光子集成電路是下一個重要的技術(shù)浪潮。這些精細(xì)的微芯片有可能大幅降低成本，加強(qiáng)電子設(shè)備在廣泛的應(yīng)用行業(yè)（包含汽車技術(shù)、通信、醫(yī)療保健、數(shù)據(jù)存儲和人工智能計算）中的速度和效率。光子電路運用光子（光的基本粒子）來移動、存儲和拜訪信息，這與傳統(tǒng)電子電路運用電子來達(dá)到這一目的的方式基本相同。光子芯片日前已然在先進(jìn)的光纖通信系統(tǒng)中運用，并且正在研發(fā)用于在廣泛的近期技術(shù)中實施，包含用于自動駕駛汽車的光探測和測距或激光雷達(dá)、用于醫(yī)療設(shè)備的基于光的傳感器、5G和6G通信網(wǎng)絡(luò)、以及光學(xué)和量子計算。鑒于光子集成電路的現(xiàn)有和將來用途廣泛，得到能夠制造芯片設(shè)計的設(shè)備以用于學(xué)習(xí)、科研和工業(yè)應(yīng)用亦很重要。然而，今天的納米制造設(shè)備耗資數(shù)百萬美元建造，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了許多學(xué)院、大學(xué)和科研實驗室的能力范圍。針對哪些能夠運用納米制造設(shè)備的人來講，最少必須預(yù)留一天的時間用于制造這些微芯片的嚴(yán)格而耗時的光刻工藝。另外，倘若設(shè)計顯現(xiàn)錯誤，或芯片因其他原由沒法正常工作，則必須丟棄有故障的電路，調(diào)節(jié)設(shè)計并制造新的芯片。這一般會引起在潔凈室中花費數(shù)天乃至幾周的時間。但正如《科學(xué)發(fā)展》（Science Advances）的一篇新論文所述，華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個科研小組已然設(shè)計出一種辦法，能夠繞過昂貴的納米制造設(shè)備，在幾乎任何地區(qū)生產(chǎn)光子集成電路。運用一種快速，低成本的設(shè)備來打印和重新配置光子集成電路（微芯片），其體積與傳統(tǒng)桌面激光打印機(jī)差不多。該團(tuán)隊研發(fā)了一種創(chuàng)新辦法，經(jīng)過激光寫入器將這些電路寫入、擦除和修改成相變材料薄膜，類似于用于可記錄CD和DVD的材料。這種新工藝準(zhǔn)許在納米制造實驗室花費的時間的一小部分內(nèi)構(gòu)建和重新配置光子集成電路。這支多所大學(xué)構(gòu)成的團(tuán)隊由華盛頓大學(xué)電氣與計算機(jī)工程和理學(xué)學(xué)教授Mo Li領(lǐng)導(dǎo)，他是該系的科研副主席，納米工程系統(tǒng)科研所的成員，亦是這篇論文的資深作者。Li暗示：“光子技術(shù)即將到來，因此呢，咱們需要在這個行業(yè)培訓(xùn)或教育咱們的學(xué)生。然則，針對學(xué)生來講，學(xué)習(xí)和實踐光子電路，日前，她們需要運用價值數(shù)百萬美元的設(shè)備。這項新技術(shù)處理了這個問題。運用咱們的辦法，以前必須在昂貴且難以進(jìn)入的設(shè)備中制造的光子電路現(xiàn)在能夠在實驗室、教室乃至車庫車間經(jīng)過快速、低成本的設(shè)備進(jìn)行打印和重新配置，該設(shè)備的體積與傳統(tǒng)的臺式激光打印機(jī)類似?！?/span>

對學(xué)生、科研人員和行業(yè)的益處

Li的科研團(tuán)隊包含華盛頓大學(xué)電子與計算機(jī)工程科研生Changming Wu，他是這篇論文的第1作者，并與Li一塊提出了這種構(gòu)建光子集成電路的新辦法。華盛頓大學(xué)電子與計算機(jī)工程科研生Haoqin Deng亦為此做出貢獻(xiàn)。她們的科研是華盛頓大學(xué)六年科研的最新成果，其中包含光學(xué)計算的進(jìn)步。這亦是與馬里蘭大學(xué)Ichiro Takeuchi教授、Carlos A. Ríos Ocampo教授及其學(xué)生富有成效合作的延續(xù)。