全光存储锁存器

摘要

一种全光存储锁存器，用于接收第一和第二光输入信号和连续波(CW)光。所述全光存储锁存器包括：具有包括光学谐振器的第一非线性元件的第一逻辑门，所述第一逻辑门还具有包括光学谐振器的第二非线性元件；以及具有包括光学谐振器的第一非线性元件的第二逻辑门，所述第二逻辑门还具有包括光学谐振器的第二非线性元件。所述锁存器被配置用于输出所述第一光输出信号以及将所述第一光输出信号作为第四光输入信号引导至所述第二逻辑门，且所述锁存器被配置用于输出所述第二光输出信号以及将所述第二光输出信号作为第三光输入信号引导至所述第一逻辑门。

主权项

一种全光存储锁存器，包括第一全光与非门和第二全光与非门，其中，所述第一全光与非门包括：第一和第二光学输入介质，用于分别接收第一和第二调幅光输入信号作为第一和第二光输入信号，所述第一和第二调幅光输入信号具有各自的数据，所述数据具有二值逻辑电平；第一组合介质，被光耦合至所述第一和第二光学输入介质，所述第一组合介质被配置为接收和组合所述第一和第二光输入信号以产生第一组合信号；第一非线性元件，被配置为接收所述第一组合信号，所述第一非线性元件具有光学谐振器，所述光学谐振器具有相对于所述第一和第二光输入信号中的至少一个的频率被调谐的谐振频率，使得仅当所述第一组合信号是从具有高逻辑电平的第一和第二光输入信号两者得到时，第一非线性元件输出光作为具有高逻辑电平的第一光输出信号，如果所述第一组合信号是在第一和第二光输入信号中的任一个或两者具有低逻辑电平的情况下得到的，则第一非线性元件基本上不输出光，作为具有低逻辑电平的第一光输出信号，因而所述第一光输出信号具有被调幅的二值逻辑电平；第一光学输出介质，被光耦合以接收和输出来自所述第一非线性元件的第一光输出信号；第三和第四光学输入介质，分别用于接收恒定的连续波光作为第三光输入信号和被光耦合以接收第一光输出信号作为第四光输入信号；第二组合介质，被光耦合至所述第三和第四光学输入介质，所述第二组合介质被配置为接收和组合第三和第四光输入信号以产生第二组合信号；第二非线性元件，被配置为接收所述第二组合信号，所述第二非线性元件具有光学谐振器，所述光学谐振器具有相对于所述第三和第四光输入信号中的至少一个的频率被调谐的谐振频率，使得如果所述组合信号是从具有低逻辑电平的第四光输入信号得到的，则第二非线性元件输出光作为具有高逻辑电平的具有所述连续波光的振幅的第二光输出信号，如果所述组合信号是从具有高逻辑电平的第四光输入信号得到的，则第二非线性元 件基本上不输出光，作为第二光输出信号，因而所述第二光输出信号具有使用基本上由所述连续波光的振幅确定的高逻辑电平的振幅进行调幅的二值逻辑电平；以及第二光学输出介质，被光耦合以接收和输出来自所述第二非线性元件的第二光输出信号作为所述第一全光与非门的输出；其中，所述第一、第二、第三和第四光学输入介质、第一和第二组合介质、第一和第二非线性元件以及第一和第二光学输出介质被形成在光子晶体中，所述第一、第二、第三和第四光学输入介质、第一和第二组合介质以及第一和第二光学输出介质通过光子晶体中周期性结构的不存在来限定，所述第一非线性元件在光学上位于所述第一组合介质的输出侧和所述第一光学输出介质的输入侧之间，以及所述第二非线性元件在光学上位于所述第二组合介质的输出侧和所述第二光学输出介质之间，并且所述第二全光与非门包括：第五和第六光学输入介质，用于分别接收第三和第四调幅光输入信号作为第五和第六光输入信号，所述第三和第四调幅光输入信号具有各自的数据，所述数据具有二值逻辑电平；第三组合介质，被光耦合至所述第五和第六光学输入介质，所述第三组合介质被配置为接收和组合所述第五和第六光输入信号以产生第三组合信号；第三非线性元件，被配置为接收所述第三组合信号，所述第三非线性元件具有光学谐振器，所述光学谐振器具有相对于所述第五和第六光输入信号中的至少一个的频率被调谐的谐振频率，使得仅当所述第三组合信号是从具有高逻辑电平的第五和第六光输入信号两者得到时，第三非线性元件输出光作为具有高逻辑电平的第三光输出信号，如果所述第三组合信号是在第五和第六光输入信号中的任一个或两者具有低逻辑电平的情况下得到的，则第三非线性元件基本上不输出光，作为具有低逻辑电平的第三光输出信号，因而所述第三光输出信号具有被调幅的二值逻辑电平；第三光学输出介质，被光耦合以接收和输出来自所述第三非线性元件的第三光输出信号；第七和第八光学输入介质，分别用于接收恒定的连续波光作为第七光输入信号和被光耦合以接收第三光输出信号作为第八光输入信号；第四组合介质，被光耦合至所述第七和第八光学输入介质，所述第四组合介质被配置为接收和组合第七和第八光输入信号以产生第四组合信号；第四非线性元件，被配置为接收所述第四组合信号，所述第四非线性元件具有光学谐振器，所述光学谐振器具有相对于所述第七和第八光输入信号中的至少一个的频率被调谐的谐振频率，使得如果所述组合信号是从具有低逻辑电平的第八光输入信号得到的，则第四非线性元件输出光作为具有高逻辑电平的具有所述连续波光的振幅的第四光输出信号，如果所述组合信号是从具有高逻辑电平的第八光输入信号得到的，则第四非线性元件基本上不输出光，作为第四光输出信号，因而所述第四光输出信号具有使用基本上由所述连续波光的振幅确定的高逻辑电平的振幅进行调幅的二值逻辑电平；以及第四光学输出介质，被光耦合以接收和输出来自所述第四非线性元件的第四光输出信号作为所述第二全光与非门的输出；其中，所述第五、第六、第七和第八光学输入介质、第三和第四组合介质、第三和第四非线性元件以及第三和第四光学输出介质被形成在光子晶体中，所述第五、第六、第七和第八光学输入介质、第三和第四组合介质以及第三和第四光学输出介质通过光子晶体中周期性结构的不存在来限定，所述第三非线性元件在光学上位于所述第三组合介质的输出侧和所述第三光学输出介质的输入侧之间，所述第四非线性元件在光学上位于所述第四组合介质的输出侧和所述第四光学输出介质之间，以及所述全光存储锁存器被配置用于输出所述第二光输出信号以及将所述第二光输出信号作为第五光输入信号引导至所述第二全光与非门，且所述全光存储锁存器被配置用于输出所述第四光输出信号以及将所述第四光输出信号作为第二光输入信号引导至所述第一全光与非门。