Análisis de las condiciones detalladas necesarias para realizar una memoria biestable Kerr óptica.
Investigación
Análisis de las condiciones detalladas necesarias para realizar una memoria biestable Kerr óptica.
Hacia una memoria totalmente óptica basada en el efecto Kerr óptico.
ya que (es decir, "por esa razón")Resultados de investigaciones anteriores.Los resultados de este estudio revelaron que se requieren dos condiciones para realizar la memoria óptica utilizando el efecto Kerr óptico: "un fuerte acoplamiento con fibras ópticas cónicas" y "una configuración de adición de gotas utilizando dos fibras ópticas cónicas", pero estas condiciones cuantitativas y detalladas siguen sin estar claras. En este estudio se han investigado en detalle las condiciones cuantitativas necesarias para realizar una memoria óptica y el rendimiento de la memoria resultante.
Para utilizar el efecto óptico Kerr, es necesario utilizar resonadores fabricados con materiales de bajo coeficiente de absorción y baja generación de calor. En este estudio, se utilizaron para el análisis microrresonadores de Si3N4 (Fig. 1(a)) y resonadores toroidales de sílice (Fig. 1(b)), que son resonadores hechos de Si3N4 y sílice que se sabe que tienen un bajo coeficiente de absorción. Al igual que en estudios anteriores, para el análisis se utilizó el análisis numérico combinado con la teoría de modos acoplados y el método de elementos finitos.
Fig. 1 Ilustración esquemática de (a) un microespejo de nitruro de silicio y (b) un microespejo de toroide de sílice. Las líneas blancas sólidas en los mapas de color representan un límite de materiales. Las líneas blancas sólidas en los mapas de color representan un límite de materiales.
La figura 2(a)-(b) muestra los resultados del análisis. El eje horizontal representa el tiempo de vida de los fotones del resonador (una cantidad que depende de la fuerza de acoplamiento con la guía de ondas) y el eje vertical representa la desviación entre la longitud de onda resonante del resonador y la longitud de onda óptica de entrada. El mapa de colores muestra la potencia de accionamiento necesaria para manejar la memoria óptica cuando se utilizan las condiciones correspondientes a los ejes horizontal y vertical. La zona gris representa el punto en el que el funcionamiento de la memoria se hace imposible debido al efecto del calor acumulado. La figura 3 muestra la relación entre la velocidad de la unidad de memoria y la potencia de la unidad de memoria obtenida a partir del análisis. Los resultados muestran que la sílice puede ser impulsada a una potencia de 1,7 mW debido a su menor coeficiente de absorción que el Si3N4, mientras que el Si3N4 no puede ser impulsado a una potencia inferior a 1,8 W bajo ninguna condición. Este estudio sugiere que el Si3N4, que recientemente ha atraído la atención como plataforma para dispositivos ópticos no lineales, puede no ser adecuado para su uso como memoria óptica de coche, y también muestra la ventaja de la plataforma de sílice. También se aclararon las condiciones cuantitativas necesarias para impulsar la memoria y su rendimiento.
Fig. 2 Potencia de accionamiento de entrada necesaria para diferentes tiempos de vida de los fotones cargados (τload) y valores de desintonización (δ). (a) Un microespejo de Si3N4 y (b) una microcavidad de sílice toroidal. (indicado en gris). El eje superior representa la velocidad de respuesta del dispositivo.
Fig. 3 Compensación entre la potencia de entrada requerida y la velocidad de respuesta a través del tiempo de vida de los fotones cargados. Los gráficos rojos y azules corresponden a un microrrelieve de Si3N4 y a una microcavidad toroidal de sílice.
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