Чип интегрированной фотонно-фононной памяти сочинение пример

ООО "Сочинения-Про"

Ежедневно 8:00–20:00

Санкт-Петербург

Ленинский проспект, 140Ж

Сочинение на тему Чип интегрированной фотонно-фононной памяти

ЧИП-ИНТЕГРИРОВАННАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ФОТОНО-ФОТОННАЯ ПАМЯТЬ

Впервые в мире исследователи сохранили фотонную информацию на микрочипе в виде акустической волны. Это дает драгоценное дополнительное время для хранения, обработки и последующего перераспределения данных, не полагаясь на электронику, которая выделяет избыточное тепло. Такой гибридный чип может оказать огромное влияние на облачные вычисления и телекоммуникационные центры, которые перегреваются при передаче данных на наших телефонах.

Управление и манипулирование квантами когерентных акустических колебаний – фононов – в интегральных схемах в последнее время привлекло большое внимание, поскольку фононы могут функционировать в качестве уникальных связей между радиочастотными и оптическими сигналами, обеспечивать доступ к квантовым режимам и предлагать расширенные возможности обработки сигналов. Недавние подходы, основанные на опто-механических резонаторах, позволили достичь впечатляющих показателей качества, позволяющих хранить оптические сигналы. Однако до сих пор эти методы были ограничены в полосе пропускания и несовместимы с работой на нескольких волнах. В этой работе экспериментально продемонстрировано, что когерентный буфер в интегрированном плоском оптическом волноводе путем когерентной передачи оптической информации акустической гиперзвуковой волне.

Оптическая информация извлекается с использованием обратного процесса. Эти гиперзвуковые фононы имеют те же длины волн, что и оптические фотоны, но движутся со скоростью на пять порядков ниже. Хранение фазы и амплитуды оптической информации с гигагерцовой полосой пропускания и демонстрация работы на отдельных длинах волн с незначительными перекрестными помехами. Хранение или задержка оптических сигналов была основной движущей силой для широкого круга исследовательских работ, поскольку они открывают новые возможности в полностью оптической обработке и улучшенном взаимодействии света и вещества. Оптический буфер, который способен поддерживать когерентность оптического сигнала, то есть хранить информацию об амплитуде и фазе, и способен работать на нескольких длинах волн, значительно увеличил бы емкость фотонных интегральных схем и оптических межсоединений. Связь света с когерентными акустическими фононами в оптико-механических системах дает не только возможность замедлить скорость оптического импульса, но также обеспечивает полную передачу оптической волны в акустическую волну, которая впоследствии может быть перенесена обратно в оптическую область после определенное время хранения.

В последние годы был достигнут значительный прогресс в увеличении времени хранения в резонаторах мод с фотонно-фононной шепчущей галереей и оптомеханических полостей с заявленными временами хранения порядка микросекунд. Кроме того, фотон-фонон-фотонный перенос может быть полностью когерентным. Однако существует несколько основных проблем, которые необходимо решить, прежде чем оптическая память, основанная на этом подходе, будет совместима с полностью оптическими методами обработки и передачи информации.

     

  1. Любой практический оптический буфер, помимо прочих требований, должен иметь пропускную способность не менее гигагерца.
  2.  

  3. Оптические схемы передачи данных обычно используют каналы с несколькими длинами волн для увеличения общей пропускной способности. Эти требования сложно выполнить в фотонно-фононных системах, основанных на структурных резонансах. Например, в случае резонаторов в режиме шепчущей галереи оптический импульс, передаваемый фонону, может быть извлечен импульсом считывания на другой длине волны, поэтому несколько каналов длины волны не могут быть сохранены и извлечены однозначно, поскольку процесс сохранения или поиска не сохранение частоты.
  4.  

  5. Практический оптический буфер должен быть встроен в микросхему и иметь возможность сопряжения с другими компонентами на кристалле, а критерии, которые до сих пор не удовлетворялись другими опто-механическими платформами, исследуются до настоящего времени.

Демонстрируя другой подход к когерентному оптическому хранению, используя бегущие акустические фононы в плоском интегрированном волноводе, мы переносим информацию, переносимую оптическим сигналом, на эти акустические фононы, используя вынужденное рассеяние Бриллюэна (SBS). Эта передача полностью согласована путем сохранения и извлечения различных фаз. Наш буфер не зависит от структурного резонанса, поэтому он не ограничен узкой полосой пропускания или работой на одной длине волны. Мы показываем, что уникальное условие фазового синхронизма между бегущими акустическими и оптическими волнами позволяет однозначно хранить и извлекать на нескольких длинах волн без перекрестных помех. Это сверхпрочное локальное оптоакустическое взаимодействие в высоколинейном халькогенидном спиральном волноводе, демонстрирующее хранение нескольких оптических битов с длительностью импульса менее 1 нс, соответствующей широкой гигагерцевой полосе пропускания.

Основной принцип и настройка фотонно-фононной памяти

<Р> а. Процесс сохранения: оптический импульс данных истощается сильным встречным импульсом записи, сохраняющим импульс данных в качестве акустического фонона.

<Р> б. Процесс поиска: в процессе поиска импульс считывания истощает акустическую волну, преобразуя импульс данных обратно в оптическую область.

<Р> с. Принципиальная схема экспериментальной установки. На вставке изображен халькогенидный чип рядом с монетой 50 центов. Чип содержит более 100 спиральных волноводов различной длины (8,6, 11,7 и 23,7 см).

Примечание: это всего лишь схема, и фактическая настройка более продвинута и может быть найдена в Дополнительном.

Поделиться сочинением
Ещё сочинения
Нет времени делать работу? Закажите!

Отправляя форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и обработкой ваших персональных данных.