摘要：随着信息技术的发展，光子必将取代电子，成为信息的最佳载体。由光信号进行数 字运算、逻辑操作、信息贮存和处理的光子计算机以其独特的优势引起人们广泛的研究。 光子计算机具有并行传输、超高速运算、超大规模的信息存储容量、能量消耗小等优点。 本文在掌握光子计算机的原理及相关研究进展的基础上探索得出有价值的结论。74456

毕业论文关键词： 光子计算机，计算机生成全息，光互连，空间光调制器

Abstract: With the development of information technology, electronics will be replaced by the photon which is the best carrier of information。 The photon computer which uses optical signals for digital operations, logic operations, information storage and processing aroused extensive research with its unique advantages。 Photon computer has the advantages of parallel transmission, ultra high speed operation, ultra large scale information storage capacity, energy consumption and so on。 Based on the theory and research progress of photon computer, this paper is to explore the valuable conclusions。

Keywords: photon computer, computer-generated-holography, optical interconnection, spatial light modulator

目 录

1 前言 4

2 光子计算机原理 4

3 光子计算机的优势 5

4 光子计算机的发展历程 6

5 光子计算机的研究进展 7

5。1 计算机生成全息技术 7

5。2 空间光调制技术 9

5。3 光学存储技术 10

5。4 光互连技术 11

5。5 纳米光学器件 12

结 论 14

参考文献 15

致 谢 16

1 前言

1946 年，在继电器计算机和电子管发明的基础上，第一台电子计算机 ENIAC 在美国 诞生了。如今，电子计算机的普及和发展丰富了人们的物质文化生活，改变了人们的学习、 生活和工作方式[1]。1965 年，戈登·摩尔对电子计算机的发展速度做出大胆预测：集成电 路上能被集成的晶体管数目，将会以每 18 个月翻一番的速度稳定增长，计算机的性能随 之翻倍提高，而集成电路的价格也恰好减少一倍。这个预言被称为计算机发展的“摩尔定 律”。随着后摩尔定律时代的到来，集成电路技术从一维模式发展到多维模式，超大规模 集成电路也日渐成熟，一块芯片上可以集成的电子元件已接近饱和。电子计算机的发展可论文网

以说已经达到了“瓶颈”[2] 有些科学家认为,在将来,当半导体产业可以用 0。2nm 的工艺制。

作芯片的时候,已达到器件本身的物理极限，摩尔定律所驱动的路线图已走到了尽头，将会 不再被续写。

硅基光互连是指在同一块芯片上集成光子学器件和电子学器件，用光互连代替电互 连，实现“光互连-电运算”，为进一步集成量子器件提供必要条件。硅基光电探测器、电 光调制器、光波导等已成功实现，但由于硅的间接带隙特点导致难以得到实用的硅基光源。 2015 年 12 月，美国研究人员基于开发出一款光子芯片，用光传输数据的处理器，速度大 幅提升，能耗大大减少。光子晶体是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构材 料。类似于半导体晶体对于电子行为的影响，光子晶体具有光子带隙，能阻断特定频率的 光子，影响光子的运动。人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件，操纵和控制光子的 运动。基于光子晶体开展非线性光子晶体限幅器、非线性激光器、光脉冲压缩器、光子开 关等诸多研究。在二维光子晶体中引入线缺陷形成波导，两相邻的平行波导形成定向耦合 器，光能量在两耦合波导中交替传输，实现光开关的功能。铌酸锂晶体号称“光学硅”， 用铌酸锂晶体可以制作光波导器件、光学体全息存储器件、调制器等。利用铌酸锂光折变 光栅和表面等离子共振效应的绝缘体-金属-绝缘体结构的滤波器，实现可调谐滤波。经过 人工微结构极化调制的铌酸锂被称为非线性光子晶体，基于铌酸锂材料的有源光子芯片的 研究也是量子信息领域的一个热点。现代光学与计算机技术的结合，相信随着光子学和光 子技术的发展，将来会出现一种新型的计算机——光子计算机。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*