MIT 研究人員開發出手提晶片式 3D 列印機，結合矽光子學和光化學技術，使用單一毫米級光子晶片在數秒內列印複雜立體物件。該裝置沒有任何活動零件，透過發射可重構的可見光全像圖到樹脂中創造固體形狀。MIT 光子學與電子研究小組的博士生 Sabrina Corsetti 及其合作者在 Jelena Notaros 教授領導下，首次展示晶片式 3D 列印系統概念驗證。
該系統僅由單一毫米級光子晶片組成，沒有任何活動部件，透過發射可重構的可見光全像圖到簡單的固定樹脂池中實現非機械式 3D 列印。研究團隊使用可見光束導向整合光學相位陣列和可見光固化樹脂，實驗證明了基於立體光刻啟發的概念驗證版本，首次展示使用晶片式系統進行 3D 列印。
與傳統 3D 列印機依賴大型複雜機械系統逐層添加材料不同，該創新技術解決了列印速度、解析度、便攜性、外形因子和材料複雜性的限制。研究人員指出，在手掌中使用單一光子晶片在數秒內創造立體物件，可能改變現代製造業，正如 3D 列印已經徹底改變現代社會幾乎每個方面的創新方式。
研究團隊亦創造了微型「牽引光束」，使用光束捕獲和操控生物粒子。該技術可幫助生物學家研究 DNA 或調查疾病機制，而不會污染組織樣本。微型裝置使用緊密聚焦的光束捕獲和操控細胞，為整合光學鑷子引入全新模式，顯著擴展其實用性和與現有應用的兼容性，特別是生物實驗。
技術核心是能夠操控光線以達到精確結果的光子晶片。晶片能夠向樹脂發射可重構光模式，然後硬化成所需形狀。該過程類似於傳統立體光刻，但規模更小、更精細。沒有活動零件不只可以簡化設計，亦增加裝置的耐用性和可靠性。
研究人員預期晶片式 3D 列印技術將為下一代 3D 列印機提供小巧、便攜和低成本的解決方案。該解決方案將提供更易於使用和快速的立體物件生成機制，影響軍事、醫療、工程和消費者等廣泛應用範疇。
技術的便攜性和效率使其成為從創造客製化醫療植入物到個性化消費品等廣泛應用的有吸引力選擇。最常見的消費級 3D 列印方法是熔融沉積建模，這種新的晶片式方法提供了令人信服的替代方案，減少創造高解析度列印所需的時間和資源。
晶片式列印機的靈活性和小巧尺寸意味著它可以在偏遠或資源有限的環境中使用，在傳統技術可能不實用的地方實現創新。隨著技術成熟，預期將成為從醫學到消費電子等行業的主要產品。
