Vad är en Hybrid Silicon Laser?

En hybridkisellaser är en ny typ av laser, utvecklad 2006 av Intel och University of California Santa Barbara (UCSB). Denna laser är gjord av grupp III-V halvledarmaterial (t.ex. Gallium(III)arsenid, Indium(III)fosfid) av samma typ som används i masstillverkade datorchips, samt kisel. En hybridkisellaser skiljer sig från de laserdioder som vi för närvarande använder i våra datorer och CD-spelare, baserad på Indium Phosphide, som måste monteras individuellt och anpassas för varje enhet och inte kan masstillverkas på samma sätt som datorchips.

Separata III-V-halvledarskivor måste användas för att tillverka strömlaserdioder. Hybridkisellasrar är i första hand gjorda av kisel och tillverkas på en silikonskiva, som vi har lång erfarenhet av masstillverkning tack vare fotolitografi och datorrevolutionen. Hybridkisellasrar kommer avsevärt att sänka kostnaden för att bygga en laser.

Även om hybridkisellasrar också kommer att använda indiumfosfid för att generera ljus, använder den inte kemikalien för att dirigera, detektera, modulera och förstärka ljus, som i vanliga laserdioder, utan använder istället kisel. Hybridkisellasrar är ett stort steg mot integrationen av optiska system med konventionella datorchips, vilket skulle kunna tillåta bearbetningshastigheter och dataöverföringshastigheter hundratals gånger snabbare än det bästa vi har idag. Dessa överföringshastigheter skulle ligga på terabitnivå snarare än den gigabit- eller megabitnivå vi ser idag.

Hybridkisellasrar är en del av ett forskningsprogram som kallas photonic computing, som vill se datorchips använda ljus i tangent med elektriska impulser för att bearbeta data. Ljus kräver mindre energi per dataenhet. Hybridkisellasrar kan masstillverkas i industriell skala, med hundratals eller fler till en stans. Många on-chip lasrar skulle krävas för att göra en dator som huvudsakligen är baserad på fotonik. Ett annat nödvändigt steg till sann fotonik skulle vara tekniken för att bokstavligen stoppa ljus i en kristall, analogt med elektronlagring i nuvarande datorlogik. Preliminär forskning har visat lovande resultat i denna riktning.