Встроенные лазеры улучшат эффективность будущих микропроцессоров

Группой учёных Научно-технического Университета Гонконга, Гарвардского и Калифорнийского (Санта Барбара) университетов и Национальной Лаборатории Сандиа разработана методика изготовления мельчайших лазеров прямо на кремниевой основе. Таким образом, впервые за последние 30 лет, попытка совместить кристаллические решётки кремния и типичных лазерных материалов увенчалась успехом, что будет иметь далекоидущие последствия для полупроводниковой индустрии.

«Размещение лазеров на микропроцессорах увеличивает их возможности, позволяет им работать с гораздо меньшими затратами энергии, что представляет большой шаг к интеграции фотоники с электроникой на кремниевой платформе», — отмечает Кей Май Лау (Kei May Lau) из Гонконга, один из авторов статьи, опубликованной по результатам этой работы в журнале Applied Physics Letters.

Лазеры для коммерческих приложений приходится делать довольно крупными (обычно 1×1 мм), дальнейшая миниатюризация ведёт к росту потерь в зеркалах. Ученые смогли преодолеть это ограничение использовав субволновой микродисковый лазер, работающий в режиме «шепчущей галереи» (Whispering Gallery Mode, WGM). Диаметр его составлял всего 1 мкм, а длина волны излучения ~1,2 мкм.

Лазер вырастили методом коллоидной литографии, среда накачки для него состояла из 5 слоев квантовых точек InAs/InGaAs. Источником энергии был оптический лазер, но в дальнейшем группа рассчитывает реализовать электронную накачку с использованием стандартных микроэлектронных технологий.

В ближайшие 10 лет авторы ожидают увидеть свой лазер на рынке в качестве оптимального источника светового излучения для оптических коммуникаций, обработки данных и химических сенсоров.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365