基于半导体光放大器的超高速全光异或门

传统的基于半导体放大器的全光异或逻辑门,由于受SOA中长载流子寿命引起码型效应的影响,其工作速率的提升受到了限制。提出了一种基于MZI和体材料SOA中交叉增益调制的全光逻辑异或门的工作速率提升的实现方案。通过增加MZI两臂上SOA的长度和提高入射直流探测光功率,增强了直流探测光和数据光在较长的SOA中的相互作用,以减小超高速工作状态下SOA中的载流子寿命,提升体材料SOA的工作速率,实现超高速XOR逻辑功能。研究表明,入射直流探测光功率的提升、SOA长度的增加、数据光峰值功率的提高及数据光脉宽的减少,可使XOR逻辑门的输出信号质量得到明显的提升,使全光异或逻辑门的工作速率可望达到1 Tb/s。

基于MZI结构和级联SOA的宽相位容限全光异或门

传统使用半导体光放大器(SOA)中交叉相位调制(XPM)效应构成全光逻辑异或(XOR)门的方案,由于受到单个SOA中XPM效应自身原理的限制,需要精确的相位控制。本文提出了一种基于马赫-增德尔干涉仪(MZI)和级联SOA中XPM效应实现全光逻辑异或门的新方案。本文方案使用对称的MZI结构,在两臂上分别放置两个级联的SOA,通过对时钟光的相位调制,达到对两级输入信号光进行XOR运算的目的。在40Gbit/s下的仿真结果表明,本方案易于调节,只需要两束输入信号光以相反比例分光,即可对其进行异或逻辑运算,在放宽了分光比取值范围的同时,也降低了对XPM效应中相位控制的要求,实现了宽相位容限的全光逻辑XOR门。研究了时钟光功率和输入信号分光比对逻辑运算结果的影响,发现输入信号分光比的不同步变化对输出信号质量的影响较为明显。对提高方案速率的方法进行了讨论。