DE112015006195T5

DE112015006195T5 - Spektral programmierbarer Memristor

Info

Publication number: DE112015006195T5
Application number: DE112015006195.9T
Authority: DE
Inventors: Samuel James Maguire-Boyle; Aditya B. Nayak
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2017-11-02
Also published as: FR3035507A1; WO2016171701A1; MX2017012530A; US10302973B2; US20180113330A1; GB201714621D0; BR112017020042A2; GB2552747A

Abstract

Ein Memristorelement wird verwendet, um eine spektral programmierbare optische Vorrichtung zu schaffen. Ein elektromagnetisches Feld wird über dem Memristorelement angelegt, um seine spektralen Eigenschaften zu verändern. Im Gegenzug werden die spektralen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung, die mit dem Memristorelement optisch interagiert, auch verändert. Diese Veränderung der spektralen Eigenschaften ermöglicht es, dass der Memristor „programmiert” werden kann, um eine Vielfalt von Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsfunktionen zu erreichen.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen im Allgemeinen Optik und insbesondere eine spektral programmierbare, auf einem Memristor basierende optische Vorrichtung und ein Verfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurden optische Analysetechniken für eine Reihe von Anwendungen entwickelt. Einige dieser Techniken nutzen die Verwendung eines optischen Dünnfilminterferenzelements, das auch als multivariates optisches Element („MOE”) bekannt ist. Im Allgemeinen wird bei diesen Techniken elektromagnetische Strahlung (z. B. aus einer Probe) mit dem MOE optisch interagieren gelassen, wobei der Ausgang die gemessene Intensität der elektromagnetischen Strahlung widerspiegelt. Die gemessene Intensität kann dann in einer Anzahl von Anwendungen, wie beispielsweise Sensoren, eingesetzt werden.
Historisch gesehen wurden solche optischen Dünnfilmelemente unter Verwendung von abwechselnden Schichten von Materialien mit hohem Index und niedrigem Index, die auf einem Substrat abgeschieden wurden, entworfen und hergestellt. Sobald die Materialien auf dem Substrat abgeschieden worden sind, sind jedoch die Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsfunktionen des optischen Dünnfilmelements aufgrund des fundamentalen Charakters des Design- und Herstellungsprozesses festgelegt. Daher können, sobald der Filmstapel abgeschieden worden ist, seine spektralen Eigenschaften nicht verändert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein Memristorelement, das in einer spektral programmierbaren optischen Dünnfilmvorrichtung im Transmissionsmodus eingesetzt werden kann, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine grafische Darstellung, bei der die Spannungs-Strom-Hysterese und die Ausgangslichtintensität eines Memristorelements, das ein Pixel aufweist, aufgetragen sind, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3A ist eine Blockdiagrammdarstellung eines spektral programmierbaren Memristor-Arrays im Kalibrierungsmodus, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3B ist eine auseinandergezogene Schnittansicht des Memristorelement-Arrays von 3A;
4 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Memristorelement-Arrays, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
5 stellt eine spektral programmierbare optische Vorrichtung 500 dar, gemäß einer verallgemeinerten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen und zugehörige Verfahren der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend beschrieben, wie sie in einer spektral programmierbaren, auf einem Memristor basierenden optischen Vorrichtung eingesetzt werden könnten. Im Interesse der Klarheit sind in dieser Beschreibung nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung oder eines tatsächlichen Verfahrens beschrieben. Es versteht sich natürlich, dass bei der Entwicklung einer solchen tatsächlichen Ausführungsform zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler zu erreichen, wie etwa die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Einschränkungen, die von einer Implementierung zu einer anderen variieren. Darüber hinaus versteht es sich, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwändig sein könnte, aber dennoch ein Routineunternehmen für einschlägige Durchschnittsfachleute mit dem Vorteil der vorliegenden Offenbarung wäre. Weitere Aspekte und Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen und zugehörigen Verfahren der Offenbarung werden aus der Betrachtung der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen ersichtlich.
Wie hier beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung auf eine optische Vorrichtung gerichtet, die ein Memristorelement verwendet, um eine spektral programmierbare optische Vorrichtung zu schaffen. Ein Memristor oder „Memory Resistor (deutsch: Speicher-Widerstand)” ist eine nichtlineare elektrische Komponente, deren Widerstand mit der an ihr angelegten elektrischen Spannung zusammenhängt. In einer verallgemeinerten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung interagiert elektromagnetische Strahlung optisch mit einem aus spektral veränderbarem Material hergestellten Memristorelement. Ein elektromagnetisches Feld wird über dem Memristorelement angelegt, um seine spektralen Eigenschaften zu verändern. Im Gegenzug werden die spektralen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung, die mit dem Memristorelement optisch interagiert, auch verändert. Diese Veränderung der spektralen Eigenschaften ermöglicht es, dass der Memristor „programmiert” werden kann, um eine Vielfalt von Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsfunktionen zu erreichen. Als Ergebnis können die memristorbasierten Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung in einer Vielfalt von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich beispielsweise multifunktionalen optischen Sensoren.
