基于光子晶体的全光学D翻转式内存单元的设计
Yonatan Pugachov1, Moria Gulitski1, Dror Malka1
1Faculty of Engineering, Holon Institute of Technology (HIT), Holon 5810201, Israel.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|August 28, 2024
概括
本研究介绍了一种全光学D Flip Flop (D-FF),使用光子晶体用于数字光学电路. 新的设计确保了清晰的逻辑状态,为先进的光学计算组件铺平了道路.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 光学计算是指光学计算的应用.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 全光计算需要高效的逻辑门.
- 光子晶体提供独特的光操纵特性.
- 对于某些光子晶体设计,存在制造方面的挑战.
研究的目的:
- 提出并模拟一个全新的全光学D翻转机 (D-FF).
- 为了改进制造,利用/光子晶体结构.
- 评估D-FF在集成到光学算术逻辑单元 (ALU) 的性能.
主要方法:
- 在2D正方形格子光子晶体中设计和模拟光学波导和准正方形环共振器.
- 利用平面波扩展 (PWE) 和有限差异时间域 (FDTD) 模拟方法.
- 优化了设计以在C频段频谱内在1550nm运行.
主要成果:
- 设计的光子晶体结构成功引导光线,证明了D-FF的功能.
- 实现了逻辑状态"1"和"0"之间的明确区分,以进行可靠的决策.
- 报告的对比率 (CR) 为4.77dB,稳定时间为0.66psec,紧的足迹为21μm × 12μm.
结论:
- 拟议的全光学D-FF是数字光学电路和ALU的一个有前途的逻辑块.
- 与空气基板设计相比,/基板更容易进行实际的制造.
- 该设计为未来的光学计算应用提供了高性能,最小的逻辑错误.


