突破边界——2026光子产业的十个“新信号”
以下，小编为您汇编本次展会期间，那些可能定义下一个十年的核心新技术、新观点与新成果。
尽管面临芯片短缺、地缘冲突等多重挑战，全球光子学产业展现了强大的韧性。根据展会同期发布的《2026年光学与光子学全球产业报告》，自2012年以来，全球光学与光子学核心组件生产的年收入以6.34%的复合年增长率持续增长，2024年已达3810亿美元，预计2026年将突破4600亿美元大关。
光子学赋能产品的市场规模更为庞大，预计2025年将超过2.7万亿美元，约占全球经济产出的20%。这标志着光子学已从“使能技术”进化为驱动全球经济发展的核心引擎之一。一个由5417家公司构成、遍布65个国家的全球光子学生态系统已然形成。
从商业视角来看，2025年无疑是人工智能（AI）主导的一年。数据中心建设的狂潮直接拉动了高速光互连产品的需求，Lumentum等关键供应商季度销售额激增。资本持续涌入光电路交换机、共封装光学（CPO）等深度融合光子学的数据中心新架构。
量子技术是未来重要的增长极。PsiQuantum完成10亿美元融资，Celestial AI获超50亿美元收购意向，资本的高度关注预示产业爆发前夜。
在数据中心和量子技术领域之外，2025年的显著特点是，在动荡的地缘政治背景下，国防相关支出持续回升，推动高能激光器、精密光学器件需求增长。如nLight 航空航天和国防部门销售额增50%；IPG新建了国防服务生产基地，交付了“弩箭”反无人机系统所用的高功率激光器； Coherent则斩获价值3000万美元的合同，将为美国海军研发高功率激光器……
2026年及以后的另一大趋势是低轨卫星互联网开启太空新市场。星链、亚马逊及中国“国网”等万星级星座计划，推动激光星间/星地通信终端需求飙升。Yole预测，该设备市场将从2024年的6.5亿美元跃升至2030年的30亿美元。
“我曾坚信深紫外半导体激光器永远无法实现。”康奈尔大学Debdeep Jena教授的感慨，道出了这项技术的攻克之难。二十多年的宽带隙材料研究，终于通过“分布式极化掺杂（DPD）” 和“铝辅助清洗”两项核心技术，让深紫外激光照进了现实。
最近在康奈尔大学达菲尔德大厅实验室安装的定制 MOCVD ：Debdeep Jena可以使用 MOCVD 或MBE制造氮化镓和氮化铝基器件。图片来源：康奈尔大学。
DPD技术通过材料成分的梯度设计内部产生电场，无需传统化学掺杂即可获得载流子；铝辅助清洗技术则能生长出超高纯度的氮化铝晶体。两者结合，攻克了深紫外发光的关键材料难题。
当前，研究焦点已延伸至波长更短、能安全高效消杀病毒的 “远紫外（Far-UVC）”波段。尽管器件效率和寿命仍是挑战，但Jena教授预计，实用化的远紫外器件有望在5-6年内实现，成为光子器件领域的全新前沿。
波士顿大学Michelle Sander教授团队将超快激光变成了探索微观世界的“极限快门”。他们研制的工作在2 μm波段的掺铥光纤激光器，能产生持续仅100 fs的超短脉冲。他们还成功研制出双输出光纤激光器，能从同一激光腔产生不同光谱波形。该技术已应用于双光子显微成像、中红外无标记振动成像，可实现纳米级细胞膜的可视化观测，甚至探索神经细胞分子组成与脑功能的关联，为神经科学研究提供了全新的精密工具。
团队研究范围已从中红外激光器拓展至无标记振动成像，其自主研发的中红外光热成像系统，结合时间分辨热扩散分析与振动对比技术，能够解析材料的分子组成与微观热力学特性。凭借此技术，他们成功实现了对纳米级细胞膜（在固定细胞模型中充当热屏障）的可视化观测。
如何让卫星与地面间的激光通信，稳定穿越动荡不安的地球大气层？欧洲航天局的Zoran Sodnik提出了一个巧妙的方案：利用钠激光导星+自适应光学方案，为解决空间光通信的大气湍流难题提供了关键路径。
该方案向80-100 km高的大气中层发射589 nm激光，激发那里的钠原子气辉，制造一个已知的“导星”。通过分析导星光穿过大气后的畸变，即可对地面发出的上行通信激光进行反向的 “预畸变” 校正，从而抵消湍流影响。
欧洲航天局位于特内里费岛的地面光学站，利用589 nm钠激光束制造人造恒星，用于检测和校正通信信号的畸变。图片来源：欧洲航天局
目前，卫星到地面的下行链路校正已较为可靠，而地面到卫星的上行链路技术仍在验证中。Sodnik预计，要攻克大气湍流，实现99.9%的通信可靠性，仍需约十年努力。一旦成功，空间光通信将释放出远超射频的带宽潜力。
2026年西部光电展上，量子技术已不再是理论展示，而是踏入了产业化的关键阶段。加州大学洛杉矶分校的Prineha Narang教授，在本次会议上提出：量子革命已近在咫尺，通过 “数字孪生+人工智能” 来设计和优化量子设备，能大幅缩短这一进程。
她直言驳斥了全球顶尖AI芯片制造商NVIDIA的掌门人黄仁勋关于“量子计算机要实现真正实用还需15-30年”的观点，并指出通过为光量子器件的材料、制造、架构等关键步骤构建数字孪生模型，结合人工智能探索庞大参数空间，可有效消除原型制作、模拟的成本与时间瓶颈，实现量子设备错误率优化、新架构探索的双重突破。
