本文關(guān)鍵詞：高速全光邏輯與全光存儲的研究　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【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(guān)鍵技術(shù),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(zhuǎn)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(luò)中由于對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)阻塞,極大的提高光網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)實現(xiàn)的全光邏輯方案中,大多只考慮自相位調(diào)制效應(yīng)和交叉相位調(diào)制效應(yīng)對NOLM的的影響,本文通過數(shù)值仿真和理論分析,進(jìn)一步研究了NOLM結(jié)構(gòu)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40Gb/s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(chǔ)組合邏輯。驗證了在單一的NOLM結(jié)構(gòu)中,能夠可重構(gòu)的實現(xiàn)大部分的基礎(chǔ)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(zhuǎn)(NPR)效應(yīng)實現(xiàn)的全光邏輯方案。首先從理論上研究了在NPR效應(yīng)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(chǔ)上,將10Gb/s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(fù)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(chǔ)組合邏輯。通過不同基礎(chǔ)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(FP-LD)的輸出功率特性與注入功率的關(guān)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(guān)系。進(jìn)一步,在實驗中實現(xiàn)了對10Gb/s輸入信號的2.5GHz光存儲。驗證了利用注入鎖定法布里—珀羅激光器實現(xiàn)高速全光存儲的可行性,在高速光纖通信領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值。
[Abstract]:All-optical logic and all-optical storage are the key technologies to realize ultra-high speed and large capacity optical fiber communication system. It overcomes the limitation of "electronic rate bottleneck" caused by "optical-electric-optical" conversion in optical fiber communication. Can effectively alleviate the existing optical network due to the processing of data signals caused by the network blocking. The main contents of this thesis are as follows: 1) in the traditional all optical logic scheme using nonlinear optical fiber loop mirror (NOLM) structure. Most of them only consider the effects of self-phase modulation and cross-phase modulation on NOLM. Through numerical simulation and theoretical analysis, the polarization state and input light polarization state in NOLM structure are further studied. Finally, two optical signals of 40 GB / s are input into NOLM, and the polarization controller is adjusted to achieve "and", "or". Basic combinational logic such as "no", "same or", "XOR", "or not". Verifies in a single NOLM structure. Reconfigurable implementation of most of the basic combinatorial logic. NPRs using nonlinear polarization rotation in HNLFs with high nonlinearity are studied. First, we study the NPR effect in theory. The nonlinear phase shifts in the two polarization directions of the detected light in HNLF are obtained with the variation of the pump intensity. Two optical signals of 10GB / s and one direct current light are input into HNLFs simultaneously, and different wavelength and different polarization state optical signals are selected by using wavelength division multiplexer and polarization beam splitter at the output end. A variety of logic functions are obtained simultaneously in the same device. By adjusting the polarization controller and the polarization splitter, the "and", "or", "no", "same or", "XOR" are realized. Basic combinatorial logic such as "or not". Through the combination of different basic logic, the semi-adder is realized. The relationship between the output power characteristics and the injection power of the injected Fabry-Perot laser (FP-LDD) is studied by theoretical analysis and experiment. The threshold width of the hysteresis curve of the output bistable curve decreases and the extinction ratio increases with the decrease of the wavelength detuning of the injected light. The 2.5GHz optical storage of 10Gb / s input signal is realized in the experiment, and the feasibility of using injection-locked Fabry-Perot laser to realize high-speed all-optical storage is verified. It has great application value in the field of high-speed optical fiber communication.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.11

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本文編號：1439623