异质微环谐振腔双稳态及全光存储器应用

提出了一种基于异质集成波导的微环谐振腔,对其双稳态现象进行了研究分析,并将其应用于全光存储功能的实现。异质集成波导具有超高的克尔非线性效应,不受热光效应和载流子响应的限制,在超快克尔非线性效应的支持下,该结构具有快速全光切换的能力。设计了一个高品质因子Q=77565的微环谐振腔,用耦合模式理论模拟了其双稳态现象。在峰值功率为474 fJ,宽度为20 ps的脉冲激励下,该微环谐振腔很好地实现了全光存储功能,并通过波分复用的串联微环结构展示了波长可寻址的四位光存储器。研究了基于超高克尔非线性效应的双稳态现象,为实现超快切换速度提供了可能性,在光存储、光开关、人工智能研究等方面具有一定的参考价值。

纯克尔非线性动力学在光学神经元中的应用研究

采用尖峰神经元对神经形态计算进行并行处理,可以克服数字计算机的一些局限性,从而提高计算速度、计算性能和能量效率,实现更高效、更智能和更自适应的计算。超快克尔效应在光子神经形态计算中具有重要的意义和应用。利用改进的归一化耦合模理论(coupled mode theory,CMT)模型,对钙钛矿材料的光学微谐振腔中由超快克尔效应引起的非线性动力学特征进行了计算和分析,观察到自脉动行为;模拟并实现了光学神经元的兴奋性行为、泄露积分动力学和不应期现象。钙钛矿材料具有超快的克尔响应时间,可以将神经元的不应期控制在皮秒量级,为实现快速的脉冲神经网络提供了新思路。