[发明专利]一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构

权利要求书

1.一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其中：该异或门通过设计两个干涉臂的不同构造使同相位输入光之间产生相位差，经合波区域充分耦合之后输入光发生干涉，实现1550mm波段的异或运算。

2.如权利要求1所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征在于干涉臂B的具体设计：在完美光子晶体中去掉一排介质柱形成W1波导，W1波导上方共有五排介质柱，将这些介质柱向下移动0.22a(a是晶格常数)，同时将W1波导两侧第一排介质柱的半径改为0.23a，其余空气孔半径仍为0.2a。

3.如权利要求1或2所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征是干涉臂A和干涉臂B的长度通过耦合模理论确定：通过仿真A、B的能带图确定1550nm光对应的波矢差，结合耦合模公式计算干涉臂的理论长度为16.3a，考虑到两个干涉臂之间的相互影响，本发明将干涉臂确定为16a。

4.如权利要求1所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征在于合波区域的独特设计：在完美光子晶体上去除五排介质柱形成空气腔，将空气腔两侧各一排介质柱半径改为0.25a，并将这两排介质柱向合波区域中心移动0.22a。

5.如权利要求1所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征是：本发明由三个部分组成，分别是干涉臂区域、合波区域以及输出区域，其中干涉臂区域由相隔3排介质柱的两个结构不同的W1波导组成；合波区域是将W1波导之间的三排介质柱去掉形成的空气腔，输入光将在这里充分耦合；输出区域包括两个完全一样的W1波导，分别通向输出口和辅助口。

6.如权利要求1所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征在于介质柱成分为硅，折射率为3.48，背景空气的折射率为1。

7.如权利要求1或5所述的一种基于干涉原理的光子晶体全光异或逻辑门结构，其特征在于，基于光波干涉的逻辑门比目前基于非线性效应和耦合腔的逻辑门制作更为简单，更加适用于光子集成。