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特定的二进制光信号及其基本逻辑门光路的实现制造技术

技术编号:2705790 阅读:423 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种能够实现光输入输出的基本逻辑门光路,它是通过特定的二进制光信号并且用光开关的控制来实现的。由基本逻辑门光路及其组合成的数字运算光路可实现光处理器。

【技术实现步骤摘要】
所属
利用光开关和特定的二进制光信号,实现二进制光信号的逻辑数据运算(包括与门、或门、非门、同或门、异或门及其组合)。并由这些基本逻辑门光路及其组合构成光输入、光输出的光处理器。用电控光开关(须加光电转换装置)运算速度可达纳秒级,用飞秒光电子技术产生的电脉冲去控制电控光子晶体开关或用飞秒级一束光直接控制另一束光的光控光开关运算速度可达飞秒级。
技术介绍
目前,电处理器运算速度已达极限,人们希望制造光处理器来提高速度,但很难完全实现基本逻辑门光路。
技术实现思路
采用特定的二进制光信号,利用光开关的控制,可以完全实现基本逻辑门光路。解决了基本逻辑门光路,就可以制造出光处理器。所谓特定的二进制光信号,是指利用1、2两路光通道,当1路光通道有光,2路光通道无光时,代表二进制的“1”(“0”)。当1路光通道无光,2路光通道有光时,代表二进制的“0”(“1”)。或者1、2两路光通道用不同的光。例如,1路光通道为红光,2路光通道为蓝光时,代表二进制的“1”(“0”)。1路光通道为蓝光,2路光通道为红光时,代表二进制的“0”(“1”)。二进制光信号确定后,根据运算要求,把光通道在适当的位置进行合并、分束,利用某些光通道中的光特点(有光无光,红光蓝光)直接或间接地驱动光开关控制其它光通道。实现基本逻辑门光路。基本逻辑门光路解决了,就可以制造出光处理器。附图说明下面结合附图和实施例来说明基本逻辑门光路的实现方法。由于特定的二进制光信号有两种,光开光种类比较多,实现的方法很多。下面选用特定的二进制光信号(有光无光),光通路用光纤,用电控光开关(有光电转换装置)控制光路来说明怎样实现光逻辑数据运算的。图1是非门逻辑光路图。图2是用特定的二进制光信号(有光无光)并用电控光开关(有光电转换装置)实现的或门逻辑光路图。图一图二中1、光输入信号A,2、光输入信号A的特征支线A1,3、光输入信号A的特征支线A2,4、光输入信号B,5、光输入信号B的特征支线B1,6、光输入信号B的特征支线B2,7、光输出信号C,8、光输出信号C的特征支线C1,9、、光输出信号C的特征支线C2,10、A1和B1光通道光路合并装置,11、A2和B2光通道光路合并装置,12、N1和N2光通道光路合并装置,13、A1和B1合并后的光通道M1,14、A2和B2合并后的光通道M2,15、M1分成三个光通道的光分束装置,16、M2分成三个光通道的光分束装置,17、M1分成的第一个光通道M11,18、M1分成的第二个光通道M12,19、M1分成的第三个光通道M13,20、M2分成的第一个光通道M21,21、M2分成的第二个光通道M22,22、M2分成的第三个光通道M23,23、24、有光低电平输出无光高电平输出光电转换装置,25、有光高电平输出无光低电平输出光电转换装置,26、27、28、高电平导通低电平关断的电控光开关,29、M11经光开关控制后的输出N1,30、M12经光开关控制后的输出N2,31、M23经光开关控制后的输出N3。具体实施例方式图一中光输入信号A(1)由光输入信号A的特征支线A1(2)和光输入信号A的特征支线A2(3)来决定,A1(2)和A2(3)位置交叉互换后,A1(2)成为光输出信号C的特征支线C2(9),A2(3)成为光输出信号C的特征支线C1(8),由C1(8)和C2(9)构成光输出信号C(7)。由于A(1)的状态与C(7)的状态相反,这样可实现非门逻辑光路。