適用于差分相移鍵控信號的全光邏輯運算.pdf

1、研究新型調(diào)制格式的高速全光邏輯操作對未來的智能高速全光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有著重要的意義。半導(dǎo)體光放大器以其尺寸小、功耗低及響應(yīng)時間短等優(yōu)點，成為研究全光邏輯的首選器件。本文在國家自然科學(xué)基金資助項目(60877056)和國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2011CB301704)的支持下，依托實驗室現(xiàn)有的40Gb/s高速光通信平臺和超快半導(dǎo)體光放大器(SOA)對RZ-DPSK信號的邏輯最小項及其復(fù)雜邏輯的產(chǎn)生進(jìn)行了理論和實驗研究，取得

2、了一定的研究成果。主要內(nèi)容及研究成果如下：
　　 (1)在廣泛閱讀國內(nèi)外學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，介紹了全光邏輯運算的研究背景及意義，以及研究新型調(diào)制格式全光信號處理的意義，總結(jié)概括了基于半導(dǎo)體光放大器的全光邏輯操作的國內(nèi)外研究進(jìn)展情況，在其中從優(yōu)選出針對DPSK 信號基于SOA的交叉增益調(diào)制和瞬態(tài)交叉相位調(diào)制兩種效應(yīng)實現(xiàn)全光邏輯操作作為本文的工作重點。
　　 (2)介紹了DPSK信號調(diào)制及解調(diào)的原理及理論模型，對DPSK信號的

3、調(diào)制和解調(diào)進(jìn)行了簡化模擬；著重介紹了SOA超快響應(yīng)模型及其級聯(lián)失諧濾波器的理論模型，模擬了兩路輸入、三路輸入RZ-DPSK信號的調(diào)制、解調(diào)及基于交叉增益調(diào)制和瞬態(tài)交叉相位調(diào)制的邏輯操作。
　　 (3)介紹了邏輯最小項的概念、性質(zhì)及研究意義，分析了利用SOA產(chǎn)生邏輯最小項的方法；介紹了延時干涉儀的原理、結(jié)構(gòu)及邏輯功能。研究了差分相移鍵控信號的全光邏輯最小項的產(chǎn)生，關(guān)鍵點在于將RZ-DPSK信號通過延時干涉儀轉(zhuǎn)換為OOK信號，利用成

4、熟的OOK信號的邏輯操作方法擴大DPSK信號的邏輯操作領(lǐng)域。對兩路、三路輸入的RZ-DPSK信號的全光邏輯最小項產(chǎn)生進(jìn)行了40Gb/s的實驗驗證，并且對實驗裝置及結(jié)果進(jìn)行了分析與討論。最終得到的邏輯輸出結(jié)果正確，消光比大于10dB，眼圖張開度較好，均具有進(jìn)一步組合或級聯(lián)的可行性。
　　 (4)在全光邏輯最小項產(chǎn)生的基礎(chǔ)上，通過實驗實現(xiàn)了幾種基于全光邏輯最小項的復(fù)雜邏輯的產(chǎn)生，包括40Gb/s可重構(gòu)的兩路輸入RZ-DPSK信號的全