基于ZnS光学双稳器件的二进制加法符号替换光逻辑系统

本文主要探讨了一种利用光逻辑技术实现二进制加法符号替换规律的创新设计。作者提出了一种简单的光逻辑系统，该系统的核心组成部分是一片二维列阵的光学双稳态器件，特别选择了同时具备NXOR和OR逻辑功能的透反射型ZnS光学双稳干涉滤光片作为光逻辑器件。这种设计的优势在于能够并行执行二进制加法的四个符号替换规则，显著提高了运算效率。 光学双稳态ZnS器件因其工艺简单、成本低廉以及工作在可见光波段的特点，使其成为理想的光数字计算元件。传统的二进制加法通过符号替换逻辑来实现，这个过程需要多次按照特定的规则进行替换，其次数与输入数据的位数有关。然而，A.Huang提出的二进制符号替换逻辑已经证明可以实现布尔逻辑的全部功能，是光并行计算的理想选择。 文章的关键在于研发一种光学逻辑系统，该系统利用固定的自由空间互连方法，减少了硬件需求，降低了光功率损耗，同时保持了结构的简洁性和实用性。这样的设计对于简化光计算系统的复杂性，提高运算速度和能源效率具有重要意义。 研究团队于1989年开展这项工作，并获得了“国家教委优秀年轻教师基金”和“国家自然科学基金”的支持。他们的目标是开发一种能在光层面上高效执行二进制加法运算的解决方案，这将为光电子技术的发展和光计算的广泛应用提供新的可能。 本文的研究不仅关注了光学双稳态器件在光逻辑中的应用，还强调了符号替换规则在二进制加法中的核心作用，以及如何通过优化光学互连方法来提升整个系统的性能。这对于推动光信息技术的进步具有重要的理论和实践价值。