从中国古c中记蝲的小孔成像实验，到西方爱因斯坦重新确立光的L_二象性，人类对光的追逐与探烦从未间断Q且随着U学q步蓬勃发展。以至于?span lang="EN-US">1901q以来的114诺贝尔物理学奖中有47与光子学有兟뀂如今，光子学研I已l涉及从基础U学到几乎所有的工程应用Q光U通信便是其中一个十分活跃的领域Q不仅ؓC互联|的诞生发展了信息高速公路，也衍生出了光U传感等应用?/span>
余长?span style="font-size:16px;font-family:楷体;color:blue">Q清华大?span lang="EN-US">1992U现代应用物理系校友Q?/span>
2022q?span lang="EN-US">11?span lang="EN-US">8日，国光学学会Q?span lang="EN-US">Optica/OSAQ发布了2023q度新当选会士（FellowQ名单，来自全球24个国家和地区?span lang="EN-US">109位学者入选。香港理工大学教授余长源榜上有名。作为长期致力于集成光电(sh)器g、光U传感、光U通信pȝ与网l及光电(sh)生物ȝ仪器研究的学者，他的当选理由，正是为光U通信和传感系l中的信号处理作Z重大贡献且积极服务于光学界。@光而行Q从中国到美国，从新加坡再回C国，立香港Q无论宽阔大道，q是蜿蜒p\Q余长源始终不懈q寻Q技术应用因此遍地开花、通达万里?/span>
恩师指引Q踏上追光之?/span>
余长源是徏人，父母与中学老师开明，成长环境宽松自由。少q时期，他考入州一中就读，成W名列前茅Q同时入选数学和物理奥林匹克竞赛徏省集训队Q最l凭借优异的表现保送清华大学现代应用物理系Q也与几位志同道合的伙伴成ؓln挚友。从余长源心目中最闪光的英雄就是物理学家杨振宁和李攉K。求知若渴的他在本科学习期间q选修了企业管理的l济学双学位。他早早认识到科技在社会经生产中的重要作用，坚定了要走科研\的决心。“很感谢我的本科毕业论文导师朱嘉麟教授，在他的指gQ我了解了关于半g物理与激光基本理论，完成了关于‘Ⅱ-?/span>半导体量子点中的Ȁ?span lang="EN-US">?/span>的论文，q对此生了兴趣?span lang="EN-US">?/span>提v恩师Q余长源充满感激?/span>
1997q从清华大学毕业后，余长源ʎ留学。在国q阿密大学电(sh)子与计算机工E系Q他跟随麦克·R.王（Michael R. WangQ教授研I光?sh)器Ӟ开始与?/span>?span lang="EN-US">?/span>有了更ؓ深入的接触?span lang="EN-US">1999q硕士毕业后Q他q入南加州大学电(sh)子工E系dQ师从国际光U通信领域的著名专Ӟ国工程院院士、光学学会主席艾?span lang="EN-US">·E.l尔UIAlan E.WillnerQ教授，?span lang="EN-US">2005q获得博士学位。由此，他完成了从半g与激光基理论到光?sh)器件再到光U通信pȝ一D完整的光电(sh)信息U技的学习经历，?/span>?span lang="EN-US">?/span>成ؓ他接下来生命里一直追逐的目标?/span>
在世界光U通信史上Q?span lang="EN-US">1966q是一个重要年份。彼时的华hU学家、后来的奖得主高锟博士在这q发表了一划时代性的论文Q他在文章中提出低损耗的矌ȝ光学U维可望作ؓ通信媒质Q从此开创了光纤通信研究领域。此后半个多世纪Q如何让光更快、更q、更准地传递信息的问题Q引得无数科研h员呕心沥血Q投w于光纤通信技术跃q的荡发展双Ӏ随着掺铒光纤攑֤器（EDFAQ和波分复用pȝQ?span lang="EN-US">WDMQ的普及Q光U通信定w?span lang="EN-US">10q增?span lang="EN-US">100倍，以光U通信Zq网的互联网让信息的传播无远弗届Q彻底改变世界。