Analisis kondisi terperinci yang diperlukan untuk mewujudkan memori bistable Kerr optik.

2014-12-01 2022-09-30 miyahara

Penelitian

2014-12-01

Menuju memori semua optik berdasarkan efek Kerr optik.

karena (yaitu "karena alasan itu")Temuan penelitian sebelumnya.Hasil penelitian ini mengungkapkan bahwa dua kondisi yang diperlukan untuk merealisasikan memori optik menggunakan efek Kerr optik: "kopling yang kuat dengan serat optik meruncing" dan "konfigurasi add-drop menggunakan dua serat optik meruncing", tetapi kondisi kuantitatif dan terperinci ini masih belum jelas. Dalam penelitian ini, kondisi kuantitatif yang diperlukan untuk merealisasikan memori optik dan performa memori yang dihasilkan, diselidiki secara mendetail.
Untuk memanfaatkan efek Kerr optik, perlu menggunakan resonator yang terbuat dari bahan dengan koefisien penyerapan yang rendah dan panas yang rendah. Dalam penelitian ini, microring Si3N4 (Gbr. 1(a)) dan resonator toroid silika (Gbr. 1(b)), yang merupakan resonator yang terbuat dari Si3N4 dan silika yang diketahui memiliki koefisien absorpsi yang rendah, digunakan untuk analisis. Seperti pada penelitian sebelumnya, analisis numerik yang dikombinasikan dengan teori mode gabungan dan metode elemen hingga digunakan untuk analisis.

Gbr. 1 Ilustrasi skematik dari (a) microring silikon nitrida dan (b) microring silika toroid. Garis solid putih pada peta warna menunjukkan batas material. Garis solid putih pada peta warna menunjukkan batas material.

Gambar 2(a)-(b) menunjukkan hasil analisis. Sumbu horizontal menunjukkan masa pakai foton resonator (kuantitas yang bergantung pada kekuatan penggandengan dengan pandu gelombang) dan sumbu vertikal menunjukkan deviasi antara panjang gelombang resonansi resonator dan panjang gelombang optik input. Peta warna menunjukkan daya penggerak yang diperlukan untuk menggerakkan memori optik apabila kondisi yang sesuai dengan sumbu horizontal dan vertikal digunakan. Area abu-abu menunjukkan titik di mana operasi memori menjadi tidak mungkin karena efek panas yang terakumulasi. Gambar 3 menunjukkan hubungan antara kecepatan drive memori dan daya drive memori yang diperoleh dari analisis. Hasilnya menunjukkan bahwa silika dapat digerakkan pada daya 1,7 mW karena koefisien penyerapannya yang lebih rendah daripada Si3N4, sedangkan Si3N4 tidak dapat digerakkan pada daya kurang dari 1,8 W pada kondisi apa pun. Studi ini menunjukkan bahwa Si3N4, yang baru-baru ini menarik perhatian sebagai platform untuk perangkat optik non-linear, mungkin tidak cocok untuk digunakan sebagai memori mobil optik, dan juga menunjukkan keunggulan platform silika. Kondisi kuantitatif yang diperlukan untuk menggerakkan memori dan kinerjanya juga diklarifikasi.

Gbr. 2 Daya penggerak input yang diperlukan untuk waktu hidup foton yang dimuat (τmuat) dan nilai detuning (δ) yang berbeda. (a) Mikrofon Si3N4 dan (b) Mikrofon toroid silika. ditunjukkan sebagai abu-abu). Sumbu atas menunjukkan kecepatan respons perangkat.

Gbr. 3 Pertukaran antara daya penggerak input yang diperlukan dan kecepatan respons melalui masa pakai foton yang dimuat. Plot merah dan biru adalah untuk microring Si3N4 dan rongga mikro toroid silika.

Sebagian dari penelitian ini ditugaskan oleh Program Promosi Litbang Informasi dan Komunikasi Strategis (SCOPE). Penelitian ini juga didukung oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (MEXT) di bawah proyek "Sekolah Pascasarjana Terkemuka Universitas Keio (tipe serba bisa): Ilmu Pengetahuan untuk Pengembangan Masyarakat yang Sangat Matang".

Pencapaian ini dimungkinkan olehJurnal Fisika Terapan Jepang 53, 122202 (2014). Informasi tersebut akan dipublikasikan di

Kategori: 研究トピックス

Analisis kondisi terperinci yang diperlukan untuk mewujudkan memori bistable Kerr optik.

Sakelar all-optical berdaya terendah di dunia yang menggunakan efek Kerr optik.

OSA (FiO/LS) 2015 Yuta Ooka