一、Multi-Wavelength Conversion Using FP-LD with Linear Optical Amplifier（论文文献综述）
高文杰[1]（2021）在《基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现》文中认为通信量的爆炸式增长以及与之相关的巨大带宽需求,面向新兴多媒体业务与互联网业务,密集波分复用技术经过了数十年研究与发展,始终是光传输网络的研究热点。密集波分复用技术能够提供更高的通信容量,提高传输效率,扩宽网络宽带业务。是未来实现全光网络通信的基础。全光网络是未来光传输网络的必然趋势。目前,市场对全光网络的需求与日俱增。全光波长转换作为全光网络的核心技术,是本文研究的重点。如何能够设计结构简单、易于集成、切换速度更快、延迟更低的快速全光波长转换系统,是提升全光网络性能的标准指标。快速全光波长转换技术的核心器件是光源以及波长转换器。因此在快速全光波长转换系统中,激光器以及波长转换器工作的稳定性和波长切换效率是系统设计的关键。因此,本文将对以下内容展开研究:（1）本文中基于半导体光放大器SOA的快速可调谐全光波长转换技术的研究,是根据目前学者对密集波分复用技术以及全光网络的研究进行调研并展开的。通过调研与分析,选取了快速可调谐全光波长转换方案中的核心器件:快速可调谐激光器MG-Y调制激光器与半导体光放大器SOA1117S。（2）本文基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术的开发,是在现有的软、硬件开发技术的基础上,对快速可调谐全光波长转换方案中的核心器件进行了合理的设计,包括了快速可调谐激光器的驱动稳定性、波长调谐稳定性,半导体光放大器的波长转换效率等。（3）本文基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术的实现,设计了一种并实现了纯光交叉增益调制波长变换处理板,并完成2路输入光信号的波长变换。通过本系统,能实现多路波长光数据收发、波长转换、波长路由等功能。
胡春霞[2]（2021）在《外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究》文中指出混沌的遍历性,以及对初始条件的极度敏感性,相空间中的不规则运动等标志性特征适用于保密通信、混沌密码学、图像加密、多媒体版权保护等领域。半导体激光器（SL）是一种非线性器件,在外部扰动下所产生的混沌光信号具有随机性高、带宽大等优点,受到人们的青睐,被广泛用于混沌雷达、物理随机数的获取及混沌光通信等领域。基于SL的混沌光通信技术旨在从通信网络的物理层进行数据的保密传输,安全性更高,且能够与目前的商用光通信系统良好兼容,具有宽带、高速、低衰减等显着优势。为此国内外已投入了大量的人力和物力进行研究,但由于还处于初级阶段,即使已经取得了一定的成果,仍然还有许多问题值得探讨,比如如何提高信息传输能力等。弱谐振腔法布里-珀罗激光器（WRC-FPLD）是在传统法布里-珀罗激光器（FP-LD）基础上进行改进,研发出的一种新型半导体激光器。与FP-LD相比,WRC-FPLD具有相对较长的腔长和较低的前端面反射率,从而具有更小的模式间隔及更宽的增益谱。因此,在一定的波长范围内WRC-FPLD可以激发更多模式。在多信道物理随机数的获取、多信道混沌雷达、多信道混沌光通信及其他多信道相关应用领域具有广泛的应用前景。因此研究在外部扰动下,WRC-FPLD的混沌动力学特征具有重要意义。目前,虽然已有研究报道基于WRC-FPLD产生混沌信号的初步研究工作,但将该混沌信号应用于安全通信还有一些关键问题尚未解决。其中包括针对不同外部扰动下WRC-FPLD产生适合混沌光通信的优质混沌信号,合理构建基于WRC-FPLD的混沌同步系统,掌握同步质量对通信性能的影响,保密通信中其它关键参量对传输能力的影响等亟待解决的问题。基于上述分析,本文以WRC-FPLD为激光源,围绕WRC-FPLD在外部扰动下混沌信号的获取、基于混沌同步的混沌光通信系统的构建,对混沌光通信系统的同步质量和安全光通信的性能进行系统研究。主要研究内容如下:1.基于多模速率方程模型,采用数值方法研究了WRC-FPLD在光纤布拉格光栅（FBG）滤波反馈下的混沌动力学特征;采用Lang-Kobayashi方程结合FBG,建立描述FBG滤波反馈WRC-FPLD动力学行为的速率方程。通过调节FBG的布拉格频率和反馈因子k,WRC-FPLD不同的纵模可以成为激射模,通过进一步调节反馈因子,所选的激射模呈现混沌状态。固定FBG布拉格频率之后,通过改变反馈因子k,系统地研究了k的变化对混沌带宽的影响。结果显示混沌带宽随着k的增加先增大后减小。所得的结果与我们之前的实验结果进行了对比,发现混沌带宽随着k的变化趋势与实验得到的结果相似。此外,进一步系统研究了FBG的3 d B反射带宽和FBG布拉格频率与自由运转WRC-FPLD各纵模之间的频率失谐Δf对混沌带宽的影响,结果表明通过调节合适的反馈参数FBG,滤波反馈WRC-FPLD可以输出波长可调、带宽可控的宽带混沌信号。2.提出并实验验证了一种基于两个模式间隔相同的单向耦合WRC-FPLDs（主WRC-FPLD和从WRC-FPLD）同时产生多信道宽带混沌信号的方案。将自由运行主WRC-FPLD的输出注入到另一个从WRC-FPLD。由于主WRC-FPLD与从WRC-FPLD模式间距相同,因此他们对应模式的频率失谐一致。通过设定适当的注入功率和频率失谐,从WRC-FPLD的多个纵模可以被激发到混沌状态,从而提供多信道混沌信号。利用一个中心波长可调谐光滤波器（TOF）,实验检测了9个信道混沌信号的性能。实验结果表明,在不同的注入条件下(Δf=5 GHz和Pin=1.08 m W,Δf=1 GHz,Pin=276.04μW,Δf=5 GHz和Pin=1.27 m W)9个信道混沌信号的混沌带宽略有不同,分布在8～15 GHz的范围内。此外,在功率谱中可以看到,与总混沌信号相比,每个单信道混沌信号位于低频区域的能量都要比总混沌输出的能量高。随后,进一步系统研究了注入参数对单个信道混沌信号带宽的影响,首先固定频率失谐Δf,改变注入功率Pin。结果显示随着注入功率Pin的增加,混沌信号的带宽表现出先增大,然后降低的趋势。锁定注入功率Pin的情况下,随着Δf在-30 GHz到30 GHz之间的变化,单信道混沌信号带宽的变化呈现出了一个近似M形对称分布。最后,基于Lang-Kobayashi模型,给出了用于描述两个单向耦合WRC-FPLDs动力学态的速率方程,采用四阶Rung-Kutta算法数值模拟。通过计算不同模式时序的互相关函数,揭示了单模混沌信号功率谱中低频能量比总模混沌信号功率谱中低频能量低的物理本质是激光器内部的模式竞争。具有反相关系的模式叠加时,低频能量相互抵消。由于该方案结构相对简单,且具有同时生成多信道混沌信号的能力,可为WDM混沌光通信和多路高速随机数生成等相关应用领域提供多信道混沌源;3.提出并实验验证了一种利用两个具有相同模式间隔的WRC-FPLDs实现可切换载波波长的混沌保密通信方案。该方案中,一个滤波反馈WRC-FPLD（T-WRC-FPLD）被用作为发射器,另外一个具有相同模式间隔的WRC-FPLD（R-WRC-FPLD）作为接收器。通过调节可调光滤波器（TOF）的中心波长,然后配合适当的反馈功率,可以在T-WRC-FPLD中选择所需的模式成为激射模,并输出混沌信号。TOF的中心波长可以用来选择该混沌信号的中心波长。因此,在滤波反馈下T-WRC-FPLD可以提供具有可切换中心波长的混沌载波。T-WRC-FPLD输出的混沌信号被注入R-WRC-FPLD,并驱动R-WRC-FPLD以产生同步的混沌信号。在适当的注入强度下,T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间可以实现高质量混沌同步,实现载波波长可切换的混沌光通信。以T-WRC-FPLD中三个不同模式提供的三种不同混沌信号作为混沌载波为例,检测了该通信系统的性能。在优化系统工作参数后的实验中,三种情况中T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间的互相关函数都可以达到0.94以上。利用T-WRC-FPLD和R-WRC-FPLD之间的高质量混沌同步,在三种情况下,5 Gb/s的信息都可以被成功的加密解密,误码率显着低于3.8×10-3。该方案为密集WDM（DWDM）混沌光通信网络提供了一种潜在的方法。
