Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết kế cổng truyền dẫn sử dụng hiệu ứng quang-điện của các giao thoa kế Mach–Zehnder dựa trên lithium niobate
Tóm tắt
Các mạch tích hợp quang cho tính toán và xử lý thông tin có thể vượt qua các giới hạn về tốc độ của điện tử bán dẫn. Tuy nhiên, trong quang học, rất ít thành phần cơ bản tương đương với những thành phần được sử dụng trong các mạch điện đa chức năng hiện có. Trong bài báo này, cổng truyền dẫn dựa trên hiệu ứng quang-điện bên trong các giao thoa kế Mach–Zehnder (MZI) dựa trên lithium niobate được mô tả. Cổng truyền dẫn thường được sử dụng như là các thành phần cơ bản cho mạch logic trong thiết kế mạch tích hợp. Đây là sự kết hợp giữa các transistor NMOS và PMOS. MZI dựa trên lithium niobate có khả năng vượt trội trong việc chuyển đổi tín hiệu quang sang cổng đầu ra mong muốn. Ở đây, thiết bị được đề xuất được giải thích với sự hỗ trợ của mô tả toán học và sau đó là mô phỏng bằng MATLAB. Một bộ chọn 1 x 2 cũng được thiết kế bằng cách sử dụng cổng truyền dẫn đề xuất. Nghiên cứu được xác nhận bằng phương pháp lan truyền chùm sáng.
Từ khóa
#Mạch quang tích hợp #cổng truyền dẫn #hiệu ứng quang-điện #giao thoa kế Mach–Zehnder #MATLAB #phương pháp lan truyền chùm sáng.Tài liệu tham khảo
Meindl, J.: Special issue on limits of semiconductor technology. Proc. IEEE 89, 223–226 (2001)
Caulfield, H.J.: The unique advantages of optics over electronics for interconnections. Proc. SPIE 1390, 399–402 (1990)
Caulfield, H.J., Shamir, J.: Wave particle duality considerations in optical computing. Appl. Opt. 28, 2184–2186 (1989)
Caulfield, H.J., Collins Jr., S.A.: Optical holographic interconnects: categorization and potential efficient passive resonated holograms. J. Opt. Soc. Am. 6, 1568–1577 (1989)
Caulfield, H.J., Shamir, J.: Wave-particle-duality processors: characteristics, requirements and applications. J. Opt. Soc. Am. 7, 1314–1323 (1990)
Goodman, J.W., Leonberger, F.I., Kung, S.Y., Athale, R.A.: Optical interconnections for VLSI systems. Proc. IEEE 72, 850–866 (1984)
Huang, C.Y., Lin, C.H., Chen, Y.H., Huang, Y.C.: Electro-optic Ti:PPLN waveguide as efficient optical wavelength filter and polarization mode converter. Opt. Express 15, 2548–2554 (2007)
Chattopadhyay, T., Roy, J.N.: Design of SOA-MZI based all-optical programmable logic device (PLD). Opt. Commun. 283, 2506–2517 (2010)
Solgaard, O., Godil, A.A., Howe, R.T., Luke, L.P., Peter, Y., Zappe, H.: Optical MEMS from micro-mirrors to complex systems. J. Micro Electro Mech. Syst. 23, 517–538 (2014)
Chattopadhyay, T.: All-optical cross-bar network architecture using TOAD based interferometric switch and designing of reconfigurable logic unit. Opt. Fiber Technol. 17, 558–567 (2011)
Bakhtiar, L.A., Yaghoubi, E., Adami, A., Hamidi, S.M., Hosseinzadeh, M.: Three-input majority function with nonlinear material in all-optical domain. J. Opt. 42, 349–354 (2013)
Gayen, D.K., Bhattachryya, A., Chattopadhyay, T., Roy, J.N.: Ultrafast all-optical half adder using quantum-dot semiconductor optical amplifier-based Mach–Zehnder interferometer. J. Lightwave Technol. 30, 3387–3393 (2012)
Schreieck, R., Kwakernaak, M., Jackel, H., Gamper, E., Gini, E., Vogt, W., Melchior, H.: Ultrafast switching dynamics of Mach–Zehnder interferometer switches. IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 603–605 (2001)
Sohler, W., Hu, H., Ricken, R., Quiring, V., Vannahme, C., Herrmann, H., Büchter, D., Reza, S., Grundkötter, W., Orlov, S., Suche, H., Nouroozi, R., Min, Y.: Integrated optical devices in lithium niobate. Opt. Photon. News 19, 24–31 (2008)
Rabaey, J.M., Chandrakasan, A., Nikolic, B.: Digital Integrated Circuits, 2nd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River (1995)
Kang, S., Leblebici, Y.: CMOS Digital Integrated Circuits Analysis and Design, 3rd edn. McGraw-Hill, Noida (2002)
Wooten, EdL, Kissa, K.M., Yan, A.Y., Murphy, E.J., Lafaw, D.A., Hallemeier, P.F., Maack, D., Attanasio, D.V., Fritz, D.J., McBrien, G.J., Bossi, D.E.: A review of lithium niobate modulator for fiber optic communication. IEEE J. Sel. Quant. Electron 6, 69–82 (2000)
Jin, H., Liu, F.M., Xu, P., Xia, J.L., Zhong, M.L., Yuan, Y., Zhou, J.W., Gong, Y.X., Wang, W., Zhu, S.N.: On chip generation and manipulation of entangled photons based on reconfigurable lithium niobate wave guide circuits. Phy. Rev. Lett. 113, 103601 (2014)
Kumar, S., Raghuwanshi, S.K., Kumar, A.: 1 x 4 Signal router using three Mach–zehnder Interferometers. Opt. Eng. 52, 035002 (2013)
Kumar, S., Raghuwanshi, S.K., Kumar, A.: Implementation of optical switches by using Mach–Zehnder interferometer. Opt. Eng. 52, 097–106 (2013)
Kumar, S., Raghuwanshi, S.K., Kumar, A.: Implementation of an optical AND gate using Mach–Zehnder interferometers. Proc. SPIE 9131, 913120 (2014)