Wat is een hybride siliciumlaser?

Een hybride siliciumlaser is een nieuw type laser, ontwikkeld in 2006 door Intel en de Santa Barbara (UCSB) van de Universiteit van Californië. Deze laser is gemaakt van groep III-V halfgeleidermaterialen (bijv. Gallium (III) arsenide, Indium (III) fosfide) van hetzelfde type dat wordt gebruikt in in massa geproduceerde computerchips, evenals silicium. Een hybride siliciumlaser onderscheidt zich van de laserdiodes die we momenteel in onze computers en cd-spelers gebruiken, op basis van indiumfosfide, die voor elke eenheid afzonderlijk moeten worden geassembleerd en uitgelijnd en niet op dezelfde manier in massa kunnen worden geproduceerd als computerchips.

Afzonderlijke III-V halfgeleiderwafels moeten worden gebruikt om stroomlaserdiodes te vervaardigen. Hybride siliciumlasers zijn voornamelijk gemaakt van silicium en worden vervaardigd op een siliciumwrap, die we dankzij fotolithografie en de computerrevolutie uitgebreide ervaring hebben met massaproductie. Hybride siliciumlasers zullen de kosten voor het bouwen van een laser aanzienlijk verlagen.

Hoewel hybride siliciumlasers ook indiumfosfide gebruiken om licht te genereren, wordt de chemische stof niet gebruikt voor het routeren, detecteren, moduleren en versterken van licht, zoals bij normale laserdiodes, maar in plaats daarvan wordt silicium gebruikt. Hybride siliciumlasers zijn een enorme stap in de richting van de integratie van optische systemen met conventionele computerchips, waardoor verwerkingssnelheden en gegevensoverdrachtsnelheden honderden keren sneller kunnen zijn dan de beste die we vandaag hebben. Deze overdrachtssnelheden zouden op het terabit-niveau zijn en niet op het gigabit- of megabit-niveau dat we vandaag zien.

Hybride siliciumlasers maken deel uit van een onderzoeksprogramma genaamd fotonic computing, dat wil dat computerchips licht gebruiken dat raakvlakken heeft met elektrische impulsen om gegevens te verwerken. Licht vereist minder energie per eenheid gegevens. Hybride siliciumlasers kunnen in massa worden geproduceerd op industriële schaal, met honderden of meer tot een dobbelsteen. Talloze on-chip lasers zouden nodig zijn om een ​​computer te maken die voornamelijk op fotonica is gebaseerd. Een andere noodzakelijke stap naar echte fotonica zou de technologie zijn om letterlijk het licht in een kristal te stoppen, analoog aan elektronenopslag in de huidige computerlogica. Vooronderzoek heeft veelbelovende resultaten in deze richting opgeleverd.