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徒寺孟
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1 第 13 卷 2005 年 6 月第 3 期光学精密工程 OpticsandPrecisionEngineering Vol.13 No.3 Jun.2005 文章编号 X(2005) 基于马赫曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门理论研究潘炜 1,2, 邹龙方 1, 罗斌 1, 邹喜华 1 (1. 西南交通大学计算机与通信工程学院光通信与光器件研究所, 四川成都 ; 2. 电子科技大学宽带光纤传输与通信系统技术重点实验室, 四川成都 ) 摘要 : 基于半导体光放大器 (SOA) 和线性光放大器 (LOA) 构成的马赫曾德尔干涉仪 (MZI), 从速率方程出发, 模拟了 LOA 的泵浦放大和增益箝制特性, 建立了 SOA MZI 和 LOA MZI 结构全光异或门数值模型, 通过控制探测光功率和偏置电流, 实现了两路 40Gbit/s 信号的异或运算并通过求解速率方程, 对异或运算的结果进行了分析和比较 ; 从器件结构上对 2 种异或门运算结果的差异给出了解释结果表明 :SOA 和 LOA 中载流子恢复时间限制了信号处理速度 ; 合理控制偏置电流和探测光功率可以提高信号处理能力 ;LOA 具有增益箝制作用, 对输入信号的扰动具有不敏感性 ; 与 SOA MZI 异或门相比,LOA MZI 异或门输出信号的消光比较高, 功率较低 ; 对于输出脉冲波形而言,LOA MZI 异或门性能优于 SOA MZI 异或门关键词 : 马赫曾德尔干涉仪 ; 全光逻辑异或门 ; 半导体光放大器 ; 线性光放大器中图分类号 :TH744.3 文献标识码 : A 犜犺犲狅狉犲狋犻犮犪犾狊狋狌犱狔狅犳犪犾狅狆狋犻犮犪犾犡犗犚狌狊犻狀犵犕犪犮犺犣犲犺狀犱犲狉犻狀狋犲狉犳犲狉狅犿犲狋犲狉 PAN Wei 1,2,ZOU Long fang 1,LUOBin 1,ZOU Xi hua 1 (1. 犗狆狋犻犮犪犾犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀犪狀犱犇犲狏犻犮犲狊犚犲狊犲犪狉犮犺犔犪犫, 犛犮犺狅狅犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犪狀犱犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵, 犛狅狌狋犺狑犲狊狋犑犻犪狅狋狅狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犆犺犲狀犵犱狌 , 犆犺犻狀犪 ; (2. 犖犪狋犻狅狀犪犾犓犲狔犔犪犫狅犳犅狉狅犪犱犫犪狀犱犉犻犫犲狉犜狉犪狀狊犿犻狊犻狅狀犪狀犱犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀犖犲狋狑狅狉犽犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犆犺犲狀犵犱狌 , 犆犺犻狀犪 ) 犃犫狊狋狉犪犮狋 :TwokindsofMach Zehnderinterferometers(MZI)wereconstructedbysemiconductoropti calamplifier(soa)andlinearopticalamplifier (LOA),respectively.Basedonrateequations,the pumpingamplificationandgainclampedbehaviorsofloaaresimulated.withthecontrolofprobe beampowerandbiascurrent,al opticalxorfunctionalityissimulatedusingintegratedsoa MZI 收稿日期 : ; 修订日期 : 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (No ;No ); 教育部科学技术研究重点项目 (No ); 国家重点实验室开放课题 (No.2002KF); 四川省应用基础科学研究 (No.03JY )

2 340 光学精密工程第 13 卷 andloa MZInumericalmodelat40 Gbit/s.TheperformanceoftheXORresultsisanalyzedand comparedbysolvingtherateequationsnumericaly.theresultdiferencesofthexorgatesareex plainedfromthestructuralproperties.thetheoreticalresultsindicatethatthehigh speedoperationis limitedbythecarrierrecoverytimeinthesoaandloa;theoperationratecanbeenhancedwithap propriatebiascurrentandprobebeam power;loaclampsthegainandimprovestoleranceagainst smalsignaldistortion;theoutputsignalsofloa MZIhavehigherextinctionratioandlowerpower comparedwithsoa MZI;LOA MZIhasbeterperformanceinoutputpulseshapethanSOA MZI. 