[发明专利]一种基于微环谐振器的控制交换门光学逻辑器件

摘要

本发明提供了种基于微环谐振器的控制交换门光学逻辑器件，其特征在于，该控制交换门光学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5根Y分支耦合器构成，其中三个输入是待运算的电信号和一个处于工作波长处的连续光信号，输出的结果是对电学信号进行控制交换门计算后的光信号，该光信号可以在光纤中传输直接进入下一级进行光信息处理。该控制交换门光学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，本发明控制交换门光学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

1.一种基于微环谐振器的控制交换门光学逻辑器件，其特征在于，该控制交换门光学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5根Y分支耦合器构成，其中三个输入是待运算的电信号和一个处于工作波长处的连续光信号，输出的结果是对电学信号进行控制交换门计算后的光信号，该光信号可以在光纤中传输直接进入下一级进行光信息处理；所述的四个微环谐振器为第一微环谐振器（2）、第二微环谐振器（3）、第三微环谐振器（6）和第四微环谐振器（7），所述的5根Y分支耦合器为第一Y分支耦合器（1）、第二Y分支耦合器（4）、第三Y分支耦合器（5）、第四Y分支耦合器（8）和第五Y分支耦合器（9）；第一Y分支耦合器（1）由第一输入光波导（11）、第一直通光波导（12）和第二直通光波导（13）构成，第一输入光波导（11）的一端接光信号输入，第一输入光波导（11）的另一端分别与第一直通光波导（12）的一端和第二直通光波导（13）的一端相连接；第一微环谐振器（2）由第一硅基纳米线微环（R1）和第一直波导组成，该第一直波导输入端（21）与第一直通光波导（12）的另一端相连接，第一直波导直通端（22）为光学逻辑器件的光输出端X；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；第二微环谐振器（3）由第二硅基纳米线微环（R2）、第二直波导和第三直波导组成，第二直波导和第三直波导平行设置，第二硅基纳米线微环（R2）位于第二直波导和第三直波导之间，第二直波导输入端31）与第二直通光波导（13）相连，第二直波导直通端（32）与第三Y分支耦合器（5）相连；第三直波导下载端（33）与第二Y分支耦合器（4）相连，第三直波导上还设有光卸载端口（T）；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；第二Y分支耦合器（4）由第二输入光波导（41）、第三直通光波导（42）和第四直通光波导（43）组成，第二输入光波导（41）的一端与第三直波导下载端（33）相连，第二输入光波导（41）的另一端分别与第三直通光波导（42）的一端和第四直通光波导（43）的一端相连，第三直通光波导（42）的另一端与第三微环谐振器（6）相连，第四直通光波导的另一端（43）与第四微环谐振器（7）相连；第三Y分支耦合器（5）由第三输入光波导（51）、第五直通光波导（52）和第六直通光波导（53）组成，第三输入光波导（51）一端与第二直波导直通端（32）相连，第三输入光波导（51）的另一端分别与第五直通光波导（52）的一端和第六直通光波导（53）的一端相连，第五直通光波导（52）的另一端与第三微环谐振器（6）相连，第六直通光波导（53）的另一端与第四谐振器（7）相连；第三微环谐振器（6）由第三硅基纳米线微环（R3）以及平行设置的第四直波导和第五直波导组成，第三硅基纳米线微环（R3）位于第四直波导和第五直波导之间，第四直波导下载端（63）与第三直通光波导（42）的另一端相连，第四直波导直通端（64）与第四Y分支耦合器（8）相连，第五直波导下载端（61）与第五直通光波导（52）的另一端相连，第五直波导直通端（62）与第五Y分支耦合器（9）相连；第四微环谐振器（7）由第四硅基纳米线微环（R4）以及平行设置的第六直波导和第七直波导相连，第四硅基纳米线微环（R4）位于第六直波导和第七直波导之间，第六直波导输入端（71）与第六直通光波导（53）的另一端相连，第六直波导直通端（72）与第四Y分支耦合器（8）相连，第七直波导下载端（73）与第四直通光波导（43）的另一端相连，第七直波导直通端（74）与第五Y分支耦合器（9）相连；第四Y分支耦合器（8）由第七直通光波导（81）、第八直通光波导（82）和第一输出光波导（83）组成，第一输出光波导（83）的一端分别与第七直通光波导（81）的一端和第八直通光波导（82）的一端相连，第七直通光波导（81）的另一端第四直波导直通端（64）相连，第八直通光波导（82）的另一端与第六直波导直通端（72）相连，第一输出光波导（83）的另一端为光学逻辑器件的光输出端Y；第五Y分支耦合器（9）由第九直通光波导（91）、第十直通光波导（92）和第二输出光波导（93）组成，第二输出光波导（93）的一端分别与第九直通光波导（91）的一端和第十直通光波导（92）的一端相连，第九直通光波导（91）的另一端与第五直波导直通端（62）的另一端相连，第十直通光波导（92）的另一端与第七直波导直通端（74）相连，第二输出光波导（93）的另一端为本发明光学逻辑器件的光输出端Z。