[發明專利]光子晶體全光自與變換邏輯門

有效

• 申請號: 201410796527.X
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104483800B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 歐陽征標;余銓強
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 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權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明公開了一種光子晶體全光自與變換邏輯門，它由一個光子晶體結構單元、一個非邏輯門和一個D觸發器單元組成；時鐘控制信號CP通過一個二分支波導的輸入端連接，其兩個輸出端分別與非邏輯門的輸入端和光子晶體結構單元的時鐘信號輸入端連接；所述非邏輯門的輸出端與D觸發器單元的時鐘信號輸入端連接；所述光子晶體結構單元的信號輸出端與D觸發器單元的D信號輸入端連接；邏輯輸入信號X與光子晶體結構單元的邏輯信號輸入端連接。本發明不僅具有結構緊湊、運算速度快、抗干擾能力強、而且易與其它光學邏輯元件實現集成。

技術領域

本發明涉及二維光子晶體、光學與邏輯門，尤其涉及光子晶體全光自與變換邏輯門。

背景技術

1987年，美國Bell實驗室的E.Yablonovitch在討論如何抑制自發輻射和Princeton大學的S.John在討論光子區域各自獨立地提出了光子晶體(Photonic Crystal)的概念。光子晶體是一種介電材料在空間中呈周期性排列的物質結構，通常由兩種或兩種以上具有不同介電常數材料構成的人工晶體。

隨著光子晶體的提出和深入研究，人們可以更靈活、更有效地控制光子在光子晶體材料中的運動。在與傳統半導體工藝和集成電路技術相結合下，人們通過設計與制造光子晶體及其器件不斷的往全光處理飛速邁進，光子晶體成為了光子集成的突破口。1999年12月，美國權威雜志《科學》將光子晶體評為1999年十大科學進展之一，也成為了當今科學研究領域的一個研究熱點。

全光邏輯器件主要包括基于光放大器的邏輯器件、非線性環形鏡邏輯器件、薩格納克干涉式邏輯器件、環形腔邏輯器件、多模干涉邏輯器件、耦合光波導邏輯器件、光致異構邏輯器件、偏振開關光邏輯器件、傳輸光柵光邏輯器件等。這些光邏輯器件對于發展大規模集成光路來說都有體積大的共同缺點。隨著近年來科學技術的提高，人們還發展研究出了量子光邏輯器件、納米材料光邏輯器件和光子晶體光邏輯器件，這些邏輯器件都符合大規模光子集成光路的尺寸要求，但對于現代的制作工藝來說，量子光邏輯器件與納米材料光邏輯器件在制作上存在很大的困難，而光子晶體光邏輯器件則在制作工藝上具有競爭優勢。

近年來，光子晶體邏輯器件是一個備受矚目的研究熱點，它極有可能在不久將來取代目前正廣泛使用的電子邏輯器件。光子晶體邏輯器件可直接進行全光的“與”、“或”、“非”等邏輯功能，是實現全光計算的核心器件，在全光計算的進程中，基于“與”、“或”、“非”、“異或”等光子晶體邏輯功能器件已經被成功設計研究，而實現全光計算的目標仍需要各種各樣復雜的邏輯元器件。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種結構緊湊、抗干擾能力強，且易與其它光學邏輯元件實現集成的光子晶體全光自與變換邏輯門。

本發明的目的通過下列技術方案予以實現。