基于高非线性光纤中四波混频效应的全光逻辑门研究

《基于高非线性光纤中四波混频效应的全光逻辑门研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江工业大学硕士学位论文基于高非线性光纤中四波混频效应的全光逻辑门研究作者姓名：指导教师：李芳郭淑琴教授浙江工业大学信息工程学院：2013年3月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterRESEARCHOFALL．OPTICALLoGICGATESBASEDoNFWMEFFECTINHIGHNONLINEARFIBERCandidate：LiFangAdvisor：Prof．GuoShuqinCollegeofInformationEngineeri

2、ngZhejiangUniversityofTechnologyMarch2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：专莠日期：砌弓年j月z‘日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学

3、校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：专％日期：训j年r月以日导师签名：专室j扫琴日期：枷，肄，月夕日浙江工业大学硕士学位论文基于高非线性光纤中四波混频效应的全光逻辑门研究摘要全光逻辑门是光通信网络中的关键性器件，可应用于网络节点上的信号再生和光分组路由等，它的性能直接影响到整个全

4、光网络(AON)能否通畅运行，因此提高光逻辑门的响应速度成为近年来一个研究热点。基于高非线性光纤(HNLF)中四波混频(FWM)效应的全光逻辑门具有响应时间短、效率高、损耗低等一系列优点，且能够对光信号的幅度和相位严格透明，是实现全光逻辑门极具吸引力的的一种方案。本文主要研究了基于HNLF中FWM效应的高速全光逻辑“与”(m叮D)门和“异或”(XOR)门。本文的主要工作如下：1．从光纤中产生FWM效应的基本理论出发，讨论了相位失配因子、波长以及信号光和探测光的波长差等因素对FWM效率的影响，并对光纤中实现高FWM效率的基本参数进行优化配置。2．利用HN

5、LF中FWM效应实现了全光“AND”门，处理速率可达100Gbit／s。光纤的四波混过程中产生的闲频光复振幅正比于信号光及探测光的复振幅之积，依据该理论可实现全光逻辑“AND”门。此外，利用有限差分法数值求解包含FWM效应在内的耦合非线性薛定谔方程，数值结果与理论分析的结论相一致，证明了利用FWM效应实现全光“AND”门的可行性。同时，对实现全光“AND”门的系统参数进行了有效优化。3．利用HNLF中FWM效应实现了全光“XOR”f1，对基于载波抑制归零差分相移键控(CSRZ-DPSK)码型的100Gbit／s全光“XOR”门进行了仿真研究。在非简并F

6、WM过程中，通过闲频光相位与输入光信号相位之间的异或关系即可实现全光“XOR”门。从包含FWM效应的非线性薛定谔方程出发，编写MATLAB程序。根据仿真结果分析了各参数对全光“XOR”门性能的影响，并给出了一组可实现高速全光“XOR”门的优化参数。本文对基于HNLF中FWM效应产生的“AND”与“XOR”两种光逻辑门进行了深入研究，探讨了各参数对光逻辑门性能的影响，并优化了系统参数，为高速光逻辑门的设计及实施提供了一定的理论参考。关键词：高非线性光纤，四波混频效应，全光逻辑与门，全光逻辑异或门i浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoFALL．oPT

7、ICALLoGICGATESBASEDoNF、7I，MEFFECTINHIGHNONLINEARFIBERABSTRACTAll-opticallogicgateisakeycomponentinall·opticalnetwork，andcallbeappliedtosignalregenerationandopticalpacketmutingandSOoninnetworknodes．Itsperformancedirectlydetermineswhethertheall-opticalnetwork(AON)canworksmoothly．T

8、herefore，improvingtheresponsespeedofopticallogi