[发明专利]一种光学二进制半加器及制备方法

说明书

本发明公开一种光学二进制半加器及制备方法。光学二进制半加器包括：干涉部和叠加部；干涉部与叠加部通过第一连接点和第二连接点连接；干涉部包括第一连接件和第二连接件，第一连接件的一端通过第一连接点与叠加部连接，第二连接件的一端通过第二连接点与叠加部连接，第一连接件的另一端与第二连接件的另一端通过汇聚点连接；光学二进制半加器的输入光源为第一光源和第二光源，第一光源和第二光源为相干光；第一光源从第一连接点到汇聚点的光程为第一光程；第二光源从第二连接点到汇聚点的光程为第二光程；第一光程与第二光程的差为第一光源的半个波长的奇数倍。本发明的半加器全部采用光学元件，响应时间更短、运算速度更快、功耗更低。

技术领域

本发明涉及光学器件领域，特别是涉及一种光学二进制半加器及制备方法。

背景技术

2012年，中国科学院半导体所的田永辉等人提出了一种基于微环谐振器实现的光加法器。该光加法器由两个不同结构的微环谐振器和一个Y型分支耦合器构成，它有两个待计算的电脉冲序列输入，输出是两个光脉冲序列。该光加法器器件体积较小，同时便于与电学元件集成。然而该加法器的输入是两列电脉冲序列，尽管输出是两列光脉冲序列，但中间仍然无法避免光电转换的过程，所以该光加法器在光-电-光的过渡阶段可以充分利用，在未来的全光过程中难以发挥其优势。

在光学器件上，现有技术主要是针对光全加器的研究，并没有针对光半加器的研究。因此，现有的半加器的实现主要以电信号作为信号的载体，受限于电信号的传播速度，电子半加器的响应时间长、运算速度慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学二进制半加器及制备方法，用以解决电子半加器响应时间长和运算速度慢的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光学二进制半加器，所述光学二进制半加器包括：干涉部和叠加部；所述干涉部与所述叠加部通过第一连接点和第二连接点连接；

所述干涉部包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端通过所述第一连接点与所述叠加部连接，所述第二连接件的一端通过所述第二连接点与所述叠加部连接，所述第一连接件的另一端与所述第二连接件的另一端通过汇聚点连接；

所述光学二进制半加器的输入光源为第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源为相干光；

所述第一光源从所述第一连接点到所述汇聚点的光程为第一光程；所述第二光源从所述第二连接点到所述汇聚点的光程为第二光程；所述第一光程与所述第二光程的差为所述第一光源的半个波长的奇数倍。

可选的，所述干涉部的材料为SiO₂；所述叠加部的材料为SiO₂。

可选的，所述光学二进制半加器还包括基底，所述干涉部与所述叠加部设置在所述基底上，所述基底的材料为硅。

可选的，所述第一光源和所述第二光源的产生装置为单纵模偏振激光器。

可选的，所述叠加部为直线结构。

可选的，所述叠加部的长度为2μm、4μm、8μm或16μm；所述叠加部的宽度为400nm、600nm、800nm或1000nm。

可选的，所述第一连接件为弧形结构，所述第二连接件为弧形结构。

可选的，所述第一连接件的曲率半径为6μm、8μm或10μm，所述第一连接件的度数为30°、45°、60°或90°；所述第二连接件的曲率半径为6μm、8μm或10μm，所述第二连接件的度数为30°、45°、60°或90°。

本发明还提供了一种光学二进制半加器的制备方法，包括：

在基底上采用热氧化的方法生成一层固定厚度的SiO₂膜；