基于PPLN波导的全光译码器及编码器的设计与研究

发布时间：2023-03-14 21:54

　　随着互联网应用的不断发展,网络数据流量急速攀升,现有的光网络交换能力较弱,无法与高速的传输技术相匹配,给通信系统带来了较大的损耗。全光网的实现是解决这一问题的有效途径。全光逻辑信号处理是构建全光网的核心技术之一。PPLN波导是一种具有高非线性系数的光学晶体,响应速度快、透射性强、损耗低等优点使其成为全光逻辑信号处理领域中不可缺少的一部分。本文针对如何利用PPLN波导实现具有复杂逻辑功能的光器件进行了深入地探究,最终取得的研究成果如下:(1)根据单个PPLN波导所能实现的简单光逻辑运算,在准相位匹配条件下,设计出以和频剩余光波作为最终输出信号光的全光2线—4线译码器波导级联结构。利用Matlab软件进行计算和仿真,得到全光译码器的波形图和眼图,对半高全宽、消光比、峰值功率和延迟时间等参数进行分析。结果证明,该方案在实现了全光译码器逻辑功能的同时,较好地保证了信号传输质量。(2)通过对8线—3线编码器逻辑功能的分析,设计出两种全光8线—3线编码器的PPLN波导级联结构,利用分布傅里叶算法和有限差分法对PPLN波导的耦合波方程组进行计算和仿真,分析全光编码器各路信号光的波形图和眼图。结果证明...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 全光逻辑器件的研究现状
        1.2.1 基于HNLF的全光逻辑器件
        1.2.2 基于SOA的全光逻辑器件
        1.2.3 基于PPLN波导的全光逻辑器件
    1.3 PPLN波导在其他光学方面的应用
        1.3.1 光学频率梳
        1.3.2 全光可调谐滤波器
        1.3.3 全光波长转换
        1.3.4 全光码型转换
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 周期性极化铌酸锂波导
    2.1 PPLN波导中的准相位匹配技术
    2.2 PPLN波导的二阶非线性效应
        2.2.1 级联和频与差频效应
        2.2.2 级联倍频与差频效应
    2.3 二阶非线性光学效应的耦合波方程组
        2.3.1 耦合波方程组的推导
        2.3.2 耦合波方程组求解方法
    2.4 PPLN波导的全光逻辑运算基本原理
        2.4.1 光与门
        2.4.2 光异或门
        2.4.3 光非门
        2.4.4 全光半加器
    2.5 本章小结
第3章 基于PPLN波导的全光2线-4线译码器
    3.1 全光2线-4线译码器的概念
    3.2 PPLN波导的级联方法
    3.3 全光2线-4线译码器的设计方案
        3.3.1 对比两种形式的输出信号光
        3.3.2 两种形式输出信号光的仿真结果
        3.3.3 两种形式输出信号光的性能分析
        3.3.4 整体方案设计
    3.4 全光2线-4线译码器的仿真与分析
        3.4.1 仿真结果
        3.4.2 性能分析
    3.5 本章小结
第4章 基于PPLN波导的全光8线-3线编码器
    4.1 全光8线-3线编码器的概念
    4.2 全光8线-3线编码器的设计方案一
    4.3 全光8线-3线编码器的仿真与分析
        4.3.1 仿真结果
        4.3.2 性能分析
    4.4 全光8线-3线编码器的设计方案二
    4.5 全光8线-3线编码器的仿真与分析
        4.5.1 仿真结果
        4.5.2 性能分析
    4.6 本章小结
第5章 波导长度对信号消光比的影响
    5.1 波导长度对全光译码器各信号消光比的影响
    5.2 波导长度对全光编码器各信号消光比的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3762822