基于高非线性光纤中四波混频效应的全光逻辑门研究
发布时间：2021-03-29 19:14
全光逻辑门是光通信网络中的关键性器件,可应用于网络节点上的信号再生和光分组路由等,它的性能直接影响到整个全光网络（AON）能否通畅运行,因此提高光逻辑门的响应速度成为近年来一个研究热点。基于高非线性光纤（HNLF）中四波混频（FWM）效应的全光逻辑门具有响应时间短、效率高、损耗低等一系列优点,且能够对光信号的幅度和相位严格透明,是实现全光逻辑门极具吸引力的的一种方案。本文主要研究了基于HNLF中FWM效应的高速全光逻辑“与”（AND）门和“异或”（XOR）门。本文的主要工作如下：1.从光纤中产生FWM效应的基本理论出发,讨论了相位失配因子、波长以及信号光和探测光的波长差等因素对FWM效率的影响,并对光纤中实现高FWM效率的基本参数进行优化配置。2.利用HNLF中FWM效应实现了全光“AND”门,处理速率可达100Gbit/s。光纤的四波混过程中产生的闲频光复振幅正比于信号光及探测光的复振幅之积,依据该理论可实现全光逻辑“AND"门。此外,利用有限差分法数值求解包含FWM效应在内的耦合非线性薛定谔方程,数值结果与理论分析的结论相一致,证明了利用FWM效应实现全光“AND”门的可行性。同时...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 全光逻辑门的研究意义
1.2 全光逻辑门的研究状况
1.2.1 基于SOA的全光逻辑门
1.2.2 基于非线性光纤的全光逻辑门
1.2.3 基于光子晶体的全光逻辑门
1.2.4 其它类型的全光逻辑门
1.3 方案选取
1.4 本文的主要内容
第2章 光纤中FWM效应
2.1 FWM效应的理论分析
2.1.1 FWM效应的起源
2.1.2 耦合非线性薛定谔方程
2.1.3 非线性光纤中的相位匹配
2.1.4 FWM效率
2.2 影响FWM效率的关键因素
2.2.1 相位失配因子对FWM效率的影响
2.2.2 信号光波长对FWM效率的影响
2.2.3 光纤零色散斜率以及衰减系数对FWM效率的影响
2.2.4 探测光与信号光的波长差对FWM效率的影响
2.2.5 光纤长度对FWM效率的影响
2.3 本章小结
第3章 基于FWM效应的100Gbit/s全光AND门
3.1 理论模型
3.1.1 利用简并FWM效应实现全光逻辑AND门
3.1.2 利用非简并FWM效应实现全光逻辑AND门
3.2 数值模拟
3.2.1 有限差分法
3.2.2 全光逻辑AND门的模拟结果
3.2.3 影响全光逻辑AND门的关键因素
3.3 本章小结
第4章 基于FWM效应的100Gbit/s全光XOR门
4.1 理论模型
4.1.1 工作原理
4.1.2 构建CSRZ-DPSK码型
4.2 数值模拟
4.2.1 全光逻辑XOR门的模拟结果
4.2.2 影响全光逻辑XOR门的关键因素
4.3 本章小结
第5章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
英文缩写名词对照表
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性光放大器全光逻辑或非门的仿真研究[J]. 李茜,李海涛,张银蒲,申彦春. 激光技术. 2012(06)
[2]基于传输电压开关理论的单栅极SET电路设计[J]. 章专,申屠粟民,魏齐良. 浙江大学学报(理学版). 2012(03)
[3]基于量子点半导体光放大器的全光逻辑或门研究[J]. 余建兴,潘炜,罗斌,闫连山,郑狄,项水英. 固体电子学研究与进展. 2011(06)
[4]浅谈光纤传输损耗特性及其对光纤通信的影响[J]. 黄志平. 科技与企业. 2011(16)
[5]基于耗散光子弹碰撞特性的全光逻辑效应研究[J]. 李亚. 科协论坛(下半月). 2011(06)
[6]基于光纤中非线性效应的全光逻辑“与门”和“异或门”研究[J]. 庄盼,郭淑琴,王韧,孙福梅,葛明. 浙江工业大学学报. 2011(03)
[7]基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究[J]. 王平,陈抱雪,王关德,隋国荣,邹林儿,浜中广见,矶守. 光学与光电技术. 2011(03)