Wie bereits erwähnt, wurden optische Dünnfilmelemente unter Verwendung von abwechselnden Schichten von Materialien mit hohem Index und niedrigem Index, die auf einem Substrat abgeschieden wurden, entworfen und hergestellt. Die Grundgleichungen, die die Transmissions-, Reflexions- und Absorptionsfunktionen von optischen Dünnfilmelementen beschreiben, sind die Fresnel-Gleichungen, die aus den Maxwell-Gleichungen abgeleitet sind. Die Wahl der Materialien basiert auf der Anwendung und dem Bereich der interessierenden Wellenlängen. Beispielsweise könnte für eine Infrarotanwendung a-Si (amorphes Silizium) als das Material mit hohem Index, SiO₂ (Siliziumdioxid) als das Material mit niedrigem Index und Glas als das Substrat gewählt werden. Die Fertigungsverfahren beinhalten typischerweise PVD (physikalische Dampfabscheidung, wie beispielsweise Elektronenstrahlvakuumabscheidung, HF-Magnetron-Sputtern usw.), CVD (chemische Dampfabscheidung, wie MOCVD, PECVD usw.), ALD (Atomschichtabscheidung) usw.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, setzen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung spektral programmierbare Memristorelemente ein. Die Memristorelemente sind nichtlineare elektrische Komponenten, die elektrische Ladung und magnetischen Fluss in Beziehung setzen. Die Grundgleichung, die die Verknüpfung von elektrischer Ladung (q) und magnetischem Fluss (Φ) regelt, ist dargestellt als: DΦ = Mdq Gl. (1), auch bekannt als die Schaltungstheorie-Gleichung für einen Memristor. In Gleichung 1 ist Φ der magnetische Fluss, M ist der Widerstand des Memristors, und q ist die Ladung. Dementsprechend zeigt diese Art von Vorrichtung eine Beziehung zwischen dem Widerstand und der elektrischen Spannung, die über dem Memristorelement angelegt wird.
1 stellt ein Memristorelement dar, das in einer spektral programmierbaren optischen Dünnfilmvorrichtung im Transmissionsmodus eingesetzt werden kann, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einer verallgemeinerten Ausführungsform ist die Grundkomponente der Vorrichtung ein Memristorelement 100, wie in 1 gezeigt. In diesem Beispiel ist das Memristorelement 100 ein einzelnes Memristorpixel, wie gezeigt; in anderen Ausführungsformen kann das Memristorelement jedoch aus einer Vielzahl von Memristorpixeln bestehen. „Memristorpixel” bezieht sich auf einen einzelnen Memristor. Nichtsdestoweniger besteht das Memristorelement 100 aus einer Metall/Halbleiter-Schnittstelle, die aus einer Isolator/Dielektrikum-Schicht 10, einer reinen Halbleiterschicht 12 mit darauf positionierten Metallkontakten 14, einer Halbleiterschicht 16 mit Defekten darin und einer Metallschicht 18 besteht. Die „Defekte” in der Halbleiterschicht 16 beziehen sich auf nichtreine Halbleiter mit Defekten im Kristallgitter, die auf vielfältige Weise hergestellt werden können. In weiteren Ausführungsformen kann die gleiche Funktionalität jedoch durch eine Dielektrikum/Halbleiter-Grenzfläche oder eine Metall/Metalloxid-Grenzfläche erreicht werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Metall/Halbleiter-Grenzfläche unter Verwendung von Standardverarbeitungstechniken gefertigt werden, wie beispielsweise PVD, CVD oder ALD. Die Halbleiterschicht 16 wird mit einem hohen Grad an Defekten abgeschieden, die in dem Kristallgitter des Materials vorhanden sind, sodass eine Diffusion von Metallionen erfolgen kann, wenn elektromagnetische Strahlung (z. B. eine elektrische Spannung) über die Vorrichtung über die Metallschicht 18 und die Kontakte 14 aufgebracht wird. Die Auswahl des Metalls, des Halbleiters, des Defektgrads usw. hängt von der Anwendung und dem Bereich der interessierenden Wellenlängen ab.
Weiter Bezug nehmend auf 1, wenn die elektromagnetische Strahlung 20 in die defektreiche Halbleiterschicht 16 eintritt, wirkt die Schicht 16 als ein Wellenleiter, der die elektromagnetische Strahlung 20 dämpft, wenn sie durch sie hindurchgeht, was zu dem Ausgang optisch interagierten Lichts 22 führt. Wenn eine elektromagnetische Welle über der Halbleiterschicht 16 erzeugt wird, diffundieren Metallionen in die defektreiche Halbleiterschicht 16 (der Grundmechanismus ähnelt der Halbleiterdotierung). Die elektromagnetische Welle kann auf vielfältige Weise erzeugt werden, wie beispielsweise eine Spannung oder ein Strom, die über der Halbleiterschicht 16 angelegt werden. Nichtsdestoweniger nimmt die Anzahl der Metallionen aus der Metallschicht 18, die in die Halbleiterschicht 16 diffundieren, mit einer Zunahme des Leistungspegels der elektromagnetischen Welle(n) zu, was zu einer Verringerung der elektromagnetischen Strahlung führt, die durch die Schicht 16 hindurchgeht. Die Menge an elektromagnetischer Strahlung 20, die durch die Halbleiterschicht 16 hindurchgeht, nimmt mit einer Abnahme des Leistungspegels der elektromagnetischen Welle(n) zu. Dieses Phänomen tritt aufgrund von Streuungs- und Absorptionseffekten auf, die durch die in die Halbleiterschicht 16 diffundierten Metallionen hervorgerufen werden. Entsprechend kann die Halbleiterschicht 16 auch als „spektral veränderbares Material” bezeichnet werden.
