Silizium-Laser: Forscherin findet den Heiligen Gral optischer Schaltkreise

Eine Doktorandin hat in der Stille, die einem physikalischen Labor während der Pandemie innewohnt, wohl den Heiligen Gral des optischen Computings gefunden: Sie entwickelte einen neuen und einfach Weg, einen Laser mit Silizium zu erzeugen. Silizium sei dafür nicht besonders gut geeignet. "Es ist ein gutes Detektor-Material, aber kein effektiver Licht-Emittent", sagte Miarabbas Kiani von der McMaster University. Entsprechend groß ist bisher das Problem bei der Entwicklung optischer Schaltkreise. Diese sind zwar extrem leistungsfähig, doch ist es ein komplizierter und teurer Prozess, den benötigten Laser in den Chip zu integrieren. An eine preiswerte und wirtschaftliche Massenproduktion ist hier daher nicht zu denken.

Im August letzten Jahres, nach vielen Monaten voller Experimente, erreichte sie ihr Ziel. "Ich konnte mein Glück erst einmal gar nicht teilen", berichtete sie. Wegen der Pandemie war niemand sonst im Labor. Sie wiederholte ihr Experiment, erhielt das gleiche Ergebnis und rief daraufhin sofort ihre Vorgesetzten an.

Es geht sogar billig

Optische Schaltkreise werden bereits seit den 1980er Jahren entwickelt. Ihnen blieb der große Durchbruch bisher allerdings verwehrt, weil die entscheidende Komponente fehlte. "Man kann alle anderen Teile eines optischen Schaltkreises auf Silizium aufbauen, aber der Laser selbst - die Lichtquelle, die die Signale erzeugt - war aufgrund der grundlegenden Eigenschaften von Silizium immer ein Problem", erklärte Jonathan Bradley, einer der Chefs der Forscherin.

Kianis Arbeit sei herausragend, da sie nicht nur einen funktionierenden Laser auf Silizium-Basis entwickelt hat, sondern dieser auch noch sehr einfach und kostengünstig gebaut werden kann. Binnen des letzten Jahres hat Bradleys Team nun weiter daran gearbeitet, den Durchbruch der Kollegin zu optimieren und die Forschungsergebnisse so aufzuarbeiten, dass sie jetzt im Journal Laser & Photonics Reviews publiziert werden konnten.

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