Týmu odborníků z Intelu a UCSB se podařilo v jednom čipu spojit schopnost fosfidu india vyzařovat světlo a křemíku vést fotony. Po připojení elektrického napětí světlo emitované fosfidem vstoupí do křemíkového světlovodu a vytvoří spojitý laserový paprsek, který lze využít k řízení dalších křemíkových fotonických zařízení.

"Otevírá se nám cesta k levným datovým vedením s terabitovou kapacitou pro počítače budoucnosti a nové generace špičkově výkonných výpočetních aplikací," uvedl Mario Paniccia, ředitel laboratoře Photonics Technology Lab společnosti Intel.

"Ačkoliv jsme stále poměrně daleko od uvedení komerčních produktů, jsme přesvědčeni, že bude možné integrovat desítky a možná stovky hybridních polovodičových laserů společně s dalšími fotonickými komponenty v jediném čipu," dodal. 

Jak vzniká "křemíkový" laser

Křemík se v současnosti používá k výrobě řady polovodičových součástek. Využít jej lze rovněž k vedení, detekci, modulaci a dokonce i zesílení světla, avšak ne k jeho tvorbě. V telekomunikační technice se dnes běžně využívají lasery založené na fosfidu india. Avšak vzhledem k tomu, že se musí ručně montovat a seřizovat, jsou pro masovou výrobu příliš drahé, a nelze je proto v PC průmyslu využít.

Hybridní křemíkový laser má novou strukturu, která k produkci a zesílení světla využívá materiál z fosfidu india a k vedení a řízení laserového paprsku křemíkový světlovod. Klíčem k výrobě tohoto zařízení je použití nízké teploty a kyslíkové plasmy (elektricky nabitého plynného kyslíku), která na povrchu obou materiálů vytvoří tenkou (zhruba 25 atomů silnou) vrstvu oxidu.

Při zahřátí a stlačení těchto vrstev zafunguje oxidová vrstva jako "skleněné lepidlo", které oba materiály v čipu spojí. Po zapojení elektrického napětí světlo vytvořené v materiálu s fosfidem india kontaktní oxidovou vrstvou projde do křemíkového světlovodu, kde je dále řízeno - vzniká tak hybridní křemíkový laser.