半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制的器件长度依赖性

半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制的器件长度依赖性

一、Device Length Dependency of Cross Gain Modulation and Cross Phase Modulation in Semiconductor Optical Amplifier(论文文献综述)

徐贵勇[1](2021)在《半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究》文中研究表明光纤通信是为当今电信网络的最终用户提供宽带服务的驱动力之一,能够覆盖更大的地理区域,光纤被用作传输介质,与传统双绞线电缆的铜线相比,具有很多优点,比如光纤的线径细、重量轻、原料丰富,有利于资源利用,正是这些优点是使人们的日常生活变得轻松。为了支持不断增长的互联网流量和多媒体通信服务,未来的光接入网系统将具有超高传输速度和超大容量的特点。目前接入网面临着光网络不透明、频谱效率低、带宽严重不足等问题,为了解决这一系列问题,本文提出利用易集成的半导体光放大器为波长转换提供一种透明光网络方案;利用高阶调制方案替代传统的直接调制来提高频谱效率;利用相干检测技术接收高阶调制信号并为‘λ-to-the-user’提供一种可行性方案,从而缓解目前带宽严重不足的问题。全文的主要工作有以下几个方面:1、建立基于迭代算法的稳态模型。以半导体光放大器(Semiconductor optical amplifier,SOA)宽带理论模型为基础,在考虑载流子浓度和放大自发辐射噪声变化的情况下,对In P-In Ga As P均匀掩埋的半导体光放大器建立了一种有效的数学模型,实时更新其载流子浓度、放大自发辐射噪声、受激辐射等参数,最终通过该稳态模型得到了在一定偏置电流、输入功率下,器件的增益和噪声指数。2、利用SOA来实现快速波长转换。在前期建立的SOA宽带模型的基础上,进一步分析波长转换中SOA四波混频的理论模型,并对该理论在10 Gb/s传输速率下进行全光波长转换的理论验证实验,并针对某一信道实现波长转换;然后进一步搭建了4×10Gb/s的双向传输系统,通过观察其在多信道下的传输误码率和眼图来分析系统的传输性能。3、实现差分相移键控(Differential phase shift keying,DPSK)高阶调制的相干检测。首先讨论了光调制的工作原理,对基于强度调制和相位调制下的几种新型调制格式进行了仿真研究,通过理论分析对比几种调制格式的优劣。然后利用DPSK调制和解调方案,在40 Gb/s传输速率下对平衡检测和相干检测方案进行对比,进一步验证相干检测在误码率、接收机灵敏度等方面的优势。

邓灿冉[2](2021)在《基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性》文中指出随着第五代移动通信技术的发展,蓝光视频的直播[1]、高清移动视频通话[2]、超清交互式网络电视[3]等相关宽带业务在不断地更新和普及现代社会的生活方式。同时新技术对移动网络所要求的带宽需求也在日益爆炸增长,这一现象对目前光通信技术中的数据传输速度和传输容量发起了巨大的挑战。对应的,相关行业的研究开发人员也在对周边配套设施和架构等新型关键应用技术进行不断的创新和应用。其中,拓宽光网络传输系统容量和最大化单位带宽的利用率是目前亟待突破的重要问题之一。基于在光纤传输系统中,反射型半导体光放大器(Reflective semiconductor optical amplifier,RSOA)作为体积小、成本低、易集成和低功耗的调制器,凭借及调制和放大一体的功能,完美契合目前光网络单元中调制器的要求。此外,合理地利用调制器的啁啾可以达到延长传输距离以及弥补传输损耗的功能,对调制器的设计和制作也有着指导性的意义。本论文的研究重点是半导体光放大器(Semiconductor optical amplifier,SOA)的调制和放大特性,并对集成半导体器件的啁啾特性加以研究分析。全文的主要工作内容分三个部分,具体结构有如下所示:1、在现有的SOA宽带稳态模型以及高效稳态模型的基础上,修改了RSOA中的有源区部分结构,并在建模中修改了参数,使模型更符合RSOA的工作原理。并在模拟中采用多阶迭代算法来更准确地计算RSOA处于工作区间时的有源区载流子浓度,使得模拟结果和数据更加精确。最后研究了偏置电流和前端输入光功率对RSOA的增益以及噪声指数的影响。2、设计了一种以不归零码型为上下行信号传输格式,基于SOA直接调制上行的DWDM-PON系统,并对不同传输速率下单光网络单元(Optical network unit,ONU)传输系统和多ONU的双向传输系统的进行了仿真模拟,并对结果进行分析和比较以验证可行性。仿真测试结果表明,该方案在直接检测的条件下上下行接受灵敏度分别可达-27.6d Bm和-32.5d Bm,可广泛应用于低成本的密集波分复用无源光网络(Dense wavelength division multiplexing-Passive optical network,DWDM-PON)领域。3、介绍了啁啾效应的原理以及啁啾的产生对光信号的影响,研究并讨论了常用调制技术的原理,对三种常见的调制器件的原理和优缺点进行了讨论。通过搭建仿真链路实现了对这三种调制器在调制中产生啁啾的观测,并分析和对比了这几种调制器在啁啾效应方面的优缺点,并在此工作基础上对电吸收调制器(Electro-absorption modulator,EAM)进行了10Gbit/s信号速率下的长距离传输性能仿真。

