Analyse des conditions détaillées requises pour réaliser une mémoire optique bistable Kerr.
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Analyse des conditions détaillées requises pour réaliser une mémoire optique bistable Kerr.
Vers une mémoire tout-optique basée sur l'effet Kerr optique.
depuis (c'est-à-dire "pour cette raison")Résultats des recherches précédentes.Les résultats de cette étude ont révélé que deux conditions sont nécessaires pour réaliser une mémoire optique utilisant l'effet Kerr optique : "un couplage fort avec des fibres optiques effilées" et "une configuration d'addition de gouttes utilisant deux fibres optiques effilées", mais ces conditions quantitatives et détaillées sont restées floues. Dans cette étude, les conditions quantitatives requises pour réaliser une mémoire optique et les performances de la mémoire résultante ont été examinées en détail.
Afin d'utiliser l'effet Kerr optique, il est nécessaire d'utiliser des résonateurs composés de matériaux à faible coefficient d'absorption et à faible dégagement de chaleur. Dans cette étude, des microrésistances en Si3N4 (Fig. 1(a)) et des résonateurs toriques en silice (Fig. 1(b)), qui sont des résonateurs en Si3N4 et en silice connus pour avoir un faible coefficient d'absorption, ont été utilisés pour l'analyse. Comme dans les études précédentes, une analyse numérique combinant la théorie des modes couplés et la méthode des éléments finis a été utilisée pour l'analyse.
Fig. 1 Illustration schématique (a) d'un microring en nitrure de silicium et (b) d'un microring torique en silice. Les lignes blanches pleines dans les cartes de couleur représentent une frontière de matériaux. Les lignes blanches pleines dans les cartes de couleur représentent une frontière de matériaux.
La figure 2(a)-(b) montre les résultats de l'analyse. L'axe horizontal représente la durée de vie des photons du résonateur (une quantité qui dépend de la force de couplage avec le guide d'ondes) et l'axe vertical représente l'écart entre la longueur d'onde de résonance du résonateur et la longueur d'onde optique d'entrée. La carte en couleur montre la puissance d'entraînement nécessaire pour piloter la mémoire optique lorsque les conditions correspondant aux axes horizontal et vertical sont utilisées. La zone grise représente le point à partir duquel le fonctionnement de la mémoire devient impossible en raison de l'effet de la chaleur accumulée. La figure 3 montre la relation entre la vitesse du lecteur de mémoire et la puissance du lecteur de mémoire obtenue par l'analyse. Les résultats montrent que la silice peut être pilotée à une puissance de 1,7 mW en raison de son coefficient d'absorption inférieur à celui du Si3N4, tandis que le Si3N4 ne peut être piloté à une puissance inférieure à 1,8 W, quelles que soient les conditions. Cette étude suggère que le Si3N4, qui a récemment attiré l'attention en tant que plate-forme pour les dispositifs optiques non linéaires, pourrait ne pas convenir à une utilisation comme mémoire optique de voiture, et montre également l'avantage de la plate-forme de silice. Les conditions quantitatives requises pour piloter la mémoire et ses performances ont également été précisées.
Fig. 2. Puissance d'entraînement requise pour différents temps de vie des photons chargés (τload) et valeurs de désaccord (δ). (a) Un microréseau Si3N4 et (b) une microcavité torique en silice. (indiqué en gris). L'axe supérieur représente la vitesse de réponse du dispositif.
Fig. 3. Compromis entre la puissance d'entraînement requise et la vitesse de réponse via la durée de vie des photons chargés. Les tracés rouge et bleu correspondent à un microréseau Si3N4 et à une microcavité toroïdale en silice.
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