基于高非线性光纤的全光逻辑门

发布时间：2023-12-27 18:01

　　全光逻辑门能直接在光域上实现各种逻辑操作,无需经过光-电-光的转换过程,是未来全光网络的重要新型光无源器件,它能广泛应用于寻址、解复用、判决、信号再生、标签交换、数据编码、奇偶校验等。 基于光纤的非线性效应构成的全光逻辑门速度快、功耗小、效率高。利用高非线性光纤的四波混频效应,提出了实现高速全光与门的新方案。根据光脉冲在非线性光纤中的传输基本方程与四波混频原理,推导并建立了全光与门理论模型。通过数值模拟,实现了40 Gbit / s的全光与门,并研究了信号波长、泵浦功率、初始脉宽等参数对与门输出的影响,其中,群速度失配引起的走离效应是影响输出的重要因素。设计相关实验,实现了基于高非线性光纤的四波混频效应的20 Gbit / s全光与门,测量了信号波长调节范围。在对输入脉冲进行高功率放大时,观察到了级联四波混频效应,与门输出通道增加,第一级与门输出质量明显提高,信号波长调节范围加宽。 利用高非线性光纤的交叉相位调制效应,提出了基于非线性光纤环镜的全光异或门新方案。从交叉相位调制原理出发,建立起一个描述全光异或门的理论模型。基于非线性光纤环镜实现了40 Gbit / s全光异或门的数值模拟...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 全光逻辑门及其研究意义
    1.2 全光逻辑门的研究概况
    1.3 方案选取
    1.4 本章小结
2 理论分析
    2.1 非线性光纤及其相关特性
    2.2 光脉冲在非线性光纤中的传播
    2.3 基于高非线性光纤的全光与门理论分析
    2.4 基于高非线性光纤的全光异或门理论分析
    2.5 本章小结
3 数值模拟
    3.1 有限差分法
    3.2 全光与门的数值模拟与分析
    3.3 全光异或门的数值模拟与分析
    3.4 本章小结
4 基于高非线性光纤的全光逻辑门的实验研究
    4.1 全光与门实验方案设计
    4.2 实验结果与分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表论文目录
附录2 数值模拟程序



本文编号：3875632