[发明专利]一种基于倏逝场的光纤忆阻单元

说明书

本发明提供了一种基于倏逝场的光纤忆阻单元。该基于倏逝场的光纤忆阻单元，包括单模光纤、光学相变材料薄膜和防氧化薄膜。其中，光学相变材料薄膜位于单模光纤侧面凹槽，在光学相变材料薄膜上方镀有防氧化薄膜。在该光纤忆阻单元中，纤芯中注入脉冲光通过倏逝场耦合至光纤相变材料薄膜上，实现其相态的调控，使得光纤忆阻单元的透射率发生变化，完成非易失性全光存储。该单模光纤忆阻单元可以作为一种光脉冲调控的光纤存储器件，其存储速率高、能耗低以及抗电磁干扰等，能良好的与当前光纤系统兼容，具备极大的应用潜力。

技术领域：

本发明设计属于光信息技术领域，具体涉及到一种基于倏逝场的光纤忆阻单元。

背景技术：

在光盘信息存储领域，其“读写”皆有光学手段完成，此项技术由于电子闪存技术的出现而发展速度变缓。电子闪存技术的存储媒质高度集成化、单位空间存储容量高，然而随着摩尔定律极限的到来，以电子为基础的存储元件将面临挑战，因此光学手段的存储技术发展成为必然。

现有的光学存储技术，多以光学手段实现“读”的操作(F·A·奎兰内尤夫,M·P·C·M·克里杰恩.光学透射式信息存储单元[P].荷兰：CN106104694B,2019-03-26.)，其“写”的操作仍以电学手段实现；再者，光学存储手段仍以光盘信息存储技术为主(游志青,黄兆铭, 桂豫晟.光学存储装置、控制芯片及光头的驱动方法[P].中国台湾：

CN101650949,2010-02-17.)。因此，探寻一种与当下光学技术手段适配的全光存储技术意义重大，光纤作为当下世界主要的通信载体，具备成熟的信息传输及信息感知功能，亟待产生新的技术突破，以光纤为基础的全光存储技术成为发展的必然趋势。

发明内容：

本发明目的在于提供一种基于倏逝场的光纤忆阻单元，实现光纤上的非易失性全光存储。

一种基于倏逝场的光纤忆阻单元，包括单模光纤(1)、光学相变材料薄膜(2)、防氧化薄膜(3)以及侧面凹槽(4)；

所述单模光纤(1)的侧面凹槽(4)镀有光学相变材料薄膜(2)，光学相变材料薄膜(2)上方镀有防氧化薄膜(3)；

所述的光学相变材料薄膜(2)，其材质为硫系化合物，其中，具体为锗锑碲合金(Ge₂Sb₂Te₅)、银铟锑碲合金(AgInSbTe)等；

所述的光学相变材料薄膜(2)至少存在两种相态，晶态与非晶态，两种相态的在通讯波段的吸收率存在差异，晶态吸收率高、非晶态吸收率低；

所述的光学相变材料薄膜(2)通过射频磁控溅射的方式与单模光纤(1)中侧面凹槽 (4)底部结合，其厚度为10nm；

所述的防氧化薄膜(3)的材质为氧化铟锡(ITO)等；

所述的防氧化薄膜(3)防止光学相变材料薄膜(2)暴露在空气中被氧化；

所述的防氧化薄膜(3)通过射频磁控溅射的方式与光学相变材料薄膜(2)结合，其厚度为10nm；

所述侧面凹槽(4)由单模光纤(1)通过飞秒激光加工，形成凹槽结构，凹槽的底部距离纤芯2～5μm，凹槽轴向长度为10μm、横向长度为5μm；

所述的基于倏逝场的光纤忆阻单元由峰值功率较大的通讯波段的脉冲激光进行“擦写”操作，脉冲激光通过倏逝场与光学相变材料薄膜(2)耦合作用，调控光学相变材料薄膜 (2)的相态，从晶态到非晶态任意切换；