集成光电子器件lpl第十一章逻辑门

1、全全 光光 逻逻 辑辑 门门在逻辑运算中，在逻辑运算中，是是的的，反映了逻辑电路中最基本的逻，反映了逻辑电路中最基本的逻辑关系，所有的逻辑运算都可以通过这三种基辑关系，所有的逻辑运算都可以通过这三种基本运算来实现。本运算来实现。但为了满足实用的要求，实际使用的逻辑门，但为了满足实用的要求，实际使用的逻辑门，除了三种基本逻辑门外，广泛采用一些除了三种基本逻辑门外，广泛采用一些，如：，如：xor、xor、nand、半加器、半、半加器、半减器、比较器、译码器等。减器、比较器、译码器等。基本上都是利用基本上都是利用的高速非线性效应来实现的，如的高速非线性效应来实现的，如、（等。等。 增益随输入光功率增

2、益随输入光功率 增大而减小的现象。增大而减小的现象。弱弱连续光连续光和强和强信号信号光光耦合进耦合进soa信号光信号光被被放大，消放大，消耗载流子耗载流子soa的增的增益益被反向被反向调制调制反向调制反向调制的增益又的增益又对对连续光连续光调制调制1. soa-全光逻辑全光逻辑nor门门 2. soa-全光逻辑全光逻辑or门门 21ss221sssc 效率高；效率高；c 工作波长范围宽；工作波长范围宽；c 偏振无关。偏振无关。l 信号的消光比恶化信号的消光比恶化; ;l 工作速率低；工作速率低；l 码型效应。码型效应。1. soa-全光逻辑全光逻辑xor门门 ：2. soa-全光全光多功能逻辑

3、门多功能逻辑门 ：1. soa-全光逻辑全光逻辑and门门 ： ：所用信号光为二进制所用信号光为二进制；利用的是利用的是soa中中。即调制光的偏振态即调制光的偏振态,使两个正交偏振态分别表示二进制使两个正交偏振态分别表示二进制中的逻辑中的逻辑“0”和和“1”。：与两输入光的与两输入光的成正比。成正比。 平行（夹角为平行（夹角为0）时，）时，fwm效应最强；效应最强； 垂直（夹角为垂直（夹角为900）时，不发生）时，不发生fwm效应。效应。 21ss21ss 21ss21ss基于基于polsk调制的调制的fwm型超快全光逻辑门原理示意图型超快全光逻辑门原理示意图 输入的信号光输入的信号光共轭光的

4、输出共轭光的输出s1 s2s2的偏振态不旋转的偏振态不旋转900s2的偏振态旋转的偏振态旋转9000 0 0 1 1 0 1 1 0无无无无1无无01无无输入信号光输入信号光andnorxorxnor半加器半加器半减器半减器译码器译码器比较器比较器s1 s2加加 进位进位减减 借位借位= 0 00 11 01 10001100001000010011010010 01 01 00 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 01 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 11 0 00 0 10 1 01 0 0 21ss21ss 21ss21ss基于基于polsk调制的多功调制的多功能超快全光逻辑门的能超快全光逻辑门的模模拟结果拟结果：(a)和和(b)分别为输入信号分别为输入信号光光1和和2在一个偏振方向在一个偏振方向上的波形，上的波形，(c)(h)分别分别为逻辑为逻辑and、nor、xnor、 、 和和xor的输