積體電路持續不斷的發展，效能也慢慢接近物體的極限。因此「光路」的想法在近幾年不斷的被提出。相較於電，光的傳導速度雖然極快，但其控制也更加困難，同時成本也更高。今日科技部所支持的一項跨領域研究，就為實現「積體光路」開闢了一條可能的道路。

僅透過連續式雷射，就能在細如人類頭髮的鈣鈦礦光纖中，產生不同波長的光譜。（拍攝／籃貫銘）

由國立東華大學物理系暨光電系賴建智教授主導，與國立東華大學物理系馬遠榮教授、國立海洋大學光電系羅家堯教授以及洛杉磯加大（UCLA）電機系劉佳明教授，合組跨領域研究團隊，歷經兩年研究，成功找到可將太陽能材料、雷射與半導體積體電路(IC)整合的關鍵技術，有望實現更輕薄、節能、低製作成本，及可規模化量產塗佈製程的雷射元件。

這項成果也獲登今年2月號《先進材料》（Advanced Materials）國際期刊上。

賴建智教授表示，這項技術最主要的研究核心，就是使用在太陽能領域十分熱門的鈣鈦礦材料，透過其易控制與低成本的特性，再結合此次研究的獨特製程技術，研發出能夠微型光纖化的生產製程，讓鈣鈦礦與光纖平台可以被整合，為實現全光化的積體電路開創一個可能性。

賴建智教授解釋，鈣鈦礦是一種發光材料，具備極佳的發光可調性，只要稍做調整就能夠涵蓋很多波長。雖然鈣鈦礦合成非常容易，只要加熱就會生長，但同時也非常不穩定，若在一般環境中接觸水與空氣，就會還原回原始材料。

另一方面，使用鈣鈦礦材料的雷射元件有散熱性較差，僅能在低溫運作的缺點，再加上目前的鈣鈦礦雷射都需要使用高成本的脈衝雷射來驅動，因此若要整合至IC平台，困難度與成本都非常高。

而今日發表的技術就是一種低製作成本、簡易且可量產的塗佈法，能夠在單晶光纖上把奈米級鈣鈦礦披覆成原子級的平整表面，而且能夠在室溫下，就能夠進行實際的運作，突破科學界多年來未能跨越的瓶頸。

此外，透過實現單晶的光纖化製程（海洋大學光電系羅家堯教授以二氧化碳雷射輔助拉製單晶光纖），就可以做到與積體電路整合，進而實現取代各種光元件的可能性。

然而此技術現在仍處於研發階段，也正在持續朝向使用「電激發」的方向來研究（目前為脈衝激發）。不過賴建智教授認為，他們的團隊不久就能夠跨過這道門檻

「我們是目前全球最接近電激發的研究」賴建智教授說。

他指出，目前的研發挑戰就是要在比頭髮還細小的傳輸通道中，實現完整可以包覆圓柱面的製程技術，只要在假以時日，就有望實現。