基于模分复用技术的可重构光导向逻辑电路数据集

可重构光学定向逻辑电路（Reconfigurable Optical Directed Logic Circuits，RODLC）旨在利用光开关网络实现任意逻辑运算。在该体系中，作为逻辑操作数的电信号施加于光开关，用以控制光在时间维度上的传播，而逻辑运算结果则以光信号的形式在光开关网络的输出端口处获得。本文提出并实验验证了一种新型 RODLC，通过结合具备丰富光学模式复用能力的光开关阵列与模式分复用（MDM）技术，实现任意逻辑功能。作为概念验证，我们在绝缘体上硅（SOI）衬底上，基于标准微纳加工工艺，制备了一种由两个光学模式（解）复用器和十二个热光效应微环谐振器构成的 RODLC。为验证其执行任意逻辑功能的可重构能力，实验中以 10 Kbps 的运行速率成功实现了八种基本逻辑运算，包括 NOT、AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR，以及一种四操作数的组合逻辑运算。所演示的 RODLC 具备良好的可重构性、可扩展性以及大规模集成潜力，有望推动大规模光电混合集成电路中光计算与信息处理技术的快速发展。