科学研究

基于有源微环谐振器和电吸收调制器(EAM)的低功率可擦除重载光存储单元的研究

来源:武汉光电国家研究中心   作者:  发布时间:2009年09月01日  点击量:

光缓存在当今全光网络中扮演了极其重要的角色。现在很多缓存方案利用光纤环来实现。但是光纤环具有体积大,不能集成,读取灵活性差等缺点。为了克服这些缺点,人们提出了用存储单元来实现单个比特的存储问题,而大量的数据的存储问题可以通过将存储单元进行集成来实现,从而在根本上解决光的缓存问题,并为将来的新型光存储铺平道路。
信息光电子器件与集成学术团队张新亮教授等人提出了一种基于有源微环谐振器和电吸收调制器(EAM)的新型低功率光存储单元。这种存储单元具有易于集成,读取时间灵活,可擦除和重复写入,以及读取操作之前没有泄露光输出等优点,与当今成熟的电存储单元实现的功能非常相似,因而具有将其进行大规模集成解决大量数据缓存的潜力。
当有源微环谐振器的增益刚刚抵消其波导损耗、弯曲损耗以及耦合区域的耦合输出损耗时,有源微环谐振器具有一阶积分器的功能,在谐振条件下,微环谐振器中激励的光场就是输入光场的积分。这时候,如果一个数据脉冲输入到有源微环谐振器中,则微环谐振器中的光场为一个阶跃函数,也就是说信息存储在了微环谐振器中。为了对存储在微环谐振器中存储的信息进行读取,我们在微环谐振器的下载耦合区域设置为一个具有上下臂为对称电吸收调制器的马赫泽德开关(EAM-MZI switch)。在进行读取的时候,只需要在一个臂上的EAM加载电压读取脉冲,即可通过EAM-MZI开关将存储在微环谐振器中的信息读取出来,而原来存储的信息得到擦除,为以后的数据存储让出空间,从而实现了可擦除重载的功能。经过非常严格的有源微环谐振器以及电吸收调制器的理论模型,在理论上验证了方案的可行性,并且综合考虑了自发辐射噪声的影响,并为实际设计给出了EAM-MZI的耦合系数容忍度的范围。
上述工作结果发表在Optics Express(2009, 17(15): 12835-12848)上。相关研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

(责任编辑:姚远)