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基于高非线性光纤的全光逻辑门

作　者: 周敏娟
导　师: 孙军强
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 全光网络高非线性光纤四波混频交叉相位调制非线性光纤环镜全光与门全光异或门
分类号: TN25
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 177次
引　用: 2次
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内容摘要

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,讨论了泵浦功率、信号波长、泵浦脉宽对异或门输出的影响,同样,群速度失配引起的走离效应会对输出光脉冲产生影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-16
  1.1 全光逻辑门及其研究意义  7-8
  1.2 全光逻辑门的研究概况  8-15
  1.3 方案选取  15
  1.4 本章小结  15-16
2 理论分析  16-33
  2.1 非线性光纤及其相关特性  16-18
  2.2 光脉冲在非线性光纤中的传播  18-22
  2.3 基于高非线性光纤的全光与门理论分析  22-27
  2.4 基于高非线性光纤的全光异或门理论分析  27-32
  2.5 本章小结  32-33
3 数值模拟  33-53
  3.1 有限差分法  33-34
  3.2 全光与门的数值模拟与分析  34-46
  3.3 全光异或门的数值模拟与分析  46-51
  3.4 本章小结  51-53
4 基于高非线性光纤的全光逻辑门的实验研究  53-65
  4.1 全光与门实验方案设计  53-54
  4.2 实验结果与分析  54-63
  4.3 本章小结  63-65
5 总结与展望  65-68
致谢  68-70
参考文献  70-73
附录1 攻读学位期间发表论文目录  73-74
附录2 数值模拟程序  74-79

基于高非线性光纤的全光逻辑门

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