BPSK光信號(hào)光子晶體全光邏輯器件的設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化.pdf

1、未來(lái)的通信網(wǎng)將朝著全光網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)發(fā)展。全光邏輯器件是用于全光尋址鑒別、光分組交換、光子運(yùn)算等快速高容量全光信息處理中的重要組件。光子晶體器件的學(xué)術(shù)探索與運(yùn)用為有朝一日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成光路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，光子晶體集成材料可以構(gòu)建低功耗、強(qiáng)對(duì)比度、高傳輸率以及易于集成的全光邏輯器件。采用基于光相位調(diào)制的光信號(hào)可以提高光信道的波段利用率、延長(zhǎng)傳輸距離。故而，對(duì)于光相位調(diào)制信號(hào)光子晶體全光邏輯器件的研究具有重要意義。本論文提出了多種適用于BPS

2、K光信號(hào)的光子晶體全光邏輯器件結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能分析。論文主要完成了以下工作。
　　(1)光相位調(diào)制信號(hào)全光XOR/XNOR邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)與遺傳算法在全光XOR/XNOR邏輯門(mén)優(yōu)化和性能分析中的應(yīng)用。使用C++語(yǔ)言編程將遺傳算法引入光相位調(diào)制信號(hào)三角晶格結(jié)構(gòu)的二維光子晶體全光XOR/XNOR邏輯門(mén)的性能優(yōu)化中，通過(guò)迭代優(yōu)化得到該邏輯門(mén)多模波導(dǎo)區(qū)域兩端介質(zhì)柱的半徑r1最優(yōu)值;提出光相位調(diào)制信號(hào)正方形晶格結(jié)構(gòu)的全光XOR/

3、XNOR邏輯門(mén)，并對(duì)其進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì);通過(guò)MEEP軟件包計(jì)算得到該邏輯門(mén)在整個(gè)C-Band(1530-1565nm)波段內(nèi)XOR/XNOR操作的邏輯對(duì)比率始終大于15dB。
　　(2)光相位調(diào)制信號(hào)光子晶體全光AND、NOR、NOT邏輯門(mén)與半加器的設(shè)計(jì)優(yōu)化與性能分析。利用光相位調(diào)制信號(hào)全光XOR/XNOR邏輯門(mén)，可以將相位信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉刃畔⒌奶匦裕瑢蓚€(gè)光相位調(diào)制信號(hào)全光XOR/XNOR邏輯門(mén)與一個(gè)光強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)全光AND邏輯門(mén)