基于量子点SOA级联XGM与XPM波长转换的研究
发布时间：2024-02-04 06:29
利用量子点半导体光放大器(QD-SOA)的非线性效应实现的波长转换器和全光逻辑门能够克服“电子瓶颈”限制的问题,并且基于QD-SOA的器件在光信号处理过程中发挥着越来越重要的作用,在全光网络应用中显示出巨大的应用潜力,因此QD-SOA得到了广泛关注。QD-SOA自提出以来得到了很大的发展,目前研究最为广泛的是基于QD-SOA的交叉增益调制(XGM),交叉相位调制(XPM),交叉偏振调制(CPM)和四波混频(FWM)。然而,基于QD-SOA-XGM的波长转换存在输出消光比方面退化比较严重的问题,基于QD-SOA-XPM的波长转换存在转换效率较低的问题。为了提高波长转换器的输出消光比和转换效率,在本课题组之前工作的基础上,本文提出了基于QD-SOA级联XGM与XPM波长转换器和全光逻辑与非门、全光逻辑异或门以及全光逻辑或门的仿真模型,对影响其消光比和转换效率以及Q因子和对比度等性能的因素进行详细分析,研究结果对基于QD-SOA的波长转换器和全光逻辑门的设计具有潜在的应用价值。论文的主要内容如下:1.介绍了基于QD-SOA-XGM效应和基于QD-SOA-XPM效应波长转换的基本原理及其结构组...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 量子点半导体光放大器研究进展和研究意义
1.3 全光波长转换器的分类
1.4 基于QD-SOA波长转换器
1.5 论文的安排及工作内容
第2章 QD-SOA的特性及其基本理论
2.1 引言
2.2 理论模型
2.2.1 QD-SOA工作原理及其结构特性
2.2.2 QD-SOA载流子速率方程和模型建立
2.3 本章小结
第3章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM波长转换性能分析
3.1 工作原理
3.2 级联XGM与 XPM波长转换Q因子特性
3.2.1 最大模式增益对Q因子的影响
3.2.2 探测光功率对Q因子的影响
3.2.3 有源区长度对Q因子的影响
3.2.4 信号光功率与Q因子的关系
3.3 级联XGM与 XPM波长转换消光比特性
3.3.1 泵浦光功率与ER的关系
3.3.2 探测光功率与ER的关系
3.3.3 有源区长度与ER的关系
3.3.4 注入电流与ER的关系
3.4 级联XGM与 XPM波长转换效率特性
3.4.1 损耗系数与转换效率的关系
3.4.2 最大模式增益与转换效率的关系
3.4.3 有源区长度与转换效率的关系
3.4.4 信号光功率与转换效率的关系
3.4.5 脉冲宽度与转换效率的关系
3.5 本章小结
第4章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑与非门
4.1 工作原理
4.2 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门消光比和转换效率
4.2.1 损耗系数的影响
4.2.2 有源区长度的影响
4.2.3 注入电流的影响
4.3 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门Q因子
4.3.1 Q因子与脉冲宽度的关系
4.3.2 Q因子与有源区长度的关系
4.3.3 Q因子与最大模式增益的关系
4.3.4 Q因子与有源区宽度的关系
4.4 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门对比度CR
4.4.1 脉冲宽度与CR的关系
4.4.2 注入电流与CR的关系
4.4.3 最大模式增益与CR的关系
4.5 本章小结
第5章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑异或门
5.1 工作原理
5.2 级联XGM与XPM逻辑异或门消光比与Q因子
5.2.1 影响消光比和Q因子减小的因素
5.2.2 影响消光比和Q因子增大的因素
5.3 级联XGM与 XPM逻辑异或门转换效率和误码率
5.3.1 泵浦光功率对转换效率和误码率的影响
5.3.2 跃迁时间t21对转换效率和误码率的影响
5.3.3 脉冲宽度对转换效率和误码率的影响
5.3.4 有源区长度对转换效率和误码率的影响
5.4 级联XGM与 XPM全光逻辑异或门对比度
5.4.1 泵浦光功率对逻辑异或门CR的影响
5.4.2 有源区宽度对逻辑异或门CR的影响
5.4.3 注入电流对逻辑异或门CR的影响
5.4.4 最大模式增益对逻辑异或门CR的影响
