拓扑层结构中的光学双稳态及其在光神经网络中的应用

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.