Mikä on hybridi piilaser?

Hybridipiilaseri on uudenlainen laser, jonka Intel ja Kalifornian yliopisto Santa Barbara (UCSB) ovat kehittäneet vuonna 2006. Tämä laser on valmistettu ryhmän III-V puolijohdemateriaaleista (esim. Gallium (III) arsenidi, indium (III) fosfidi), joita käytetään samantyyppisissä massatuotannossa olevissa tietokonepiireissä, sekä piistä. Hybridipiilaseri on eri asia kuin tietokoneissa ja CD-soittimissamme tällä hetkellä käyttämämme laserdiodit, jotka perustuvat indiumfosfidiin, joka on koottava erikseen ja kohdistettava kullekin yksikölle, eikä sitä voida valmistaa massatuotantoon samalla tavalla kuin tietokonepiirejä.

Virtalaserdiodien valmistuksessa on käytettävä erillisiä III-V-puolijohdekiekkoja. Hybridipiilaserit on valmistettu pääasiassa piistä, ja ne on valmistettu piikoneella, jolla on laaja kokemus massatuotannosta fotolitografian ja tietojenkäsittelyn vallankumouksen ansiosta. Hybridipiilaserit laskevat huomattavasti laserin rakentamiskustannuksia.

Vaikka hybridipiilaserit käyttävät myös indiumfosfidia valon tuottamiseen, se ei käytä kemikaalia valon reitittämiseen, havaitsemiseen, moduloimiseen ja vahvistamiseen, kuten normaaleissa laserdiodeissa, vaan käyttää piitä. Hybridipiilaserit ovat valtava askel kohti optisten järjestelmien integrointia perinteisiin tietokonepiireihin, mikä voi mahdollistaa käsittely- ja tiedonsiirtonopeudet satoja kertoja nopeammin kuin nykyään. Nämä siirtonopeudet olisivat terabittitasolla sen sijaan, että näemme nykyään gigabitin tai megabitin.

Hybridipiilaserit ovat osa tutkimusohjelmaa nimeltä fotoniikkalaskenta, joka haluaa nähdä tietokonepiirien käyttävän valoa sähköisten impulssien tangentissa tietojen käsittelyyn. Valo vaatii vähemmän energiaa tietoyksikköä kohti. Hybridipiilasereita voidaan valmistaa teollisessa mittakaavassa, satoja tai enemmän kuolemaan. Tietokoneen valmistamiseen, joka perustuu pääasiassa fotoniikkaan, tarvitaan lukuisia sirulasereita. Toinen välttämätön askel todelliseen fotoniikkaan olisi tekniikka, jolla kirjaimellisesti pysäytetään valo kiteessä, joka on analoginen elektronin varastoinnin kanssa nykyisessä tietokone logiikassa. Alustavat tutkimukset ovat osoittaneet lupaavia tuloksia tähän suuntaan.