微纳尺度下全光逻辑功能研究

在各类集成化的功能器件中逻辑功能的实现是最基本的，也是最重要的之一。它既可以作为控制器，又是逻辑运算的基础。我们将在InP和聚苯乙烯的复合光子晶体中研究逻辑功能的实现，其中，以InP侧向发射激光器为信号源，InP光子晶体光波导为通道，聚苯乙烯光子晶体微腔作为光开关，钛宝石fs激光器提供控制光束。而逻辑功能将采取如下原理实现：二维聚苯乙烯光子晶体微腔的缺陷模在控制光的作用下由于聚苯乙烯的三阶非线性导致有效折射率增加而产生频率移动。调节控制光的强弱就能改变缺陷模的频率。当入射光与缺陷模频率相同时，信号就输出，反之，输出为零。由于高的非线性，产生所要求的频率移动需要的控制光能量就低。这项研究的成功，将使我们有可能以小的控制光能量在几十微米尺度上得到响应时间在几十飞秒的逻辑信号。应该说，这是在克服制约全光集成实用的三个主要困难，大小，能耗，速度，上的有意义的探索。