Willkommen bei WCM
Um alle Funktionen dieser Website nutzen zu können müssen Sie sich Einloggen oder Registrieren. Die Registrierung ist unverbindlich und dauert nur einen Moment.
PCs & Komponenten
Veröffentlicht am 07.03.2005 11:08:18
Wohl jeder kennt zumindest einen Action-Film, in denen Helden (mit dabei meist ein Wissenschaftler) und Schurken (mit ebenfalls zumindest einem Forscher in ihren Diensten) gleichermaßen einem unbezahlbaren Edelstein hinterher jagen, der für den Bau eines riesigen, alles zerstörenden Lasers gebraucht wird. Die Wirklichkeit ist deutlich weniger spannend – zumindest für wissenschaftlich Uninteressierte. Gejagt wird aber auch hier, allerdings nicht nach monströsen, teuren sondern nach winzigen, günstigen Lasern, wenn diese auch nicht die Welt in Schutt und Asche legen können - zumindest nicht im wörtlichen Sinn.
Ein Vorreiterrolle nicht nur bei den elektronischen, sondern auch den optischen Halbleitern nimmt Intel ein, deren Forscher den ersten auf herkömmlichen Silizium basierenden, kontinuierlichen Laser vorgestellt haben. Dieser beruht prinzipiell auf dem Raman-Effekt, bei dem es sich grob gesprochen um einen inelastischen Stoß zwischen einem Photon und Molekül handelt. Es wird also Energie vom Molekül auf das Photon transferiert. Diese Verstärkung ist bei Silizium extrem hoch, etwa 10.000 mal stärker als bei einer normalen Glasfaser. Wird nun ein geeigneter Pumplichtstrahl auf das Silizium gerichtet, so wird das Licht stetig verstärkt, was schlussendlich in einem kohärenten Laserstrahl mündet. Wie bei jedem normalen Laser wird dabei diese Verstärkung durch die Reflexion an einer vollkommen reflektierenden, sowie einer teilweise reflektierenden Schicht erreicht, zwischen denen das Licht in diesem Fall in einem S-Bogen hin- und herwandert. Durch die semidurchlässige Schicht wird dabei der Pumpstrahl in die Struktur ein, bzw. der „fertige“ Laserstrahl ausgekoppelt. Dieses Prinzip wird auch bei den meisten anderen Lasern verwendet, nur mit dem Unterschied, dass dies hier auf einem ein Zentimeter großen Areal eines Siliziumwafers passiert. So einfach wie dies klingt ist es natürlich nicht, trotzdem sind solche Silizium-Laser im Infraroten-Frequenzbereich, denn nur für größere Wellenlängen ist Silizium durchsichtig, keine Neuerung.
Bisher war es aber noch nicht möglich, einen kontinuierlichen Laserstrahl zu erzeugen. Grund dafür ist ein überaus unangenehmer Sekundäreffekt, die sogenannte Zweiphotonenabsorption, die eine Vielzahl freier Elektronen erzeugt, welche dann den Laserstrahl schon nach einem Bruchteil einer Sekunde sofort wieder blockieren.
Intel ist es nun gelungen diese Elektronen mit einer „umgebauten“ Diode aus dem Laserbereich abzusaugen und so einen absolut kontinuierlichen Laserstrahl zu erzeugen. Der Prozessorriese sieht dies als großen Schritt in Richtung photonischer, integrierbarer Halbleiterstrukturen an, für die alle normalen, „günstigen“ Fertigungsprozesse der elektronischen Halbleiter verwendet werden könnten. Eine Kopplung mit Letzteren wäre dadurch natürlich ebenso leichter zu bewerkstelligen. Die notwendige Infrastruktur könnte dann wie derzeit zum Beispiel die Versorgungsspannung vom Motherboard eines Computers übernommen werden. Mit der damit eingebundenen optischen „Peripherie“ sollen dann Datenübertragungen im Terrabyte-Bereich möglich sein. Bis es soweit ist, wird es zwar sicherlich noch etwas dauern, die Tauglichkeit dieses Prinzips für marktreife Produkte scheint aber deutlich höher zu sein, als von vielen anderen Ansätzen in diesem Bereich.
Intel Silizium Laser
Paul Müllner
« Und wozu die Regulierungsbehörde TCK? · Neue Laser braucht die (Computer) Welt
· Hyundai steigt auf 8 ms um »