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麻省理工學院(MIT)和其他幾家機構的研究人員已經開發出了一種制作光子設備的方法——類似于電子設備，但基于光而不是電——可以彎曲和伸展而不受損害。這些設備可以在電纜中找到連接計算機設備的用途，或者在診斷和監測系統中使用，可以附著在皮膚上或植入人體，輕松地與自然組織結合。
這一發現涉及使用一種特殊的玻璃，叫做“chalcogenide”，在麻省理工學院、佛羅里達中部大學和中國和法國的大學里，有兩篇論文被描述為“chalcogenide”。這篇論文將很快發表在《科學與應用》雜志上。
他說，許多人對光學技術的可能性很感興趣，這些技術可以拉伸和彎曲，特別是應用于皮膚安裝的監控設備，這些設備可以直接感知光信號。例如，這些設備可以同時檢測心率、血氧水平，甚至血壓。
光子學設備直接處理光束，使用由發光二極管、透鏡和鏡子組成的系統，制造出與制造電子微芯片相同的過程。使用光束而不是電子流對許多應用來說都是有好處的;如果原始數據是基于光的，例如，光學處理避免了轉換過程的需要。
但他說，目前大多數的光子學器件都是由剛性基片上的剛性材料制成的，因此對于“應該像人類皮膚一樣柔軟”的應用程序，“固有的不匹配”?！暗蠖鄶弟涃|材料，包括大多數聚合物，都有低折射率，這就導致了一種較差的光束。”
他和他的團隊采用了一種新穎的方法，而不是使用這種靈活的材料:他們形成了一種堅硬的材料——在這種情況下，一種叫做chalcogenide的玻璃薄層——變成彈簧狀的線圈。就像鋼鐵可以被制造成彈簧一樣，這種玻璃管的結構使它可以自由地伸展和彎曲，同時保持其理想的光學特性。
胡曉煉說:“你最終會得到像橡膠一樣靈活的東西，可以彎曲和拉伸，而且仍然有很高的折射率，而且非常透明?！睖y試表明，這種類似彈簧的結構，直接在聚合物基板上，可以經歷數千個伸展周期，在光學性能上沒有可檢測的退化。該團隊制作了各種各樣的光子組件，由柔性的、彈簧式的波導相互連接，它們都在一個環氧樹脂基體中，在光學元件附近變得更硬，在波導周圍更加靈活。
胡曉煉說，在聚合物基礎上嵌入一種更硬材料的納米棒，可以產生其他可拉伸的光子學，但這些材料需要額外的制造步驟，而且與現有的光子系統不兼容。
這種柔性、可伸縮的光子電路也適用于那些設備需要符合其他材料的不均勻表面的應用，比如應變儀。根據胡士泰的說法，光學技術對應變非常敏感，可以檢測不到百分之一的變形。
這項研究還處于早期階段;到目前為止，胡的團隊只演示了單個設備。他說:“為了讓它有用，我們必須演示所有集成在一個設備上的組件?！蹦壳罢谶M行的技術研發工作正在進行中，因此可以進行商業應用，胡先生說，這還需要兩到三年的時間。
在上周發表于《自然光子學》(Nature Photonics)的另一篇論文中，他和他的合作者們也開發了一種新的方法，將由chalcogenide玻璃和二維材料(如石墨烯)組成的光子晶體與傳統的半導體光子電路結合在一起。現有的集成這些材料的方法要求它們在一個表面上制造，然后剝落，轉移到半導體晶片上，這給這個過程增加了巨大的復雜性。相反，新工藝允許分層直接在半導體表面制造，在室溫下，允許簡化制造和更精確的對準。
該工藝還可以利用chalcogenide材料作為一種“鈍化層”，保護2 - d材料由環境濕度引起的降解，并作為一種控制2 - d材料光電子特性的方法。該方法是通用的，可以擴展到除了石墨烯之外的其他二維材料，以擴展和加速它們與光子電路的集成，Hu說。