余长源攻读博士期间Q正值光U通信由单波长10Gb/s?span lang="EN-US">40Gb/s及更大容量发展的关键时期?span lang="EN-US">?/span>l尔Ux授所带领的研I组是当时美国非帔R要也是规模最大的光纤通信研究l之一Q我跟随教授及师兄师姐学习了几年Q做了一pd有关高速可重构波分复用光纤通信pȝ中的色散和非U性效应研I?span lang="EN-US">?/span>Zq些U研成果Q余长源获得?span lang="EN-US">2004q度国际甉|?sh)子工程师协会?span lang="EN-US">IEEEQ光?sh)学会优U博士生奖Q成为当q的12名获奖h之一?/span>
在美国南加州大学的博士毕业典CgQ余长源Q左二）与恩师、父母合?/span>
博士毕业后，余长源短暂地在日本电(sh)气公司（NECQ美国研I所任访问研I员Q?span lang="EN-US">2005q年底，他加入新加坡国立大学?sh)子与计机工程pMQ教，担Q光电(sh)pȝ研究组创始负责人及博士生导师。新加坡l予q轻导师充的经Ҏ(gu)持，在这里，余长源也gQ新加坡科技研究局资讯通信研究院高U研I员Qƈ?span lang="EN-US">2007qQ澛_利亚墨尔本大学访问教授?span lang="EN-US">10q耕耘，果累篏Q他的团队先后多ơ获得国际会议最佌文奖。他也积极开展与中国内地的科研合作，q参与了新加坡国立大学苏州研I的筹建工作。经新加坡国立大学苏州研I推荐Q在2014q中国创新创业大赛中Q他与同事及学生研发与市场相结合，凭借项目“基于光U传感的健康监测pȝ与应用”，打|来自五湖四v的上万名竞争Ҏ(gu)Q获得生物医学领域全国冠军，被h民网、《科技日报》和江苏?sh)视台等官方媒体报道?/span>
2015q_ZUd香港的父母团聚，也被香港背靠内地、地处科研与产业双优的大湑U创环境所吸引Q余长源正式加入香港理工大学?sh)子与资讯工E学pMQ教授?span lang="EN-US">?/span>有赖政策支持Q我不仅可以甌香港的资金，q可以申请国家自然科学基金，U技部、广东省的基金。香港理工大学在深圳也设有研IQ我跟内地同行展开了不合作研I。从国家层面到地Ҏ(gu)府，都给了我坚实的支持?span lang="EN-US">?/span>对于q往Q余长源非常感恩——?/span>自进入光U通信研究领域以来Q互联网信息量成倍地增长Q对通信技术不断提出更高的要求Q这需要从业者持l学习，q代自己的技术储备，创新不止。我q运的地方在于，一路都在世界前沿的研究院所工作Q有_的支持，能够更清晰地感知潮流变化q投w其中。我招收的研I生Q所带领的团队成员也很优UQ大家可以齐心协力，快速地向前发展。?/span>
q些q林林LM来，余长源已l主?span lang="EN-US">/共同L50多个研究目Q从中国香港、中国内圎ͼ新加坡、美国和澛_利亚获得过1000万美元的资金Qƈ先后指导?span lang="EN-US">20余名博士后研I员?span lang="EN-US">40余名博士生。他撰写/合著?span lang="EN-US">6个书c章节及600余篇期刊/会议论文Q包?span lang="EN-US">100余篇国际学术会议的主?span lang="EN-US">/邀h告，比如国光纤通信会议OFCQ。此外，他还曾服务于100余个国际会议的组委会或技术委员会Q以及新加坡政府?sh)信标准咨询委员会，为光学界持箋贡献了创新力量?/span>
p发展Q弄潮光U通信
从几何光学角度来_׃全内反射的效应，光可以在光纤内往q曲折地向前传输成千上万公里。因其带宽非常宽Q可携带大量信息Q在互联|高速发展的今天Q全球光U正以超音速（每小时约1600公里Q的速度部v。如此大量的信息传输Q要求极低的误码率，如何q用数学和物理方法，干扰因素降低，性能提升Q是光纤通信研究要处理的问题?/span>
