本文關鍵詞：無源微波導Sagnac環(huán)的光觸發(fā)器的研究　出處：《深圳大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：全光觸發(fā)器是一類具有一位或多位數字比特存儲能力的光器件,是記憶類光器件的最基本單元,能應用到如數據恢復再生、格式轉換、包頭處理中去。全光觸發(fā)器是光分組交換和路由的關鍵組成部分,全光觸發(fā)器與全光邏輯門等其他基礎器件組合能實現全面的光信號處理,徹底突破電子瓶頸的限制,因此,全光觸發(fā)器將成為高速網絡實現的關鍵因素。本文提出了一類新型無源波導Sagnac環(huán)的全光觸發(fā)器(AOFF)的結構模型,使用高非線性的空芯光子晶體光纖(HC-PCF),縮短了環(huán)的距離,提高了耦合效率,減小了傳輸損耗。以偏振型Sagnac開關為基礎,采用輸出反饋結構使得輸出狀態(tài)能夠記憶存儲,設計了同步D型、S-R型、J-K型和T型全光觸發(fā)器,此類全光觸發(fā)器具有體積小,傳輸速率高,功耗小,性能穩(wěn)定等特點。本課題來自于國家自然科學基金“自由空間光通信的物理層安全與光編碼方法研究”(NSFC61671306)和深圳市學科布局項目“基于光編碼物理層安全的光通信關鍵技術研究”(JCYJ20160328145357990)。本文首先從電磁波的麥克斯韋方程到亥姆霍茲方程分析光在光波導中傳輸的模場理論,再詳細介紹了傳統(tǒng)Sagnac干涉儀的原理及其非線性響應特性,并從耦合器的數學傳輸矩陣和正交偏振光在光纖中傳輸模型入手,推導出開關最小閾值功率,并得出此種開關的數字簡化模型。本文就波導全關觸發(fā)器(D型、S-R型、J-K型、T型觸發(fā)器)的原理進行了研究,對各種觸發(fā)器的設計和實現進行了理論分析與說明,采用FDTD(時域有限差分法)作為研究工具模擬了硅波導Sagnac環(huán)的設計原理和光傳輸特性,并使用Optisystem 8.0模擬工具,在系統(tǒng)速率為100 Gb/s環(huán)境下進行了功能驗證。就仿真模擬結果中出現的現象進行了探討,對輸出波形出現的窄化和基座殘留問題,提出了改善方法,并分析了系統(tǒng)誤碼率,優(yōu)化了光子晶體光纖的長度、非線性系數和放大器增益對誤碼率的影響。結果表明與理論分析十分吻合,此類全光觸發(fā)器傳輸速率高達100Gb/s,輸入功率為0.05mW,響應時間在ps量級,誤碼率達10-9,體積小便于集成。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN25

【參考文獻】

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本文編號：1320586