Co to jest hybrydowy laser krzemowy?
Hybrydowy laser krzemowy to nowy typ lasera, opracowany w 2006 roku przez Intela i University of California Santa Barbara (UCSB). Laser ten jest wykonany z materiałów półprzewodnikowych grupy III-V (np. Arsenku galu (III), fosforu indu (III)) tego samego typu, co stosowane w masowo produkowanych układach komputerowych, a także z krzemu. Hybrydowy laser krzemowy różni się od diod laserowych, które obecnie stosujemy w naszych komputerach i odtwarzaczach CD, opartych na fosforze indu, które muszą być indywidualnie montowane i ustawiane dla każdej jednostki i nie mogą być produkowane masowo w taki sam sposób jak układy komputerowe.
Do wytworzenia obecnych diod laserowych należy zastosować oddzielne płytki półprzewodnikowe III-V. Hybrydowe lasery krzemowe są przede wszystkim wykonane z krzemu i są wytwarzane na płytce krzemowej, którą mamy duże doświadczenie w masowej produkcji dzięki fotolitografii i rewolucji komputerowej. Hybrydowe lasery krzemowe znacznie obniżą koszty budowy lasera.
Chociaż hybrydowe lasery krzemowe również wykorzystują fosforek indu do generowania światła, nie wykorzystuje substancji chemicznej do kierowania, wykrywania, modulowania i wzmacniania światła, jak w przypadku zwykłych diod laserowych, ale zamiast tego wykorzystuje krzem. Hybrydowe lasery krzemowe to ogromny krok w kierunku integracji systemów optycznych z konwencjonalnymi układami komputerowymi, które mogą pozwolić na prędkości przetwarzania i prędkości przesyłania danych setki razy szybsze niż najlepsze, jakie mamy obecnie. Te prędkości przesyłania byłyby na poziomie terabitowym, a nie gigabitowym lub megabitowym, jaki widzimy dzisiaj.
Hybrydowe lasery krzemowe są częścią programu badawczego zwanego obliczeniami fotonicznymi, który chce zobaczyć, jak chipy komputerowe wykorzystują światło styczne do impulsów elektrycznych do przetwarzania danych. Światło wymaga mniej energii na jednostkę danych. Hybrydowe lasery krzemowe mogą być produkowane masowo na skalę przemysłową, z setkami lub więcej na matrycę. Do wytworzenia komputera opartego głównie na fotonice potrzebne byłyby liczne lasery wbudowane w mikroukłady. Kolejnym niezbędnym krokiem do prawdziwej fotoniki byłaby technologia dosłownie zatrzymująca światło w krysztale, analogicznie do przechowywania elektronów w obecnej logice komputerowej. Wstępne badania wykazały obiecujące wyniki w tym kierunku.