Главная > Оптические вычисления
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

1.5.3. Модулятор света «лайтмод» с магнитной адресацией

1.5.3.1. Принцип работы

В устройстве «лайтмод» [11] уменьшение переключающего поля достигается с помощью имплантации отдельных участков магнитооптического материала ионами (рис. 1.20). Имплантация ионов вызывает внутренние напряжения, направленные перпендикулярно плоскости пленки и параллельно оси поля анизотропии. Эти напряжения снижают поле анизотропии. На рис. 1.21 показано типичное уменьшение величины переключающего поля в зависимости от индуцированных напряжений.

Ионно-имплантированная область переключающей ячейки в «лайтмоде», имеющем пониженные переключающие поля, расположена вблизи точки пересечения и -адресных шин (рис. 1.20). При подаче токовых импульсов по адресным шинам поле в центре имплантированной области определяется как

где — расстояние от центра адресной шины до центра имплантированной области. Для образования домена с обратным направлением намагниченности это поле по величине должно по меньшей мере превосходить переключающее поле. И если приложенное поле оказывается достаточно большим, чтобы продвинуть доменную стенку по ячейке, то новый возникший домен за счет движения стенок начинает увеличиваться в размерах. И опять-таки ячейка переходит в насыщенное состояние, если приложенное поле превышает поле насыщения по всей площади ячейки. Чтобы избежать переключения соседней ячейки по отношению к адресуемой, ток, пропускаемый по шине выбора ячейки, не должен превышать в два раза минимальное значение, необходимое для переключения в адресуемой точке пересечения шин. Условием селективного переключения, таким образом, является

В реальных устройствах следует принимать во внимание статистический разброс переключающего поля в имплантированной области.

Глубина имплантации ионов составляет величину, близкую

(кликните для просмотра скана)

0,5 мкм. Детальный анализ процесса зарождения доменов и величины поля, требуемого для продвижения возникшей доменной стенки из имплантированной в неимплантированную область ячейки, показывает, что минимальные переключающие поля Ямин должны составлять приблизительно 12 кА/м [10]. Из-за сильного градиента поля анизотропии в центре и на границе имплантированной области возникает градиент энергии магнитной доменной стенки. Это приводит к появлению силы, оказывающей «давление» на стенку, направленной от центра имплантированной области и заставляющей домен снова сжиматься. Чтобы преодолеть это сжатие, требуется минимальное переключающее поле Ямин, даже если величина уменьшена до нуля за счет высокой дозы имплантации в центре имплантированной области. Время переключения в основном определяется скоростью движения доменной стенки. Наблюдавшиеся времена переключения находятся в пределах что соответствует скорости движения стенки около Переключение, таким образом, происходит намного быстрее, чем у термически адресуемых модуляторов, обсуждавшихся в подразд. 1.5.1, где время переключения ограничено тепловыми процессами. Устройство «лайтмод» с элементами, смонтированное на керамической подложке с межсоединениями, показано на рис. 1.2.2.

1.5.3.2. Управляющие токи, проблемы теплоотвода и электромиграция

Для матрицы в ячеек с шагом 100 мкм и шириной канавок 10 мкм минимальные переключающие поля в и -адресных шинах, составляющие Ямин требуют пропускания импульсов тока величиной около

Расстояние от центра шин до центра имплантированной области в данном случае составляет приблизительно 10 мкм.

Соответствующие омические потери мощности в адресных шинах длиной тогда составляют

где — поперечное сечение шин (см. рис. 1.20). Толщина адресных шин может быть доведена до значения толщины пленки (обычно составляющая 5 мкм). Для рассмотренного численного примера результирующие потери мощности в золотой шине длиной 1 см составляют около 2,5 Вт. Переключение с максимальной скоростью требует подвода мощности около (сумма по и у-шинам) к

рассматриваемой матрице в элементов. В принципе ряды элементов также могут переключаться одновременно за счет одновременного включения -шин. Однако в этом случае помимо проблемы создания перекрестных помех смежными шинами с одинаковым направлением тока возникает еще и проблема, связанная с ростом сложности управляющей электронной схемы, что объясняется необходимостью обеспечить подвод пиковой мощности, приходящейся на одну адресную шину (2,5 Вт для обсуждавшегося примера), умноженную на число у-шин. Для простоты в дальнейшем будет предполагаться последовательное переключение элемента за элементом, что приемлемо для большинства применений.

При увеличении размера и числа ячеек потери мощности будут увеличиваться по крайней мере пропорционально размеру. В настоящее время максимальный доступный размер подложек составляет 7,5 см. Следовательно, могут быть реализованы модуляторы, имеющие размер мм, что соответствует матрице ячеек с шагом 100 мкм. Возможно и уменьшение шага; однако минимальный размер канавок задан толщиной пленки, умноженной на коэффициент, определяемый технологией травления. Так как толщина пленки в большинстве случаев должна быть максимально возможной для достаточного угла поворота плоскости поляризации, снижение размера ячеек снизит потери на оптическое маскирование (до настоящего момента технология травления применялась для пленок толщиной от 5 до 7 мкм и позволяет получить канавки глубиной около 10 мкм).

В примере, приведенном на рис. 1.2, показаны ячейки с минимальным размером в 10 мкм, разделенные канавками в 10 мкм (шаг 20 мкм). Потери на маскирование для этого устройства будут составлять 75% по сравнению с 19% для устройства с шагом 100 мкм и канавками в 10 мкм.

С другой стороны, уменьшение размера ячеек приведет к увеличению скорости переключения, если полагать, что скорость движения магнитной доменной стенки не изменяется. В первом порядке приближения до тех пор, пока рассматривается время магнитного переключения, время переключения матрицы с заданной площадью не зависит от числа адресных шин или размера ячеек в матрице. Однако практически необходимо рассматривать дополнительные времена задержки в электронных управляющих цепях. Они не зависят от размера ячеек и суммируются в зависимости от числа адресных шин. Таким образом, поскольку требуется переключать довольно большие величины импульсных токов, то в конечном счете предельные времена переключения определит управляющая электроника. Заметим также, что, как и в случае модулятора с термомагнитным переключением, здесь следует учитывать

Рис. 1.22. Модулятор «лайтмод» с матрицей в элементов, размещенной на керамической подложке схемы. Система межсоединений адресных шин содержит диодную схему выборки для уменьшения числа управляющих шин

ограничения, связанные с электромиграцией. Для токов адресации в 300—400 мА поперечное сечение адресных шин должно составлять по крайней мере чтобы не подвергнуться действию электромиграции, связанной с разрушением шины при слишком больших плотностях токов.

1
Оглавление
email@scask.ru