В Канаде впервые сконструирован простой и недорогой лазер на кремнии

Аспирант Университета Макмастера (Онтарио, Канада) Хадидже Миараббас Киани (Khadijeh Miarabbas Kiani) — ведущий автор статьи, в которой демонстрируется работающий дискретный лазер на кремнии, изготовленный университетским Центром новейших технологий устройств (CEDT) с использованием простого и экономичного производственного процесса.

Статья, опубликованная онлайн в журнале Laser & Photonics Reviews, решает давнюю проблему кремниевой фотоники, области, которая занимается вопросами создания сверхкомпактных, недорогих и энергоэффективных оптических систем для многих приложений, от высокоскоростных коммуникаций до самоуправляемых автомобилей и медицинской диагностики.

Световые схемы на кремнии начали разрабатываться в 1980-е годы, но создание реального лазера на кремниевом чипе было быстро признано слишком сложным и дорогостоящим из-за неэффективности данного химического элемента как излучателя света.

«Вы можете построить все остальные части оптической схемы на кремнии, но сам лазер — источник света, который генерирует сигналы — всегда был проблемой из-за фундаментальных свойств кремния», — говорит Джонатан Брэдли (Jonathan Bradley), доцент кафедры инженерной физики и научный руководитель Киани.

Брэдли подчеркнул, что достижение Киани примечательно не только тем, что демонстрирует работающий лазер на кремниевом чипе, но также тем, что это достигается простым и экономичным способом, совместимым с существующими производственными мощностями по всему миру. Эта совместимость очень важна, так как позволяет наладить массовое производство таких устройств с минимальными затратами.

На веб-сайте исследовательской группы Брэдли кремний описывается как универсальный оптический материал завтрашнего дня. Кремний — это наиболее экономичный способ удовлетворить многочисленные требования технологий 21-го века: снизить потребление энергии, уменьшить размеры, максимизировать пропускную способность, улучшить возможности подключения и повысить безопасность.

Теперь, когда в результате работы Киани был получен отдельностоящий лазер на кремнии, следующим шагом в продолжающихся исследованиях команды будет создание лазера, функционирующего в составе кремниевой фотонной цепи.