基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件的制作方法_3

文档序号:9646015阅读:来源:国知局
图3所示实施例中,全光逻辑器件可以实现光开关。
[0077]具体的:所述第一输入端口作为信号的输入端口,第二输入端口作为光开关的控 制端口;且第一延时参数小于第二延时参数特定时延值At;与控制端口接收的光信号模 式对应的光子探测器的输出端作为光开关的输出端;
[0078] 当控制端口无输入信号时,所述光开关的输出端输出信号;当控制端口有输入信 号时,所述光开关的输出端无输出信号;
[0079] 所述光开关的开关比在20〈g/2π〈40范围内,数值大于12dB。
[0080] 需要说明的是,再根据图1拟合特定时延值At曲线时,只要保证开关比在 20〈g/2〈40范围内即可。
[0081] 实际应用中,图3所示的全光逻辑器件还可以实现逻辑非门。
[0082] 具体的,可以将所述的第一输入端口和第二输入端口中,一个输入端口作为逻辑 非门的输入端口,另一个输入端口作为逻辑非门的控制端口,控制光超前于信号光,超前量 为所述的特定时延At;与控制端口接收的光信号模式对应的光子探测器的输出端作为逻 辑非门的输出端。
[0083] 例如:第一输入端口作为输入端口,第二输入端口作为逻辑非门的控制端口,第二 光子探测器的输出端作为逻辑非门的输出端。
[0084]另外,为了增加图3所示全光逻辑器件的兼容性,所述的第一光波导的延时器件 可以采用第一延时参数Atl可调的延时器件;同样的,所述第二光波导的延时器件可以采 用第二延时参数At2可调的延时器件。只要保证要被抵消的模式光信号滞后于另一模式 光信号输入至量子点-双模微腔,滞后的值为所述特定时延值At即可。
[0085] 图4为本发明实施例采用的量子点-双模微腔的两条时间间隔与点-腔耦合强度 g的关系图。其中,实线代表着本发明实施例采用的量子点-双模微腔产生开关效应的特 定时延Δt,亦即两个激励LaserA和LaserB之间的施加间隔,由上述图1的扫描图中读 出。虚线代表着施加一个单一模式的激励时,两种模式响应光的峰值之间的间隔。可以看 出这两个时间间隔几乎是一致的。因此,可以以单一模式激光激励量子点-双模微腔输出 的两种模式的响应光信号,作为另一个相同的量子点-双模微腔的激励,可以预知仍然存 在着上述所提到的开关效应。
[0086] 具体的,如图5a所不,当两个量子点-双模微腔串联时,给第一个量子点-双模微 腔输入与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光第一输入 光信号LaserA,输出的响应如图5b所不,有第一模式响应光信号Modea和第二模式响应 光信号Modeb,且Modeb滞后于Modea的时间为At。再将Modea和Modeb作为第二 个量子点-双模微腔的输入,由于Modeb滞后于Modea的时间为Δt,因此输出的响应如 图5c所示,仅有响应信号Modea,响应信号Modeb被抵消掉了。
[0087] 基于此原理,本发明实施例提供了另一种全光逻辑器件。
[0088] 如图6所示,本发明实施例提供的另一种全光逻辑器件,包括:两个偏振分束器 601和602、五个不具有延时器件的光波导603-607、三个量子点-双模微腔608-610、第一 模式光子探测器611和第二模式光子探测器612 ;
[0089] 其中,所述第一偏振分束器601,用于接收第一输入端口(图6中未不出)输入的 第一输入光信号;当第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏 振和波长的脉冲激光时,将第一输入光信号输入至第一量子点-双模微腔608 ;当第一输入 光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时,将第 一输入光信号输入至第一光波导603 ;
[0090] 所述第一量子点-双模微腔608,用于通过第四光波导606将响应信号中的第一模 式光信号输入至第三量子点-双模微腔610 ;
[0091] 所述第一光波导603,用于将第二模式光信号输入至第三光波导605;
[0092] 所述第三光波导605,用于将从第一光波603导接收的第二模式光信号输入至第 一量子点-双模微腔608 ;
