基于半导体光放大器的全光逻辑门

发布时间：2021-08-09 16:32

　　全光信号处理在高速光通信网络和光计算中有广泛应用,而全光逻辑门是光信号处理中的关键功能,是实现光分组交换、光计算和未来高速大容量光传输的关键器件[1-3]。半导体光放大器（SOA）因为具备体积小、工作波长范围宽、响应时间短及良好的非线性特性等优点,十分适合用来实现全光逻辑功能,成为研制高速全光逻辑器件的首选。本文在教育部新世纪优秀人才计划的支持下,对基于半导体光放大器（SOA）的全光逻辑或非门及全光逻辑与非门进行了理论和实验研究,具体工作如下:（1）在广泛查阅文献的基础上,分析了全光逻辑的研究背景、意义以及全光逻辑门在全光网络中的应用,概括了全光逻辑的实现方案和研究状况。（2）从半导体光放大器（SOA）中的载流子速率方程和光功率的传输方程出发,采用SOA的分段模型,数值模拟了SOA的稳态和动态增益饱和特性,并分析讨论了计算结果。（3）研究了基于SOA中交叉增益调制（XGM）效应的全光逻辑或非门。分析了这种方案的工作原理,数值模拟了10Gb/s NRZ信号逻辑或非运算过程。对10Gb/s逻辑或非运算进行了实验验证,对实验结果进行了讨论。实验结果和理论模拟结果符合较好。（4）研究了基于SO... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于比特差分延时的全光奇偶校验利用异或门可以对光数据包进行奇偶校验，利用比特差分延时的方法结合TOAD

而端口 Payload 输出为载荷信号，从而是实现了包地址和载荷的分离，分离的工作过程如图 1-7 所示。图1-6 基于级联UNI 的包地址和包载荷的分离

7图1-7 包地址和载荷的分离过程(5) 标签交换，包头修改[9]（XOR的应用）逻辑异或门的一个重要功能就是包头地址修改，或者说标签交换，利用MI 实现逻辑异或门，同时利用异或门对包头地址修改，原理图如图1－8所示。输入的包数据从端口1 输入SOA ，而交换管理单元确定了要修改的地址位后，产生交换序列，从端口2 输入另一个SOA 中，利用MI 的异或运算输出，得到修改后的包头地址。图1-8 基于MI 的全光标签交换另外，全光逻辑门的应用还体现在其它很多方面，如：全光数模/模数转换

【参考文献】：
期刊论文
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[8]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)
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本文编号：3332415