Создан первый в мире кремниевый лазер

Первый лазер на основе кремния был разработан Бахрамом Джальали (Bahram Jalali, на фото) и Оздалом Бойразом (Ozdal Boyraz) из Калифорнийского университета (UCLA) в Лос-Анджелесе, сообщает журнал Nature.

В настоящее время большая часть информации транспортируется на большие расстояния по оптоволокну, однако ее обработка осуществляется лишь после преобразования световых импульсов в электрические сигналы. Преобразование замедляет весь процесс, требует введения дополнительных компонент, и, в конечном счете, повышает совокупную стоимость оборудования.

Решение проблемы – в создании устройств, способных обрабатывать данные непосредственно в форме импульсов света. Предпочтительнее всего, с промышленной точки зрения, использовать для этой цели кремниевые чипы, поскольку именно кремний используется при массовом производстве микросхем. К сожалению, кремний не очень удобен для управления светом. И, наоборот, такой полупроводник, как арсенид галлия, позволяющий работать со светом, плохо подходит для организации массового промышленного производства чипов.

Проблема создания кремниевого лазера рассматривалась как одно из наиболее серьезных препятствий на пути создания оптических компьютеров, отмечает Лей Кенхем (Leigh Canham) из британской компании pSiMedica (г. Мальверн), ведущей исследования в области клинического применения кремниевых нанокристаллов. Именно Кенхем, работая в компании QinetiQ, первым обнаружил, что кремниевые нанокристаллы могут излучать видимый свет. «Еще несколько лет назад было распространено мнение, что генерация лазерного излучения с помощью кремния невозможна, - говорит он. – Данная работа важна как принципиальное подтверждение самой возможности создания кремниевого лазера. Полагаю, что это позволит нам подойти еще ближе к оптическим компьютерам».

О деталях конструкции лазера не сообщается. По словам Джальали, для генерации оптического излучения использовались колебательные степени свободы атомов кремния, а накачка осуществлялась излучением другого лазера. Несмотря на то, что подобная методика широко используется для изучения свойств активной среды лазера, сам Джальали признает, что для широкого использования кремниевого лазера в электронике необходимо обеспечить возможность управления им с помощью электрических импульсов, а также реализовать его в виде компонента, который можно будет разместить в кремниевом чипе.