تحليل الشروط التفصيلية المطلوبة لتحقيق الذاكرة الضوئية ثنائية الاستقرار للسيارة
الأبحاث
تحليل الشروط التفصيلية المطلوبة لتحقيق الذاكرة الضوئية ثنائية الاستقرار للسيارة
نحو تحقيق الذاكرة الضوئية الكاملة باستخدام تأثير كير البصري
أقلنتائج البحوث السابقةولذلك، من أجل تحقيق ذاكرة بصرية باستخدام تأثير كير البصري، هناك شرطان ضروريان: ``اقتران قوي مع ألياف ضوئية مدببة'' و``تكوين من النوع الإضافي باستخدام ليفين بصريين مدببين.'' ومع ذلك، ظلت هذه الشروط الكمية والتفصيلية غير واضحة. ولذلك قمنا في هذا البحث بدراسة تفصيلية للشروط الكمية اللازمة لتحقيق الذاكرة الضوئية وأداء الذاكرة التي يمكن الحصول عليها.
ومن أجل الاستفادة من تأثير كير البصري، من الضروري استخدام مرنان مصنوع من مادة ذات معامل امتصاص منخفض ولا تولد الحرارة بسهولة. لذلك، في هذه الدراسة، قمنا بتطوير حلقة ميكروية Si3N4 (الشكل 1 (أ)) ومرنان حلقي من السيليكا (الشكل 1 (ب)))، وهما رنانات تستخدم Si3N4 والسيليكا، والتي من المعروف أنها تحتوي على معاملات امتصاص منخفضة. تم استخدامه كموضوع للتحليل. للتحليل، استخدمنا التحليل العددي الذي يجمع بين نظرية الوضع المزدوج وطريقة العناصر المحدودة، كما في الدراسات السابقة.
الشكل 1. رسم تخطيطي لـ (أ) ميكرورينج نيتريد السيليكون و (ب) صور مقطعية مستعرضة هي توزيعات شدة الوضع البصري. تمثل الخطوط الصلبة البيضاء في خرائط الألوان حدودًا للمواد البيضاء تمثل الخطوط الصلبة في الخرائط الملونة حدودًا للمواد.
وتظهر نتائج التحليل في الشكل 2 (أ)-(ب). يمثل المحور الأفقي عمر الفوتون للمرنان (مقدار يعتمد على قوة الاقتران مع الدليل الموجي)، ويمثل المحور الرأسي الانحراف بين طول موجة الرنين للمرنان وطول موجة الضوء المدخلة. تمثل الخريطة الملونة القوة الدافعة اللازمة لتشغيل الذاكرة الضوئية عند استخدام الظروف المقابلة للمحورين الأفقي والرأسي. بالإضافة إلى ذلك، تمثل المناطق الرمادية نقاطًا لم يعد فيها تشغيل الذاكرة ممكنًا بسبب تأثيرات الحرارة المتراكمة. من هذا الرسم البياني، يمكنك فهم الشروط اللازمة لمحرك الذاكرة وطاقة المحرك التي تتطلبها الذاكرة. يوضح الشكل 3 العلاقة بين سرعة محرك الذاكرة وقوة محرك الذاكرة التي تم الحصول عليها من خلال التحليل. لقد وجدنا أنه على الرغم من أنه لا يمكن تشغيل Si3N4 بقوة 1.8 واط أو أقل تحت أي ظرف من الظروف، إلا أنه يمكن تشغيل السيليكا بقدرة 1.7 ميجاوات لأن معامل امتصاصها أقل من معامل امتصاص Si3N4. اقترح هذا البحث أن Si3N4، الذي جذب الانتباه مؤخرًا كمنصة للأجهزة البصرية غير الخطية، قد يكون غير مناسب للاستخدام كذاكرة سيارة بصرية، كما أظهر مزايا منصة السيليكا. قمنا أيضًا بتوضيح الشروط الكمية اللازمة لمحرك الذاكرة وأدائه.
الشكل 2: طاقة محرك الإدخال المطلوبة لأوقات عمر الفوتون المحملة المختلفة (τload) وقيم التفكيك (δ). (أ) A Si3N4 microring و (b) لا يمكن تحقيق تجويف صغير حلقي من السيليكا في ذاكرة Kerr ثنائية الاستقرار "المناطق (المشار إليها باللون الرمادي) يمثل المحور العلوي سرعة استجابة الجهاز.
الشكل 3. المفاضلة بين طاقة محرك الإدخال المطلوبة وسرعة الاستجابة عبر عمر الفوتون المحمل. المخططات الحمراء والزرقاء مخصصة لـ Si3N4 microring وتجويف صغير حلقي من السيليكا.
- تصنيفات
- 研究トピックス