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拓扑层结构中的光学双稳态及其在光神经网络中的应用
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作者 李昀衡 喻可 +4 位作者 朱天宇 于桐 单思超 谷亚舟 李志曈 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期110-117,共8页
具有光学双稳态的非线性微纳光学器件在光集成电路和光神经网络中有着重要的应用.然而,传统光学双稳态特性会受到内部系统无序和外部系统扰动的影响,不利于应用.本文利用SiO_(2)和TiO_(2)的拓扑多层薄膜结构,在拓扑模式电场强度最大的... 具有光学双稳态的非线性微纳光学器件在光集成电路和光神经网络中有着重要的应用.然而,传统光学双稳态特性会受到内部系统无序和外部系统扰动的影响,不利于应用.本文利用SiO_(2)和TiO_(2)的拓扑多层薄膜结构,在拓扑模式电场强度最大的区域引入非线性介电常数,探究拓扑模式的光学双稳态特性,并分析了双稳态特性在层厚度变化和折射率变化下的鲁棒性.最后,本文将双稳态特性作为非线性激活函数应用到了光神经网络计算中,相比于传统的非线性激活函数ReLu和Sigmoid,双稳态非线性激活函数展示出了更好的图像识别精度.本文结果对研发下一代鲁棒性强的光神经网络有着重要研究意义. 展开更多
关键词 光学双稳态 拓扑层结构 鲁棒性
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基于Ga_(2)O_(3)-SiC-Ag多层结构的介电常数近零超低开关阈值光学双稳态器件
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作者 胡生润 季学强 +3 位作者 王进进 阎结昀 张天悦 李培刚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期109-116,共8页
光学双稳态这一非线性光学现象因其在全光系统中的巨大应用潜力而备受关注.然而微弱的非线性响应往往需要巨大的输入功率才能实现光学双稳态,导致其实用性不强.本文基于Ga_(2)O_(3)-SiC-Ag的金属-介电材料多层结构,在实现介电常数近零... 光学双稳态这一非线性光学现象因其在全光系统中的巨大应用潜力而备受关注.然而微弱的非线性响应往往需要巨大的输入功率才能实现光学双稳态,导致其实用性不强.本文基于Ga_(2)O_(3)-SiC-Ag的金属-介电材料多层结构,在实现介电常数近零的大场增强的同时,还引入了具有大非线性系数的材料,并基于有限元法研究了介电常数近零层的厚度和长度对光学双稳态的影响.研究结果表明,光学双稳态随介电常数近零层的厚度和长度的增大而变得愈发显著,在通信波段的开关阈值低至约10^(-6)W/cm^(2),与之前报道的基于介电常数近零材料的光学双稳态相比,降低了9个数量级,展现了在光子集成电路产业化中的巨大应用潜力. 展开更多
关键词 光学双稳态 Ga_(2)O_(3)-SiC-Ag 介电常数近零材料 非线性光学
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用硅光电负阻器件产生光学双稳态 被引量:9
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作者 郭维廉 张培宁 +2 位作者 郑云光 李树荣 郭钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期108-110,共3页
本文利用作者近期研制出的硅光电表面负阻晶体管(PNEGIT),首次提出并通过实验成功地实现了一种新的光学双稳态即以PNEGIT作为光输入器件,用它驱动一发光管(LED)作为光输出器件,由于PNEGIT具有负阻输出特性,致使LED输出光功率(P... 本文利用作者近期研制出的硅光电表面负阻晶体管(PNEGIT),首次提出并通过实验成功地实现了一种新的光学双稳态即以PNEGIT作为光输入器件,用它驱动一发光管(LED)作为光输出器件,由于PNEGIT具有负阻输出特性,致使LED输出光功率(POUt)一输入光功率(Pin)特性上出现光学双稳环.这种器件具有光开关、光逻辑、光存贮等多种功能,将为硅光电器件在光信息处理、光计算、光通讯等领域中的应用。 展开更多
关键词 硅光电负阻器件 光学双稳态 光逻辑器件 PNEGIT
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硅光学双稳态(SOB)器件 被引量:7
