光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
18
2026
-
06
北京大学：光学微腔-硅基光子晶体 | Nature Nanotechnology
作者：
多稳态Multistability是指同一外部驱动条件下，多种截然不同稳定态共存的物理现象，也是非线性复杂体系的标志性特征；在光子学领域，多稳态（仅依靠纯光子作用即可实现可逆光开关），也是实现多阶光存储、类脑光子计算等核心单元。但片上集成应用所需的紧凑型器件光学多稳态，仍难以实现，根源在于（如热光、克尔等）光学非线性作用的本征强度，依然微弱，且较大自由光谱范围，还会抬升多稳态产生的阈值功率。
近日，北京大学电子学院信息与通信研究所Zhen Liu，彭超长聘副教授、王非凡等在Nature Nanotechnology上发文，在硅基光子晶体微腔中，设计了一对光谱紧邻、超高品质因子谐振模式，实现了光学多稳态：通过结构微扰引入辐射通道的非厄米耦合，将两组谐振模式调控至奇异点EP近邻区间，二者波长近乎简并、品质因子均逼近106。
该微腔结构，依托热光非线性效应产生显著三稳态，器件圆形整体直径仅 20μm，输入光功率 240μW 即可观测到完整迟滞回线。基于该物理机制，还进一步搭建原理型光随机存取存储器，通过多稳态之间可控光开关实现存储读写。
Optical multistability in a compact microcavity enabled by near-exceptional coupling. 在紧凑光学微腔中，近奇异耦合驱动的光学多稳态。
图1：近奇异耦合下，具有高Q谐振的光子晶体微腔。
图2：近奇异耦合下，热光多稳态。
图3：光学微腔的实现与表征。
图4：光学多稳态的实验观测。
图5：三态光学存储器的动态操作。
来源：今日新材料
上一条
上一条
最新动态
感谢您访问崇帆科技官方网站，如有合作意向或建议，请通过以下方式联系我们，我们会尽快给予回复，谢谢！
移动版
官方公众号