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相似文献
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1.
半导体光放大器增益及发光特性的理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
半导体光放大器(SOA)的非线性特性在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用.研究了注入电流、入射光波长及SOA有源区长度对SOA增益和发光功率的影响.数值模拟结果表明:注入电流的增加,会引起载流子浓度的增加,且使SOA增益趋于饱和的速率加快;不同的SOA模型存在一个最佳输入光波长,在此波长附近有较好的增益特性;加长半导体光放大器有源区长度可获得更大增益,同时提高了器件的响应速率.  相似文献   

2.
基于单个半导体光放大器的高速多功能逻辑门   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
董建绩  张新亮  王阳  黄德修 《物理学报》2008,57(4):2222-2228
采用半导体光放大器(SOA)中的非线性效应可以实现多种多样的高速全光信号处理. 利用SOA的非线性效应(包括四波混频、交叉增益调制、瞬态交叉相位调制等)实现了多种功能的逻辑运算,包括“与”、“或非”、“同或”、“或”和“非”. 由于SOA用于全光信号处理的调制速率受到增益恢复时间较慢的限制而无法实现高速的信号处理,在SOA后面级联一个带宽为0.32nm的失谐滤波器可以提高SOA的工作速率,仅用一个SOA实现了40Gbit/s的多功能逻辑门. 关键词: 半导体光放大器 全光逻辑门 瞬态交叉相位调制  相似文献   

3.
对相位调制光通信系统进行幅度和相位的同时再生十分必要。采用半导体光放大器(SOA)作为非线性媒介,搭建一个非线性的马赫曾德尔干涉仪作为再生器,利用SOA的增益特性,在锁相本地振荡抽运源的驱动下,实现对相位调制信号的幅度和相位的同时再生。理论推导了入射光信号经过基于SOA的再生器后的光场分布公式;讨论了不同入射信号光功率下,抽运光与信号光的相位差对信号功率增益的影响,给出了入射光的最优参数;数值仿真了带有噪声的相位调制信号再生前后的相位分布、强度分布和误码率。研究结果表明,基于SOA的光再生器有良好的再生效果。  相似文献   

4.
在全光网和全光信号处理中,半导体光放大器(SOA)因其优良的非线性特性和快速响应特性而得到了广泛应用。增益恢复时间是表征SOA响应速度的关键参数。研究了增益恢复时间与SOA工作参数的关系,理论上得到动态增益特性、增益恢复时间与各参数之间的关系,并参考实际参数,进行了数值模拟。模拟结果表明,增加腔长、减小横截面积、增大注入电流、增大CW辅助光功率、增大探测光功率,均可提高SOA的响应速度。  相似文献   

5.
不经过光电转换的全光相位调制是实现无电中继的相干通信的关键技术之一。半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier,SOA)由于具有非线性系数高、体积小等优点成为全光相位调制系统的关键器件。但因SOA中交叉相位调制与交叉增益调制同时存在,使目前基于SOA的相位调制信号不可避免地产生功率起伏,影响了信号质量。为此,提出了一种利用差动平衡信号控制级联SOA的全光相位调制方案,分析了方案原理,并实验实现了全光相位调制,消除了相位调制过程中因SOA交叉增益调制效应产生的波形起伏,完成了原理验证。该调制方案对实现高阶编码格式的全光波长变换,提升网络的灵活性和扩展性具有重要意义。  相似文献   

6.
为满足半导体光放大器(SOA)在光纤到户FTTH系统接入网中的广泛应用,提出了基于光纤光栅外腔反馈型GC-SOA结构的全光增益机制,窄线宽激光光源经可变衰减器、隔离器和光纤光栅注入到SOA中,SOA的输出光经隔离器和光纤光栅送至光谱分析仪,通过光纤光栅反馈输入SOA形成钳制激光。对GC-SOA的阈值特性、增益特性及开关特性进行分析,结果表明:当注入电流小于GC-SOA的阈值电流时,增益随注入电流的增加而增加;当注入电流大于GC-SOA的阈值电流后,其增益不再随注入电流的变化而变化,实现了SOA的增益稳定,使SOA的饱和输出功率得到了提高。  相似文献   

7.
新型全光逻辑与门的理论和实验研究   总被引:8,自引:0,他引:8       下载免费PDF全文
张新亮  董建绩  王颖  黄德修 《物理学报》2005,54(5):2066-2071
提出一种基于级联单端半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制效应的新型全光逻辑与门, 建立了该方案的理论模型,数值模拟和实验实现了10Gb/s的全光逻辑与运算功能,分析了逻辑与运算结果与输入信号功率和消光比之间的关系,理论分析结果与实验结果相符合. 关键词: 半导体光放大器 交叉增益调制 全光逻辑与门  相似文献   

8.
半导体光放大器(SOA)是具有优良非线性效应的光子器件,在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用。从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发,建立了基于SOA的交叉增益调制波长变换理论模型,并利用分段模型分析方法,对SOA的交叉增益调制波长变换的消光比特性进行了详细的研究。研究结果表明,适当增大信号光功率、减小探测光功率并选择合适的波长差和SOA长度,可以有效地提高传输信号的消光比。  相似文献   

