全光網(wǎng)絡(luò)相比于傳統(tǒng)的電子技術(shù)有著無(wú)法比擬的巨大優(yōu)勢(shì),全光邏輯門作為超快信息處理和全光計(jì)算系統(tǒng)最重要的組成部分之一,近來(lái)備受關(guān)注。目前,已經(jīng)報(bào)道了很多基于不同方案實(shí)現(xiàn)的全光邏輯門,如采用介質(zhì)(或金屬)波導(dǎo)、半導(dǎo)體光放大器(SOA)和非線性光纖(NLF)等。然而,這些方案常常存在各自的局限性,比如基于NLF實(shí)現(xiàn)的邏輯門體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗較高。基于SOA實(shí)現(xiàn)的邏輯門則容易受到自發(fā)輻射的噪聲影響。隨著對(duì)光子晶體的深入研究和制作工藝的進(jìn)步,基于光子晶體制備各種光子器件已經(jīng)不僅僅是一個(gè)夢(mèng)想,利用光子晶體的特性實(shí)現(xiàn)的各種全光邏輯門也就應(yīng)運(yùn)而生。光子晶體全光邏輯門的實(shí)現(xiàn)主要利用到了光子晶體的多模干涉效應(yīng)、三階非線性效應(yīng)、自準(zhǔn)直效應(yīng)以及腔的諧振特性,而這些方案大多面臨裝置方案相對(duì)復(fù)雜和功耗相對(duì)較高的問題。在光子晶體中制作波導(dǎo),利用光的線性干涉效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的邏輯門是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗可以降到很低的實(shí)現(xiàn)方案,但由于入射信號(hào)光束在匯聚點(diǎn)處的相位差不能連續(xù)的改變,因此很難精確的控制入射信號(hào)光束的相位差來(lái)控制發(fā)生相消干涉或相長(zhǎng)干涉的程度,致使實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度、多種邏輯功能的邏輯門就非常困難。本文利用線性干涉效應(yīng)基于...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 全光邏輯門的研究背景和意義
    1.2 全光邏輯門的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 全光邏輯門的實(shí)現(xiàn)方案
        1.2.2 各實(shí)現(xiàn)方案比較
    1.3 本文研究的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
    1.4 本章小結(jié)
第2章 光子晶體的理論基礎(chǔ)和研究方法
    2.1 光子晶體簡(jiǎn)介
        2.1.1 光子晶體概念
        2.1.2 光子晶體特性
    2.2 平面波展開法簡(jiǎn)介
    2.3 時(shí)域有限差分法
        2.3.1 麥克斯韋方程組和Yee元胞
        2.3.2 二維FDTD的離散差分形式
        2.3.3 FDTD的激勵(lì)源和吸收邊界
    2.4 本章小結(jié)
第3章 二維光子晶體的線性干涉全光邏輯門
    3.1 引言
    3.2 二維光子晶體線性干涉邏輯門結(jié)構(gòu)
    3.3 二維光子晶體線性干涉邏輯門原理
    3.4 全光邏輯門的數(shù)值分析和性能優(yōu)化
        3.4.1 邏輯與門的數(shù)值分析和性能優(yōu)化
        3.4.2 邏輯異或門和非門的數(shù)值分析和性能優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3773440