基于SOA的全光邏輯門.pdf

1、未來高速光網(wǎng)絡(luò)要求避免電子瓶頸，實(shí)現(xiàn)全光信號處理，而全光邏輯門作為其中的關(guān)鍵器件，近年來受到越來越廣泛的關(guān)注。半導(dǎo)體光放大器（SOA）因其體積小、工作波長范圍寬、響應(yīng)時間短等優(yōu)點(diǎn)，成為研制高速全光邏輯器件的首選。本文在國家基礎(chǔ)研究重大發(fā)展項(xiàng)目（G2000036605）、國家高科技發(fā)展項(xiàng)目（G2002AA312160）、國家自然科學(xué)基金（G60407001）的支持下，對基于半導(dǎo)體光放大器的全光邏輯門進(jìn)行了較為完善的理論和實(shí)驗(yàn)研究，取得了一

2、定的研究成果。主要內(nèi)容及研究成果如下： (1) 在廣泛查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，闡述了全光邏輯門的研究背景、全光邏輯門在全光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，綜述了國內(nèi)外基于半導(dǎo)體光放大器實(shí)現(xiàn)全光邏輯門的研究概況，提出了兩個交叉增益調(diào)制型全光邏輯門的新型方案。 (2) 從載流子濃度的速率方程和光功率傳輸方程出發(fā)，基于半導(dǎo)體光放大器的分段模型，研究了半導(dǎo)體光放大器的靜態(tài)和動態(tài)增益特性。 (3) 提出了一個用半導(dǎo)體光纖環(huán)形腔實(shí)現(xiàn)全光或

3、非門的新型方案。建立了半導(dǎo)體光纖環(huán)形腔的理論模型，并在此基礎(chǔ)上模擬了全光或非門的工作過程，對理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。最后在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行了驗(yàn)證，得到10Gb/s、20Gb/s和40Gb/s的邏輯或非的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析了一些重要實(shí)驗(yàn)參數(shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 (4) 提出了一個用級聯(lián)單端半導(dǎo)體光放大器實(shí)現(xiàn)全光與門和或非門的新型方案。建立了級聯(lián)單端半導(dǎo)體光放大器方案的理論模型，并在此基礎(chǔ)上模擬了全光邏輯與和邏輯或非的工作過程，并對理論