專利名稱：特定的二進(jìn)制光信號及其基本邏輯門光路的實(shí)現(xiàn)的制作方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域利用光開關(guān)和特定的二進(jìn)制光信號，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制光信號的邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算(包括與門、或門、非門、同或門、異或門及其組合)。并由這些基本邏輯門光路及其組合構(gòu)成光輸入、光輸出的光處理器。用電控光開關(guān)(須加光電轉(zhuǎn)換裝置)運(yùn)算速度可達(dá)納秒級，用飛秒光電子技術(shù)產(chǎn)生的電脈沖去控制電控光子晶體開關(guān)或用飛秒級一束光直接控制另一束光的光控光開關(guān)運(yùn)算速度可達(dá)飛秒級。
背景技術(shù)：
目前，電處理器運(yùn)算速度已達(dá)極限，人們希望制造光處理器來提高速度，但很難完全實(shí)現(xiàn)基本邏輯門光路。

發(fā)明內(nèi)容
采用特定的二進(jìn)制光信號，利用光開關(guān)的控制，可以完全實(shí)現(xiàn)基本邏輯門光路。解決了基本邏輯門光路，就可以制造出光處理器。
所謂特定的二進(jìn)制光信號，是指利用1、2兩路光通道，當(dāng)1路光通道有光，2路光通道無光時(shí)，代表二進(jìn)制的“1”(“0”)。當(dāng)1路光通道無光，2路光通道有光時(shí)，代表二進(jìn)制的“0”(“1”)?；蛘?、2兩路光通道用不同的光。例如，1路光通道為紅光，2路光通道為藍(lán)光時(shí)，代表二進(jìn)制的“1”(“0”)。1路光通道為藍(lán)光，2路光通道為紅光時(shí)，代表二進(jìn)制的“0”(“1”)。
二進(jìn)制光信號確定后，根據(jù)運(yùn)算要求，把光通道在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行合并、分束，利用某些光通道中的光特點(diǎn)(有光無光，紅光藍(lán)光)直接或間接地驅(qū)動(dòng)光開關(guān)控制其它光通道。實(shí)現(xiàn)基本邏輯門光路。
基本邏輯門光路解決了，就可以制造出光處理器。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來說明基本邏輯門光路的實(shí)現(xiàn)方法。
由于特定的二進(jìn)制光信號有兩種，光開光種類比較多，實(shí)現(xiàn)的方法很多。下面選用特定的二進(jìn)制光信號(有光無光)，光通路用光纖，用電控光開關(guān)(有光電轉(zhuǎn)換裝置)控制光路來說明怎樣實(shí)現(xiàn)光邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算的。圖1是非門邏輯光路圖。
圖2是用特定的二進(jìn)制光信號(有光無光)并用電控光開關(guān)(有光電轉(zhuǎn)換裝置)實(shí)現(xiàn)的或門邏輯光路圖。
圖一圖二中1、光輸入信號A，2、光輸入信號A的特征支線A1，3、光輸入信號A的特征支線A2，4、光輸入信號B，5、光輸入信號B的特征支線B1，6、光輸入信號B的特征支線B2，7、光輸出信號C，8、光輸出信號C的特征支線C1，9、、光輸出信號C的特征支線C2，10、A1和B1光通道光路合并裝置，11、A2和B2光通道光路合并裝置，12、N1和N2光通道光路合并裝置，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分成三個(gè)光通道的光分束裝置，16、M2分成三個(gè)光通道的光分束裝置，17、M1分成的第一個(gè)光通道M11，18、M1分成的第二個(gè)光通道M12，19、M1分成的第三個(gè)光通道M13，20、M2分成的第一個(gè)光通道M21，21、M2分成的第二個(gè)光通道M22，22、M2分成的第三個(gè)光通道M23，23、24、有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉(zhuǎn)換裝置，25、有光高電平輸出無光低電平輸出光電轉(zhuǎn)換裝置，26、27、28、高電平導(dǎo)通低電平關(guān)斷的電控光開關(guān)，29、M11經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N1，30、M12經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N2，31、M23經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N3。
具體實(shí)施例方式
圖一中光輸入信號A(1)由光輸入信號A的特征支線A1(2)和光輸入信號A的特征支線A2(3)來決定，A1(2)和A2(3)位置交叉互換后，A1(2)成為光輸出信號C的特征支線C2(9)，A2(3)成為光輸出信號C的特征支線C1(8)，由C1(8)和C2(9)構(gòu)成光輸出信號C(7)。由于A(1)的狀態(tài)與C(7)的狀態(tài)相反，這樣可實(shí)現(xiàn)非門邏輯光路。
