基于高非線性光纖中四波混頻效應的全光邏輯門研究.pdf

1、全光邏輯門是光通信網絡中的關鍵性器件，可應用于網絡節(jié)點上的信號再生和光分組路由等，它的性能直接影響到整個全光網絡(AON)能否通暢運行，因此提高光邏輯門的響應速度成為近年來一個研究熱點?；诟叻蔷€性光纖(HNLF)中四波混頻(FWM)效應的全光邏輯門具有響應時間短、效率高、損耗低等一系列優(yōu)點，且能夠對光信號的幅度和相位嚴格透明，是實現(xiàn)全光邏輯門極具吸引力的的一種方案。本文主要研究了基于HNLF中FWM效應的高速全光邏輯“與”(AND)門

2、和“異或”(XOR)門。本文的主要工作如下:
　　1.從光纖中產生FWM效應的基本理論出發(fā)，討論了相位失配因子、波長以及信號光和探測光的波長差等因素對FWM效率的影響，并對光纖中實現(xiàn)高FWM效率的基本參數(shù)進行優(yōu)化配置。
　　2.利用HNLF中FWM效應實現(xiàn)了全光“AND”門，處理速率可達100Gbit/s。光纖的四波混過程中產生的閑頻光復振幅正比于信號光及探測光的復振幅之積，依據(jù)該理論可實現(xiàn)全光邏輯“AND”門。此外，利用有

3、限差分法數(shù)值求解包含F(xiàn)WM效應在內的耦合非線性薛定諤方程，數(shù)值結果與理論分析的結論相一致，證明了利用FWM效應實現(xiàn)全光“AND”門的可行性。同時，對實現(xiàn)全光“AND”門的系統(tǒng)參數(shù)進行了有效優(yōu)化。
　　3.利用HNLF中FWM效應實現(xiàn)了全光“XOR”門，對基于載波抑制歸零差分相移鍵控(CSRZ-DPSK)碼型的100Gbit/s全光“XOR”門進行了仿真研究。在非簡并FWM過程中，通過閑頻光相位與輸入光信號相位之間的異或關系即可實現(xiàn)