Лазерный прорыв Intel

Как сообщает журнал 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>.