液晶技術(shù)和MEMS技術(shù)使可重新編程光子集成電路（PIC）成為可能，這些PIC能夠支持多種功能，并顯著加速未來(lái)光子芯片的開(kāi)發(fā)周期。

電子電路非常適合執(zhí)行快速計(jì)算，而光子學(xué)器件則是信息通訊的理想選擇。不過(guò)，后者的一個(gè)主要缺點(diǎn)，是新型光子集成芯片的開(kāi)發(fā)過(guò)程比較緩慢且成本高昂，阻礙了廣泛使用。如果光子芯片能夠針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行重新編程，將大大降低開(kāi)發(fā)成本，縮短上市時(shí)間，并提高其使用的可持續(xù)性。

可編程光子芯片需要大量高效的電光執(zhí)行器來(lái)切換、分離及過(guò)濾通過(guò)它們的光信號(hào)。通過(guò)引入MEMS以及基于液晶的解決方案，研究人員現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)用于大規(guī)模可重構(gòu)PIC的低功耗構(gòu)建模塊。這種多功能PIC有望加速在生物傳感、醫(yī)療技術(shù)和信息處理等行業(yè)的應(yīng)用。

上圖根據(jù)所能實(shí)現(xiàn)的相移效應(yīng)的速度和相對(duì)大小展示了各種方案。多種驅(qū)動(dòng)機(jī)制可以在光子電路平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)相移。理想的移相器應(yīng)具有低功耗、低光學(xué)損耗、短光學(xué)長(zhǎng)度以及小占位面積。

更強(qiáng)的機(jī)制通常要求更小的占位面積或長(zhǎng)度來(lái)包括相移。

現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）等多用途可編程電子器件，一直是消費(fèi)電子創(chuàng)新的關(guān)鍵使能者。光子學(xué)需要具有類似應(yīng)用模式的芯片：購(gòu)買通用的現(xiàn)成芯片，然后對(duì)其進(jìn)行配置以執(zhí)行所需要的光學(xué)功能。

這樣的可編程光子芯片可以將創(chuàng)新光子器件的原型制作時(shí)間從幾年大幅縮短到幾個(gè)月甚至幾周。這將極大地促進(jìn)光子芯片的廣泛應(yīng)用和普及。

審核編輯：劉清