Analisi della memoria ottica Kerr bistabile.

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Analisi della memoria ottica Kerr bistabile.

Per ottenere una memoria ottica estremamente efficiente dal punto di vista energetico

Nel Laboratorio Tanabe si sta conducendo una ricerca su interruttori e memorie completamente ottici che utilizzano risonatori ottici. Sostituendo i circuiti elettrici esistenti con circuiti ottici che utilizzano questi dispositivi, in futuro si potrebbe ottenere un'elaborazione dei segnali a risparmio energetico. In questo studio è stata condotta un'indagine teorica sulla memoria completamente ottica che utilizza risonatori micro-ottici silicatroidi.

È noto che la memoria interamente ottica può essere realizzata manipolando dinamicamente l'indice di rifrazione in un risonatore ottico. Il modo migliore per manipolare l'indice di rifrazione in un risonatore è utilizzare l'effetto ottico Kerr, che non comporta l'assorbimento ottico, ma la variazione dell'indice di rifrazione causata da questo effetto è piccola, il che rende difficile il suo utilizzo.

In questo studio, le condizioni necessarie per realizzare la memoria ottica Kerr bistabile su un micro-risonatore ottico silicatroide sono state studiate utilizzando l'analisi numerica (Fig. 1), che combina la teoria dei modi accoppiati e il metodo degli elementi finiti (Fig. 2). I risultati dell'analisi numerica hanno mostrato che l'accoppiamento tra il risonatore e la fibra conica deve essere regolato a un valore appropriato per ottenere la memoria ottica bistabile di Kerr su un micro-risonatore ottico silicatroide, un dato importante per ottenere la memoria ottica bistabile di Kerr a livello sperimentale.

Parte di questa ricerca è stata finanziata dal Programma di promozione della R&S in materia di informazione e comunicazione strategica (SCOPE). È stata inoltre sostenuta finanziariamente dalla Canon Foundation.

Fig. 1 (a) Modello di calcolo utilizzato nella teoria dei modi accoppiati, comunemente usata nell'analisi degli ingressi e delle uscite dei risonatori, assumendo ingressi e uscite a 4 porte. (b) Modello a elementi finiti. La mappa dei colori mostra la distribuzione dell'intensità luminosa nella sezione trasversale del risonatore silicaroide.

Fig. 2 (a) Fenomeno bistabile dovuto all'effetto ottico Kerr. Quando l'accoppiamento è debole, la forma bistabile collassa sotto l'influenza del calore. (b) Funzionamento di una memoria ottica Kerr bistabile. Si può notare che in condizioni di accoppiamento debole, la memoria non funziona correttamente.

I risultati sono pubblicati nel Journal of the Optical Society of America B 29, 3335-3343 (2012).