高文杰[3](2021)在《基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现》文中进行了进一步梳理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。

颜正凯[4](2021)在《非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究》文中认为传统光通信在信息处理方面通过光、电、光等形式完成数据传输,然而电路和电子器件都能直接影响信息传输速率。在这样的背景下,全光通信技术应运而生,使信息处理更加高效。全光通信根据波长选择器选择路由,所有节点均采用灵敏度高、可靠性好、容量大的光交叉设备,可以大幅度提高信息传输速率。因此,提高全光波长转换效率的装置在高速通信研究中具有重要的意义。本文主要基于非线性效应研究全光波长转换系统,解决了全光波长转换波长竞争、偏振不敏感等问题。基于高阶非线性光纤(High Order Nonlinear Fiber,HNLF)和半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier,SOA)作为波长转换的器件,探究正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,16QAM)和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的全光波长转换机制,揭示了非线性效应在全光波长转换过程中对16QAM和OFDM信号造成的影响机理。具体研究内容有以下几方面:(1)理论分析。论文首先对非线性效应自相位调制(Self-Phase Modulation,SPM)、交叉相位调制(Cross-Phase Modulation)、四波混频(Four-Wave Mixing,FWM)进行了理论分析。进而完成了非线性参量和脉冲在HNLF中的传输的理论推导,对SOA进行了数学建模,分析了传输函数以及基本的增益特性。并且推导了非线性效应在全光OFDM系统中由于ASE噪声的公式,最后描述了XPM效应在HNLF中和FWM效应在SOA中进行全光波长转换的理论。(2)仿真实验模拟。利用Optisystem软件建立了基于HNLF的XPM效应和基于SOA的FWM效应原理的全光波长转换的系统,并且在matlab软件中进行数据分析。基于HNLF的XPM效应利用16QAM/OFDM信号和单泵浦光作为信号源,得到了相应的结果,基于SOA的FWM效应利用16QAM信号和平行偏振双泵浦光作为信号源,也得到了相应的结果。(3)模拟结果研究。通过模拟软件,利用以上两种方案完成了全光波长转换技术,分析了泵浦功率和光信噪比,HNLF的长度等参数对XPM效应进行全光波长转换后信号质量的影响。而且研究了SOA转换效率的问题,改变了泵浦光信号的功率、SOA的注射电流、信噪比等参数,得到了转换后信号的误码率和转换效率的变化,并观察了转换后信号的星座图,进而优化了AOWC系统。

孔雪纯[5](2021)在《基于QD-SOA-MZI全光逻辑门的研究》文中进行了进一步梳理量子点半导体光放大器(SOA-QD)具有高增益、高饱和输出功率、低噪声系数、低温度灵敏性等优点,因此能够满足高速全光网络对器件的反应速度与传输质量的要求。利用QD-SOA实现的马赫-曾德尔干涉仪(MZI-SOA-QD)在信号的传输过程中能够克服反馈光波对光源的影响,并且还具有高输出信噪比、高消光比等特点,因此,QD-SOA-MZI在全光波长转换与传感解调等领域有着广泛的应用前景。利用QD-SOA-MZI全光波长转换能够实现多种全光逻辑门。通过在全光逻辑门的输出端引入加速开关(Turbo-switch,TS)可以提升逻辑门的输出特性。Turbo-switch是由滤波器和QD-SOA级联组成,该结构能够提升QD-SOA的增益恢复时间,进而优化逻辑门的输出性能。因此本文主要围绕MZI-SOA-QD结构,设计了全光或非门和全光同或门,并且利用turbo-switch结构设计了基于QD-SOA turbo-switch MZI的全光或非门和全光异或门。论文的主要内容如下:1.简要介绍了基于QD-SOA-XPM的全光波长转换原理和基于QD-SOA-MZI全光逻辑门的工作原理,根据QD-SOA的跃迁速率方程和光场传输方程,阐述了分段模型、静态模型和动态模型。2.利用QD-SOA-MZI实现了全光或非门,通过仿真全光或非门的最大模式增益、脉冲宽度、有源区长度、线宽增强因子、反射率、注入电流密度以及噪声,研究了全光或非门的Q因子特性与消光比特性。并对仿真结果的影响因素进行了原因分析,得到了获得高Q因子与高消光比时各参数的取值范围。3.将两个QD-SOA-MZI结构级联,提出了一种实现全光同或门的新结构。通过仿真全光同或门的有源区宽度、输入信号波长、损耗系数、最大模式增益、激发态到基态的电子跃迁时间、输入信号光功率、线宽增强因子,研究了全光同或门的Q因子特性与啁啾特性,并对仿真结果的影响因素进行了原因分析。研究结果可以用于优化全光同或门的输出性能。4.将SOA-QD与turbo-switch MZI结构相结合,仿真分析了基于TSMZI-SOA-QD全光或非门,并与MZI-SOA-QD全光或非门的仿真结果进行对比分析。研究了两种或非门的最大模式增益、脉冲宽度、有源区长度、线宽增强因子对Q因子特性和消光比特性的影响。证明了TSMZI-SOA-QD全光或非门的输出特性更好。同时,利用turbo-switch MZI结构设计了基于TSMZI-SOA-QD全光异或门,仿真了有源区长度、激发态到基态的电子跃迁时间、浸润层到激发态的电子跃迁时间、探测光功率、注入电流密度、输入信号光功率、损耗系数对全光异或门Q因子特性,码型效应特性以及转换效率特性的影响,并对仿真结果进行了原因分析。通过调节仿真参数可以用于优化全光异或门的输出性能。

