طراحی گیت منطقی AND تمام نوری مبتنی بر بلور فوتونی با ابعاد بسیار کم و مناسب برای مدارهای مجتمع نوری

Abstract

در این مقاله با استفاده از شبکه بلور فوتونی دو بعدی یک ساختار فشرده و ساده به‌منظور ایجاد گیت منطقی تمام نوری AND معرفی شده است. ساختار طراحی شده متشکل از سه موجبر بلور فوتونی است که توسط یک نانو تشدیدگر به هم متصل شده‌اند. نانو تشدیدگر با افزایش شعاع میله‌ دی‌الکتریک شکل گرفته است. تحلیل و بررسی‌ها با استفاده از روش تفاضل متناهی در حوزه زمان و بسط امواج تخت صورت گرفته است که روش بسط امواج تخت برای به‌دست آوردن شکاف باند فوتونی و روش تفاضل متناهی در حوزه زمان برای بررسی رفتار میدان الکترومغناطیس در ساختار بلور فوتونی استفاده شده است. مزایای این طراحی ابعاد کوچک، بالا بودن امکان تحقق، هماهنگی با فن‌آوری سیلیکون و بالا بودن توان خروجی در حالت یک منطقی است. زمان تاخیر این گیت برابر با ps 32/0 است. نسبت کمینه توان نوری دریافت شده به توان ورودی در حالت یک منطقی برابر با 968/1 و نسبت بیشینه توان نوری به توان ورودی در حالت صفر منطقی 492/0 است. در نتیجه میزان نسبت کنتراست برای گیت طراحی شده برابر با dB 6 است. بالا بودن توان نور در خروجی، گیت منطقی طراحی شده را قادر می‌سازد گیت‌های منطقی طبقه بعدی را فعال سازد و در مدارات مجتمع قرار گیرد. با توجه به ویژگی‌های مطرح شده این گیت منطقی می‌تواند در مدارات مجتمع تمام نوری استفاده شود.