科学家们长期以来一直致力于用硅制造激光器。这项进展将使工程师能够将电子和光学设备都集成到廉价的硅芯片上，而不是被迫使用基于“奇异”半导体材料（如砷化镓或磷化铟）的昂贵激光器。硅激光器可以带来经济实惠的基于光的系统，利用光子而不是电子来快速传输大量数据——速率达到每秒多千兆比特。加州大学洛杉矶分校和英特尔公司的两个研究小组最近报告了在使硅发出连续激光方面的成功。
尽管硅顽强地抵抗作为激光介质，但这项备受期待的壮举还是实现了。在良好的激光材料中，被注入能量的电子会以相干光子的形式释放能量。然而，在硅中，激发态电子更容易振动，从而产生热量。“已经有很多尝试，但以前没有人能够使硅产生激光，”领导加州大学洛杉矶分校团队的物理学家巴赫拉姆·贾拉利指出。
贾拉利和他的小组去年秋天通过巧妙地利用一些最初破坏硅作为激光器适用性的振动解决了这个问题。特别是，他们专注于拉曼效应，即光在原子振动散射后波长变长的过程。加州大学洛杉矶分校的研究人员将散射光与来自另一个激光器的泵浦能量相匹配，从而产生建设性的反馈，导致光得到净放大。
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英特尔在几个月后报告了自己在制造硅拉曼激光器方面的成功。这家芯片制造商的科学家们将来自一个单独的激光器的光馈入一个波导（或光管）——基本上是一个工程师雕刻在15毫米见方的硅芯片上的S形脊——然后拉曼激光就出现了。当然，这项任务并不容易。硅拉曼激光器的功率通常会达到一个极限，因为光子会零星地与硅原子碰撞并释放出自由电子。“不幸的是，自由电子云会吸收和散射光，因此当你更用力地泵浦设备时，你会得到递减的回报，”英特尔光子技术实验室主任马里奥·帕尼奇亚解释说。因此，该团队在波导的两侧放置了两个电极，形成了一种二极管。“在二极管两端施加电压就像真空吸尘器一样吸走自由电子，”他说，从而保持光线流过芯片。
罗切斯特大学的电气和计算机工程师菲利普·M·福谢特说：“这项研究和相关研究应该会带来许多有用的应用。” 例如，通过硅连续产生的激光束可以克服外科手术中可能使用的激光器的成本和尺寸限制。该技术还可以检测环境中微量的化学物质，干扰热寻导弹的传感器或实现高带宽（高容量）的光通信。
展望未来，帕尼奇亚认为，这项新的激光技术可以作为高带宽光子设备的构建模块，这些设备几乎完全由现有半导体代工厂和微加工设施中廉价的硅材料制成。他指出：“我们已经开发了这种系统的其他必要组件”，包括快速调制器（光学编码器）、光导管和光电探测器。
当然，许多业内人士希望这项技术最终能够实现全光计算机——在这种超高速数字系统中，光子而不是电子充当0和1。帕尼奇亚对最近的进展持乐观态度：“这项工作不仅是一项科学突破，也是一项心理上的突破，因为没有人认为它可以做到。”