Dansk laser kan halvere energiforbrug i computere

Forskere på Danmarks Tekniske Universitet har udviklet en nanolaser, der kan blive nøglen til hurtigere og ikke mindst mere energieffektive computere og telefoner.

Nanolaseren er konstrueret i en halvleder-membran, som får elektroner og lys til at samle sig i et lille område. Ved at bruge lys i stedet for elektriske signaler på mikrochips vil datahastigheden kunne øges og energitabet mindskes, forklarer universitetet i en pressemeddelelse.

- Nanolaseren åbner mulighed for at skabe en ny generation af komponenter, der kombinerer høj ydeevne med minimal størrelse. Det kan f.eks. være inden for informationsteknologi, hvor ultra-små og energieffektive lasere kan reducere energiforbruget i computere, eller i udviklingen af sensorer til sundhedssektoren, hvor nanolaserens ekstreme lyskoncentration kan levere billeder i høj opløsning og ultrafølsomme biosensorer, udtaler DTU-professor Jesper Mørk, der er medforfatter til publikationen.

Effektiv transmission

Teknologien er i forvejen kendt, men anvendelsen er ny. Internettet kommunikerer allerede i dag data i form af lyspartikler på lyslederkabler, men på computere bliver data sendt rundt med elektricitet i de elektroniske kredsløb.

Det begrænser hastigheden og skaber varme. Ved at bringe lyset helt ind på selve mikrochippen ved hjælp af nanolasere, kan fremtidens digitale teknologi blive både hurtigere, koldere og langt mere klimavenlig. Det bliver muligt, fordi nanolaseren effektivt kan generere lyssignaler som kan transmitteres næsten uden energitab. Når det gælder computere, anslår Jesper Mørk, at nanolaserne kan halvere energiforbruget.

Kan være færdig om fem år

Nanolaseren er udviklet i DTU’s renrum, DTU Nanolab, og bryder ifølge Jesper Mørk med den traditionelle grænse for, hvor små lasere kan være. Laseren er baseret på en lysfangende struktur – en nanokavitet – der koncentrerer lyset ekstremt kraftigt i et område så lille, at den type konstruktioner tidligere blev anset for umulige.

Når forskerne belyser laseren med en lysstråle, samler både lyset og elektronerne sig i et mikroskopisk område. Det gør det muligt for laseren at fungere ved stuetemperatur med et usædvanligt lavt energiforbrug.

DTU forskernes lysfangende struktur blev oprindeligt designet af professor Ole Sigmunds gruppe fra DTU Construct.

Fra DTU lyder det videre, at næste store udfordring i forskningen indebærer, at nanolaseren skal kunne drives elektrisk. Vurderingen lyder, at de sidste tekniske udfordringer kan løses inden for de næste 5-10 år.