思克萊德大學(xué)研究團(tuán)隊開發(fā)出新型微納光控器件組裝技術(shù)，為量子技術(shù)、通信及傳感領(lǐng)域先進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)模化生產(chǎn)鋪平道路。

相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)上，這是一種微米級結(jié)構(gòu)，集中在光子晶體腔（PhCC），可以非常精確地捕獲和操縱光。作為量子計算至光子人工智能等高性能技術(shù)的核心元件，其陣列化制造長期受限于加工過程中的微觀變異：即使納米級瑕疵也會導(dǎo)致器件光學(xué)特性顯著偏移，難以在芯片上直接制備一致性陣列。

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用于機械傳輸?shù)目舍尫?PhCC 像素。

該團(tuán)隊首創(chuàng)的解決方案能將單個PhCC從原始硅晶圓物理剝離，在實時測量光學(xué)特性并分類后精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移至新芯片。通過該校自主研發(fā)的半導(dǎo)體器件定制化集成系統(tǒng)，研究人員首次實現(xiàn)微米級光子器件的超精度批量操控與定位，標(biāo)志著規(guī)模化生產(chǎn)取得重大突破。

論文第一作者Sean Bommer解釋道："這是全球首個具備器件集成過程實時光學(xué)測量能力的系統(tǒng)。傳統(tǒng)組裝如同拼裝未知顏色的樂高積木，現(xiàn)在通過制造過程性能監(jiān)測，我們能構(gòu)建更高效復(fù)雜的器件陣列。"

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具備原位反射光譜測量能力的精密轉(zhuǎn)印系統(tǒng)

研究團(tuán)隊單次實驗即成功按諧振波長（物質(zhì)最強吸收/透射的光波特征）完成119個PhCC的轉(zhuǎn)移排序，構(gòu)建出傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的定制化陣列。

該平臺還首次揭示了器件在轉(zhuǎn)印過程中的動態(tài)響應(yīng)，觀測到秒至小時尺度的彈性和塑性力學(xué)效應(yīng)。

芯片級光子學(xué)首席教授Michael Strain強調(diào)："器件制造后的可重構(gòu)性，是實現(xiàn)大規(guī)模光電集成的關(guān)鍵突破。

我們正致力將多元半導(dǎo)體器件集成至單芯片，構(gòu)建面向通信、量子計算、傳感等領(lǐng)域的復(fù)雜高性能系統(tǒng)。"

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-60957-1