沈阳城市建设学院信息与控制工程系, 辽宁 沈阳 110167
全光或门是全光逻辑信号处理中必不可少的一项基础技术, 以往采用周期性极化铌酸锂（PPLN）波导实现的全光或门的输出光波均是混频波。本文基于PPLN波导的和频+差频效应（SFG+DFG）, 在准相位匹配条件下, 通过三个PPLN波导的级联设计实现了单波长输出的全光或门。通过数值计算和仿真得到了信号波形和眼图, 并通过计算消光比、脉冲宽度以及峰值功率的延迟时间分析了单波长全光或门的性能。结果表明, 本方案能很好地实现单波长输出的全光或门, 其输出光波能直接应用于光域, 从而改善光逻辑器件的衔接, 提高处理速度, 并为研发新型全光逻辑器件提供重要基础。
光学器件 全光信号处理 单波长全光或门 级联周期性极化铌酸锂波导 准相位匹配 和频效应 差频效应 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 092301
1 西安文理学院 陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安 710065
2 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
3 西安工程大学 理学院 物理系, 西安 710048
提出一种基于光克尔门空间扫描的单次激光信噪比测量方法.在该方法中, 门光和探测光在光克尔介质中正交传输, 通过光克尔门对探测光的空间扫描实现激光信噪比测量.采用该测量方法进行了单次激光信噪比测量的实验研究, 测得时间窗口和分辨率分别为88.2ps、2.7ps.由于取样门是由光克尔效应来控制, 因此该激光信噪比测量方法对于待测激光的波长没有限制.
单次激光 光克尔效应 光克尔门 激光信噪比 Single-shot laser Optical Kerr effect Optical Kerr gate Laser signal-noise ratio
1 Department of Electrical Engineering, Urmia Branch, Islamic Azad University, Urmia, Iran
2 Department of Electrical Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
Frontiers of Optoelectronics
2016, 9(4): 578–584
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
在未来的通信领域中，全光逻辑门是全光计算机和全光网络的基本单元。目前已经提出了很多实现全光逻辑门的结构和方法，但是全光逻辑的技术瓶颈也出现了，就是怎样能够将单个的全光逻辑门级联起来实现更复杂的逻辑关系。现存的全光逻辑门结构一般不具有很好的可以实现多级连接的级联性，而且现有的对于级联性的分析大都停留在理论层面，而没有与实际情况相结合，所以对于实际应用来说意义很小。提出了一种新型的基于高非线性Sagnac干涉仪的超高速全光NOT门，建立了它的数学模型，采用了与实际情况更加接近的高斯脉冲模拟输入光，并且在仿真结果的基础上分析了系统的级联性，对级联性的分析考虑了光纤损耗和走离效应的影响。得到的基本结论表明，所提出的全光逻辑门的结构能够在实际情况下保持良好的级联性。
全光逻辑门 高非线性光纤 可级联性 all-optical logic gate HLNF cascade
中国人民解放军西安通信学院, 陕西 西安 710106
利用两段色散互补的单模光纤跨段，并结合一个相位偏移器，设计出了一种基于光纤自相位调制效应的全光信号优化结构。理论分析了光纤中的自相位调制效应，介绍了优化结构的工作原理和基于半导体光放大器(SOA)与马赫曾德尔干涉仪(MZI)的全光异或原理，并通过光通信系统设计软件OptiSystem搭建了全光异或门和全光信号优化结构的仿真模型，分别对速率为10 Gb/s和40 Gb/s的全光异或输出结果进行了优化，使得异或输出消光比分别从10 dB和9 dB提高到约26 dB，并得到质量优良的输出眼图。结果表明，常规的全光异或输出消光比普遍较低，通过全光信号优化结构可以使消光比得到大幅提高，改善输出信号的质量。