邵龙[3]（2021）在《全光OOK/QPSK兼容再生技术研究》文中研究说明随着“5G”通信和物联网的高速发展,信息传输速率和带宽需求与日俱增,高速信息处理技术随之成为光纤通信领域的研究热点。作为未来高速全光网络核心技术,全光信息处理具有大带宽、低时延、调制格式透明等优势。光信号在长距离传输过程中会受到噪声和失真等劣化因素的影响,此时可采用全光再生技术来改善信号质量,避免传统光/电/光信息处理方式所带来的电子瓶颈、结构复杂等问题。针对相干和非相干光传输系统并存应用的现状,本文基于非线性光环镜（NOLM）和半导体光放大器（SOA）两种方案,开展能够兼容开关键控（OOK）和正交相移键控（QPSK）两种光调制格式的全光再生技术研究,进一步提高复杂网络环境下全光再生器的灵活配置功能。论文的主要研究内容和创新点如下:1.通过实验测试高非线性光纤中受激布里渊散射阈值随光纤长度的变化规律,优化了NOLM再生器中高非线性光纤的长度参数,并搭建了NOLM再生结构的仿真和实验平台,研究光纤耦合器对输入/输出功率转移函数（PTF）的影响。针对传统NOLM再生器工作区间受限的问题,创新性地提出基于保偏耦合器的非线性光环镜（PMC-NOLM）全光再生方案。实验表明,PMC-NOLM结构可大幅增加PTF的饱和区域,可再生输入功率范围超过15d B;当OOK光信号的输入功率为22.75d Bm时,可获得3.5d B的最大Q值提升。2.根据SOA理论模型中载流子速率方程与光场传输方程,研究了SOA中四波混频作用下光场振幅的准稳态演化过程。基于非线性SOA参量放大原理,通过优化泵浦与信号的功率比（PSR）,实现了OOK和QPSK的全光再生。（1）研究了SOA对OOK光信号码型失真的再生能力,分析了PSR、输入信噪比（SNR）、数据率和波长等因素的影响。实验表明,当PSR=9d B时,SOA再生器可使1550.92nm波长、10Gb/s光OOK失真信号的SNR提高3.9d B。（2）研究了SOA对10Gb/s光QPSK失真信号的噪声抑制性能,当PSR=13.6d B时,可再生的输入光信噪比（OSNR）范围为17.3～22d B,在输入OSNR为18.2d B处可获得3.2d B的最大SNR改善。
廖晓露[4]（2017）在《基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究》文中研究指明近年来,我国网络覆盖范围不断扩大,传输和接入能力不断增强,宽带技术取得显着进展,产业链已经初步形成,应用服务水平不断提升。物联网、云计算、数据中心、终端服务、车载网络、无线网络、可见光通信等等都将带来网络流量井喷式的发展。而波长路由技术能大大提高光通信网络的可靠性,光通道中的各段链路可采用多个波长,一旦在光通道中有空闲波长,其便可以用来构建新的光通路。这种波长路由技术,包括波长转换技术和光交叉连接技术,可以提高波长利用率,有效解决光交叉连接中的波长竞争、动态路由规划问题,以降低网络的阻塞率,提高网络的灵活性。本课题针对全光网络的需要,提出一种全光波长转换和路由系统,希望能够以V型耦合腔可调谐激光器为基础,将各个不同的有源无源器件单片集成在同一芯片上,从而能够在一定通信波长范围内,实现对光信号放大处理、转换波长、转发路由的功能。本文中V型耦合腔激光器（VCL）是一种基于半波耦合器选模,通过两个有微小光程差的谐振腔的游标效应实现大范围波长调谐并有很高的边模抑制比（SMSR）的激光器。它不需要光栅,制作工艺简单,十分便于集成。本文将基于VCL激光器提出多种方案,并通过仿真设计验证VCL半导体激光器的调谐范围扩展、窄线宽、准连续调谐、啁啾可控等性能。这种低成本高性能的可调谐激光器和多功能大规模集成度的光器件吸引了业界的关注,并成为目前发展的大趋势。本文结合V型耦合腔激光器,提出了延时马赫曾德干涉型（DI-MZI）的SOA交叉相位调制（XPM）波长转换结构,设计包括延时波导、多模干涉耦合器（MMI）、SOA、有源无源耦合器等器件,运用时域行波模型分析目前可实现40Gb/s归零码型全光波长转换的两种模型。本文针对单片集成的技术需求,希望通过quantum well offset、quantum well intermixing或者butt-joint集成平台的搭建,解决上述器件集成不兼容、制作工艺复杂等问题,重点探索了三种集成平台制作工艺。我们成功制作了全光路由芯片,测试实现2.5G的全光波长转换,这将是国内首个实现波长转换并路由的大规模光子集成器件,能缩小与世界先进研究水平差距。总而言之,设计和实现高速光子集成器件可大大减少光网络终端和节点设备的功耗和体积,是下一代光网络发展的关键技术。本课题聚焦于开发高性价比的半导体可调谐激光器,并推向产业应用;同时基于V型耦合腔可调谐激光器进一步探索超高集成度的光子路由器芯片,为未来全光路由技术打下基础。
杨正华[5]（2017）在《基于微纳光纤的黑磷全光调制和波长转换研究》文中认为新型二维材料黑磷自从被发现以来,由于其独特的二维结构及光电特性,已经受到了广大研究者的关注。值得注意的是,黑磷是一种极具潜力的超紧凑非线性光学介质,其具有优异的非线性系数。本文在实验上利用光沉积法成功制备出黑磷-微纳光纤复合结构,这种复合结构就是将黑磷的优异非线性效应（饱和吸收、光克尔效应）和微纳光纤自身的优势相结合,并在实验上此复合结构在全光纤系统中实现全光调制和波长转换。由于黑磷-微纳光纤复合结构具有饱和吸收效应,使得该非线性器件在全光纤系统中可用于实现全光调制及全光阈值。当黑磷-微纳光纤复合结构作用于全光纤系统时,该器件不但可通过泵浦光的强弱来调节信号的开/关状态,而且可用于提高信号的信噪比,实现了光调制器的消光比为4.7,以及光阈值器将脉冲信号的信噪比从3.54提高至17.5,光阈值器件的使用有助于进一步提高全光调制的质量。该器件可与全光纤系统无缝融合,有望在未来的全光网络中得到广泛应用。本文通过黑磷与微纳光纤波导相结合,成功在器件中观察到交叉相位调制以及四波混频现象,实现了消光比可达到26dB,波长工作转换范围为18nm以上的全光克尔光开关。同时实验结果表明本文所研究的黑磷新型二维材料具有优良的非线性光学效应,在全光纤系统中实现在通信波段的波长转换、光学信号的产生以及微型光电器件等方面具有巨大的应用和发展前景。