王睿琦[6](2020)在《基于非线性效应的全光采样方法研究》文中研究指明随着各种新型技术的发展,对信息传输速度的要求越来越高。然而目前的通信网络中,对信号的处理还是主要依赖电来完成,这必然导致成本的增加和传输速率的降低,无法满足社会发展的要求。全光信号处理技术可以将信号的处理转移到光域进行,这样的过程可以更加充分的利用带宽资源,解决电子技术所固有的“电子瓶颈”限制的问题,对未来通信有着极其重要的作用。光纤和半导体光放大器是两个非常重要的光器件,并且都有着各自的优势。本文对于这两种光器件中的非线性效应进行研究,基于四波混频效应和交叉增益调制效应的相关理论,提出基于这两个器件的全光采样方案,具体研究工作概括如下:1.研究基于高非线性光纤中的四波混频效应的全光采样机理,提出了基于参量广播和双啁啾泵浦光的全光采样方案。该方案利用四波混频效应实现参量广播,得到三个复制信号,同时对双采样脉冲引入线性啁啾,利用10GHz的双啁啾采样脉冲光对速率为10Gb/s的不归零开关键控光信号进行采样,得到了 120GSa/s的采样率。2.研究基于半导体光放大器中的四波混频效应和交叉增益调制的机理。利用半导体光放大器体积小、便于集成,而且对入射光的增益带宽大的优点,提出了基于四波混频效应的全光参量广播和交叉增益调制采样的全光采样方案。该方案利用四波混频效应实现参量广播,得到三个复制信号,利用10GHz的高斯脉冲光对速率为2.5Gb/s的正弦信号进行采样,得到了 120GSa/s的采样率。本文提出的两个采样方案均实现了 120GSa/s的采样率,同时也有各自的优势。基于高非线性光纤的方案以较低速率的采样脉冲得到了较高的采样率,并且不需要在量化前通过光电转换和电域均衡处理减小误差,降低了全光采样系统的复杂性。基于半导体光放大器的全光采样方案不仅以较低速率的采样脉冲得到了较高的采样率,而且便于集成。

张国栋[7](2020)在《基于光调制器的逻辑门及其在物理层加密中的应用研究》文中研究表明随着互联网业务的快速增加和网络数据流量的急剧增长,作为主要数据承载的光通信系统也不断地向更高的传输速率发展,光通信网络也变得日趋复杂。传输速率的提高对光网络节点的信号处理能力提出了更高的要求,但是,由于当前光信号处理技术的不完善,在网络节点有些信号的处理仍然需要将光信号转化为电信号,在电域处理完成后再将电信号转化为光信号,这种光-电-光的转化降低了处理效率,更为严重的是,随着电子技术接近于其物理极限,未来必将限制节点的处理能力,给光通信系统带来的性能上的损失,严重制约了光通信的发展,因此对光信号处理器件技术的研究仍然是光通信领域的热点话题之一。此外光信号处理可以实现并行操作,对电磁干扰和电气短路不敏感,所以在光计算、光学仪器、光网络等领域中应用也十分广泛。类似电数字信号处理技术,光逻辑门是光信号处理技术的基本组成单元,是实现很多应用的基础,如光布尔异或门是判决和比较电路中的核心器件,可以实现基于数据比较来进行地址识别以及后续的分组转换,标签交换,比特序列奇偶校验,分组同步和地址比较,数据加密和解密,二进制加法,伪随机二进制序列生成和模式识别等等,因此光逻辑门的研究对于提升光信号处理技术、促进全光网络的发展具有重大意义。本论文主要围绕光逻辑门的实现和应用展开研究,提出了基于调制器的光逻辑运算转化方案;提出了三输入光逻辑门设计方案、基于MZM的光路选择器和光信号串/并转化器的设计方案;并且将基于I/Q调制器的光逻辑门设计方案应用到保密通信系统中去,根据实际需求,提出基于光逻辑门的保密通信系统方案设计。具体研究内容如下:(1)深入研究了基于I/Q调制器的光逻辑门实现方案,在此基础上对其参数进行优化,提出了基于I/Q调制器的光逻辑门的逻辑运算转化方案,提出了三输入的光逻辑门的设计方案,并且通过仿真进行了分析验证。(2)提出了基于MZM的光路选择器和光信号串/并转换器设计方案,并且通过系统仿真软件进行了分析验证。(3)将基于I/Q调制器的光逻辑门应用到保密通信系统中,设计了基于光逻辑门的物理层加密方案,并且进行了系统优化,实验实现了 10 Gb/s信号的加密及50km传输。

