[發明專利]一種基于倏逝場的光纖憶阻單元

有效

• 申請號: 202111021714.7
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113724759B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 金威;李翔;程思瑩;李亞茹;張毅博;張亞勛;張羽;劉志海;楊軍;苑立波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G11C13/04
• 分類號: G11C13/04;G11C13/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 劉巖

本發明提供了一種基于倏逝場的光纖憶阻單元。該基于倏逝場的光纖憶阻單元，包括單模光纖、光學相變材料薄膜和防氧化薄膜。其中，光學相變材料薄膜位于單模光纖側面凹槽，在光學相變材料薄膜上方鍍有防氧化薄膜。在該光纖憶阻單元中，纖芯中注入脈沖光通過倏逝場耦合至光纖相變材料薄膜上，實現其相態的調控，使得光纖憶阻單元的透射率發生變化，完成非易失性全光存儲。該單模光纖憶阻單元可以作為一種光脈沖調控的光纖存儲器件，其存儲速率高、能耗低以及抗電磁干擾等，能良好的與當前光纖系統兼容，具備極大的應用潛力。

技術領域：

本發明設計屬于光信息技術領域，具體涉及到一種基于倏逝場的光纖憶阻單元。

背景技術：

在光盤信息存儲領域，其“讀寫”皆有光學手段完成，此項技術由于電子閃存技術的出現而發展速度變緩。電子閃存技術的存儲媒質高度集成化、單位空間存儲容量高，然而隨著摩爾定律極限的到來，以電子為基礎的存儲元件將面臨挑戰，因此光學手段的存儲技術發展成為必然。

現有的光學存儲技術，多以光學手段實現“讀”的操作(F·A·奎蘭內尤夫,M·P·C·M·克里杰恩.光學透射式信息存儲單元[P].荷蘭：CN106104694B,2019-03-26.)，其“寫”的操作仍以電學手段實現；再者，光學存儲手段仍以光盤信息存儲技術為主(游志青,黃兆銘,?桂豫晟.光學存儲裝置、控制芯片及光頭的驅動方法[P].中國臺灣：

CN101650949,2010-02-17.)。因此，探尋一種與當下光學技術手段適配的全光存儲技術意義重大，光纖作為當下世界主要的通信載體，具備成熟的信息傳輸及信息感知功能，亟待產生新的技術突破，以光纖為基礎的全光存儲技術成為發展的必然趨勢。

發明內容：

本發明目的在于提供一種基于倏逝場的光纖憶阻單元，實現光纖上的非易失性全光存儲。

一種基于倏逝場的光纖憶阻單元，包括單模光纖(1)、光學相變材料薄膜(2)、防氧化薄膜(3)以及側面凹槽(4)；

所述單模光纖(1)的側面凹槽(4)鍍有光學相變材料薄膜(2)，光學相變材料薄膜(2)上方鍍有防氧化薄膜(3)；

所述的光學相變材料薄膜(2)，其材質為硫系化合物，其中，具體為鍺銻碲合金(Ge₂Sb₂Te₅)、銀銦銻碲合金(AgInSbTe)等；

所述的光學相變材料薄膜(2)至少存在兩種相態，晶態與非晶態，兩種相態的在通訊波段的吸收率存在差異，晶態吸收率高、非晶態吸收率低；

所述的光學相變材料薄膜(2)通過射頻磁控濺射的方式與單模光纖(1)中側面凹槽?(4)底部結合，其厚度為10nm；

所述的防氧化薄膜(3)的材質為氧化銦錫(ITO)等；

所述的防氧化薄膜(3)防止光學相變材料薄膜(2)暴露在空氣中被氧化；

所述的防氧化薄膜(3)通過射頻磁控濺射的方式與光學相變材料薄膜(2)結合，其厚度為10nm；

所述側面凹槽(4)由單模光纖(1)通過飛秒激光加工，形成凹槽結構，凹槽的底部距離纖芯2～5μm，凹槽軸向長度為10μm、橫向長度為5μm；

所述的基于倏逝場的光纖憶阻單元由峰值功率較大的通訊波段的脈沖激光進行“擦寫”操作，脈沖激光通過倏逝場與光學相變材料薄膜(2)耦合作用，調控光學相變材料薄膜?(2)的相態，從晶態到非晶態任意切換；