基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件 |
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| 申请号 | CN201510908554.6 | 申请日 | 2015-12-09 | 公开(公告)号 | CN105404073A | 公开(公告)日 | 2016-03-16 |
| 申请人 | 北京邮电大学; | 发明人 | 叶寒; 俞重远; 马申; 彭益炜; 张文; 刘玉敏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 实施例 公开了两种全光逻辑器件，第一种全光逻辑器件包括：两个具有延时器件的光 波导 、 量子点 -双模微腔、第一模式 光子 探测器和第二模式光子探测器；其中，第一光波导的第一延时参数与第二光波导的第二延时参数之间的差值为预先根据试验结果设置的特定时延值Δt。第二种全光逻辑器件包括：两个偏振分束器、五个不具有延时器件的光波导、三个量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器；三个量子点-双模微腔，在输入的光 信号 仅有一种模式 光信号 时，输出的该种模式响应光信号对输出的另一种模式的响应光信号具有相同的特定时延值Δt。基于量子干涉相消效应，上述全光逻辑器件能够实现逻辑“非”、“与”和“或”的功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件，其特征在于，包括：两个具有延时器件的光波导、量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器； |
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| 说明书全文 | 基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件技术领域[0001] 本发明涉及全光逻辑器件领域，特别涉及一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件。 背景技术[0002] 以全光信息处理为基础的超高速全光通信网络具有低能源消耗、大网络容量、高网络灵活性和可靠性等优点，成为推动新型网络发展的重要力量。同时在量子信息处理、量子网络等应用中少数少光子层次上的全光开关和全光逻辑器件也吸引了人们的注意，成为近年来的研究热点。 [0003] 光与物质的非线性相互作用是设计复杂光子器件的物理基础。传统非线性作用需要较强的光强，不利于光子系统集成。对于少光子层次，理论上需要利用腔量子电动力学在全量子框架下研究光与物质的相互作用，分析耦合系统的量子态和非线性光学特性。实际制备中，微纳光子器件作为解决全光处理中器件集成化的关键而受到广泛关注。现阶段，基于量子点-微腔的耦合体系在量子通信、量子计算、量子光源等领域具有重大的应用潜力，成为少光子层次器件的一个主要组成部分。 [0004] 量子点是在三个维度上都受限、尺度在纳米量级的半导体材料，由于具备类似原子的分立能级结构又被称为“人工原子”。利用外延方式生长的量子点表现出了明亮发射、低温下较好的稳定性和有限寿命的频谱宽度、非常小的时间关联函数和非常宽的波长范围(紫外到红外)等优良性质，非常适合制备量子光源。与此同时，若量子点与光波导器件和微腔的空间光场模式耦合，则可通过Purcell效应来增加自发光辐射效率。 [0005] 近年来，主要的研究工作集中量子点-单模微腔耦合体系，并基于此设计、制备单光子和双光子纠缠源。单模腔只能容纳一个光学模式，即量子点只能在共振频率与单一的偏振模式耦合，系统内的相互作用相对固定、简单，导致不易设计实现复杂功能的光子器件。同时，量子点-单模腔在控制上，往往采用不易集成的外加磁场来实现，无法实现全光的逻辑器件。 [0006] 因此如何实现全光逻辑控制，成为集成光子回路及全光计算亟待解决的关键科学问题。 发明内容[0007] 本发明实施例公开了一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件，以实现全光逻辑控制。