一种基于相变材料的非易失多级可调光子神经突触器件

技术特征：
1.一种基于相变材料的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，包括衬底(1)、平板层波导(2)、周期性槽脊波导(3)、相变薄膜(4)，所述平板层波导(2)覆盖整个衬底(1)区域，所述周期性槽脊波导(3)分布在平板层波导(2)上侧，所述相变薄膜(4)覆盖在周期性槽脊波导(3)表面；所述周期性槽脊波导(3)包括沿光束传播方向周期分布的波导单元，每个波导单元包括两个相同的脊型波导以及两者之间的狭缝结构。2.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述周期性槽脊波导(3)的周期、占空比以及周期数的选择应使得相变材料为不同相态时，波导内传输模式与周期性结构的耦合效率差值最大。3.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述平板层波导(2)与周期性槽脊波导(3)的截面几何参数的选择应使得相变材料为不同相态时，波导内传输模式的模式损耗差最大。4.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述周期性槽脊波导(3)以及相变薄膜(4)的截面几何参数在传播方向上为固定不变。5.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述周期性槽脊型波导(3)的周期为定周期或者多周期混合。6.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述相变薄膜(4)还分布在平板层波导(2)表面。7.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述相变薄膜(4)的材料为硫系相变材料ge2sb2te5。8.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述的平板层波导(2)以及周期性槽脊波导(3)为硅波导或者氮化硅波导。9.根据权利要求1或6所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述周期性槽脊型波导(3)的包层为空气或者二氧化硅。10.根据权利要求1所述的非易失多级可调光子神经突触器件，其特征在于，所述相变薄膜(4)上方还覆盖有防氧化层，材料为金或者ito材料。

技术总结
本发明公开了一种基于相变材料的非易失多级可调光子神经突触器件，属于光计算领域。包括衬底、平板层波导、周期性槽脊波导、相变薄膜。平板层波导覆盖整个衬底区域，周期性槽脊波导周期分布在平板层波导上侧，相变薄膜覆盖在平板层波导以及周期性槽脊波导表面；周期性槽脊波导包括沿光束传播方向周期分布的波导单元，每个波导单元包括两个相同的脊型波导以及两者之间的狭缝结构。平板层波导以及周期性槽脊波导的几何结构将影响波导内传输模式的有效模式折射率，通过优化周期性槽脊波导的周期以及占空比以实现不同的输出强度输出。通过改变相变薄膜的相态(晶态，非晶态)，实现光子神经突触在相变薄膜为不同相态的情况下具有较大的输出强度差。较大的输出强度差。较大的输出强度差。


技术研发人员：王健 权志强
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/11