基于量子点半导体光放大器交叉增益调制效应的全光逻辑门研究

发布时间：2021-08-08 20:22

　　量子点半导体光放大器（QD-SOA）与其它光学放大器相比具有阈值电流低、增益响应快、噪声指数低、差分增益高和频率带宽大等优越的性能,非常适用于实现全光波长转换器和全光逻辑门。基于QD-SOA的全光波长转换器和全光逻辑门具有高速信息处理能力,将成为下一代全光网络中关键的组成部分。本课题首先针对QD-SOA典型的三维受限理论模型,建立了分段模型并进行数值求解,详细分析了QD-SOA有源区的载流子分布情况和快速增益恢复等基本特性。从理论上研究了利用QD-SOA的XGM原理实现的全光波长转换系统,重点讨论了波长转换后信号的啁啾特性。通过引入ASE噪声等效模型,分析了噪声对基于QD-SOA-MZI结构的波长转换系统性能的影响以及如何优化系统参数使得噪声的影响最小。同时,本课题还利用QD-SOA的XGM效应建立了基于QD-SOA-MZI结构的全光逻辑或门理论模型,并数值分析了逻辑门的性能；建立了控制脉冲作用下的基于QD-SOA-MZI结构的全光逻辑异或门理论模型,分析了逻辑门的性能以及控制脉冲对逻辑门性能的影响。结果表明：（1）QD-SOA具有快速增益恢复特性,提高注入电流或减小载流子从润湿层到激... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于QD一soA一ToAD的全光波长转换方案图[25】Fig.1一2.Sehematicdiagramofall一oPticalwavelengtheonversionbasedonQD一SOA一TOAD

(l)基于QD一soA一MZI的全光逻辑与门基于对称的MZI结构并且利用QD一SOA的xPM效应的全光逻辑与门实现方案如图1一4所示[35]。波长为凡的输入信号脉冲A从端口1注入到Mzl上臂的QD一soA中，而输入信号脉冲经过一定时间的延迟之后从端口2注入到MZI下臂的QD一SOA中。同时，携

根据量子力学的分析，量子点系统都是离散状态的，因而量子点中的载流子密度都是离散的态密度。量子点材料的物理特质决定了QD一SOA具有高增益、高功率、惆啾小和调制频率宽的优异性能。如图2一1所示，QD一SOA的有源区是由许多量子点构成的，这也是其与Bulk一soA和Qw-soA的主要区别[39]。 Curre.ltinjeetio一认ettin只LaVer︵二~·三六粼二︺l-﹂今﹄……!卜;、 CiledGround口口杏毫睡瘫颊 ;;;象 象， ，，41… …二又又口 口.口............，，， ， ，口口.口卜 卜 卜 ...


本文编号：3330621