基于PPLN波导的全光数据选择器的设计与研究

发布时间：2024-03-22 21:06

　　随着5G网络的推出,以及物联网、云计算、智能家居等新兴业务迅猛发展,人们逐渐意识到现有的光网络的传输能力与交换能力不相匹配,所以全光网的概念被不断提及。全光网络拥有电通信网络没有的高带宽、高速率、透明传输、抗电磁干扰能力强等优点,但是全光网的实现离不开全光信号处理。全光信号处理是通信领域的热点研究方向,其中全光逻辑信号处理对于提升数字光纤通信系统的速率与灵活性有着至关重要的作用。PPLN波导是一种响应速度快、使用寿命长、噪声极限低、应用于量子通信和量子信息处理的光学二阶非线性材料,非常适合用于全光逻辑信号处理。本文的研究成果如下:1.提出了基于级联PPLN波导的全光四选一数据选择器的方案。通过对单个PPLN波导的光信号数字逻辑特性,以及四选一数据选择器的原理进行分析,进而采用多波导级联的方法,成功提出了一种既符合四选一数据选择器的原理,也满足多波导级联条件的合理方案。通过使用Matlab对该方案进行仿真,并且对输出信号的波形与参数进行分析,结果表明,该方案可以准确实现全光四选一数据选择器的功能,同时也有着较好的信号质量。2.通过观察和研究波导级联过程中的信号规律,归纳总结了级联过程中的...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１基于ＰＰＬＮ波导的和频＋差频效应的全光逻辑门的原理图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｌｏｇｉｃｇａｔｅｓｂａｓｅｄｏｎＳＦＧ＋ＤＦＧｉｎａＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅ

成波长为λＣ＝１／（１／λＳＦ－１／λＰ）的差频输出光Ｃ。在此过程中，由于最初的和频光功率远小于信号光，所以能量总体上是由信号光向和频光进而向差频光转移的。当信号光功率减小到接近于和频光时，能量趋于平稳。因此和频＋差频效应不会完全消耗信号光的能量，在输出端仍残留两路信号光的功率。....

图２数据选择器的结构Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒ

在数字逻辑的角度认为该时隙的差频光为逻辑１。此时信号光Ａ、Ｂ的能量向和频光转移，假设和频过程能够充分地进行，则两路剩余信号光的功率就可以忽略，这时输出的两路和频剩余光波认为是逻辑０。综上所述，差频输出光Ｃ所代表的数字逻辑为ＡＢ，信号光Ａ、Ｂ的和频剩余光波所代表的数字逻辑分别为ＡＢ....

图３利用ＰＰＬＮ波导作逻辑“非”运算的基本原理Ｆｉｇ．３ＣｏｎｃｅｐｔｏｆｕｔｉｌｉｚｉｎｇＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅａｓ

是通过光纤将前一级波导的输出端与后一级波导的输入端相连。这里为保证后一级波导中的二阶非线性过程能够有效进行，要求参与级联的各个ＰＰＬＮ波导的准相位匹配波长都要与其各自的和频输入光波相对应，因此参与级联的各个波导的输入信号光必须具有相同的速率和峰值功率。采用波导级联方案主要是为了保....

图４基于级联ＰＰＬＮ波导的全光数据选择器的原理图Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｃａｓｃａｄｅｄＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ

５５，０５２３０１（２０１８）激光与光电子学进展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ图４基于级联ＰＰＬＮ波导的全光数据选择器的原理图Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｃａｓｃａｄｅｄＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ４仿....

本文编号：3934953