Wie bereits erwähnt, besteht das Memristorelement 100 aus einem einzigen Pixel, in weiteren Ausführungsformen kann das Memristorelement 100 jedoch aus einer Vielzahl von Pixeln bestehen. 2 ist eine grafische Darstellung, bei der die Spannungs-Strom-Hysterese und die Ausgangslichtintensität eines Memristorelements, das ein Pixel aufweist, aufgetragen sind, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die Spannungs-Strom-Hysterese (ii) des Memristorelements ist gegen die Ausgangslichtintensität (i) aufgetragen. Durch Verwendung der Hysteresekurve kann die prozentuale Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die defektreiche Halbleiterschicht gesteuert werden. Ein solches Diagramm kann verwendet werden, um das Memristorelement zu kalibrieren, sodass die erforderliche Menge an elektromagnetischer Energie (z. B. Spannung, Strom usw.) über jedem Pixel angelegt wird, um den gewünschten spektralen Ausgang zu erzeugen. Sobald die Spannung/optische Transmission-Beziehung über alle Wellenlängen für das Memristorelement bekannt ist, kann es „programmiert” werden, um eine beliebige Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsfunktion zu erreichen.
Weiter Bezug nehmend auf 1, wenngleich nicht gezeigt, ist ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element mit den Kontakten 14 und der Metallschicht 18 gekoppelt, um das elektromagnetische Feld/die elektromagnetischen Felder über der Halbleiterschicht 16 zu erzeugen. Das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element kann auf eine Reihe von Wegen kommunikativ gekoppelt sein, wie zum Beispiel über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung. Wenn drahtlose Verfahren eingesetzt werden, sind die Kontakte 14 möglicherweise nicht erforderlich. Das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element kann eine Vielfalt von Vorrichtungen sein, wie beispielsweise eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle. Unabhängig von der verwendeten Quelle ist das Ergebnis die Diffusion von Metallionen in die defektreiche Halbleiterschicht 16, die wiederum den spektralen Ausgang des Memristorelements 100 beeinflusst.
3A ist eine Blockdiagrammdarstellung eines spektral programmierbaren Memristor-Arrays im Kalibrierungsmodus, gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Kalibriersystem 300 beinhaltet das Memristorelement 302, das selbst aus einem Memristor-Array besteht, das vier Memristorelemente MR₁, MR₂, MR₃ und MR₄ beinhaltet. Jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ kann aus einem oder mehreren Pixeln gefertigt sein. Das Kalibriersystem 300 beinhaltet eine elektromagnetische Quelle 304 (die auf Grundlage der gewünschten Anwendung ausgewählt wird), die die elektromagnetische Strahlung 310 erzeugt, die optische Separationsvorrichtung 306 und das Memristorelement-Array 302, das so gefertigt ist, dass die Memristorelemente MR₁ ... MR₄ parallel in Bezug auf ankommende Strahlung sind.
Die optische Separationsvorrichtung 306 ist eine beliebige Vorrichtung, die verwendet wird, um die elektromagnetische Strahlung 310 in Komponentenwellenlängen zu separieren, wie beispielsweise ein Beugungsgitter oder ein spektrales Zerlegungselement. Ein Beugungsgitter verwendet das Prinzip der Beugung, um Licht in seine Komponentenwellenlängen aufzuspalten, während ein spektrales Zerlegungselement Brechung (wie beispielsweise Prismen) verwendet oder speziell entworfene Bandpassfilter oder Kerbfilter, Ringresonatoren usw. verwenden kann.
Während des Betriebs des Kalibrierungssystems 300 spaltet das optische Separationselement 306 die elektromagnetische Strahlung 310 in ihre einzelnen Komponentenwellenlängen 310 _CW auf. Jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ im Array 302 ist so gefertigt, dass jede Komponentenwellenlänge 310 _CW in mindestens ein Memristorelement MR₁ ... MR₄ eintritt, wodurch optisch interagiertes Licht 312 erzeugt wird. Jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ wird unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken so ausgelegt, dass es der Komponentenwellenlänge entspricht. Beispielsweise sind bei bestimmten Ausführungsformen das Beugungsgitter (wenn es als Element 306 verwendet wird), das Memristor-Array 302 und das Detektor-Array 308 unter Verwendung von Nanoskala-Positionierern so ausgerichtet, dass nur eine Wellenlänge oder ein enger Wellenlängenbereich in jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ eintritt. Alternativ können, sobald das Licht durch das Beugungsgitter aufgespalten worden ist, auch Wellenleiter verwendet werden, um das aufgespaltene Licht in jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ zu führen. In dem dargestellten Beispiel überträgt die optische Separationsvorrichtung 306 nur eine Wellenlänge zu jedem Memristorelement MR₁ ... MR₄. In weiteren Beispielen können jedoch mehr als eine Wellenlänge oder ein schmaler Wellenlängenbereich übertragen werden.
