กรุงเทพฯ--21 ก.พ.--คาร์ล บายร์ แอนด์ แอสโซซิเอทส์
นักวิทยาศาสตร์อินเทลพัฒนาเลเซอร์ต่อเนื่องจากซิลิคอนมาตรฐาน การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่นี้จะนำไปสู่นวัตกรรมใหม่ด้านการประมวลผล สื่อสาร และการแพทย์
บริษัทอินเทลได้ออกมาประกาศการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งยิ่งใหญ่ โดยใช้ขั้นตอนการผลิตซิลิคอนแบบมาตรฐาน เพื่อสร้างคลื่นเลเซอร์ซิลิคอนแบบต่อเนื่องขึ้นมาเป็นครั้งแรกของโลก เทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยให้มีการผลิตระบบเลเซอร์และอุปกรณ์ออพติคอลคุณภาพสูงราคาถูก เพื่อนำมาใช้งานอย่างกว้างขวางในงานด้านการประมวลผล การสื่อสาร และการแพทย์
รายงานของวารสาร Nature ระบุว่านักวิจัยของอินเทลได้ค้นพบวิธีการเพื่อใช้สิ่งที่เรียกว่าปฏิกริยา Raman และโครงสร้างที่เป็นผลึกของซิลิกอนเพื่อขยายลำแสงขณะที่ผ่านเข้าไป ถ้าหากผสานแสงจากแหล่งกำเนิดภายนอกเข้าไป ชิปที่กำลังอยู่ในระหว่างการทดลองนี้จะสร้างลำแสง เลเซอร์คุณภาพสูงแบบต่อเนื่องได้ แม้ว่าระบบนี้ยังไม่อาจพัฒนาออกมาวางจำหน่ายได้ในอนาคตอันใกล้นี้ก็ตาม แต่ความสามารถในการสร้างแสงเลเซอร์มาจากซิลิคอนมาตรฐานน่าจะนำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์ออพติคอลราคาถูกที่ช่วยรับส่งข้อมูลภายในและระหว่างคอมพิวเตอร์ได้โดยมีความเร็วเท่าแสง ผลที่ตามมาก็คือ เราจะได้แอพพลิเคชั่นใหม่ที่มีความเร็วในการประมวลผลที่สูงขึ้นกว่าเดิม
ดร. มาริโอ พานิคเซีย ผู้อำนวยการห้องทดลอง โฟโตนิคส์ เทคโนโลยี แล็บ ของอินเทล กล่าวว่า "โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งที่เรานำมาสาธิตเป็นครั้งแรกนี้ก็คือการที่ซิลิคอนมาตรฐานสามารถนำมาใช้สร้างอุปกรณ์ที่ขยายลำแสงได้ ในอดีตการใช้อุปกรณ์โฟตอนคุณภาพสูงมีข้อจำกัด เนื่องจากขั้นตอนการผลิต การประกอบ และการบรรจุหีบห่อเสียค่าใช้จ่ายสูงมาก แต่ผลของงานวิจัยชิ้นนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการนำเอาปมเด่นของอุปกรณ์ออพติคอลที่ใช้ซิลิคอนซึ่งมีแบนด์วิธสูงและมีราคาถูกมาสู่ตลาดในวงกว้างได้"
ในปัจจุบันคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องมีพาวเวอร์ซัพพลายที่ใช้จ่ายพลังงานมาที่ชิป ฮาร์ดดิสก์ และอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ แต่ในอนาคตพีซีอาจจะต้องมีอุปกรณ์จ่ายพลังงานสำหรับเครื่องยิงลำแสงเลเซอร์ขนาดเล็ก ระบบขยายสัญญาณ และระบบเชื่อมต่อออพติคอลที่สามารถรับส่งข้อมูลระดับเทราไบต์ภายในคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายได้
นอกจากนั้นระบบชนิดนี้ยังสามารถสร้างแสงที่มีความยาวคลื่นพิเศษที่เหมาะสำหรับฉายไปยังเนื้อเยื่อของมนุษย์ด้วย ตัวอย่างเช่น แสงเลเซอร์ความยาวคลื่นแบบหนึ่งมีประโยชน์สำหรับการทำงานกับที่อุดฟัน ส่วนแสงเลเซอร์อีกชนิดหนึ่งเหมาะสำหรับใช้ขจัดคราบหินปูนในฟัน เป็นต้น
