[发明专利]一种基于横自旋结构光场的XNOR逻辑门

摘要

本发明提供了一种基于横自旋结构光场的XNOR逻辑门，首先定义了该XNOR逻辑门的结构，包括一个复合波导和两个结构完全相同的均匀实心金属纳米球，所述复合波导整体呈Y型结构，包括输出波导和与所述输出波导相连接两个输入波导臂，两个金属纳米球分别位于两个输入波导臂的前端；然后给出了该XNOR逻辑门的尺寸及制作该逻辑门的材料；并采用圆偏振光作为光源验证了该XNOR逻辑门的逻辑功能。本发明中提供的XNOR逻辑门结构新颖且易于制作、实现方式简单，并且逻辑门器件尺寸小、便于大规模集成，在全光通信技术上尤其是全光计算方面有巨大的应用前景。

主权项

1.一种基于横自旋结构光场的XNOR逻辑门，其特征在于，该XNOR逻辑门结构包括一个复合波导和两个结构完全相同的均匀实心金属纳米球(r1和r2)；所述复合波导为实心结构，其整体呈Y型分支结构，包括输出波导(105)和与所述输出波导(105)相连接的第一输入波导臂和第二输入波导臂，光信号分别从所述第一输入波导臂和所述第二输入波导臂一端的光信号输入端(a)和(b)输入，然后从所述输出波导(105)一端的光信号输出端(c)输出；所述两个金属纳米球(r1和r2)用于激发所述光信号，且金属纳米球(r1)位于所述光信号输入端(a)的前端，金属纳米球(r2)位于所述光信号输入端(b)的前端；其中，所述第一输入波导臂包括依次连接的输入波导(101)和弯折波导(103)，所述第二输入波导臂包括依次连接的输入波导(102)和弯折波导(104)；所述输入波导(101)、所述输入波导(102)和所述输出波导(105)均为矩形波导，并且所有矩形波导的中心线均呈直线，所述输入波导(101)和所述输入波导(102)结构完全相同，所述弯折波导(103)和所述弯折波导(104)结构完全相同；所述弯折波导(103)远离输入波导(101)的一端和所述弯折波导(104)远离输入波导(102)的一端均与所述输出波导(105)的另一端连接，并形成Y型耦合器，用于将通过所述光信号输入端(a)和(b)分别输入所述输入波导(101)和所述输入波导(102)中的光信号耦合到所述输出波导(5)一端的所述光信号输出端(c)中，所述输入波导(101)和所述输入波导(102)分别与所述输出波导(105)平行，所述第一输入波导臂和所述第二输入波导臂以所述输出波导(105)的中心线为对称轴呈对称分布；所述两个金属纳米球(r1和r2)的半径均为预设半径；所述输入波导(101)和所述输入波导(102)的长度均为第一长度，所述输出波导(105)的长度为第二长度；所述弯折波导(103)和所述弯折波导(104)均由两个结构完全相同的均匀实心圆环组成，所有圆环的横截面与所述输入波导(101)、所述输入波导(102)和所述输出波导(105)的横截面均相同，为矩形，且所有圆环中心线对应圆弧的圆心角均为90°，其中，所述弯折波导(103)与所述输出波导(105)连接的圆环的圆心位于所述复合波导外部，所述弯折波导(103)与所述输入波导(101)连接的圆环的圆心位于所述复合波导内部，所述弯折波导(104)与所述输出波导(105)连接的圆环的圆心位于所述复合波导外部，所述弯折波导(104)与所述输入波导(102)连接的圆环的圆心位于所述复合波导内部，所有圆环的内径均为第一直径，外径均为第二直径；所述输入波导(101)、输入波导(102)、弯折波导(103)、弯折波导(104)和输出波导(105)的宽度均为预设波导宽度，厚度均为预设波导厚度。