[发明专利]光学逻辑门

权利要求书

1.一种光学逻辑门(1)，包括第二谐波发生器元件(15)，所述第二谐波发生器元件被配置为接收分别具有第一角频率(ω₁)和第二角频率(ω₂)且分别具有第一偏振(P；S)和第二偏振(P；S)的第一光学输入信号(s_i1)和第二光学输入信号(s_i2)，并且提供具有第三角频率(2ω_i，ω₁+ω₂)和第三偏振(P；S)的第二谐波光学信号(s_u3)，所述第三角频率(2ω_i，ω₁+ω₂)等于所述第一角频率(ω₁)和所述第二角频率(ω₂)的和，所述第三偏振(P；S)是所述第一(P；S)偏振和所述第二(P；S)偏振的函数，所述第二谐波发生器元件(15)包括为具有非零二阶光学张量的材料的第二谐波发生器层(22)。

2.根据权利要求1所述的光学逻辑门(1)，其中，所述材料还是具有非中心对称六边形单位晶格和6mm点群对称的晶体结构。

3.根据权利要求或1或2所述的光学逻辑门(1)，还包括偏振控制装置(6a，6b)，所述偏振控制装置被配置为控制所述第一光学输入信号(s_i1)和所述第二光学输入信号(s_i2)的偏振，使得所述第一光学输入信号(s_i1)和所述第二光学输入信号(s_i2)到达所述第二谐波发生器元件(15)，所述第一光学输入信号和所述第二光学输入信号分别具有属于可能的偏振的二元组([P，S])中的偏振作为所述第一偏振(P；S)和所述第二偏振(P；S)，以使得所述第三偏振(P；S)也属于可能的偏振的所述二元组。

4.根据权利要求3所述的光学逻辑门(1)，其中，可能偏振的所述二元组([P，S])包括两个线性偏振(P；S)，分别沿着相互正交的第一偏振方向和第二偏振方向而指向。

5.根据权利要求4所述的光学逻辑门(1)，其中，所述偏振控制装置(6a，6b)包括第一半波偏振片和第二半波偏振片。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的光学逻辑门(1)，还包括聚焦装置(7a和7b)，所述聚焦装置被配置为将所述第一光学输入信号(s_i1)和所述第二光学输入信号(s_i2)基本上会聚在所述第二谐波发生器元件(15)的同一焦点(23)上。

7.根据权利要求6所述的光学逻辑门(1)，当从属于权利要求4时，其中，以使得所述第一光学输入信号(s_i1)和所述第二光学输入信号(s_i2)具有处在同一平面(xz)中的传播方向并形成第一角度、所述第二谐波发生器层(22)具有处在所述平面(xz)中的光轴并相对于所述第一角度的平分线形成第二角度(α)、以及所述第一偏振方向和所述第二偏振方向分别与所述平面(xz)平行和垂直的方式，配置所述偏振控制装置(6a和6b)、所述聚焦装置(7a和7b)和所述第二谐波发生器元件(15)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学逻辑门(1)，其中，所述第二谐波发生器层(22)的所述材料为氮化镓(GaN)。

9.根据权利要求8所述的光学逻辑门(1)，当从属于权利要求7时，其中，所述第二角度(α)处于包括35度的范围内。

10.根据权利要求9所述的光学逻辑门(1)，其中，所述第二谐波发生器元件(15)还包括氮化铝(AlN)中间层(21)和蓝宝石基板(20)，所述第二谐波发生器层(22)位于所述中间层(21)的上面，所述中间层(21)位于所述蓝宝石基板(20)的面c(0001)的上面。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的光学逻辑门(1)，其中，所述第二谐波发生器层(22)的所述材料为选自硒化镉(CdSe)、氧化锌(ZnO)、纤锌矿硫化锌(α-ZnS)和纤锌矿碳化硅(α-SiC)中的材料。