基于辅助光注入SOA的全光逻辑信息处理技术研究

摘要

本论文研究了一种半导体光放大器的全新应用方法：利用外界辅助光注入来大大减小SOA的载流子恢复时间。论文首先研究了辅助光注入下SOA获得最佳性能的工作条件，然后将研究的结论应用到‘与’、‘异或’两种逻辑门中。　　(1)研究了材料透明辅助光波长与SOA长度、偏置电流、辅助光光功率的关系，讨论了在透明光注入下载流子恢复、非线性相移，随SOA偏置电流的变化情况，着重比较了辅助光同向注入、反向注入的不同，为透明辅助光的实际应用提出建设性的意见。　　(2)研究了增益恢复和非线性相移与SOA长度的关系，发现长SOA具有快的增益恢复和大的非线性相移。 (3)研究了在辅助光注入下，短脉冲经过SOA后的波形和光谱变化。　　(4)研究了输出光谱与脉冲初始啁啾、波形的关系。同时研究了光谱峰值偏移与辅助光功率的关系。　 (5)研究了开关窗口在透明光和增益区光注入下的变化情况。　　(6)利用完整的误码测试理论模型，研究了辅助光注入下4×2.5Gb/s、4×10Gb/s、10×10Gb/s三种OTDM系统的解复用性能。 (7)首次研究了SOA-Sagnac型异或门的工作性能，发现辅助光注入能大大提高异或门的性能。提出了异或门设计的若干规则和关键参数的取值范围，如开关窗口大小、控制与信号脉冲时延等。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2全光逻辑信息处理技术的研究现状

1.2.1全光与门

1.2.2全光异或门

1.2.3全光缓存器

1.2.4全光逻辑器件集成

1.3加快SOA载流子恢复的方法

1.4本论文的主要工作

参考文献

第二章SOA的材料透明辅助光研究

2.1引言

2.2数值模型

2.3 SOA的稳态计算方法

2.4 SOA中的材料透明光

2.4.1与SOA偏置电流的关系

2.4.2与SOA长度的关系

2.5 SOA偏置电流效应

2.5.1增益恢复

2.5.2非线性相移

2.6 SOA长度效应

2.6.1增益恢复

2.6.2非线性相移

2.6.3 ASE对相移的影响

2.7小结

参考文献

第三章光脉冲通过辅助光注入SOA后的光谱特性研究

3.1引言

3.2数值模型

3.3脉冲形状和光谱

3.3.1增益区和透明辅助光

3.3.2脉冲波形

3.3.3脉冲光谱

3.4光谱特性

3.4.1与输入辅助光功率的关系

3.4.2与输入脉冲波形的关系

3.4.3与输入脉冲初始啁啾的关系

3.4.4与SOA长度的关系

3.5小结

参考文献

第四章辅助光注入下TOAD型全光解复用器的性能研究

4.1引言

4.2基本原理和数值模型

4.3性能分析

4.3.1 4×2.5Gb/s系统

4.3.2 4×10Gb/s系统

4.3.3 10×10Gb/s系统

4.4小结

参考文献

第五章辅助光注入下SOA-Sagnac型全光异或门的研究

5.1引言

5.2基本原理和数值模型

5.3性能分析

5.3.1载流子恢复时间的影响

5.3.2控制及时钟脉冲间时延的影响

5.3.3开关窗口宽度的影响

5.4小结

参考文献

第六章论文工作总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

博士期间的论文

致谢