Um das Memristor-Array 302 zu kalibrieren, um das gewünschte Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsmuster zu erhalten, wird ein optisches Detektor-Array 308 verwendet, das die Detektoren D₁–D₄ aufweist. In diesem Beispiel besteht jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ aus einem einzelnen Memristorpixel und daher beinhaltet das Detektor-Array 308 eine passende Anzahl von Detektoren. Wie in 3A gezeigt, wird während der Kalibrierung die Verarbeitungsschaltung 314 mit dem Memristorelement-Array 302 gekoppelt, um jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ zu programmieren. Im hier verwendeten Sinne ist Kalibrierung der Prozess, der durchgeführt wird, um die optische Antwort (Ausgangslichtintensität) jedes Memristorelements zu finden. Bei diesem Prozess wird beispielsweise ein Bereich von Spannungen an das Memristorelement angelegt und die Ausgangslichtintensität gemessen, wie in 2 gezeigt. Sobald die optische Antwort bestimmt worden ist, kann die optische Antwort dann beispielsweise unter Verwendung eines programmierbaren Mikrochips eines Logik-Arrays (dargestellt durch die Verarbeitungsschaltung 314) programmiert werden.
3B ist eine auseinandergezogene Schnittansicht des Memristorelement-Arrays 302. Im Gegensatz zu dem Memristorelement 100, das parallel zu der elektromagnetischen Strahlung 20 angeordnet ist (sodass sich die Strahlung 20 durch die Schicht 16 entlang ihrer Achse bewegt), ist das Memristorelement-Array 302 senkrecht zur Komponentenwellenlänge 310 _CW angeordnet. Alternativ gibt es eine Vielfalt von Möglichkeiten, um ein Memristorelement abzuscheiden, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Nichtsdestoweniger sind, wie zuvor beschrieben, der/die Kontakt(e) 14 und die Metallschicht 18 jedes Memristorelements MR₁ ... MR₄ über die Leitungen 316 ₁–316 ₄ mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element (nicht gezeigt) kommunikativ gekoppelt. In weiteren Beispielen kann jedoch das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element über drahtlose Mittel kommunikativ gekoppelt sein. Nichtsdestoweniger sind in diesem Beispiel die Drahtleitungen 316 ₁–316 ₄ mit einer Spannungsquelle, die als das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element wirkt, sowie einer Verarbeitungsschaltung 314 kommunikativ gekoppelt.
Unter Bezugnahme auf 3B interagiert die Komponentenwellenlänge 310 _CW der elektromagnetischen Strahlung optisch mit der defektreichen Halbleiterschicht 16, um die Kalibrierung des Memristor-Arrays 302 durchzuführen. Die Schicht 16 wirkt als ein Wellenleiter, der das Licht dämpft, während es durch ihn hindurchgeht, wodurch ein optisch interagiertes Licht 312 erzeugt wird. In diesem Beispiel wird eine Spannungsquelle als das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element verwendet, wie zuvor beschrieben. Wenn also eine Spannung über der defektreichen Halbleiterschicht 16 angelegt wird, diffundieren Metallionen in die Schicht-16-Schicht, wodurch das Halbleitermaterial in der Schicht 16 spektral verändert wird. Die Anzahl der Metallionen aus der Metallschicht 18, die in die Halbleiterschicht 16 diffundieren, nimmt mit einer Zunahme des Leistungspegels der elektromagnetischen Welle(n) zu, was zu einer Verringerung der elektromagnetischen Strahlung führt, die durch die Schicht 16 hindurchgeht. Die Menge der elektromagnetischen Strahlung 20, die durch die Halbleiterschicht 16 hindurchgeht, nimmt mit einer Abnahme des Leistungspegels der elektromagnetischen Welle(n) zu. Der Detektor (nicht gezeigt) wird verwendet, um die optische Antwort (Ausgangslichtintensität) zu messen, die aus dem Memristorelement-Array 302 herauskommt, die dann verwendet wird, um das Array 302 unter Verwendung der Verarbeitungsschaltung 314 zu programmieren.
Wiederum tritt dieses Phänomen aufgrund von Streuungs- und Absorptionseffekten auf, die durch die in die Halbleiterschicht 16 diffundierten Metallionen hervorgerufen werden. Durch Verwendung der Hysteresekurve (z. B. 2) kann die prozentuale Transmission von Licht durch die defektreiche Halbleiterschicht 16 gesteuert werden. Sobald die Spannung/optische Transmission-Beziehung über alle Wellenlängen für das Memristorelement-Array 302 bekannt ist, kann das Array 302 „programmiert” werden, um eine beliebige Transmissions-/Reflexions-/Absorptionsfunktion zu erreichen. Ein solches Verfahren kann auch für jedes andere ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element, das verwendet wird, verwendet werden.
Jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ ist in einer Reihenfolge angeordnet, die die gewünschte Anwendung erfordert. Zum Beispiel weist dieses spezielle Beispiel 4 Memristorpixel MR₁ ... MR₄ auf. Dies kann jedoch auf ein „n×n”-Pixel-Array erweitert werden. Darüber hinaus kann sich die Anzahl der Pixel in horizontaler und vertikaler Richtung mit der Anwendung ändern.
Wenn das Memristorelement-Array 302 in einer gewünschten Anwendung eingesetzt wird, kann jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ über Leitungen 316 oder drahtlose Mittel mit seinem eigenen ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt sein. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann jedes ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element (gekoppelt mit der Verarbeitungsschaltung 314) programmiert werden, um elektromagnetische Felder zu erzeugen, die unterschiedliche Leistungspegel aufweisen, wodurch die Möglichkeit bereitgestellt wird, die Halbleiterschicht 16 jedes Memristorelements wie gewünscht zu verändern. Als Ergebnis kann jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ eine andere spektrale Eigenschaft aufweisen.
4 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Memristorelement-Arrays, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In diesem Beispiel beinhaltet das Memristorelement-Array 400 die Memristorelemente MR₁ ... MR₄, die in Reihe angeordnet oder gefertigt sind, sodass das Array 400 einen herkömmlichen Dünnfilmstapel emuliert, der aus alternierenden Materialien mit hohem und niedrigem Index besteht. In diesem Fall wird das Memristorelement-Array 400 unter Verwendung einer Metallschicht 18, einer defektreichen Halbleiterschicht 16, Leitungen 416 ₁–416 ₄ und der reinen Halbleiterschicht 12 gefertigt, wobei jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ durch eine dielektrische Schicht 10 getrennt ist. Jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ enthält die Leitungen 316 ₁–316 ₄, wie zuvor beschrieben, die mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element (nicht gezeigt) gekoppelt sind.
In diesem Beispiel wird eine Spannungsquelle als das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element verwendet. Wenn die elektromagnetische Breitbandstrahlung 410 sequentiell durch jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ hindurchgeht, interagiert die Strahlung 410 optisch mit jedem, um das optisch interagierte Licht 412 zu erzeugen. Wenn also eine veränderliche Spannung über jedem Memristorelement MR₁ ... MR₄ angelegt wird, treten die Ionen von der Metallschicht 18 in die defektreiche Halbleiterschicht 16 ein, wodurch der Brechungsindex der defektreichen Halbleiterschichten 16 effektiv verringert und/oder erhöht wird. Dies schafft ein Szenario eines Materials mit hohem Index, gefolgt von einem Material mit niedrigem Index, das einem herkömmlichen Dünnfilmdesign ähnlich ist. Die Anzahl an Ionen, die in die defektreiche Halbleiterschicht 16 diffundieren, wird durch die Spannung-Strom-Hysteresekurve für das Memristorelement geregelt, wie zuvor beschrieben. Darüber hinaus kann jedes Memristorelement MR₁ ... MR₄ ebenso wie bei früheren Ausführungsformen mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt sein, um dadurch das spektral veränderbare Material der Schicht 16 zu verändern.
5 stellt eine spektral programmierbare optische Vorrichtung 500 dar, gemäß einer verallgemeinerten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine elektromagnetische Strahlungsquelle 508 kann so konfiguriert sein, dass sie eine elektromagnetische Strahlung 510 emittiert oder auf andere Weise generiert. Wie es sich in der Technik versteht, kann die elektromagnetische Strahlungsquelle 508 eine beliebige Vorrichtung sein, die in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu generieren. Beispielsweise kann die elektromagnetische Strahlungsquelle 508 eine Glühbirne, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein Laser, ein Schwarzkörper, ein photonischer Kristall oder eine Röntgenstrahlenquelle, eine natürliche Lumineszenz usw. sein. Die elektromagnetische Strahlung 510 interagiert optisch mit dem Memristorelement 505, das ein beliebiges der hier beschriebenen Memristorelemente/-Arrays sein kann, wobei optisch interagiertes Licht 512 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Memristorelement 505 aus einem oder vielen Memristorpixeln bestehen. Alternativ kann das Memristorelement 505 ein Memristor-Array sein, das eine Vielzahl von Memristorelementen beinhaltet, wobei jedes Memristorelement ein oder mehrere Memristorpixel aufweist.
Das Memristorelement 505 ist über Drahtleitungen 502 mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element 504 kommunikativ gekoppelt. Obwohl als ein einziges ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element gezeigt, kann es aus mehreren ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elementen bestehen, wenn das Memristorelement 505 eine Vielzahl von Pixeln beinhaltet oder ein Array ist. In solchen Ausführungsformen kann jedes Memristorelement in dem Array seine eigenen dedizierten Drahtleitungen oder einen anderen geeigneten Kopplungsmechanismus aufweisen. Alternativ kann das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element 504 über drahtlose Mittel mit dem Memristorelement 505 kommunikativ gekoppelt sein. Das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element 504 kann eine Vielfalt von Vorrichtungen sein, wie beispielsweise eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle. Beispielsweise kann das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element 504 eine Quelle eines elektromagnetischen Felds sein, die eine elektromagnetische Welle erzeugt und sie in Richtung des Memristorelements 505 emittiert. Die elektromagnetische Welle induziert wiederum einen Strom über dem Memristorelement 505, der die spektralen Eigenschaften der defektreichen Halbleiterschicht verändert, wie hier beschrieben.
