本文關鍵詞：BPSK光信號光子晶體全光邏輯器件的設計與性能優(yōu)化

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【摘要】：未來的通信網(wǎng)將朝著全光網(wǎng)絡的目標發(fā)展。全光邏輯器件是用于全光尋址鑒別、光分組交換、光子運算等快速高容量全光信息處理中的重要組件。光子晶體器件的學術探索與運用為有朝一日實現(xiàn)大規(guī)模集成光路奠定了堅實的基礎,光子晶體集成材料可以構建低功耗、強對比度、高傳輸率以及易于集成的全光邏輯器件。采用基于光相位調(diào)制的光信號可以提高光信道的波段利用率、延長傳輸距離。故而,對于光相位調(diào)制信號光子晶體全光邏輯器件的研究具有重要意義。本論文提出了多種適用于BPSK光信號的光子晶體全光邏輯器件結構,并對其進行了優(yōu)化設計與性能分析。論文主要完成了以下工作。(1)光相位調(diào)制信號全光XOR/XNOR邏輯門的設計與遺傳算法在全光XOR/XNOR邏輯門優(yōu)化和性能分析中的應用。使用C++語言編程將遺傳算法引入光相位調(diào)制信號三角晶格結構的二維光子晶體全光XOR/XNOR邏輯門的性能優(yōu)化中,通過迭代優(yōu)化得到該邏輯門多模波導區(qū)域兩端介質(zhì)柱的半徑r1最優(yōu)值；提出光相位調(diào)制信號正方形晶格結構的全光XOR/XNOR邏輯門,并對其進行綜合優(yōu)化設計；通過MEEP軟件包計算得到該邏輯門在整個C-Band (1530-1565nm)波段內(nèi)XOR/XNOR操作的邏輯對比率始終大于15dB。(2)光相位調(diào)制信號光子晶體全光AND、NOR、NOT邏輯門與半加器的設計優(yōu)化與性能分析。利用光相位調(diào)制信號全光XOR/XNOR邏輯門,可以將相位信息轉變?yōu)榉刃畔⒌奶匦?將兩個光相位調(diào)制信號全光XOR/XNOR邏輯門與一個光強度調(diào)制信號全光AND邏輯門級聯(lián)組合,然后對該組合的結構進行優(yōu)化設計與偏置信號變換,得到了適用于光相位調(diào)制信號的全光AND、NOR、NOT邏輯門及全光半加器。通過MEEP軟件仿真得到的結果表明,在整個C-Band (1530-1565nm)波段內(nèi),光相位調(diào)制信號全光AND邏輯門、NOT邏輯門、NOR邏輯門和半加器的和數(shù)輸出位S與進位輸出位C,在執(zhí)行相應邏輯操作時分別具有不低于22dB、11dB、17dB、10dB、13dB的邏輯對比率。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1;TN791

【參考文獻】

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1 孫艷豐，，王眾托;遺傳算法在優(yōu)化問題中的應用研究進展[J];控制與決策;1996年04期

本文編號：1171208