9.
提出了一种利用有源非线性光纤同时实现信号放大和整形的方案.根据有源非线性光纤中导波光脉冲的四波混频耦合模方程,采用对称分步傅里叶算法计算了光纤中增益分布对系统输入输出功率转移函数的影响,并给出了一种基于功率转移函数的全光2R再生性能评价方法(可用功率转移函数曲线上的三个特征点来表征).分析了增益泵浦方式、增益大小以及光纤长度对数据泵浦四波混频2R再生性能(包括输入消光比、输出消光比、消光比提升以及饱和增益等)的影响.研究表明,在同向增益泵浦情形下,提高泵浦功率可以有效提高全光2R再生器的饱和增益特性,并且使空号/传号的输入阈值功率减小;增加光纤长度同样可以有效提高再生器的饱和增益,但它会增加空号/传号的输入阈值功率.上述结论可为基于有源非线性光纤的全光2R再生器研制提供理论指导.  相似文献   

10.
掺半导体玻璃波导光栅耦合高速全光开关   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
马少杰  郑杰 《发光学报》1997,18(1):75-77
非线性光学器件的主要应用目的之一是全光信号处理,非线性光波导象其它非线性光学器件一样,也已被广泛地应用于全光信号处理方面的研究,如人们已采用棱镜波导非线性分布耦合方式来实现全光限幅、全光开关和全光双稳等研究[1,2].在非线性光波导器件中,由于光被束缚在微米尺寸的光波导中传输,而大大增加了光功率密度,因此,在光与非线性光波导的相互作用过程中可以大幅度地降低非线性效应的阈值功率,提高全光信号处理的灵敏度.此外,非线性光波导器件的小型化、集成化等优点更吸引人们去进行深入的研究.  相似文献   

11.
王文痞  于晋龙  韩丙辰  郭精忠  罗俊  王菊  刘毅  杨恩泽 《物理学报》2012,61(8):84214-084214
提出了一种新型的基于高非线性光纤(HNLF)中非线性 偏振旋转(NPR)效应的全光逻辑门实现方案. 将两路非归零码数据信号A和B以及一路直流光同时注入HNLF, 光功率变化导致的非线性双折射在两个偏振分量上引入非线性相对相移, 从而导致光信号的偏振态旋转. 在HNLF输出端, 通过波分解复用器和偏振分束器同时滤出数据信号和直流光的正交偏振态, 从而同时实现多种基础组合逻辑, 并可以在同一段HNLF中实现较为复杂的半加器、半减器逻辑功能. 理论分析了信号光在HNLF中的偏振态演化, 以及利用HNLF中的NPR效应同时实现多种全光逻辑门的原理. 并在实验中得到了10 Gbit/s全光信号"与”、"非”、"或”、"同或”、"异或”、"A· B”、"A·B”、半加器、半减器等逻辑功能, 验证了方案的可行性.  相似文献   

12.
A scheme for a high-speed wavelength encoded all-optical S–R flip-flop (or a digital memory cell for storing of optical bits) based on wavelength conversion (MZI) in semiconductor optical amplifier (SOA) and phase conjugation system (PCS) is proposed. The switching action of semiconductor optical amplifier (SOA) does not give too high operational speed because of electrical pumping power. But optical phase conjugation mechanism gives us ultrahigh operational speed. So, joint use of them gives rise to a more high speed system comparatively to only SOA based switches. Here two logic states of the whole system is encoded by two wavelengths as well as frequencies, since the information in the bit is unaffected throughout the communication not having regard to the loss of light energy due to reflection, refraction polarization, etc.  相似文献   

13.
Various proposed optical computing devices involve nonlinear optical operation and use semiconductor optical amplifier (SOA)-based switches as fundamental elements for logic operations. Due to the nonlinear operation, these devices suffer from high power that causes problems in very large-scale optical integration. In this paper, a method is proposed to implement arithmetic operations using a photonic crystal (PhC) cell and eliminate the SOA-based switches altogether. The proposed method is employed on designing an all-optical full adder/subtractor circuit that requires only beam combiners and photonic crystal NOT gates.  相似文献   

14.
Spectrum-slicing techniques employing incoherent light are an economic, practical and therefore attractive solution for future all-optical networks, especially for wavelength-division multiplexing (WDM) transmission systems in local area networks (LAN). However, spectrum-sliced methods exhibit a large excess intensity noise factor that limits the performance of the system. In this paper, we investigate noise suppression of spectrum-sliced incoherent light using a saturated semiconductor optical amplifier (SOA). The system incorporating the noise reducing SOA is modeled and simulated using OptSim software, and the results are compared to practical schemes from the literature. Performance comparisons are made with two different broadband sources test-beds. The characteristics of the SOA gain saturation are also presented. In both cases, it is found that a high degree of intensity noise is suppressed by the use of the non-linear gain saturation characteristics of the SOA so as to achieve better system performance. The position of a modulator in the system is also investigated in order to greatly reduce the excess intensity noise.  相似文献   

15.
A. Kotb  S. Ma  N.K. Dutta 《Optics Communications》2011,284(24):5798-5803
The performances of all-optical logic gates XOR, AND, OR, NOR and NAND based on semiconductor optical amplifier (SOA) have been simulated including the effects of amplified spontaneous emission (ASE). For the parameters used, all-optical logic gates using SOA are capable of operating at speed of 80 Gb/s.  相似文献   

16.
A novel ultrahigh-speed all-optical half subtracter based on four-wave mixing (FWM) in a single semiconductor optical amplifier (SOA) is proposed. This scheme only requires a single SOA and two input signals without additional light source, so it is quite simple and compact. Due to the polarization-shift-keying (PolSK) modulated signals being used in this scheme, pattern-dependent degradation can be avoided. By numerical simulation, dependence of the critical factors of the logic gate performance, e.g., the output power of logic 1 and extinction ratio (ER), on two input signals power is investigated. In addition, the effect of the gain polarization dependence of SOA is analysed.  相似文献   

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