胡晓[6]（2017）在《石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究》文中进行了进一步梳理随着大数据、云时代、智慧城市的到来,高速光通信网络得到快速发展。光通信网络发展有以下三种发展趋势。一是不断提高光通信骨干网络传输信息的速度与容量,以满足信息传输需求。二是光通信网络节点信息处理呈现高速大容量、可调谐、可重构及灵活多功能等趋势,以匹配高速大容量的信息传输。三是光通信网络模块化、集成化是未来光通信的重要趋势。为了提高信息传输容量,可以采用先进高级调制格式和各种信息复用解复用技术。全光信号处理为缓解光通信网络节点信息处理与信息传输速率不匹配提供了有效解决方案。不断提高光电子器件集成度和性能是发展光通信器件的关键所在。石墨烯作为一种二维材料,具有优异独特的光电子学特性,结合现有通信光电子器件,在全光信号处理以及集成光电子器件领域越来越备受关注。本文开展了基于石墨烯的光信号处理以及光电子器件应用研究。具体内容如下:（1）理论研究了石墨烯基本光学特性和石墨烯制备工艺。（1）研究了石墨烯线性光学特性,如石墨烯电导率、介电常数。（2）研究了石墨烯非线性光学特性,主要是石墨烯三阶非线性。（2）实验制备了石墨烯光纤增强非线性光器件,应用于光纤通信全光信号处理中。（1）实验制备了高质量单层石墨烯,转移到普通单模光纤端面,制备石墨烯光纤增强非线性光器件,测量了石墨烯增强四波混频转换效率,实现了基于简并四波混频10 Gbaud正交相移键控（QPSK）信号可调谐高级调试格式波长转换,评估了系统误码率（BER）,实验结果显示闲频光的光信噪比（OSNR）代价在BER为31 10-?时约为2.2 dB。（2）基于上述制备的石墨烯光纤增强非线性光器件,实现了相位共轭/透明的简并/非简并四波混频Nyquist 16 QAM（正交幅度调制）波长转换,研究了转换效率和泵浦功率之间关系,评估了系统BER性能,测量了信号光和转换闲频光的符号序列,并验证了简并四波混频波长转换相位共轭,非简并四波混频波长转换相位透明这一过程。（3）光计算是全光信号处理基本功能,基于石墨烯光纤增强非线性光器件,结合高级调制格式QPSK信号,实验证实了基于石墨烯简并四波混频10 Gbaud两输入（A,B）四进制光加减计算（2A-B,2B-A）;闲频光2A-B和2B-A的OSNR代价在BER为32 10-?分别为7.4 dB和7 dB。（4）基于石墨烯非简并四波混频波长转换,实现了三输入（A,B,C）四进制光计算。实验证实10 Gbaud四进制光加减计算A+B-C,A+C-B,B+C-A。闲频光1546.13 nm（A+B-C）,1550.92 nm（A+C-B）,1554.13 nm（B+C-A）,在BER为2×10-3门限值时（EFEC—7%前向纠错门限）,测得OSNR代价约为7 dB。通过调节信号光相对时延,评估了闲频光BER与信号对准时延性能。（3）石墨烯和硅基微环结合,实验制备了石墨烯集成光子器件,实现了增强非线性片上集成全光信号处理。首先制备了微环,机械转移石墨烯到微环表面,制备了石墨烯微环增强非线性光器件;接着基于石墨烯微环增强非线性光器件,结合高级调制格式信号（QPSK）,实现了10 Gbaud简并四波混频上下波长转换;研究了四波混频转换效率和泵浦光功率之间关系。在温度20到40度范围,石墨烯微环谐振峰可以实现调节。闲频光1538.64 nm和1558.15 nm的转换效率分别为-38.34 dB和-40.2 dB。QPSK上下波长转换OSNR代价在BER为31 10-?（7%前向纠错阈值）小于1.4 dB。（4）石墨烯具有独特的光学特性,结合硅基光子学是集成光电子器件发展的一个趋势。系统理论研究并设计了其他石墨烯集成光子器件。（1）首先对石墨烯建模为各向异性材料,研究了石墨烯电导率以及介电常数特性,基于石墨烯偏振相关电吸收特性和绝缘体上硅平台（SOI）,利用石墨烯-硅水平狭缝波导,仿真、设计了超宽带、紧凑型TM模式通过石墨烯偏振器。（2）基于石墨烯电折射性质,设计了石墨烯宽带相移器,该器件是石墨烯结合硅基垂直狭缝波导,结构包括二氧化硅衬底、高折射率硅垂直狭峰波导、Si3N4绝缘层、双层石墨烯以及两个金属电极。对TE和TM两种工作模式,广泛研究了相移器性能,包括工作区间、插入损耗、带宽、V2π。（3）相比于硅基光波导,等离子光波导对模式限制作用更强,会增强石墨烯和光场相互作用。结合石墨烯电吸收特性,研究了基于长程混合等离子狭缝光波导高品质因子调制器,该调制器具有调制深度大,插入损耗小特点。（4）基于石墨烯电吸收特性,设计了石墨烯偏振无关调制器,广泛研究了调制器的衰减、插入损耗、调制深度以及带宽。在35 nm带宽内（包含整个C通信波段）,对TE和TM模式,石墨烯偏振无关调制器的衰减大于16 dB,并且衰减抖动不大于1 dB,插入损耗小于2 dB。（5）在太赫兹波段,利用开口谐振环石墨烯,实现了相干完美吸收。通过控制两束相干光相位差,在谐振频率2.91 THz处,相干吸收从99.7%变化到2.1×10-4%,对应调制深度为56.7 dB。此外,相干吸收亦可以通过电压控制石墨烯费米能级,继而改变石墨烯电吸收来实现调节,对应调制深度为19 dB,相干完美吸收器谐振中心频率可通过外部驱动电压来实现调谐。
曹通[7]（2017）在《用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善》文中提出光通信网络取得了快速的发展,目前传输网络中的通信容量已经达到了 Pb/s量级,但在交换节点为了实现Pb/s量级的交换容量,传统的光电光的电域处理方式面临着越来越大的功耗压力和光电转换的速率瓶颈,越来越难以满足超高速大容量光通信网络的发展要求;而全光信号处理避免光电光转换过程,能降低功耗、提高处理速率,为高速光交换技术提供了新的途径。全光信号处理一般是基于器件的非线性效应来实现。在各种实现全光信号处理器件中,半导体光放大器（SOA）因为具有非线性系数高、体积小、便于集成、非线性效应丰富等优点,受到持续的关注和研究。尤其是量子阱SOA,既能通过能带工程实现非线性效应的选择性调控,又能利用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）方法进行大规模的商业化生产,在各种非线性应用中被广泛采用。本文以用于全光信号处理的量子阱SOA为主要研究对象,针对波长转换、码型转换和信号再生等全光信号处理应用,通过优化能带结构和改善工作条件,选择性增强不同的非线性效应,得到了最佳的应用输出性能。概括全文的研究成果和贡献,有如下几个方面:（1）研究了用于全光信号处理的量子阱SOA理论模型。首先改进了量子阱SOA能带结构求解算法,在求解精度不变的情况下,求解时间减少为原来的1/103,求解内存减少为原来的1/333。其次将量子阱SOA的能带结构求解和密度矩阵方程结合起来,建立了量子阱SOA能带结构设计和材料极化率调控之间联系;进行了模块化编程,实现了主流Ⅲ-Ⅴ族量子阱材料极化率的计算。然后面向不同的应用场景,将能带结构求解、极化率计算和超快动态模型构建联系起来,建立了量子阱SOA载流子加热模型和超快偏振模型。最后详细分析了量子阱SOA能带结构对材料增益、微分增益、折射率变化、微分折射率变化、线宽增强因子、偏振相关增益和三阶非线性极化率等SOA特征参数的影响,为用于全光信号处理量子阱SOA有源区设计提供了很好的参考标准。（2）理论研究了基于交叉增益调制（XGM）、交叉相位调制（XPM）、瞬态交叉相位调制（T-XPM）和四波混频（FWM）效应的波长转换技术,分析了存在的关键问题,提出了相应的改善方案。针对基于XGM效应的波长转换,通过调控载流子向阱区的注入过程可实现XGM效应的增强和载流子恢复时间的加快。针对基于XPM效应的波长转换,利用量子阱SOA传输方向的差异性可实现慢恢复过程的抑制,改善波长转换性能。针对基于T-XPM效应的波长转换,利用带凹陷的泵浦光实现了量子阱SOA中带内过程和带间过程相对强弱的调控,在无滤波器辅助的情况下载流子恢复时间只有2.75皮秒,工作速率可达到640Gb/s。针对基于FWM效应的波长转换,优化量子阱SOA能带结构可将三阶非线性极化率增强2.3倍。（3）理论和实验研究了光通信网络中不同调制格式之间的码型转换。