ในปัจจุบันแสงเลเซอร์เหล่านี้เสียค่าใช้จ่ายแพงมากในระดับหมื่นเหรียญสหรัฐ ส่งผลให้มีการนำไปใช้งานในวงจำกัด แต่ในอนาคตการค้นพบของอินเทลจะนำไปสู่ระบบแสงเลเซอร์ทางการแพทย์ที่มีราคาถูกลง ดังนั้นการเดินทางไปหาหมอฟันจะทำให้คนไข้สบายใจขึ้นและเจ็บปวดน้อยลงด้วย
รายละเอียดในด้านเทคนิค
การสร้างแสงเลเซอร์ Raman ในซิลิคอนเริ่มต้นมาจากการเชื่อม waveguide (ท่อส่งลำแสงในชิป) เข้าด้วยกัน ซิลิคอนไม่มีผลต่อแสงอินฟราเรด ดังนั้นเมื่อแสงถูกส่งเข้าไปใน waveguide มันจะรักษาสภาพเดิมเอาไว้ได้และเดินทางไปทั่วทั้งชิปได้ สิ่งที่เหมือนกับการพัฒนาแสงเลเซอร์ขึ้นมาในช่วงทศวรรษที่ 1960 คือ นักวิจัยของอินเทลใช้แหล่งกำเนิดแสงภายนอกเพื่อ "ส่ง" ลำแสงเข้าไปในตัวชิป เมื่อแสงถูกส่งเข้ามา การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติภายในอะตอมของซิลิคอนจะขยายลำแสงขณะที่ผ่านชิปไป การขยายลำแสงดังกล่าวเรียกว่าปฏิกริยา Raman โดยลำแสงในซิลิคอนจะมีประสิทธิภาพมากกว่าแสงที่เดินทางผ่านไฟเบอร์ที่เป็นแก้วถึง 10,000 เท่า ในปัจจุบันมีการใช้เลเซอร์และตัวขยายลำแสง Raman ในอุตสาหกรรมสื่อสาร แต่จำเป็นต้องใช้สายไฟเบอร์ความยาวหลายไมล์จึงจะขยายลำแสงได้ ในขณะที่การใช้ซิลิคอนทำให้นักวิจัยของอินเทลทำงานแบบเดียวกันนี้ได้ภายในชิปซิลิคอนเพียงอันเดียวที่มีขนาดเพียงไม่กี่เซ็นติเมตรเท่านั้นได้
นักวิจัยของอินเทลคาดว่าเลเซอร์นี้สามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์ใดก็ได้ที่สามารถปล่อยลำแสงที่เข้มข้นและต่อเนื่องออกมาได้ (โฟตอนต้องมีความยาวคลื่น เฟส และทิศทางเดียวกัน) ส่วนการเคลือบด้านข้างของตัวชิปโดยใช้วัสดุที่เป็นแผ่นฟิลม์บางๆ ซึ่งสะท้อนแสงได้ (ตัวเคลือบแบบเดียวกับที่ใช้ในแว่นกันแดดคุณภาพสูง) ทำให้นักวิจัยของอินเทลสามารถรักษาสภาพและขยายลำแสงขณะที่ลำแสงสะท้อนไปมาภายในชิปได้ การเพิ่มพลังงานเข้าไปจะทำให้ลำแสงถึงจุดวิกฤตได้ในทันที จากนั้นลำแสงต่อเนื่องที่มีความแม่นยำสูง (อาทิเช่น เลเซอร์) ก็จะส่งออกมาจากชิปได้
การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่
ในช่วงแรกนี้พวกเขาค้นพบว่าการจ่ายพลังงานลำแสงเพิ่มเติมเข้าไปจนเกินกว่าจุดๆหนึ่ง
การขยายลำแสงจะทำไม่ได้อีก และในท้ายที่สุดยังจะลดลงอีกด้วย ทั้งนี้มีสาเหตุมาจากขั้นตอนตามธรรมชาติที่ชื่อ "การดูดซับโฟตอนสองตัว" ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อโฟตอนสองตัวจากลำแสงที่ส่งเข้าไปรวมกับอะตอมในเวลาเดียวกันและกระแทกอิเล็กตรอนออกมา เมื่อเวลาผ่านไปอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจะรวมตัวกันใน waveguide และดูดซับแสงเอาไว้จนกระทั่งการขยายลำแสงต้องหยุดชะงักลงไป
การค้นพบของอินเทลถูกนำผสานกับโครงสร้างของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งในทางเทคนิคแล้วเรียกว่าอุปกรณ์ PIN (P-type - Intrinsic - N-type) ที่อยู่ใน waveguide ถ้าหากมีการส่งโวลเตจเข้าไปใน PIN มันจะทำงานเหมือนกับช่องสุญญากาศจากนั้นทำการขจัดอิเล็กตรอนส่วนเกินส่วนใหญ่ออกไปจากเส้นทางของลำแสง การนำอาอุปกรณ์ PIN มาผสานกับปฏิกริยา Raman จะช่วยให้เกิดลำแสงเลเซอร์ที่ต่อเนื่องได้
ทำให้ซิลิกอนและแสงทำงานร่วมกันได้