陈祥敬[8](2020)在《EDFA串扰引起的误码率恶化研究》文中提出在未来5G网络中,用户数据将通过超密集基站汇集成较大数据包,这些长大数据包在采用异步交换体制的DWDM系统中的EDFA放大时,将会产生信道间的串扰,导致数据包的误码率增加(恶化),使通信质量恶化。在对EDFA的增益恢复时间和交叉增益调制研究基础上,对大数据包误码率恶化进行了深入研究。从理论上得到了串扰引起的误码率计算公式,讨论了影响误码率的因素,并搭建了大数据包产生和串扰的实验装置。理论和实验结果都表明:当一个信道数据包包长和光功率越大,对另一个信道数据包误码率的影响也越大,当数据包的包长小于5μs时,串扰对误码率的影响是可以忽略的。本论文从理论和实验两方面对大数据包在EDFA串扰引起的误码率恶化研究,主要工作如下。1、介绍了EDFA的优点和技术应用以及基本原理,通过理论推导了EDFA的增益公式,实验研究了EDFA基本特性,包括增益饱和特性、瞬态特性,并证明了EDFA的交叉增益调制效应,另外对EDFA的增益恢复时间进行了全面测量,分析了驱动电流、输入光功率对EDFA的增益恢复时间的影响。2、完成了EDFA串扰实验的搭建,设计了能满足在EDFA中发生串扰的大数据包,并对串扰造成的数据包误码率进行了测量,理论仿真结果和实验结果相比基本一致,最后给出数据包在EDFA中传输时影响误码率恶化的因素。3、完成了关于差动平衡光信号的产生工作,搭建了产生差动平衡信号的实验平台,介绍了关键器件,通过实验得到差动平衡信号。图39幅,表1个,参考文献52篇。

董茹阳[9](2020)在《基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究》文中研究指明结合微波技术和光子技术的优势,微波光子技术对微波技术的应用提供了新的方法和途径,其中微波光子信号的产生是一个关键和基础。对于微波信号产生,光电振荡器(OEO)或耦合式光电振荡器(COEO)可以产生高稳定性和高谱纯度的微波信号而备受关注。然而,这一类系统中的电子微波器件限制了系统的操作带宽。因此,若采用纯光学手段的全光微波振荡器,可以克服电子微波器件给实验系统带来的不利影响,有利于获得高频微波信号,且易于配合光子系统联用。针对振荡器结构中的选频和反馈两个核心机制,本论文研究了以受激布里渊散射(SBS)作为光域选频机理,半导体光放大器的光-光调制特性实现全光反馈。提出了基于SBS选频的全光微波振荡器结构,并实现光子微波信号产生。论文研究工作包括以下两个部分:提出采用有源小环辅助滤波的全光微波振荡器的研究方案。该方案中,利用布里渊边带选择放大技术实现振荡频率的选择,半导体光放大器(SOA)实现光包络检波和反馈调制。利用有源环形谐振腔(ARRC)作为高品质可调光学梳状滤波器,选择一个微波振荡模式,从而产生单模振荡信号。实验中获得了频率为10.83 GHz、边模抑制比约为48 d B的单模微波信号。此外,通过调整光源的波长可以实现系统的可调谐性。提出基于SBS的耦合式全光微波振荡器的研究方案。在该方案中,光纤环形激光器为微波频率选择提供了一套频率参考基准。同时,它还可以作为一个高品质的有源谐振腔来优化相位噪声性能。通过将腔模转移到光载波上,采用受激布里渊散射对部分腔模进行选择性放大,从而初步选择了振荡频率。利用光纤环形激光器中的SOA实现光包络检测和反馈调制。一旦振荡系统闭合并开始振荡,就会产生高稳定性、高质量的单模微波信号。通过改变布里渊泵浦光的波长,可以得到从2 GHz到26 GHz的连续可调谐的微波信号,其单边带相位噪声约为-90 d Bc/Hz@10k Hz。本论文的相关研究充分利用了微波光子技术,为未来全光微波光子系统提供了新的思路。

万峰[10](2020)在《相干通信体制下的全光再生技术研究》文中研究指明目前,随着云计算、物联网和人工智能等技术的高速发展,社会信息化程度不断加深,通信网络带宽需求呈现爆炸式增长。相干光通信以其超高的光传输容量,越来越多地得到应用。将全光再生技术融入相干通信系统,能够进一步延长光传输距离、提升信号质量,已成为全光再生技术的重要研究方向。全光再生技术是一种在光域实现信号处理的技术,避免了传统光/电/光信号再生的带宽和速度瓶颈。本文研究相干通信体制下高阶调制信号的全光再生技术。论文的主要研究内容和创新如下:1.统一了泵浦消耗情形下空域和频域中光纤非线性耦合理论,推导了空频域复用光纤中四波混频在泵浦消耗条件下的解析解。利用上述耦合理论,研究了多模四波混频效应,数值仿真验证了解析解的正确性。研究表明,通过确定四波混频的准相位匹配范围,可简化波分复用或空分复用系统中级联四波混频(FWM)的分析过程;在泵浦消耗情形下,随着转移功率的增大,准相位匹配范围也越来越小。还讨论了解析解在多波耦合方程的简化和大规模并行相位运算器设计等方面的应用。2.提出一种基于码型变换的正交幅度调制(QAM)信号全光再生方案,首先利用四波混频的光相位共轭和参量增益饱和效应实现星型QAM信号到低阶相移键控(PSK)信号和幅移键控(ASK)信号的全光转换,分别经过全光幅度和相位再生后,再聚合成相应的星型QAM再生信号。采用理论分析和软件仿真方法验证了该方案的可行性。以星型16QAM信号为例,仿真表明,当输入误差向量幅度(EVM)为11.46%时可获得10 dB以上的噪声抑制比(NRR)性能。该方案中的码型变换部分在弹性光网络中也有潜在的应用价值,对于8QAM和16QAM光信号而言,所要求的光信噪比(OSNR)分别为16.4 dB和19 dB。3.通过分析光信号和噪声经过非线性光系统的功率转移特性,提出了全光再生器的带内光信噪比测量方法,解决了光再生链路中传统带外方法测量光信噪比的不准确问题,同时还能有效降低系统的测量成本。仿真计算了正交相移键控(QPSK)全光再生器的输出OSNR,与通过EVM得到的OSNR结果一致,表明了该方法的可靠性。该方法也适用于其他非线性光纤通信系统。4.研究了基于少模光纤非线性效应的参量放大和全光整形技术。(1)采用遗传算法全局优化了少模光纤的模式色散特性,设计出支持四个模式的简并参量放大器,在1540 nm到1555 nm波长范围内,模式增益均可达到20 dB,模式增益差小于1.2 dB。(2)提出基于少模非线性光纤环镜(NOLM)结构的并行全光再生方案,通过理论分析幅度再生工作点以及工作点相移对光纤模式的依赖性,仿真实现了四个模式的时隙交织QPSK信号的相位保持幅度再生。研究表明,当输入信噪比(SNR)大于6 dB时所有模式可实现几乎相同的再生性能,输入SNR越大,再生器的噪声抑制比(NRR)也越大;当输入SNR为15 dB时,再生器的NRR可达5.6 dB。

