開發光子集成電路（PIC）是一項高成本且耗時的過程。其納米加工設施的建造成本高達數百萬美元，遠遠超出了許多高校和研究實驗室的承受能力。

即便擁有納米加工設施，仍需要耗費一定的時間來完成制造這些微型芯片所需要的嚴苛光刻工藝。此外，如果設計出錯，或者芯片由于其他原因無法正常工作，就必須丟棄有問題的光子集成電路，調整設計并制造新的芯片。這往往需要在無塵室中耗費數天甚至數周的時間。

據麥姆斯咨詢報道，美國華盛頓大學（University of Washington）的研究人員開發出了一種幾乎可以在任何地方制造光子集成電路的方法。這種技術類似刻錄CD和DVD，可以通過激光寫入器在相變材料薄膜中寫入、擦除并修改光子集成電路。該工藝只需在納米制造實驗室花費很短的時間就能構建并重新配置光子集成電路。

直接寫入并可重寫相變光子集成電路

該論文第一作者、華盛頓大學研究生Changming Wu說：“我們將之前需要耗費一整天的過程，縮短到只需要幾分鐘。”

由華盛頓大學物理學教授Mo Li領導的研究小組開發出了一種方法，利用與傳統臺式激光打印機差不多大小的快速、低成本設備打印并重新配置了光子集成電路。研究人員通過構建用于可重構網絡的光互連結構、用于光計算的光子存儲交叉陣列以及用于光信號處理的可調光濾波器，展示了這種激光打印機的多功能性。

直接寫入光子元件及其表征

利用這種新方法，以前必須在高成本且難獲得的納米加工設施中制造的光子集成電路，現在可以在實驗室、教室甚至車間中，通過傳統臺式激光打印機差不多大小的快速、低成本設備進行打印和重新配置。

對于研究人員來說，這一進步將大大縮短原型制作和測試新想法的周期，并節省在納米加工設施上耗費的寶貴時間。對于工業應用而言，這種生產光子集成電路方法的重要優勢之一，是可重新配置。例如，廠商有可能利用這種技術在數據中心創建可重新配置的光連接，特別是對于支持人工智能和機器學習的系統，這將節省成本并提高生產效率。

雖然該打印機已經展示了其多功能性，但仍處于早期開發階段。不過，Li教授已經提交了一份臨時專利申請，并正計劃制造一種用于光子集成電路的臺式激光寫入器。

利用激光寫入器制作的可編程光子開關陣列和存儲交叉陣列

該團隊將在制作原型的過程中進一步優化其性能。他們還將通過研究材料科學和激光寫入技術，努力減少相變材料的光學損耗。這將使打印機能夠生產出比目前更精細、更復雜的電路。

Li教授希望這種打印機能以合理的價格出售，并廣泛分銷給世界各地的研究實驗室和教育機構。他還正在與行業領導廠商接觸，以促進這項新技術在可編程光子芯片和可重構光網絡中的可能應用。

審核編輯：劉清