麻省理工学院(MIT)和其他几家机构的研究人员已经开发出了一种制作光子设备的方法——类似于电子设备，但基于光而不是电——可以弯曲和伸展而不受损害。这些设备可以在电缆中找到连接计算机设备的用途，或者在诊断和监测系统中使用，可以附着在皮肤上或植入人体，轻松地与自然组织结合。

这一发现涉及使用一种特殊的玻璃，叫做“chalcogenide”，在麻省理工学院、佛罗里达中部大学和中国和法国的大学里，有两篇论文被描述为“chalcogenide”。这篇论文将很快发表在《科学与应用》杂志上。

他说，许多人对光学技术的可能性很感兴趣，这些技术可以拉伸和弯曲，特别是应用于皮肤安装的监控设备，这些设备可以直接感知光信号。例如，这些设备可以同时检测心率、血氧水平，甚至血压。

光子学设备直接处理光束，使用由发光二极管、透镜和镜子组成的系统，制造出与制造电子微芯片相同的过程。使用光束而不是电子流对许多应用来说都是有好处的;如果原始数据是基于光的，例如，光学处理避免了转换过程的需要。
但他说，目前大多数的光子学器件都是由刚性基片上的刚性材料制成的，因此对于“应该像人类皮肤一样柔软”的应用程序，“固有的不匹配”。“但大多数软质材料，包括大多数聚合物，都有低折射率，这就导致了一种较差的光束。”

他和他的团队采用了一种新颖的方法，而不是使用这种灵活的材料:他们形成了一种坚硬的材料——在这种情况下，一种叫做chalcogenide的玻璃薄层——变成弹簧状的线圈。就像钢铁可以被制造成弹簧一样，这种玻璃管的结构使它可以自由地伸展和弯曲，同时保持其理想的光学特性。

胡晓炼说:“你最终会得到像橡胶一样灵活的东西，可以弯曲和拉伸，而且仍然有很高的折射率，而且非常透明。”测试表明，这种类似弹簧的结构，直接在聚合物基板上，可以经历数千个伸展周期，在光学性能上没有可检测的退化。该团队制作了各种各样的光子组件，由柔性的、弹簧式的波导相互连接，它们都在一个环氧树脂基体中，在光学元件附近变得更硬，在波导周围更加灵活。

胡晓炼说，在聚合物基础上嵌入一种更硬材料的纳米棒，可以产生其他可拉伸的光子学，但这些材料需要额外的制造步骤，而且与现有的光子系统不兼容。
这种柔性、可伸缩的光子电路也适用于那些设备需要符合其他材料的不均匀表面的应用，比如应变仪。根据胡士泰的说法，光学技术对应变非常敏感，可以检测不到百分之一的变形。

这项研究还处于早期阶段;到目前为止，胡的团队只演示了单个设备。他说:“为了让它有用，我们必须演示所有集成在一个设备上的组件。”目前正在进行的技术研发工作正在进行中，因此可以进行商业应用，胡先生说，这还需要两到三年的时间。

在上周发表于《自然光子学》(Nature Photonics)的另一篇论文中，他和他的合作者们也开发了一种新的方法，将由chalcogenide玻璃和二维材料(如石墨烯)组成的光子晶体与传统的半导体光子电路结合在一起。现有的集成这些材料的方法要求它们在一个表面上制造，然后剥落，转移到半导体晶片上，这给这个过程增加了巨大的复杂性。相反，新工艺允许分层直接在半导体表面制造，在室温下，允许简化制造和更精确的对准。

该工艺还可以利用chalcogenide材料作为一种“钝化层”，保护2 - d材料由环境湿度引起的降解，并作为一种控制2 - d材料光电子特性的方法。该方法是通用的，可以扩展到除了石墨烯之外的其他二维材料，以扩展和加速它们与光子电路的集成，Hu说。