Un laser ibrido al silicio è un nuovo tipo di laser, sviluppato nel 2006 da Intel e dall’Università della California Santa Barbara (UCSB). Questo laser è realizzato con materiali semiconduttori del gruppo III-V (ad esempio arseniuro di gallio (III), fosfuro di indio (III)) dello stesso tipo utilizzato nei chip per computer prodotti in serie, nonché silicio. Un laser ibrido al silicio è distinto dai diodi laser che attualmente utilizziamo nei nostri computer e lettori CD, basati sul fosfuro di indio, che devono essere assemblati e allineati individualmente per ciascuna unità e non possono essere prodotti in serie allo stesso modo dei chip per computer.
Per fabbricare diodi laser di corrente devono essere utilizzati wafer a semiconduttore III-V separati. I laser ibridi al silicio sono principalmente realizzati in silicio e sono fabbricati su un’onda di silicio, di cui abbiamo una vasta esperienza nella produzione di massa grazie alla fotolitografia e alla rivoluzione informatica. I laser ibridi al silicio ridurranno notevolmente il costo di costruzione di un laser.
Sebbene i laser al silicio ibridi utilizzino anche il fosfuro di indio per generare luce, non utilizza la sostanza chimica per instradare, rilevare, modulare e amplificare la luce, come nei normali diodi laser, ma utilizza invece il silicio. I laser ibridi al silicio sono un enorme passo avanti verso l’integrazione dei sistemi ottici con i chip dei computer convenzionali, che potrebbero consentire velocità di elaborazione e velocità di trasferimento dati centinaia di volte superiori rispetto ai migliori che abbiamo oggi. Queste velocità di trasferimento sarebbero a livello di terabit piuttosto che a livello di gigabit o megabit che vediamo oggi.
I laser ibridi al silicio fanno parte di un programma di ricerca chiamato calcolo fotonico, che vuole vedere i chip dei computer utilizzare la luce in tangenza con gli impulsi elettrici per elaborare i dati. La luce richiede meno energia per unità di dati. I laser ibridi al silicio possono essere prodotti in serie su scala industriale, con centinaia o più per die. Sarebbero necessari numerosi laser su chip per realizzare un computer basato principalmente sulla fotonica. Un altro passo necessario per la vera fotonica sarebbe la tecnologia per fermare letteralmente la luce in un cristallo, analogamente all’immagazzinamento di elettroni nell’attuale logica dei computer. La ricerca preliminare ha mostrato risultati promettenti in questa direzione.