微型激光器将使下一代处理器更快更低功耗
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微型激光器将使下一代处理器更快更低功耗
发布时间:2016.06.22 新闻来源:东莞新力激光 浏览次数:
    一组来自香港科技大学,加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校,桑迪亚国家实验室和哈佛大学的科学家们,能够在硅上面直接制造微型激光器,这成为了半导体工业的巨大突破。 
  30多年来,硅晶格和特殊的激光材料不能匹配,直到现在才有可能集成这两种材料。就像研究组,在每年出版的应用物理学快报上发表文章,集成亚波长腔,它是组成微小的激光器的必要组件,可以在硅上创建和展示芯片上高密度的发光元素。
  研究人员为了完成这个目标,必须解决硅晶格的缺陷点,这些地方和那些生长在和晶格匹配的砷化镓(GaAs)基板一致。创建在硅上的纳米模式,让硅上的GaAs模板几乎没有缺陷,并且量子点内的电子,其量子限域在这个模板上成长,让激光成为可能。
  研究小组,然后使用光泵激,处理激光,而不是电子电流,原子或分子中的低能量级别的光子,“泵”到更高的能量级别,让设备像激光器一样工作。
  “让微处理器上的激光器提高他们能力,让他们可以在更低能级运行,是在硅平台上迈向光子和电子集成的一大步,”,香港科技大学,电子计算机工程的教授Kei May Lau说。
  传统上来说,使用在商业应用领域的激光器,通常1毫米x1毫米,十分的庞大。更小的激光器会有大的镜像损失。
  但是研究人员称,他们通过微小的回音走廊模式的激光器,直径只有1微米,长度缩短了1000倍,并且比目前使用的那些小1百万倍,战胜了这个挑战。
  回音走廊模式的激光器,是一种十分引人注目的光源,用于芯片上的光学通信,数据处理和化学传感应用。
  “我们的激光器,具有十分低的阈值,微小的体积,可以集成进微处理器中”Lau指出,“这些微小高性能的激光器,可以直接在硅晶圆上生长,这是绝大多数的集成电路(半导体芯片)的制造原料。”
  应用方面,这种微型激光器,对于高速数据通信很适合。
  “光子是最具有能量效率和经济的方案,用于远距离传输大量的数据。到目前为止,这些应用的激光源是“离开芯片的”,从组件中遗失,”Lau解释道,“我们的研究是让芯片集成激光器,一个相对于其他硅光子和微处理器相对独立的组件”
  研究人员希望在10年之内,将这项技术应用于市场。下一步,研究小组将使用微电子技术,为电激发的激光器而工作。
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