Erster Silizium-Laser entwickelt

Wichtiger Schritt zur Verarbeitung von Informationen mit Licht

Wissenschaftler der University of California in Los Angeles haben den ersten Laser aus Silizium gebaut, wie Nature berichtet. Dies ist ein wichtiger Schritt in dem Versuch Computer zu bauen, die Informationen mithilfe von Licht verarbeiten, nicht, wie bisher, mit Elektrizität. Zwar werden schon heute viele Daten mit Licht über Glasfasern transportiert. Doch in der Informationsverarbeitung werden die Signale noch immer zuerst in elektrischen Strom umgewandelt, was leichter zu manipulieren ist. Außerdem wird der ganze Prozess durch diese Konvertierung verlangsamt und man braucht zusätzliche Komponenten, die den Kreislauf verteuern.

Wissenschaftler haben schon lange versucht, Geräte herzustellen, die Licht direkt verarbeiten können. Silizium ist dabei am besten geeignet, da es in Massen produziert werden kann durch konventionelle Techniken der Chip-Herstellung. Auf der anderen Seite ist es jedoch sehr schlecht darin, das Licht zu kontrollieren. Umgekehrt sind Materialien wie Galliumarsenid, die gut mit Licht arbeiten, sehr schwer in Chips herzustellen. „Es gab viele Versuche, aber es hat bisher niemand geschafft einen Siliziumlaser herzustellen“, sagt Bahram Jalali, Ingenieur an der University of California. Er und sein Kollege Ozdal Boyraz haben ihre Ergebnisse in der neuesten Ausgabe von Optics Express veröffentlicht.

Um einen guten Laser herzustellen braucht man ein Material, das einen Energie-Input in einem regelmäßigen Rhythmus in Licht-Energie umwandeln kann. Dabei war Silizium bisher immer problematisch, weil es viel von dieser Energie verliert durch Vibrationen innerhalb seines atomaren Gitters. Genau das machen sich jedoch Jalali und Boyraz zu Nutzen. Sie nutzen diese Vibrationen um das Laser-Licht zu erzeugen. „Unser Ansatz nutzt die natürlichen atomaren Vibrationen des Siliziums um Licht zu erzeugen oder auszudehnen“, erklärt Lalali. Es werde jedoch noch einige Jahre dauern bevor Computer mit Laserstrahlen arbeiten werden, da die Entwicklung noch nicht abgeschlossen ist.