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作者 郭维廉 张培宁 +2 位作者 郑云光 李树荣 郭钢 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期354-361,共8页
利用作者近期研制的硅光电表面负阻晶体管(PNEGIT)或光电“∧”双极晶体管(PLBT)两种硅光电负阻器件,提出并成功地实现了一种新型的硅光学双稳态器件。即以PNEGIT(或PLBT)作为光的输入器件,以其驱动一发光管(LED)作为光输出器件... 利用作者近期研制的硅光电表面负阻晶体管(PNEGIT)或光电“∧”双极晶体管(PLBT)两种硅光电负阻器件,提出并成功地实现了一种新型的硅光学双稳态器件。即以PNEGIT(或PLBT)作为光的输入器件,以其驱动一发光管(LED)作为光输出器件,由于PNEGIT和PLBT都具有光电负阻特性,致使在输出光功率(Pout)-输入光功率(Pin)特性上出现逆时针方向的光学双稳回线。这种器件具有光开关、光逻辑、光放大、光存贮、光眼福等多种功能,扩展了硅光电器件在光逻辑、光计算、光通讯等领域中的应用。 展开更多
关键词 光学双稳态 硅光电器件 负阻特性
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掺杂超晶格光学双稳态系统的混沌行为 被引量:6
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作者 胡西多 罗诗裕 邵明珠 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期79-82,共4页
基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。利用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并根据Melnikov函数有简单零点的条件,找到了系统进入Smale马蹄变换意义上... 基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。利用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并根据Melnikov函数有简单零点的条件,找到了系统进入Smale马蹄变换意义上的混沌临界值。结果表明,系统进入Smale马蹄意义下的混沌临界条件与它的具体参数有关,只需适当调节参数,混沌便可以原则上控制或避免,为掺杂超晶格作为光学双稳态器件的可能性提供了理论分析。 展开更多
关键词 量子阱 正弦平方势 超晶格 摆方程 光学双稳态
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由OLED和PDUBAT构成的光学双稳态 被引量:3
6
作者 郭维廉 张世林 +5 位作者 郑云光 李树荣 候晶莹 高强 李丰 刘式墉 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期18-20,47,共4页
对以Al/Alq3/TPD/ITO/玻璃有机 /聚合物发光二极管 (OLED)为负载器件 ,以光电双基区晶体管 (PDUBAT)型硅光电负阻器件为驱动器件而构成的光学双稳态反相器进行了实验研究。测量了输出光强 -输入光强光学双稳态特性曲线 ,并对实验结果进... 对以Al/Alq3/TPD/ITO/玻璃有机 /聚合物发光二极管 (OLED)为负载器件 ,以光电双基区晶体管 (PDUBAT)型硅光电负阻器件为驱动器件而构成的光学双稳态反相器进行了实验研究。测量了输出光强 -输入光强光学双稳态特性曲线 ,并对实验结果进行了分析讨论。 展开更多
关键词 有机/聚合物发光器件 硅光电负阻器件 光学双稳态 OLED PDUBAT
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偶氮苯饱和吸收的光学双稳态的稳态理论研究 被引量:4
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作者 张伟 秦树英 +1 位作者 吴添洪 王惠 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期38-41,共4页
