Специалисты СПбГЭТУ «ЛЭТИ» описали эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света. Это делает возможным создание быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.
Современные компьютеры подходят к пределу своих возможностей по соотношению производительности к энергозатратам, и ученые всего мира ищут альтернативные решения. Специалистам необходимы компактные, энергоэффективные и быстродействующие логические интегральные схемы.
Один из возможных вариантов предложили ученые ЛЭТИ — фотонную интегральную схему, в которой передача, хранение и обработка информации производится с помощью света.
«Мы впервые показали, что в миниатюрных кремниевых кольцевых микрорезонаторах (диаметр около 0,2 миллиметра), существуют стабильные нелинейные эффекты, которые позволяют записывать данные с помощью оптических импульсов. Это стало возможно благодаря существующему в данной структуре эффекту бистабильности», – пояснил доцент кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Никитин.
Кремниевые кольцевые микрорезонаторы созданы по технологии компонентов для полупроводниковых приборов — кремний на изоляторе. Запись информации происходит с помощью оптических импульсов разной интенсивности: низкая кодирует «0», высокая – «1». Система остается в заданном состоянии до следующего информационного сигнала.
«Получается очень простой принцип работы, при этом без использования классической электроники. В дальнейшем, мы планируем использовать этот принцип для создания оптической ячейки памяти. Совокупность таких ячеек является основой для создания быстродействующих оптических запоминающих устройств. Понимание таких нелинейных эффектов – это важный шаг в направлении создания фотонных интегральных схем», – пояснил Андрей Никитин.
Результаты экспериментов изложены в статье научного журнала Optics Communications.