專利名稱：特定的二進制光信號及其基本邏輯門光路的實現的制作方法
所屬技術領域利用光開關和特定的二進制光信號，實現二進制光信號的邏輯數據運算(包括與門、或門、非門、同或門、異或門及其組合)。并由這些基本邏輯門光路及其組合構成光輸入、光輸出的光處理器。用電控光開關(須加光電轉換裝置)運算速度可達納秒級，用飛秒光電子技術產生的電脈沖去控制電控光子晶體開關或用飛秒級一束光直接控制另一束光的光控光開關運算速度可達飛秒級。
背景技術：
目前，電處理器運算速度已達極限，人們希望制造光處理器來提高速度，但很難完全實現基本邏輯門光路。
發明內容
采用特定的二進制光信號，利用光開關的控制，可以完全實現基本邏輯門光路。解決了基本邏輯門光路，就可以制造出光處理器。
所謂特定的二進制光信號，是指利用1、2兩路光通道，當1路光通道有光，2路光通道無光時，代表二進制的“1”(“0”)。當1路光通道無光，2路光通道有光時，代表二進制的“0”(“1”)。或者1、2兩路光通道用不同的光。例如，1路光通道為紅光，2路光通道為藍光時，代表二進制的“1”(“0”)。1路光通道為藍光，2路光通道為紅光時，代表二進制的“0”(“1”)。
二進制光信號確定后，根據運算要求，把光通道在適當的位置進行合并、分束，利用某些光通道中的光特點(有光無光，紅光藍光)直接或間接地驅動光開關控制其它光通道。實現基本邏輯門光路。
基本邏輯門光路解決了，就可以制造出光處理器。
下面結合附圖和實施例來說明基本邏輯門光路的實現方法。
由于特定的二進制光信號有兩種，光開光種類比較多，實現的方法很多。下面選用特定的二進制光信號(有光無光)，光通路用光纖，用電控光開關(有光電轉換裝置)控制光路來說明怎樣實現光邏輯數據運算的。圖1是非門邏輯光路圖。
圖2是用特定的二進制光信號(有光無光)并用電控光開關(有光電轉換裝置)實現的或門邏輯光路圖。
圖一圖二中1、光輸入信號A，2、光輸入信號A的特征支線A1，3、光輸入信號A的特征支線A2，4、光輸入信號B，5、光輸入信號B的特征支線B1，6、光輸入信號B的特征支線B2，7、光輸出信號C，8、光輸出信號C的特征支線C1，9、、光輸出信號C的特征支線C2，10、A1和B1光通道光路合并裝置，11、A2和B2光通道光路合并裝置，12、N1和N2光通道光路合并裝置，13、A1和B1合并后的光通道M1，14、A2和B2合并后的光通道M2，15、M1分成三個光通道的光分束裝置，16、M2分成三個光通道的光分束裝置，17、M1分成的第一個光通道M11，18、M1分成的第二個光通道M12，19、M1分成的第三個光通道M13，20、M2分成的第一個光通道M21，21、M2分成的第二個光通道M22，22、M2分成的第三個光通道M23，23、24、有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉換裝置，25、有光高電平輸出無光低電平輸出光電轉換裝置，26、27、28、高電平導通低電平關斷的電控光開關，29、M11經光開關控制后的輸出N1，30、M12經光開關控制后的輸出N2，31、M23經光開關控制后的輸出N3。
具體實施例方式
圖一中光輸入信號A(1)由光輸入信號A的特征支線A1(2)和光輸入信號A的特征支線A2(3)來決定，A1(2)和A2(3)位置交叉互換后，A1(2)成為光輸出信號C的特征支線C2(9)，A2(3)成為光輸出信號C的特征支線C1(8)，由C1(8)和C2(9)構成光輸出信號C(7)。由于A(1)的狀態與C(7)的狀態相反，這樣可實現非門邏輯光路。
圖二中，光輸入信號A(1)和光輸入信號B(4)中的A1(2)和B1(5)經A1和B1光通道光路合并裝置(10)形成A1和B1合并后的光通道M1(13)，M1(13)經M1分成三個光通道的光分束裝置(15)形成M1分成的第一個光通道M11(17)、M1分成的第二個光通道M12(18)、M1分成的第三個光通道M13(19)。而A(1)和B(4)中的A2(3)和B2(6)經A2和B2光通道光路合并裝置(11)形成A2和B2合并后的光通道M2(14)，M2(14)經M2分成三個光通道的光分束裝置(16)形成M2分成的第一個光通道M21(20)、M2分成的第二個光通道M22(21)、M2分成的第三個光通道M23(22)。