利用光控光開(kāi)關(guān)和特定的二進(jìn)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制光信號(hào)的邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算，包括與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、同或門(mén)、異或門(mén)及其組合。

背景技術(shù)：

目前，電處理器運(yùn)算速度已達(dá)極限，隨著光控光開(kāi)關(guān)技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)純光學(xué)處理器來(lái)提高運(yùn)算速度已成可能，制出基本邏輯門(mén)光路并能把光路高度集成就能實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

采用特定的二進(jìn)制光信號(hào)，利用光控光開(kāi)關(guān)的控制，可以完全實(shí)現(xiàn)基本邏輯門(mén)光路。解決了基本邏輯門(mén)光路，就可以制造出光處理器。

所謂特定的二進(jìn)制光信號(hào)，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(wú)光時(shí)，代表二進(jìn)制的“1”，當(dāng)1路光通道無(wú)光，2路光通道有光時(shí)，代表二進(jìn)制的“0”；或者利用1、2兩路光通道，當(dāng)1路光通道有光，2路光通道無(wú)光時(shí)，代表二進(jìn)制的 “0”，當(dāng)1路光通道無(wú)光，2路光通道有光時(shí)，代表二進(jìn)制的 “1”。 1、2兩路光通道互相顛倒就形成非門(mén)。

光控光開(kāi)關(guān)也叫全光開(kāi)關(guān)，如圖1 所示A1為輸入光信號(hào)，A2為控制光信號(hào)，A1和A2為同源光，當(dāng)A1和A2有光信號(hào)時(shí)， C1有光信號(hào)輸出C2無(wú)光信號(hào)，當(dāng)A1有光信號(hào)A2無(wú)光信號(hào)時(shí)， C2有光信號(hào)輸出C1無(wú)光信號(hào)，當(dāng)A1無(wú)光信號(hào)A2不管有無(wú)光信號(hào)， C1和C2都無(wú)光信號(hào)輸出。

基本邏輯門(mén)光路的結(jié)構(gòu)是A信號(hào)有兩路光通道A1和A2，B信號(hào)有兩路光通道B1和B2，把A1通過(guò)一束光分成兩束光裝置F1分成兩個(gè)光通道，A2通過(guò)一束光分成兩束光裝置F2分成兩個(gè)光通道，B1通過(guò)一束光分成兩束光裝置F3分成兩個(gè)光通道，B2通過(guò)一束光分成兩束光裝置F4分成兩個(gè)光通道，再把F1分出的一個(gè)光通道進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G1的輸入端，F(xiàn)1分出的另一路光通道和F3分出的一個(gè)光通道通過(guò)兩束光合成一束光裝置H1進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G3的輸入端，F(xiàn)3分出的另一個(gè)光通道進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G1的控制端，F(xiàn)2分出的一個(gè)光通道進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G2的輸入端，F(xiàn)2分出的另一路光通道和F4分出的一個(gè)光通道通過(guò)兩束光合成一束光裝置H2進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G3的控制端，F(xiàn)4分出的另一個(gè)光通道進(jìn)入光控光開(kāi)關(guān)G2的控制端，光控光開(kāi)關(guān)G1輸出中間信號(hào)D11和D12，光控光開(kāi)關(guān)G2輸出中間信號(hào)D21和D22，光控光開(kāi)關(guān)G3輸出中間信號(hào)D31和D32，把中間信號(hào)重新組合成C1和C2信號(hào)輸出C，就可以實(shí)現(xiàn)不同的邏輯門(mén)光路。

基本邏輯門(mén)光路解決了，再實(shí)現(xiàn)微型化，就可以制造出光處理器。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)說(shuō)明基本邏輯門(mén)光路的實(shí)現(xiàn)方法。

光控光開(kāi)關(guān)也叫全光開(kāi)關(guān)，如圖1所示光控光開(kāi)關(guān)A1為輸入光信號(hào)，A2為控制光信號(hào)，A1和A2為同源光，當(dāng)A1和A2有光信號(hào)時(shí)， C1有光信號(hào)輸出C2無(wú)光信號(hào)，當(dāng)A1有光信號(hào)A2無(wú)光信號(hào)時(shí)， C2有光信號(hào)輸出C1無(wú)光信號(hào)，當(dāng)A1無(wú)光信號(hào)A2不管有無(wú)光信號(hào)， C1和C2都無(wú)光信號(hào)輸出。用圖1所示光控光開(kāi)關(guān)和特定的二進(jìn)制光信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)基本邏輯門(mén)光路。

圖2是用特定的二進(jìn)制光信號(hào)并用光控光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的邏輯門(mén)光路圖。光的傳輸在光纖中通過(guò)。

圖2中A、B為二進(jìn)制輸入信號(hào)。設(shè)A1和B1無(wú)光，A2和B2有光，A和B代表二進(jìn)制的“0”，A1和B1有光，A2和B2無(wú)光，A和B代表二進(jìn)制的“0”。F1、F2、F3、F4為一束光分成兩束光裝置。H1、H₂為兩束光合為一束光裝置。G1、G2、G₃為光控光開(kāi)關(guān)。D11和D12為G1輸出的中間信號(hào)，G1有輸入信號(hào)時(shí)，D11和D12信號(hào)相反，G1無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，D11和D12都無(wú)信號(hào)；D21和D22為G2輸出的中間信號(hào)，G2有輸入信號(hào)時(shí)，D21和D22信號(hào)相反，G2無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，D21和D22都無(wú)信號(hào)；D31和D32為G3輸出的中間信號(hào)G3有輸入信號(hào)時(shí)，D31和D32信號(hào)相反，G3無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，D31和D32都無(wú)信號(hào)。C1和C2為C輸出信號(hào)。

把D11、D31中間輸出信號(hào)合并為C1輸出信號(hào)，D21中間輸出信號(hào)為C2輸出信號(hào)，可以獲得或門(mén)，C1、 C2位置顛倒為或非門(mén)。

把D11中間輸出信號(hào)為C₁輸出信號(hào)，D21、D31中間輸出信號(hào)合并為C₂輸出信號(hào)，可以獲得與門(mén)，C1、 C2位置顛倒為與非門(mén)。

把D11、D21中間輸出信號(hào)合并為C1輸出信號(hào)，D31中間輸出信號(hào)為C2輸出信號(hào)，可以獲得同或門(mén)，C1、 C2位置顛倒為異或門(mén)。

表一是各段的信號(hào)情況。表二是各種邏輯輸出情況。

利用光控光開(kāi)關(guān)的性質(zhì)，單線傳輸?shù)墓庑盘?hào)接入控制端，可以變成特定的二進(jìn)制光信號(hào)，這樣傳輸過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)單線，邏輯運(yùn)算時(shí)用特定的二進(jìn)制光信號(hào)。

用三個(gè)并行光控光開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)基本邏輯門(mén)光路運(yùn)算。一種運(yùn)算構(gòu)造模式，利用中間輸出結(jié)果組合成六種邏輯結(jié)果輸出。

表一

表二