بناء بوابة منطقية بصرية بالكامل باستخدام الرنان البصري الدقيق
الأبحاث
بناء بوابة منطقية بصرية بالكامل باستخدام الرنان البصري الدقيق
عرض التحديات للتحليل النظري والتظاهر
من المتوقع أن يتم تنفيذ جميع الأجهزة الضوئية مثل البوابات المنطقية التي تستخدم الرنانات الضوئية الدقيقة نظرًا لمزاياها مثل انخفاض استهلاك الطاقة وتعدد إرسال الإشارة، ولكن لم يتم بعد إثبات الدوائر الضوئية المعقدة. لذلك، في هذا البحث، نقترح تكوينًا مثاليًا للبوابة المنطقية الضوئية بالكامل لبناء نظام فعليًا، حيث تتطابق أطوال موجات الإدخال والإخراج وتكون جميع الرنانات لها طول موجة رنين مشترك، وقد قمنا بتوضيح عملها عدديًا.
العنصر الأساسي للبوابة المنطقية للتوهج المقترح هذه المرة هو مرنان ميكرورينج إضافة قطرة كما هو موضح في الشكل 1. سوف نقدم مبدأ التبديل البصري باستخدام هذا الجهاز. يختلف φ1 عن الطول الموجي للرنان عند عدم إدخال أي ضوء، ولكن عند تشغيل الإدخال، يتطابق طول موجة الرنين للمرنان مع α1 بسبب تأثير Kerr البصري، ويتم إخراج ضوء الإدخال α1 إلى الجانب المسقط (الشكل 1). 1 (يسار)). عندما يكون 2 فقط قيد التشغيل، يكون التفكيك من تردد الرنين كبيرًا جدًا، وبالتالي لا يدخل الضوء إلى الرنان ويتم إرساله كما هو (مركز الشكل 1). ومع ذلك، عندما يكون كل من 1 و 2 في وضع التشغيل، فإن تردد الرنين يتطابق أولاً مع 1، ونتيجة لذلك، يدخل ضوء 2 أيضًا إلى الرنان، لذلك يتم تعديل تردد الرنين بشكل أكبر ويطابق 2 الآن، سيكون ضوء 1 ينتقل كما هو، وسيتم إسقاط ضوء 2.
الشكل 1: مبدأ تشغيل مفتاح Kerr المعتمد على تجويف الرنين الميكروي
قمنا بتحليل بوابة NAND التي تم إنشاؤها من خلال الجمع بين العناصر الأساسية الموضحة في الشكل 1. جميع الرنانات لها نفس التصميم، ومعلمات التصميم الوحيدة لبناء البوابة المنطقية هي كيفية الجمع بين الرنانات والاقتران بين أدلة موجة الرنان. يظهر التكوين في الشكل 2 (أ)، وتظهر نتائج التحقق من التشغيل في الشكل 2 (ب). يوضح الشكل 2 (ب) المدخلات والمخرجات للدائرة، ويمكن ملاحظة أن عملية NAND المطلوبة قد تحققت. في هذا البحث تم التحقق ولأول مرة في العالم من تأثير أخطاء التصنيع للدائرة المقترحة ومقاومة التقلبات في طاقة الدخل لمثل هذه الدائرة المنطقية الضوئية. وبهذه الطريقة، لم يكن هناك أبدًا مثال لتصميم مع التركيز على التجارب التوضيحية، وسوف نستمر في البحث عن هيكل يتمتع بمقاومة أعلى للتقلبات.
الشكل 2 (أ) تصميم الدائرة الضوئية لبوابة NAND (ب) أشكال موجية الإدخال والإخراج المحسوبة بواسطة CMT.
- تصنيفات
- 研究トピックス