[发明专利]一种全光逻辑门

摘要

一种全光逻辑门，利用光的合束器、分束器、光控光开关以及光的可叠加性、光的干涉原理来实现逻辑运算，并且利用调节光波导的长度来调节光波的相位，从而满足计算机的要求，提供了多种全光逻辑门，这些全光逻辑门可以有利于硅基集成，并且实现简单。全光逻辑门包括：与非门、或门、或非门、同或门、与门、非门；光逻辑门在功耗、速度和面积上比电逻辑门均有优势，并且应用这些全光逻辑门可以直接搭建各种计算功能模块。

主权项

1.一种全光逻辑门，其特征在于，该全光逻辑门为与非门，包括四个输入光源、三个分束器、五个合束器和一个光控光开关；所述光控光开关为高有效；所述四个输入光源分别为第一变量A、第二变量B、光强与逻辑1对应光强相等的第一光信号和光强与逻辑1对应光强的1/2相等的第二光信号；所述第一光信号和第二光信号的初始相位相同；所述四个输入光源的波长均相等；所述第一变量A和所述第二变量B有光强时，对应的光强为I，I对应逻辑1；所述第一变量A和所述第二变量B无光强时，对应的光强为0，对应逻辑0；所述第一变量A输入第一分束器的输入端，所述第一分束器的第一输出端连接所述第一合束器的第一输入端；第一分束器的第一输出端和第一合束器的第一输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第一光信号输入第二分束器的输入端，所述第二分束器的第一输出端连接所述第一合束器的第二输入端，第二分束器的第一输出端和第一合束器的第二输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第二分束器的第二输出端连接第二合束器的第一输入端，第二分束器的第二输出端和第二合束器的第一输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第二变量B输入第三分束器的输入端，所述第三分束器的第一输出端连接所述第二合束器的第二输入端，第三分束器的第一输出端和第二合束器的第二输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第三分束器的第二输出端连接第三合束器的第一输入端，第三分束器的第二输出端和第三合束器的第一输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第一分束器的第二输出端连接第三合束器的第二输入端，第一分束器的第二输出端和第三合束器的第二输入端的距离为所述输入光源1/2波长的奇数倍；所述第一合束器的输出端和第二合束器的输出端分别连接第四合束器的两个输入端，第一合束器的输出端和第四合束器的输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；第二合束器的输出端和第四合束器的输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述第三合束器的输出端连接所述光控光开关的控制端，所述光控光开关的输入端连接所述第二光信号，所述第四合束器的输出端和所述光控光开关的输出端连接第五合束器的两个输入端，第四合束器的输出端和第五合束器的输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；所述光控光开关的输出端和第五合束器的输入端的距离为所述输入光源波长的整数倍；第五合束器的输出端作为该与非门的输出端。