DPSK信號(hào)的全光數(shù)字邏輯運(yùn)算研究.pdf

1、適用于先進(jìn)調(diào)制格式的高速全光數(shù)字邏輯運(yùn)算是超高速大容量超長距離全光通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。半導(dǎo)體光放大器(SOA)因?yàn)榫邆淞己玫姆蔷€性特性,并且具有可集成性,適合用來制作全光邏輯功能器件,從而得到了廣泛的應(yīng)用。本文在國家自然科學(xué)基金資助面上項(xiàng)目(60877056)、國家杰出青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61125501)、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2011CB301704)的支持下,依托實(shí)驗(yàn)室的40Gbit/s高速光通信平臺(tái)和

2、超快SOA對(duì)歸零碼差分相移鍵控信號(hào)(RZ-DPSK)的邏輯最小項(xiàng)、最大項(xiàng)等基本邏輯單元的構(gòu)建以及全光可重構(gòu)全加器和全減器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究,取得了一定的研究成果。主要內(nèi)容及研究成果如下:
　　(1)在廣泛閱讀國內(nèi)外學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,介紹了全光數(shù)字邏輯運(yùn)算的研究背景及意義,特別是研究先進(jìn)調(diào)制格式全光邏輯的意義。總結(jié)概括了基于SOA中非線性效應(yīng)的全光邏輯操作的國內(nèi)外研究進(jìn)展情況,從中選取了基于SOA交叉增益調(diào)制(XGM)和瞬態(tài)交叉相

3、位調(diào)制(T-XPM)效應(yīng)的SOA級(jí)聯(lián)失諧濾波器結(jié)構(gòu),并結(jié)合延時(shí)干涉儀(DI)對(duì)DPSK信號(hào)的全光邏輯操作進(jìn)行研究。
　　(2)介紹了SOA超快動(dòng)態(tài)模型和SOA級(jí)聯(lián)失諧濾波器的理論模型;針對(duì)DPSK信號(hào),分析了DI對(duì)其差分解調(diào)的功能。通過MATLAB軟件對(duì)RZ-DPSK信號(hào)的解調(diào)及基于SOA級(jí)聯(lián)失諧濾波器結(jié)構(gòu)執(zhí)行AB、NOR等邏輯操作進(jìn)行了模擬分析。
　　(3)介紹了邏輯最小項(xiàng)和最大項(xiàng)的概念、性質(zhì)及研究意義,基于SOA級(jí)聯(lián)失諧

4、濾波器的原理,利用DI對(duì)DPSK信號(hào)差分解調(diào)同時(shí)輸出原碼和反碼的性質(zhì),提出一種可以實(shí)現(xiàn)多路輸入可重構(gòu)、可擴(kuò)展的全光邏輯運(yùn)算構(gòu)建單元的方案。實(shí)驗(yàn)研究了兩路和三路40Gbit/s RZ-DPSK信號(hào)的全部邏輯最小項(xiàng)和最大項(xiàng),并且對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)果進(jìn)行了分析與討論。結(jié)果表明,所有輸出邏輯最小項(xiàng)和最大項(xiàng)均具有良好的性能,該方案可以進(jìn)一步用來構(gòu)建任意復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。
　　(4)研究了兩種全光可重構(gòu)全加器和全減器的方案。利用SOA中的四波混頻(