DPSK信號的全光數(shù)字邏輯運算研究.pdf

1、適用于先進調制格式的高速全光數(shù)字邏輯運算是超高速大容量超長距離全光通信網(wǎng)絡的關鍵技術。半導體光放大器(SOA)因為具備良好的非線性特性,并且具有可集成性,適合用來制作全光邏輯功能器件,從而得到了廣泛的應用。本文在國家自然科學基金資助面上項目(60877056)、國家杰出青年科學基金資助項目(61125501)、國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)資助項目(2011CB301704)的支持下,依托實驗室的40Gbit/s高速光通信平臺和

2、超快SOA對歸零碼差分相移鍵控信號(RZ-DPSK)的邏輯最小項、最大項等基本邏輯單元的構建以及全光可重構全加器和全減器進行了理論和實驗研究,取得了一定的研究成果。主要內容及研究成果如下:
　　(1)在廣泛閱讀國內外學術文獻的基礎上,介紹了全光數(shù)字邏輯運算的研究背景及意義,特別是研究先進調制格式全光邏輯的意義?？偨Y概括了基于SOA中非線性效應的全光邏輯操作的國內外研究進展情況,從中選取了基于SOA交叉增益調制(XGM)和瞬態(tài)交叉相

3、位調制(T-XPM)效應的SOA級聯(lián)失諧濾波器結構,并結合延時干涉儀(DI)對DPSK信號的全光邏輯操作進行研究。
　　(2)介紹了SOA超快動態(tài)模型和SOA級聯(lián)失諧濾波器的理論模型;針對DPSK信號,分析了DI對其差分解調的功能。通過MATLAB軟件對RZ-DPSK信號的解調及基于SOA級聯(lián)失諧濾波器結構執(zhí)行AB、NOR等邏輯操作進行了模擬分析。
　　(3)介紹了邏輯最小項和最大項的概念、性質及研究意義,基于SOA級聯(lián)失諧

4、濾波器的原理,利用DI對DPSK信號差分解調同時輸出原碼和反碼的性質,提出一種可以實現(xiàn)多路輸入可重構、可擴展的全光邏輯運算構建單元的方案。實驗研究了兩路和三路40Gbit/s RZ-DPSK信號的全部邏輯最小項和最大項,并且對實驗裝置及結果進行了分析與討論。結果表明,所有輸出邏輯最小項和最大項均具有良好的性能,該方案可以進一步用來構建任意復雜的邏輯運算。
　　(4)研究了兩種全光可重構全加器和全減器的方案。利用SOA中的四波混頻(