近日，上海理工大學(xué)一項(xiàng)重要科研成果成功入選“2025中國光學(xué)十大社會(huì)影響力事件”和“2025中國光學(xué)十大進(jìn)展”。該成果2025年2月發(fā)表在國際權(quán)威期刊 《Nature Photonics》上，研究圍繞多模光纖環(huán)境下的高質(zhì)量圖像與信息傳輸這一關(guān)鍵問題，在智能光學(xué)與光子信息處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重要突破，受到學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

這項(xiàng)工作由上海理工大學(xué)智能科技學(xué)院顧敏院士、張啟明教授和蔚浩義副研究員團(tuán)隊(duì)完成。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在多模光纖末端引入微型化智能光學(xué)結(jié)構(gòu)，使光在傳播過程中就能“自動(dòng)適應(yīng)”復(fù)雜通道，從而實(shí)現(xiàn)更加清晰、穩(wěn)定的信息與圖像傳輸。與傳統(tǒng)依賴大量電子計(jì)算不同，該技術(shù)更多利用光自身完成信息處理，具有速度快、能耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)勢。通過創(chuàng)新性將微型光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與多模光纖集成，采用3D雙光子納米光刻技術(shù)，在直徑不足0.1毫米的多模光纖端面精準(zhǔn)制造出多層微型光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該光子計(jì)算芯片大小是現(xiàn)有光學(xué)芯片的100萬分之一，光學(xué)神經(jīng)元密度為10⁶個(gè)神經(jīng)元/立方厘米，甚至可以達(dá)到10⁹個(gè)神經(jīng)元/立方厘米，以光速的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)光學(xué)圖像處理。該技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)多模光纖全光實(shí)時(shí)圖像傳輸，為微型醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡成像與下一代高通量光通信系統(tǒng)提供了革命性解決方案。

在新一代數(shù)據(jù)中心和人工智能算力平臺(tái)中，GPU集群之間需要進(jìn)行海量、高速的數(shù)據(jù)交換，傳統(tǒng)電互連和復(fù)雜電子補(bǔ)償面臨功耗高、延遲大、系統(tǒng)復(fù)雜等挑戰(zhàn)。這項(xiàng)技術(shù)就像給光纖裝上了一顆“微型光學(xué)大腦”，其展示的全光智能補(bǔ)償與信息處理能力，讓原本容易損失、干擾嚴(yán)重的信號(hào)在多模光纖中依然保持高質(zhì)量傳輸。該成果有望為多模光纖在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連、GPU集群高速通信等場景提供更加高效、低功耗的解決方案，助力構(gòu)建面向未來的綠色、高性能信息基礎(chǔ)設(shè)施。不僅對(duì)醫(yī)療內(nèi)窺成像、醫(yī)學(xué)檢測等場景具有重要意義，也為大規(guī)模高通量多模光纖光互連提供了新的技術(shù)思路。

作為此項(xiàng)研究的牽頭單位，智能科技學(xué)院依托相關(guān)研究方向，成功入選上海市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)序列，圍繞智能光子系統(tǒng)、光學(xué)人工智能、光互連與邊緣智能等前沿方向，持續(xù)打造高水平科研平臺(tái)。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將加強(qiáng)與數(shù)據(jù)中心運(yùn)營方、芯片與光模塊企業(yè)以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)科研成果在智慧醫(yī)療與新型信息基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用落地。此次研究成果入選“2025中國光學(xué)十大社會(huì)影響力事件”和“2025中國光學(xué)十大進(jìn)展”，進(jìn)一步彰顯了學(xué)校在服務(wù)智慧醫(yī)療和新一代數(shù)據(jù)中心等國家重大需求方面的綜合實(shí)力。