全光信号处理应用在下一代光通信网络和光计算中,能避免光电光转换,极大降低系统功耗,提高系统的灵活性和可靠性。全光逻辑是光信号处理中亟待突破的重点和难点技术。本项目重点研究了基于延时干涉仪(DI)和半导体光放大器(SOA)相结合实现多功能全光逻辑操作方案。在能带计算的基础上,深入系统研究了改善SOA超快动态特性的途径,针对不同应用的需求对SOA的结构参数进行了优化。研究了SOA和DI的单片集成方案,成功实现了超过100nm的半导体能带带隙的蓝移,为实现无源和有源波导的单片集成奠定了基础。在实现40Gb/s两路数据、三路数据和四路数据的全光最小项的基础上,成功实现了两路数据信号之间的所有逻辑功能(16种不同输出),并实现了三路数据信号和四路数据信号之间的全光最大项输出。在实现最小项的基础上,成功实现了优先编码器、全加器和全减器以及BCD译码器等功能。在项目资助下,发表与本课题研究内容直接相关的SCI论文16篇(含JQE4篇、PTL2篇、JLT1篇、EL2篇、OSA OL1篇、OE1篇),在国际会议上做全光逻辑门特邀报告4次,相关英文书籍章节2章,待出版中文专著1部,培养研究生7人。
英文主题词all-optical logic; delay interferometer; semiconductor optical amplifier; dynamic characteristics; monolithic integration