全光逻辑器件是未来超快全光信号处理技术中的一个关键组成部分,其成熟程度直接决定着未来全光网络的发展程度。本项目提出一种新颖的超快多功能全光逻辑方案,利用偏振移位键控(PolSK)信号光,基于半导体光放大器(SOA)中四波混频(FWM)效应的偏振选择原理,不仅可以实现AND、NOR、XOR、XNOR等多种简单逻辑运算,而且可以实现半加器、半减器、比较器、译码器等复杂的逻辑运算。本方案结构紧凑、便于集成,可实现超快逻辑运算。建立SOA中FWM效应的量子理论模型,从根本上研究FWM效应的机理;建立基于PolSK调制的FWM型超快全光逻辑的宽带理论模型,理论上优化设计SOA的器件参数和系统的工作参数,增强FWM效应,提高逻辑输出效率;进行基于PolSK调制的FWM型超快全光逻辑的研究,得到超快、高质量的全光逻辑器件。