[发明专利]一种基于微环谐振器的三值光学可逆逻辑器件

摘要

本发明提供了一种基于微环谐振器的三值光学可逆逻辑器件，由四个微环谐振器和两个Y分支耦合器组成，该三值光学可逆逻辑器件有三个待计算的电脉冲序列输入，输出的是经过计算后的光脉冲序列，本发明三值光学可逆逻辑器件制作工艺与COMS工艺完全兼容，使得器件体积小、速度快、功耗低、便于集成，有望在光子计算机中发挥重要的作用。

主权项

一种基于微环谐振器的三值光学可逆逻辑器件，其特征在于，该三值光学可逆逻辑器件由用绝缘体上的半导体材料制成的四个微环谐振器MRR和2根Y分支耦合器构成；所述的四个微环谐振器MRR为第一微环谐振器（2）、第二微环谐振器（3）、第三微环谐振器（5）和第四微环谐振器（6），2根Y分支耦合器为第一Y分支耦合器（1）和第二Y分支耦合器（4）；所述的第一Y分支耦合器（1）包括第一直波导、第一分支直波导和第二分支直波导，第一分支直波导的一端和第二分支直波导的一端均与第一直波导的一端相连接，构成Y形分支耦合器，第一直波导上设有第一输入光波导（11），第一分支直波导上设有第一Y分支第一直通光波导（12），第二分支直波导上设有第一Y分支第二直通光波导（13）；所述的第一微环谐振器（2）包括第一硅基纳米线微环（R1）、第二直波导和第三直波导；第二直波导和第三直波导平行设置，第一硅基纳米线微环（R1）位于第二直波导和第三直波导之间，第二直波导与第二分支直波导相连接，该第二直波导上、沿远离第二分支直波导的方向依次设有第二输入光波导（21）和第一直通光波导（22）；第三直波导上设有第二直通光波导（23）和第三输入光波导（24）；第一微环谐振器（2）带有硅基电光调制器或硅基热光调制器；所述的第二微环谐振器（3）包括第二硅基纳米线微环（R2）和第四直波导，第四直波导与第二直波导相平行，第四直波导与第一分支直波导相连接，第二硅基纳米线微环（R2）位于第四直波导和第二直波导之间；第四直波导上、沿远离第一分支直波导的方向依次设有第四输入光波导（31）和第一输出光波导（32）；第二微环谐振器（3）带有硅基电光调制器或硅基热光调制器；所述的第二Y分支耦合器（4）包括第五直波导、第三分支直波导和第四分支直波导，第五直波导的一端与第二直波导的另一端相连接，第三分支直波导的一端和第四分支直波导的一端均与第五直波导的另一端相连接；第五直波导上设有第五输入光波导（41），第三分支直波导上设有第二输出光波导（42），第四分支直波导上设有第二Y分支直通光波导（43）；所述的第三微环谐振器（5）包括第三硅基纳米线微环（R3）、第六直波导和第七直波导；第六直波导和第七直波导相平行，第三硅基纳米线微环（R3）位于第六直波导和第七直波导之间，第六直波导的一端与第四分支直波导的另一端相连接，第六直波导上、沿远离第四分支直波导的方向依次设有第六输入光波导（51）和第三直通光波导（52）；第七直波导的一端与第三直波导的一端相连接，第七直波导上设有第一下载光波导（53）；第三微环谐振器（5）带有硅基电光调制器或硅基热光调制器；所述的第四微环谐振器（6）包括第四硅基纳米线微环（R4）、第八直波导、第九直波导和第十直波导，第八直波导、第九直波导和第十直波导平行设置，第四硅基纳米线微环（R4）位于第八直波导和第九直波导之间，第八直波导的一端与第三直波导的另一端相连接，第八直波导上、沿远离第八直波导与第三直波导连接点的方向依次设有第七输入光波导（61）、第四直通光波导（62）和光卸载端口（T）；第九直波导的一端与第六直波导的另一端相连接，使得第九直波导和第六直波导形成U形结构，第九直波导上、沿远离第九直波导与第六直波导连接点的方向依次设有第八输入光波导（64）和第三输出光波导（63）；第九直波导的另一端与第十直波导的一端相连接，使得第九直波导和第十直波导也形成U形结构；第四微环谐振器（6）带有硅基电光调制器或硅基热光调制器。