技术方案如下： [0008] 一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件，包括：两个具有延时器件的光波导、量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器； [0009] 其中，第一光波导的延时器件具有第一延时参数Δt1，第二光波导的延时器件具有第二延时参数Δt2；且第一延时参数与第二延时参数之间的差值为预先根据试验结果设置的特定时延值Δt； [0011] 所述第二光波导，用于将从第二输入端口接收的第二输入光信号输入至量子点-双模微腔；所述第二输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光； [0012] 所述第一模式光子探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第一模式光子，所述第二模式光探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第二模式光子； [0013] 当第一输入光信号输入至第一光波导的时刻与第二输入光信号光输入至第二光波导的时刻相同时，所述第一模式光子探测器或第二模式光子探测器探测出延时参数小的光波导输入的光信号； [0014] 当仅有第一输入光信号输入至第一光波导，或仅有第二输入光信号输入至第二光波导时，所述第一模式光子探测器和第二模式光子探测器均探测出光信号。 [0015] 较佳地，所述预先根据试验结果设置的特定时延值Δt，由如下公式确定： [0016] Δt＝-4.3×10-4(g/2π)3+0.0492(g/2π)2-2.18(g/2π)+38.5； [0017] 其中，g为所述量子点-双模微腔的点-腔耦合强度，Δt和g单位分别为ps和GHz。 [0018] 较佳地，所述第一输入端口作为信号的输入端口，第二输入端口作为光开关的控制端口；且第一延时参数小于第二延时参数特定时延值Δt；与控制端口接收的光信号模式对应的光子探测器的输出端作为光开关的输出端； [0020] 所述光开关的开关比在20 [0021] 较佳地，所述的第一输入端口和第二输入端口中，一个输入端口作为逻辑非门的输入端口，另一个输入端口作为逻辑非门的控制端口，控制光超前于信号光，超前量为所述的特定时延Δt；与控制端口接收的光信号模式对应的光子探测器的输出端作为逻辑非门的输出端。 [0022] 较佳地，所述的第一光波导的延时器件为第一延时参数Δt1可调的延时器件；所述第二光波导的延时器件为第二延时参数Δt2可调的延时器件。 [0023] 另一种基于量子点-双模腔耦合系统的全光逻辑器件，包括：两个偏振分束器、五个不具有延时器件的光波导、三个量子点-双模微腔、第一模式光子探测器和第二模式光子探测器； [0024] 所述第一偏振分束器，用于接收第一输入端口输入的第一输入光信号；当第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第一输入光信号输入至第一量子点-双模微腔；当第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第一输入光信号输入至第一光波导； [0025] 所述第一量子点-双模微腔，用于通过第四光波导将响应信号中的第一模式光信号输入至第三量子点-双模微腔； [0026] 所述第一光波导，用于将第二模式光信号输入至第三光波导； [0027] 所述第三光波导，用于将从第一光波导接收的第二模式光信号输入至第一量子点-双模微腔； [0028] 所述第二偏振分束器，用于接收第二输入端口输入的第二输入光信号；当第二输入光信号为与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第二输入光信号输入至第二光波导；当第二输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第二输入光信号输入至第二量子点-双模微腔； [0029] 所述第二光波导，用于将第一模式光信号输入至第三光波导； [0030] 所述第三光波导，还用于将从第二光波导接收的第一模式光信号输入至第二量子点-双模微腔； [0031] 所述第二量子点-双模微腔，用于通过第五光波导将响应信号中的第二模式光信号输入至第三量子点-双模微腔； [0032] 所述第三量子点-双模微腔与第一模式光子探测器和第二模式光子探测器相连； [0033] 所述第一模式光子探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第一模式光子，所述第二模式光探测器，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第二模式光子； [0034] 