光計(jì)算技術(shù)是一種很有前途的新概念計(jì)算技術(shù),部分技術(shù)已經(jīng)在超級(jí)并行計(jì)算機(jī)上得到成功應(yīng)用。《光計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)》對(duì)一些主要的光計(jì)算技術(shù)和器件的原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、最新研究成果和應(yīng)用進(jìn)行了描述,內(nèi)容涵蓋了半導(dǎo)體多量子阱光電子器件、VCSEls光源、微光學(xué)和衍射光學(xué)元件、光學(xué)存儲(chǔ)、并行光互連、光學(xué)緩存等主要的光計(jì)算技術(shù)和器件,并對(duì)未來(lái)光計(jì)算技術(shù)的發(fā)展作了展望。
《光計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)》可供計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、自動(dòng)化等學(xué)科領(lǐng)域的研究人員和高等院校研究生、本科生進(jìn)行研究和教學(xué)參考。本書(shū)由李修建、賈輝等編著。
《光計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)》從光計(jì)算的物理實(shí)現(xiàn)角度進(jìn)行體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),體系上涵蓋了光學(xué)運(yùn)算單元、光交換及光互連、光學(xué)存儲(chǔ)、光學(xué)緩存及同步的硬件構(gòu)成等較完整的光計(jì)算研究領(lǐng)域。本書(shū)內(nèi)容不僅包含了傳統(tǒng)的光學(xué)元件和系統(tǒng)分析,還包含了半導(dǎo)體光電子器件理論及技術(shù),以及已經(jīng)被證明將是光計(jì)算機(jī)核心構(gòu)成的光互連系統(tǒng)和三維光學(xué)存儲(chǔ)與調(diào)制元件,并加入了更具有前沿性的光學(xué)緩存及同步器件等新型光信息傳輸與處理技術(shù)及器件。本書(shū)由李修建、賈輝等編著。
第1章 光計(jì)算技術(shù)概述
1.1 計(jì)算發(fā)展史及發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1 原始計(jì)算時(shí)代
1.1.2 手工計(jì)算時(shí)代
1.1.3 機(jī)械和機(jī)電計(jì)算時(shí)代
1.1.4 電子計(jì)算時(shí)代
1.1.5 超級(jí)并行計(jì)算機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展
1.1.6 未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展展望
1.2 光計(jì)算概念及涵義
1.2.1 光學(xué)基本數(shù)字運(yùn)算操作
1.2.2 光計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本模型
1.3 光學(xué)計(jì)算處理基礎(chǔ)
1.3.1 全息光柵
1.3.2 光學(xué)傅里葉變換
1.3.3 阿貝成像原理與空間濾波
第1章 光計(jì)算技術(shù)概述
1.1 計(jì)算發(fā)展史及發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1 原始計(jì)算時(shí)代
1.1.2 手工計(jì)算時(shí)代
1.1.3 機(jī)械和機(jī)電計(jì)算時(shí)代
1.1.4 電子計(jì)算時(shí)代
1.1.5 超級(jí)并行計(jì)算機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展
1.1.6 未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展展望
1.2 光計(jì)算概念及涵義
1.2.1 光學(xué)基本數(shù)字運(yùn)算操作
1.2.2 光計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本模型
1.3 光學(xué)計(jì)算處理基礎(chǔ)
1.3.1 全息光柵
1.3.2 光學(xué)傅里葉變換
1.3.3 阿貝成像原理與空間濾波
1.3.4 光學(xué)相關(guān)器
1.3.5 光學(xué)數(shù)字處理
參考文獻(xiàn)
第2章 半導(dǎo)體多量子阱光電子邏輯器件
2.1 半導(dǎo)體多量子阱基本原理
2.1.1 微納材料與量子局限效應(yīng)
2.1.2 半導(dǎo)體多量子阱與自電光效應(yīng)
2.2 自電光效應(yīng)器件基本原理與特性
2.2.1 如何實(shí)現(xiàn)自電光效應(yīng)
2.2.2 二極管偏置自電光效應(yīng)器件實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)
2.2.3 對(duì)稱(chēng)自電光效應(yīng)器件
2.2.4 對(duì)稱(chēng)自電光效應(yīng)器件實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算
2.3 多量子阱調(diào)制器的優(yōu)化及特性
2.3.1 反射型調(diào)制器
2.3.2 非對(duì)稱(chēng)F-P反射型調(diào)制器
