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本发明提供了一种基于石墨烯的触发阈值可调光逻辑器，属于全光通讯技术领域。本光逻辑器包括若干第一电介质层A、若干第二电介质层B和四个石墨烯单层G，表示为ABABBBABABB1GB2BB3GB4BB4GB3BB2GB1BABABBBABA，其中B1GB2、B2GB1、B3GB4和B4GB3均表示石墨烯单层嵌入第二电介质层内形成的三明治结构；所述第一电介质层和第二电介质层为两种折射率不同的均匀电介质薄片，所述光逻辑器存在四个光学分形态，光学分形态对应的电场具有局域作用，四个石墨烯单层分别嵌于其中一个分形态对应的局域电场最强位置，使石墨烯单层的三阶非线性效应得到增强，进而实现低阈值光学双稳态；所述第一电介质层和第二电介质层的厚度均为各自光学波长的1/4。本发明具有光学双稳态阈值低等优点。

本发明提供了一种图厄‑摩尔斯序列多层电介质与石墨烯的复合结构，属于全光通信系统技术领域。包括两个对称分布的复合组件，复合组件包括一个石墨烯层、若干第一电介质层和若干第二电介质层，复合组件中的石墨烯层、第一电介质层和第二电介质层三者的排布规律为：由外侧向内依次为第一电介质层、第二电介质层、石墨烯层、第二电介质层、第一电介质层、第二电介质层、第一电介质层、第一电介质层和第二电介质层。本发明能够实现光学三稳态和多稳态。

本发明提供了一种应用于全光开关和光存储器的光学双稳态器件，属于全光通信系统技术领域。光学双稳态器件为八个电介质层一、八个电介质层二和十五个石墨烯层组成的多层结构，由上表面至下表面依次为电介质层一、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层一、石墨烯层、电介质层二、石墨烯层、电介质层一。本发明具有能够降低光学双稳态的阈值等优点。

本发明公开了一种基于石墨烯光学双稳态的全光开关及光存储器，首先利用材料的损耗和增益共同作用，精细地调制MgF2和ZnS为基质的掺杂电介质材料的折射率实部和虚部，使其折射率满足宇称-时间对称性，形成宇称-时间对称结构的谐振腔；然后把石墨烯嵌入此结构的中心，利用石墨烯的三阶非线性效应，实现低阈值的光学双稳态，双稳态的阈值低至GW/cm2量级；最后利用石墨烯的双稳态效应用制作全光通信系统中的全光开关及光存储器；本发明为现有的全光开关的光存储器提供了一种新的选择，且开关阈值可通过石墨烯的化学势灵活调节。