專利名稱：光學(xué)二進(jìn)制進(jìn)位加法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
光學(xué)二進(jìn)制進(jìn)位加法器屬于光加法器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)中，加法器的實(shí)現(xiàn)主要以電信號(hào)作為信號(hào)的載體，二進(jìn)制單位帶進(jìn)位 加法器(如

圖1所示)的輸入為A，B，Cin，其中A、B是參與計(jì)算的兩個(gè)輸入，Cin是上一位 的進(jìn)位；輸出為S，Cout，其中S為本位計(jì)算結(jié)果，Cout為進(jìn)入下一位的進(jìn)位。計(jì)算方式見 表1
權(quán)利要求
1.光學(xué)二進(jìn)制進(jìn)位加法器，其特征在于，含有6個(gè)光輸入元件(IpI2U3U4U5U6), 2 個(gè)光輸出元件(O1、O2)，5個(gè)光分束槽(D1, D2, D3、D4、D5)，5個(gè)光合束槽(C” C2, C3> C4, C5)和 3個(gè)門光路元件(Sp S2, S3)組成，所述各元件之間的距離為所用相干光束的一個(gè)或半個(gè)波 長的整數(shù)倍，其中所述光輸入元件、光輸出元件采用偏振光纖或波導(dǎo)；所述光分束槽、光合束槽是一種刻蝕有S^2膜以分別實(shí)現(xiàn)光路的分束或合束的硅片； 所述門光路元件是在圓形微腔結(jié)構(gòu)或者納米金屬顆粒的表面等離子體上使用納米加 工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的； 其中第一個(gè)光輸入元件(I1)與第一個(gè)光分束槽(D1)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波 長的整數(shù)倍；第二個(gè)光輸入元件(I2)與第二個(gè)光分束槽(D2)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波 長的整數(shù)倍；第三個(gè)光輸入元件(I3)與第三個(gè)光分束槽(D3)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波 長的整數(shù)倍；第四個(gè)光輸入元件(I4)與第一個(gè)門光路元件(S1)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè) 波長的整數(shù)倍；第五個(gè)光輸入元件(I5)與第二個(gè)門光路元件(S2)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè) 波長的整數(shù)倍；第六個(gè)光輸入元件(I6)與第三個(gè)門光路元件(S3)的輸入端相連，距離為相干光的一個(gè) 波長的整數(shù)倍；第一個(gè)光分束槽(D1)的第一個(gè)輸出端與第一個(gè)光合束槽(C1)的第一個(gè)輸入端相連，距 離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第一個(gè)光分束槽(D1)的第二個(gè)輸出端與第二個(gè)光合 束槽(C2)的第二個(gè)輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第二個(gè)光分束槽(D2)的第一個(gè)輸出端與第一個(gè)光合束槽(C1)的第二個(gè)輸入端相連，距 離為相干光的半個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第二個(gè)光分束槽(D2)的第二個(gè)輸出端與第二個(gè)光合 束槽(C2)的第一個(gè)輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第三個(gè)光分束槽(D3)的第一個(gè)輸出端與第三個(gè)光合束槽(C3)的第二個(gè)輸入端相連，距 離為相干光的半個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第三個(gè)光分束槽(D3)的第二個(gè)輸出端與第四個(gè)光合 束槽(C4)的第一個(gè)輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第四個(gè)光分束槽(D4)的輸入端與第一個(gè)門光路元件(S1)的輸出端相連，距離為相干光 的一個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第四個(gè)光分束槽(D4)的一個(gè)輸出端與所述第三個(gè)光合束槽(C3) 的第一個(gè)輸入端相連，距離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第五個(gè)光分束槽(D5)的輸入端與第二個(gè)門光路元件(S2)的輸出端相連，距離為相干光 的一個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第五個(gè)光分束槽(D5)的第一個(gè)輸出端與第五個(gè)光合束槽(C5)的 第二個(gè)輸入端相連，距離為相干光的半個(gè)波長的整數(shù)倍，而該第五個(gè)光分束槽(D5)的第二 個(gè)輸出端和第三個(gè)門光路元件(S3)的控制端相連，距離為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍； 第一個(gè)光合束槽(C1)的輸出端與所述第一個(gè)門光路元件(S1)的控制端相連，距離任辰、 第二個(gè)光合束槽(C2)的輸出端與所述第四個(gè)光合束槽(C4)的第二個(gè)輸入端相連，距離 為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第三個(gè)光合束槽(C3)的輸出端與所述第二個(gè)門光路元件(S2)的控制端相連，距離任辰、 第四個(gè)光合束槽(C4)的輸出端與所述第五個(gè)光合束槽(C5)的第一個(gè)輸入端相連，距離 為相干光的一個(gè)波長的整數(shù)倍；第五個(gè)光合束槽(C5)的輸出端與第一個(gè)光輸出元件(O1)相連，距離為相干光的一個(gè)波 長的整數(shù)倍；第三個(gè)門光路元件(S3)的輸出端與第二個(gè)光輸出元件(O2)相連，距離為相干光的一個(gè) 波長的整數(shù)倍；所述光學(xué)二進(jìn)制進(jìn)位加法器使用相干光束作為信息的載體，有光即為1，無光即為0， 光源為單縱模偏振激光器；所述光分束槽在每次分束之后，其相位信息不變，振幅變?yōu)樵瓉淼囊话耄?所述光合束槽進(jìn)行相干疊加若兩束輸入光束的振幅相同，但在縱軸上相位相反，則輸出光強(qiáng)為0 ； 若兩束輸入光束的振幅相同，光程差為波長λ的整數(shù)倍，則相干增強(qiáng)。
全文摘要
光學(xué)二進(jìn)制進(jìn)位加法器屬于光加法器的技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于，它是一個(gè)使用相干光束作為信息載體的加法器，利用光的可疊加性和光程差形成的干涉實(shí)現(xiàn)計(jì)算的加法器，由6個(gè)光輸入元件、2個(gè)光輸出元件、5個(gè)光分束槽、5個(gè)光合束槽和3個(gè)門光路元件組成，與傳統(tǒng)電子加法器相比，具有計(jì)算速度更快，功耗更低和可擴(kuò)展性更強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F7/50GK102081512SQ20111000645
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者劉亞楠, 單欣巖, 張衛(wèi)華, 張小平 申請人:清華大學(xué)