基于二维光子晶体自准直效应的全光逻辑门研究

发布时间：2023-04-01 10:33

　　随着近些年全光网络研究的兴起,人们发现全光网络比起传统的电子技术有着更多的优势,其中关键元件之一是全光逻辑门。近些年来,已经提出了多种方案的全光逻辑门,得到非常多的关注。但是这些方案都有一定的局限性,比如结构复杂,尺寸较大,响应速度慢等。目前,研究人员也提出了多种基于二维光子晶体的全光逻辑门。基于二维光子晶体的全光逻辑门通常采用非线性效应、多模干涉效应、谐振腔和自准直效应等原理来设计。其中,自准直效应有着非常广阔的应用前景,自准直效应是光子晶体中的一种反常色散现象,自准直光束可以在光子晶体中无衍射的沿直线传播,它提供了一种新的控制光束传播的方法。在本文的研究中,主要就是利用了光子晶体中的自准直效应和传统光学中的干涉原理设计了六种全光逻辑门,分别是或非门、与非门、同或门、非门、或门和与门。这六种全光逻辑门都是通过在光子晶体中构造线缺陷实现的,具有结构简单,尺寸小,对比度高等特点。特别是目前针对或非门、与非门和同或门的研究较少,已经提出的方案大部分结构都比较复杂,存在逻辑功能单一,响应速度慢等问题。本文针对这三种逻辑门,提出了结构更加简单的方案,并进行了优化,可以有效的减小元件尺寸,实现高...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 光子晶体简介
        1.1.1 光子晶体概念
        1.1.2 光子晶体的分类
        1.1.3 光子晶体的特性
        1.1.4 光子晶体的制备
        1.1.5 光子晶体的应用
    1.2 全光网络
    1.3 全光逻辑门的国内外研究现状
        1.3.1 基于非线性光纤的全光逻辑门
        1.3.2 基于半导体光放大器的全光逻辑门
        1.3.3 基于光子晶体的全光逻辑门
    1.4 论文的主要内容及各章节安排
第二章 基于二维光子晶体的基础理论及数值计算方法
    2.1 平面波展开法(PWM)
    2.2 时域有限差分法(FDTD)
    2.3 本章小结
第三章 基于二维光子晶体自准直效应的分束器和全反射器
    3.1 光子晶体中的自准直效应
    3.2 基于二维光子晶体自准直效应的分束器
    3.3 基于二维光子晶体自准直效应的全反射器
    3.4 本章小结
第四章 基于二维光子晶体自准直效应的全光逻辑门设计
    4.1 基于二维光子晶体自准直效应的或非门
    4.2 基于二维光子晶体自准直效应的与非门
    4.3 基于二维光子晶体自准直效应的同或门
    4.4 基于二维光子晶体自准直效应的非门
    4.5 基于二维光子晶体自准直效应的或门
    4.6 基于二维光子晶体自准直效应的与门
    4.7 本章小结
第五章 基于二维光子晶体自准直效应的全光逻辑门优化
    5.1 基于二维光子晶体自准直效应的或非门优化
    5.2 基于二维光子晶体自准直效应的同或门优化
    5.3 本章小结
第六章 全文总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间研究成果
学位论文评阅及笞辩情况表



本文编号：3776984