基于周期性极化铌酸锂的全光逻辑门研究

发布时间：2021-04-02 10:49

　　随着信息时代的来临，通信业务类型日益丰富，使网络的数据流量以“摩尔定律”的趋势不断增长，导致了“电子瓶颈”的出现。为了避免在未来高速光网络中出现“电子瓶颈”，全光信号处理成为唯一的解决办法，而全光逻辑门作为其中的关键器件，近年来受到越来越多的关注。其在实现光分组交换、全光波长转换、光计算和光信号再生等领域都有着广泛的应用。周期性极化铌酸锂（PPLN）由于具有超快的反应速度、极低的噪声影响和极大的使用灵活性等特点而成为研制高速全光逻辑器件的热点。本文研究的是在掺镁的周期性极化铌酸锂（MgO：PPLN）中，利用准位相匹配技术（QPM）形成的倍频（SHG）、和频（SFG）、差频（DFG）和级联效应实现基于强度的全光逻辑门器件。此外，利用电光效应及偏振分束镜（PBS）实现了偏振相关的全光逻辑门器件，为进一步的全光计算奠定了基础。具体的工作如下：1.在MgO：PPLN中，我们推导并研究了其二阶非线性特性，包括SHG、 SFG、 DFG、级联倍频差频（cSHG/DFG）和级联和频差频（cSFG/DFG）等二阶和级联二阶非线性效应。利用一个MgO:PPLN波导中形成的I型QPM下的cSHG/DFG、... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题的研究意义
    1.2 全光逻辑门的应用
    1.3 全光逻辑门的实现方案及研究现状
        1.3.1 基于强度的全光逻辑门
        1.3.2 基于偏振的全光逻辑门
    1.4 本文章节安排
    参考文献
第二章 二阶非线性波长转换理论
    2.1 二阶非线性过程
    2.2 准相位匹配技术
        2.2.1 准相位匹配和频
        2.2.2 准相位匹配倍频和差频
    2.3 超短脉冲传播
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 基于非线性效应的强度编码全光逻辑门
    3.1 PPLN 的二阶非线性特性
    3.2 全光逻辑门的实现
        3.2.1 工作原理
        3.2.2 理论模型
        3.2.3 模拟结果及讨论
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 电光效应
    4.1 横向电光效应
    4.2 偏振耦合理论
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 基于偏振编码的全光逻辑门研究
    5.1 线偏振态的电光调控
    5.2 偏振态转换的实现及编码方案
    5.3 全光逻辑与门和或门的实现
    5.4 其他逻辑门的实现及初步的全光逻辑运算方案
        5.4.1 逻辑与非门和或非门的实现
        5.4.2 全光逻辑运算的实现
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]谈谈光子计算机[J]. 王廷江.  现代物理知识. 2004(03)
[2]三值光计算机的基本原理[J]. 金翊,何华灿,吕养天.  中国科学E辑:技术科学. 2003(02)
[3]未来光因特网中的光交换方式及其发展趋势[J]. 王勇,殷洪玺,张振荣,冯路,徐安士.  电信科学. 2001(09)

硕士论文
[1]基于光纤中非线性效应的全光逻辑门研究[D]. 庄盼.浙江工业大学 2011
[2]基于光学超晶格电光效应的多功能光学信息调控[D]. 刘坤.上海交通大学 2011
[3]光纤非线性效应及其对光纤通信系统的影响[D]. 郭建民.大连理工大学 2000



本文编号：3115140