“一D|间里Q光的调制主要以强度调制Z。困隑֜于，如果光探器只能光的强度，其相位信息就会全部丢失。若要测光的怽Q还d接收机那一端有另外的激光进行干涉，把相位信息{成强度信息，q个叫相干接收机。有了相q接收机后，光通信pȝ变成相q光通信pȝ。”余长源解释道。因公认h灉|度高的优势，各国相干光通信的理论和实验早在20世纪80q代q烈展开Q但随后因掺铒光U放大器发展的媄响，归于沉寂。然而当旉来到2005q_互联|普及，信息爆炸式增长，对作为整个通信pȝ基础的物理层提出了更高的传输性能要求。传l光通信pȝ频谱效率有限Q如何在现有讑֤基础上提高光通信pȝ的容量与性能成ؓ产业界和学术界面临的切实问题?/span>
由此Q?span lang="EN-US">20多年前曾被寄予厚望的相干光通信技术，再次被h们想h。余长源和他的光늳l研I小l，成ؓ相干光通信q一波研I的弄潮ѝ?span lang="EN-US">?/span>我们q运的地方在于，率先获得新加坡科技研究局及教育部在这斚w的科研资助，成ؓq一时期最早一批的研究者。ؓ了解军_没有光学锁相环的情况下进行蝲波恢复的关键NQ我和团队成员借用了无UK信的一些算法，q有成员发明了相位估计的新算法。这些成果在学界引v了广泛反响，Ҏ(gu)2016q加拿大U学院理事会的调查，我们关于相干光学pȝ数字载L恢复的论文引用量为领域内的前1%。我指导的博士生中有6人因斚w的研发成果获得了博士学位。?/span>
余长源（二排中）在香港理工大学的研究团队
当下Q全球互联网用户规模已突?span lang="EN-US">80亿（过人口LQ。以香港ZQh均拥有超q?span lang="EN-US">3部终端电(sh)子设备上|。而根据研IӞ未来10?span lang="EN-US">15q_全球光纤传输最大截面流量将辑ֈ1000 TbpsQ单U超q?span lang="EN-US">100 Tbps。用h量和|络量的迅猛增长对现有光通信提出新的挑战?span lang="EN-US">P比特U（1000 TbpsQ光传输pȝ与关键技术的研究被提上了日程?span lang="EN-US">?/span>国、日本及Ƨ洲Q均已开始对Z模多芯复用的高谱效率光传输pȝ展开研究Q但是针?span lang="EN-US">P比特传输pȝ的关键问题尚未突破。尤其是正交模式兌传输{理论尚未成熟?span lang="EN-US">?/span>在此背景下，余长源带领团队依托国安点研发计划“宽带通信和新型网l”重点专，针对关键U学问题——少模多芯信L正交兌传输问题、高谱效?span lang="EN-US">P比特光信L调制解调问题、长距离传输中的多通道信号损伤与联合补偉K题进行研I。预计基?span lang="EN-US">DSP的高频谱效率Nyquist强o波，实现密集蝲波复用；通过Ҏ(gu)座图的概率整形，提升高阶信号的信噪比Q解军_通道高谱效率光信L抗噪声问题?/span>
除了通信定w的增加，通信能耗问题也日益H出?span lang="EN-US">2020q通信能耗已占全球总能耗的5%Q市场(f)求更快的处理器和更高的带宽传输。依托深圌然科学基金重点基研究计划Q余长源寚w向数据中心的光互q系l及关键技术展开了研I。针对如何进一步扩展容量、如何进一步降低成本、如何进一步降低功耗的问题q行探烦。目前，他正领导团队深入研发pd创新技术，包括Z交错载L的双偏振KK接收机，实现双偏振信息传输和接收Q采?span lang="EN-US">Kalman滤L器快速获取偏振跟t信息；Z模多芯光纤的矩阵式多域协同优化光互q传输机理研I等?/span>
在光U通信领域Q余长源的A(ch)献还体现在光信号监测、可见光通信、自q间光学（FSOQ系l的研究上，发表了一pd高质量论文，被斯坦福大学评ؓ全球?span lang="EN-US">2%被引用次数最多的U学Ӟ也多ơ获得香港理工大学工E学院的优秀U研学术奖及U研l费成就奖。值得一提的是，在自q间光学系l上Q他q带领团队参与了我国I间站光学舱巡天望远镜粤港澳大湾区科学中心的工作Q助力我国航天事业的发展。此外，他积极跟产业界合作，参与了华为公司的长距ȝq光通信、短距离光互q、空间光无线通信pȝ{一pd重要研发目Q成l斐Ӟ助力中国企业的崛赗?/span>