通过理论模拟,研究了稳态条件下,基于偶氮苯光致异构的饱和吸收效应的光学双稳态性质。首先计算了在饱和吸收条件下样品的透射率随入射光强的变化关系,然后计算在饱和吸收条件下光学双稳态过程。结果表明,在稳态条件下,基于偶氮苯的光... 通过理论模拟,研究了稳态条件下,基于偶氮苯光致异构的饱和吸收效应的光学双稳态性质。首先计算了在饱和吸收条件下样品的透射率随入射光强的变化关系,然后计算在饱和吸收条件下光学双稳态过程。结果表明,在稳态条件下,基于偶氮苯的光致异构过程能够实现光学双稳态的开关过程,光学双稳态开关过程主要受以下3个因数影响:①样品的温度(用K参数表示),研究表明偶氮苯稳态条件下开关过程随K值的增大而明显增强;②反式偶氮苯分子的吸收截面σT,双稳态开关过程随σT的增加而增强;③顺式偶氮苯分子的吸收截面σC,开关过程随σC的增加而减弱。 展开更多
关键词 偶氮苯化合物 无腔光学双稳态 光致异构
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SPNRD的光电负阻特性与光学双稳态特性间的对应关系 被引量:3
8
作者 郭维廉 郑元芬 +7 位作者 沙亚男 张培宁 张世林 李树荣 郑云光 陈弘达 林世鸣 芦秀玲 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期93-99,共7页
文章对电阻为负载时 ,硅光电负阻器件 (SPNRD)的光电负阻特性和光学双稳态特性间的对应关系进行了系统的分析。定义了描述静态光学双稳态特性的 7个基本参数 ,并分析了负载电阻 (RL)和电源电压 (V0 )对这些参数的影响 ,理论分析结果与... 文章对电阻为负载时 ,硅光电负阻器件 (SPNRD)的光电负阻特性和光学双稳态特性间的对应关系进行了系统的分析。定义了描述静态光学双稳态特性的 7个基本参数 ,并分析了负载电阻 (RL)和电源电压 (V0 )对这些参数的影响 ,理论分析结果与实测结果相一致。所得出的结论适用于由负阻特性产生双稳态特性的所有情况。 展开更多
关键词 硅光电负阻器件 光电负阻特性 光学双稳态特性
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单负材料异质结构中损耗诱导的场局域增强和光学双稳态 被引量:1
9
作者 董丽娟 薛春华 +2 位作者 孙勇 邓富胜 石云龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期149-154,共6页
光学双稳态的阈值取决于非线性材料中的场局域程度,场局域越强,阈值越低.而材料的损耗是影响场局域强弱的重要因素.之前,人们普遍认为,增加损耗会削弱场局域,不利于降低阈值.本文研究了由磁单负材料和电单负材料组成的异质结构中光学双... 光学双稳态的阈值取决于非线性材料中的场局域程度,场局域越强,阈值越低.而材料的损耗是影响场局域强弱的重要因素.之前,人们普遍认为,增加损耗会削弱场局域,不利于降低阈值.本文研究了由磁单负材料和电单负材料组成的异质结构中光学双稳态现象,发现随着损耗的增大,其阈值可以呈现先降后升的非单调变化.进一步研究表明,异质结构界面处的电磁场强度随着损耗增大呈现先降后升的非单调变化,即增加损耗也有可能增强场局域.研究结果揭示了场局域程度与材料损耗之间的非单调依赖关系,为设计开发非线性功能器件提供了新的思路. 展开更多
关键词 单负特异材料 损耗 光学双稳态
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用光学双稳态稳定光纤传感器的光源光强 被引量:1
10
作者 钟丽云 宫爱玲 +1 位作者 张文碧 杨齐民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期334-336,共3页
用光学双稳态稳定光纤传感器的光源光强*钟丽云宫爱玲张文碧杨齐民(云南工业大学激光研究所昆明650051)0引言微弯型光纤传感器〔1〕是应用比较成熟的光强调制型光纤传感器。它的测量灵敏度、精度和稳定性,主要取决于光源输... 用光学双稳态稳定光纤传感器的光源光强*钟丽云宫爱玲张文碧杨齐民(云南工业大学激光研究所昆明650051)0引言微弯型光纤传感器〔1〕是应用比较成熟的光强调制型光纤传感器。它的测量灵敏度、精度和稳定性,主要取决于光源输出功率的稳定性。为了消除光源波动对... 展开更多
关键词 传感器 光学双稳态 光纤传感器 光源 光强
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基于光纤Fabry-Perot滤波器的电光混合光学双稳态 被引量:1
11
作者 吕国辉 叶红安 +1 位作者 姜旭 孙秀冬 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期8-10,共3页
