基于高非線性光纖中四波混頻效應(yīng)的全光邏輯門研究.pdf

1、全光邏輯門是光通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵性器件，可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的信號(hào)再生和光分組路由等，它的性能直接影響到整個(gè)全光網(wǎng)絡(luò)(AON)能否通暢運(yùn)行，因此提高光邏輯門的響應(yīng)速度成為近年來(lái)一個(gè)研究熱點(diǎn)?；诟叻蔷€性光纖(HNLF)中四波混頻(FWM)效應(yīng)的全光邏輯門具有響應(yīng)時(shí)間短、效率高、損耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，且能夠?qū)庑盘?hào)的幅度和相位嚴(yán)格透明，是實(shí)現(xiàn)全光邏輯門極具吸引力的的一種方案。本文主要研究了基于HNLF中FWM效應(yīng)的高速全光邏輯“與”(AND)門

2、和“異或”(XOR)門。本文的主要工作如下:
　　1.從光纖中產(chǎn)生FWM效應(yīng)的基本理論出發(fā)，討論了相位失配因子、波長(zhǎng)以及信號(hào)光和探測(cè)光的波長(zhǎng)差等因素對(duì)FWM效率的影響，并對(duì)光纖中實(shí)現(xiàn)高FWM效率的基本參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置。
　　2.利用HNLF中FWM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了全光“AND”門，處理速率可達(dá)100Gbit/s。光纖的四波混過(guò)程中產(chǎn)生的閑頻光復(fù)振幅正比于信號(hào)光及探測(cè)光的復(fù)振幅之積，依據(jù)該理論可實(shí)現(xiàn)全光邏輯“AND”門。此外，利用有

3、限差分法數(shù)值求解包含F(xiàn)WM效應(yīng)在內(nèi)的耦合非線性薛定諤方程，數(shù)值結(jié)果與理論分析的結(jié)論相一致，證明了利用FWM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)全光“AND”門的可行性。同時(shí)，對(duì)實(shí)現(xiàn)全光“AND”門的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了有效優(yōu)化。
　　3.利用HNLF中FWM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了全光“XOR”門，對(duì)基于載波抑制歸零差分相移鍵控(CSRZ-DPSK)碼型的100Gbit/s全光“XOR”門進(jìn)行了仿真研究。在非簡(jiǎn)并FWM過(guò)程中，通過(guò)閑頻光相位與輸入光信號(hào)相位之間的異或關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)