光通信 全光信号处理 全光异或门 全光信号优化结构 自相位调制 相位偏移
1 西安通信学院， 陕西 西安 710106
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 陕西 西安 710119
提出一种能够同时应用于强度调制与相位调制信号的全光异或(XOR)逻辑门方案，利用π相移后两束光信号的直接干涉来实现异或逻辑操作。通过仿真验证了该方案对输入为强度调制与相位调制信号的异或操作的可行性与有效性。在输入为10 Gb/s强度调制信号，两输入信号占空比小于0.4，峰值功率相同时，异或输出Q因子为103；当输入为10 Gb/s，调制深度为π的相位调制信号时，异或输出Q因子为272。
光通信 全光异或门 干涉 相位调制 强度调制 激光与光电子学进展
2013, 50(3): 030602
1 天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室, 天津 300072
2 山西大同大学物理与电子科学学院, 山西 大同 037009
提出了一种新型的基于非线性光纤环镜(NOLM)的可重构全光逻辑门实现方案。传统的基于NOLM的全光逻辑利用自相位调制效应或交叉相位调制效应，透射传输函数重构的自由度低，可实现的逻辑门种类较少。该方案在传统的结构基础上，分析了NOLM中探测光的偏振态的演化，以及输入光偏振态和环内偏振控制器对NOLM的传输特性的影响。理论分析和数值仿真结果表明在考虑NOLM中的非线性偏振旋转效应的情况下，可以更加自由地构建不同透射传输函数，从而利用单一NOLM结构，仅通过调节偏振控制器，即能够可重构地实现绝大部分基础组合逻辑。实验中，完成了两路40 Gb/s的数据信号之间的“非”、“与”、“或”、“或非”、“同或”、“异或”等各种基础组合逻辑，验证了方案的可行性。
信号处理 全光逻辑门 非线性光纤环镜 非线性偏振旋转 高非线性光纤
1 贵州大学理学院贵州省光电子技术与应用重点实验室， 贵州， 贵阳 550025
2 天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室， 光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
设计并演示了一种新型的光信号全光提取与擦除方案。将两个时域上同步，强度反相的矩形光脉冲作为控制信号，通过光纤中四波混频效应所形成的逻辑门（与门和非门），可以对一段时隙上的光数据进行同步的提取和擦除。对10 Gb/s非归零信号的仿真和实验验证了方案的可行性。方案可在更高速率的系统下工作，并对波长和码型透明。
光纤通信 四波混频 光逻辑门 光分/插复用
北京邮电大学 光通信与光波技术教育部重点实验室，北京 100876
考虑光场分布的影响，利用传输矩阵法研究了含有非线性缺陷的非对称一维光子晶体的透射特性，得到一种新的全光逻辑门的实现方法.由于光场在缺陷层中有着很强的局域，光子晶体的非线性效应得到增强.基于此，分析了场分布和缺陷层折射率的相互作用对光子晶体透射特性的影响，结果表明：通过合理设计，透射特性完全可以达到稳定状态.在此基础上设计了基于一维光子晶体的异或、与等全光逻辑门
光子晶体 全光逻辑门 非线性 场分布 Photonic crystal All-optical logic gate Nonlinear Field distribution
1 湖南师范大学物理与信息科学学院, 湖南 长沙 410081
2 湖南大学计算机与通信学院, 湖南 长沙 410082
利用光纤参量放大器(FOPA)中的波长转换特性完成全光与逻辑运算。以波长转换的原理为基础, 从两路输入光波的四种码字组合的相位匹配关系入手, 证明了FOPA的闲散光输出与两路输入光波的逻辑关系符合与门的逻辑。通过龙格-库塔方法数值求解非线性耦合方程组, 仿真证实了FOPA的输出与输入光波满足全光与门的逻辑, 研究了此全光与逻辑门闲散光波的输出功率随光纤长度、输入光波的功率比值以及输入光波波长位置的变化关系, 为实际中优化设计全光与门提供了参考。并对100 Gb/s的全光与逻辑运算中所应选择的输入光波脉冲宽度的问题进行了讨论。
非线性光学 光纤参量放大器 全光信号处理 四波混频 全光与门 交叉增益调制
