用于存储和计算的光纤集成全光信号处理装置,ACS Photonics

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用于存储和计算的光纤集成全光信号处理装置
ACS Photonics ( IF 6.5 ) Pub Date : 2023-10-05 , DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00540
Zhihai Liu _{1,

2} , Siying Cheng _{1,

2} , Yaru Li _{1,

2} , Xiang Li _{1,

2} , Jiapeng Sun _{1,

2} , Wei Jin _{1,

2} , Yu Zhang _{1,

2} , Yifan Qin _{1,

2} , Yaxun Zhang _{1,

2} , Xinghua Yang _{1,

2} , Andriy Lotnyk _{1,

3,

4} , Libo Yuan ₅

Affiliation

全光信号处理对于高速光纤通信网络至关重要。然而，目前利用非线性介质的方法存在制备复杂、非线性效应弱、操作过程中需要额外能量等局限性。为了克服这些问题，我们展示了一种基于Ge ₂ Sb ₂ Te ₅ (GST) 的光纤集成全光信号处理装置。该器件可以执行存储功能和矩阵向量乘法（MVM）功能。我们的器件由单模光纤和阶跃折射率多模光纤组成，多模光纤端面上沉积有 GST 层。通过构建特殊的类贝塞尔光场，我们可以实现低切换能量（90 nJ）、大对比度（47%）和单脉冲快速切换时间（200 ns）的19级存储。我们还通过并行连接两个内存单元来演示 MVM 操作。这些功能使我们的全光信号处理单元成为光子神经网络和神经形态计算架构等数据存储/处理应用的理想选择。

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更新日期：2023-10-05

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