高速全光邏輯與全光存儲的研究.pdf

1、高速高速全光邏輯與全光存儲全光邏輯與全光存儲的研究研究HighSpeedAllopticalLogicAllopticalStage學科專業(yè)：信息與通信工程研究生：黃標指導教師：于晉龍教授天津大學電子信息工程學院二零一四年十二月摘要全光邏輯和全光存儲是實現(xiàn)超高速、大容量光纖通信系統(tǒng)的關鍵技術，一直是國內(nèi)外研究的熱點。它克服了光纖通信中“光電光”轉換而產(chǎn)生的“電子速率瓶頸”的限制，能夠有效的緩解現(xiàn)有光網(wǎng)絡中由于對數(shù)據(jù)信號進行處理而產(chǎn)生的網(wǎng)

2、絡阻塞，極大的提高光網(wǎng)絡的處理速率。本論文的主要內(nèi)容如下：（1）在傳統(tǒng)的利用非線性光纖環(huán)鏡（NOLM）結構實現(xiàn)的全光邏輯方案中，大多只考慮自相位調(diào)制效應和交叉相位調(diào)制效應對NOLM的的影響，本文通過數(shù)值仿真和理論分析，進一步研究了NOLM結構中偏振態(tài)、輸入光偏振態(tài)、探測光偏振態(tài)對NOLM輸出傳輸特性的影響。最后通過將兩路40Gbs的光信號輸入NOLM中，通過調(diào)節(jié)偏振控制器，實現(xiàn)了“與”、“或”、“非”、“同或”、“異或”、“或非”等基礎

3、組合邏輯。驗證了在單一的NOLM結構中，能夠可重構的實現(xiàn)大部分的基礎組合邏輯。（2）研究了利用高非線性光纖（HNLF）中的非線性偏振旋轉（NPR）效應實現(xiàn)的全光邏輯方案。首先從理論上研究了在NPR效應的作用下，隨著抽運光強度的變化，HNLF中探測光的兩個偏振方向上的非線性相移量。在理論分析的基礎上，將10Gbs的兩路光信號和一路直流光同時輸入HNLF，并在輸出端利用波分復用器和偏振分束器選擇出不同波長和不同偏振態(tài)的光信號，在同一個器件中

4、同時獲得了多種邏輯功能，通過調(diào)節(jié)偏振控制器和偏振分束器，實現(xiàn)了“與”、“或”、“非”、“同或”、“異或”、“或非”等基礎組合邏輯。通過不同基礎邏輯的組合，實現(xiàn)了半加器、半減器等組合邏輯功能。（3）通過理論分析與實驗研究了注入鎖定的法布里珀羅激光器（FPLD）的輸出功率特性與注入功率的關系，隨著注入光波長失諧量的減小，輸出雙穩(wěn)態(tài)曲線的遲滯曲線的門限寬度減小，消光比逐漸增加的關系。進一步，在實驗中實現(xiàn)了對10Gbs輸入信號的2.5GHz光存