[发明专利]一种集成光电子混合比特可逆逻辑门

权利要求书

1.一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：包括光波通路、物理场调控导引通路及转换介质,所述光波通路包括至少三个光学路由转换,光学路由转换用于实现光信号的分配,光学路由转换依次级联,相邻光学路由转换之间通过相对设置的两通路分支连接,相对设置的两通路分支之间间距大于光学路由转换的两波导之间间距，通路分支用于将前级光学路由转换分配后的光学信号传输至后级光学路由转换；

转换介质包括至少两个,分别设置于不同光学路由转换之间的一通路分支上,转换介质分别连接有物理场调控导引通路,用于通过对应的物理场调控导引通路在转换介质上施加物理场调控信号或引出物理场输出信号；

所述光学路由转换由两条并排靠近设置的波导构成,用于实现光功率的平均分配或交叉分配；第一级光学路由转换的一输入端引出通过光信号触发的使能端口,末级光学路由转换的一输出端引出一输出光学信号的输出端口，各物理场调控导引通路分别引出用于输入物理场信号的输入端口或用于输出物理场信号的输出端口,输入端口与输出端口数量相等且至少为两个,通过在转换介质上施加物理场调控信号，可控制光在光波通路中的传输路径,改变光学信号输出端口输出的信号状态,以建立输入与输出端口之间的逻辑状态关系。

2.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：所述光波通路由具有电场调控特性的介质材料制成。

3.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：所述转换介质包括相对设置的上转换介质和下转换介质,通路分支自上、下转换介质中间穿过。

4.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：还包括有绝缘衬底,所述光波通路、物理场调控导引通路和转换介质集成设置于绝缘衬底上。

5.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：所述物理场调控导引通路和转换介质采用导电金属材料制成,用以传输和加载电信号。

6.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：通过在转换介质上施加物理场调控信号,可改变相对设置的两通路分支之间的相位差,以控制光在光波通路中的传输路径,进而改变光学路由转换对光信号的分配。

7.如权利要求1所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：通过定义各输入端口、输出端口和使能端口在信号强度大于阈值时为逻辑状态“1”,小于阈值时为逻辑状态“0”,建立输入与输出端口之间的逻辑状态关系。

8.如权利要求1至7任一所述的一种集成光电子混合比特可逆逻辑门,其特征在于：所述光波通路包括第一光学路由转换、第二光学路由转换和第三光学路由转换,第一光学路由转换通过第一通路分支和第二通路分支与第二光学路由转换相连,第二光学路由转换通过第三通路分支和第四通路分支与第三光学路由转换相连；第一光学路由转换和第三光学路由转换设置为用于实现光功率的平均分配,第二光学路由转换设置为用于实现光功率的完全交叉分配；

转换介质包括第一转换介质和第二转换介质,第一转换介质设置于第一通路分支上,第二转换介质设置于第四通路分支上,第一转换介质连接有第一物理场调控导引通路和第二物理场调控导引通路,第二转换介质连接有第三物理场调控导引通路；

第一光学路由转换的一输入端引出使能端口﹐第一物理场调控导引通路引出第一输入端口,第二物理场调控导引通路引出第一输出端口,第三物理场调控导引通路引出第二输入端口，第三光学路由转换的一输出端引出第二输出端口；使能端口及第二输出端口设定对应的光强度阈值,第一输入端口、第二输入端口及第一输出端口设定对应的电压强度阈值,通过将信号强度与阈值对比得出端口逻辑状态“1”或“0”,以建立输入与输出端口之间的逻辑状态关系。