發(fā)布時(shí)間：2025-01-14 04:50

　　由于全光交換可以避免光-電-光轉(zhuǎn)換，隨著單信道比特率和傳輸信道的持續(xù)增加，全光交換將在下一代光通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。全光信號(hào)處理是實(shí)現(xiàn)全光交換的最重要技術(shù)之一，其中全光邏輯運(yùn)算技術(shù)在光交換中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，比如信頭識(shí)別、信頭/載荷分離、載荷路由、信頭轉(zhuǎn)換等重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能都將依賴(lài)全光邏輯運(yùn)算技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由于半導(dǎo)體光放大器（SOA）具備非線性系數(shù)高、功耗低、轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、易于與其他光電子和光子器件集成等優(yōu)勢(shì)，在用于全光信號(hào)處理的光電子和光子器件中，SOA是非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的候選者。本學(xué)位論文中設(shè)計(jì)了多種基于SOA，并適用于差分相移鍵控（DPSK）信號(hào)和開(kāi)關(guān)鍵控（OOK）信號(hào)的全光邏輯運(yùn)算構(gòu)建單元，并利用40Gbit/s高速光纖通信測(cè)試平臺(tái)和超快非線性SOA等器件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。概括全文的主要研究成果和貢獻(xiàn)，有以下幾個(gè)方面： （1）研究了基于延時(shí)干涉儀（DI）和SOA的邏輯運(yùn)算方案的理論。推導(dǎo)了DI的傳輸矩陣和傳輸函數(shù)，模擬分析了DI對(duì)DPSK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)產(chǎn)生原碼和反碼數(shù)據(jù)的過(guò)程，以及載波波長(zhǎng)與DI傳輸譜失諧導(dǎo)致的輸出解調(diào)信號(hào)劣化情況。利用SOA級(jí)聯(lián)失諧濾波器理...

【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖3-1邏輯最小項(xiàng)A'B(m1)的構(gòu)建原理示意圖：(a)基于邏輯NOT門(mén)和AND門(mén)的最小項(xiàng)A'B(m1)

)的方案過(guò)程為例，分別介紹其構(gòu)建過(guò)程。圖3-1(a)是用一個(gè)邏輯NOT門(mén)和一個(gè)邏輯AND門(mén)構(gòu)建兩變量輸入的邏輯最小項(xiàng)A'B(m1)的原理示意圖。如圖3-1(b)所示，利用SOA的XGM效應(yīng)，一束信號(hào)光A作為泵浦光，另一束信號(hào)光B作為探測(cè)光，可以直接得到相同的全光邏輯最小項(xiàng)A'B....

圖3-2邏輯最大項(xiàng)A+B'(M1)的構(gòu)建原理示意圖：(a)基于邏輯NOT門(mén)和OR門(mén)的最大項(xiàng)A+B'(M1)

作為探測(cè)光，兩束光耦合后同時(shí)注入另一個(gè)SOA，如圖3-2(b)所示。根據(jù)2.3節(jié)所述兩路數(shù)據(jù)在SOA的XGM工作原理，那么在SOA之后，從SOA輸出的轉(zhuǎn)換信號(hào)通過(guò)一個(gè)中心波長(zhǎng)在探測(cè)光波長(zhǎng)上λClock的可調(diào)光學(xué)帶通濾波器(TOBF)濾波即可提取出與全光邏輯最小項(xiàng)A'B(m1)互....

圖3-8測(cè)得輸出邏輯最大項(xiàng)M0^M3的時(shí)域波形（左）及眼圖（右）42

得所有邏輯最小項(xiàng)和最大項(xiàng)的時(shí)域波形和眼圖分別如圖3-7和圖3-8所示。值得注意的是，在實(shí)際系統(tǒng)中波長(zhǎng)不易改變，對(duì)每一路輸入DPSK信號(hào)分別用獨(dú)立的DI差分解調(diào)是唯一的選擇。表3-8實(shí)驗(yàn)參數(shù)表λA(nm)λB(nm)Φ(rad)泵浦功率(dBm)探測(cè)功率(dBm)泵浦?jǐn)?shù)據(jù)....

圖3-9可重構(gòu)和可擴(kuò)展的全光邏輯基本構(gòu)建單元的原理示意圖表3-10輸入數(shù)據(jù)與各個(gè)輸出點(diǎn)輸出邏輯信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系表輸入數(shù)據(jù)信號(hào)各個(gè)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出邏輯信號(hào)

值得注意的是，該方案還可以繼續(xù)擴(kuò)展，一方面增加輸入信號(hào)的信道數(shù)，實(shí)現(xiàn)更多信道的邏輯運(yùn)算；另一方面，對(duì)物理連接稍加改變，即可輸出不同的邏輯信號(hào)，比如在圖3-9的階段(II)中從SO1處斷開(kāi)連接，即在SO2處的輸出信號(hào)為A或A'信號(hào)，A

本文編號(hào)：4026433