【摘要】：隨著信息時代的發(fā)展,光通信技術需要滿足超高帶寬的要求,全光網(wǎng)絡應運而生。在全光網(wǎng)絡中,信號在源結點之間的傳輸都以光信號的形式進行。原有的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)具有“電子瓶頸”,無法滿足現(xiàn)代數(shù)字通信所需要的高速操作速率,全光網(wǎng)絡克服了節(jié)點間光/電/光轉換的電子瓶頸,使得全光分組交換網(wǎng)絡更加靈活,具有系統(tǒng)可重組和網(wǎng)絡資源利用率高的特點,逐漸成為未來通信網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢。QD-SOA因為擁有超高速的增益恢復,低閾值電流,低溫度靈敏性,小啁啾和小線寬增強因子等優(yōu)異的非線性特征,對基于QD-SOA實現(xiàn)的全光器件的性能優(yōu)化有重要意義,因而受到了人們的廣泛關注。本文基于QD-SOA的交叉相位調(diào)制效應和交叉增益調(diào)制效應,采用分段模型對QD-SOA的靜態(tài)、動態(tài)過程進行建模,采用四階龍格庫塔法格式和牛頓迭代法對光場傳輸方程和速率方程進行求解,由此實現(xiàn)了基于QD-SOA的全光波長轉換功能和全光邏輯功能。全文內(nèi)容如下:1.在波長轉換方面,利用MZI結構,實現(xiàn)了XPM效應的波長轉換功能,在此基礎上,討論了一種獲得轉換光信號的較大消光比的方法,并由此確定了所涉及參數(shù)的最優(yōu)范圍;實現(xiàn)了XGM效應的波長轉換功能,在此基礎上,研究了它的誤碼率特性,實現(xiàn)了對此波長轉換器的輸出誤碼方面的優(yōu)化。結果表明:(1)在基于XPM效應的波長轉換器中,干涉儀兩臂中的探測光所攜帶的相位差在滿足完全相長干涉或相消干涉的基礎上,使上下臂中的QD-SOA的輸出探測光功率保持大致相同,此時獲得的消光比達到最大。(2)在基于XGM效應的波長轉換器中,對于輸入泵浦光功率,其數(shù)值在-20dBm至-10dBm范圍內(nèi)時,波長轉換的誤碼率達到1410-量級。使最大模式增益增大、有源區(qū)長度增大都能夠得到較小量級的誤碼率。在實現(xiàn)波長轉換功能的基礎上,通過合理調(diào)整相關參數(shù)的數(shù)值,該波長轉換器的輸出碼型準確率較高。2.實現(xiàn)了基于XPM效應利用MZI結構的全光邏輯與門的邏輯功能。將“功率對比度積”用作優(yōu)化邏輯與門性能的指標。通過討論輸入光功率、MZI結構中產(chǎn)生的時延等關鍵參數(shù)對“功率對比度積”的影響,快速找到了輸入光功率和時延的較為合適的工作點,即當輸入功率為15dBm,時延為15 ps時,全光邏輯與門的性能較好。3.實現(xiàn)了基于XPM效應利用MZI結構的全光邏輯異或門的邏輯功能。此結構的異或門沒有連續(xù)光或時鐘脈沖的附加輸入,用兩束光信號的耦合光作為探測光,且探測光在輸入時允許有一定的延時。從QD-SOA的固有參數(shù)、輸入信號光的相關參數(shù)和探測光時延三個方面出發(fā),對邏輯門的Q因子特性進行研究。結果表明:增大輸入信號光功率的數(shù)值,Q因子呈“倒U型”曲線,在信號光功率為10dBm時Q因子達到極值;Q因子隨著最大模式增益、線寬增強因子、弛豫時間tW2和脈沖寬度的減小而不斷增大;增大注入電流,Q因子增大。另外,可以選擇信號光周期的一半作為探測光的時延,這時Q因子處于一個較穩(wěn)定的狀態(tài)。適當選取各參數(shù)值,可以使Q因子達到最大值12.4175dB,邏輯門輸出性能得到優(yōu)化。4.實現(xiàn)了基于XGM效應利用級聯(lián)結構的全光邏輯與門的邏輯功能。采用了單端QD-SOA作為級聯(lián)結構的第一級,改善了第一級的輸出特性,無需連接延時干涉儀,結構更加簡單且實用性提高。為了改善其輸出信號的質(zhì)量,采用“碼型效應”作為標準,分析了相關參數(shù)對輸出信號碼型效應的影響。結果表明:通過增大輸入信號光A和信號光B的功率差、增大有源區(qū)寬度、提高第一級輸出光功率放大倍數(shù)和第一級QD-SOA的注入電流,都可以使碼型效應降低。通過對相關參數(shù)的調(diào)整,得到最小碼型效應0.0145dB,此時邏輯門的輸出碼型較好。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：曲阜師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

【參考文獻】

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本文編號：2282676