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利用SOA-MZI架构实现全光新型可逆门

DOI：10.17485/ijst/2016/v9i40/94646 期刊：Indian Journal of Science and Technology 出版年份：2016 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 由于可逆电路相比不可逆电路具有耗散功率更小的显著特性（因其不会丢失信息），近来备受关注。随着超大规模集成电路技术的持续革新，晶体管数量激增导致功耗大幅上升，已对电路的集成密度和性能形成制约。为突破这些限制，可逆逻辑应运而生，费曼门、弗雷德金门、托福利门、佩雷斯门等多种可逆逻辑门已在光域实现设计?；诎氲继骞夥糯笃鳎⊿OA）的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）凭借高速、低功耗、易制造和快速开关等优势，在超快全光信息处理领域展现出重要潜力。通过对这些基础门电路构建的各类电路进行成本参数分析发现，数字电路的光学成本与延迟超出预期，影响了系统性能。为此研究者们设计了多种新型门电路以改善成本效益，进而提升系统性能。综合研究现有改进型门电路及文献中的数字电路实现方案后，本文提出新型全光通用可逆门的概念，该设计有望进一步提升数字电路性能。该门电路的应用包括全加器、半加器、多路复用器等各类组合电路设计，还能以更优成本实现13种标准布尔表达式。新门电路的仿真通过VPI Photonic软件完成。
作者： Singh Amoldeep，Dhawan Divya
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计并实现一种基于SOA-MZI架构的新型全光可逆门，通过降低光损耗和延迟来提升数字电路性能。

研究成果

基于半导体光放大器（SOA）的马赫-曾德尔干涉仪开关架构，已成功设计并实现了一种响应速度快的全光新型逻辑门。该逻辑门具有通用性，在全光数字电路领域具有广泛应用前景。未来工作将聚焦于提升无失真输出时的比特率，并以更低的光学成本和延迟实现各类标准布尔运算表达式。

研究不足

该门电路在10Gbps比特率下无失真工作，但在更高比特率下效果下降，导致输出失真。未来的工作将聚焦于提高比特率以实现无失真输出。

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