[8]全光通信及其关键技术[J]. 叶春霞. 中国西部科技. 2011(07)
[9]波分复用技术的应用现状与发展前景[J]. 蔡张达. 才智. 2011(01)
[10]宽带IP在城域传输网组网技术的研究[J]. 李四红. 新闻天地(下半月刊). 2009(10)
硕士论文
[1]光域自同步时钟提取与光信号处理[D]. 朱文安.北京邮电大学 2009
[2]基于TOAD结构的全光帧头提取的研究[D]. 张煦.北京交通大学 2008
本文编号：3108048
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 全光逻辑门的研究意义
1.2 全光逻辑门的研究状况
1.2.1 基于SOA的全光逻辑门
1.2.2 基于非线性光纤的全光逻辑门
1.2.3 基于光子晶体的全光逻辑门
1.2.4 其它类型的全光逻辑门
1.3 方案选取
1.4 本文的主要内容
第2章 光纤中FWM效应
2.1 FWM效应的理论分析
2.1.1 FWM效应的起源
2.1.2 耦合非线性薛定谔方程
2.1.3 非线性光纤中的相位匹配
2.1.4 FWM效率
2.2 影响FWM效率的关键因素
2.2.1 相位失配因子对FWM效率的影响
2.2.2 信号光波长对FWM效率的影响
2.2.3 光纤零色散斜率以及衰减系数对FWM效率的影响
2.2.4 探测光与信号光的波长差对FWM效率的影响
2.2.5 光纤长度对FWM效率的影响
2.3 本章小结
第3章 基于FWM效应的100Gbit/s全光AND门
3.1 理论模型
3.1.1 利用简并FWM效应实现全光逻辑AND门
3.1.2 利用非简并FWM效应实现全光逻辑AND门
3.2 数值模拟
3.2.1 有限差分法
3.2.2 全光逻辑AND门的模拟结果
3.2.3 影响全光逻辑AND门的关键因素
3.3 本章小结
第4章 基于FWM效应的100Gbit/s全光XOR门
4.1 理论模型
4.1.1 工作原理
4.1.2 构建CSRZ-DPSK码型
4.2 数值模拟
4.2.1 全光逻辑XOR门的模拟结果
4.2.2 影响全光逻辑XOR门的关键因素
4.3 本章小结
第5章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
英文缩写名词对照表
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性光放大器全光逻辑或非门的仿真研究[J]. 李茜,李海涛,张银蒲,申彦春. 激光技术. 2012(06)
[2]基于传输电压开关理论的单栅极SET电路设计[J]. 章专,申屠粟民,魏齐良. 浙江大学学报(理学版). 2012(03)
[3]基于量子点半导体光放大器的全光逻辑或门研究[J]. 余建兴,潘炜,罗斌,闫连山,郑狄,项水英. 固体电子学研究与进展. 2011(06)
[4]浅谈光纤传输损耗特性及其对光纤通信的影响[J]. 黄志平. 科技与企业. 2011(16)
[5]基于耗散光子弹碰撞特性的全光逻辑效应研究[J]. 李亚. 科协论坛(下半月). 2011(06)
[6]基于光纤中非线性效应的全光逻辑“与门”和“异或门”研究[J]. 庄盼,郭淑琴,王韧,孙福梅,葛明. 浙江工业大学学报. 2011(03)
[7]基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究[J]. 王平,陈抱雪,王关德,隋国荣,邹林儿,浜中广见,矶守. 光学与光电技术. 2011(03)
[8]全光通信及其关键技术[J]. 叶春霞. 中国西部科技. 2011(07)
[9]波分复用技术的应用现状与发展前景[J]. 蔡张达. 才智. 2011(01)
[10]宽带IP在城域传输网组网技术的研究[J]. 李四红. 新闻天地(下半月刊). 2009(10)
硕士论文
[1]光域自同步时钟提取与光信号处理[D]. 朱文安.北京邮电大学 2009
[2]基于TOAD结构的全光帧头提取的研究[D]. 张煦.北京交通大学 2008
本文编号：3108048
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3108048.html