提出了一种新型的电光混合光纤光学双稳装置,它由波长为1.55μm带尾纤的DFB半导体激光器、全光纤可调谐Fabry_Perot滤波器和电光反馈电路构成。实验中通过改变输入光强实现了光学双稳运转。讨论了该双稳器件在激光光强稳定器和光纤传感... 提出了一种新型的电光混合光纤光学双稳装置,它由波长为1.55μm带尾纤的DFB半导体激光器、全光纤可调谐Fabry_Perot滤波器和电光反馈电路构成。实验中通过改变输入光强实现了光学双稳运转。讨论了该双稳器件在激光光强稳定器和光纤传感器方面的应用。 展开更多
关键词 光学双稳态 FFP滤波器 光纤传感 激光稳功率
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双光子激光器和双光子光学双稳态的统一理论 被引量:1
12
作者 牛焕忠 王家鹏 +1 位作者 张占山 张春燕 《内蒙古大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1991年第4期481-485,共5页
本文应用Haken的量子理论,统一处理了双光子激光器和双光子光学双稳态,导出了光场服从的Fokker-Planck方程,得到了双光子激光器和双光子光学双稳态的统一解,并分析了输出光场对输入光场或泵浦参量所呈现的两个稳态不是同等稳定的。事实... 本文应用Haken的量子理论,统一处理了双光子激光器和双光子光学双稳态,导出了光场服从的Fokker-Planck方程,得到了双光子激光器和双光子光学双稳态的统一解,并分析了输出光场对输入光场或泵浦参量所呈现的两个稳态不是同等稳定的。事实上,系统可能以亚稳态存在。 展开更多
关键词 双光子激光器 光学双稳态 激光器
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原子光机械混合系统中光学双稳态的研究 被引量:1
13
作者 戈燕 王利光 +1 位作者 刘练珍 张向阳 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期687-692,共6页
在原子光机械腔混合系统中,通过求解系统的Heisenberg-Langevin方程稳态解,研究光机械腔内倒Y型四能级原子系统在电磁诱导透明与非电磁诱导透明配置下,混合光机械系统的光学双稳态特性。分析发现在非电磁诱导透明条件下,光子数双稳态上... 在原子光机械腔混合系统中,通过求解系统的Heisenberg-Langevin方程稳态解,研究光机械腔内倒Y型四能级原子系统在电磁诱导透明与非电磁诱导透明配置下,混合光机械系统的光学双稳态特性。分析发现在非电磁诱导透明条件下,光子数双稳态上阈值可调节,而下阈值始终不变。相反,当光场与原子之间的耦合使原子系统处在其中一个透明窗时,上阈值基本不变而下阈值可调节。另外,在相同驱动场强度情况下,电磁诱导透明配置比非电磁诱导透明配置更易实现光子数双稳态;不管是电磁诱导透明配置还是非电磁诱导透明配置状态下,当双稳态曲线达到上阈值之后,随着驱动场强度增加双稳态曲线都呈线性变化趋势。 展开更多
关键词 光机械腔 光学双稳态 电磁诱导透明 量子相干
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非对称半导体量子阱中的光学双稳态与多稳态 被引量:2
14
作者 陈爱喜 陈渊 杨绍海 《华东交通大学学报》 2011年第3期65-68,共4页
研究了一个非对称半导体量子阱结构中基于带间跃迁的光学双稳态与多稳态行为。量子阱结构被放置在一个单向环形腔中,并与一个控制场和一个探测场同时作用,详细讨论了合作参数、控制场强度、频率失谐对系统光学双稳态及多稳态的影响。半... 研究了一个非对称半导体量子阱结构中基于带间跃迁的光学双稳态与多稳态行为。量子阱结构被放置在一个单向环形腔中,并与一个控制场和一个探测场同时作用,详细讨论了合作参数、控制场强度、频率失谐对系统光学双稳态及多稳态的影响。半导体量子阱易集成、易调节,其光学双稳与多稳特性具有重要实际应用价值。 展开更多
关键词 量子阱 光学双稳态 频率失谐
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光学双稳态方程的定常分岔和临界慢化现象 被引量:1
15
作者 化存才 陆启韶 +1 位作者 李群宏 杨作东 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2000年第1期1-3,共3页
用新的方法研究吸收型光学双稳态方程的定常分岔问题和临界慢化现象 .给出光学双稳态的存在性证明 ,得到定常分岔图就是熟知的 S-型双稳响应曲线 ;分析了临界慢化现象 ,给出了临界慢化时间的估计 .