所述三个量子点-双模微腔，在量子点-双模微腔输入的光信号仅有一种模式光信号时，输出的该种模式响应光信号对输出的另一种模式的响应光信号具有相同的特定时延值Δt； [0035] 当第一输入信号光与第二输入信号光不同，且第一输入信号光输入至第一偏振分束器的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器的时刻相同时，所述第一模式光子探测器和第二模式光子探测器均探测出光信号； [0036] 当第一输入信号光与第二输入信号光相同，且第一输入信号光输入至第一偏振分束器的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器的时刻相同时，仅与输入光信号对应的第一模式光子探测器或第二模式光子探测器探测出光信号。 [0037] 较佳地，所述的第一输入端口和第二输入端口作为逻辑与门或者逻辑或门的输入端； [0038] 所述第一模式光子探测器的输出端作为逻辑或门的输出端； [0039] 所述第二模式光子探测器的输出端作为逻辑与门的输出端。 [0040] 本申请发明人通过计算分析和数值验证得到，对于量子点-双模微腔，当一个模式的激励相对于另一个模式的激励有个特定的时延时，滞后的激励响应有消除的效应。本发明实施例就是利用了这个原理，在双激励情况下，利用双激励之间的时延，实现少光子层次上的全光开关及“非”门全光逻辑器件，并通过级联此耦合，得到逻辑“与”和逻辑“或”全光逻辑器件。 [0042] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0043] 图1为本发明实施例采用的量子点-双模微腔的第二模式信号光能量随着Δt和g变化的扫描关系图； [0044] 图2为本发明实施例采用的量子点-双模微腔的开关效应示意图； [0045] 图3为本发明实施例提供的一种全光逻辑器件的逻辑结构示意图； [0046] 图4为本发明实施例采用的量子点-双模微腔的两条时间间隔与点-腔耦合强度g的关系图； [0047] 图5为2个量子点-双模微腔串接后的开关效应示意图； [0048] 图6为本发明实施例提供的另一种全光逻辑器件的逻辑结构示意图。 具体实施方式[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0050] 本发明实施例采用的量子点-双模微腔，具有双模微腔与二能级中性量子点耦合的结构。腔模为波长相等但偏振互相正交的两个模式。两个模式分别都与量子点共振。同时，采用两束偏振与微腔的两个模式分别相同、波长与腔模共振的两束高斯型脉冲激光作为输入的激励信号。两束激励激光的参数分别对应着腔的两个模式，即激光各自的偏振态，波长与对应的腔模保持一致。方便起见，下文中统一分别将激励激光记为Laser A和Laser B。对应的腔模输出的响应信号记为Mode a和Mode b。假设量子点相对于腔足够小，故仅考虑激光直接激励腔模而忽略激光对量子点的激励作用。 [0051] 基于CQED可以得到哈密顿量为 [0052] [0053] 其中 分别代表腔模两种正交偏振模式的光子的湮灭算符， 为量子点的向下跃迁算符。g为量子点与腔模的耦合强度。εa,εb为泵浦激光的激励强度。 [0054] 通过计算分析和数值验证，我们可以得到，当一个模式的激励相对于另一个模式的激励有个特定的时延Δt时，会表现出量子干涉相消效应。 [0055] 由于哈密顿量与时间相关，而本发明主要关注点-腔系统的瞬态响应，无法求出解析解。故采用蒙特卡洛量子轨迹法进行模拟。激励时间差Δt对响应光的能量起到决定性作用，且Δt随着点-腔耦合强度g变化。将其它参数固定在一个合理的数值(κ/2π＝40,γ/2π＝1GHz)。做出Mode b响应光能量随着Δt和g变化的扫描关系图-图1，其中，0≤Δt≤40ps，10≤g/2π≤40GHz。 [0056] 如图1所示，当(κ/2π＝40,γ/2π＝1GHz)时，这个特定的时延Δt将与耦合强度的关系可以从扫描图中读出，拟合的结果由下式给出，其中Δt和g分别取单位ps和GHz： [0057] Δt＝-4.3×10-4(g/2π)3+0.0492(g/2π)2-2.18(g/2π)+38.5 (2)[0058] 本发明实施例采用的量子点-双模微腔的开关效应如图2所示。 [0059] 如图2a可见，当量子点-双模微腔输入的激励为第一模式光信号Laser A时，量子点-双模微腔输出的响应信号有Mode a和Mode b，且Mode b滞后于Mode a的时间为Δt。 [0060] 如图2b可见，当量子点-双模微腔输入两个激励-第一模式光信号Laser A和Laser B，且Laser B滞后于Laser AΔt时，量子点-双模微腔输出的响应信号只有Mode a，Mode b基本被全部抵消掉了。 [0061] 同理，如图2c可见，当量子点-双模微腔输入两个激励-第一模式光信号Laser A和Laser B，且Laser A滞后于Laser BΔt时，量子点-双模微腔输出的响应信号主要为Mode b，Mode a基本被全部抵消掉了。 [0062] 本发明实施例利用上述原理，提供了两种具体的全光逻辑器件。 [0063] 如图3所示，本发明实施例提供的一种全光逻辑器件，包括：两个具有延时器件的光波导301和302、量子点-双模微腔303、第一模式光子探测器304和第二模式光子探测器305； [0064] 其中，第一光波导301的延时器件具有第一延时参数Δt 1，第二光波导302的延时器件具有第二延时参数Δt2；且第一延时参数与第二延时参数之间的差值为预先根据试验结果设置的特定时延值Δt(即前述的Δt)； [0065] 所述第一光波导301，用于将从第一输入端口(图3中未示出)接收的第一输入光信号输入至量子点-双模微腔303；所述第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光.； [0066] 所述第二光波导302，用于将从第二输入端口(图3中未示出)接收的第二输入光信号输入至量子点-双模微腔303；所述第二输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光； [0067] 所述第一模式光子探测器304，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号中的第一模式光子，所述第二模式光探测器305，用于探测量子点-双模微腔输出的响应信号的第二模式光子； [0068] 当第一输入光信号输入至第一光波导301的时刻与第二输入光信号输入至第二光波导302的时刻相同时，所述第一模式光子探测器304或第二模式光子探测器305探测出延时参数小的光波导输入的光信号； [0069] 当仅有第一输入光信号输入至第一光波导301，或仅有第二输入光信号输入至第二光波导302时，所述第一模式光子探测器304和第二模式光子探测器305均探测出光信号。 [0070] 具体的，当仅有第一输入光信号Laser A输入时，输出第一模式响应光信号Mode a和第二模式响应光信号Mode b，且输出的第二模式响应光信号Mode b滞后于输出的所述第一模式响应光信号Mode a，滞后的时间为Δt。本领域技术人员能够理解，当仅有第二模式光信号Laser B输入时，情况亦然。 [0071] 当第一输入光信号输入Laser A至第一光波导301的时刻与第二输入光信号Laser B输入至第二光波导302的时刻相同时，由于第一光波导301的延时器与第二光波导302的延时器的延时作用(例如，其中第一延时器的延时参数小于第二延时器的延时参数，相差为Δt)，使得实际输入到量子点-双模微腔303的第一输入光信号Laser A早于第二输入光信号Laser B。基于上述的原理，输出仅有第一模式响应光信号Mode a，第二模式光信号Mode b基本被全部抵消掉了。这种情况下，与第一输入光信号Laser A对应的第一模式光子探测器就能够探测到第一模式光信号Mode a。 [0072] 当第一输入光信号Laser A输入至第一光波导301的时刻与第二输入光信号Laser B输入至第二光波导302的时刻相同时，由于第一光波导31的延时器与第二光波导302的延时器的延时作用(例如，其中第二延时器的延时参数小于第一延时器的延时参数，相差为Δt)，使得实际输入到量子点-双模微腔303的第二输入光信号Laser B早于第一输入光信号Laser A，基于上述的原理，输出仅有第二模式光信号Mode b，第一模式光信号Mode a基本被全部抵消掉了。这种情况下，与第二输入光信号对应的第二模式光子探测器就能够探测到第二模式光信号。 [0073] 图3所示实施例中，所述的特定时延值Δt，亦由如下公式确定： [0074] Δt＝-4.3×10-4(g/2π)3+0.0492(g/2π)2-2.18(g/2π)+38.5； [0075] 其中，g为所述量子点-双模微腔的点-腔耦合强度，Δt和g单位分别为ps和GHz。 [0076] 图3所示实施例中，全光逻辑器件可以实现光开关。 [0077] 具体的：所述第一输入端口作为信号的输入端口，第二输入端口作为光开关的控制端口；且第一延时参数小于第二延时参数特定时延值Δt；与控制端口接收的光信号模式对应的光子探测器的输出端作为光开关的输出端； [0078] 当控制端口无输入信号时，所述光开关的输出端输出信号；当控制端口有输入信号时，所述光开关的输出端无输出信号； [0079] 所述光开关的开关比在20 [0080] 需要说明的是，再根据图1拟合特定时延值Δt曲线时，只要保证开关比在20 [0081] 实际应用中，图3所示的全光逻辑器件还可以实现逻辑非门。 [0082] 具体的，可以将所述的第一输入端口和第二输入端口中，一个输入端口作为逻辑非门的输入端口，另一个输入端口作为逻辑非门的控制端口，控制光超前于信号光，超前量为所述的特定时延Δt；与控制端口接收的光信号模式对应的光子探测器的输出端作为逻辑非门的输出端。 [0083] 例如：第一输入端口作为输入端口，第二输入端口作为逻辑非门的控制端口，第二光子探测器的输出端作为逻辑非门的输出端。 [0084] 另外，为了增加图3所示全光逻辑器件的兼容性，所述的第一光波导的延时器件可以采用第一延时参数Δt1可调的延时器件；同样的，所述第二光波导的延时器件可以采用第二延时参数Δt2可调的延时器件。只要保证要被抵消的模式光信号滞后于另一模式光信号输入至量子点-双模微腔，滞后的值为所述特定时延值Δt即可。 [0085] 图4为本发明实施例采用的量子点-双模微腔的两条时间间隔与点-腔耦合强度g的关系图。其中，实线代表着本发明实施例采用的量子点-双模微腔产生开关效应的特定时延Δt，亦即两个激励Laser A和Laser B之间的施加间隔，由上述图1的扫描图中读出。虚线代表着施加一个单一模式的激励时，两种模式响应光的峰值之间的间隔。可以看出这两个时间间隔几乎是一致的。因此，可以以单一模式激光激励量子点-双模微腔输出的两种模式的响应光信号，作为另一个相同的量子点-双模微腔的激励，可以预知仍然存在着上述所提到的开关效应。 [0086] 具体的，如图5a所示，当两个量子点-双模微腔串联时，给第一个量子点-双模微腔输入与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光第一输入光信号Laser A，输出的响应如图5b所示，有第一模式响应光信号Mode a和第二模式响应光信号Mode b，且Mode b滞后于Mode a的时间为Δt。再将Mode a和Mode b作为第二个量子点-双模微腔的输入，由于Mode b滞后于Mode a的时间为Δt，因此输出的响应如图5c所示，仅有响应信号Mode a，响应信号Mode b被抵消掉了。 [0087] 基于此原理，本发明实施例提供了另一种全光逻辑器件。 [0088] 如图6所示，本发明实施例提供的另一种全光逻辑器件，包括：两个偏振分束器601和602、五个不具有延时器件的光波导603-607、三个量子点-双模微腔608-610、第一模式光子探测器611和第二模式光子探测器612； [0089] 其中，所述第一偏振分束器601，用于接收第一输入端口(图6中未示出)输入的第一输入光信号；当第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第一输入光信号输入至第一量子点-双模微腔608；当第一输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第一输入光信号输入至第一光波导603； [0090] 所述第一量子点-双模微腔608，用于通过第四光波导606将响应信号中的第一模式光信号输入至第三量子点-双模微腔610； [0091] 所述第一光波导603，用于将第二模式光信号输入至第三光波导605； [0092] 所述第三光波导605，用于将从第一光波603导接收的第二模式光信号输入至第一量子点-双模微腔608； [0093] 所述第二偏振分束器602，用于接收第二输入端口(图6中未示出)输入的第二输入光信号；当第二输入光信号与为量子点-双模微腔的第一模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第二输入光信号输入至第二光波导604；当第二输入光信号为与量子点-双模微腔的第二模式光信号具有相同偏振和波长的脉冲激光时，将第二输入光信号输入至第二量子点-双模微腔609； [0094] 所述第二光波导604，用于将第一模式光信号输入至第三光波导605； [0095] 所述第三光波导605，还用于将从第二光波导604接收的第一模式光信号输入至第二量子点-双模微腔609； [0096] 所述第二量子点-双模微腔609，用于通过第五光波导607将响应信号中的第二模式光信号输入至第三量子点-双模微腔610； [0097] 