首次实现了带有再生和波长转换功能的40Gb/s非归零差分相移键控（NRZ-DPSK）信号到归零开关键控（RZ-OOK）信号的码型转换;通过延时干涉仪（DI）或者失谐带通滤波器对归零差分相移键控（RZ-DPSK）、非归零正交相移键控（NRZ-QPSK）和归零正交相移键控（RZ-QPSK）信号进行预处理,可进一步实现带有再生和波长转换功能的RZ-DPSK/NRZ-QPSK/RZ-QPSK到RZ-OOK的码型转换;更进一步优化了量子阱SOA有源区结构,增强了非线性效应,提高了码型转换性能和效率。对于NRZ到RZ的码型转换,提出了 XGM效应占主导作用的新方案,实验证明基于XGM效应的码型转换性能远好于之前基于XPM效应的方案;最后基于新方案实现了 2×80Gb/s偏振复用（PDM）NRZ-QPSK 到 PDM RZ-QPSK 码型转换。（4）理论和实验研究了基于交叉增益抑制（XGC）效应的相位调制信号的幅度再生。首次基于XGC实现了 NRZ-DPSK信号的幅度再生,在1×10-9误码处再生了 2.77dB;对实验中用到的两个非线性效应和设计需求完全不同量子阱SOA,进行了非线性效应的选择性调控,使得每个SOA都工作在最佳状态。进一步简化了 XGC的实验装置,实现了两路RZ-DPSK信号的幅度再生和量子阱SOA结构优化。最后研究了时隙间插PDMRZ-QPSK信号的幅度再生特性,设计了一种用于该信号再生的量子阱SOA,在整个C波段的偏振相关增益不超过0.2dB,工作速率可达到856Gb/s。
李茜[8]（2017）在《基于LOA的全光逻辑技术及RTD、转向耦合器的研究》文中研究表明随着高速率、大容量现代通信系统的迅猛发展,对于不同通信系统中所使用的器件要求也越来越高。例如,高速率和低功率电路中需要高性能小尺寸的电子逻辑器件;日益增长的各种通信业务需要更高频段的微波耦合器件;高速、大容量光纤通信需要进行全光信号处理的全光逻辑器件等等。具有逻辑功能的器件是通信系统必备的基础器件,掌握其自主知识产权十分必要。因此,对不同通信系统中先进逻辑器件进行深入研究具有较大意义。本论文主要针对在光域中工作的线性光放大器（LOA）、电域中工作的共振隧穿二极管（RTD）以及转向（TRD）耦合器进行了深入研究。利用新型LOA交叉增益调制（XGM）的效应实现了全光逻辑门运算,讨论了不同参数对于逻辑门输出结果的影响;研究了RTD单管各个电阻间的关系,定义并测得了RTD的本征负阻,分析了RTD串联电阻、本征负阻和实测负阻之间的关系;结合周期性负载耦合线的原理,利用奇-偶模阻抗和相位速率的条件对TRD耦合器的模型进行了推导,提出了开槽式TRD耦合器的设计模型,并进行了TRD耦合器样片研制,开展了实验研究,验证了模型的有效性与正确性。具体研究内容及创新点如下:1、从LOA的载流子速率方程、垂直光场光子速率方程以及光功率的传输方程出发,结合XGM原理,研究了基于LOA-XGM全光逻辑“与（AND）”门和“或非（NOR）”门的理论模型,并优化了设计参数。提出了利用LOA-XGM效应来实现全光逻辑“异或（XOR）”运算的理论模型。采用多个LOA级联,实现了全光逻辑“XOR”的运算。并利用Simulink软件仿真验证了理论模型的有效性。2、运用XGM的原理,减少LOA的个数,提出了全光逻辑“同或（XNOR）”运算的理论模型。通过优化输入和器件参数,获得了更好的逻辑运算输出结果。3、系统的研究了RTD各个电阻参数间的关系。在利用外加电阻法测量RTD串联电阻的基础上,根据正负电阻补偿原理,重新定义并测得了RTD的本征负阻。建立了串联电阻、本征负阻和实测负阻之间的关系,并且对RTD样管进行了测量,实验数据很好的验证了理论中所提出的电阻关系。4、深入研究了周期性负载耦合线结构的TRD耦合器工作机理,并对TRD耦合器的模型进行了推导。为了克服奇-偶模阻抗和相位速率这两个条件很难同时满足的问题,利用周期负载耦合线来替换原来的耦合线,通过调整新的耦合线周期和负载阻抗来满足转向耦合运算所需的条件。5、设计了在四个端口的馈线处进行开槽的TRD耦合器方案。通过改变TRD耦合器的结构,来改善其输出特性。利用HFSS软件对开槽的周期性负载TRD耦合器进行了仿真,分析了S参数。并与未开槽的TRD耦合器的S参数进行了对比,最终达到了降低损耗,提高隔离度的效果。对所设计的耦合器进行了实物制作与测量,得到了与理论仿真结果比较吻合的实验数据,验证了设计方案的有效性。
王欣[9]（2017）在《光子学辅助的微波信号产生与处理技术研究》文中指出微波光子学是基于光电子器件和光子学理论来实现微波信号的产生、控制、处理和传输的一门交叉学科,即有传统微波技术灵活、泛在和高频谱分辨率的特点,同时又融合了光子技术在低损耗,高带宽,抗电磁干扰,以及可调谐和可重构等方面的优势,是解决目前数据传输系统所面临的频谱资源不足、传输损耗偏大和能耗偏高等问题的技术途径之一,在宽带无线接入网,传感网络,雷达,卫星通信和电子战系统中具有广阔的应用前景。本文以光电子器件的电光效应和非线性理论为基础,对如何实现全光微波信号的产生和微波信号处理技术进行了一系列的研究工作,具体研究内容如下:1.基于高非线性光纤（HNLF）中非线性偏振旋转（NPR）效应的原理,提出了全光频移键控射频信号的产生方案。利用幅移键控的泵浦光信号在高非线性光纤中引起偏振旋转效应,对另外一连续波探测光束进行偏振旋转控制,经过可调谐光学滤波器滤波和起偏器的偏振选择之后,偏振旋转探测光束转化为强度已调光信号,在合理选择强度调制静态工作点和设置偏振控制器的状态条件下,最终产生了高质量的频移键控射频信号,实验结果与理论分析相吻合。该方案的提出有助于突破电子学的带宽瓶颈,为未来实现超宽带的,格式透明的全光信号处理提供了单元技术解决方案。2.基于双平行马赫-曾德尔调制器（DPMZM）的调制特性,结合光陷波滤波器（ONF）的使用,提出了高线性度大调谐范围的微波光子陷波滤波器的实现方案。通过对双平行马赫-曾德尔调制器幅度和相位上的调谐和处理,实现了光载波信号的单边带调制,抑制了三阶交调信号的产生,降低了非线性效应,提高了微波光子陷波滤波器的动态范围;同时,通过调整可调谐激光器的中心波长,实现了微波光子陷波滤波器在16GHz到26GHz的频率范围内的连续可调与高线性滤波。
桂成程[10]（2016）在《基于硅基光波导的光信号处理》文中研究说明随着信息高速时代的到来,光通信网络快速发展,一方面光网络链路部分的信息传输容量不断得到提升,另一方面网络节点处的信息处理也呈现出高速大容量、可调谐、可重构及灵活多功能等趋势。同时,随着集成小型化进程的推进,光通信网络也广泛使用集成器件。硅基光子集成器件由于其低成本、尺寸小、容易集成、与金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容等特点,越来越备受关注。本文开展了基于硅基光波导的片上光互连以及基于硅基光波导线性和非线性效应的光信号处理研究,具体内容如下：（1）理论研究了硅基光波导的结构特性和非线性效应。①数值模拟了硅基光波导（条形波导和狭缝光波导）的色散和非线性与波长的变化趋势。②建立了基于硅基光波导非线性效应的全光信号处理的理论基础,理论研究了硅基光波导中自相位调制效应（SPM）、交叉相位调制效应（XPM）、双光子吸收效应（TPA）、自由载流子吸收（FCA）、简并四波混频效应（D-FWM）以及非简并四波混频效应（ND-FWM）等非线性效应的耦合波方程。（2）理论和实验研究了基于硅基光波导的片上光互连。①理论研究了基于硅基光波导（条形波导和狭缝材料为空气的垂直狭缝光波导）的片上光信号传输,理论分析了硅基光波导的非线性效应对高级调制格式信号片上光互连的传输影响；②将波分复用技术（WDM）、正交频分复用（OFDM）和正交幅度调制（16-QAM）信号结合实验研究了基于硅基垂直狭缝光波导的Tbit/s片上光互连传输。