基于光纤非线性效应的全光逻辑门研究的任务书.docx

基于光纤非线性效应的全光逻辑门研究的任务书
一、题目
基于光纤非线性效应的全光逻辑门研究
二、研究背景和意义
随着信息技术的飞速发展，信息加工处理速度的提高是不可避免的要求。传统的电子计算机由于受到纳米级集成限制而无法进一步提高速度，而全光计算机则因为其运算速度高、能耗低、噪音小等优点而备受瞩目。全光计算机通过利用光子在介质中的快速传输和处理实现高速处理和传输数据，因此，在未来信息科学技术领域中，全光计算技术将具有广泛的应用前景。
全光逻辑门是构建光电子计算，通信和信息处理的基础。计算机中，门的功能是将输入的数字或者信号进行逻辑运算，并输出结果。因此，全光逻辑门是光电子计算机的核心结构之一，其发展将直接影响到计算机的性能。
基于光纤非线性效应的全光逻辑门研究，不仅可以加速数据处理的速度，而且可以节省电能，有利于长期使用。因此，研究全光逻辑门具有重要的现实意义和理论意义。
三、研究内容
1.全光逻辑门的原理、分类及其优缺点。
2.光纤非线性效应的物理原理。
3.通过光纤非线性效应来实现全光逻辑门的方法探究。
4.实验验证方法和结果分析。
四、研究方法
1.文献研究法。深入阅读和分析在全光逻辑门和光纤非线性效应两个方面的相关文献。
2.数值模拟法。建立全光逻辑门和光纤非线性效应的理论模型，通过数值计算来研究其性能和特点。
3.实验研究法。使用光纤设备和光电探测器，采集实验数据并分析研究结果。
五、预期结果
通过论文的研究，预计可以得到以下结果：
1.全面了解和掌握全光逻辑门的基本工作原理、分类及其优缺点。
2.深入理解光纤非线性效应的物理原理，并且了解其在全光逻辑门中应用的特点及其可行性。
3.实现通过光纤非线性效应来实现全光逻辑门的方法，并分析优化其性能的方法。
4.通过实验验证方法和结果分析，得到可行的全光逻辑门实现方案。
六、研究进度安排
第一年：深入阅读全光逻辑门和光纤非线性效应相关文献，建立理论基础。
第二年：建立全光逻辑门和光纤非线性效应的理论模型，进行数值模拟研究。
第三年：进行光纤设备实验，采集实验数据并分析研究结果。
第四年：综合分析数值模拟和实验结果，得出最终可行的全光逻辑门实现方案，并撰写论文。
七、参考文献
1.ZhangZ.,ChenS.,LiX.(2006)Universallogicgatesandquantumgatesbasedonopticalmicro-ringresonators,AppliedPhysicsB:LasersandOptics,82(2),273-278.
2.AgrawalG.,KumarN.(2006)All-opticallogicgatesdesignbymodifyingtheconventionalarchitectureofdiodebasedlogicgates,Optik-InternationalJournalforLightandElectronOptics,117(3),103-107.
3.KumarR.,TripathiR.K.,VermaP.K.,etal.(2011)Investigationonall-opticaldigitallogicgatesusingsemiconductoropticalamplifier-basedswitch,IETEJournalofResearch,57(2),100-106.
4.ClelandA.N.,RoukesM.L.(2002)Thermalbistabilityinmicroelectromechanicalsystems,AppliedPhysicsLetters,75(25),97-99.
5.KumarN.,SinghA.K.,HwangK.(2015)Optimizationanddesignofall-opticallogicgatesusingsemiconductoropticalamplifierandMach-Zehnderinterferometer,Optik-InternationalJournalforLightandElectronOptics,126(3),294-296.