光纖通信的迅速發(fā)展得益于光纖傳輸?shù)莫毺貎?yōu)勢。全光網(wǎng)可以提高光纖傳輸速率,并能夠充分利用光纖的帶寬容量,其中必不可缺的器件是全光波長轉換器和全光邏輯門。量子點半導體光放大器(Quantum-dot Semiconductor Optical Amplifier,QD-SOA)優(yōu)良的非線性特性使其在全光信號處理中得到廣泛關注。本文基于QD-SOA的三維受限理論模型,對求解光場基本傳輸方程和三能級躍遷速率方程使用分段法、牛頓法和四階龍格-庫塔法,并應用交叉增益調(diào)制效應(Cross-Gain Modulation,XGM)進行數(shù)值模擬仿真,分析了QD-SOA的增益飽和特性。在波長轉換方面討論了基于QD-SOA-XGM的全光波長轉換器轉換過程中的增益恢復時間和轉換效率。本文還應用QD-SOA的XGM效應建立了QD-SOA級聯(lián)結構的全光邏輯與門和QD-SOA并聯(lián)結構的全光邏輯與非門的仿真模型,并模擬仿真了兩種全光邏輯門的輸出性能。主要內(nèi)容如下:1.對全光波長轉換器和全光邏輯門的背景、實際應用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等做了簡要說明,并概括了基于不同效應的實現(xiàn)方案。2.在利用QD-SOA的光場傳輸方程和載流子...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 QD-SOA型波長轉換器
    1.3 QD-SOA型全光邏輯門
    1.4 本文的工作安排
第2章 QD-SOA的基本原理
    2.1 引言
    2.2 QD-SOA的理論模型
        2.2.1 QD-SOA的工作原理
        2.2.2 QD-SOA的靜態(tài)模型
        2.2.3 QD-SOA的仿真過程
    2.3 QD-SOA的增益特性
    2.4 本章小結
第3章 QD-SOA-XGM型波長轉換器
    3.1 引言
    3.2 波長轉換仿真結果
    3.3 增益恢復時間
        3.3.1 注入電流與GRT的關系
        3.3.2 最大模式增益與GRT的關系
        3.3.3 有源區(qū)寬度與GRT的關系
        3.3.4 WL到ES的躍遷時間與GRT的關系
        3.3.5 ES到GS的躍遷時間 與GRT的關系
    3.4 轉換效率
        3.4.1 探測光功率與轉換效率的關系
        3.4.2 泵浦光功率與轉換效率的關系
        3.4.3 脈沖寬度與轉換效率的關系
        3.4.4 最大模式增益與轉換效率的關系
    3.5 本章小結
第4章 QD-SOA-XGM型全光邏輯與門
    4.1 引言
    4.2 工作原理
    4.3 QD-SOA各參數(shù)對與門輸出效果的影響
        4.3.1 峰值功率對邏輯與門性能的影響
        4.3.2 有源區(qū)寬度對邏輯與門性能的影響
        4.3.3 注入電流對邏輯與門性能的影響
        4.3.4 最大模式增益對邏輯與門性能的影響
        4.3.5 損耗系數(shù)對邏輯與門性能的影響
    4.4 參數(shù)選擇后結果對比分析
    4.5 本章小結
第5章 QD-SOA-XGM型全光邏輯與非門
    5.1 引言
    5.2 工作原理
    5.3 QD-SOA各參數(shù)對與門輸出效果的影響
        5.3.1 峰值功率對邏輯與非門性能的影響
        5.3.2 有源區(qū)寬度對邏輯與非門性能的影響
        5.3.3 注入電流對邏輯與非門性能的影響
        5.3.4 最大模式增益對邏輯與非門性能的影響
        5.3.5 損耗系數(shù)對邏輯與非門性能的影響
    5.4 參數(shù)選擇后結果對比分析
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3899223