③实验研究了正交频分复用偏置正交幅度调制（OFDM7OQAM） 64/128/256/512-QAM信号基于硅基微环的片上光互连,实验分析了载波波长与硅基微环的谐振波长偏移量对片上光互连传输的影响。④实验研究了硅基光子晶体微腔的片上模拟信号传输链路,分析了硅基光子晶体微腔对模拟信号传输链路的影响。（3）实验研究了基于硅基光波导的线性光信号处理。①利用二维光子晶体光栅和微环谐振器的结构优势,结合OFDM/OQAM 64/128-QAM信号实验实现了硅基光子器件的片上偏振和波分复用解复用。②实验研究了基于硅基光波导的片上多个模式的复用和解复用。③设计制作了基于硅基光子集成器件的高级调制格式硅基微环调制器,在绝缘体上硅（SOI）平台上实验实现了仅基于硅基微环的强度调制的高阶调制格式信号的调制器。（4）理论和实验研究了基于硅基光波导的非线性光信号处理。①实验研究了基于硅基条形波导D-FWM效应的片上OFDM m-QAM信号的全光波长转换,实验实现了高达256-QAM信号的片上全光波长转换。②数值研究了仅用单个硅基狭缝光波导双四波混频效应同时实现了160-Gbit/s的半加器和半减器,此外,还通过分别引用两种非线性材料硅纳米晶（Si-nc）和有机高分子聚合物（PTS）作为狭缝材料对比,得出TPA系数低的硅基PTS狭缝光波导更适用于非线性光信号处理。③充分挖掘了基于硅基有机高分子聚合物狭缝光波导中的多个ND-FWM效应同时发生的工作原理,数值研究了基于硅基有机高分子聚合物狭缝光波导的三输入（A、B、C）十六进制40GBaud （160-Gbit/s）光加减计算（A+B-C、A+C-B、B+C-A、A+B+C、A-B-C、B-C-A）。④充分利用基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的高非线性和低且平坦的色散特性,数值研究了基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的ND-FWM的参量衰减效应实现640 GBaud （2.56-Tbit/s） 16-QAM及640 GBaud （3.84-Tbit/s） 64-QAM信号的光数据交换功能。⑤提出并数值研究了基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导XPM效应实现40 GBaud （160-bit/s） 16-QAM的光信号加密解密技术。⑥基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导XPM效应,提出并理论研究了一种可拓展的全光开关键控（OOK）信号到高级调制格式信号的码型转换器,数值仿真了多路OOK信号到四相移相键控（QPSK）信号、16/64/256-QAM信号的码型转换。⑦利用QPSK信号及D-FWM非线性相位操控作用,实验研究并实现了基于硅基条形波导的片上20Gbit/s两输入四进制光加减计算（2A-B、2B-A）。
二、Multi-Wavelength Conversion Using FP-LD with Linear Optical Amplifier（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Multi-Wavelength Conversion Using FP-LD with Linear Optical Amplifier（论文提纲范文）
（1）基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 波分复用技术 |
| 1.1.2 全光波长转换技术 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 半导体光放大器与连续波可调谐激光器 |
| 2.1 半导体光放大器 |
| 2.1.1 半导体光放大器工作原理 |
| 2.1.2 半导体光放大器的主要特性 |
| 2.1.3 半导体光放大器的主要应用 |
| 2.2 连续波可调谐激光器 |
| 2.2.1 可调谐激光器分类 |
| 2.2.2 可调谐DBR激光器工作原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 可调谐激光器与SOA驱动控制系统的设计 |
| 3.1 可调谐激光器系统总体设计 |
| 3.1.1 可调谐激光器驱动控制模块设计 |
| 3.1.2 可调谐激光器温度控制模块设计 |
| 3.2 SOA控制模块设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 快速可调谐全光波长转换系统开发与实现 |
| 4.1 基于SOA的快速可调谐全光波长转换系统的开发 |
| 4.1.1 SOA控制板 |
| 4.1.2 可调谐激光器控制板 |
| 4.1.3 全光波长交换功能测试 |
| 4.2 基于SOA的快速可调谐全光波长转换系统的实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（2）外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 |
| 1.2 混沌概述 |
| 1.2.1 混沌的定义 |
| 1.2.2 混沌的基本特征 |
| 1.2.3 通向混沌的道路 |
| 1.2.4 混沌在确定系统中常见的研究方法 |
| 1.3 混沌同步及混沌保密通信的研究进展 |
| 1.3.1 混沌同步的定义及研究进展概述 |
| 1.3.2 混沌保密通信研究进展概述 |
| 1.4 基于SL的混沌同步及保密通信研究进展 |
| 1.4.1 基于SL的混沌同步研究概述 |
| 1.4.2 基于SL混沌同步的保密通信研究现状综述 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于半导体激光器的混沌及通信模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由运行SL的理论模型 |
| 2.2.1 边发射激光器的理论模型 |
| 2.2.2 垂直腔面发射激光器的理论模型 |
| 2.2.3 弱谐振腔法布里-珀罗激光器的理论模型 |
| 2.3 Runge-Kutta算法 |
| 2.4 基于外部扰动下SL产生混沌模型 |
| 2.4.1 基于光反馈SL产生混沌模型 |
| 2.4.2 基于光注入SL产生混沌模型 |
| 2.4.3 基于光电反馈SL产生混沌模型 |
| 2.5 基于SL的混沌同步系统理论模型 |
| 2.5.1 基于SL的单向注入混沌同步系统 |
| 2.5.2 基于SL的双向互注入混沌同步系统 |
| 2.5.3 基于SL的相同混沌光驱动混沌同步系统 |
| 2.5.4 基于SL混沌同步的保密通信方式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于FBG滤波反馈WRC-FPLD产生波长可调带宽可控混沌信号 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FBG的理论模型 |
| 3.3 FBG滤波反馈WRC-FPLD系统模型和原理 |
| 3.4 数值计算结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于两个单向耦合WRC-FPLDs同时产生多信道宽带混沌信号 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 两个自由运行WRC-FPLDs的输出特性 |