用M21(20)的光狀態經有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉換裝置(23)產生的電信號，控制高電平導通低電平關斷的電控光開關(26)，改變M11(17)的狀態，形成M11經光開關控制后的輸出N1(29)。用M22(21)的光狀態經無光低電平輸出有光高電平輸出光電轉換裝置(25)產生的電信號，控制高電平導通低電平關斷的電控光開關(27)，改變M12(18)的狀態，形成M12經光開關控制后的輸出N2(30)。N1(29)和N2(30)經N1和N2光通道光路合并裝置(12)形成N1和N2合并后的光通道C1(8)。用M13(19)的光狀態經有光低電平輸出無光高電平輸出光電轉換裝置(24)產生的電信號，控制高電平導通低電平關斷的電控光開關(28)，改變M23(22)的狀態，形成M23經光開關控制后的輸出N3(31)。N3(31)形成C2(9)。由C1(8)和C2(9)組成光輸出信號C(7)。
光路分析定義A1(2)無光，A2(3)有光則A(1)為“0”。A1(2)有光，A2(3)無光則A(1)為“1”。B1(5)無光，B2(6)有光則B(4)為“0”。B1(5)有光，B2(6)無光則B(4)為“1”。那么，M1(13)和M2(14)有三種狀態，狀態一M1(13)無光M2(14)有光，狀態二M1(13)有光M2(14)有光，狀態三M1(13)有光M2(14)無光。狀態一說明A(1)和B(4)為“0”，狀態二說明A(1)和B(4)一個為“0”則另一個為“1”，狀態三說明A(1)和B(4)為“1”。只有在狀態一時，M13(19)使光開關(28)通，M23(22)光信號才能通過(28)到N3(31)，其它兩種狀態N3(31)無光信號。只有在狀態二時，M22(21)使光開關(27)通，M12(18)光信號才能通過(27)到N2(30)，其它兩種狀態N2(30)無光信號。只有在狀態三時，M21(20)使光開關(26)通，M11(17)光信號才能通過(26)到N1(29)，其它兩種狀態N1(29)無光信號。N1(29)有光信號代表A(1)和B(4)為“1”，N2(30)有光信號代表A(1)和B(4)有一個為“1”，N3(31)有光信號代表A(1)和B(4)為“0”。對于或門N1(29)和N2(30)合并到光輸出信號C的特征支線C1(8)，N3(31)到光輸出信號C的特征支線C2(9)。可參考表一。
當N1(29)到C1(8)，N2(30)和N3(31)合并到C2(9)時，可形成與門。當N2(30)到C1(8)，N1(29)和N3(31)合并到C2(9)時，可形成異或門。當N2(30)到C2(9)，N1(29)和N3(31)合并到C1(8)時，可形成同或門。
由上可知，此種光邏輯運算器的運算速度是由光電轉換時間和光開關的開關時間的和決定的。
對于光控光開關控制來實現的邏輯運算器，其運算速度是由光控光開關的開關速度來決定的。用上面的方法只需要稍作改動就可以很方便的實現邏輯數據運算。它是真正意義上的光運算器。
表1
權利要求
1.特定的二進制光信號及其基本邏輯門光路的實現，其特征是利用特定的二進制光信號的特點和光開關控制光信號來實現光輸入光輸出基本邏輯門光路(包括與門、或門、非門、同或門、異或門及其組合)。
2.根據權利要求1所述的特定的二進制光信號，其特征是指利用兩路光通道，當其中第一路光通道有光，第二路光通道無光時，代表二進制的“1”(“0”)。當第一路光通道無光，第二路光通道有光時，代表二進制的“0”(“1”)。或者兩路光通道用不同的光。例如，第一路光通道為紅光，第二路光通道為藍光時，代表二進制的“1”(“0”)。第一路光通道為藍光，第二路光通道為紅光時，代表二進制的“0”(“1”)。
全文摘要
一種能夠實現光輸入輸出的基本邏輯門光路，它是通過特定的二進制光信號并且用光開關的控制來實現的。由基本邏輯門光路及其組合成的數字運算光路可實現光處理器。
文檔編號G02F3/00GK101063787SQ200610067230
公開日2007年10月31日 申請日期2006年3月7日 優先權日2006年1月18日
發明者邱富春 申請人:邱富春