Около двух десятилетий назад ученые забили тревогу, объявив о том, что электронная техника на протяжении жизни одного поколения вплотную подойдет к пределу быстродействия.
За прошедшее время теоретически проработан ряд «заменителей» полупроводниковой электроники, которая сегодня является базисом информационно-компьютерных технологий (ИКТ) и телекоммуникаций. Наиболее перспективной (с позиций резкого увеличения производительности и возможностей скорейшего налаживания промышленного выпуска) техникой ближайшего будущего для ИКТ считается фотоника, основанная на физической оптике (аналоге физической электроники), использующей в качестве носителей информации кванты электромагнитного поля — фотоны.
Базовыми компонентами фотоники должны стать фотонные микросхемы — интегральные оптические структуры, организованные подобно электронным чипам. Но «теория теорией», а для ее практического воплощения исследователям пока что приходится сталкиваться с множеством сложностей. Одна из них заключается в необходимости использования в фотонных оптических структурах фотонов, обладающих максимально близкими значениями частоты, фазы и поляризации. А генерация «колоний фотонов-близнецов» на современном этапе развития технологий под силу только высокостабильным узкополосным лазерам. И если создание таких лазеров в больших габаритах не представляет особых трудностей, то в микроминиатюрном исполнении их построить до сих пор не удавалось, несмотря на многочисленные попытки, предпринятые в ведущих научных центрах мира.
И вот в конце июля один из проектов создания ультраузкополосного лазерного диода-на-чипе завершился успехом. В этом проекте участвовали ученые департамента лазерной физики и нелинейной оптики Института нанотехнологий MESA+ (подразделение Университета Твенте, Нидерланды) и технологи голландской компании LioniX International, специализирующейся на разработке решений для промышленного производства фотонных интегральных схем.
Микроминиатюрный ультраузкополосный «генератор-рекордсмен» (ширина полосы частот излучаемых им квантов света не превышает 290 Гц, что на порядок уже, чем в конкурирующих образцах лазерных светодиодов) изготовлен из фосфида индия, а для его встраивания в оптический КМОП-чип была применена технология TriPleX, разработанная в 2009 году компанией LioniX International. Важным достоинством голландского лазера-на-чипе является возможность его перестройки в широкой полосе частот (правда, изобретатели пока не указали ее величину).
Появление этого устройства вселяет надежду на ускорение развития фотоники и ее внедрения в различные высокоскоростные оптические технологии связи, в GPS-системы повышенной точности определения координат, а также во всевозможные области ИКТ и телекоммуникаций, в которых критически важными характеристиками являются высокие значения производительности и энергоэффективности, недостижимые в системах, основанных на электронной технике.