圖二中，光輸入信號A(1)和光輸入信號B(4)中的A1(2)和B1(5)經(jīng)A1和B1光通道光路合并裝置(10)形成A1和B1合并后的光通道M1(13)，M1(13)經(jīng)M1分成三個(gè)光通道的光分束裝置(15)形成M1分成的第一個(gè)光通道M11(17)、M1分成的第二個(gè)光通道M12(18)、M1分成的第三個(gè)光通道M13(19)。而A(1)和B(4)中的A2(3)和B2(6)經(jīng)A2和B2光通道光路合并裝置(11)形成A2和B2合并后的光通道M2(14)，M2(14)經(jīng)M2分成三個(gè)光通道的光分束裝置(16)形成M2分成的第一個(gè)光通道M21(20)、M2分成的第二個(gè)光通道M22(21)、M2分成的第三個(gè)光通道M23(22)。用M21(20)的光狀態(tài)經(jīng)有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉(zhuǎn)換裝置(23)產(chǎn)生的電信號，控制高電平導(dǎo)通低電平關(guān)斷的電控光開關(guān)(26)，改變M11(17)的狀態(tài)，形成M11經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N1(29)。用M22(21)的光狀態(tài)經(jīng)無光低電平輸出有光高電平輸出光電轉(zhuǎn)換裝置(25)產(chǎn)生的電信號，控制高電平導(dǎo)通低電平關(guān)斷的電控光開關(guān)(27)，改變M12(18)的狀態(tài)，形成M12經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N2(30)。N1(29)和N2(30)經(jīng)N1和N2光通道光路合并裝置(12)形成N1和N2合并后的光通道C1(8)。用M13(19)的光狀態(tài)經(jīng)有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉(zhuǎn)換裝置(24)產(chǎn)生的電信號，控制高電平導(dǎo)通低電平關(guān)斷的電控光開關(guān)(28)，改變M23(22)的狀態(tài)，形成M23經(jīng)光開關(guān)控制后的輸出N3(31)。N3(31)形成C2(9)。由C1(8)和C2(9)組成光輸出信號C(7)。
光路分析定義A1(2)無光，A2(3)有光則A(1)為“0”。A1(2)有光，A2(3)無光則A(1)為“1”。B1(5)無光，B2(6)有光則B(4)為“0”。B1(5)有光，B2(6)無光則B(4)為“1”。那么，M1(13)和M2(14)有三種狀態(tài)，狀態(tài)一M1(13)無光M2(14)有光，狀態(tài)二M1(13)有光M2(14)有光，狀態(tài)三M1(13)有光M2(14)無光。狀態(tài)一說明A(1)和B(4)為“0”，狀態(tài)二說明A(1)和B(4)一個(gè)為“0”則另一個(gè)為“1”，狀態(tài)三說明A(1)和B(4)為“1”。只有在狀態(tài)一時(shí)，M13(19)使光開關(guān)(28)通，M23(22)光信號才能通過(28)到N3(31)，其它兩種狀態(tài)N3(31)無光信號。只有在狀態(tài)二時(shí)，M22(21)使光開關(guān)(27)通，M12(18)光信號才能通過(27)到N2(30)，其它兩種狀態(tài)N2(30)無光信號。只有在狀態(tài)三時(shí)，M21(20)使光開關(guān)(26)通，M11(17)光信號才能通過(26)到N1(29)，其它兩種狀態(tài)N1(29)無光信號。N1(29)有光信號代表A(1)和B(4)為“1”，N2(30)有光信號代表A(1)和B(4)有一個(gè)為“1”，N3(31)有光信號代表A(1)和B(4)為“0”。對于或門N1(29)和N2(30)合并到光輸出信號C的特征支線C1(8)，N3(31)到光輸出信號C的特征支線C2(9)?？蓞⒖急硪弧?br> 當(dāng)N1(29)到C1(8)，N2(30)和N3(31)合并到C2(9)時(shí)，可形成與門。當(dāng)N2(30)到C1(8)，N1(29)和N3(31)合并到C2(9)時(shí)，可形成異或門。當(dāng)N2(30)到C2(9)，N1(29)和N3(31)合并到C1(8)時(shí)，可形成同或門。
由上可知，此種光邏輯運(yùn)算器的運(yùn)算速度是由光電轉(zhuǎn)換時(shí)間和光開關(guān)的開關(guān)時(shí)間的和決定的。
對于光控光開關(guān)控制來實(shí)現(xiàn)的邏輯運(yùn)算器，其運(yùn)算速度是由光控光開關(guān)的開關(guān)速度來決定的。用上面的方法只需要稍作改動(dòng)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算。它是真正意義上的光運(yùn)算器。
表1

權(quán)利要求
1.特定的二進(jìn)制光信號及其基本邏輯門光路的實(shí)現(xiàn)，其特征是利用特定的二進(jìn)制光信號的特點(diǎn)和光開關(guān)控制光信號來實(shí)現(xiàn)光輸入光輸出基本邏輯門光路(包括與門、或門、非門、同或門、異或門及其組合)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特定的二進(jìn)制光信號，其特征是指利用兩路光通道，當(dāng)其中第一路光通道有光，第二路光通道無光時(shí)，代表二進(jìn)制的“1”(“0”)。當(dāng)?shù)谝宦饭馔ǖ罒o光，第二路光通道有光時(shí)，代表二進(jìn)制的“0”(“1”)?；蛘邇陕饭馔ǖ烙貌煌墓?。例如，第一路光通道為紅光，第二路光通道為藍(lán)光時(shí)，代表二進(jìn)制的“1”(“0”)。第一路光通道為藍(lán)光，第二路光通道為紅光時(shí)，代表二進(jìn)制的“0”(“1”)。
全文摘要
一種能夠?qū)崿F(xiàn)光輸入輸出的基本邏輯門光路，它是通過特定的二進(jìn)制光信號并且用光開關(guān)的控制來實(shí)現(xiàn)的。由基本邏輯門光路及其組合成的數(shù)字運(yùn)算光路可實(shí)現(xiàn)光處理器。
文檔編號G02F3/00GK101063787SQ200610067230
公開日2007年10月31日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者邱富春 申請人:邱富春