以成熟度來看，盡管光學整合技術大約較電子整合落后30年，但它仍是一種快速進展的技術。光學整合在2000年的網絡泡沫化時代歷經最佳的發展，當時約有數百萬種用于光纖網絡的被動光學組件開始被整合于以硅制造的平面光波電路（PLC）中。

　　如今，有多種成熟的材料平臺可用于無晶圓廠（Fabless）的芯片開發，每一種都具有不同的卓越特性：PLC的優點是低損耗和低成本被動電路；硅（Si）的優點在于高密度和CMOS兼容性；磷化銦（InP）能夠在芯片上產生以及放大光路；而氮化硅（Si3N4）則具有低損耗和高密度的特性。

　　圖1：以氮化硅（Si3N4）制造的光子芯片，適合帶有金屬微型加熱器的感測應用

　　雖然磷化銦和硅平臺通常針對作業于C波段（約1550nm）和O波段（約1310nm）的光纖通訊波長范圍進行了優化，但PLC和氮化硅則能作業于低至400nm的可見光波長范圍，目前有許多感測和生物醫學應用都作業于這一范圍。

　　在選擇了能夠滿足目標應用要求的材料平臺后，設計人員接著還必須選擇一家特定的代工廠，或是讓有經驗的IC設計公司（如VLC Photonics）協助選擇。光子芯片設計的第一步是根據波導幾何形狀確定沿著電路傳導的光學模式。

　　圖2：整合于硅光子微芯片上的精巧型量子光學干擾儀

　　在這個階段通常會執行全面的頻域分析，計算色散、群速、群指數、傳播損耗、有效折射率等光學參數，并考慮某些邊界條件（如周期性、對稱、非對稱與金屬特性等）。常用方法是有限差分（FD）、薄膜模式匹配（FMM）、有限元素法（FEM）、關聯法或高斯模式光纖解算器等，目前已有多種建置這些方法的商用軟件工具，如PhoeniX Software或Photon Design等。

　　下一步是這些光模型沿著組成電路的組件進行傳播。雖然可采用多種方法（BEP、特征模式擴張、傳遞矩陣、分離-階躍），但最常用的方法是光束傳播方法（BPM）和時域中的有限差分（FDTD）方法。

　　第一種方法用于緩慢變化的非均勻波導結構（如錐體、彎管、耦合器）中的光線傳播，可以在近軸途徑下實現純量（scalar）或向量（vector）總場（而非模場）的單向或雙向傳播。

　　圖3：磷化銦平臺復雜的微波光子芯片布局