隨著5G網(wǎng)絡(luò)的推出,以及物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能家居等新興業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展,人們逐漸意識到現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力與交換能力不相匹配,所以全光網(wǎng)的概念被不斷提及。全光網(wǎng)絡(luò)擁有電通信網(wǎng)絡(luò)沒有的高帶寬、高速率、透明傳輸、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但是全光網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)離不開全光信號處理。全光信號處理是通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向,其中全光邏輯信號處理對于提升數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的速率與靈活性有著至關(guān)重要的作用。PPLN波導(dǎo)是一種響應(yīng)速度快、使用壽命長、噪聲極限低、應(yīng)用于量子通信和量子信息處理的光學(xué)二階非線性材料,非常適合用于全光邏輯信號處理。本文的研究成果如下:1.提出了基于級聯(lián)PPLN波導(dǎo)的全光四選一數(shù)據(jù)選擇器的方案。通過對單個PPLN波導(dǎo)的光信號數(shù)字邏輯特性,以及四選一數(shù)據(jù)選擇器的原理進(jìn)行分析,進(jìn)而采用多波導(dǎo)級聯(lián)的方法,成功提出了一種既符合四選一數(shù)據(jù)選擇器的原理,也滿足多波導(dǎo)級聯(lián)條件的合理方案。通過使用Matlab對該方案進(jìn)行仿真,并且對輸出信號的波形與參數(shù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,該方案可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)全光四選一數(shù)據(jù)選擇器的功能,同時也有著較好的信號質(zhì)量。2.通過觀察和研究波導(dǎo)級聯(lián)過程中的信號規(guī)律,歸納總結(jié)了級聯(lián)過程中的...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１基于ＰＰＬＮ波導(dǎo)的和頻＋差頻效應(yīng)的全光邏輯門的原理圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｌｏｇｉｃｇａｔｅｓｂａｓｅｄｏｎＳＦＧ＋ＤＦＧｉｎａＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅ

成波長為λＣ＝１／（１／λＳＦ－１／λＰ）的差頻輸出光Ｃ。在此過程中，由于最初的和頻光功率遠(yuǎn)小于信號光，所以能量總體上是由信號光向和頻光進(jìn)而向差頻光轉(zhuǎn)移的。當(dāng)信號光功率減小到接近于和頻光時，能量趨于平穩(wěn)。因此和頻＋差頻效應(yīng)不會完全消耗信號光的能量，在輸出端仍殘留兩路信號光的功率。....

圖２數(shù)據(jù)選擇器的結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒ

在數(shù)字邏輯的角度認(rèn)為該時隙的差頻光為邏輯１。此時信號光Ａ、Ｂ的能量向和頻光轉(zhuǎn)移，假設(shè)和頻過程能夠充分地進(jìn)行，則兩路剩余信號光的功率就可以忽略，這時輸出的兩路和頻剩余光波認(rèn)為是邏輯０。綜上所述，差頻輸出光Ｃ所代表的數(shù)字邏輯為ＡＢ，信號光Ａ、Ｂ的和頻剩余光波所代表的數(shù)字邏輯分別為ＡＢ....

圖３利用ＰＰＬＮ波導(dǎo)作邏輯“非”運(yùn)算的基本原理Ｆｉｇ．３ＣｏｎｃｅｐｔｏｆｕｔｉｌｉｚｉｎｇＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅａｓ

是通過光纖將前一級波導(dǎo)的輸出端與后一級波導(dǎo)的輸入端相連。這里為保證后一級波導(dǎo)中的二階非線性過程能夠有效進(jìn)行，要求參與級聯(lián)的各個ＰＰＬＮ波導(dǎo)的準(zhǔn)相位匹配波長都要與其各自的和頻輸入光波相對應(yīng)，因此參與級聯(lián)的各個波導(dǎo)的輸入信號光必須具有相同的速率和峰值功率。采用波導(dǎo)級聯(lián)方案主要是為了保....

圖４基于級聯(lián)ＰＰＬＮ波導(dǎo)的全光數(shù)據(jù)選擇器的原理圖Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｃａｓｃａｄｅｄＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ

５５，０５２３０１（２０１８）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖４基于級聯(lián)ＰＰＬＮ波導(dǎo)的全光數(shù)據(jù)選擇器的原理圖Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｅｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｃａｓｃａｄｅｄＰＰＬＮｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ４仿....

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