Исследование интегрально-оптического ключа для создания логического элемента, управляемого термическим воздействием на слой Ge2Sb2Te5(GST)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты модельной экспериментальной оценки возможности управления с помощью внешнего термического воздействия интегрально-оптическим ключом, выполненным в виде кольцевого микрорезонатора с наложенным фазопеременным слоем Ge2Sb2Te5 (GST). Быстрый и обратимый фазовый переход между двумя состояниями – аморфным (a-GST) и кристаллическим (c-GST) – сопровождает большая разность показателей преломления, что может быть использовано в оптических схемах для реализации логических функций.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Кадочкин

НПК «Технологический центр»

Автор, ответственный за переписку.
Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-7960-1583

кандидат ф.- м. наук, старший научный сотрудник отдела МСТ ФГБУН

Россия, Зеленоград, Москва

В. В. Амеличев

НПК «Технологический центр»

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-4204-2626

кандидат т. наук, начальник отдела МСТ ФГБУН

Россия, Зеленоград, Москва

С. С. Генералов

НПК «Технологический центр»

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-7455-7800

начальник НИЛ НМЭМС отдела МСТ ФГБУН

Россия, Зеленоград, Москва

Д. В. Горелов

НПК «Технологический центр»

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-0887-9406

начальник НИЛ ИОМС отдела МСТ ФГБУН

Россия, Зеленоград, Москва

Список литературы

  1. Kizhakkakath F., Ravindran S. Microring resonator based optical logic gates. ISSS Journal of Micro and Smart Systems. 2022;11(1): 295–316. https://doi.org/10.1007/s41683-022-00107-7.
  2. Sakib M. et al. A high-speed micro-ring modulator for next generation energy-efficient optical networks beyond 100 Gbaud. CLEO: Science and Innovations. Optica Publishing Group. 2021. С. SF1C. 3. https://doi.org/10.1364/CLEO_SI.2021.SF1C.3.
  3. Chen L. et al. Hybrid silicon and lithium niobate electro-optical ring modulator. Optica. 2014; 1(2): 112–118. https://doi.org/10.1364/OPTICA.1.000112.
  4. Carvalho W. O. F., Mejía-Salazar J. R. Magneto-optical micro-ring resonators for dynamic tuning of add/drop channels in dense wavelength division multiplexing applications. Optics Letters. 2021; 46(10): 2396–2399. https://doi.org/10.1364/OL.425595.
  5. Parra J. et al. Impact of GST thickness on GST-loaded silicon waveguides for optimal optical switching. Scientific Reports. 2022; 12 (1): 9774. https://doi.org/10.1038/s41598-022-13848-0.
  6. Zheng J. et al. GST-on-silicon hybrid nanophotonic integrated circuits: a non-volatile quasi-continuously reprogrammable platform. Optical Materials Express. 2018; 8(6): 1551–1561. https://doi.org/10.1364/OME.8.001551.
  7. X. Wang, M. Kuwahara, K. Awazu, P. Fons, J. Tominaga, Y. Ohki. Proposal of a grating-based optical reflection switch using phase change materials. Optics express. 2009; 17(19): 16947–16956. https://doi.org/10.1364/oe.17.016947.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость оптических коэффициентов n и k от длины волны для тонких пленок GST [2]

Скачать (292KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Общий вид микрорезонатора с сегментом GST (на вставке показано распределение TE0 моды в сечение волновода с c-GST и a-GST)

Скачать (266KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кольцевой микрорезонатор с сегментом GST 90 градусов

Скачать (124KB)
Метаданные
5. Рис. 4.Распределение напряженности электрического поля |E| для TE0 моды в кольцевом микрорезонаторе с сегментом GST 90 градусов: а – управляющий элемент из a-GST; b – управляющий элемент из с-GST

Скачать (399KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Коэффициент отражения сигнала от кольцевого микрорезонатора с сегментом GST 90 градусов (сплошная линия – управляющий элемент из a-GST, пунктирная линия – управляющий элемент из c-GST)

Скачать (143KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрокольцевой резонатор с сегментом GST 180 градусов

Скачать (112KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределение напряжённости электрического поля |E| для TE0 моды в кольцевом микрорезонаторе с сегментом GST 180 градусов: а – управляющий элемент из a-GST; b – управляющий элемент из c-GST

Скачать (370KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Коэффициент отражения сигнала от кольцевого микрорезонатора с сегмент GST 180 градусов (сплошная линия – управляющий элемент из a-GST; пунктирная линия – управляющий элемент из c-GST)

Скачать (145KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Микрокольцевой резонатор с сегментом GST 360 градусов

Скачать (120KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение напряженность электрического поля |E| для TE0 моды в кольцевом микрорезонаторе с сегментом GST 360 градусов: а – управляющий элемент из a-GST; b – управляющий элемент из с-GST

Скачать (378KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Коэффициент отражения сигнала от кольцевого микрорезонатора с сегментом GST 360 градусов (сплошная линия – управляющий элемент из a-GST; пунктирная линия – управляющий элемент из c-GST)

Скачать (153KB)
Метаданные

© Кадочкин А.С., Амеличев В.В., Генералов С.С., Горелов Д.В., 2023