Che cos'è un laser al silicio ibrido?

Un laser al silicio ibrido è un nuovo tipo di laser, sviluppato nel 2006 da Intel e dalla University of California Santa Barbara (UCSB). Questo laser è realizzato con materiali semiconduttori del gruppo III-V (ad es. Arsenuro di gallio (III), fosfuro di indio (III)) dello stesso tipo utilizzato nei chip di computer prodotti in serie, nonché silicio. Un laser al silicio ibrido si distingue dai diodi laser che attualmente utilizziamo nei nostri computer e lettori CD, basato sul fosfuro di indio, che deve essere assemblato e allineato individualmente per ogni unità e non può essere prodotto in serie allo stesso modo dei chip di computer.

I wafer a semiconduttore III-V separati devono essere utilizzati per fabbricare diodi laser attuali. I laser ibridi al silicio sono realizzati principalmente in silicio e sono fabbricati su un wafer di silicio, che abbiamo una vasta esperienza nella produzione di massa grazie alla fotolitografia e alla rivoluzione informatica. I laser al silicio ibrido ridurranno notevolmente i costi di costruzione di un laser.

Sebbene i laser ibridi al silicio utilizzeranno anche il fosfuro di indio per generare luce, non utilizza la sostanza chimica per instradare, rilevare, modulare e amplificare la luce, come nei normali diodi laser, ma utilizza invece il silicio. I laser al silicio ibrido rappresentano un enorme passo avanti verso l'integrazione di sistemi ottici con chip di computer convenzionali, che potrebbero consentire velocità di elaborazione e velocità di trasferimento dei dati centinaia di volte più rapide dei migliori attualmente disponibili. Queste velocità di trasferimento sarebbero a livello di terabit piuttosto che a livello di gigabit o megabit che vediamo oggi.

I laser al silicio ibrido fanno parte di un programma di ricerca chiamato elaborazione fotonica, che vuole vedere i chip dei computer usare la luce in tangente con impulsi elettrici per elaborare i dati. La luce richiede meno energia per unità di dati. I laser al silicio ibrido possono essere prodotti in serie su scala industriale, con centinaia o più a morire. Numerosi laser su chip sarebbero necessari per realizzare un computer basato principalmente sulla fotonica. Un altro passo necessario per la vera fotonica sarebbe la tecnologia per fermare letteralmente la luce in un cristallo, analoga alla conservazione degli elettroni nella logica del computer attuale. La ricerca preliminare ha mostrato risultati promettenti in questa direzione.