关键词 定常分岔 光学双稳态 临界慢化
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F-P腔中的多种效应光学双稳态 被引量:1
16
作者 林钧锋 陈书潮 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期194-199,共6页
提出一简单的理论模型用以F-P腔型的多种效应光学双稳态器件的最优化设计.给出影响光学双稳态的各种参数的最优化选择的理论解析表达式.以液晶为介质,按最优化设计制作的器件在实验上得到低达90μW/mm ̄2的临界入射光强的... 提出一简单的理论模型用以F-P腔型的多种效应光学双稳态器件的最优化设计.给出影响光学双稳态的各种参数的最优化选择的理论解析表达式.以液晶为介质,按最优化设计制作的器件在实验上得到低达90μW/mm ̄2的临界入射光强的光学双稳态. 展开更多
关键词 光学双稳态 临界光强 F-P腔 光学效应 液晶
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含Kerr缺陷对称型函数光子晶体的色散光学双稳态 被引量:1
17
作者 王筠 刘丹 +4 位作者 靳海芹 李建明 吉紫娟 肖明 肖飞 《光电子技术》 CAS 2016年第1期12-18,共7页
运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明:随着周期数的增大,双稳态阈值趋于减小;随着微腔线性折射率的增大,或者微腔偏离周期结构中心越远,双稳态阈值趋于增大,这些规律与常... 运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明:随着周期数的增大,双稳态阈值趋于减小;随着微腔线性折射率的增大,或者微腔偏离周期结构中心越远,双稳态阈值趋于增大,这些规律与常规光子晶体相类似;然而,函数型光子晶体可以通过选择适当的介质层折射率分布函数,运用对称性结构就可以实现比常规光子晶体更宽阔的光子带隙,同时隧穿模频带更狭窄且附近场分布高度局域,使得实现光学双稳态较常规光子晶体更容易,双稳态阈值更低。 展开更多
关键词 非线性 光学双稳态 传输矩阵 KERR介质 函数光子晶体
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偶氮苯光致异构反饱和吸收的光学双稳态开关的理论研究 被引量:1
18
作者 黎爱珍 李有君 +1 位作者 朱伟玲 王惠 《大学物理》 北大核心 2008年第5期33-36,共4页
讨论了稳态条件下,反饱和吸收的偶氮苯分子光学双稳态的开关性能.先根据偶氮苯光致异构的理论模型,计算了影响偶氮苯反饱和吸收系数的因素,然后理论模拟其反饱和吸收的光学双稳态开关过程.模拟结果表明:基于偶氮苯分子的反饱和吸收可实... 讨论了稳态条件下,反饱和吸收的偶氮苯分子光学双稳态的开关性能.先根据偶氮苯光致异构的理论模型,计算了影响偶氮苯反饱和吸收系数的因素,然后理论模拟其反饱和吸收的光学双稳态开关过程.模拟结果表明:基于偶氮苯分子的反饱和吸收可实现双稳态全光开关.增大偶氮苯分子的顺式基态吸收截面,减小热弛豫系数K能够降低反饱和吸收偶氮苯光学双稳态的开关能量;反式吸收截面大不利于反饱和吸收光学双稳态的形成. 展开更多
关键词 偶氮苯化合物 光致异构 反饱和吸收 光学双稳态开关
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微处理机在光学双稳态不稳定性研究中的应用 被引量:1
19
作者 戴建华 张洪钧 《物理》 CAS 1983年第6期353-356,共4页
关键词 微处理机 不稳定性 采样周期 采样间隔 光学双稳态 延迟时间
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光学双稳态及其应用 被引量:2
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作者 李淳飞 《激光杂志》 CAS 1985年第6期281-289,共9页
本文综述了光学双稳态的物理概念、光学双稳器件的发展及其可能的应用。
关键词 光学双稳态 应用 光学双稳器件 物理概念
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