华中科技大学的研究人员提出了一种像素化可编程光子集成电路（PIC），其具有创纪录的20级相变材料（PCM）中间态。
工作，已报告在里面国际极限制造杂志，为激光诱导 PCM 在神经形态光子学、光学计算和可重构超表面中的应用铺平了道路。
华中科技大学机械科学与工程学院通讯作者朱金龙教授解释说：“基于可编程 PCM 的 PIC 和超表面的研究主要利用了热退火和电热开关。相比之下，具有自由空间激光开关的多层 PCM 在相位调制方面提供了显著增强的灵活性。”
可编程 PIC 已成为光通信、传感器和光子神经网络等各个领域的强大平台。由于折射率对比度大（∆n>1) 硫族化物 PCM 的非晶态和晶体态之间，研究人员已经研究了纳米光子平台中的 PCM 来执行可编程光学功能。
虽然在非晶态和结晶态的低损耗 PCM 方面取得了重大进展，但对微米级多级中间态的研究仍处于起步阶段。基于可编程 PCM 的 PIC 和超表面的研究主要利用热退火和电热开关。
因此，使用具有自由空间激光切换的多级 PCM 来实现可编程 PIC 和具有超高相位调制灵活性的超表面的报道很少。
研究人员研究了单个Sb的激光写入多级中间态2年代3微尺度上制备出单 Sb 元素的 20 级中间态。通过优化激光脉冲的功率和数量，2年代3在120~320个脉冲范围内实现了相变像素，相变像素的直径约为1.2μm，这是由聚焦激光引起的。
研究人员利用微米级激光写入系统实现的多级中间态，模拟了 Sb2年代3在可编程马赫曾德尔干涉仪中实现了基于移相器的移相器，并证明了它在785nm波长下可以实现π30级移相精度。通过这种方式，通过模拟证明了超大规模像素化非易失性可编程PIC的可用性。
SB2年代3-矩阵可编程光子集成电路将对通用可编程光子电路和光子神经网络产生积极影响。此外，基于矩阵的可编程光子集成电路的应用诱导可编程设备为神经形态光子学、光学计算和可重构超表面开辟了道路。
研究人员正在继续这项工作，将像素化可编程相变材料应用于可编程光子集成电路和超表面。
