Most all-optical logic processing devices reported in the literature rely on nonlinear effects, which increase implementation complexity and hinder scalability in larger optical circuits. In this work, we present the numerical modeling of two all-optical logic gates based on a fully linear, dispersion-free planar symmetric three-core optical fiber coupler. The devices operate with low-power amplitude-modulated pulses and require no nonlinear materials or mechanisms. By exploiting only the fiber geometry and coupled-mode theory, we demonstrate two logic processing functionalities: a 3-input OR gate and a configurable logic gate that performs either the AND or the NIMPLY operation, selected by a control signal. The proposed devices exhibit clear logical discrimination according to a contrast-based performance metric and feature simple structures that favor compact implementations and integration into larger linear photonic architectures.


翻译:文献报道的大多数全光逻辑处理器件依赖于非线性效应,这增加了实现复杂度并阻碍了其在大型光路中的可扩展性。本研究提出基于完全线性、无色散平面对称三芯光纤耦合器的两种全光逻辑门的数值建模。该器件采用低功率调幅脉冲工作,无需非线性材料或机制。仅通过光纤几何结构与耦合模理论,我们实现了两种逻辑处理功能:三输入或门,以及可通过控制信号选择执行与操作或非蕴含操作的可配置逻辑门。所提出的器件基于对比度性能指标展现出清晰的逻辑判别特性,其结构简单有利于紧凑型实现及与大型线性光子架构的集成。

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