基于二维光子晶体的三输入全光逻辑与门

发布时间：2021-09-04 14:18

　　在完整的二维正方晶格硅中引入线缺陷和点缺陷,利用波导耦合和线性干涉,提出一种基于二维光子晶体的三输入全光逻辑"与"门。利用平面波展开法和时域有限差分法对所提与门进行仿真研究。结果表明,所提与门在波长为1544～1555 nm时对比度不小于3.5 dB,响应时间达到亚皮秒量级,点缺陷偏移介质柱可以横向偏移的范围为0.06～0.19μm。本方案结构简单、工作波长范围较宽、响应时间较快,能实现三输入情况下的逻辑与。所提与门在全光信号处理系统和集成光路中具有重要作用。 

【文章来源】：中国激光. 2020,47(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

二维光子晶体三输入全光逻辑与门结构图

利用平面波展开法可以得到该光子晶体的能带结构图。图2为没有引入缺陷时的完整光子晶体结构横电(TE)模和横磁(TM)模能带图。从图2可以看出,存在一个归一化频率为0.4057～0.5088的TE模禁带,对应的波长为1.4013～1.7497 μm,具有此波长范围的TE光无法通过光子晶体。先选取入射光波长为1.5500 μm进行仿真研究。

利用时域有限差分法模拟TE模的光波在该三输入逻辑与门中的传播,在不同输入情况下的稳态场分布和时域稳态响应分别如图3、4所示,其中A、B、C分别代表输入端口A、B、C的逻辑值,Td为延迟时间,Tr为上升时间。图4 不同输入情况下的时域稳态响应图

【参考文献】：
期刊论文
[1]光子晶体纳米梁侧耦合孔径啁啾光子晶体纳米梁腔结构的Fano共振传感机理[J]. 陈颖,高新贝,许扬眉,曹景刚,谢进朝,朱奇光,李少华.  光学学报. 2019(11)
[2]二维光子晶体全光逻辑门的设计与仿真[J]. 刘振,吴蓉,严清博,吴小所.  激光与光电子学进展. 2019(18)
[3]基于光子晶体光纤表面等离子体共振的温度和磁场双参量传感器[J]. 李佳欢,裴丽,王建帅,吴良英,宁提纲,郑晶晶.  中国激光. 2019(02)
[4]含点缺陷二维函数光子晶体的本征场分布[J]. 刘继平,李海波,孟祥东,张晓茹,刘晗,张斯淇,刘晓静,李宏,马季,梁禺,吴向尧.  中国激光. 2018(08)

博士论文
[1]基于光子晶体的全光器件设计与研究[D]. 姜宇驰.南京航空航天大学 2017

硕士论文
[1]基于二维光子晶体自准直效应的全光逻辑门研究[D]. 孙晓雯.山东大学 2018



本文编号：3383422