鬼佬大哥大
  • / 7
  • 下載費用:30 金幣  

基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510485873.0

申請日:

2015.08.07

公開號:

CN105068357A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):G02F 3/00申請公布日:20151118|||實質審查的生效IPC(主分類):G02F 3/00申請日:20150807|||公開
IPC分類號: G02F3/00 主分類號: G02F3/00
申請人: 天津大學
發明人: 李茜; 金杰; 張強; 王冰
地址: 300072天津市南開區衛津路92號
優先權:
專利代理機構: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201 代理人: 李素蘭
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510485873.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.04.24|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門,包括三個第一線性光放大器、三個濾波器以及一個加法器;第一線性光放大器的輸入信號包括作為探測光的連續光CW和作為強抽運光的第一信號光A,得到第一級輸出信號光;第一級輸出信號光作為探測光、第二信號光B作為強抽運光一起輸入第二級輸出的第二線性光放大器,得到第二級輸出信號光一,實現信號光和的邏輯“與”運算;第一級輸出信號光作為強抽運光,信號光B作為探測光一起輸入第二級輸出的第三線性光放大器,得到第二級輸出信號光二A·B,實現信號光A和B的邏輯“與”運算;將所述第二級輸出信號一和第二級輸出信號二相加,實現邏輯“或”運算,即得到。本發明實現的邏輯門電路結構簡單且兼具實用性。

權利要求書

1.一種基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門,其特征在于,該邏輯同
或門包括三個線性光放大器,即作為第一級輸出的第一線性光放大器、作為第二級輸
出的第二線性光放大器和第三線性光放大器;三個濾波器,即第一濾波器、第二濾波
器和第三濾波器,以及一個加法器;其中:所述第一線性光放大器的輸入信號分別包
括作為探測光的連續光CW和作為強抽運光的第一信號光A,經所述第一濾波器濾
波處理,得到第一級輸出信號光所述第一級輸出信號光作為探測光、第二信
號光B作為強抽運光一起輸入所述第二級輸出的第二線性光放大器,經所述第二濾波
器濾波,得到第二級輸出信號光一實現信號光和的邏輯“與”運算;所
述第一級輸出信號光作為強抽運光,信號光B作為探測光一起輸入所述第二級輸
出的第三線性光放大器,得到所述第二級輸出信號光二A·B,實現信號光A和B的邏
輯“與”運算;所述第二級輸出信號光一所述第二級輸出信號二A·B分別經所
述第三濾波器、所述第三濾波器濾波處理,作為所述加法器的輸入,所述加法器將
所述第二級輸出信號一和所述第二級輸出信號二相加,實現邏輯“或”運算,即
得到
2.如權利要求1所述的基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門,其特征
在于,選擇探測光波長在1530nm附近、抽運光波長在1570nm附近、連續光CW的
光功率為3mW、LOA的注入電流為100mA、信號光A和B的功率P=10mw,波長λ
在1560nm-1580nm時,獲得最佳的邏輯輸出結果。

說明書

基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門

技術領域

本發明涉及全光通信邏輯運算技術領域,特別是涉及一種基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯運算器件。

背景技術

相關現有技術包括:

一、全光邏輯門器件:全光信號處理技術在通信和計算領域,被廣泛地用作交換、判決、再生以及一些基礎或復雜的光運算,光運算的關鍵在于全光邏輯門器件。當前,研制高速全光邏輯器件的首選是半導體光放大器(SOA),具有體積小、易集成、工作波長范圍寬、動態特性好等優點。SOA型全光邏輯門有多種實現方案,主要是利用SOA的四種非線性效應,即交叉相位調制(XPM)、交叉增益調制(XGM)、交叉偏振調制和四波混頻。其中,基于XGM的邏輯門結構簡單,邏輯功能的實現僅依賴于光功率,而不需要精確地控制光的相位。

二、交叉增益調制(XGM)效應,其工作原理為:兩路信號光A和可調諧激光器提供的連續光(探測光)送入LOA。在LOA中可以實現基于XGM效應的波長轉換,信號光攜帶的信息會轉換到探測光上,但輸出與原信號反相的信號,如圖1所示。

三、線性光放大器(LOA):作為一種新型半導體光放大器,在光放大領域中獨顯魅力,倍受人們關注。這種光放大器采用CrossCavityTM技術:使用內置的激光器結構,在行波半導體光放大器利用有源區兩側的分布式布拉格反射鏡(DBR)建立垂直光場(VCL)來形成增益鉗制,以增大增益線性范圍,減少信道間串擾。LOA在非線性領域中的應用是當前國內外研究的焦點,其方案在波長轉換、光信號再生、時鐘信號恢復等實驗中獲得了比傳統SOA方案性能更加優秀的信號。在國內,已有利用LOA實現了全光邏輯異或門的研究,驗證了LOA是一種有發展潛力的全光信號處理器件,而利用LOA實現同或門的研究還沒有相關的報道。

發明內容

基于上述現有技術存在的問題,本發明提出了一種基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門,利用線性光放大器LOA構成了邏輯同或門電路,實現了光信號的同或邏輯運算。

