光纖通信的迅速發(fā)展得益于光纖傳輸?shù)莫毺貎?yōu)勢。全光網(wǎng)可以提高光纖傳輸速率,并能夠充分利用光纖的帶寬容量,其中必不可缺的器件是全光波長轉(zhuǎn)換器和全光邏輯門。量子點半導體光放大器(Quantum-dot Semiconductor Optical Amplifier,QD-SOA)優(yōu)良的非線性特性使其在全光信號處理中得到廣泛關注。本文基于QD-SOA的三維受限理論模型,對求解光場基本傳輸方程和三能級躍遷速率方程使用分段法、牛頓法和四階龍格-庫塔法,并應用交叉增益調(diào)制效應(Cross-Gain Modulation,XGM)進行數(shù)值模擬仿真,分析了QD-SOA的增益飽和特性。在波長轉(zhuǎn)換方面討論了基于QD-SOA-XGM的全光波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程中的增益恢復時間和轉(zhuǎn)換效率。本文還應用QD-SOA的XGM效應建立了QD-SOA級聯(lián)結(jié)構(gòu)的全光邏輯與門和QD-SOA并聯(lián)結(jié)構(gòu)的全光邏輯與非門的仿真模型,并模擬仿真了兩種全光邏輯門的輸出性能。主要內(nèi)容如下:1.對全光波長轉(zhuǎn)換器和全光邏輯門的背景、實際應用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等做了簡要說明,并概括了基于不同效應的實現(xiàn)方案。2.在利用QD-SOA的光場傳輸方程和載流子...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 QD-SOA型波長轉(zhuǎn)換器
    1.3 QD-SOA型全光邏輯門
    1.4 本文的工作安排
第2章 QD-SOA的基本原理
    2.1 引言
    2.2 QD-SOA的理論模型
        2.2.1 QD-SOA的工作原理
        2.2.2 QD-SOA的靜態(tài)模型
        2.2.3 QD-SOA的仿真過程
    2.3 QD-SOA的增益特性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 QD-SOA-XGM型波長轉(zhuǎn)換器
    3.1 引言
    3.2 波長轉(zhuǎn)換仿真結(jié)果
    3.3 增益恢復時間
        3.3.1 注入電流與GRT的關系
        3.3.2 最大模式增益與GRT的關系
        3.3.3 有源區(qū)寬度與GRT的關系
        3.3.4 WL到ES的躍遷時間與GRT的關系
        3.3.5 ES到GS的躍遷時間 與GRT的關系
    3.4 轉(zhuǎn)換效率
        3.4.1 探測光功率與轉(zhuǎn)換效率的關系
        3.4.2 泵浦光功率與轉(zhuǎn)換效率的關系
        3.4.3 脈沖寬度與轉(zhuǎn)換效率的關系
        3.4.4 最大模式增益與轉(zhuǎn)換效率的關系
    3.5 本章小結(jié)
第4章 QD-SOA-XGM型全光邏輯與門
    4.1 引言
    4.2 工作原理
    4.3 QD-SOA各參數(shù)對與門輸出效果的影響
        4.3.1 峰值功率對邏輯與門性能的影響
        4.3.2 有源區(qū)寬度對邏輯與門性能的影響
        4.3.3 注入電流對邏輯與門性能的影響
        4.3.4 最大模式增益對邏輯與門性能的影響
        4.3.5 損耗系數(shù)對邏輯與門性能的影響
    4.4 參數(shù)選擇后結(jié)果對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 QD-SOA-XGM型全光邏輯與非門
    5.1 引言
    5.2 工作原理
    5.3 QD-SOA各參數(shù)對與門輸出效果的影響
        5.3.1 峰值功率對邏輯與非門性能的影響
        5.3.2 有源區(qū)寬度對邏輯與非門性能的影響
        5.3.3 注入電流對邏輯與非門性能的影響
        5.3.4 最大模式增益對邏輯與非門性能的影響
        5.3.5 損耗系數(shù)對邏輯與非門性能的影響
    5.4 參數(shù)選擇后結(jié)果對比分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3899223