基于SOA非线性的全光逻辑门的理论与实验研究
发布时间：2021-04-27 08:02
全光信号处理技术成为开发高速光通信网络的关键技术，全光逻辑运算作为全光信号处理技术的重要组成部分，对未来的光分组交换、全光信号再生、全光波长变换、光计算等方面具有十分深远的影响。在实现全光逻辑运算的多种设计方案中，基于SOA的非线性特性的全光逻辑运算具有一定的优点，这是由于半导体光放大器（SOA：semiconductor optical amplifier）所具有的高非线性和可以高度集成等特点所决定的。SOA可产生多种非线性效应，如交叉增益调制（XGM）效应，交叉相位调制（XPM）效应和四波混频（FWM）等，可用来设计光子开关器件和实现光逻辑运算功能。本文从分析SOA的理论模型入手，对SOA的各种非线性特性进行了理论分析和实验研究，并对SOA非线性在全光逻辑运算中的应用进行了理论和实验研究，取得一定的结果：（1）、在广泛查阅文献资料的基础上，对半导体光放大器的XGM（交叉增益调制）、XPM（交叉相位调制）、FWM（四波混频）及NPR（交叉偏振旋转）几种非线性效应及其应用进行了较为深入的研究。（2）、提出了SOA的分段模型理论，并基于这一理论模型，从SOA的载流子速率方程和光波的传输方...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1.本课题研究的意义
1.2.相关领域的发展情况
1.3.本文的工作
第二章 半导体光放大器的非线性特性
2.1.交叉增益调制效应（XGM）理论及其应用
2.2.交叉相位调制效应（XPM）理论及其应用
2.3.四波混频（FWM）理论及其应用
2.4.交叉偏振效应
第三章 SOA增益特性的理论研究
3.1.SOA增益特性的理论基础
3.1.1.SOA的稳态增益饱和特性
3.1.2.SOA的动态增益饱和特性
3.2.半导体光放大器增益特性的数值模拟
3.2.1.入射光功率对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.2.入射电流对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.3.入射光波长对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.4.SOA有源区长度对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.5.总增益受SOA参数的影响
3.2.6.不同参数情况下SOA增益随入射光功率的变化情况
3.3.小结
第四章、SOA-XGM效应的理论研究
4.1.两连续光同时入射SOA时的数值模拟
4.2.一束连续光和单脉冲光同时入射SOA时的数值模拟
4.3.一束连续光和一束脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.4.两同码型脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.5.两不同码型脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.6.小结
第五章、基于SOA非线性的全光逻辑门
5.1.同一结构实现逻辑非门、与门和或非门的数值模拟
5.1.1.逻辑非门的数值模拟
5.1.2.逻辑与门的数值模拟
5.1.3.逻辑或非门的数值模拟
5.2.小结
第六章 实验部分
6.1.SOA增益和发光特性的实验研究
6.2.增益恢复时间及SOA-XGM效应的实验研究
6.3.基于SOA-XGM的NOR全光逻辑门的实验研究
6.4.小结
第七章 总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Device Design and Characteristics for SOA-basedAll Optical Signal 2R Regeneration[J]. LUN Xiu-jun 1,2 ,HUANG Yong-qing1,REN Xiao-min1(1. Opt.Commun.Center, Beijing University of Post. and Telecomm., Beijing 100876,CHN;2. Dept. of Phys.and Electron. Technol., Beijing University of Chem. Technol., Beijing 100029, CHN). Semiconductor Photonics and Technology. 2003(02)
[2]半导体光放大器静态增益饱和特性的理论研究[J]. 洪伟,黄德修. 华中科技大学学报(自然科学版). 2002(09)
[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)
[4]非线性光环镜及其在信息技术领域中的应用[J]. 肖学智,伍浩成. 光通信技术. 2000(03)
[5]超快非线性干涉仪及其在高速全光信号处理中的应用[J]. 陈兴忠,姚敏玉,高以智. 光电子·激光. 1999(05)
本文编号：3163104
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1.本课题研究的意义
1.2.相关领域的发展情况
1.3.本文的工作
第二章 半导体光放大器的非线性特性
2.1.交叉增益调制效应（XGM）理论及其应用
2.2.交叉相位调制效应（XPM）理论及其应用
2.3.四波混频（FWM）理论及其应用
2.4.交叉偏振效应
第三章 SOA增益特性的理论研究
3.1.SOA增益特性的理论基础
3.1.1.SOA的稳态增益饱和特性
3.1.2.SOA的动态增益饱和特性
3.2.半导体光放大器增益特性的数值模拟
3.2.1.入射光功率对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.2.入射电流对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.3.入射光波长对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.4.SOA有源区长度对半导体光放大器增益特性的影响
3.2.5.总增益受SOA参数的影响
3.2.6.不同参数情况下SOA增益随入射光功率的变化情况
3.3.小结
第四章、SOA-XGM效应的理论研究
4.1.两连续光同时入射SOA时的数值模拟
4.2.一束连续光和单脉冲光同时入射SOA时的数值模拟
4.3.一束连续光和一束脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.4.两同码型脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.5.两不同码型脉冲序列光同时入射SOA时的数值模拟
4.6.小结
第五章、基于SOA非线性的全光逻辑门
5.1.同一结构实现逻辑非门、与门和或非门的数值模拟
5.1.1.逻辑非门的数值模拟
5.1.2.逻辑与门的数值模拟
5.1.3.逻辑或非门的数值模拟
5.2.小结
第六章 实验部分
6.1.SOA增益和发光特性的实验研究
6.2.增益恢复时间及SOA-XGM效应的实验研究
6.3.基于SOA-XGM的NOR全光逻辑门的实验研究
6.4.小结
第七章 总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Device Design and Characteristics for SOA-basedAll Optical Signal 2R Regeneration[J]. LUN Xiu-jun 1,2 ,HUANG Yong-qing1,REN Xiao-min1(1. Opt.Commun.Center, Beijing University of Post. and Telecomm., Beijing 100876,CHN;2. Dept. of Phys.and Electron. Technol., Beijing University of Chem. Technol., Beijing 100029, CHN). Semiconductor Photonics and Technology. 2003(02)
[2]半导体光放大器静态增益饱和特性的理论研究[J]. 洪伟,黄德修. 华中科技大学学报(自然科学版). 2002(09)
[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)
[4]非线性光环镜及其在信息技术领域中的应用[J]. 肖学智,伍浩成. 光通信技术. 2000(03)
[5]超快非线性干涉仪及其在高速全光信号处理中的应用[J]. 陈兴忠,姚敏玉,高以智. 光电子·激光. 1999(05)
本文编号：3163104
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3163104.html
