基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式，通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算，对非线性环形腔的耦合特性进行了分析，然后在信号波长为1.47 μm条件下设计了上述逻辑器件，且通过可扩展输入端可设计出更多输入的器件。分析了信号功率对四输入与逻辑器件逻辑功能的影响。结果表明信号光源功率在1.1 W/μm²到3.4 W/μm²之间时，输出端的逻辑对比度均大于10 dB。所设计器件响应时间最短仅1.6 ps，占用面积小，易于扩展与集成，在光处理系统和集成光路中有较大应用前景。

With the advancement of deep learning and neural networks, the computational demands for applications in wearable devices have grown exponentially. However, wearable devices also have strict requirements for long battery life, low power consumption, and compact size. In this work, we propose a scalable optoelectronic computing system based on an integrated optical convolution acceleration core. This system enables high-precision computation at the speed of light, achieving 7-bit accuracy while maintaining extremely low power consumption. It also demonstrates peak throughput of 3.2 TOPS (tera operations per second) in parallel processing. We have successfully demonstrated image convolution and the typical application of an interactive first-person perspective gesture recognition application based on depth information. The system achieves a comparable recognition accuracy to traditional electronic computation in all blind tests.

提出了一种基于交指电容裂环谐振器的差分微波传感器。通过把交指电容结构嵌入到裂环谐振器的开口处以增强电场束缚效应，并且为了抑制外界环境因素的干扰，制作成差分结构。差分结构采用两个裂环谐振器分别分布于单根微带线两边的结构形式，谐振器与微带线呈磁耦合效应。该传感器结构可以克服传统微波传感器的低灵敏度和易受外界干扰的问题。在实验中，将一个谐振器作为参考单元，另一个谐振器作为测量单元，待检测液体样本放置于测量交指电容处，随着不同浓度的乙醇-水混合溶液的注入，测量单元的谐振频率相较于参考单元会发生明显的频率偏移和陷波幅值的偏差，由此可以拟合出复数介电常数与它们之间的关系以预测不同浓度的乙醇-水混合溶液的复数介电常数值。实验结果表明：所提出传感器的单位体积平均灵敏度可达3.630 8%/μL，比同类型的传感器提高了几倍至几十倍。

结合光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了一种全光半加器。将光源平均分成两部分，对半加器的与门和异或门分开设计。利用非线性效应实现高对比度的与门；利用线性干涉效应实现异或逻辑，从而使器件整体响应速度更快。在这种设计结构下，器件对信号光源功率只有阈值要求，当信号功率大于51.4 mW/μm²时输出稳定，抗干扰能力强。所设计的半加器进位输出端口对比度为20.69 dB，输出端口对比度为20.13 dB。数据传输速率为0.75 Tbits/s,占用面积623 μm²。