Ein Hybrid-Silizium-Laser ist ein neuer Lasertyp, der 2006 von Intel und der University of California Santa Barbara (UCSB) entwickelt wurde. Dieser Laser besteht aus Halbleitermaterialien der Gruppe III-V (zB Gallium(III)-Arsenid, Indium(III)-Phosphid) des gleichen Typs, der in massenproduzierten Computerchips verwendet wird, sowie Silizium. Ein Hybrid-Silizium-Laser unterscheidet sich von den Laserdioden, die wir derzeit in unseren Computern und CD-Playern verwenden, auf Basis von Indiumphosphid, die für jedes Gerät individuell zusammengebaut und ausgerichtet werden müssen und nicht wie Computerchips in Massenproduktion hergestellt werden können.
Zur Herstellung aktueller Laserdioden müssen separate III-V-Halbleiterwafer verwendet werden. Hybrid-Siliziumlaser bestehen hauptsächlich aus Silizium und werden auf einem Siliziumwafer hergestellt, mit dem wir dank Photolithographie und der Computerrevolution umfangreiche Erfahrungen in der Massenfertigung haben. Hybrid-Siliziumlaser werden die Kosten für den Bau eines Lasers erheblich senken.
Hybrid-Siliziumlaser verwenden zwar auch Indiumphosphid zur Lichterzeugung, verwenden jedoch nicht die Chemikalie zum Leiten, Detektieren, Modulieren und Verstärken von Licht wie bei normalen Laserdioden, sondern verwenden stattdessen Silizium. Hybrid-Siliziumlaser sind ein großer Schritt in Richtung der Integration optischer Systeme mit herkömmlichen Computerchips, die Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Datenübertragungsraten ermöglichen könnten, die hundertmal schneller sind als die besten, die wir heute haben. Diese Übertragungsraten würden eher auf Terabit-Ebene liegen als auf der Gigabit- oder Megabit-Ebene, die wir heute sehen.
Hybrid-Siliziumlaser sind Teil eines Forschungsprogramms namens Photonic Computing, das sehen will, dass Computerchips Licht in Tangente mit elektrischen Impulsen verwenden, um Daten zu verarbeiten. Licht benötigt weniger Energie pro Dateneinheit. Hybrid-Siliziumlaser können im industriellen Maßstab mit Hunderten oder mehr pro Chip in Massenproduktion hergestellt werden. Um einen Computer herzustellen, der hauptsächlich auf Photonik basiert, wären zahlreiche On-Chip-Laser erforderlich. Ein weiterer notwendiger Schritt zur echten Photonik wäre die Technologie, das Licht buchstäblich in einem Kristall zu stoppen, analog zur Elektronenspeicherung in der aktuellen Computerlogik. Vorläufige Untersuchungen haben vielversprechende Ergebnisse in diese Richtung gezeigt.