英特尔发表一项技术突破,运用标准硅组件制程开发全球第一套能驱动连续光波的硅组件激光技术(continuous wave silicon laser;CW laser)。该技术将能将低成本、高质量的雷射以及光组件带入主流的运算、通讯以及医疗应用领域。
Nature期刊报导,英特尔的研究人员发明一种方法,利用所谓的拉曼效应(Raman effect)与硅晶结构来放大通过硅组件的雷射光。将外部光源导入实验的芯片后,产生连续完整的激光束。尽管离商业化产品阶段还有相当长的路要走,但能运用标准硅组件来产生雷射光,意谓着业界能制造出低成本的光学组件,以光速在计算机内外部传递数据 – 针对高速运算创造出新一波的新应用。
现今每部计算机都搭载一颗电源供应器来驱动芯片、硬盘机以及外围装置。未来,个人计算机可能搭载小型雷射、放大器以及光链接装置,将数以兆位(terabyte)的数据在计算机与网络之间传递。此外,许多特定波长的雷射光源适合应用在人体组织等医疗用途上。例如,某种雷射波长适合治疗牙龈问题,另一种波长的雷射则适合用在钻洞处理蛀牙等问题上。然而现今这类雷射造价高达上万美元,导致应用的范畴受到限制。英特尔的技术将能促使业界开发低价位的医疗激光器材,以降低牙医医疗的成本,并减轻病人的痛苦。
建构一个拉曼雷射硅组件的第一步就是蚀刻出一个波导(waveguide)–在芯片中传递光线的管道。红外线光源可穿透硅组件,因此当光进入波导时,研究人员可在芯片内对光进行控制及传导。和雷射首度在1960年代发明时一样,英特尔研究人员运用一个外部光源将光线导入芯片。当导入光线后,硅芯片内的自然原子振动(natural atomic vibrations)可在芯片内放大光(lignt)。这种放大作用 – 拉曼效应 –在硅芯片内的强度比在玻璃光纤内高出1万倍以上。现今电信产业所使用的拉曼雷射与放大器运用数英哩的光纤来放大雷射光。运用硅组件技术,英特尔研究人员在数公分的硅芯片中就制造出功率放大与雷射光的效果。
雷射泛指任何能发射高强度、高同调性的光束(所有光子具有相同的波长、相位以及方向)。透过在芯片表面被覆上一层反射性的薄膜,类似高质量太阳眼镜所使用的被覆方式,研究小组即可在导入光线至芯片时,将光留在芯片中并在内部来回振荡以放大光。当加压(pump)能量的强度达到一临界值时,就会产生精准的同调性光 (如:雷射),发射至芯片外部。