Первый кремниевый лазер непрерывного действия

1 марта в Сан-Франциско начал работать очередной IDF — форум для разработчиков корпорации Intel. В его работе принимают участие и российские журналисты. Вот самые свежие новости.

Еще до официального начала работы форума 28 февраля журналистам рассказали о самых интересных новинках, которые на нем будут анонсированы. Первая из них — первый в мире кремниевый лазер непрерывного действия. Это настоящий технологический прорыв, потому что он с его помощью высококачественные и недорогие лазеры можно будет изготавливать на микропроцессорных фабриках, почти так же, как сегодня изготавливаются процессоры и чипы памяти. Миллионы таких лазеров в самое ближайшее время смогут найти широкое применение в вычислительной технике, коммуникациях, медицинских приложениях и многих других отраслях жизни и бизнеса.

Исследователи корпорации Intel, как рассказал журналистам директор лаборатории фотоники Intel Марио Паниччиа (Mario Paniccia) смогли использовать давно известное физическое явление Раман-эффект для того, чтобы усиливать инфракрасное излучение, проходящее через кристалл кремния. Они добились того, что запущенный в этот кристалл свет выходил из него в виде высококачественного лазерного луча. До сих пор лазеры широко использовались в разных отраслях промышленности, но это всегда были достаточно большие и дорогие устройства. Исследователи лабораторий Intel научились делать их маленькими и дешевыми.

Пока эти лазеры существуют только на лабораторных столах, они еще не стали массовым продуктом, но в принципе, как сказал Марио Паниччиа уже сейчас можно думать о том, как эти лазеры смогут передавать терабайты данных в компьютерах и сетях будущего. Кроме того, современные медицинские лазеры стоят десятки тысяч долларов и доступны далеко не всем, а новый технологический прорыв Intel сделает их доступными всем желающим.

Все технические подробности о новом лазере Intel опубликованы в номере известного журнала Nature от 17 февраля 2005 года (том 433 статья<Непрерывный рамановский кремниевый лазер>), мы расскажем лишь о некоторых из них. Кремний прозрачен для инфракрасного света, поэтому когда в него попадает такой свет, он идет по кристаллу, как видимый свет через стекло. Эффект Рамана приводит к тому, что проходя через кремний, свет усиливается. Если покрыть края кристалла специальными отражающими пленками (аналогичными тем, что используются в дорогих солнечных очках), инфракрасный свет будет отражаться от них — в точности таким же образом, как видимый свет отражается от зеркал в хорошо известном многим обычном лазере. После многократного отражения энергия пучка света возрастает, и он выбрасывается наружу в виде мощного лазерного луча.

На пути к своему открытию исследователям пришлось преодолеть немало преград. Наиболее серьезной из них оказался эффект двухфотонного поглощения. Суть его состояла в том, что одновременно попадание двух инфракрасных фотонов в атом кремния выбивало из того электрон. Из-за этого эффекта в кремнии накапливались свободные электроны, которые поглощали свет, и никакого усиления не происходило. Избавиться от этого нежелательного<засорения>кремния удалось, приложив к кристаллу напряжение, которое действовало как<пылесос>, отсасывая возникающие свободные электроны и не действуя на свет.

Свет все уверенней проникает в вычислительную технику. Успехи кремниевой фотоники начались в Intel год назад, когда так же на IDF было объявлено о создании в лабораториях Intel первого кремниевого оптического модулятора, способного кодировать данные на частоте в 1 ГГц, двадцатикратное улучшение предыдущего рекорда.

<У нас есть широкая программа использования достижений кремниевой фотоники для нужд людей,>— сказал директор коммуникационной лаборатории Intel Кевин Канн (Kevin Kahn). -"Мы будем соединять наши научные достижения в кремниевой фотонике с нашим массовым производством, чтобы все преимущества оптических устройств могли использоваться в компьютерной и коммуникационной индустрии>.