In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die spektral programmierbare optische Vorrichtung 500 einen Detektor, wie beispielsweise einen optischen Wandler. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die spektral programmierbare optische Vorrichtung 500 jedoch keinen Detektor und in solchen Fällen kann ein menschliches Auge als der Detektor dienen. Anwendungen, bei denen das menschliche Auge als Detektor für das Memristorelement 505 wirkt, können beispielsweise architektonische Fenster, Autofenster, Raumfahrzeugfenster, Solarfrontabdeckung, Solarkonzentrator oder andere Anwendungen sein, wobei das Memristorelement als Dünnfilmbeschichtung aufgebracht wird. Bei einigen dieser Ausführungsformen kann natürlich eine natürliche Lumineszenz als Quelle der elektromagnetischen Strahlung dienen.
Die hier beschriebenen spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen können in einer Vielfalt weiterer Anwendungen eingesetzt werden. Solche Anwendungen können beispielsweise Bohrloch- oder Komplettierungsanwendungen beinhalten. Weitere Umgebungen können solche umfassen, die so verschieden sind wie diejenigen, die mit Oberflächen- und Unterwasserüberwachung, Satelliten- oder Drohnenbeobachtung, Pipelineüberwachung oder sogar Sensoren, die eine Körperhöhle wie einen Verdauungstrakt durchlaufen, assoziiert sind. Innerhalb dieser Anwendungen werden die spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen eingesetzt, um verschiedene Probenverbindungen oder Charakteristiken in Echtzeit in der Umgebung zu erfassen/zu überwachen.
Die vorgenannten spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen sind beispielhafter Natur und können einer Vielfalt weiterer optischer Konfigurationen unterzogen werden. Solche optischen Konfigurationen beinhalten nicht nur die hier beschriebenen Reflexions-, Absorptions- oder Transmissionsverfahren, sondern können auch Streuung (beispielsweise Raleigh und Raman) sowie Emission (beispielsweise Fluoreszenz, Röntgenanregung usw.) einbeziehen.
Obwohl nicht gezeigt, können die hier beschriebenen spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen mit einer entfernten Stromversorgung gekoppelt sein, während in weiteren Ausführungsformen an Bord befindliche Batterien eingesetzt werden können. Die spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen können auch einen Signalprozessor, ein Kommunikationsmodul und eine andere Schaltung umfassen, die erforderlich sind, um die Ziele der vorliegenden Offenbarung zu erreichen. Es versteht sich, dass die Softwareanweisungen, die zur Durchführung der Aufgaben der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, in einem Speicher gespeichert sein können, der sich auf den spektral programmierbaren optischen Vorrichtungen befindet oder in diesen Speicher von einer CD-ROM oder einem anderen geeigneten Speichermedium über drahtgebundene oder drahtlose Verfahren geladen werden können.
Darüber hinaus können die in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eingesetzten Memristorelemente nicht auf Halbleiter basieren. Beispielsweise können auch kunststoffbasierte Memristorelemente oder graphenbasierte Elemente eingesetzt werden.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich jeweils auf einen oder mehrere der folgenden Absätze:

1. Eine spektral programmierbare optische Vorrichtung, umfassend: ein Memristorelement, das spektral veränderbares Material umfasst, wobei das Memristorelement so positioniert ist, dass es mit elektromagnetischer Strahlung optisch interagiert, um optisch interagiertes Licht zu erzeugen; und ein über dem Memristorelement erzeugtes elektromagnetisches Feld, um das spektral veränderbare Material zu verändern, wodurch eine spektrale Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung verändert wird, um das optisch interagierte Licht zu erzeugen.
2. Eine optische Vorrichtung nach Absatz 1, ferner umfassend ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element, das mit dem Memristorelement kommunikativ gekoppelt ist, um das elektromagnetische Feld über dem Memristorelement zu erzeugen.
3. Eine optische Vorrichtung nach Absätzen 1 oder 2, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle ist.
4. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–3, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element programmierbar ist, um unterschiedliche Leistungspegel zu erzeugen.
5. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–4, wobei das Memristorelement ein oder mehrere Memristorpixel umfasst.
6. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–5, wobei das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst.
7. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–6, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist, um dadurch das elektromagnetische Feld über jedem Memristorelement zu erzeugen.
8. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–7, wobei jedes Memristorelement eine andere spektrale Eigenschaft umfasst, die durch das darüber angelegte elektromagnetische Feld erzeugt wird.
9. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–8, ferner umfassend: eine Quelle elektromagnetischer Strahlung zum Generieren der elektromagnetischen Strahlung; und ein optisches Separationselement, das positioniert ist, um die elektromagnetische Strahlung in Komponentenwellenlängen zu separieren und die Komponentenwellenlängen zu einem entsprechenden Memristorelement zu leiten.
10. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–9, wobei das optische Separationselement ein Beugungselement oder ein spektrales Zerlegungselement ist.
11. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–10, wobei jedes Memristorelement in dem Memristor-Array einer unterschiedlichen Komponentenwellenlänge der elektromagnetischen Strahlung entspricht.
12. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–11, wobei das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst, die so positioniert sind, dass sie mit der elektromagnetischen Strahlung sequentiell optisch interagieren.
13. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–12, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist, um dadurch das elektromagnetische Feld über jedem Memristorelement des Memristorelement-Arrays zu erzeugen.
14. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–13, wobei jedes Memristorelement des Memristorelement-Arrays eine andere spektrale Eigenschaft umfasst, die durch das elektromagnetische Feld erzeugt wird.
15. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–14, ferner umfassend einen Detektor, der so positioniert ist, dass er das optisch interagierte Licht erfasst.
16. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–15, wobei der Detektor einen optischen Wandler oder ein menschliches Auge umfasst.
17. Eine optische Vorrichtung nach einem der Absätze 1–16, wobei die optische Vorrichtung einen Teil einer Dünnfilmbeschichtung oder einer optischen Rechenvorrichtung umfasst.
18. Ein optisches Verfahren, umfassend: optisches Interagieren elektromagnetischer Strahlung mit einem Memristorelement, das spektral veränderbares Material umfasst; Anlegen eines elektromagnetischen Feldes über dem Memristorelement, um dadurch das spektral veränderbare Material zu verändern; und Verändern einer spektralen Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung, die mit dem Memristorelement optisch interagiert, um dadurch optisch interagiertes Licht zu erzeugen.
19. Ein optisches Verfahren nach Absatz 18, wobei ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element eingesetzt wird, um das elektromagnetische Felde über dem Memristorelement zu erzeugen.
20. Ein optisches Verfahren nach Absätzen 18 oder 19, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle ist.
21. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–20, ferner umfassend Erzeugen unterschiedlicher Leistungspegel von elektromagnetischen Feldern unter Verwendung des ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elements.
22. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–21, wobei: das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist; und das Verfahren ferner Verwenden der ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elemente umfasst, um ein elektromagnetisches Feld über jedem Memristorelement zu erzeugen.
23. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–22, ferner umfassend Verändern einer spektralen Eigenschaft jedes Memristorelements, so dass jede spektrale Eigenschaft unterschiedlich ist.
24. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–23, ferner umfassend: Separieren der elektromagnetischen Strahlung in Komponentenwellenlängen; und Leiten der Komponentenwellenlängen zu einem entsprechenden Memristorelement.
25. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–24, wobei: das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst; und das Verfahren ferner sequentielles optisches Interagieren der elektromagnetischen Strahlung mit den Memristorelementen umfasst.
26. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–25, wobei: jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist; und das Verfahren ferner Verwenden der ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elemente umfasst, um elektromagnetische Felder über jedem Memristorelement zu erzeugen.
27. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–26, ferner umfassend Verwenden der elektromagnetischen Felder, um in jedem Memristorelement eine andere spektrale Eigenschaft zu erzeugen.
28. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–27, ferner umfassend Erfassen des optisch interagierten Lichts.
29. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 18–28, wobei das optisch interagierte Licht unter Verwendung eines optischen Wandlers oder menschlichen Auges erfasst wird.
30. Ein optisches Verfahren, umfassend optisches Interagieren elektromagnetischer Strahlung mit einem Memristorelement, um optisch interagiertes Licht zu erzeugen, wobei das Memristorelement spektral veränderbares Material umfasst.
31. Ein optisches Verfahren nach Absatz 30, wobei das spektral veränderbare Material verändert wird, wodurch eine spektrale Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung verändert wird, die mit dem Memristorelement optisch interagiert.
32. Ein optisches Verfahren nach Absätzen 30 oder 31, wobei ein elektromagnetisches Feld über dem Memristorelement erzeugt wird, um das spektral veränderbare Material zu verändern.
33. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 30–32, wobei über dem Memristorelement unterschiedliche Leistungspegel des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
34. Ein optisches Verfahren nach einem der Absätze 30–33, ferner umfassend Erfassen des optisch interagierten Lichts.

Obwohl verschiedene Ausführungsformen und Methodiken gezeigt und beschrieben wurden, ist die Offenbarung nicht auf derartige Ausführungsformen und Methodiken beschränkt und es versteht sich, dass sie alle Modifikationen und Abwandlungen beinhaltet, wie sie für einen Fachmann auf dem Gebiet auf der Hand liegen würden. Daher versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten konkreten Formen zu beschränken ist. Vielmehr ist es beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und Schutzbereich der Offenbarung fallen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims

Spektral programmierbare optische Vorrichtung, umfassend: ein Memristorelement, das spektral veränderbares Material umfasst, wobei das Memristorelement so positioniert ist, dass es mit elektromagnetischer Strahlung optisch interagiert, um optisch interagiertes Licht zu erzeugen; und ein über dem Memristorelement erzeugtes elektromagnetisches Feld, um das spektral veränderbare Material zu verändern, wodurch eine spektrale Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung verändert wird, um das optisch interagierte Licht zu erzeugen.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element, das mit dem Memristorelement kommunikativ gekoppelt ist, um das elektromagnetische Feld über dem Memristorelement zu erzeugen.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element programmierbar ist, um unterschiedliche Leistungspegel zu erzeugen.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Memristorelement ein oder mehrere Memristorpixel umfasst.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist, um dadurch das elektromagnetische Feld über jedem Memristorelement zu erzeugen.
Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jedes Memristorelement eine andere spektrale Eigenschaft umfasst, die durch das darüber angelegte elektromagnetische Feld erzeugt wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend: eine Quelle elektromagnetischer Strahlung zum Generieren der elektromagnetischen Strahlung; und ein optisches Separationselement, das positioniert ist, um die elektromagnetische Strahlung in Komponentenwellenlängen zu separieren und die Komponentenwellenlängen zu einem entsprechenden Memristorelement zu leiten.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das optische Separationselement ein Beugungselement oder ein spektrales Zerlegungselement ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei jedes Memristorelement in dem Memristor-Array einer unterschiedlichen Komponentenwellenlänge der elektromagnetischen Strahlung entspricht.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst, die so positioniert sind, dass sie mit der elektromagnetischen Strahlung sequentiell optisch interagieren.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist, um dadurch das elektromagnetische Feld über jedem Memristorelement des Memristorelement-Arrays zu erzeugen.
Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 13, wobei jedes Memristorelement des Memristorelement-Arrays eine andere spektrale Eigenschaft umfasst, die durch das elektromagnetische Feld erzeugt wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Detektor, der so positioniert ist, dass er das optisch interagierte Licht erfasst.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Detektor einen optischen Wandler oder ein menschliches Auge umfasst.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Vorrichtung einen Teil einer Dünnfilmbeschichtung oder einer optischen Rechenvorrichtung umfasst.
Optisches Verfahren, umfassend: optisches Interagieren elektromagnetischer Strahlung mit einem Memristorelement, das spektral veränderbares Material umfasst; Anlegen eines elektromagnetischen Feldes über dem Memristorelement, um dadurch das spektral veränderbare Material zu verändern; und Verändern einer spektralen Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung, die mit dem Memristorelement optisch interagiert, um dadurch optisch interagiertes Licht zu erzeugen.
Optisches Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element eingesetzt wird, um das elektromagnetische Felde über dem Memristorelement zu erzeugen.
Optisches Verfahren nach Anspruch 19, wobei das ein elektromagnetisches Feld erzeugende Element eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, eine elektromagnetische Quelle, eine magnetische Quelle, eine thermische Quelle oder eine ionische Quelle ist.
Optisches Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Erzeugen unterschiedlicher Leistungspegel von elektromagnetischen Feldern unter Verwendung des ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elements.
Optisches Verfahren nach Anspruch 18, wobei: das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst, wobei jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist; und das Verfahren ferner Verwenden der ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elemente umfasst, um ein elektromagnetisches Feld über jedem Memristorelement zu erzeugen.
Optisches Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend Verändern einer spektralen Eigenschaft jedes Memristorelements, so dass jede spektrale Eigenschaft unterschiedlich ist.
Optisches Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend: Separieren der elektromagnetischen Strahlung in Komponentenwellenlängen; und Leiten der Komponentenwellenlängen zu einem entsprechenden Memristorelement.
Optisches Verfahren nach Anspruch 18, wobei: das Memristorelement ein Memristorelement-Array ist, das eine Vielzahl von Memristorelementen umfasst; und das Verfahren ferner sequentielles optisches Interagieren der elektromagnetischen Strahlung mit den Memristorelementen umfasst.
Optisches Verfahren nach Anspruch 25, wobei: jedes Memristorelement mit einem ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Element kommunikativ gekoppelt ist; und das Verfahren ferner Verwenden der ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Elemente umfasst, um elektromagnetische Felder über jedem Memristorelement zu erzeugen.
Optisches Verfahren nach Anspruch 26, ferner umfassend Verwenden der elektromagnetischen Felder, um in jedem Memristorelement eine andere spektrale Eigenschaft zu erzeugen.
Optisches Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend Erfassen des optisch interagierten Lichts.
Optisches Verfahren nach Anspruch 28, wobei das optisch interagierte Licht unter Verwendung eines optischen Wandlers oder menschlichen Auges erfasst wird.
Optisches Verfahren, umfassend optisches Interagieren elektromagnetischer Strahlung mit einem Memristorelement, um optisch interagiertes Licht zu erzeugen, wobei das Memristorelement spektral veränderbares Material umfasst.
Optisches Verfahren nach Anspruch 30, wobei das spektral veränderbare Material verändert wird, wodurch eine spektrale Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung verändert wird, die mit dem Memristorelement optisch interagiert.
Optisches Verfahren nach Anspruch 30, wobei ein elektromagnetisches Feld über dem Memristorelement erzeugt wird, um das spektral veränderbare Material zu verändern.
Optisches Verfahren nach Anspruch 32, wobei über dem Memristorelement unterschiedliche Leistungspegel des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
Optisches Verfahren nach Anspruch 30, ferner umfassend Erfassen des optisch interagierten Lichts.