二、Device Length Dependency of Cross Gain Modulation and Cross Phase Modulation in Semiconductor 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、Device Length Dependency of Cross Gain Modulation and Cross Phase Modulation in Semiconductor Optical Amplifier(论文提纲范文)

(1)半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光纤通信技术的发展
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光纤通信系统中的新型调制格式
        1.2.2 全光网络波长转换技术的研究概况
    1.3 本课题的研究内容
第二章 基于迭代算法的半导体光放大器模型构建
    2.1 半导体光放大器的结构和工作原理
    2.2 半导体光放大器基础理论方程
        2.2.1 常用的半导体光放大器模型介绍
        2.2.2 半导体光放大器材料模型介绍
        2.2.3 半导体光放大器行波方程
        2.2.4 半导体光放大器载流子密度速率方程
    2.3 半导体光放大器模型的增益饱和特性分析
    2.4 本章小结
第三章 利用SOA-FWM效应波长转换的单纤双向传输研究
    3.1 基于半导体光放大器四波混频的波长转换研究
        3.1.1 半导体光放大器四波混频的理论基础
        3.1.2 基于半导体光放大器四波混频波长转换的仿真研究
        3.1.3 波长转换结果与分析
    3.2 基于波长转换的单纤双向光纤通信系统
        3.2.1 单纤双向传输系统
        3.2.2 基于波长转换的单ONU单纤双向传输性能分析
        3.2.3 基于波长转换的多ONU4×10 Gb/s单纤双向传输性能分析
    3.3 本章小结
第四章 DPSK编码原理及40 Gb/s DPSK系统仿真
    4.1 光调制原理
        4.1.1 基于强度调制的新型光调制格式
        4.1.2 基于相位调制的新型光调制格式
    4.2 40Gb/s DPSK信号调制
        4.2.1 NRZ-DPSK信号的产生
        4.2.2 RZ-DPSK 信号和CSRZ-DPSK 信号的产生
    4.3 40Gb/s DPSK信号解调研究
        4.3.1 DPSK信号的平衡检测接收性能研究
        4.3.2 DPSK信号的相干接收性能研究
    4.4 本章小结
主要结论和展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文

(2)基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 发展历史和国内外研究现状
    1.3 本课题的研究内容
第二章 反射型半导体光放大器的建模与模拟
    2.1 反射型半导体光放大器的概述
        2.1.1 反射型半导体光放大器的结构
        2.1.2 反射型半导体光放大器的原理
    2.2 反射型半导体光放大器的功率增益特性
    2.3 反射型半导体光放大器的物理模型
        2.3.1 反射型半导体光放大器的建模
        2.3.2 理论模型的求解方法
    2.4 基于反射型半导体光放大器的仿真结果及分析
        2.4.1 RSOA中载流子密度分布及分析
        2.4.2 RSOA输出谱和噪声指数
        2.4.3 RSOA增益与噪声指数特性
    2.5 本章小结
第三章 适用于10Gbit/s的半导体光放大器调制的多ONU双向传输研究
    3.1 DWDM-PON技术概述
        3.1.1 DWDM-PON原理结构
        3.1.2 DWDM系统的特点
    3.2 SOA在光纤通信系统中的应用
        3.2.1 SOA在光纤通信系统中的线性应用
        3.2.2 SOA在光纤通信系统中的非线性应用
    3.3 单ONU双向传输研究
        3.3.1 单ONU的单向传输研究
        3.3.2 单ONU的双向传输研究
    3.4 多 ONU 双向传输研究
    3.5 本章小结
第四章 集成半导体器件的啁啾效应分析与10Gbit/s数据传输测试
    4.1 啁啾效应的基础理论
    4.2 直接调制与间接调制
    4.3 分布式反馈激光器的啁啾观测及分析
        4.3.1 DFB激光器的工作原理
        4.3.2 DFB激光器的优点
        4.3.3 DFB激光器的啁啾观测
    4.4 电吸收调制器的啁啾观测及分析
        4.4.1 电吸收调制器的调制原理
        4.4.2 电吸收调制器的啁啾观测
    4.5 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的啁啾观测及分析
        4.5.1 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的调制原理
        4.5.2 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的啁啾观测
    4.6 10Gbit/s数据传输测试
    4.7 本章小结
结论与展望
    主要结论
    不足之处及未来展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文

