英特爾發(fā)明硅激光技術 采用標準芯片生產工藝

 通過利用標準的硅生產工藝，而不是目前產生激光所要求的更昂貴的材料和工藝，英特爾已經開發(fā)出能夠產生8 束連續(xù)拉曼激光的芯片。該芯片發(fā)出的連續(xù)光束能夠被調制成表示數(shù)據的脈沖。廉價的光部件不僅僅能夠提高計算機的速度，而且能夠使醫(yī)療設備更廉價和更精確。 

    盡管硅激光雕刻機要進入市場還需要至少4 、5 年的時間，但這種芯片應當能夠在業(yè)界引起廣泛的興趣。芯片廠商們對硅寵愛有加，但在運載光學數(shù)據方面它的表現(xiàn)則要糟糕得多。 

    英特爾光子學技術實驗室的主任馬里奧表示，這既是科學，也是心理上的突破，因為沒有人想到這是可能的。在正常的環(huán)境中，硅不是理想的光學材料。

    硅激光是英特爾利用光連接計算機、芯片，甚至芯片中部件計劃的**進展。去年，英特爾展示了一款運行速度與目前的調制器相當?shù)?“硅調制器”。 

    Gartner 集團的分析師雷諾茲表示，英特爾的技術可以將價值2000美元的調制器集成到一個硅芯片中，顯然，這一技術是有市場的。硅激光也是英特爾利用其工廠生產能夠對血液進行化驗和完成機械任務的芯片的更大計劃的一部分。

    利用光傳輸數(shù)據有著巨大的優(yōu)勢。能耗和散熱已經成為芯片設計者面臨的一個重大問題，與電子相比，光子產生的熱量要遠遠小得多。光束能夠處理的數(shù)據也要多得多，因此能夠減少電纜的數(shù)量和計算機的體積。

    弊端？光學部件的生產成本很高，而且要求使用III-V 材料，將部件組裝成一個完整的系統(tǒng)也是一件相當不容易的任務。加州大學洛杉磯分校的教授賈拉利說，拉曼激光是“一項重大的技術突破”。賈拉利是硅拉曼激光的發(fā)明者。

    英特爾負責硅光子戰(zhàn)略的高級經理維克多說，目前的硅設備要求光纖必須與激光同步，光纖設備三分之二的成本都來自測試和組裝。批量生產的硅芯片能夠改進許多問題。硅芯片能夠實現(xiàn)非常容易的調整：可以在能夠產生激光的芯片上刻一個槽，而光纖就可以被迅速、廉價、精確地穿過這個槽。

    在某些方面來說，拉曼激光也非常適合硅芯片。拉曼效應的原理是：光射向一種物質，引起物質中原子的振動，從而使得一些光子獲得能量，而另一些光子失去能量，產生波長不同的再生光。

    拉曼激光就是捕獲這些再生光，然后對它進行放大，產生有特種用途的光束。由于其晶體結構，在受到光的照射后，硅原子非常容易振動。與標準的玻璃相比，硅的拉曼效應要強10000 倍，這使得拉曼激光更容易被放大。 

    但是，當一個硅原子同時受到二個光子的碰撞后，受到撞擊的原子就會釋放出一個電子，就會在硅材料內部形成一個電子云，吸收掉產生的拉曼激光。為了解決這一問題，芯片設計者圍繞“硅腔”設計了一個電場，這會使電子云被“一掃而光”。

    從技術上來講，硅并沒有生成光束，而只是充當了用來生成和放大再生光的媒介。硅不是一種能夠生成光的好材料。馬里奧說，這是解決光發(fā)射問題的不同方法。試驗用的芯片采用了“絕緣硅”技術，它是采用標準的硅芯片生產工藝生產的，有利于降低成本。

    英國薩里大學的教授格雷厄姆說，許多人一直在試圖利用多種不同的方法生成硅激光，對硅激光的懷疑已經在日益增加，但是，我們今天終于看到了真正的硅激光。硅是一種低成本、適合大批量生產的媒介，看看電子設備的廉價就知道了。

    英特爾一直在改進其光子技術。在去年展示硅調制器時，它的數(shù)據傳輸速率是1gbps.在三周前發(fā)表的一篇論文中，英特爾聲稱硅調制器的數(shù)據傳輸速率已經達到2.5gbps ，而目前正在受到評估的一篇論文則聲稱硅調制器的數(shù)據傳輸速率已經達到4gbps。