基于周期性极化铌酸锂电光效应的全光逻辑门

发布时间：2023-11-08 18:59

　　为了突破“电子瓶颈”的限制,全光技术作为未来全光通信网络的基础,正在受到越来越多的关注。而作为全光技术中的核心器件—全光逻辑门在实现光分组交换、光计算和光信号再生等领域有着广泛的应用。全光逻辑门的实现主要是利用高非线性材料的非线性光学性质,如非线性光纤材料、非线性光学晶体和半导体光放大器等。 传统的全光逻辑门主要是基于强度编码的方案,即采用信号光的强度来表示数字信号的逻辑0和逻辑1。在逻辑信号的处理过程中,由于受到非线性光学效应转换效率的限制,信号光的强度将会不可避免地受到极大的衰减。因此,需要对光信号进行不断的再生放大,这大大增加了全光通信网的复杂程度和运行成本。 本文基于周期性畴反转铁电材料铌酸锂的电光效应,提出一种利用电光Pockels效应调制偏振态的二进制全光逻辑处理方案并进行了实验验证。该方案基于偏振编码的方案,即采用信号光偏振方向相互正交的两种线偏振态来分别表示光信号1的逻辑0和逻辑1。当信号光经过周期性极化铌酸锂材料时,信号光的偏振方向在一定的外加电场作用下,将在偏振面内旋转90°,从而实现两种相互正交的偏振态即逻辑0和逻辑1之间的相互转换。在不施加外电场的情况下,信号光...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 全光逻辑门的应用背景
    1.2 基于强度编码的全光逻辑门
        1.2.1 基于半导体光放大器的全光逻辑门
        1.2.2 基于高非线性光纤的全光逻辑门
        1.2.3 基于周期性极化铌酸锂的全光逻辑门
    1.3 基于偏振编码的全光逻辑门
        1.3.1 基于铁电液晶材料的全光逻辑门
        1.3.2 基于硅基薄膜的全光逻辑门
    1.4 本文章节安排
    参考文献
第二章 周期性畴反转铁电晶体
    2.1 典型的铁电晶体材料
    2.2 铁电晶体的周期性畴反转
        2.2.1 铁电晶晶体铁电畴的运动过程
        2.2.2 铌酸锂晶体周期性畴反转的实验制备
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 电光效应
    3.1 横向电光效应
    3.2 偏振耦合理论
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 基于偏振编码的全光逻辑门
    4.1 线偏振态的电光调制
    4.2 偏振编码方案及其实现
    4.3 全光逻辑门的实现
        4.3.1 可控的逻辑非门(controlled-NOT)
        4.3.2 逻辑异或门(XOR)和逻辑同或门(XNOR)
        4.3.3 逻辑与门(AND)和逻辑或门(OR)
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3861553