所述第三量子点-双模微腔610与第一模式光子探测器611和第二模式光子探测器612相连； [0098] 所述第一模式光子探测器611，用于探测量子点-双模微腔的第一模式光子，所述第二模式光探测器612，用于探测量子点-双模微腔的第二模式光子； [0099] 所述三个量子点-双模微腔608-610，在输入量子点-双模微腔的光信号仅有一种模式光信号时，输出的该种模式响应光信号对输出的另一种模式的响应光信号具有相同的特定时延值Δt； [0100] 当第一输入信号光与第二输入信号光不同，且第一输入信号光输入至第一偏振分束器601的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器602的时刻相同时，所述第一模式光子探测器611和第二模式光子探测器612均探测出光信号； [0101] 当第一输入信号光与第二输入信号光相同，且第一输入信号光输入至第一偏振分束器601的时刻与第二输入信号光输入至第二偏振分束器602的时刻相同时，仅与输入光信号对应的第一模式光子探测器611或第二模式光子探测器612探测出光信号。 [0102] 具体的， [0103] 1)当第一输入信号光Input1和第二输入信号光Input2都是第一模式信号光Laser A时，第一和第二量子点-双模微腔608和609输出的响应信号中Mode a和Mode b两种模式的光子均存在。Mode b光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将滞后Δt。第一量子点-双模微腔608利用第四光波导将Mode a的光子耦合进第三量子点-双模微腔 610；第二量子点-双模微腔609利用第五光波导将Mode b的光子耦合进第三量子点-双模微腔610。对于第三量子点-双模微腔610而言，由于Mode b作为激励滞后于激励Mode a的时间是Δt，因此，此时只有第一光子探测器611能够探测到第一模式响应信号Mode a。 [0104] 2)当Input1和Input2的信号光都是第二模式信号光Laser B时，与1)中相反的是，Mode b光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将超前Δt。同理，此时只有第二光子探测器612能够探测到第二模式响应信号Mode b。 [0105] 3)当Input1的信号光Laser A，Input2是Laser B时。对于第一量子点-双模微腔608来说，Mode b光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将滞后Δt；对于第二量子点-双模微腔609来说，Mode b光子数的峰值相对于Mode a模光子数的峰值将超前Δt，第四和第五光波导分别将第一量子点-双模微腔608的响应Mode a和第二量子点-双模微腔609的响应Mode b耦合进第三量子点-双模微腔610。此时，相对于第三量子点-双模微腔610而言，激励Mode a和Mode b是同时的，不存在超前滞后关系，第一和第二光子探测器611和612分别探测出Mode a光子和Mode b光子。 [0106] 直观明了的，将上述讨论用如表1所示： [0107] 表1 [0108] [0109] 其中，输入信号Laser A用字母R表示，并视为逻辑1；输入信号Laser B用字母B表示并视为逻辑0。由表1可以看出，用来探测Mode a的第一光子探测器611实际上充当了逻辑或门的角色，而用来探测Mode b的第二光子探测器612则是逻辑与门。两个探测器的相对光强比可达至少11dB(20 [0110] 具体的，所述的第一输入端口和第二输入端口可以作为逻辑与门或者逻辑或门的输入端；所述第一模式光子探测器的输出端可以作为逻辑或门的输出端；所述第二模式光子探测器的输出端可以作为逻辑与门的输出端。 [0111] 由上述的实施例可见，本发明实施例的这种全光逻辑器件，不需要像现有技术那样外加磁场，就能够实现“非”、“与”及“或”的全光逻辑，结构简单易实现。 [0112] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0113] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。 [0114] 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。 |
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