Abstract

We propose AND, NOR, and XNOR logic gates realized simultaneously for 40-Gb/s networks, in which the realization of NOR and XNOR logic gates using only MgO-doped periodically poled lithium niobate (MgO: PPLN) is reported. In our configuration, we exploit broadband quasi-phase matching (QPM) cascaded second harmonic and difference-frequency generation (cSHG/DFG), cascaded sum-frequency and difference-frequency generation (cSFG/DFG) in one MgO:PPLN, and the narrow band QPM sum-frequency generation (SFG) in another MgO:PPLN. The performance, including the quality-factor (Q-factor) and extinction ratio (ER), of the proposed multifunctional logic device is also simulated.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
  2. R. P. Webb, X. Yang, R. J. Manning, G. D. Maxwell, A. Poustie, S .Lardenois, and D. Cotter, J. Lightwave Technol. 27, 2240 (2009).
  3. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems (Wiley, New York, 2002).
  4. J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).
  5. P. Andalib and N. Granpayeh, J. Opt. Soc. Am. B 26, 10 (2009).
  6. H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).
  7. Y. L. Lee, B.-A. Yu, T. J. Eom, W. Shin, C. Jung, Y.-C. Noh, J. Lee, D.-K. Ko, and K. Oh, Opt. Express 14, 2776 (2006).
  8. B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).
  9. J. Xu, X. L. Zhang, Y. Zhang, J. J. Dong, D. M. Liu, and D. X. Huang , J. Lightwave Technol. 27, 5268 (2009).
  10. J. Wang, Q. Z. Sun, and J. Q. Sun, Opt. Express 17, 12555 (2009).
  11. Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).
  12. T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).
  13. L. Yi, W. Hu, H. He, Y. Dong, Y. Jin, and W. Sun, Chin. Opt. Lett. 9, 030603 (2011).
  14. J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).
  15. J. Zhang, Y. Chen, F. Lu, W. Lu, W. Dang, X. Chen, and Y. Xia, Appl. Opt. 46, 7792 (2007).
  16. J. F. Zhang, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Express 16, 6957 (2008).
  17. M. J. Gong, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Lett. 35, 2672 (2010).
  18. J. Xie, Y. Chen, W. Lu, and X. Chen, Chin. Opt. Lett. 9, 041902 (2011).
  19. X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).
  20. T. Suhara and M. Fujimura, Waveguide Nonlinear-Optic Devices (Springer-Verlag, Berlin, 2003).
  21. K. Okamoto, Fundamentals of Optical Waveguides (Academic Press, Waltham, 2006) chap. 7.
  22. Y. Wang, J. Fonseca-Campos, C. Q. Xu, S. Q. Yang, E. A. Ponomarev, and X. Y. Bao, Appl. Opt. 45, 5391 (2006).
  23. W. J. Lu, Y. P. Chen, L. H. Miu, X. F. Chen, Y. X. Xia, and X. L. Zeng , Opt. Express 16, 355 (2008).
  24. H. J. Caulfield and S. Dolev, Nat. Photon. 4, 261 (2012).

2012 (1)

H. J. Caulfield and S. Dolev, Nat. Photon. 4, 261 (2012).

2011 (4)

Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

L. Yi, W. Hu, H. He, Y. Dong, Y. Jin, and W. Sun, Chin. Opt. Lett. 9, 030603 (2011).

J. Xie, Y. Chen, W. Lu, and X. Chen, Chin. Opt. Lett. 9, 041902 (2011).

2010 (1)

2009 (4)

2008 (3)

2007 (1)

2006 (2)

2004 (1)

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

2003 (3)

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

1999 (1)

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

.Lardenois, S

Andalib, P.

Bao, X. Y.

Blow, K. J.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Byun, Y. T.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Calhoun, L. C.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

Caulfield, H. J.

H. J. Caulfield and S. Dolev, Nat. Photon. 4, 261 (2012).

Chen, X.

Chen, X. F.

Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).

M. J. Gong, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Lett. 35, 2672 (2010).

W. J. Lu, Y. P. Chen, L. H. Miu, X. F. Chen, Y. X. Xia, and X. L. Zeng , Opt. Express 16, 355 (2008).

J. F. Zhang, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Express 16, 6957 (2008).

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Chen, Y.

Chen, Y. L.

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Chen, Y. P.

Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).

M. J. Gong, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Lett. 35, 2672 (2010).

J. F. Zhang, Y. P. Chen, F. Lu, and X. F. Chen, Opt. Express 16, 6957 (2008).

W. J. Lu, Y. P. Chen, L. H. Miu, X. F. Chen, Y. X. Xia, and X. L. Zeng , Opt. Express 16, 355 (2008).

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Cotter, D.

