مدل‌سازی عددی گیت منطقی برگشت‌پذیر فاینمن تمام نوری بر مبنای اثرات غیرخطی کِر در بلورهای فوتونی دوبعدی با ابعاد بسیار کم و کنتراست بالا

هدف از این طرح، پیشنهاد یک گیت منطقی فاینمن مبتنی بر بلورهای فوتونی دو بعدی با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی کر  می یاشد. این افزاره ها امکان طراحی پردازشگرهای با مصرف توان کم و سرعت بالا را فراهم می کنند. گیت منطقی پیشنهادی با در نظر گرفتن دو پارامتر شامل اثرات غیرخطی کر و ایجاد موج‌برهای همسان برای تناوب ساختار، طراحی شده است. طول‌موج کاری گیت منطقی پیشنهادی در محدوده 1550 نانومتر تنظیم شده است. دست یابی به ابعاد کوچک یکی از نکات مهم در طراحی گیت‌های منطقی نوری می‌باشد. در این رابطه، یکی از مزیت‌های ساختار پیشنهادی اندازه کوچک آن μm^2 8.55×7.54 است که به‌دلیل استفاده از سه موج‌بر ابعاد کاهش یافته است. زمان تاخیر گیت منطقی برابر باps  0.2 به‌دست آمده است. نسبت کمینه توان نوری دریافت شده به توان ورودی در حالت یک منطقی برابر با 0.95 و نسبت بیشینه توان نوری به توان ورودی در حالت صفر منطقی 0.2 است. در نتیجه میزان نسبت تباین گیت منطقی طراحی‌شده برابر db 8.4  به‌دست آمده است.

Numerical Modeling of a Compact and High Contrast Reversible All Optical Feynman Gate with Nonlinear Kerr Effects Based on Two Dimensional Photonic Crystals

In this study, we propose a Feynman gate based on twodimensional photonic crystals taking into account the nonlinear Kerr effects. These devices can operate at high speed, with low power consumption. The performance of the Feynman logic gate presented in this paper is based on the nonlinear effects of Kerr and the formation of identical waveguides to alternate the structure. The wavelength of this design is set in the range of 1550 nm. One of the advantages of this design is its small size of 7.54×8.55 µm2 which has been achieved due to the use of three waveguides. The minimum optical power for the case of logic 1 is 0.95 and for case of logic 0 is 0.2. So, the contrast ratio of 8.4 dB can be obtained. Hence, the Feynman optical gate provided in this article is a good option for photonic computing circuits.