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All-optical ultrafast XOR/XNOR logic gates, binary counter, and double-bit comparator with silicon microring resonators

机译：具有硅微环谐振器的全光超快XOR / XNOR逻辑门，二进制计数器和双位比较器

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We present designs of all-optical ultrafast YES/NOT, XOR/XNOR logic gates, binary counter, and double-bit comparator based on all-optical switching by two-photon absorption induced free-carrier injection in silicon 2 × 2 add-drop microring resonators. The proposed circuits have been theoretically analyzed using time-domain coupled-mode theory based on reported experimental values to realize low power (～28 mW) ultrafast (～22 ps) operation with high modulation (80%) and bit rate (45 Gb/s). The designs are complementary metal-oxide semiconductor compatible and provide advantages of high Q-factor, tunability, compactness, cascadibility, scalability, reconfigurability, simplicity, and minimal number of switches and inputs for realization of the desired logic. Although a two-bit counter has been shown, the scheme can easily be extended to N-bit counter through cascading.
机译：我们提出了基于全光切换的全光超快YES / NOT，XOR / XNOR逻辑门，二进制计数器和双位比较器的设计，该全光切换是通过在硅2×2加法中通过双光子吸收诱导的自由载流子注入实现微环谐振器。基于时域耦合模式理论，基于报告的实验值对建议的电路进行了理论分析，以实现低功率（〜28 mW）超快（〜22 ps）的高调制（80％）和比特率（45 Gb / bit）操作s）。这些设计与互补金属氧化物半导体兼容，并具有高Q因子，可调性，紧凑性，级联性，可伸缩性，可重构性，简单性以及用于实现所需逻辑的最少数量的开关和输入的优点。尽管已经示出了两位计数器，但是该方案可以容易地通过级联扩展为N位计数器。

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