[發明專利]基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門

有效

• 申請號: 201910766903.3
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110501854B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 韓丙辰;周瑤瑤;胡志裕
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: G02F3/00
• 分類號: G02F3/00
• 代理公司: 太原榮信德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

本發明屬于光子器件技術領域，具體涉及一種基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門，包括信號發生器、連續波激光器、調制器、時鐘脈沖CLK、單微環諧振器和光示波器，所述信號發生器和連續波激光器均連接在調制器上，所述調制器連接有第一單微環諧振器，所述第一單微環諧振器與第一時鐘脈沖CLK連接，所述光示波器包括第一光示波器和第二光示波器，所述第二時鐘脈沖CLK與第二單微環諧振器連接，所述第一單微環諧振器和第二單微環諧振器均連接在第一光示波器上，所述第二單微環諧振器連接有第二光示波器。本發明具有結構簡單、成本低、功耗低、高電平和低電平切換時間短、易于級聯到光子集成的優點。本發明用于異或同或邏輯門的實現。

技術領域

本發明屬于光子器件技術領域，具體涉及一種基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門。

背景技術

光學存儲設備是未來超高比特率光纖通信系統中必不可少的元素。在光分組交換網絡中，光學存儲元件保存光學處理器的結果并給光學開關提供控制信號。但是為了避免數據沖突，光學存儲元件甚至需要緩沖整個數據包。在理想情況下，數據應該全光地進行存儲，與光纖帶寬兼容。脈沖模式存儲已在各種光纖環路設備中得到應用。這些設備配置再生回路或鎖模光纖環激光器，通過各種脈沖控制技術提供比特模式的定時穩定性。上述脈沖控制技術大多基于電光調制，其比特率小于100Gb/s。

全光順序信號處理中，設備的數字輸出不僅取決于輸入信號還取決于對前一時刻信號的狀態。由于在所有光分組交換機中出現，這個過程已被廣泛研究。光分組交換機中，交換、數據格式轉換、光信號的記憶、路由、數據包的緩沖和轉發以及計數、時鐘分割等核心功能直接在光域中進行。與電光電轉換不同，這種產生一個少于10ps脈沖信號的過程可以實現大于40Gbits/s的高速重復全光順序信號處理，既提高了光子集成電路和平面光波電路的工作能力，又顯著降低了數字光網絡設備的成本。

目前，全光異或邏輯門、全光同或邏輯門都是基于半導體光放大器的獨立的邏輯門，其電脈沖電路切換時間長，不能同時實現全光異或同或邏輯功能。基于此，實現基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門確有必要。

發明內容

針對上述技術問題，提供了一種結構簡單、體積小、成本低、功耗低、高電平和低電平切換時間短的基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門，包括信號發生器、連續波激光器、調制器、時鐘脈沖CLK、單微環諧振器和光示波器，所述信號發生器和連續波激光器均連接在調制器上，所述時鐘脈沖CLK包括第一時鐘脈沖CLK和第二時鐘脈沖CLK，所述單微環諧振器包括第一單微環諧振器和第二單微環諧振器，所述調制器連接有第一單微環諧振器，所述第一單微環諧振器與第一時鐘脈沖CLK連接，所述光示波器包括第一光示波器和第二光示波器，所述第二時鐘脈沖CLK與第二單微環諧振器連接，所述第一單微環諧振器和第二單微環諧振器均連接在第一光示波器上，所述第二單微環諧振器連接有第二光示波器。

所述信號發生器頻率帶寬為0-10GHz，輸出功率為10-20dBm。

所述調制器頻率帶寬為0-10GHz。

所述第一時鐘脈沖CLK、第二時鐘脈沖CLK是波長均為532nm綠色激光的脈沖光束。

所述第一單微環諧振器、第二單微環諧振器的微環半徑d均為20μm，厚度均為250nm，橫截面均為450×250nm²。

基于單微環諧振器的全光異或同或邏輯門的控制方法，包括下列步驟：

S1、信號發生器產生的信號和連續波激光器產生的載波，經調制器調制生成輸入信號；

S2、第一時鐘脈沖CLK、第二時鐘脈沖CLK分別從第一單微環諧振器、第二單微環諧振器的頂部泵送入環，形成光開關，實現異或同或邏輯門；