[发明专利]基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门

说明书

本发明属于光子器件技术领域，具体涉及一种基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门，包括信号发生器、连续波激光器、调制器、时钟脉冲CLK、单微环谐振器和光示波器，所述信号发生器和连续波激光器均连接在调制器上，所述调制器连接有第一单微环谐振器，所述第一单微环谐振器与第一时钟脉冲CLK连接，所述光示波器包括第一光示波器和第二光示波器，所述第二时钟脉冲CLK与第二单微环谐振器连接，所述第一单微环谐振器和第二单微环谐振器均连接在第一光示波器上，所述第二单微环谐振器连接有第二光示波器。本发明具有结构简单、成本低、功耗低、高电平和低电平切换时间短、易于级联到光子集成的优点。本发明用于异或同或逻辑门的实现。

技术领域

本发明属于光子器件技术领域，具体涉及一种基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门。

背景技术

光学存储设备是未来超高比特率光纤通信系统中必不可少的元素。在光分组交换网络中，光学存储元件保存光学处理器的结果并给光学开关提供控制信号。但是为了避免数据冲突，光学存储元件甚至需要缓冲整个数据包。在理想情况下，数据应该全光地进行存储，与光纤带宽兼容。脉冲模式存储已在各种光纤环路设备中得到应用。这些设备配置再生回路或锁模光纤环激光器，通过各种脉冲控制技术提供比特模式的定时稳定性。上述脉冲控制技术大多基于电光调制，其比特率小于100Gb/s。

全光顺序信号处理中，设备的数字输出不仅取决于输入信号还取决于对前一时刻信号的状态。由于在所有光分组交换机中出现，这个过程已被广泛研究。光分组交换机中，交换、数据格式转换、光信号的记忆、路由、数据包的缓冲和转发以及计数、时钟分割等核心功能直接在光域中进行。与电光电转换不同，这种产生一个少于10ps脉冲信号的过程可以实现大于40Gbits/s的高速重复全光顺序信号处理，既提高了光子集成电路和平面光波电路的工作能力，又显著降低了数字光网络设备的成本。

目前，全光异或逻辑门、全光同或逻辑门都是基于半导体光放大器的独立的逻辑门，其电脉冲电路切换时间长，不能同时实现全光异或同或逻辑功能。基于此，实现基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门确有必要。

发明内容

针对上述技术问题，提供了一种结构简单、体积小、成本低、功耗低、高电平和低电平切换时间短的基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门，包括信号发生器、连续波激光器、调制器、时钟脉冲CLK、单微环谐振器和光示波器，所述信号发生器和连续波激光器均连接在调制器上，所述时钟脉冲CLK包括第一时钟脉冲CLK和第二时钟脉冲CLK，所述单微环谐振器包括第一单微环谐振器和第二单微环谐振器，所述调制器连接有第一单微环谐振器，所述第一单微环谐振器与第一时钟脉冲CLK连接，所述光示波器包括第一光示波器和第二光示波器，所述第二时钟脉冲CLK与第二单微环谐振器连接，所述第一单微环谐振器和第二单微环谐振器均连接在第一光示波器上，所述第二单微环谐振器连接有第二光示波器。

所述信号发生器频率带宽为0-10GHz，输出功率为10-20dBm。

所述调制器频率带宽为0-10GHz。

所述第一时钟脉冲CLK、第二时钟脉冲CLK是波长均为532nm绿色激光的脉冲光束。

所述第一单微环谐振器、第二单微环谐振器的微环半径d均为20μm，厚度均为250nm，横截面均为450×250nm²。

基于单微环谐振器的全光异或同或逻辑门的控制方法，包括下列步骤：

S1、信号发生器产生的信号和连续波激光器产生的载波，经调制器调制生成输入信号；

S2、第一时钟脉冲CLK、第二时钟脉冲CLK分别从第一单微环谐振器、第二单微环谐振器的顶部泵送入环，形成光开关，实现异或同或逻辑门；