回首20世纪90q代Q虽然已l有华ؓ、中兴、武汉邮늧学研I、北京邮?sh)大学等q样的企业、研I所和高校在q行自主研发Q但中国的光U通信研究整体上仍然落后。然?span lang="EN-US">?/span>三十q河东，三十q河?span lang="EN-US">?/span>Q当余长源满载硕果回到祖国，q些中国?span lang="EN-US">?/span>q光?span lang="EN-US">?/span>已来C技术追赶的最后阶D，如今历时q?span lang="EN-US">10q_在学术界和业界的一道努力下Q中国的光纤通信研究其是系l集成领域终于迈q了与国际水q_ƈ行乃臛_领的新纪元。余长源十分庆幸亲历q见证了q段滔滔潮Q不仅在其中贡献了科研力量，也实C自我的积淀(wn)与突破?/span>
创新创业Q投w传感与成像
学术研究外，余长源也鼓励他的学生在毕业后抓住时代机遇、创新创业?/span>
当光在光U中传播Ӟ在外界温度、压力、位Uȝ因素作用下，光L的振q、相位、偏振态等参量会直接或间接地发生变化，因而可光U作为敏感元件来探测各种物理量，催生了光U传感的发展。如何利用信号处理的Ҏ(gu)Q将光纤传感性能做进一步提升，是余长源在光U通信的研I之外尝试的另一w要研I工作。而且Q对比光U通信Q光U传感对讑֤与资金投入的要求较小Q是更适合初创公司的领域?/span>
因ؓ늻~、耐高温、不受电(sh)干扎ͼEMIQ媄响、灵敏度高，集信息感知与传输功能于一体，光纤传感器系lv初被用于高电(sh)压、易燃易爆、高qU行业安全生产监。早在新加坡工作期间Q余长源与资讯通信研究院的同事开始尝试光U传感在生物ȝ领域的应用，包括研发非R入式的智能光U健L系l：pȝ可实时监呼吸、心跳等多种生命体征Q然后将信号传输到智能手机和互联|，获取用户的坐ѝ睡ѝ睡眠阶D和健康状况{信息，最l构建基于大数据的健L^台。基于光U微弯损耗传感技术，余长源的博士生胡俊浩在毕业后建立了硅谷初创公司（Darma.coQ，开发光U传感健L的pȝ与^台。谷歌创始h拉里·佩奇Q?span lang="EN-US">Larry PageQ在路演期间试了品原型，被美国广播公司（ABCQ等20多家国媒体报道?/span>
“香港理工大学的讑֤可以用于多种新型光纤的制造，在这里我l箋q行光纤传感的研I。”基于学校的g优势及多q光U传感技术的U淀(wn)Q余长源带领团队制作了双芯光U干涉传感生命体征监AQ从光的强度量q渡到相位测量，得到更精准的量l果Qƈ在《光?sh)进展》（Opto-Electronic AdvancesQ发表了lD文章。团队跟香港的慈善机构合作，这ƄA用于阿尔茨v默病及相关痴呆症q程zd监测pȝQ便利了L人员的工作。学生团队又相x术用于汽车驾驉域，?/span>Z光纤q涉仪的汽RN员智能健L系l?span lang="EN-US">?/span>目?span lang="EN-US">2020q第六届全国大学?span lang="EN-US">3S杯物联网技术与应用?/span>三创?/span>竞赛中，打|600多个竞争Ҏ(gu)Q获得一{奖Q之后又在广东省?/span>众创?span lang="EN-US">?/span>创业创新大赛中，?span lang="EN-US">1916名竞争对手同台竞技Q斩获银奖；研究论文《基于多芯光U干涉A的无创智能监系l》在2018q中国杭州D办的亚洲通信与光子学会议Q?span lang="EN-US">ACPQ在中国丑֊的光通信领域会议Q上脱颖而出Q获得最xv报奖?/span>
“我的另一名学生王炜Q在沙特阿拉伯大学交换学习时Q跟当地的石油公司合作，利用光时域反和分布式传感的原理Q将光纤传感技术用于a气领域的井下监测、a气管道监等斚w。”毕业后Q王炜博士和毛渊博士共同创立了艑օ光늧技Q中山）公司Q主要品便是分布式光纤声L传感器，致力于在xa/天然气、周界安全、轨道交通、智慧农业等领域的应用，与国际上的同cM感器相比Q可信h_Q测量结果更E_?/span>