2.3.3 多量子阱調(diào)制器性能
2.4 面陣集成自電光效應(yīng)陣列器件
2.4.1 多量子阱調(diào)制器和電子電路的集成-靈巧像素
2.4.2 多量子阱空間光調(diào)制器
2.5 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
第3章 光計(jì)算中的微型光源
3.1 概述
3.2 側(cè)面發(fā)射光電子器件
3.2.1 LED與LD
3.2.2 功能光互連與半導(dǎo)體光源的發(fā)展
3.3 LED及LD模式垂直表面發(fā)射光源的結(jié)構(gòu)及原理
3.3.1 LED模式垂直表面發(fā)射光源結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)
3.3.2 LD模式垂直表面發(fā)射光源初步
3.3.3 垂直表面發(fā)射光源的集成
3.4 VCSELs激光器
3.4.1 VCSELs的結(jié)構(gòu)
3.4.2 VCSELs特性
3.4.3 VCSELs的優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.4.4 VCSELs的進(jìn)展及趨勢(shì)
3.5 微型激光器的應(yīng)用
3.5.1 光學(xué)邏輯器件
3.5.2 串行一并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
3.5.3 并行光數(shù)據(jù)連接
3.6 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
第4章 微光學(xué)與衍射光學(xué)元件
4.1 引言
4.2 微光學(xué)元件設(shè)計(jì)
4.2.1 幾何光學(xué)設(shè)計(jì)
4.2.2 設(shè)計(jì)的標(biāo)量分析
4.2.3 設(shè)計(jì)的矢量分析
4.3 微光學(xué)元件的加工技術(shù)
4.3.1 離子交換制備技術(shù)
4.3.2 利用相位掩膜的模擬光刻蝕技術(shù)
4.3.3 電子?xùn)|納米光刻制造技術(shù)
4.4 平面微透鏡陣列及其應(yīng)用
4.4.1 膨脹結(jié)構(gòu)的平面微透鏡
4.4.2 微透鏡陣列應(yīng)用
4.5 衍射光學(xué)元件的理論基礎(chǔ)
4.5.1 線性閃耀光柵
4.5.2 衍射透鏡
4.5.3 衍射效率
4.6 二元光學(xué)元件
4.6.1 二元光學(xué)元件的設(shè)計(jì)
4.6.2 二元光學(xué)元件的制作
4.6.3 二元光學(xué)元件的應(yīng)用
4.7 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
第5章 光學(xué)存儲(chǔ)器件
5.1 概述
5.2 雙光子吸收原理及其應(yīng)用
5.2.1 雙光子過(guò)程
5.2.2 利用雙光子過(guò)程進(jìn)行3D讀寫(xiě)
5.3 光折變效應(yīng)及空間光調(diào)制器
5.3.1 光折變效應(yīng)及光折變晶體
5.3.2 光折變光尋址空間光調(diào)制器
5.3.3 光折變空間光調(diào)制器的圖像操作
5.4 光學(xué)全息存儲(chǔ)
5.4.1 光學(xué)全息存儲(chǔ)概述
5.4.2 光學(xué)體全息存儲(chǔ)
5.5 近場(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)
5.5.1 超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光存儲(chǔ)概述
5.5.2 超分辨存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的基本原理
5.5.3 超分辨掩膜的近場(chǎng)光學(xué)特性
5.6 光學(xué)存儲(chǔ)器件展望
參考文獻(xiàn)
第6章 并行光互連
6.1 概述
6.2 光交換與光互連網(wǎng)絡(luò)初步
6.2.1 光交換技術(shù)簡(jiǎn)介
6.2.2 光互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介
6.3 全混洗變換的基本理論與分析
6.3.1 PS變換的基本理論
6.3.2 二維全混洗變換的理論
6.3.3 PS及FPS變換的實(shí)現(xiàn)方法
6.4 微光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)全混洗變換
6.4.1 微閃耀光柵陣列實(shí)現(xiàn)左混洗變換
6.4.2 微閃耀光柵實(shí)現(xiàn)RPS和IPS混洗變換
6.4.3 微閃耀光柵面陣實(shí)現(xiàn)二維全混洗變換
6.5 采用微光學(xué)元件的光互連模塊
6.5.1 微光學(xué)元件在Omega光互連網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)
6.5.2 利用微光學(xué)元件設(shè)計(jì)全交叉光網(wǎng)絡(luò)模塊
6.5.3 利用微光學(xué)元件構(gòu)建二維榕樹(shù)網(wǎng)絡(luò)
6.5.4 微閃耀光柵解復(fù)用器與分束器設(shè)計(jì)
6.6 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
第7章 光緩存與全光同步技術(shù)前沿
7.1 概述
7.2 基于慢光原理的光學(xué)緩存與同步
7.2.1 慢光基本原理
7.2.2 慢光技術(shù)介紹
7.3 光緩存與同步技術(shù)展望
參考文獻(xiàn)