Un laser hybride au silicium est un nouveau type de laser, développé en 2006 par Intel et l’Université de Californie à Santa Barbara (UCSB). Ce laser est fabriqué à partir de matériaux semi-conducteurs des groupes III-V (par exemple, l’arséniure de gallium (III), le phosphure d’indium (III)) du même type que ceux utilisés dans les puces informatiques produites en série, ainsi que le silicium. Un laser hybride au silicium se distingue des diodes laser que nous utilisons actuellement dans nos ordinateurs et lecteurs de CD, à base de phosphure d’indium, qui doivent être assemblées et alignées individuellement pour chaque unité, et ne peuvent pas être produites en série de la même manière que les puces informatiques.
Des plaquettes semi-conductrices III-V séparées doivent être utilisées pour fabriquer des diodes laser actuelles. Les lasers hybrides au silicium sont principalement constitués de silicium et sont fabriqués sur une plaquette de silicium, dont nous avons une vaste expérience dans la fabrication en série grâce à la photolithographie et à la révolution informatique. Les lasers hybrides au silicium réduiront considérablement le coût de construction d’un laser.
Bien que les lasers hybrides au silicium utilisent également du phosphure d’indium pour générer de la lumière, ils n’utilisent pas le produit chimique pour acheminer, détecter, moduler et amplifier la lumière, comme dans les diodes laser normales, mais utilisent plutôt du silicium. Les lasers hybrides au silicium constituent un grand pas vers l’intégration de systèmes optiques avec des puces informatiques conventionnelles, ce qui pourrait permettre des vitesses de traitement et des taux de transfert de données des centaines de fois plus rapides que les meilleurs que nous ayons aujourd’hui. Ces taux de transfert seraient au niveau du térabit plutôt que du niveau du gigabit ou du mégabit que nous voyons aujourd’hui.
Les lasers hybrides au silicium font partie d’un programme de recherche appelé calcul photonique, qui veut voir des puces informatiques utiliser la lumière en tangente avec des impulsions électriques pour traiter les données. La lumière nécessite moins d’énergie par unité de données. Les lasers hybrides au silicium peuvent être produits en série à l’échelle industrielle, avec des centaines ou plus par puce. De nombreux lasers sur puce seraient nécessaires pour fabriquer un ordinateur principalement basé sur la photonique. Une autre étape nécessaire à la vraie photonique serait la technologie pour arrêter littéralement la lumière dans un cristal, analogue au stockage d’électrons dans la logique informatique actuelle. Des recherches préliminaires ont montré des résultats prometteurs dans cette direction.