Поделиться
Intel совершил лазерный прорыв
Как сообщает издание Nature, ученые корпорации Intel создали первый в мире кремниевый рамановский лазер непрерывного действия. Значимость данного открытия состоит в том, что для производства подобного лазера может использоваться стандартная и широко распространенная технология производства кремниевых микросхем, что позволит резко снизить их стоимость. Это открытие может иметь далеко идущие последствия, такие, как, например, снижение стоимости волоконно-оптических систем передачи данных, и, соответственно, повышение их распространённости и доступности. Еще одной областью, в которой недорогие лазеры непрерывного действия смогут найти очень широкое применение, является медицина.Первый в мире кремниевый лазер, работающий в импульсном режиме, был создан в октябре 2004 года. До сих пор для создания полупроводниковых лазеров непрерывного действия используются сравнительно «экзотические» материалы, такие, как арсенид галлия. При этом их широкому распространению препятствует не только их высокая стоимость, но и несовместимость со схемами, выполненными на кремниевых структурах. «Наш кремниевый лазер работает непрерывно при комнатной температуре, пока на него подается питание», - заявил сотрудник лаборатории фотонных технологий Intel Хайшен Рон (Haisheng Rong), один из авторов открытия.
Физикам Intel удалось решить основную проблему, мешавшую использованию кремния для генерации лазерного излучения. Она заключается в том, что электроны, освобождаемые энергией проходящего сквозь кристалл излучения, поглощают его по мере прохождения. Для преодоления проблемы «двухфотонного поглощения», препятствующего решению задачи, была использована специфическая «полупроводниковая» методика – на пути лазерного излучения создавались области с отрицательным и положительным зарядами, «оттягивавшие» электроны.
О деталях конструкции лазера пока известно немного. Созданный в лаборатории Intel кремниевый чип испускает лазерное излучение при накачке излучением другого лазера. При этом кремний поглощает большую часть излучения накачки, которая «поглощается» атомами кристаллической решетки. Для создания лазера непрерывного действия ученые разместили на чипе барьер в виде «змейки» шириной 1,5 мкм, который удерживал свет, не поглощая его. Электрически барьер был соединен с диодом, что позволяло отводить избыточные электроны, препятствующие образованию лазерного излучения.
Несмотря на грандиозный прорыв, до коммерческой эксплуатации нового лазера пока далеко. Основная проблема, которую предстоит решить, – накачка лазера при помощи электрического тока, а не излучения внешнего лазера. «Важно отметить, что кремниевый рамановский лазер не может служить заменой существующих диодных лазеров, которые применяются, например, в DVD и в телекоммуникационном оборудовании, - отметил Бахрам Джальали (Bahram Jalali), создатель первого в мире кремниевого лазера. – По сути своей, это устройство, позволяющее расширить их рабочий диапазон в более длинноволновую область».
Короткая ссылка