| 4.3.2 S-WRC-FPLD总模混沌输出特性 |
| 4.3.3 S-WRC-FPLD输出的单信道混沌信号特性 |
| 4.4 理论模型和数值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于两个WRC-FPLDs载波波长可切换混沌保密通信系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统结构 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 自由运行WRC-FPLDs输出特性 |
| 5.3.2 T-WRC-FPLD滤波反馈下的输出特性 |
| 5.3.3 两个WRC-FPLDs的混沌同步质量 |
| 5.3.4 系统的通信性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和研究展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间工作情况 |
| 致谢 |
（3）全光OOK/QPSK兼容再生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文结构安排 |
| 第二章 基于NOLM的全光再生研究 |
| 2.1 NOLM再生器的理论研究 |
| 2.1.1 光纤非线性耦合模方程 |
| 2.1.2 受激布里渊散射影响 |
| 2.1.3 NOLM理论模型建立 |
| 2.2 NOLM再生器设计 |
| 2.2.1 HNLF的 SBS测试分析 |
| 2.2.2 NOLM再生器的仿真 |
| 2.3 NOLM再生器的实验测试 |
| 2.3.1 NOLM的 PTF测量 |
| 2.3.2 OOK信号的再生实验 |
| 2.4 基于NOLM的 QPSK信号再生 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于SOA的 OOK信号再生研究 |
| 3.1 SOA再生器的理论模型 |
| 3.2 SOA再生器的设计 |
| 3.2.1 SOA的增益特性分析 |
| 3.2.2 SOA仿真环境的搭建 |
| 3.3 OOK信号的再生实验 |
| 3.3.1 SOA的 PTF测量 |
| 3.3.2 OOK信号再生测试与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于SOA的 QPSK信号再生研究 |
| 4.1 基于SOA的 QPSK信号再生仿真 |
| 4.2 基于SOA的 QPSK信号再生实验 |
| 4.2.1 PSR对再生性能的影响 |
| 4.2.2 噪声强度对再生性能的影响 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 波长可调谐激光器 |
| 1.2.1 宽带波长可调谐激光器展现状 |
| 1.2.2 波长调谐范围扩展技术 |
| 1.2.3 波长准连续调谐技术 |
| 1.2.4 啁啾可控技术 |
| 1.2.5 激光器可集成化的光功率探测器 |
| 1.3 高速光波长转换芯片发展现状 |
| 1.3.1 光波长转换器芯片 |
| 1.3.2 光路交换OCS芯片 |
| 1.3.3 光分组交换OPS芯片 |
| 1.3.4 光突发交换OBS |
| 1.4 本论文的章节安排 |
| 1.5 本论文主要创新点 |
| 2 基于V型腔激光器的有源器件性能的研究 |
| 2.1 探索V型腔激光器的性能提升方法 |
| 2.1.1 调谐范围的扩展 |
| 2.1.2 准连续调谐的实现 |
| 2.1.3 啁啾可控的实现 |
| 2.2 V型腔激光器和光探测器的集成研究 |
| 2.2.1 刻蚀槽V型腔激光器 |
| 2.2.2 集成光探测器的性能分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于V型腔激光器的多功能芯片的仿真和设计 |
| 3.1 基于V型耦合腔可调谐激光器的波长转换器 |
| 3.1.1 基于时域行波模型的V型耦合腔可调谐激光器性能分析 |
| 3.1.2 基于SOA-XGM的波长转换器 |
| 3.1.3 基于SOA-XPM的波长转换器 |
| 3.2 基于V型耦合腔可调谐激光器的4×4光子路由器 |
| 3.2.1 4×4光子路由器工作原理 |
| 3.2.2 4×4光子路由器设计 |
| 3.2.3 4×4光子路由器软件仿真 |
| 3.3 基于V型耦合腔可调谐激光器的16×16光子路由器 |
| 3.3.1 16×16光子路由器工作原理 |
| 3.3.2 16×16光子路由器设计原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于V型腔激光器多功能芯片的集成平台研究 |
| 4.1 集成平台简介 |
| 4.2 端对接技术 |
| 4.2.1 端对接技术的工艺 |
| 4.2.2 基于Butt-Joint的V型腔可调谐激光器 |
| 4.2.3 分立器件分析 |
| 4.2.4 4×4光子路由器 |
| 4.2.5 16×16光子路由器 |
| 4.3 量子阱混杂技术 |
| 4.3.1 量子阱混杂技术的工艺 |
| 4.3.2 基于V型腔的可调谐激光器 |
| 4.3.3 4×4光子路由器 |
| 4.4 偏置量子阱技术 |
| 4.4.1 偏置量子阱技术的工艺 |
| 4.4.2 基本单元层的外延生长 |
| 4.4.3 基于V型腔的可调谐激光器 |
| 4.4.4 N×N光子路由器 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 个人简介 |
| 博士在读期间发表论文情况 |
（5）基于微纳光纤的黑磷全光调制和波长转换研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及其意义 |
| 1.2 黑磷的简介 |
| 1.2.1 黑磷的结构 |
| 1.2.2 黑磷的能带结构 |
| 1.2.3 黑磷的光电性质 |
| 1.2.3.1 线性光吸收特性 |
| 1.2.3.2 非线性饱和吸收特性 |
| 1.2.3.3 动态光响应特性 |
| 1.3 基于新型二维材料的光调制器及波长转换的国内外研究进展 |
| 1.3.1 石墨烯、黑磷光调制器发展现状 |
| 1.3.2 石墨烯、拓扑结缘体的波长转换发展现状 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 第2章 微纳光纤的理论分析和黑磷-微纳光纤复合结构的制备 |
| 2.1 微纳光纤 |
| 2.1.1 微纳光纤的特性 |
| 2.1.2 微纳光纤的制备 |
| 2.2 微纳光纤的光传输理论分析 |
| 2.2.1 微纳光纤的波导模式 |
| 2.2.2 微纳光纤的近场耦合 |
| 2.3 黑磷-微纳光纤复合结构的制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于微纳光纤的黑磷全光调制研究 |
| 3.1 基于黑磷-微纳光纤复合结构的非线性光学特性 |
| 3.2 基于黑磷微纳光纤的全光调制器件 |
| 3.3 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光阈值器件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于微纳光纤的黑磷全光波长转换研究 |