การวิจัยเรื่องซิลิคอนโฟตอนของอินเทลเริ่มต้นขึ้นเมื่อบริษัทหาทางประยุกต์ใช้ความเชี่ยวชาญเรื่องซิลิกอนของทางบริษัท เพื่อนำไปพัฒนาอุปกรณ์ออพติคอลแบบเบ็ดเสร็จที่ลูกค้าของอินเทลสามารถนำไปผสานกับผลิตภัณฑ์ชนิดต่างๆ ได้ ทีมงานวิจัยเรื่องซิลิคอนโฟตอนของอินเทล ค้นพบเทคโนโลยีใหม่ๆ ออกมาเป็นจำนวนมาก โดยเริ่มตั้งแต่ปี 2004 เป็นต้นมา มีการพัฒนา optical modulator ในรูปของซิลิคอนที่เข้ารหัสข้อมูลที่ 1 GHz ได้ ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่เพิ่มขึ้นมากกว่า 50 เท่าเมื่อเทียบกับระบบก่อนหน้านี้ซึ่งมีความเร็วประมาณ 20 MHz
เควิน คาห์น ผู้อำนวยการห้องทดลอง คอมมิวนิเคชั่น เทคโนโลยี แล็บ ของอินเทล กล่าวว่า "เรามีโครงการวิจัยระยะยาวอยู่เป็นจำนวนมาก เพื่อหาวิธีการใหม่ๆ ในการนำเอาความเชี่ยวชาญเรื่องซิลิคอนของเราไปประยุกต์ใช้งานเพื่อทำให้ผู้คนมีชีวิตที่ดีกว่าเดิม ตัวอย่างเช่น เรากำลังพัฒนาระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์แบบไร้สายที่สามารถค้นหาอุปกรณ์ที่เสียภายในโรงงานได้ หรือแม้แต่จุดที่อาจจะเสียบนเรือก่อนที่มันจะเกิดขึ้น หรือใช้เพื่อทำให้บริการทางการแพทย์สำหรับผู้สูงอายุดีขึ้นกว่าเดิมเป็นต้น เป้าหมายของแผนงาน Silicon Photonics ของเราก็คือการนำเอาเทคนิคในการผลิตซิลิคอนไปผลิตอุปกรณ์ออพติคอลราคาถูกออกมาในปริมาณมากๆ เพื่อนำเอาจุดเด่นของ โฟตอนแบนด์วิธสูงไปใช้กับงานทุกรูปแบบในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์และสื่อสารได้”
รายงานผลการวิจัยครั้งนี้ตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature ฉบับที่ 433 วันที่ 17 กุมภาพันธ์ 2005 รายงานเรื่อง "A continuous wave Raman Silicon Laser" ซึ่งเขียนโดยเหล่านักวิจัยของ อินเทล ประกอบด้วย Haisheng Rong, Richard Jones, Ansheng Liu, Oded Cohen, Dani Hak, Alexander Fang และ Mario Panicca ผู้สนใจสามารถอ่านผลงานวิจัยชิ้นนี้ รวมทั้งค้นหาข้อมูลอื่นๆ เพิ่มเติมได้ที่ www.intel.com/technology/sp
อินเทลเป็นผู้ผลิตชิปรายใหญ่ที่สุดของโลก และเป็นผู้นำในการผลิตคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ระบบเครือข่าย และอุปกรณ์สื่อสาร ผู้สนใจสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับบริษัทอินเทล ได้ที่เว็บไซต์ http://www.intel.com/pressroom
Intel และ Pentium เป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียนของอินเทล คอร์ปอเรชั่น หรือบริษัทในเครือในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่นๆ
* ชื่อและยี่ห้ออื่นอาจถูกอ้างอิงว่าเป็นทรัพย์สินของบริษัทอื่นๆ
ติดต่อ:
คุณเพชราภรณ์ เจริญนิพนธ์วานิช คุณกรรภิรมย์ อึ้งภากรณ์
บริษัท อินเทล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (ประเทศไทย) จำกัด บริษัท คาร์ล บายร์ แอนด์ แอสโซซิเอทส์
โทรศัพท์: (66 2) 654-0654 โทรศัพท์: (66 2) 627-3501
e-Mail: petch.charoennibhonvanich@intel.com
e-Mail: kanpirom.ungpakorn@carlbyoir.com.hk--จบ--