科学家制造出微型激光器使处理器更快更低功耗

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。

研究

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

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”

未来

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。