(3)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

(4)非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光通信系统的发展趋势
    1.2 全光波长转换技术研究现状
    1.3 非线性效应在光通信中的应用
    1.4 论文的研究重点和结构安排
    1.5 本章小结
第二章 非线性效应理论和全光波长转换器件
    2.1 非线性折射效应
        2.1.1 自相位调制
        2.1.2 交叉相位调制
        2.1.3 四波混频
    2.2 高非线性光纤
        2.2.1 高阶非线性参量
        2.2.2 脉冲在高非线性光纤中的传输
    2.3 半导体光放大器
        2.3.1 工作原理
        2.3.2 理论模型
    2.4 本章小结
第三章 XPM效应在HNLF中的全光波长转换的研究
    3.1 OFDM简介
    3.2 基本理论
    3.3 仿真系统框图
    3.4 结果分析
    3.5 本章小结
第四章 FWM效应在SOA中的全光波长转换的研究
    4.1 不同类型全光波长转换器
        4.1.1 交叉增益调制型全光波长转换器
        4.1.2 交叉相位调制型全光波长转换器
        4.1.3 四波混频型全光波长转换器
    4.2 基本理论和仿真系统
    4.3 结果分析
    4.4 SOA波长转换器的应用
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢

(5)基于QD-SOA-MZI全光逻辑门的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 量子点半导体光放大器
        1.2.1 QD-SOA的特点
        1.2.2 基于QD-SOA交叉相位调制的全光波长转换器
        1.2.3 基于QD-SOA-MZI全光逻辑门
    1.3 QD-SOA的国内外研究进展
    1.4 论文工作安排
第2章 QD-SOA的理论基础
    2.1 QD-SOA的结构与工作原理
    2.2 QD-SOA的理论模型
        2.2.1 分段模型
        2.2.2 静态模型
        2.2.3 动态模型
    2.3 本章小结
第3章 基于QD-SOA-MZI全光或非门的研究
    3.1 基于QD-SOA-MZI全光或非门的工作原理
    3.2 全光或非门的Q因子特性和消光比特性
        3.2.1 最大模式增益g_(max)对Q因子和消光比的影响
        3.2.2 脉冲宽度W_0对Q因子和消光比的影响
        3.2.3 有源区长度L对Q因子和消光比的影响
        3.2.4 线宽增强因子α_(LEF)对Q因子和消光比的影响
        3.2.5 反射率r对Q因子和消光比的影响
        3.2.6 注入电流密度J对Q因子和消光比的影响
        3.2.7 噪声对Q因子和消光比的影响
    3.3 本章小结
第4章 基于QD-SOA-MZI级联的全光同或门的研究
    4.1 基于QD-SOA-MZI级联的全光同或门的工作原理
    4.2 全光同或门的Q因子特性和啁啾特性
        4.2.1 有源区宽度W对Q因子和啁啾的影响
        4.2.2 输入信号波长λ_(in)对Q因子和啁啾的影响
        4.2.3 损耗系数α对Q因子和啁啾的影响
        4.2.4 最大模式增益g_(max)对Q因子和啁啾的影响
        4.2.5 电子跃迁时间τ_(ES→GS)对Q因子和啁啾的影响
        4.2.6 输入信号光功率P_(in)对Q因子和啁啾的影响
        4.2.7 线宽增强因子α_(LEF)对Q因子和啁啾的影响
    4.3 本章小结
第5章 基于QD-SOA-TSMZI全光逻辑门的研究
    5.1 SOA turbo-switch与SOA turbo-switch MZI
    5.2 基于QD-SOA-TSMZI全光或非门
        5.2.1 基于QD-SOA-TSMZI全光或非门的工作原理
        5.2.2 最大模式增益g_(max)对两种全光或非门的影响
        5.2.3 脉冲宽度W_0对两种全光或非门的影响
        5.2.4 有源区长度L对两种全光或非门的影响
        5.2.5 线宽增强因子α_(LEF)对两种全光或非门的影响
    5.3 基于QD-SOA-TSMZI全光异或门
        5.3.1 基于QD-SOA-TSMZI全光异或门的工作原理
        5.3.2 码型效应特性与转换效率特性
        5.3.3 有源区长度L对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.4 电子跃迁时间τ_(ES→GS)对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.5 电子跃迁时间τ_(WL→ES)对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.6 探测光功率P_(CW)对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.7 注入电流密度J对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.8 输入信号光功率P_(in)对Q因子、码型效应和转换效率的影响
        5.3.9 损耗系数α对Q因子、码型效应和转换效率的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢

(6)基于非线性效应的全光采样方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 全光采样研究现状
        1.2.1 概况
        1.2.2 基于光纤的全光采样研究
        1.2.3 基于半导体光放大器的全光采样研究
    1.3 论文组织结构
第二章 基于光纤和SOA的光传输基本理论
    2.1 光纤中脉冲传输模型
    2.2 非线性薛定谔方程的数值求解方法
        2.2.1 分步傅里叶方法
        2.2.2 龙格库塔法
    2.3 SOA中光传输的基本理论
        2.3.1 SOA的结构和工作原理
        2.3.2 SOA中光学非线性效应
        2.3.3 光波在SOA中的传输方程
        2.3.4 SOA的载流子速率方程
    2.4 本章小结
第三章 基于高非线性光纤的全光采样方法研究
    3.1 四波混频光采样原理
    3.2 双啁啾参量广播光采样方案设计
        3.2.1 光采样总体方案
        3.2.2 参量广播及延迟模块
        3.2.3 双啁啾泵浦采样模块
    3.3 采样系统仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于SOA的全光采样方法研究
    4.1 基于SOA的全光采样系统
    4.2 参量广播模块
        4.2.1 基于SOA四波混频的参量广播原理
        4.2.2 参量广播仿真分析
    4.3 参量采样模块
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 不足之处及展望
参考文献
致谢

(7)基于光调制器的逻辑门及其在物理层加密中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章: 绪论
    1.1 光逻辑门的研究背景及目的
    1.2 光逻辑门的研究现状
    1.3 物理层加密研究背景及意义
    1.4 论文研究内容及结构安排
    参考文献
第二章: 光逻辑门概述
    2.1 引言
    2.2 基于SOA实现光逻辑门的原理及分析
        2.2.1 SOA物理结构介绍
        2.2.2 半导体光放大器中的非线性效应
        2.2.3 基于SOA实现光逻辑门的设计方案
    2.3 基于光调制器实现逻辑门的原理分析
        2.3.1 相位调制器的调制原理
        2.3.2 马赫-曾德尔调制器的调制原理
        2.3.3 I/Q调制器的调制原理
        2.3.4 基于I/Q调制器的光逻辑门的实现原理
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章: 基于调制器实现光逻辑门的优化及拓展
    3.1 基于调制器的光逻辑门参数选取及逻辑运算的相互转化
        3.1.1 基于I/Q调制器实现光逻辑门性能指标
        3.1.2 基于I/Q调制器实现光逻辑门参数配置
        3.1.3 基于I/Q调制器的光逻辑门之间的相互转化
    3.2 基于调制器实现三输入光逻辑门
    3.3 基于MZM实现光路选择器设计及仿真
    3.4 基于MZM实现光信号的串/并转换器
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章: 基于I/Q调制器的光逻辑门在保密通信系统中的应用
    4.1 基于光逻辑门实现物理层加密系统的设计
        4.1.1 保密通信系统简单模型
        4.1.2 基于光逻辑门的物理层加密系统发射机设计
        4.1.3 基于光逻辑门的物理层加密系统接收机的设计
    4.2 基于光逻辑门的物理层加密系统方案设计
    4.3 基于光逻辑门实现物理层加密系统的仿真及实验验证
        4.3.1 加密系统发射机传输性能验证
        4.3.2 加密系统仿真验证及结果
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章: 总结展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来工作计划
致谢
缩略词对照表

(8)EDFA串扰引起的误码率恶化研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究的目的及其意义
    1.2 EDFA的研究概况
        1.2.1 掺铒光纤放大器(EDFA)概述
        1.2.2 EDFA的研究现状
        1.2.3 EDFA的应用
    1.3 关于EDFA的串扰
        1.3.1 数据包的长度
        1.3.2 数据包长度带来的问题
    1.4 本论文的研究内容及工作安排
2 EDFA增益饱和和交叉增益实验研究
    2.1 EDFA的基本原理及结构
        2.1.1 EDFA的工作原理与结构
        2.1.2 EDFA的基本特性
    2.2 EDFA的增益饱和与增益恢复时间
        2.2.1 EDFA的增益饱和
        2.2.2 EDFA的增益恢复时间
    2.3 EDFA基本特性的实验探究
        2.3.1 EDFA的增益测量
        2.3.2 EDFA的瞬态特性
    2.4 EDFA交叉增益实验研究
        2.4.1 EDFA交叉增益的原理
        2.4.2 EDFA的交叉增益实验探究
        2.4.3 EDFA的增益恢复时间的测量
    2.5 本章小结
3 串扰实验与误码率计算
    3.1 EDFA串扰实验系统的描述
    3.2 EDFA数据包串扰实验探究
        3.2.1 数据包的产生
        3.2.2 数据包的串扰
    3.3 EDFA串扰下的误码率计算
        3.3.1 误码率判决
        3.3.2 理论仿真与实验结论
    3.4 本章小结
4 差动平衡光信号的产生
    4.1 半导体光放大器(SOA)的差动平衡
        4.1.1 SOA工作原理
        4.1.2 差动平衡信号产生的原理
    4.2 差动平衡信号实验探究
        4.2.1 实验系统的描述
        4.2.2 实验探究
        4.2.3 实验结果
    4.3 本章小结
5 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(9)基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光通信与光纤通信技术
        1.1.1 光通信技术
        1.1.2 光纤通信技术
    1.2 微波光子学
        1.2.1 微波光子学的研究现状
        1.2.2 微波光子学的关键技术
        1.2.3 微波光子学的应用
    1.3 光微波信号的产生
        1.3.1 光外差法
        1.3.2 光谐波滤波法
        1.3.3 光微波信号的振荡产生
    1.4 基于受激布里渊散射的微波信号产生
    1.5 本文的主要工作
第二章 受激布里渊散射与振荡器理论分析
    2.1 受激布里渊散射的机理
        2.1.1 受激布里渊散射的物理过程
        2.1.2 受激布里渊散射的增益谱与损耗谱
        2.1.3 受激布里渊散射的阈值分析
    2.2 受激布里渊散射的应用
    2.3 振荡器理论分析
        2.3.1 阈值特性
        2.3.2 相位噪声特性
        2.3.3 频谱特性
    2.4 本章小结
第三章 基于有源小环辅助的全光微波振荡器
    3.1 方案理论分析
        3.1.1 SOA的波长变换
        3.1.2 有源小环辅助滤波的特性分析
    3.2 实验结果与讨论
    3.3 本章小结
第四章 大调谐耦合式全光微波振荡器
    4.1 方案原理分析
    4.2 实验结果及讨论
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录A 缩写及中英文对照简表
附录B 攻读硕士期间取得的研究成果
    第一作者论文
    非第一作者论文