本發明公開了一種基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門,該邏輯同或門包括三個線性光放大器,即作為第一級輸出的第一線性光放大器、作為第二級輸出的第二線性光放大器和第三線性光放大器;三個濾波器,即第一濾波器、第二濾波器和第三濾波器,以及一個加法器;其中:所述第一線性光放大器的輸入信號分別包括作為探測光的連續光CW和作為強抽運光的第一信號光A,經所述第一濾波器濾波處理,得到第一級輸出信號光所述第一級輸出信號光作為探測光、第二信號光B作為強抽運光一起輸入所述第二級輸出的第二線性光放大器,經所述第二濾波器濾波,得到第二級輸出信號光一實現信號光和的邏輯“與”運算;所述第一級輸出信號光作為強抽運光,信號光B作為探測光一起輸入所述第二級輸出的第三線性光放大器,得到所述第二級輸出信號光二A·B,實現信號光A和B的邏輯“與”運算;所述第二級輸出信號光一所述第二級輸出信號二A·B分別經所述第三濾波器、所述第三濾波器濾波處理,作為所述加法器的輸入,所述加法器將所述第二級輸出信號一和所述第二級輸出信號二相加,實現邏輯“或”運算,即得到

本發明實現的邏輯門電路結構簡單且兼具實用性。

附圖說明

圖1為基于LOA-XGM波長轉換示意圖;

圖2為全光邏輯同或運算的理論模型圖;

圖3為全光邏輯同或運算結果。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細描述,這些實施方式若存在示例性的內容,不應解釋成對本發明的限制。

在前期對于基于LOA-XGM全光邏輯運算研究的基礎上,提出了基于LOA-XGM原理來實現全光邏輯同或門的方案,并從LOA有源區內載流子密度、垂直光場光子密度速率方程以及光功率傳輸方程出發,通過Simulink建模計算,實現了LOA全光邏輯同或門的運算。

基于LOA-XGM原理的邏輯門工作原理簡單,易于實現,本發明提出了實現兩路信號的全光邏輯同或運算的方案。如圖2所示,利用Simulink建模,模擬了LOA全光邏輯同或門運算的結果。該邏輯門包括3個LOA、3個濾波器和一個加法器,即:作為第一級輸出的第一線性光放大器LOA1,作為第二級輸出的第二線性光放大器LOA2和第三線性光放大器LOA3。所述第一線性光放大器LOA1的輸入信號分別包括作為探測光的連續光CW(波長λ1)和作為強抽運光的信號光A(波長λ2),經第一濾波器,得到第一級LOA1輸出當第一級LOA1輸出信號光作為探測光,信號光B(波長λ3)作為強抽運光一起輸入LOA2時,第二級LOA2的輸出為即實現了信號光和的邏輯“與”運算;當第一級LOA1輸出信號光作為強抽運光,信號光B(波長λ3)作為探測光一起輸入LOA3時,第二級LOA3的輸出為即實現了信號光A和B的邏輯“與”運算;最后將第二級LOA2和LOA3的輸出結果相加即得到邏輯“或”運算結果。

兩束進入LOA的探測光和抽運光的功率大小以及輸入光波長是影響邏輯運算的重要參數,選取最優參數設置通過數值模擬實現了最優的全光邏輯同或的運算如圖3所示。A和B兩路信號的邏輯同或運算真值表如表1所示。

表1、邏輯NXOR的真值表

當信號光A和B為比特“1”時,會消耗LOA1載流子密度,CW經過LOA1被飽和吸收,輸出為“0”;

第一線性光放大器LOA1,連續光CW經過LOA1后被飽和吸收,輸出為“0”;只有當信號光A和B為比特“0”時,連續光CW才能經過LOA1和LOA2得到放大,輸出為“1”。

本發明的最佳實施描述如下:

利用三個LOA,基于交叉增益調制原理進行邏輯同或運算。每個LOA的工作電流為100mA,周期信號光A和B的碼型為“101010101010”(周期為200ps)和“110011001100”(周期為400ps),選取探測光CW光功率P=3mw,波長λ>1530nm,信號光A和B的光功率P=10mw,波長λ<1560nm時,輸出邏輯同或運算結果有較大的失真;探測光CW功率P=3mw,波長λ在1520nm-1540nm范圍,信號光A和B的功率P=10mw,波長λ在1560nm-1580nm時,輸出邏輯同或運算結果較優;(例如,CW光功率為3mw時,通過LOA的分段模型進行數值模擬,探測光波長選取為1530nm,抽運光波長選在1570nm,LOA的注入電流為100mA時能得到較優的運算結果。)如果選取探測光CW光功率過大或過小,也會造成輸出邏輯同或運算結果有較大的失真。因此,探測光和信號光的功率和波長的選取是直接影響邏輯同或輸出運算結果的重要參數。

關 鍵 詞:
基于 線性 放大器 XGM 效應 邏輯
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:基于線性光放大器XGM效應的全光邏輯同或門.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6385829.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大