Intel用标准硅工艺研发连续波硅激光器
Intel采用标准硅工艺研发的连续波硅激光器 |
| 2月17日讯,Intel公司宣布,采用标准硅工艺研发连续波硅激光器技术取得突破.采用这种技术能获得低成本高质量的激光器和主流光学器件,可以用在计算,通信和医疗领域. 根据今天"自然"杂志的报道,Intel研究人员已经找到一种称为Raman效应的方法,当光通过它时,硅的晶体结构能放大光信号.当从外部光源注入光时,实验的芯片产生一束连续的高质量光束.虽说这要获得商业产品还有很长的路要走,但是,能从标准硅中生产激光器将会使激光器变得便宜,因为它能在计算机内部和计算机间以光的速度传输数据-展示了高速计算新应用的涌现. Raman效应广泛用来制造玻璃光纤的放大器和激光器.这些器件能直接把激光束引导进光纤.当光束进入时,光子和材料中的振动原子进行碰撞,通过Raman效应,能量传输给波长更长的光子.如果数据束加在适当的波长,它将会带动起另外的光子.光旅行了几公里光纤以后,光束得到足够的能量来放大数据信号.但是,基于光纤的Raman效应受到了限制,因为它需要几公里光纤来提供足够的放大性能. 硅中的Raman效应要比玻璃光纤的强10000倍,使硅成为很有用的材料.不是几公里光纤,而是仅需要几厘米的硅.通过采用Raman效率和光泵束,硅能用来制造有用的放大器和激光器. Intel的解决方案是要改变波导的设计,它包含一个半导体结构,技术上称作PIN(P型-本征层-N型)器件.当电压加在这一器件时,它的作用像个真空,从光路中迁移电子.为了得到具有突破性的激光器,Intel在PIN波导的端头镀上一层用作镜子,形成一个激光腔.加上电压和泵束光到硅以后,研究人员观测到在腔内存在不同波长的稳定激光束-这是第一个连续波硅激光器. 在硅中实现Raman激光器首先要腐蚀一个波导-芯片上的光导管.像1960年开发的第一个激光器一样,Intel研究人员采用外部光源来"泵"光进芯片.当光泵进时,硅中的原子震动放大了通过芯片的光.当今的Raman激光器用在通信产业,放大几英里光纤上的光.采用硅, Intel研究人员能在几厘米的硅片上得到增益和发射激光. Intel的光学研究人员开发集成光器件,它能集成到Intel的各种产品中去.硅光子研究小组已取得多种突破,2004年开发出业界首个基于硅的光调制器,它能编码1GHz的数据. 由于Raman放大器的尺寸很小,它能直接集成在其它光学元件旁边.同时任何光器件如调制器会带来损耗,集成的放大器用来抵消这种损耗,从而得到无损耗的硅光器件. Moore定律把微处理器的性能连续推高,增加了互联网上的数据发送量,因此,网络设备的需求大大增加.光通信和硅光电子技术将会使企业能升级带宽,以满足这种需要.在未来,PC可以有一种电源给微细的激光器,放大器和光连接供电,它能以1000吉(千兆)字节数据在计算机和网络上进行传输. 除了通信,硅Raman激光器还有其它方面的应用.波长大于2um的激光器在医学光谱上有很多用途,但是半导体激光器不能获得这样长的波长.而小型的硅Raman激光器则能达到这样的波长,从而能生产出更多的手提医疗设备. 下图为硅Raman激光器的原理图.详情请上网:http://www.intel.com/go/sp/. |
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