[发明专利]光学逻辑门

说明书

技术领域

本发明涉及光学逻辑门。具体地，本发明涉及“异或”(EXOR)和“异或非”(EXNOR)类型的光学逻辑门。

背景技术

已知的是，执行逻辑(布尔)运算(即，涉及逻辑状态的运算)的电子电路已被使用较长时间，这些电子电路被称为逻辑门。NOT、AND、OR、XOR、NOR、NAND和XNOR运算是由多个通常的逻辑门执行的逻辑运算中的一些。

逻辑门包括能够接收各个电子输入信号的一个或多个输入端以及能够提供各个电子输出信号的一个或多个电子输出端。电子输入信号和电子输出信号通常是数字信号(即，具有电特性(例如，电压)的信号)，该数字信号随着时间只能表现为两个值，而这两个值分别表示第一逻辑状态和第二逻辑状态，第一逻辑状态和第二逻辑状态又由位“0”和位“1”以逻辑方式表示。逻辑状态的改变对应于相应电特性的上升延或下降延。在下文中，为了简洁，仅涉及表示逻辑状态的电信号，意指涉及在这些电信号表示这些逻辑状态时由这些电信号的相应电特性所采用的值。

可操作地，假定在逻辑门的电输入端存在执行特定逻辑运算的逻辑门和假定存在一些电输入信号，更确切地是假定存在一些逻辑状态，则逻辑门提供表示相应输出逻辑状态的一个或多个电输出信号，使得输入逻辑状态和输出逻辑状态遵守与由逻辑门执行的特定逻辑运算对应的真值表。例如，在具有两个输入端和一个输出端的EXOR逻辑门的特定情况下，当输入逻辑状态相同(“00”或“11”)时，输出逻辑状态表现为值“0”，而当输入逻辑状态不同时，输出逻辑状态表现为值“1”。反之亦然，在EXNOR逻辑门的特定情况下，当输入逻辑状态相同(“00”或“11”)时，输出逻辑状态表现为值“1”，当输入逻辑状态不同时，输出逻辑状态表现为值“1”。

在逻辑层面上，逻辑门的特性由相应的真值表详尽地表述。

而在电层面上，逻辑门的描述就变得很复杂，这是因为由电子电路以物理方式实现的每个逻辑门会引入传输延迟，并且对其输入端处的逻辑状态以非理想方式的变化作出反应。具体地，假设电输入信号的上升沿或下降沿出现的时刻为t0，则逻辑门以相对于时刻t0具有一定的延迟来改变(如果必要)其输出端的逻辑状态。此外，电信号的沿不再是理想的，即，它们不提供电特性从第一值到第二值的瞬时切换，而是呈现出电特性表现为中间值且逻辑门的操作不确定的过渡期。最后，电信号不可避免地受到噪声的影响，结果导致逻辑门的性能劣化。

虽然具有上述缺点，但是已证明电逻辑门在数字电子学的发展中具有决定性的重要性；然而，意识到越来越需求不同类型的逻辑门，理想地是不受电逻辑门所表现的缺点影响，并因此具有例如最小的切换时间、没有噪声和减少的消耗的特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种至少将现有技术的上述缺点的部分克服的光学逻辑门。

根据本发明，提供了如分别由权利要求1至15所述的光学逻辑门和用于实施该光学逻辑门的方法。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅以非限制性示例的方式并参照附图描述优选实施方式，其中：

图1示出了根据本发明原理实施的光学逻辑门的示意性表示，

图2示出了第二谐波发生器元件的纵剖面，

图3示出了光学逻辑门的细节，以及

图4a至图4d示出了第二谐波光学信号的正交分量关于倾斜角度的功率趋势。

具体实施方式

如图1所示，该光学逻辑门1包括：

光源2，用于产生具有角频率ω_i的准单频电磁辐射，

分束器3，具有相对于光源2的形状和布置，使得其用于接收输入的准单频电磁辐射并因此产生用以输出的、具有角频率ω_i的第一光泵信号s_i1和第二光泵信号s_i2，并将它们分别导向至第一光学路径4a和第二光学路径4b，

第一反射面5a和第二反射面5b，分别沿第一光学路径4a和第二光学路径4b设置，以接收由分束器3产生的光泵信号s_i1和s_i2，

半波型的第一偏振片6a和第二偏振片6b，分别沿第一光学路径4a和第二光学路径4b而设置在反射面5a和5b的下游，以接收由反射面5a和5b反射的光泵信号s_i1和s_i2，