本周，3D 打印和硅光子学以一种相当令人兴奋的方式结合在一起。麻省理工学院的研究人员在单个计算机芯片上设计了一种新颖的 3D 打印设计，正式成为世界上第一台基于芯片的 3D 打印机。该芯片将光束发射到树脂井中以制造设计，并将进行迭代以在芯片上创建全体积 3D 打印机。
该打印机没有使用移动部件，使用一系列纳米级天线将光束引导到一个小树脂井中。“打印”在几秒钟内完成，芯片能够制造二维图案，例如字母。该芯片本身是由团队设计的定制硅光子芯片。
“这个系统完全重新思考了 3D 打印机是什么，”该团队研究论文的资深作者 Jelena Notaros 教授说。“它不再是放在实验室长凳上的大盒子来创建物体，而是手持和便携的东西。想到由此可能产生的新应用以及 3D 打印领域将如何变化，真是令人兴奋。
Notaros 小组是一个由硅光子学和光化学研究人员组成的跨学科团队，结合了麻省理工学院和外部科学试验的先前研究成果。该小组在光子芯片制造方面的早期努力产生了一种光子芯片，该芯片可以放置在美国 25 美分硬币上，利用本项目中使用的相同天线。使用传统制造方法在芯片上制造了一系列 160 纳米厚的光学天线，并通过改变进入天线阵列的光信号的速度来引导光线从天线发出。
硅光子学是芯片制造领域的一个新研究领域，涉及使用光而不是电子传输数据的计算机芯片。这一新学科吸引了太平洋两岸大公司和芯片制造商的注意，中国和美国竞相释放这项技术的潜力。Nvidia 已经拥有其基于光子的商用网络交换机平台，可实现 400 Tb/s 的互连，AMD 正在竞相收购私营光子公司以迎头赶上。
这种独特的光子芯片设计与 UT Austin 发明的新型光固化树脂相结合，这些树脂在暴露于特定波长的光下会变硬。当这两种技术相结合时，可以创建基本的 3D 打印形状和设计。来自芯片外部的激光通过天线阵列发射到装有光敏树脂的透明载玻片中。然后，天线以可编程设计将激光向上引导到树脂中，从而产生二维物体。
项目团队的下一步是设计一种新的定制芯片，该芯片将能够实现体积 3D 打印，而不仅仅是目前输出的 2D 形状。这个目标，“一种在树脂井中发射可见光全息图的芯片，只需一步即可实现体积 3D 打印”，该团队在《自然》杂志上发表的研究论文中已经进行了概述。我们很高兴能继续努力实现这一终极示范，“Notaros 分享道。