| 4.1 基于微纳光纤的黑磷全光波长转换器件 |
| 4.1.1 非线性光克尔开关波长转换实现原理 |
| 4.1.2 非线性光克尔开关波长转换实验装置及结果分析 |
| 4.2 基于微纳光纤黑磷非线性克尔器件的四波混频效应 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（6）石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于石墨烯的光电子器件研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 1.4 本论文课题来源 |
| 2 石墨烯特性及制备方法 |
| 2.1 从石墨到石墨烯 |
| 2.2 石墨烯基本特性 |
| 2.3 石墨烯的制备方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 石墨烯光纤器件及其增强非线性光信号处理 |
| 3.1 基于石墨烯光纤器件可调谐高级调制格式波长转换 |
| 3.2 基于石墨烯光纤器件相位共轭/透明、简并/非简并四波混频波长转换 |
| 3.3 基于石墨烯光纤器件两输入光加减计算 |
| 3.4 基于石墨烯光纤器件三输入光计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 石墨烯集成光子器件及其增强非线性光信号处理 |
| 4.1 石墨烯微环谐振器研究背景 |
| 4.2 石墨烯微环谐振器制作及表征 |
| 4.3 石墨烯微环谐振器上下波长转换原理 |
| 4.4 石墨烯微环谐振器上下波长转换实验结果及讨论 |
| 4.5 实验结果 |
| 5 其他石墨烯集成光子器件设计研究 |
| 5.1 超宽带紧凑型硅基石墨烯TM模式通过偏振器 |
| 5.2 基于石墨烯电折射效应的宽带相移器 |
| 5.3 基于长程混合等离子狭缝光波导高品质因子石墨烯调制器 |
| 5.4 石墨烯偏振无关调制器 |
| 5.5 基于石墨烯开口谐振环的高速电压可调太赫兹相干完美吸收器 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作及创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的国家发明专利 |
（7）用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 全光信号处理的地位和实现方法 |
| 1.2 用于全光信号处理SOA中非线性效应和应用 |
| 1.3 用于全光信号处理的量子阱SOA特性改善意义 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 2 量子阱SOA理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子阱SOA能带结构求解 |
| 2.3 量子阱SOA材料极化率计算 |
| 2.4 量子阱SOA动态模型构建 |
| 2.5 量子阱SOA特征参数分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 用于波长转换的量子阱SOA工作特性改善 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 调控载流子注入过程实现基于XGM效应波长转换特性改善 |
| 3.3 利用传输方向差异性实现基于XPM效应波长转换特性改善 |
| 3.4 采用凹陷泵浦光实现基于T-XPM效应波长转换特性改善 |
| 3.5 优化量子阱结构实现基于FWM效应波长转换特性改善 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 用于码型转换的量子阱SOA器件特性改善 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 带有再生和波长转换功能的PSK到RZ-OOK的码型转换 |
| 4.3 基于XGM效应的NRZ到RZ的码型转换 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 用于信号再生的量子阱SOA器件优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NRZ-DPSK信号幅度再生和量子阱结构优化 |
| 5.3 时隙间插RZ-PSK信号幅度再生和量子阱结构优化 |
| 5.4 时隙间插PDM RZ-QPSK信号幅度再生量子阱结构优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词含义 |
| 附录3 材料参数表 |
（8）基于LOA的全光逻辑技术及RTD、转向耦合器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文工作研究背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 全光逻辑处理方面的国内外动态 |
| 1.2.2 共振隧穿二极管国内外发展动态 |
| 1.2.3 定向耦合器国内外发展动态 |
| 1.3 论文的主要创新点及结构安排 |
| 第2章 LOA理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LOA的基本理论 |
| 2.2.1 LOA的基本结构 |
| 2.2.2 LOA的理论模型 |
| 2.3 LOA的优势及应用 |
| 2.3.1 LOA的优势 |
| 2.3.2 LOA的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于LOA-XGM全光逻辑门的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于LOA-XGM的理论模型 |
| 3.3 基于LOA-XGM全光逻辑AND与NOR门 |
| 3.3.1 AND门的理论结构 |
| 3.3.2 AND门的仿真与优化 |
| 3.3.3 NOR门的理论结构 |
| 3.3.4 NOR门的仿真与优化 |
| 3.3.5 基于LOA-XGM的载流子密度变化 |
| 3.3.6 基于LOA-XGM的性能研究 |
| 3.4 基于LOA-XGM全光逻辑XOR门设计 |
| 3.4.1 XOR门的结构设计 |
| 3.4.2 仿真分析与优化 |
| 3.5 基于LOA-XGM全光逻辑XNOR门设计 |
| 3.5.1 XNOR门的结构设计 |
| 3.5.2 仿真分析与优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 RTD电阻特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 RTD的理论基础 |
| 4.2.1 共振隧穿器件的特点 |
| 4.2.2 双势垒量子势阱结构 |
| 4.2.3 RTD的物理过程 |
| 4.2.4 双势垒单势阱结构共振隧穿的两种物理模型 |
| 4.2.5 负微分电阻 |
| 4.3 RTD电阻间的关系研究 |
| 4.3.1 本征负电阻 |
| 4.3.2 串联电阻 |
| 4.3.3 实测直流负阻 |
| 4.3.4 表观正阻 |
| 4.3.5 RTD电阻参数的关系 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 串联电阻的测量 |