光电(sh)信息技术的另一个重要应用是成像。超表面是指一U亚波长的二lh造材料，可实现对늣波偏振、振q、相位等Ҏ(gu)的灉|有效调控。它颠覆传统光学原理Q反?span lang="EN-US">/折射定律Q，寸、易集成Q光学设计自由度高。依据超表面材料制作的超透镜Q被《科学》（ScienceQ期刊评?span lang="EN-US">2016q十大科技H破之一Q相比传l镜头的W重Q它微型化、易集成Q应用市场广阔，可望掀h像系l的革命。余长源的团队开展了表面光U器件的前沿研究Q取得不成果。他的博士生郝成龙、K凤泽{毕业后创徏了深圌塔兰斯科技有限公司Q对透镜的量产和透过率难题进行了dQ致力于^面超透镜技术广泛应用于消费?sh)子cR安防监控、汽车电(sh)子、光通信?span lang="EN-US">AR/VR{领域，引领相关光学产业技术的变革?span lang="EN-US">2020q以来，此公司已获得各类创新创业大赛荣誉8，融资q?span lang="EN-US">2亿元人民币，技术成果和应用成效备受好评?/span>
2022q年底，亚洲通信与光子学会议在深圳D办，余长源团队李玉徏{学生的论文《基于游标效应的双芯单孔光纤同时量轴向应变和温度》获得厉鼎毅最佌文奖。此奖项的设立是Z~怀l高锟之后的光纤通信领域泰斗、L分复用系l之父厉鼎毅博士。他也是l尔Ux授在贝尔实验室做博士后研I时的华人导师。在余长源眼里，包括他的导师、他自己Q以及他的学生在内，臛_三代人，都曾受到q位大师的引领与指导。如今大师虽已驾鹤西去，但光U领域的中华力量仍在l箋z跃Q中国光U研I正在世界舞台大攑օ彩?span lang="EN-US">?/span>我们团队的最新论文获厉鼎毅奖Q就是对大师最好的U念。过?span lang="EN-US">20多年_我有q在光电(sh)信息领域持箋工作Q亲历了历史Q朋辈成长ؓ内外光通信的中坚力量，中国在本领域研发从相对落后到开始领先；中国通信市场从七国八制、外国通信公司在华利润过鸦片Q到华ؓ{中国公司崛赗极大降低国人通信费用q参与国际竞争；我留初期越z电(sh)话每分钟几美元，到现在低成本|络q接世界各个角落。这d覆地的变化，是师、友、学生几代h扎扎实实q出来的。作为光U通信传感领域的后辈，我们也将在高锟先生、厉鼎毅先生开创的道\上l努力奋斗下去！?/span>
专家?/span>
余长源，香港理工大学?sh)子及资讯工E学pL授、博士生导师Q美国光学学会会士?span lang="EN-US">1997q获清华大学应用物理和企业管理双学士学位Q?span lang="EN-US">1999q获国q阿密大学电(sh)子与计算机工E硕士学位，2005q获国南加州大学电(sh)子工E博士学位?span lang="EN-US">2005q至2015q在新加坡国立大学电(sh)子与计算机工E系LQ创立光늳l研I小l，q兼L加坡U技研究局资讯通信研究院高U研I员Q?span lang="EN-US">2015q?span lang="EN-US">12月加入香港理工大学。主?span lang="EN-US">/共同L50多个研究目Q先后指g20余名博士后研I员?span lang="EN-US">40余名博士生。其团队曾获10ơ国际会议最佌文奖Q以?span lang="EN-US">2014q第三届中国创新创业大赛全国d赛生物医药行业团队组冠军。他撰写/合著?span lang="EN-US">6个书c章节及600余篇期刊/会议论文Q?span lang="EN-US">100余篇主题/牚w报告Q包括全球光通信领域以规格高、专业性强著称的美国光U通信会议OFCQ。此外，他还曾担?span lang="EN-US">100余个国际学术会议的组委会/技术委员会的主席或成员Q以及新加坡政府资讯通信发展理局技术顾问委员会委员?/span>
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