近日，清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室在光子芯片超快激光制造方法及相变机制方面取得研究进展，论文以Photonic Chip Based on Ultrafast Laser‑Induced Reversible Phase Change for Convolutional Neural Network为题发表在国际学术期刊《Nano-Micro Letters》(2025, 17, 179)。清华大学博士生谢家旺为论文的第一作者，获2025年清华大学优秀博士学位论文，清华大学闫剑锋副教授为论文的通讯作者。

可编程光子芯片是实现光子计算的核心基础之一，该研究提出了一种超快激光诱导金属薄膜可逆相变制备可编程光子芯片的技术，结合超快观测和原子尺度模型，揭示了超快激光诱导非晶转变机制，实现了对金属薄膜相态和光波导输出性能的编程控制。在此基础上搭建了光子卷积神经网络，实现了数字图像信息的识别，为制备光子器件提供了新思路，可用于光计算、人工智能等领域。

图1 光子芯片超快激光制造新方法

图2 超快激光加工原子尺度相变机制

图3 光子芯片卷积神经网络及数字图像识别

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-025-01693-5