[0093] 所述第二偏振分束器602,用于接收第二输入端口(图6中未示出)输入的第二输 入光信号;当第二输入光信号与为量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波 长的脉冲激光时,将第二输入光信号输入至第二光波导604;当第二输入光信号为与量子 点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时,将第二输入光信号输 入至第二量子点-双模微腔609;
[0094] 所述第二光波导604,用于将第一模式光信号输入至第三光波导605;
[0095] 所述第三光波导605,还用于将从第二光波导604接收的第一模式光信号输入至 第二量子点-双模微腔609;
[0096] 所述第二量子点-双模微腔609,用于通过第五光波导607将响应信号中的第二模 式光信号输入至第三量子点-双模微腔610 ;
[0097] 所述第三量子点-双模微腔610与第一模式光子探测器611和第二模式光子探测 器612相连;
[0098] 所述第一模式光子探测器611,用于探测量子点-双模微腔的第一模式光子,所述 第二模式光探测器612,用于探测量子点-双模微腔的第二模式光子;
[0099] 所述三个量子点-双模微腔608-610,在输入量子点-双模微腔的光信号仅有一种 模式光信号时,输出的该种模式响应光信号对输出的另一种模式的响应光信号具有相同的 特定时延值Δt;
[0100] 当第一输入信号光与第二输入信号光不同,且第一输入信号光输入至第一偏振分 束器601的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器602的时刻相同时,所述第一模 式光子探测器611和第二模式光子探测器612均探测出光信号;
[0101 ] 当第一输入信号光与第二输入信号光相同,且第一输入信号光输入至第一偏振分 束器601的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器602的时刻相同时,仅与输入光 信号对应的第一模式光子探测器611或第二模式光子探测器612探测出光信号。
[0102] 具体的,
[0103] 1)当第一输入信号光Inputl和第二输入信号光Input2都是第一模式信号光 LaserA时,第一和第二量子点-双模微腔608和609输出的响应信号中Modea和Modeb 两种模式的光子均存在。Modeb光子数的峰值相对于Modea模光子数的峰值将滞后At。 第一量子点-双模微腔608利用第四光波导将Modea的光子親合进第三量子点-双模微腔 610 ;第二量子点-双模微腔609利用第五光波导将Modeb的光子親合进第三量子点-双 模微腔610。对于第三量子点-双模微腔610而言,由于Modeb作为激励滞后于激励Mode a的时间是At,因此,此时只有第一光子探测器611能够探测到第一模式响应信号Modea。
[0104] 2)当Inputl和Input2的信号光都是第二模式信号光LaserB时,与1)中相反的 是,Modeb光子数的峰值相对于Modea模光子数的峰值将超前At。同理,此时只有第二 光子探测器612能够探测到第二模式响应信号Modeb。
[0105] 3)当Inputl的信号光Laser A,Input2是LaserB时。对于第一量子点-双模微 腔608来说,Modeb光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将滞后At;对于第二量 子点-双模微腔609来说,Modeb光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将超前At, 第四和第五光波导分别将第一量子点-双模微腔608的响应Mode a和第二量子点-双模 微腔609的响应Modeb耦合进第三量子点-双模微腔610。此时,相对于第三量子点-双 模微腔610而言,激励Mode a和Modeb是同时的,不存在超前滞后关系,第一和第二光子 探测器611和612分别探测出Mode a光子和Modeb光子。
[0106] 直观明了的,将上述讨论用如表1所示:
[0107]表1
[0108]
[0109] 其中,输入信号LaserA用字母R表示,并视为逻辑1 ;输入信号LaserB用字母B表示并视为逻辑〇。由表1可以看出,用来探测Modea的第一光子探测器611实际上充当 了逻辑或门的角色,而用来探测Modeb的第二光子探测器612则是逻辑与门。两个探测器 的相对光强比可达至少lldB(20〈g/2π〈40),其中最大光强比为16dB。
[oho] 具体
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1