对实现光学克尔双稳态存储器所需的详细条件进行分析。

2014-12-01 2022-09-30 miyahara

研究

2014-12-01

争取实现基于光学克尔效应的全光存储器。

因为(即 "由于这个原因")以前的研究结果。这项研究的结果显示，利用光学克尔效应实现光存储器需要两个条件："用锥形光纤的强耦合 "和 "用两根锥形光纤的加减配置"，但这些定量的详细条件仍不清楚。在这项研究中，详细调查了实现光存储器所需的量化条件以及所产生的存储器的性能。
为了利用光学克尔效应，有必要使用由低吸收系数和低发热的材料制成的谐振器。在这项研究中，Si3N4微镜（图1（a））和二氧化硅环形谐振器（图1（b）），它们是由Si3N4和二氧化硅制成的谐振器，已知具有低吸收系数，用于分析。和以前的研究一样，采用了结合耦合模式理论和有限元方法的数值分析。

图1（a）氮化硅微孔和（b）硅环形微孔的示意图。彩色地图中的白色实线代表材料的边界。彩色地图中的白色实线代表材料的边界。

图2（a）-（b）显示了分析结果。横轴表示谐振器的光子寿命（这个量取决于与波导的耦合强度），纵轴表示谐振器的谐振波长与输入光波长之间的偏差。色图显示了在使用水平轴和垂直轴对应的条件下，驱动光存储器所需的驱动力。灰色区域表示由于累积热量的影响，内存操作变得不可能的点。图3显示了从分析中得到的内存驱动器速度和内存驱动器功率之间的关系。结果显示，由于二氧化硅的吸收系数比Si3N4低，可以在1.7毫瓦的功率下驱动，而Si3N4在任何条件下都不能以低于1.8瓦的功率驱动。这项研究表明，最近作为非线性光学器件平台而引起关注的Si3N4可能不适合作为光学汽车存储器使用，同时也显示了二氧化硅平台的优势。驱动存储器所需的量化条件及其性能也得到了澄清。

图2 不同负载的光子寿命（τload）和失谐值（δ）下所需的输入驱动功率。 (a)一个Si3N4微孔和(b)一个硅环形微腔。(表示为灰色）。上轴代表设备的响应速度。

图3 通过加载光子寿命在所需的输入驱动功率和响应速度之间进行权衡。红色和蓝色的图是针对Si3N4微孔和二氧化硅环形微腔。

本研究的部分内容是作为战略信息与通信研发促进计划（SCOPE）的委托研究而进行的。它还得到了文部科学省（MEXT）在 "庆应义塾大学领先研究生院（全面型）：科学促进超成熟社会的发展 "项目中的支持。

这一成就的取得，得益于日本应用物理学杂志53, 122202（2014）。这些信息将被公布在

对实现光学克尔双稳态存储器所需的详细条件进行分析。

使用光学克尔效应的世界最低功率全光开关。

OSA (FiO/LS) 2015 Yuta Ooka