[发明专利]“十”字波导光子晶体光学“或”、“非”、“异或”逻辑门的实现方法

权利要求书

1. “十”字波导二维光子晶体“或”、“非”、“异或”逻辑门的实现方法，其特征在于：对于由高折射率介质杆构成的二维光子晶体“十”字形交叉波导四端口网络(交叉中心附近有一高折射率引导杆)，通过选择适当的输入输出端口，可以分别实现光学“或”、“非”、“异或”逻辑功能。

2. 按权力要求1所述的“或”逻辑门实现方法，其特征在于：设有两个信号输入端，一个输出端和一个闲置波输出端，一个接收闲置波的端口；一个输入端与输出端在一条直线上，且输出端离引导杆较近；另一个输入端为剩下两个端口中的一个，且为离引导杆较近的一端；引导杆的直径有一个最佳值，对应最大的高低逻辑幅度比值。

3. 按权力要求1所述的“非”逻辑门实现方法，其特征在于：该逻辑门有一个信号输入端，一个输出端、一个参考光输入端和一个闲置波输出端；参考光始终存在。信号输入端与输出端相对而设置，且信号输入端为离引导杆较近的端口；参考光输入端为剩下的两个端口中的一个，且是离引导杆较远的那个端口；引导杆的直径有一个最佳值，对应最大的高低逻辑幅度比值。

4. 按权力要求1所述的“异或”逻辑门实现方法，其特征在于：将权利要求4中的“非”门的参考光输入端改为第二个信号输入端，即获得“异或”逻辑门。

5. 按权利要求1-4所述的“十”字波导二维光子晶体“或”、“非”、“异或”逻辑门实现方法，其特征在于：组成二维光子晶体的高折射率介质可以是棱柱形，也可以是圆柱形，也可以是任意横截面形状的介质柱。

6. 按权利要求1-4所述的“十”字波导二维光子晶体“或”、“非”、“异或”逻辑门实现方法，其特征在于：组成二维光子晶体的低折射率介质可以为空气，也可以为其它低折射率介质；非线性介质的非线性系数存在一个最佳值，对应最大的高低逻辑幅度比值。

7. 按权利要求1-4所述的“十”字波导二维光子晶体“或”、“非”、“异或”逻辑门实现方法，其特征在于：基本逻辑门的工作波长可以通过介质柱的尺寸和形状来调节。基本逻辑门尺寸与工作波长为同一数量级；根据不同的要求，改变结构参数和选择不同的材料，该结构可以适合于任意电磁波波段，包括微波波段、毫米波波段、亚毫米波波段、太赫兹(THz)波段、红外波段、可见光波段、紫外波段、X波段等。