(10)相干通信体制下的全光再生技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 光通信发展概述
    1.2 相干通信中的全光再生技术现状
        1.2.1 相干光通信技术
        1.2.2 全光再生技术
        1.2.3 高阶调制信号全光再生
        1.2.4 全光再生器的性能监测
    1.3 论文主要内容
第二章 空频泵浦消耗四波混频的理论研究方法
    2.1 光纤非线性耦合模方程和数值方法介绍
        2.1.1 光纤非线性耦合模方程
        2.1.2 数值计算方法
    2.2 单模光纤泵浦消耗下四波混频的解析分析
        2.2.1 泵浦消耗相位不敏感FWM的解析方法
        2.2.2 泵浦消耗情形的功率转移特性
        2.2.3 泵浦消耗情形的相位匹配条件
        2.2.4 小信号近似与泵浦消耗情形的比较
    2.3 泵浦消耗条件下空频域四波混频的解析分析理论模型
        2.3.1 空频域FWM耦合模方程
        2.3.2 解析解的验证
        2.3.3 解析分析方法的应用
    2.4 本章小结
第三章 基于码型转换的星型QAM信号全光再生技术研究
    3.1 星型QAM全光再生系统结构
    3.2 QAM信号全光格式转换方案
        3.2.1 格式转换的原理
        3.2.2 调制格式转换方案的系统结构
        3.2.3 8QAM格式转换的结果
        3.2.4 16QAM情形的仿真结果
    3.3 QAM信号的极坐标全光再生方案
        3.3.1 极坐标再生器的系统仿真结构
        3.3.2 基于NOLM结构的幅度再生优化
        3.3.3 基于PSA的相位再生优化
        3.3.4 极坐标QAM再生器的系统性能
    3.4 本章小结
第四章 全光再生器的带内光信噪比测量技术研究
    4.1 光信噪比测量技术简介
        4.1.1 光信噪比定义
        4.1.2 光信噪比带外测量技术
        4.1.3 光信噪比带内测量技术
    4.2 全光再生器的带内光信噪比测量方法
        4.2.1 全光再生器的非线性噪声转移特性
        4.2.2 全光再生器带内光信噪比的测量原理
    4.3 基于PSA结构的全光再生器的OSNR测量
        4.3.1 系统结构
        4.3.2 测量结果和讨论
    4.4 本章小结
第五章 基于少模光纤非线性的参量放大和全光再生研究
    5.1 少模通信系统中的光放大和再生技术
    5.2 少模光纤参量放大器的研究
        5.2.1 少模光纤参量放大器的模型
        5.2.2 少模非线性光纤优化
        5.2.3 少模参量放大的增益特性
    5.3 基于NOLM结构的少模多通道全光再生
        5.3.1 少模再生器系统结构
        5.3.2 FM-NOLM的工作原理
        5.3.3 最佳工作点的条件
        5.3.4 FM-NOLM的设计
        5.3.5 QPSK信号的再生效果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

四、Device Length Dependency of Cross Gain Modulation and Cross Phase Modulation in Semiconductor Optical Amplifier(论文参考文献)

  • [1]半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究[D]. 徐贵勇. 江南大学, 2021(01)
  • [2]基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性[D]. 邓灿冉. 江南大学, 2021(01)
  • [3]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)
  • [4]非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究[D]. 颜正凯. 山东师范大学, 2021(12)
  • [5]基于QD-SOA-MZI全光逻辑门的研究[D]. 孔雪纯. 曲阜师范大学, 2021
  • [6]基于非线性效应的全光采样方法研究[D]. 王睿琦. 北京邮电大学, 2020(05)
  • [7]基于光调制器的逻辑门及其在物理层加密中的应用研究[D]. 张国栋. 北京邮电大学, 2020(05)
  • [8]EDFA串扰引起的误码率恶化研究[D]. 陈祥敬. 北京交通大学, 2020(03)
  • [9]基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究[D]. 董茹阳. 贵州大学, 2020(04)
  • [10]相干通信体制下的全光再生技术研究[D]. 万峰. 电子科技大学, 2020(07)

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半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制的器件长度依赖性
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