| 4.4.2 本征负阻的测量 |
| 4.4.3 表观正阻的测量与显示 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 转向定向耦合器的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 定向耦合器的基本理论 |
| 5.2.1 定向耦合器的理论模型 |
| 5.2.2 定向耦合器的性能指标 |
| 5.3 转向定向耦合器的设计 |
| 5.3.1 转向定向耦合器模型建立 |
| 5.3.2 周期负载转向耦合线的引入 |
| 5.3.3 开槽转向耦合器的设计与优化 |
| 5.4 开槽式转向耦合器的实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）光子学辅助的微波信号产生与处理技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章：绪论 |
| 1.1 微波光子学概述 |
| 1.2 微波光子信号的产生技术 |
| 1.3 微波光子信号处理技术 |
| 1.4 微波光子学系统应用 |
| 1.4.1 光载无线（RoF）通信系统 |
| 1.4.2 光子真时延波束成形系统 |
| 1.5 本论文的主要研究内容与创新点 |
| 1.5.1 本论文主要研究内容 |
| 1.5.2 本论文创新点 |
| 第二章：微波光子信号产生和处理关键器件及原理 |
| 2.1 微波光子信号产生和处理关键器件 |
| 2.1.1 光调制器 |
| 2.1.2 非线性光学器件 |
| 2.2 非线性效应 |
| 2.2.1 自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM） |
| 2.2.2 四波混频（FWM） |
| 2.2.3 受激非弹性散射 |
| 2.2.4 非线性双折射 |
| 2.3 偏振调制的电域与光域实现原理对比 |
| 2.3.1 基于相位调制器的偏振调制原理 |
| 2.3.2 基于高非线性光纤的偏振调制原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章：基于高非线性光纤的频移键控信号产生技术 |
| 3.1 全光信号的产生 |
| 3.2 调制技术 |
| 3.3 基于高非线性光纤中非线性偏振效应的频移键控光信号产生 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 理论分析 |
| 3.3.3 系统搭建与实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章：基于DPMZM的微波光子陷波滤波器技术 |
| 4.1 微波光子滤波器 |
| 4.1.1 微波光子滤波器原理 |
| 4.1.2 微波光子滤波器分类 |
| 4.1.3 微波光子滤波器的实现方法 |
| 4.2 基于双平行马赫?曾德尔调制器的微波光子陷波滤波器 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 理论分析 |
| 4.2.3 系统搭建与实验验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章：总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的学术论文与成果 |
| 在学期间参加的科研项目 |
（10）基于硅基光波导的光信号处理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于硅基光波导的全光信号处理 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 1.4 本论文课题来源 |
| 2 硅基光波导及其特性 |
| 2.1 硅基光波导 |
| 2.2 硅基光波导中的非线性效应 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于硅基光波导的片上光互连 |
| 3.1 基于硅基光波导片上光信号传输的理论研究 |
| 3.2 基于硅基垂直狭缝光波导的Tbit/s片上光互连实验研究 |
| 3.3 基于硅基微环的片上光互连实验研究 |
| 3.4 基于硅基光子晶体微腔的片上模拟信号传输链路实验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于硅基光波导的线性光信号处理 |
| 4.1 基于硅基光子集成器件的片上偏振和波分复用与解复用实验研究 |
| 4.2 基于硅基光波导的片上模式复用与解复用实验研究 |
| 4.3 基于强度调制的高级调制格式硅基微环调制器研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于硅基光波导的非线性光信号处理 |
| 5.1 基于硅基条形波导的全光波长转换实验研究 |
| 5.2 基于硅基狭缝光波导的半加器和半减器研究 |
| 5.3 基于硅基有机高分子聚合物狭缝光波导的十六进制光计算研究 |
| 5.4 基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的光数据交换研究 |
| 5.5 基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的光加密解密研究 |
| 5.6 基于硅基光子集成器件的光码型转换研究 |
| 5.7 基于硅基条形波导的两输入全光加减计算实验研究 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的国家发明专利 |
四、Multi-Wavelength Conversion Using FP-LD with Linear Optical Amplifier（论文参考文献）
- [1]基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现[D]. 高文杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究[D]. 胡春霞. 西南大学, 2021(01)
- [3]全光OOK/QPSK兼容再生技术研究[D]. 邵龙. 电子科技大学, 2021
- [4]基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究[D]. 廖晓露. 浙江大学, 2017(03)
- [5]基于微纳光纤的黑磷全光调制和波长转换研究[D]. 杨正华. 深圳大学, 2017(07)
- [6]石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究[D]. 胡晓. 华中科技大学, 2017(03)
- [7]用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善[D]. 曹通. 华中科技大学, 2017(10)
- [8]基于LOA的全光逻辑技术及RTD、转向耦合器的研究[D]. 李茜. 天津大学, 2017(08)
- [9]光子学辅助的微波信号产生与处理技术研究[D]. 王欣. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2017(06)
- [10]基于硅基光波导的光信号处理[D]. 桂成程. 华中科技大学, 2016(08)