مدار نيم جمع كنندۀ تمام نوري با استفاده از برهم كنش هاي ساليتون هاي نوري فضايي

All-optical Half-Adder circuit with using spatial Optical solitons

در اين مقاله به طراحي و شبيه سازي تمام نوري يكي از مهمترين مدارهاي پايه اي محاسبات الكترونيكي پرداخته شده است. با شناخت و بهره گيري از برهمكنش سه ساليتون نوري فضايي مدار نيم جمع كننده شبيه سازي شده است كه پايه مدارهاي پردازشگر پيچيده بوده و ميتواند بعنوان كانديداي بسيار خوبي در آينده ي دانش فوتونيك و محاسبات نوري مورد استفاده قرار گيرد. ورودي هاي مدار منطقي طراحي شده سه ساليتون فضايي هستند كه به يك محيط غيرخطي كر وارد شده و با تنظيم فاز اوليه آنها برهمكنش جاذبه و دافعه بين ساليتون ها رخ داده و عملكرد مورد نظر مدار نيم جمع كننده بدست ميآيد. شبيه سازي انتشار ساليتون ها با استفاده از روش تقسيم مرحله فوريه صورت گرفته است. اين پژوهش نشان ميدهد كه برهمكنش ساليتون هاي فضايي قابليت هاي بسيار مفيدي دارد كه ميتواند راهگشاي محاسبات نوري و پردازش نوري داده ها باشد و بر مشكل افزايش سرعت مدارهاي الكترونيكي فائق آيد. نمونه مدار منطقي نيم جمع كننده معرفي شده يكي از آنهاست و روش ارائه شده مي تواند براي طراحي نوري ديگر مدارهاي منطقي مورد استفاده قرار گيرد.

This paper dealt with design and simulation of one of the most important electrical computational basic circuit. The half-adder is simulated with knowledge and use of the interaction of three spatial optical solitons that was the foundation of complex processor circuits and can be a good candidate to use in the future of photonics and optical computation. The inputs of the designed logical circuit are three spatial solitons that enter into a nonlinear Kerr medium, and by adjusting their initial phase, attraction and repulsion interactions occur between the solitons and the desired performance of the half-adder circuit is obtained. Simulation of the soliton's propagation was performed using the Fourier split-step method. This study demonstrates that the spatial solitons interactions have many useful capabilities that can be the solution to optical computing and optical data processing and to overcome the problem of increasing the speed of electronic circuits. The introduced half-adder logic circuit is one of them and the proposed method can be used to design the other logical circuits.