1 兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
2 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730070
基于线性干涉效应和环形谐振器,提出了一种二维光子晶体全光逻辑门的设计方法。通过在环形腔中引入光程差,产生相应的相位差,从而导致光波发生相长干涉或相消干涉,实现了或、与、异或、非、或非和与非等光学逻辑门。利用平面波展开法和时域有限差分法对逻辑器件进行模拟分析,对逻辑功能进行验证,结果表明:所设计的器件不仅物理尺寸小,而且透射率、对比度高,响应周期快,均在218 fs以内,在集成光学领域具有潜在的应用前景。
光学器件 全光逻辑门 时域有限差分法 光子晶体 激光与光电子学进展
2019, 56(18): 182301
1 北京信息职业技术学院, 北京 100055
2 清华大学 水利水电工程系, 北京 100010
光逻辑门是未来全光网络中光信息处理的核心元件, 它可以实现高速光包交换, 全光地址识别,数据编码, 奇偶校验, 信号再生等功能。采用微环谐振器设计了一种新型的电光逻辑门, 结构通过三个非对称微环组成, 分析耦合区的传输矩阵方程得出加载电压信号的变化能够实现微环折射率的变化, 利用光强的逻辑开关特性可以实现光门逻辑。计算机仿真验证了工作波长1 600 nm时, 实现的高电平50.7 V定义为逻辑1, 低电平0 V定义为逻辑0, 通过光强变化得出了6位逻辑运算; 整个系统的响应时间理论上得到了1.8 ps, 运算速率可达近200 Gbit/s。逻辑的双稳态分析中得出: 微环发生最大谐振值时对应的控制波长等于微环未发生形变前的谐振波长和偏移量之和; 调制可以通过微环谐振波长实现控制。这一研究对于未来全光通信的实现具有一定的意义。
全光网络 光逻辑门 微环谐振器 耦合区 optical network optical logic gates micro ring resonator coupling area 红外与激光工程
2017, 46(1): 0122003
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 兰州 730070
提出了一种二维三角晶格光子晶体“或非”和“非”全光逻辑门设计。该设计使用空气中的硅介质柱光子晶体材料, 其主体为四根光子晶体波导组成的四端口结构。通过平面波展开法和有限时域差分法计算了其能带结构和光学传输特性, 并对其逻辑功能进行了分析。结果显示, 通过控制光相位, 该结构能够实现“或非”和“非”逻辑功能, 结构尺寸为9.675μm×7.820μm, 响应周期为0.388ps。
光子晶体 全光逻辑门 有限时域差分法 光相位控制 photonic crystal all-optical logic gates FDTD optical phase control
Author Affiliations
Abstract
1 Department of ECE, Mookambigai College of Engineering, Trichy, Tamilnadu, India
2 Chettinad College of Engineering & Technology, Puliyur, Tamiladu, India
Optical logic gates are elementary components for optical network and optical computing. In this paper, we propose a structure for AND, NAND, XNOR and NOR logic gates in the two dimensional photonic crystal which utilizes the dispersion based self-collimation effect. The self-collimated beam is splitted by the line defect and interfered with other self-collimated beam. This interference may be constructive or destructive based on their phase difference. This phenomenon is employed to realize all-optical logic gates. The gates are demonstrated numerically by computing electromagnetic field distribution using the finite difference time domain (FDTD) method. The results ensure that this design can function as AND, NAND, XNOR and NOR logic gates. The size of the structure is about 10 μm×10 μm which in turn results in an increase in the speed and all the gates are realized in the same configuration. The ON-OFF contrast ratio is about 6 dB.
Optical computing photonic crystal band diagram equifrequency contour all-optical logic gates Photonic Sensors
2012, 2(2): 173
上海交通大学物理系 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
基于周期性畴反转铁电材料铌酸锂的电光效应，提出一种利用电光Pokels效应调制偏振态的二进制全光逻辑处理方案并进行了实验验证。当以偏振方向相互正交的两种线偏振光，分别表示光信号1的逻辑0和逻辑1时，信号光的偏振方向在一定的外加电场作用下，将在偏振面内旋转90°，从而实现两种偏振态即逻辑0和逻辑1的相互转换。在不加外电场的情况下，信号光的偏振方向不产生明显变化，从而实现可控逻辑非的功能。当以外加电场的电平信号来表示电信号2的逻辑0和逻辑1时，还能实现异或和同或的逻辑功能。相比于强度编码的方案，该偏振编码的方案对于信号的损耗很小，因此能够更方便地应用于多重级联系统，从而实现更复杂的逻辑功能。
光电子学 全光逻辑门 电光调制 周期性极化铌酸锂 中国激光
2011, 38(s1): s117001
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
3 日本法政大学工学院物质化学系, 东京 184-8584
4 日本东京农工大学工学院应用化学系, 东京 184-8588
实验研究了掺锡As2S8条波导的光阻断效应,提出一种新型的基于掺锡As2S8波导的全光逻辑门方案,并试制了掺锡As2S8条波导全光逻辑门,实验结果显示该逻辑门具有良好的波形特性,表明该材料适合做全光逻辑门,具有一定的应用潜力。
光波导 硫属化合物玻璃 光阻断效应 全光逻辑门 optical waveguide technique chalcogenide glass optical stopping effect all-optical logic gates
1 天津大学电子信息工程学院，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300072
2 山西大同大学物理与电子科学学院，山西 大同 037009
提出了一种新型非反转归零(RZ)码的可重构全光逻辑门方案。该方案基于单个半导体光放大器(SOA)和可调谐光带通滤波器(TOBPF)。利用SOA的四波混频效应和交叉增益调别(XGM)效应，实现了RZ码信号的多种功能逻辑运算。在不改变实验装置的情况下，通过调节带通滤波器中心波长和信号光功率，可以在不同逻辑功能之间进行切换。实验实现了10 Gb/s全光信号间的“与”,“非”,“或非”,“同或”,“·B”,“A·B”等基本逻辑运算。与用连续光作为探测光不同的是，本方案采用了时钟信号作为探测光，这样各个逻辑门的输出均为非反转RZ码，有利于不同逻辑门的进一步组合。
光通信 全光逻辑门 半导体光放大器 四波混频 交叉增益调制
利用激光二极管或发光二极管混合双稳态回路(BILD/BILED)的组合,得到了光学多稳态,光学异或逻辑门和光学R-S触发器.这种光电子学的逻辑回路与大规模集成技术完全相容,因此有希望应用于光学信息处理,光通信和光计算.
光学逻辑门 光计算 光学双稳态及多稳态 光电混合双稳态回路
