项目名称: 基于新型Hydex波导与微腔结构的片上全光逻辑门研究

项目编号: No.61475188

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 程东

作者单位: 中国科学院西安光学精密机械研究所

项目金额: 82万元

中文摘要: CMOS工艺兼容的片上全光逻辑门是实现长距离光通信和片上光子网络全光信号处理的核心器件,然而目前广泛研究的基于硅波导材料的片上全光逻辑门却受限于双光子吸收(TPA)效应,非线性损耗较大。开发新型CMOS工艺兼容的片上非线性光学平台是实现更高性能全光逻辑门的关键。本课题拟采用Hydex波导结构(Nature Photonics, 7: 597, 2013)取代硅波导以解决其非线性吸收问题,以实现>10Gbps信号全光逻辑与门和异或门为目标,主要创新点为:1)首次利用Hydex波导实现全光逻辑门,有效解决材料非线性损耗问题;2)利用高阶微环形腔结构提高逻辑门信号速率同时降低阈值。本课题的研究开辟了CMOS兼容片上全光逻辑门新的研究方向,不仅对微结构中非线性光学领域具有重要的学术价值,同时也为未来全光信号处理提供基础器件支撑,具有更重要的应用价值.

中文关键词: 四波混频;Hydex波导;微环形腔;全光逻辑门

英文摘要: CMOS-compatible on-chip optical logic gate is a key element in all optical signal processing that used in long distance optical communications and photonic network-on-chip. Until now, most of CMOS-compatible logic gates are based on silicon waveguide, and performance of them is limited by TPA effect which arise s large nonlinear absorption loss. Therefore, developing new nonlinear platform is the key of good performance of logic gates. In this project, Hydex waveguide is used deal with the high nonlinear loss problem. Research results show that Hydex waveguide has high nonlinear effect, low linear and nonlinear loss, low dispersion with broadband flat dispersion curves. The objective of this project is realizing all optical logic AND and XOR gate for signal that faster than 10Gbps. There are two main advantages: 1) This is the first study of all-optical logic gate based on Hydex waveguide and micro-cavity, which can resolve the problem of high nonlinear loss in the silicon waveguide platform; 2) High-order ring cavity is used to increase the data rate of logic gate and lower the threshold. This project opens up a new direction for CMOS-compatible all optical logic gates. The study of logic gate based on Hydex structure not only has high academic value in on-chip nonlinear optics, but also has practical significance in optical signal processing in future photonic VLSI

英文关键词: Four Wave Mixing;Hydex Waveguide;Ring Micro-cavity;All-optical Logic Gate

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