图二中,光输入信号A(1)和光输入信号B(4)中的A1(2)和B1(5)经A1和B1光通道光路合并装置(10)形成A1和B1合并后的光通道M1(13),M1(13)经M1分成三个光通道的光分束装置(15)形成M1分成的第一个光通道M11(17)、M1分成的第二个光通道M12(18)、M1分成的第三个光通道M13(19)。而A(1)和B(4)中的A2(3)和B2(6)经A2和B2光通道光路合并装置(11)形成A2和B2合并后的光通道M2(14),M2(14)经M2分成三个光通道的光分束装置(16)形成M2分成的第一个光通道M21(20)、M2分成的第二个光通道M22(21)、M2分成的第三个光通道M23(22)。用M21(20)的光状态经有光低电平输出无光高电平输出光电转换装置(23)产生的电信号,控制高电平导通低电平关断的电控光开关(26),改变M11(17)的状态,形成M11经光开关控制后的输出N1(29)。用M22(21)的光状态经无光低电平输出有光高电平输出光电转换装置(25)产生的电信号,控制高电平导通低电平关断的电控光开关(27),改变M12(18)的状态,形成M12经光开关控制后的输出N2(30)。N1(29)和N2(30)经N1和N2光通道光路合并装置(12)形成N1和N2合并后的光通道C1(8)。用M13(19)的光状态经有光低电平输出无光高电平输出光电转换装置(24)产生的电信号,控制高电平导通低电平关断的电控光开关(28),改变M23(22)的状态,形成M23经光开关控制后的输出N3(31)。N3(31)形成C2(9)。由C1(8)和C2(9)组成光输出信号C(7)。光路分析定义A1(2)无光,A2(3)有光则A(1)为“0”。A1(2)有光,A2(3)无光则A(1)为“1”。B1(5)无光,B2(6)有光则B(4)为“0”。B1(5)有光,B2(6)无光则B(4)为“1”。那么,M1(13)和M2(14)有三种状态,状态一M1(13)无光M2(14)有光,状态二M1(13)有光M2(14)有光,状态三M1(13)有光M2(14)无光。状态一说明A(1)和B(4)为“0”,状态二说明A(1)和B(4)一个为“0”则另一个为“1”,状态三说明A(1)和B(4)为“1”。只有在状态一时,M13(19)使光开关(28)通,M23(22)光信号才能通过(28)到N3(31),其它两种状态N3(31)无光信号。只有在状态二时,M22(21)使光开关(27)通,M12(18)光信号才能通过(27)到N2(30),其它两种状态N2(30)无光信号。只有在状态三时,M21(20)使光开关(26)通,M11(17)光信号才能通过(26)到N1(29),其它两种状态N1(29)无光信号。N1(29)有光信号代表A(1)和B(4)为“1”,N2(30)有光信号代表A(1)和B(4)有一个为“1”,N3(31)有光信号代表A(1)和B(4)为“0”。对于或门N1(29)和N2(30)合并到光输出信号C的特征支线C1(8),N3(31)到光输出信号C的特征支线C2(9)。可参考表一。当N1(29)到C1(8),N2(30)和N3(31)合并到C2(9)时,可形成与门。当N2(30)到C1(8),N1(29)和N3(31)合并到C2(9)时,可形成异或门。当N2(30)到C2(9),N1(29)和N3(31)合并到C1(8)时,可形成同或门。由上可知,此种光逻辑运算器的运算速度是由光电转换时间和光开关的开关时间的和决定的。对于光控光开关控制来实现的逻辑运算器,其运算速度是由光控光开关的开关速度来决定的。用上面的方法只需要稍作改动就可以很方便的实现逻辑数据运算。它是真正意义上的光运本文档来自技高网...

【技术保护点】
特定的二进制光信号及其基本逻辑门光路的实现,其特征是利用特定的二进制光信号的特点和光开关控制光信号来实现光输入光输出基本逻辑门光路(包括与门、或门、非门、同或门、异或门及其组合)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:邱富春
申请(专利权)人:邱富春
类型:发明
国别省市:65[中国|新疆]

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