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光子晶体太赫兹波逻辑器件研究

余佳培  
【摘要】:逻辑器件在现代电子技术和集成电路中发挥着重要的基础性作用,光子晶体和太赫兹波技术的结合可以设计出太赫兹波波长量级的逻辑器件,与电子电路组成的逻辑器件相比,光子晶体太赫兹波逻辑器件尺寸更小,易于集成。本文基于光子晶体非线性谐振环、光子晶体多模波导干涉及自映像原理设计了五种光子晶体太赫兹波逻辑器件如下:1.基于光子晶体非线性谐振环和光子晶体分支波导设计一种光子晶体太赫兹波逻辑与门和异或门,实现逻辑与门和异或门的功能,光子晶体太赫兹波逻辑与门和异或门尺寸为40a×35a(6mm×5.25mm)。2.使用光子晶体非线性谐振环设计出光子晶体或非门结构,通过光子晶体分支波导结构反馈补偿连接两个光子晶体或非门设计一种光子晶体太赫兹波触发器,实现了S-R触发器的功能,光子晶体太赫兹波触发器尺寸为64a×28a(13.6mm×5.6mm)。3.利用非线性光子晶体谐振环和光子晶体分支波导设计一种2×4二维光子晶体太赫兹波逻辑解码器,2×4二维光子晶体太赫兹波逻辑解码器的尺寸为44a×51a(4.4mm×5.1mm)。4.使用非线性光子晶体谐振环设计出光子晶体或非门结构,在光子晶体或非门和光子晶体分支波导基础上设计一种4×2光子晶体太赫兹波逻辑编码器。4×2光子晶体太赫兹波逻辑编码器尺寸为47a×38a(4.7mm×3.8mm)。5.在光子晶体MMI区域和光子晶体分支波导基础上设计一种光子晶体太赫兹波逻辑半加器,光子晶体MMI区域能够决定光子晶体太赫兹波逻辑半加器的输出状态。光子晶体太赫兹波逻辑半加器尺寸为53a×15a(5.3mm×1.5mm)。


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