[發(fā)明專利]光子晶體全光自與變換邏輯門有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410796527.X | 申請日： | 2014-12-19 |
| 公開（公告）號： | CN104483800B | 公開（公告）日： | 2021-05-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 歐陽征標(biāo);余銓強 | 申請（專利權(quán)）人： | 深圳大學(xué) |
| 主分類號： | G02F3/00 | 分類號： | G02F3/00;G02F1/35 |
| 代理公司： | 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248 | 代理人： | 胡吉科 |
| 地址： | 518060 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 光子 晶體 變換 邏輯 | ||
1.一種光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：包括一個時鐘信號、一個邏輯信號、一個二分支波導(dǎo)、一個光子晶體結(jié)構(gòu)、一個非邏輯門、一個D觸發(fā)器；所述二分支波導(dǎo)包括一個輸入端、兩個輸出端；所述光子晶體結(jié)構(gòu)為一個二維光子晶體“十”字交叉波導(dǎo)非線性腔，包括一個四端口、一個非線性腔；所述交叉波導(dǎo)的左端為第一信號輸入端、下端為第二信號輸入端、上端為輸出端、右端為閑置端；所述交叉波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置非線性腔；所述非線性腔由八個第一長方形線性介質(zhì)桿、四個第二長方形線性介質(zhì)桿和一個正方形介質(zhì)柱在縱、橫波導(dǎo)方向分別構(gòu)成準(zhǔn)一維光子晶體結(jié)構(gòu)，在所述非線性腔中心設(shè)置正方形介質(zhì)柱，該介質(zhì)柱為非線性介質(zhì)柱；所述正方形介質(zhì)柱的四周鄰近處設(shè)置所述第二長方形線性介質(zhì)桿；兩兩相鄰的所述第一長方形線性介質(zhì)桿相距0.2668d，其中d為正方晶格光子晶體的晶格常數(shù)；所述非邏輯門包括一個輸入端、一個輸出端；所述D觸發(fā)器包括兩個信號輸入端、一個信號輸出端；所述D觸發(fā)器的信號輸出端的輸出為全光自與變換邏輯門的輸出，即系統(tǒng)輸出；所述時鐘信號與所述二分支波導(dǎo)的輸入端連接；所述二分支波導(dǎo)的兩個輸出端與所述非邏輯門的輸入端和所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第一信號輸入端連接；所述非邏輯門的輸出端與所述D觸發(fā)器的第一信號輸入端連接；所述光子晶體結(jié)構(gòu)的輸出端與所述D 觸發(fā)器的第二信號輸入端連接；所述邏輯信號與所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第二信號輸入端連接；通過所述時鐘信號控制工作：在tn時刻，令所述時鐘信號等于1，所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第一信號輸入端的輸入信號與所述時鐘信號同步，所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第二信號輸入端的邏輯輸入信號為X(n)，所述光子晶體結(jié)構(gòu)輸出端的輸出為 X(n)，在tn+1時刻，令所述時鐘信號等于零，所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第一信號輸入端的輸入信號與所述時鐘信號同步，所述光子晶體結(jié)構(gòu)的第二信號輸入端的邏輯輸入信號為 X(n+1)，所述光子晶體結(jié)構(gòu)將此刻邏輯輸入信號X(n+1)與上一時刻所述光子晶體結(jié)構(gòu)保存的邏輯輸入信號X(n) 做自與邏輯運算輸出，所述光子晶體結(jié)構(gòu)輸出端的輸出信號為X(n+1) X(n)，所述D觸發(fā)器的第二信號輸入端接收并存儲所述光子晶體結(jié)構(gòu)的輸出信號X(n+1) X(n)，所述D觸發(fā)器信號輸出端的輸出為X(n+1) X(n)，從而實現(xiàn)全光邏輯輸入信號的自與變換邏輯運算功能。
2.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：所述正方形介質(zhì)柱與相鄰該正方形介質(zhì)柱，且靠近所述光子晶體結(jié)構(gòu)信號輸出端的所述第二長方形線性介質(zhì)桿在弱光條件下的介電常數(shù)相等。
3.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：所述D觸發(fā)器的第二信號輸入端的輸入信號與所述光子晶體結(jié)構(gòu)輸出端的輸出信號相等。
4.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：所述第一、二長方形線性介質(zhì)桿的折射率為大于2的值。
5.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：所述第一、二長方形線性介質(zhì)桿的折射率為3.4。
6.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：二維光子晶體為(2k+1)×(2k+1) 線性介質(zhì)桿陣列結(jié)構(gòu)，其中k為大于等于3 的正整數(shù)。
7.按照權(quán)利要求6所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：二維光子晶體的線性介質(zhì)桿的橫截面形狀為多邊形、圓形或者橢圓形。
8.按照權(quán)利要求6所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：二維光子晶體的線性介質(zhì)桿的橫截面形狀為三角形。
9.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：二維光子晶體的背景填充材料為折射率小于1.4的低折射率介質(zhì)。
10.按照權(quán)利要求1所述的光子晶體全光自與變換邏輯門，其特征在于：二維光子晶體的背景填充材料為空氣。
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