数字孪生技术帮助加州大学洛杉矶分校的PrinehaNarang更好地理解如何控制分子中电子的有害“量子舞蹈”。图片来源：PrinehaNarang。
目前Narang教授的团队正与NVIDIA合作，聚焦光量子设备的错误率优化、新型架构研发两大方向，形成“虚拟模型-实验验证-模型迭代”的闭环反馈机制，大幅加速从实验室演示到可扩展量子设备的进程。
产业进展也在加速：谷歌超导量子芯片“柳树”芯片，可在5分钟完成超级计算机10²⁵年的运算量；微软发布全球首款拓扑量子比特处理器“马约拉纳”，展现了不同技术路线的突破。光量子芯片制造商也紧随其后：Quandela交付了迄今为止最强大的光子系统——12量子比特的光子量子计算机；PsiQuantum近期融资了10亿美元，并立志在2027年打造百万量子比特的容错系统。从导航、金融到通信，量子技术的早期应用已悄然落地。
Prineha Narang强调，量子技术已步入成熟阶段，美国及其盟友正加紧抢占技术先机，而这一领域也成为全球科技人才的全新机遇。
Micro LED正站在产业化的十字路口。Yole集团分析师指出，2026年将是其 “成败之年” ，两条技术路线正分道扬镳：
一是用于中大型面板的TFT基Micro LED技术，已向消费电子落地。Yole指出，TFT基 Micro LED 技术主要应用于智能手表、汽车外置显示屏、电视等中大型面板，目前由中国台湾AUO领跑，三星、TCL CSOT、京东方等企业正加速跟进。
另一条是用于AR的硅基Micro LED技术，被公认为AR眼镜的终极显示方案，但区域市场分化显著。中国市场实现跨越式发展，Rokid、TCL子公司RayNeo等企业的多数AR产品已基于Micro LED技术落地，2026 年将迎来市场爆发；而美国市场由Meta、谷歌主导，初代AR产品仍采用成熟的LCoS技术，Micro LED技术预计2027年才会大规模普及。
此外，Micro LED技术的应用边界正不断拓展，跨界至汽车智能大灯和数据中心光互连，其故事远不止于“显示”。
Rokid宣称是世界上最轻的AR眼镜，最新设计仅重49克，但成功整合了1200万像素的第一人称摄像头、microLED波导显示器和集成音频。图片来源:Rokid。
“光子学的应用远不止于通信。”悉尼大学Sergio Leon-Saval教授致力于将先进光子技术应用于天文观测，即天体光子学。
他发明的核心器件“光子灯笼”，是一种能将多模光场低损耗转换为多个单模输出的波导器件。它成功解决了大型望远镜与单模光纤之间极低的耦合效率问题，让基于光纤的精密滤光、波前传感成为可能。这不仅助力于搜寻系外行星、消除大气湍流影响，甚至旨在实现超越衍射极限的成像。
一对光学钟。图片来源：Masao Takamoto。
如今，“光子灯笼”技术已走出天文台，与美国空军合作应用于激光通信领域，实现大气中光束的精准操控，展现出强大的跨界生命力。
东京大学高本正夫教授团队的可移动光学晶格钟，则将时间测量的精度推向新高度——其误差需300亿年才会达到1秒。这种钟利用“魔术波长”的激光囚禁并冷却原子，用光学频率而非微波频率来定义“秒”，精度比传统铯原子钟高出多个数量级。
更值得关注的是，这款紧凑、坚固的光学晶格钟已走出实验室，成为高精度量子传感器，可检测1厘米以内的引力势差，应用于火山活动、地壳变形、地震监测等地球物理学领域，还能验证广义相对论与粒子物理学标准模型，探索宇宙的基本物理规律。
此外，光子学与可持续发展的融合成为本次展会的重要亮点。光子学技术通过以更少的资源实现更大的效益，包括降低能耗、减少材料消耗、减少排放和减少废弃物，来支持可持续发展。该技术推动清洁能源应用、提升通信效率、实现低废料制造、加强环境监测以及促进资源循环利用，从而成为全球可持续发展目标的核心推动力。
A*STAR的紧凑型多气体传感器可同时检测低至150 ppm的二氧化碳和 750 ppm 的甲烷，助力工业环境监测；汉诺威激光中心的抗菌蓝光（aBL）技术，能有效杀灭食品腐败微生物，减少食物浪费；杜马光电的创新温室设计，通过动态光管理实现植物生长与太阳能收集的协同，拓展沙漠地区种植能力；德国 F4F 项目的 “光剑” 照明设备与昆虫几丁质基压电传感器，为垂直城市农业提供了全新技术方案，推动食品生产向绿色、高效转型。
2026年美国西部光电展清晰地揭示：光子学的创新不再是单点突破，而是跨学科、跨产业、跨应用的网状融合与系统性重塑。
量子计算正借助数字孪生走向工程化，显示技术在不同路径上寻找最优解，而激光的潜力在从微观生命到浩瀚太空的每一个尺度上被挖掘。与此同时，AI、国防、太空与可持续发展，为整个产业提供了澎湃的多元动力。
随着更多技术从实验室走向市场，供应链韧性的持续提升，以及全球对光子学技术的高度关注与投入，光子学技术正在突破一切固有的边界，为人类探索未知、解决全球挑战提供强大的技术支撑，定义未来科技与产业的新边界。
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