Abonneer je gratis op Techzine!

Intel heeft bekend gemaakt dat het een techniek om een laser te creëren uit silicium heeft geperfectioneerd. Silicium, of silicon in het Engels, wordt veelvuldig toegepast op computerchips.

De techniek is gebaseerd op een ontdekking die al in 1928 werd gedaan door Chandrasekhara Venkata Raman. Simpel gezegd werkt de techniek als volgt:
Licht raakt een substantie, waardoor de atomen gaan trillen. De botsing zorgt ervoor dat sommige fotonen energie verliezen en sommige fotonen extra energie krijgen. Hierdoor ontstaat een secundair licht met een andere golflengte.
Een Raman laser bundelt en reflecteert dit licht waardoor het licht versterkt wordt en tot een functionele laserstraal gebundeld wordt.
Raman kreeg voor deze techniek in 1930 de Nobelprijs. Een eerste laser die gebaseerd was op het zogenaamde Raman effect, werd in 1962 gebouwd.


Een overzicht van het ‘Raman effect’ op verschillende materialen

Intel heeft ontdekt dat het Raman effect bij Silicium meer dan 10.000 keer zo sterk is als bij glasvezel. Dat is een groot voordeel voor Intel, omdat het bedrijf daarvoor geen nieuwe fabrieken hoeft te bouwen en de productiekosten ook vele malen lager zijn dan bij fotonische apparaten die een complexe structuur en zeldzame materialen gebruiken.

Het in trilling brengen van silicium atomen brengt echter wel een probleem met zich mee. Als er twee fotonen tegelijkertijd een silicium atoom raken komt er een elektron vrij. De losse elektronen vormen vervolgens een soort van wolk dat het secundaire licht absorbeert.
Om dit te voorkomen creëert de chip een elektrisch veld rond het silicium, waardoor de wolk verdwijnt.

Technisch gezien creëert de silicium laser van Intel dus geen laserstraal, maar dient het enkel als medium om het secundaire licht te creëren en te versterken.
Er zijn legio mogelijkheden waarin de silicium laser kan worden toegepast, zowel in de computerwereld als in bijvoorbeeld de geneeskunde.


De silicium laser van Intel

Bijkomend voordeel is dat fotonen en stuk minder warmte produceren dan elektronen. Beide kunnen gebruikt worden om data te versturen. Elektronen transporteren signalen over koperdraad, terwijl fotonen dat via glasvezel doen. Daarnaast kunnen glasvezelkabels veel meer data aan als koperdraad, waardoor de hoeveelheid bekabeling afneemt.
In normale toepassing is silicium erg ongeschikt voor optische data, maar met de uitvinding van Intel kan daar nu dus een verandering in komen.

Naar verwachting zullen de eerste silicium lasers pas over vier à 5 jaar toegepast worden, maar Intel verwacht dat in ieder geval het enthousiasme en de interesse van de industrie gewekt is. De technische details van Intel’s silicium laser zijn gepubliceerd in de laatste editie van het blad Nature.