5.5 本章小结
第6 章基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑或门
6.1 工作原理
6.2 级联XGM与 XPM逻辑或门性能
6.2.1 泵浦光功率对全光逻辑或门的影响
6.2.2 最大模式增益对全光逻辑或门的影响
6.2.3 注入电流对全光逻辑或门的影响
6.2.4 有源区宽度对全光逻辑或门的影响
6.2.5 损耗系数对全光逻辑或门的影响
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3895371
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 量子点半导体光放大器研究进展和研究意义
1.3 全光波长转换器的分类
1.4 基于QD-SOA波长转换器
1.5 论文的安排及工作内容
第2章 QD-SOA的特性及其基本理论
2.1 引言
2.2 理论模型
2.2.1 QD-SOA工作原理及其结构特性
2.2.2 QD-SOA载流子速率方程和模型建立
2.3 本章小结
第3章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM波长转换性能分析
3.1 工作原理
3.2 级联XGM与 XPM波长转换Q因子特性
3.2.1 最大模式增益对Q因子的影响
3.2.2 探测光功率对Q因子的影响
3.2.3 有源区长度对Q因子的影响
3.2.4 信号光功率与Q因子的关系
3.3 级联XGM与 XPM波长转换消光比特性
3.3.1 泵浦光功率与ER的关系
3.3.2 探测光功率与ER的关系
3.3.3 有源区长度与ER的关系
3.3.4 注入电流与ER的关系
3.4 级联XGM与 XPM波长转换效率特性
3.4.1 损耗系数与转换效率的关系
3.4.2 最大模式增益与转换效率的关系
3.4.3 有源区长度与转换效率的关系
3.4.4 信号光功率与转换效率的关系
3.4.5 脉冲宽度与转换效率的关系
3.5 本章小结
第4章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑与非门
4.1 工作原理
4.2 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门消光比和转换效率
4.2.1 损耗系数的影响
4.2.2 有源区长度的影响
4.2.3 注入电流的影响
4.3 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门Q因子
4.3.1 Q因子与脉冲宽度的关系
4.3.2 Q因子与有源区长度的关系
4.3.3 Q因子与最大模式增益的关系
4.3.4 Q因子与有源区宽度的关系
4.4 级联XGM与 XPM全光逻辑与非门对比度CR
4.4.1 脉冲宽度与CR的关系
4.4.2 注入电流与CR的关系
4.4.3 最大模式增益与CR的关系
4.5 本章小结
第5章 基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑异或门
5.1 工作原理
5.2 级联XGM与XPM逻辑异或门消光比与Q因子
5.2.1 影响消光比和Q因子减小的因素
5.2.2 影响消光比和Q因子增大的因素
5.3 级联XGM与 XPM逻辑异或门转换效率和误码率
5.3.1 泵浦光功率对转换效率和误码率的影响
5.3.2 跃迁时间t21对转换效率和误码率的影响
5.3.3 脉冲宽度对转换效率和误码率的影响
5.3.4 有源区长度对转换效率和误码率的影响
5.4 级联XGM与 XPM全光逻辑异或门对比度
5.4.1 泵浦光功率对逻辑异或门CR的影响
5.4.2 有源区宽度对逻辑异或门CR的影响
5.4.3 注入电流对逻辑异或门CR的影响
5.4.4 最大模式增益对逻辑异或门CR的影响
5.5 本章小结
第6 章基于QD-SOA级联XGM与 XPM全光逻辑或门
6.1 工作原理
6.2 级联XGM与 XPM逻辑或门性能
6.2.1 泵浦光功率对全光逻辑或门的影响
6.2.2 最大模式增益对全光逻辑或门的影响
6.2.3 注入电流对全光逻辑或门的影响
6.2.4 有源区宽度对全光逻辑或门的影响
6.2.5 损耗系数对全光逻辑或门的影响
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3895371
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3895371.html