。
        电影《星球大战》里面出现的三维全息影像，其想象的基础就是光干涉的全息原理。那看得见摸不着的三维影像也许离我们就不远了。英国的一家Light Blue Optic公司正在利用LCOS（类似LCD）和相干激光全息技术实现一种微型投影仪PVPro，其产品与Microvison有一拼。

        美国的LightFleet公司去年推出的corowave全广播光交换机，利用的是光的散射和空间不相干的特性：通过光散射实现广播，通过对焦实现特定光信号的接收。理论上，它可以解决电交换里面All-to-All数据交换的难题。虽然自由空间交换的概念早就提出过，但这次是以一种Startup公司产品的形式出现了。

        更早些的2003年，以色列的lenslet公司曾利用光透过光栅的卷积原理实现每秒8万亿次FFT运算的光处理器。设想一下，如果我们利用计算机控制中间的光栅动态变化，能变换出多少种应用出来？虽然现在这个公司好像已经从人间蒸发了，但这条技术路线随着光器件的微型化一定会越走越宽。

        光器件微型化的脚步还在继续深入着。最后让我们以一个新的研究结果来结束本文。图7来自IBM的硅纳米光研究小组。他们从2002年开始研究硅纳米光技术，取得了一系列成果，包括1μm的SOI光波导、5μm半径90°转弯波导、0.7db微分光器，慢光控制技术以及2007年底发布的100μm硅光调制器等。此图是他们设想的芯片内的全光交换。2008年3月他们刚刚发布了最新的μm级光开关。

        集成电路微型化，也就是摩尔定律的40多年给世界带来的巨大的变化。光器件的微型化会带来什么? 我们拭目以待。