的，所述的第一输入端口和第二输入端口可以作为逻辑与门或者逻辑或门的 输入端；所述第一模式光子探测器的输出端可以作为逻辑或门的输出端；所述第二模式光 子探测器的输出端可以作为逻辑与门的输出端。
[0111] 由上述的实施例可见，本发明实施例的这种全光逻辑器件，不需要像现有技术那 样外加磁场，就能够实现"非"、"与"及"或"的全光逻辑，结构简单易实现。
[0112] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0113] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。
[0114] 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中， 这里所称得的存储介质，如：R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0115] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件，其特征在于，包括：两个具有延 时器件的光波导、量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器； 其中，第一光波导的延时器件具有第一延时参数Atl，第二光波导的延时器件具有第 二延时参数At2 ;且第一延时参数与第二延时参数之间的差值为预先根据试验结果设置 的特定时延值△t; 所述第一光波导，用于将从第一输入端口接收的第一输入光信号输入至量子点-双模 微腔；所述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； 所述第二光波导，用于将从第二输入端口接收的第二输入光信号输入至量子点-双模 微腔；所述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； 所述第一模式光子探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第一模式 光子，所述第二模式光探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第二模式 光子； 当第一输入光信号输入至第一光波导的时刻与第二输入光信号光输入至第二光波导 的时刻相同时，所述第一模式光子探测器或第二模式光子探测器探测出延时参数小的光波 导输入的光信号； 当仅有第一输入光信号输入至第一光波导，或仅有第二输入光信号输入至第二光波导 时，所述第一模式光子探测器和第二模式光子探测器均探测出光信号。2. 根据权利要求1所述的全光逻辑器件，其特征在于，所述预先根据试验结果设置的 特定时延值△t，由如下公式确定： Δt=-4. 3 X 10 4 (g/2 π ) 3+0. 0492 (g/2 π ) 2-2. 18 (g/2 π ) +38. 5； 其中，g为所述量子点-双模微腔的点-腔耦合强度，At和g单位分别为ps和GHz。3. 根据权利要求2所述的全光逻辑器件，其特征在于，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； 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； 所述光开关的开关比在20〈g/2 π〈40范围内，数值大于12dB。4. 根据权利要求2所述的全光逻辑器件，其特征在于，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。5.根据权利要求1-4任一项所述的全光逻辑器件，其特征在于，所述的第一光波导的 延时器件为第一延时参数Atl可调的延时器件；所述第二光波导的延时器件为第二延时 参数At2可调的延时器件。6. -种基于量子点-双模腔親合系统的全光逻辑器件，其特征在于，包括：两个偏振分 束器、五个不具有延时器件的光波导、三个量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二 模式光子探测器； 所述第一偏振分束器，用于接收第一输入端口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；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； 所述第一量子点-双模微腔，用于通过第四光波导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； 所述第一光波导，用于将第二模式光信号输入至第三光波导； 所述第三光波导，用于将从第一光波导接收的第二模式光信号输入至第一量子点-双 模微腔； 所述第二偏振分束器，用于接收第二输入端口输入的第二输入光信号；当第二输入光 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，将第二 输入光信号输入至第二光波导；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； 所述第二光波导，用于将第一模式光信号输入至第三光波导； 所述第三光波导，还用于将从第二光波导接收的第一模式光信号输入至第二量子 点-双模微腔； 所述第二量子点-双模微腔，用于通过第五光波导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； 所述第三量子点-双模微腔与第一模式光子探测器和第二模式光子探测器相连； 所述第一模式光子探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第一模式 光子，所述第二模式光探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第二模式 光子； 所述三个量子点-双模微腔，在量子点-双模微腔输入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 At; 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 的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器的时刻相同时，所述第一模式光子探测器 和第二模式光子探测器均探测出光信号； 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 的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器的时刻相同时，仅与输入光信号对应的第 一模式光子探测器或第二模式光子探测器探测出光信号。7.根据权利要求6所述的全光逻辑器件，其特征在于，所述的第一输入端口和第二输 入端口作为逻辑与门或者逻辑或门的输入端； 所述第一模式光子探测器的输出端作为逻辑或门的输出端； 所述第二模式光子探测器的输出端作为逻辑与门的输出端。
【专利摘要】本发明实施例公开了两种全光逻辑器件，第一种全光逻辑器件包括：两个具有延时器件的光波导、量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器；其中，第一光波导的第一延时参数与第二光波导的第二延时参数之间的差值为预先根据试验结果设置的特定时延值Δt。第二种全光逻辑器件包括：两个偏振分束器、五个不具有延时器件的光波导、三个量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器；三个量子点-双模微腔，在输入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。基于量子干涉相消效应，上述全光逻辑器件能够实现逻辑“非”、“与”和“或”的功能。
【IPC分类】G02F3/00
【公开号】CN105404073
【申请号】CN201510908554
【发明人】叶寒, 俞重远, 马申, 彭益炜, 张文, 刘玉敏
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月9日