思克莱德大学研究人员取得重要成果，开发出一种组装超小型光控设备的新方法，为量子技术、电信和传感领域先进光学系统的可扩展制造带来新契机。相关研究已发表在《自然通讯》杂志上。

此次研究重点聚焦光子晶体腔(PhCC)，它是微米级结构，能以极高精度捕获和操控光，是量子计算到光子人工智能等高性能技术的关键组成部分。然而，此前大规模光子晶体阵列的构建因制造过程中的微小差异受到严重限制，即便纳米级缺陷也会极大改变每个器件的光学特性，导致无法在芯片上构建完全相同的单元阵列。

思克莱德大学领导的研究小组设计出创新方法，能从原始硅晶片上物理移除单个 PhCC，放置到新芯片上，同时还能根据光学特性实时精确测量和分类每个 PhCC。借助在斯特拉斯克莱德设计和建造的定制半导体器件集成系统，研究人员得以以前所未有的精度和吞吐量操纵和定位微型光子器件，这是朝着可扩展制造迈出的重要一步。

论文主要作者、斯特拉斯克莱德大学的肖恩·博默博士称，这是同类系统中首个允许在设备集成时进行光学测量的系统。以往组装这些设备如同搭建不知颜色的乐高积木，如今能在组装过程中测量性能，为制造更有效、更复杂的设计释放了潜力。在一次实验中，研究团队成功按共振波长转移并排序了 119 个 PhCC，创建出传统方法无法制造的定制阵列。

此外，该集成平台还让研究人员首次观察到设备对打印过程的动态响应，揭示出从几秒到几小时时间尺度上的弹性和塑性机械效应。

弗劳恩霍夫和 RAEng 芯片级光子学主席迈克尔·斯特兰教授表示，制造微型设备后重新排列它们的能力，是将它们用作更大规模电路元件的关键一步。目前，研究团队正致力于将各种半导体器件组装到单个芯片上，以创建用于电信、量子应用、传感等领域的复杂、高性能系统。

更多信息： Sean P. Bommer 等人，《硅光子晶体腔阵列转移印刷微组装：突破制造公差极限》，《自然通讯》(2025 年)。