2 光子计算机原理

借鉴电子计算机的冯。诺依曼结构，光子计算机通过光信号来进行数值计算、逻辑计 算、信息存储和处理。它用光子代替电子作载体来传递信息，光互连代替电子计算机中的 导线互连，光学硬件代替电子硬件，光运算代替电运算。主要由激光器、反射镜、透镜、

滤波器等光学元件组成，通过激光器发射出的光来传送信号，再通过集成光路，从而对数 据进行运算、传输和存储。空间光调制器是光子计算机的基础部件，运用光内连技术，使 得运算器与存储器之间用光连接，实现运算器直接对存储器进行并行存取。突破了传统的 体系结构，运算速度极高、耗电极低。 

非线性光学双稳器件有很多用途，如光晶体管、光逻辑开关、光存储、光微分放大器、

光学图像处理、高速光通信等，很多科学家致力于基于光学双稳器件的光计算机的研究

光学双稳态的特性如图 1 所示，输入信号光强较弱时，输出信号光强也弱；当输入信号光 强增大到某个数值时，输出信号光强则发生跳跃式的增强。