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英特爾開發連續光波雷射技術
 

【CTIMES/SmartAuto 廖專崇 報導】   2005年02月18日 星期五

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英特爾發表一項技術突破,運用標準矽元件製程開發全球第一套能驅動連續光波的矽元件雷射技術(continuous wave silicon laser;CW laser)。該技術將能將低成本、高品質的雷射以及光元件帶入主流的運算、通訊以及醫療應用領域。

Nature期刊報導,英特爾的研究人員發明一種方法,利用所謂的拉曼效應(Raman effect)與矽晶結構來放大通過矽元件的雷射光。將外部光源導入實驗的晶片後,產生連續完整的雷射光束。儘管離商業化產品階段還有相當長的路要走,但能運用標準矽元件來產生雷射光,意謂著業界能製造出低成本的光學元件,以光速在電腦內外部傳遞資料 – 針對高速運算創造出新一波的新應用。

現今每部電腦都搭載一顆電源供應器來驅動晶片、硬碟機以及週邊裝置。未來,個人電腦可能搭載小型雷射、放大器以及光連結裝置,將數以兆位元(terabyte)的資料在電腦與網路之間傳遞。此外,許多特定波長的雷射光源適合應用在人體組織等醫療用途上。例如,某種雷射波長適合治療牙齦問題,另一種波長的雷射則適合用在鑽洞處理蛀牙等問題上。然而現今這類雷射造價高達上萬美元,導致應用的範疇受到限制。英特爾的技術將能促使業界開發低價位的醫療雷射器材,以降低牙醫醫療的成本,並減輕病人的痛苦。

建構一個拉曼雷射矽元件的第一步就是蝕刻出一個波導(waveguide)–在晶片中傳遞光線的管道。紅外線光源可穿透矽元件,因此當光進入波導時,研究人員可在晶片內對光進行控制及傳導。和雷射首度在1960年代發明時一樣,英特爾研究人員運用一個外部光源將光線導入晶片。當導入光線後,矽晶片內的自然原子振動(natural atomic vibrations)可在晶片內放大光(lignt)。這種放大作用 – 拉曼效應 –在矽晶片內的強度比在玻璃光纖內高出1萬倍以上。現今電信產業所使用的拉曼雷射與放大器運用數英哩的光纖來放大雷射光。運用矽元件技術,英特爾研究人員在數公分的矽晶片中就製造出功率放大與雷射光的效果。

雷射泛指任何能發射高強度、高同調性的光束(所有光子具有相同的波長、相位以及方向)。透過在晶片表面被覆上一層反射性的薄膜,類似高品質太陽眼鏡所使用的被覆方式,研究小組即可在導入光線至晶片時,將光留在晶片中並在內部來回振盪以放大光。當加壓(pump)能量的強度達到一臨界值時,就會產生精準的同調性光 (如:雷射),發射至晶片外部。

關鍵字: 連續光波雷射  Intel(英代爾, 英特爾
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