Что такое гибридный кремниевый лазер?

Гибридный кремниевый лазер - это новый тип лазера, разработанный в 2006 году Intel и Калифорнийским университетом в Санта-Барбаре (UCSB). Этот лазер изготовлен из полупроводниковых материалов III-V группы (например, арсенида галлия (III), фосфида индия (III)) того же типа, который используется в серийно выпускаемых компьютерных чипах, а также из кремния. Гибридный кремниевый лазер отличается от лазерных диодов, которые мы в настоящее время используем в наших компьютерах и проигрывателях компакт-дисков, на основе фосфида индия, которые должны быть собраны и выровнены по отдельности для каждого устройства и не могут быть произведены серийно так же, как компьютерные чипы.

Отдельные полупроводниковые пластины III-V должны использоваться для изготовления современных лазерных диодов. Гибридные кремниевые лазеры в основном изготавливаются из кремния и изготавливаются на кремниевой подложке, которая имеет большой опыт массового производства благодаря фотолитографии и компьютерной революции. Гибридные кремниевые лазеры значительно снизят стоимость создания лазера.

Хотя гибридные кремниевые лазеры также будут использовать фосфида индия для генерации света, он не использует химическое вещество для маршрутизации, обнаружения, модуляции и усиления света, как в обычных лазерных диодах, но вместо этого использует кремний. Гибридные кремниевые лазеры являются огромным шагом на пути интеграции оптических систем с обычными компьютерными чипами, которые могут обеспечить скорость обработки и скорость передачи данных в сотни раз быстрее, чем у лучших на сегодняшний день. Эти скорости передачи будут на уровне терабит, а не на уровне гигабит или мегабит, который мы наблюдаем сегодня.

Гибридные кремниевые лазеры являются частью исследовательской программы под названием «Фотонные вычисления», которая хочет, чтобы компьютерные микросхемы использовали свет в сочетании с электрическими импульсами для обработки данных. Свет требует меньше энергии на единицу данных. Гибридные кремниевые лазеры могут быть произведены серийно в промышленном масштабе, с сотнями или больше, чтобы умереть. Для создания компьютера, основанного на фотонике, потребовалось бы множество встроенных лазеров. Другим необходимым шагом к истинной фотонике будет технология буквального прекращения света в кристалле, аналогичная хранению электронов в современной компьютерной логике. Предварительные исследования показали многообещающие результаты в этом направлении.