Bisher kleinster Laser für optische Datenverarbeitung

La Jolla (USA) – Wer Daten auf photonischen Computerchips mit Hilfe von Licht extrem schnell verarbeiten will, braucht einen zuverlässigen und zugleich winzigen Laser. Dieses Ziel erreichten nun amerikanische Wissenschaftler mit einer filigranen Zylinderstruktur aus sogenannten Verbindungshalbleitern. Wie sie in der Zeitschrift „Nature“ berichten, konnte ihr Prototyp eines Nanolasers infrarote Lichtpulse aussenden, die ideal für die optische Leitung und Verarbeitung digitaler Daten geeignet sind.

Aufbau des Nanolasers im Querschnitt und in der Ansicht unterm Mikroskop.
Nanolaser

„Diese nanoskaligen Koaxial-Laser haben ein großartiges Potenzial für nanophotonische Schaltkreise auf Chips der Zukunft“, schreiben Yeshaiahu Fainman und seine Kollegen von der University of California, San Diego. Für ihre neue und vielseitige Lichtquelle deponierten sie einen sogenannten Quantenwall aus einer halbleitenden Verbindung aus Indium, Gallium, Arsen und Phosphor auf einem hochreinen Träger und umhüllten ihn mit einer Schicht aus Siliziumdioxid. Fein strukturiert mit einem Elektronenstrahl erhielten sie eine filigrane, mehrschichtige Zylinderstruktur. Diese ließ sich mit einem zweiten Laser so angeregen, dass sieüber Quanteneffekte sowohl tiefgekühlt auf fast minus 270 Grad als auch bei Raumtemperatur infrarote Laserpulse aussenden konnte.

Wegen der hohen Qualität der so erzeugten infraroten Laserpulse sind Fainman und Kollegen überzeugt, dass ihr Nanolaser die Entwicklung von Photonik-Chips weiter vorantreiben wird. Mit verfügbaren Methoden könnten diese Lichtquellen bald in winzige optische Schaltkreise integriert werden. Gelingt es danach, den Laser nicht nur mit einer Lichtquelle, sondern über einen elektrischen Anschluss zum Leuchten zu bringen, könnten schon bald erste Photonik-Chips entwickelt und getestet werden.