R. P. Webb, X. Yang, R. J. Manning, G. D. Maxwell, A. Poustie, S .Lardenois, and D. Cotter, J. Lightwave Technol. 27, 2240 (2009).

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Dang, W.

Dolev, S.

H. J. Caulfield and S. Dolev, Nat. Photon. 4, 261 (2012).

Dong, H.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Dong, J. J.

Dong, Y.

Dutta, N.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Ellis, A. D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Eom, T. J.

Fejer, M. M.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Fonseca-Campos, J.

Gong, M. J.

Granpayeh, N.

Grover, R.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

He, H.

Ho, P.-T.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

Hoai, T. Q.

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

Hu, W.

Huang, D.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Huang, D. X.

Ibrahim, T. A.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

Jaques, J.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Jhon, Y. M.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Jin, Y.

Jung, C.

Kanakaraju, S.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

Kelly, A. E.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Kim, J. H.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Kim, S. H.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Ko, D.-K.

Kuo, L.-C.

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

Lee, J.

Lee, S.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Lee, Y. L.

Liu, D. M.

Lu, F.

Lu, W.

Lu, W. J.

Manning, R. J.

R. P. Webb, X. Yang, R. J. Manning, G. D. Maxwell, A. Poustie, S .Lardenois, and D. Cotter, J. Lightwave Technol. 27, 2240 (2009).

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Maxwell, G. D.

Miu, L. H.

Nakarmi, B.

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

Nesset, D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Noh, Y.-C.

Oh, K.

Phillips, I. D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Piccirilli, A.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Ponomarev, E. A.

Poustie, A.

Poustie, A. J.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Rakib-Uddin, M.

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

Rogers, D. C.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Shin, W.

Sun, J.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Sun, J. Q.

Sun, Q.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Sun, Q. Z.

Sun, W.

Wang, D.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Wang, J.

J. Wang, Q. Z. Sun, and J. Q. Sun, Opt. Express 17, 12555 (2009).

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Wang, Q.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Wang, Y.

Webb, R. P.

Won, Y. H.

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

Woo, D. H.

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

Xia, Y.

Xia, Y. X.

W. J. Lu, Y. P. Chen, L. H. Miu, X. F. Chen, Y. X. Xia, and X. L. Zeng , Opt. Express 16, 355 (2008).

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Xie, J.

Xu, C. Q.

Xu, J.

Yang, S. Q.

Yang, X.

Yi, L.

Yu, B.-A.

Zeng, X. L.

W. J. Lu, Y. P. Chen, L. H. Miu, X. F. Chen, Y. X. Xia, and X. L. Zeng , Opt. Express 16, 355 (2008).

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Zhang, J.

Zhang, J. F.

Zhang, X.

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

Zhang, X. L.

Zhang, Y.

Zhang, Y. X.

Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).

Zhu, G.

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. Lett. (1)

Y. X. Zhang, Y. P. Chen, and X. F. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 161117 (2011).

Chin. Opt. Lett. (2)

IEEE Photon. Technol. Lett. (3)

T. A. Ibrahim, R. Grover, L.-C. Kuo, S. Kanakaraju, L. C. Calhoun, and P.-T. Ho, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 1422 (2003).

J. Wang, J. Sun, Q. Sun, D. Wang, X. Zhang, D. Huang, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 211 (2008).

B. Nakarmi, M. Rakib-Uddin, T. Q. Hoai, and Y. H. Won, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 236 (2011).

J. Lightwave Technol. (2)

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nat. Photon. (1)

H. J. Caulfield and S. Dolev, Nat. Photon. 4, 261 (2012).

Opt. Commun. (2)

J. H. Kim, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. Lee, D. H. Woo, and S. H. Kim, Opt. Commun. 218, 345 (2003).

H. Dong, Q. Wang, G. Zhu, J. Jaques, A. Piccirilli, and N. Dutta, Opt. Commun. 242, 479 (2004).

Opt. Express (4)

Opt. Laser Technol. (1)

X. L. Zeng, X. F. Chen, Y. P. Chen, Y. X. Xia, and Y. L. Chen, Opt. Laser Technol. 35, 187 (2003).

Opt. Lett. (1)

Science (1)

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).

Other (3)

G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems (Wiley, New York, 2002).

T. Suhara and M. Fujimura, Waveguide Nonlinear-Optic Devices (Springer-Verlag, Berlin, 2003).

K. Okamoto, Fundamentals of Optical Waveguides (Academic Press, Waltham, 2006) chap. 7.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.