【摘 要】
：
当前半导体技术正朝着高集成度、高速度的方向发展。但由于集成度的增大,电路阻抗和能量损耗也随之加大。为了提高器件集成度和系统性能,人们把目光从电子转向了光子。光子作为信息的载体,具有许多电子无法比拟的优势:传播速度快、能耗低、抗干扰能力强以及更高的信息容量。全光半加器与全加器是光子集成系统中的重要单元器件,其功能为将多个输入通道的入射光束数值进行叠加,最终根据通过两个及以上输出端口的光束情况得出入射
论文部分内容阅读
当前半导体技术正朝着高集成度、高速度的方向发展。但由于集成度的增大,电路阻抗和能量损耗也随之加大。为了提高器件集成度和系统性能,人们把目光从电子转向了光子。光子作为信息的载体,具有许多电子无法比拟的优势:传播速度快、能耗低、抗干扰能力强以及更高的信息容量。全光半加器与全加器是光子集成系统中的重要单元器件,其功能为将多个输入通道的入射光束数值进行叠加,最终根据通过两个及以上输出端口的光束情况得出入射光束数量的二进制计算结果。本文基于带有非线性环形谐振腔的理想二维光子晶体,通过结构参数的优化设计,分别提出了具有高性能指标的全光半加器和全加器。我们首先利用平面波展开法和时域有限差分法数值计算了光子晶体的能带结构及其等频率曲线。然后选用特定波段具有自准直效应的光束作为泵浦源,减小了光束在光子晶体结构中传输过程中的散射损耗,从而可以降低泵浦光的入射强度。我们所提出的基于互克尔效应的全光半加器的工作波长为1595.93 nm,泵浦光源的中心波长为1250.00nm,强度为12.84mW/μm2。其输出信号“1”和“0”所对应光强的最大对比度为48.15 dB,最小对比度为36.53 dB。最后,我们设计得出了基于自克尔效应的光子晶体全加器,其工作波长为1593.00 nm,最大透过率对比度和最小对比度分别为51.07 dB和27.96 dB。我们所提出的光子晶体逻辑器件在未来全光集成芯片中具有潜在的应用价值。
其他文献
云南省腾冲市北海湿地省级自然保护区（以下简称“北海湿地”）位于全球34个生物多样性热点地区之一的中国西南山地地区,是云南省典型的高原自然永久性浅水湖和沼泽、西南地区唯一的高原火山堰塞湖、中国生物多样性保护优先区域,1994年入选国家首批公布的全国33处国家重点湿地。北海湿地位于全球候鸟迁徙的中亚—印度、东亚—澳大利西亚路线上,属于《中国大陆的重点鸟区名录》第244号高黎贡山重点鸟区,是候鸟迁徙的重
新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）是豆科（Leguminosae）,沙冬青属（Ammopitanthu）植物,在我国主要分布于新疆乌恰县,能够抵抗低温、干旱等非生物胁迫,是研究植物逆境适应机制的理想材料。Defensin和Betv 1属于植物病程相关蛋白,在植物逆境应答中发挥重要作用,这两种蛋白的特点是什么?编码这些蛋白的基因家族在具有强抗逆性的新疆沙冬青中的结构和功能如何?本
调Q技术作为获取窄脉宽、高峰值功率激光的重要手段之一,已经被广泛地应用于光通信、光传感、激光加工等领域。利用可饱和吸收体进行的被动调Q技术具有结构简单、成本低、输出激光特性好等优势,近年来将二维纳米材料用作可饱和吸收体进行调Q或锁模研制超短脉冲激光已经成为研究热点。相比于光纤Bragg光栅、光纤F-P腔、Sagnac干涉型滤波器等波长调谐器件,数字微镜器件（DMD）作为一种空间光调制器,具有调谐精
Ⅲ-Ⅴ族雪崩光电二极管（APDs）,具有较高的增益和灵敏度,是短波红外领域重要的光电探测器之一,在长距离光纤通信、生物医学成像、激光雷达、单光子探测等方向具有广泛应用。研究发现,锑化物APD,特别是AlxIn1-xAsySb1-y数字合金锑化物APD,具有与Si相当甚至更低的k值以及更大的工作波长调控灵活性,能够实现更宽红外波段的探测和更好的性能,因此锑化物APD成为近期的研究热点。本文采用理论结
圆二色性（CD）作为最具代表性的手性效应之一,为分子手性的检测和表征提供了一种简单的方法。CD的增强和符号反转对于其在手性生物传感、手性开关和光学滤波等方面的实际应用具有重要意义。一直以来研究者利用构建各种纳米结构来实现圆二色性的幅值增强。本文提出并设计了一种新的准三维手性纳米结构,利用模板沉积技术的邻近效应仿真出该结构,通过光学仿真模拟研究了该结构几何参数改变时的手性特性及其变化原因,探究了该结
半导体光电分解水技术具有环境友好、操作简单等特点,是进行清洁能源开发应用的重要技术之一。在众多的半导体材料光电极中,ZnO具有成本低廉、无毒、化学稳定性好等优点,被认为是最具有应用前景的光电极材料之一。然而,ZnO的宽带隙局限了其对太阳光中可见光部分的利用,而且单一的ZnO材料内部的光生电子-空穴的高复合率,限制了其光电化学性能的提升。为了拓宽ZnO材料的光吸收范围,并降低光生电荷载流子的复合率,
近年来,恶性肿瘤已经成为威胁人类生命健康的几种重大疾病之一,具有生长快、易转移、难根治等特点。尽管人类对癌症的发生机制和治疗方法已经有了数十年的深入研究,然而日趋庞大的癌症新增病例和高居不下的死亡率依然对肿瘤治疗提出了巨大的挑战,因此,如何实现安全有效的抗肿瘤治疗是各国科研工作者们亟待解决的问题。迄今为止,传统治疗肿瘤的方法主要有:放射治疗、手术治疗和化疗。但是上述传统的治疗手段在应用中显示出许多
近年来,硅基液晶技术,由于其光学处理能力强、软件开发潜力巨大、性能稳定可靠等优点,得到了越来越多的重视和广泛研究。基于硅基液晶的空间光调制器在光信号处理领域得到了广泛应用。空间光调制器能够通过在其上加载灰度图像,输出经过调制的目标光束。因此,优化空间光调制器分束上的功率分配的计算方法,就能够促进在更广阔甚至更高精密级别的应用场景中使用硅基液晶空间光调制器。现如今,各种基于机器学习的智能技术已经得到
目前,世界能源危机日益严峻,光解水技术有望成为实现“碳中和”的有效途径。设计高性能半导体光阳极材料是光解水技术的关键基础,而提高光能利用效率和光生载流子分离效率是增强光阳极材料光电性能的重要途径。本论文基于半导体材料TiO2良好的光电性能,BaTiO3（BTO）的自发极化电场特性以及CdS在可见光范围内优异的光捕获能力,成功构筑了TiO2/BTO/CdS异质结构光阳极。利用CdS优异的可见光吸收能