光致异构全光逻辑门理论与实验研究.pdf

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1、第"’卷第#$期%$$&年#$月物理学报2O9*"’，TO*#$，IBGOU

2、光抽运探测模型，利用偶氮苯聚合物光致异构和光致双折射效应，建立了全光逻辑门的理论分析模型，提出了一种新颖的全光逻辑门设计方案*该方案基于输入抽运光和信号光的强度或偏振态，设计了“与”门、“或”门“、异或”门和“异或非”门等基本功能的全光逻辑门*以掺杂分散红#（+,#）的聚甲基丙烯酸甲酯（-../）薄膜为样品进行实验，得到了比较好的逻辑门运算实验结果，与理论分析相符合*关键词：全光逻辑门，光致异构，光致各向异性!"##：0%1$2，0%’"，0%&$3品产生双折射及相应的折射率大小变化，控制透过#D引言样品后的信号光的偏振

3、态，从而控制检偏器的透射光强，最终以信号光作为桥梁实现对抽运光的不同人们对宽带宽、超高速通信与光子计算机的追逻辑操作*实验结果表明全光逻辑门运算与理论分求推动了非线性材料在光信息处理中的研究，而基析相符合*该方案具有设计结构简单、易于集成、消于光学非线性的全光逻辑门器件是实现光子计算机光比好等优点*［#］与信息处理的基础*自#()&年E7FG9

4、非线性效应主要包括角烧氮苯及其衍生物的光学性质进行了大量的研究［%］*孔、重取向和取向扩散等过程，而光致各向异性主要［#0］偶氮苯材料在其吸收带内波长的光激励下可以实现来源于角烧孔效应的贡献，特别是对于J8:态分可逆的光致异构，表现出光致各向异性、二向色性和子寿命比较长的偶氮苯有机聚合物材料，角烧孔机光致折射率改变等优良的光学特性，使得它在光存制占主要地位*该机理首先把KF7C:态分子作棒状假设，J8:态分子作球状假设；并且假定在计算折射储、光学信息处理、光孤子以及光学器件等研究领域［#"］有很大潜力，因而受到人们的广泛

5、关注［)—’］率改变时，只计算KF7C:态分子的方位角密度*根*目前文［&—#$］据材料的对称性，棒状分子在实验室坐标系中的空献报道有基于细菌视紫红质的全光逻辑门，还间取向如图#所示*有采用半导体光放大器（HI/）中交叉增益调制效应［##—#)］对于信号光为线偏振光，抽运光分别为线偏振的全光逻辑门等*据我们所知，目前尚未见基光和圆偏振光，光致异构的速率方程可以分别于掺偶氮苯聚合物的全光逻辑门的报道*本文利用［#"，#’］写为线5圆双偏振态抽运光之间的转换，分别对应于偶氮A!9%苯薄膜样品光致双折射的产生与擦除的两种效应，

6、LM#KN!KN$NBO:"!9P#JN!JN$（N!$M!9）A"提出了基于掺偶氮苯有机聚合物薄膜的具有“与”、%M#K:!K:$:BO:"#!9P#J:!J:$（:!$M!9）“或”、“异或”和“异或非”等全光逻辑门功能的实验P%（!$M!9），（#7）新方案*通过调节输入抽运光的偏振态或强度，使样!国家自然科学基金（批准号：#$"&0#’&）资助的课题*!通讯联系人*456789：:;<=9>6789*:?:@*

7、#）圆偏振抽运光作用，!!和!$为圆偏振抽运光在主轴系上的两个分量%!&$’(#)*!)*$*+,-".!&/$0#1*!1*$（*!2(!&）%"$(#)+!)+$+&3+"!!&0#1+!1+$（+!2(!&）0%（!2(!&）4（!#）这里!，!和!分别为线偏振抽运光激励、圆偏5&2振抽运光激励和没有激励光时)6"-+态分子的方位角密度4$和$分别为抽运光和信号光的强度4"*+为线偏振抽运光电场方向与)6"-+态分子轴的夹角，而"对应于信号光4".为圆偏振抽运光的波矢!方向与)6"-+态分子轴的夹角，#与#分别为抽

8、运)*1*光引起的)6"-+态分子量子产率和1,+态分子量子图$掺杂?@!浓度为9A的>BBC薄膜的吸收谱产率，而#与#则对应于信号光4!与!分别为)+1+)*1*%!5$抽运光引起的)6"-+71,+和1,+7)6"-+异构的吸收截’(#)*!)*$*!5&3+"0#1*!1*$（*!2(!5）%"面张量元，而!与