• 제목/요약/키워드: Optical Logic gates

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광 로직 게이트 구현을 위한 차동구조 Vertical Cavity Laser - Depleted Optical Thyristor에 관한 연구 (Differential switching operation of vertical cavity laser with depleted optical thyristor for optical logic gates)

  • 최운경;김두근;최영완
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권7호통권361호
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    • pp.24-30
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    • 2007
  • 본 연구에서는 광 논리 및 광 스위칭 시스템에 응용할 수 있는 수직 구조 레이저 - 완전 공핍 광 싸이리스터 (vertical cavity laser - depleted optical thyristor, VCL-DOT)를 제작하고, 본 연구실에서 제안한 차동 스위칭 방법을 이용하여 광 로직(AND, OR, NAND, NOR, INVERT) 함수를 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 제작한 VCL-DOT는 0.65 mA의 낮은 레이징 문턱 전류, 0.38 mW/mA의 높은 slope efficiency, 그리고 낮은 입력 광 파워에도 높은 민감도를 보인다. 차동 소자타입의 광 싸이리스터를 이용하면 복잡한 전기 회로를 이용하지 않고도, 집적화된 단일 소자에서 간단한 기준 광입력 시호의 파워를 제어함으로써 다양한 광 로직 게이트를 구현할 수 있다는 장점을 갖는다.

Various functionalities Based on Semiconductor Optical Amplifer for All-Optical Information Processing

  • Lee, Seok;Kim, Jae-Hun;Kim, Young-Il;Byun, Young-Tae;Jhon, Young-Min;Woo, Deok-Ha;Kim, Sun-Ho
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제6권4호
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    • pp.165-171
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    • 2002
  • By using a semiconductor optical amplifier and a cross-phase modulation wavelength converter, fundamental all-optical logic gates including NOT, AND, NOR, XOR, and XNOR have been newly proposed and implemented. Realization of these all-optical logic gates will bring up not only all-optical networks but also all-optical computing and signal processing.

Optically Programmable Gate Array 구현을 위한 수직 공진형 완전공핍 광싸이리스터 (Design of Monolithically Integrated Vertical Cavity Laser with Depleted Optical Thyristor for Optically Programmable Gate Array)

  • 최운경;김도균;최영완
    • 전기학회논문지
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    • 제58권8호
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    • pp.1580-1584
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    • 2009
  • We have theoretically analyzed the monolithic integration of vertical cavity lasers with depleted optical thyristor (VCL-DOT) structure and experimentally demonstrated optical logic gates such as AND-gate, OR-gate, and INVERTER implemented by VCL-DOT for an optical programmable gate array. The optical AND and OR gates have been realized by changing a input bias of the single VCL-DOTs and all kinds of optical logic functions are also implemented by adjusting an intensity of the reference input beams into the differential VCL-DOTs. To achieve the high sensitivity, high slope efficiency and low threshold current, a small active region of lasing part and a wide detecting area are simultaneously designed by using a selective oxidation process. The fabricated devices clearly show nonlinear s-shaped current-voltage characteristics and lasing characteristics of a low threshold current with 0.65 mA and output spectrum at 854 nm.

All-Optical Binary Full Adder Using Logic Operations Based on the Nonlinear Properties of a Semiconductor Optical Amplifier

  • Kaur, Sanmukh;Kaler, Rajinder-Singh;Kamal, Tara-Singh
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제19권3호
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    • pp.222-227
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    • 2015
  • We propose a new and potentially integrable scheme for the realization of an all-optical binary full adder employing two XOR gates, two AND gates, and one OR gate. The XOR gate is realized using a Mach-Zehnder interferometer (MZI) based on a semiconductor optical amplifier (SOA). The AND and OR gates are based on the nonlinear properties of a semiconductor optical amplifier. The proposed scheme is driven by two input data streams and a carry bit from the previous less-significant bit order position. In our proposed design, we achieve extinction ratios for Sum and Carry output signals of 10 dB and 12 dB respectively. Successful operation of the system is demonstrated at 10 Gb/s with return-to-zero modulated signals.

고속 순광학적 AND Logic Gate (Fast All-Optical AND Logic Gates)

  • 유연석;오세권;신정록;김동균
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.148-149
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    • 2001
  • 순광학적 스위치와 logic gate는 초고속 networks와 컴퓨터를 위한 차세대의 기술로 부각되고 있다. 현재 사용되고 있는 전자적인 switching, routing, 신호 처리들은 대용량 고속화에 그 한계를 나타내고 있다. 미래에 요구되는 초고속 광 네트워크의 계획은 광학 스위치와 광 변조장치가 필요하다는 것을 지적하고있다 최근에 전자나 광전자적으로 가능한 것 이상으로 미래에 요구되는 Tera bits/sec에 접근할 수 있는 고속 연산과 신호처리가 가능한 스위칭에 관한 연구가 활발이 진행되고 있다. (중략)

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프탈로시안 박막소자를 이용한 순광학적 AND Logic Gate (All-Optical AND Logic Gates using Metal-Free Phthalocyanine Films)

  • 유연석;오세권;신정록;김동균
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.150-151
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    • 2001
  • 광컴퓨터에 있어서 비선형 물질의 역할은 매우 중요하다. 그러한 비선형 물질들은 빛과 상호작용하고 빛의 성질을 변조시킨다. 광컴퓨터의 몇몇 구성 성분들은 그들이 작용하는데 있어서 중요한 비선형물질을 필요로 한다. 하지만 모든 광학적 장치들의 사용이 사실상 제한되는 것은 현재 이용할 수 있는 비선형 광물질이 비효과적이고 응답과 스위칭에 대해서 많은 에너지를 필요로 하기 때문이다. (중략)

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Dynamics of All-Optical Switching in Bacteriorhodopsin and its Application to Optical Computing

  • Singh, C.P.;Roy, Sukhdev
    • Journal of Photoscience
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    • 제9권2호
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    • pp.317-319
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    • 2002
  • All-optical switching has been demonstrated in bacteriorhodopsin (bR) based on nonlinear intensity induced excited state absorption. The transmission of a cw probe laser beam at 410 nm corresponding to the peak absorption of M state through a bR film is switched by a pulsed pump laser beam at 570 nm that corresponds to the maximum initial 8 state absorption. The switching characteristics have been analyzed using the rate equation approach considering all the six intermediate states (B, K, L, M, N and 0) in the bR photocycle. The switching characteristics are shown to be sensitive to life time of the M state, absorption cross-section of the 8 state at probe wavelength ($\sigma$ $\_$Bp/) and peak pump intensity. It has been shown that the probe laser beam can be completely switched off (100 % modulation) by the pump laser beam at relatively low pump powers, for $\sigma$$\_$Bp/ = O. The switching characteristics have been used to design all-optical NOT, OR, AND and the universal NOR and NAND logic gates for optical computing with two pulsed pump laser beams.

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