近日，受欧盟资助，由欧盟五国组成的VISSION项目团队宣布将开展一个以光子集成电路（PIC）为核心的创新项目，旨在将众多光学检测和分析系统元素集成到单一芯片上。该项目的最终目标是通过模组化整合技术，推进光学系统的小型化和集成化，解决当前光学系统的体积、重量和功耗问题，推动新一代光学检测技术的广泛应用。
在项目中，研究人员将基于硅氮化物作为无源波导材料，并使用氮化镓和砷化镓来制造激光源，而光电探测器则将采用硅材料。此外，光学调制器将利用标准金属加热元件和铅锆钛酸盐（PZT）制成。通过高效的转移印刷技术，这些关键组件将被结合成高性能光学电路，实现大规模制造能力。
VISSION项目计划的第一步是研发一种波长为461纳米的窄线宽激光器，并实现芯片级的概念验证。该激光器将被应用于量子计算研究中，特别是在锶原子的量子跃迁过程中发挥重要作用。通过将这些设备转化为芯片化结构，未来量子计算系统中的原子数量可随着研究的进展大幅增加，从而显著提升量子计算的能力。项目中另一款重要器件是波长为982纳米的激光器，它被设计用于原子钟中的铯原子跃迁应用。
除了量子计算和原子钟领域的应用，VISSION项目还将在医疗领域进行重大突破。团队将开发集成了光源和探测器的微流控流式细胞仪系统。流式细胞仪在细胞治疗的癌症治疗中具有重要意义，但目前的技术由于高成本和复杂性，限制了其广泛应用。通过VISSION的研究，能够对单个细胞进行分离和分析的专用光子集成电路将推动细胞治疗技术的普及，从而使更多患者受益。
最后，VISSION项目还将开发一款波长范围在870-970纳米的片上光学相干断层扫描（OCT）系统。OCT是一种常用于眼科健康监测的成像工具，能够实时、无接触地对视网膜表面及其下层进行成像。通过将完整的OCT系统集成到光子芯片上，不仅能显著减小系统的体积与成本，还为其在更广泛的波长范围内的应用铺平道路，这将进一步推动OCT技术在其他医学诊断及工业监控中的应用。
VISSION项目的成功不仅将带来技术上的突破，也将在多种关键领域产生深远影响，从量子计算、细胞治疗到医学影像，光子集成电路技术有望为这些领域带来革新。VISSION项目的研究成果将为未来科技发展提供强大动力，推动光子学领域迈向新的高度。
具体参与单位包括：
Imec- 比利时
Imec总部位于比利时鲁汶，是全球领先的电子、光子和半导体设计及制造研究机构，拥有超过5000名研究人员。Imec负责开发VISSION项目的被动硅氮化物（SiN）平台，以及用于流式细胞仪和光学相干断层扫描（OCT）演示的硅光电探测器。G&H - 英国
G&H位于英国伊尔明斯特，是全球光学元件和系统的主要制造商，特别是在光纤OCT子系统领域处于全球领先地位。G&H负责设计和测试片上OCT系统，并规划其商业化路径。Unipress - 波兰
位于华沙的波兰科学院高压物理研究所（Unipress）是氮化镓（GaN）体材料生长的世界领先机构，专精于使用GaN作为增益介质，制造用于量子传感和细胞标记荧光的蓝色和青色激光器。FBH（Ferdinand-Braun-Institut）- 德国
FBH是一家全球知名的砷化镓（GaAs）激光二极管制造中心，负责为VISSION项目开发红光单波长激光增益芯片，用于细胞荧光标记，同时开发可调谐近红外光源，应用于扫频源OCT系统。Luceda Photonics - 比利时
Luceda是领先的光子设计工具包（PDK）开发者，与Imec和西门子等行业领袖有合作伙伴关系。他们将为VISSION项目开发软件，帮助快速设计、仿真、优化和制造用于演示的设备和系统。根特大学 - 比利时
根特大学是全球前100的大学之一，拥有丰富的跨学科资源。来自该校化学与电子信息系统系的团队将使用铅锆钛酸盐（PZT）薄膜开发高质量的光学调制器。Sarcura - 奥地利
Sarcura是一家奥地利深科技初创公司，专注于为细胞治疗开发大规模生产平台。他们将开发并测试一个集成的流式细胞仪系统，目标是为生物制药行业提供低成本、可大规模生产的设备。
相关链接：
https://www.vission-project.eu/