犓犲狔狑狅狉犱狊 :Mach Zehnderinterferometer;al opticallogicxor gate;semiconductoropticalampli fier;linearopticalamplifier 1 引言快速发展的通信业务对通信网的带宽和容量都提出了更高的要求, 基于电子信号处理技术的网络已难以满足需求因此, 使用全光信号处理技术的光网络将是未来网络的发展趋势逻辑异或门 (XOR) 是全光信号处理的关键器件之一, 它可以用于标签交换数据编码奇偶校验信号 [1 3] 再生等目前实现全光异或门的方法有多种例如, 利用非线性光纤环镜 (NOLM) [2] [4] SOA Sagnac 光纤干涉仪超快非线性干涉仪 (UNI) [5] 等这些方法利用光纤的非线性效应实现异或门运算, 具有数据处理速度快的优点但是光纤的存在也使异或门结构变得复杂, 难以集成与之相比, 由 SOA 构成马赫曾德尔干涉仪 (SOA MZI) 结构的异或门具有性能稳定便于集成的优点但是, 由于 SOA 中载流子恢复时间 ( 100ps) 较长, 将导致输出脉冲的展宽, [6] 限制了信号处理速度为了满足处理高速信号的需求, 可以通过提高探测光功率, 合理控制 SOA 的偏置电流, 将载流子恢复 [7] 时间减少到 10ps 左右由于传统的 SOA 用于异或门时, 常工作在增益饱和区在多信道情况下, 可能导致严重的串扰一种新型的半导体光放大器线性光放大器 (LOA) 利用有源区两侧的分布式布拉格反射镜 (DBR) 建立了垂直光场 (VCL), 对入射光形成了增益箝制, [8 9] 很好地解决了这一问题在课题组研究垂直腔激光器 (VCSEL) 垂直腔半导体光放大器 (VCSOA) 和马赫曾德尔干涉仪 [10 12] 工作的基础上, 本文从 LOA 的结构特点出发, 建立了基于速率方程的模型 ; 模拟了 LOA 的泵浦放大和增益箝制特性 ; 建立了 SOA MZI 和 LOA MZI 结构全光异或门数值模型, 通过合理控制探测光功率和偏置电流, 实现了两路 40Gbit/s 信号的异或运算 ; 讨论了调制后的探测光相位与输出信号消光比的关系 ; 分析了探测光功率对输出脉冲宽度的影响 ; 对两种异或门输出信号的波形功率消光比等方面进行了研究和比较, 从器件结构和基本特性方面出发, 对差异给出了解释 2 工作原理基于 SOA MZI 全光异或门原理如图 1 所示 SOA 1 和 SOA 2 对称地放置于干涉仪两臂连续的探测光 λ2 通过一个 3dB 耦合器分解成 2 束光注入到干涉仪两臂波长为 λ1 的两路强度调制的信号光分别注入到 SOA 1 和 SOA 2, 信号光的峰值功率高于 SOA 的最大线性输入功率当输入功率超过 SOA 的最大线性输入功率时,SOA 有源区内载流子密度就会发生改变, 根据 Kramers Kronig 关系, 有源区的有效折射

3 第 3 期潘炜, 等 : 基于马赫曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门理论研究 341 SOA 替换成 LOA 3 理论模型图 1 Fig.1 基于 SOA MZI 全光逻辑异或门结构示意图 Structurediagramforal opticallogic XORgatebasedonSOA MZI 率将会发生改变, 导致通过 SOA 的探测光的强度和相位发生变化, 即交叉增益调制 (XGM) 和交叉相位调制 (XPM) 探测光 [13] 的相位 φ 沿光入射方向的变化为 dφ =- 1 d 狕 2 Γα 犵, ( λ 1) 式中 Γ 为模场限制因子,α 为线宽增强因子, 犵 λ 为增益探测光经过 SOA 后就会携带上信号光的信息两路经过相位调制的探测光在耦合器中发生干涉, 将相位调制转换成振幅调制, 完成两路信号的异或运算定义入射的光场为犈 in( 狋 ), 干涉仪两臂对探测光的增益分别为犌 1( 狋 ) 和犌 2( 狋 ), 由对称结构的 MZI 传输矩阵可知输出光场 [12] 犈 out( 狋 ) 为犈 out( 狋 )= 犈 in( 狋 ) 1 熿 1 - 犻燄槡 2燀 - 犻 1 燅熿犌 1( 狋 )exp[- 犼 φ1( 狋 )] 0 燄燀 0 犌 2( 狋 )exp[- 犼 φ2( 狋 )] 燅 1熿 1 - 犻燄槡 2燀 - 犻 1, ( 2) 燅由此, 运算后信号的表达式为犘 in 犘 XOR( 狋 )= 4 { 犌 1( 狋 )+ 犌 2( 狋 )- 2 槡犌 1( 狋 ) 犌 2( 狋 )cos[ φ1 ( 狋 )-φ2( 狋 )]}, (3) 式中犘 in 是输入的探测光功率本文暂未考虑非对称结构的 MZI, 对于这种结构将另文讨论基于 LOA MZI 的全光异或门使用相同的结构, 仅将 MZI 干涉仪上的 3.1 犛犗犃模型程为 [14] 在半导体光放大器中, 光脉冲传输方 1 犈 ( λ 狕, 狋 ) + 犈 ( λ 狕, 狋 ) =- 狋狕 υg 犻 2 αγ 犵 λ 犈 ( λ 狕, 狋 )+ 1 2 ( Γ 犵 λ-αin) 犈 ( λ 狕, 狋 ),(4) 式中犈 ( λ 狕, 狋 ) 代表波长为 λ 的脉冲能量,υg 为群速度,α 为线宽增强因子,Γ 为模场限制因子,αin 为内部损耗, 犵 λ 为增益为了能 [14] 准确模拟 SOA 增益, 使用下面的函数犵 (λ, 犖 )=α0( 犖 - 犖 0)- γ 1 (λ-λ 犖 ) 2 +γ 2 (λ-λ 犖 ) 3, (5) 式中 α0 为微分增益, 犖 0 为透明载流子密度,λ 犖是载流子密度为犖时的峰值增益波长, 假定它和载流子密度呈线性关系,λ 犖 = λ0- 犽 0( 犖 - 犖 0),λ0 是犖 = 犖 0 时的峰值增益波长, 犓 0 用于表示增益峰值波长随载流子密度的漂移 γ1 和 γ2 为增益系数, 用于拟合增益曲线的参数, 分别用来表示增益带宽和增益的不对称性 SOA 中载流子速率方程为犖 ( 狕, 狋 ) 犐犖 ( 狕, 狋 ) Γ 犵 λ = - - 狋狇犞犘 τc λ 犺 υ, λ 犃狓 (6) 式中犐为 SOA 的注入电流, 狇为电子电量, 犞为有源区体积,τc 为自发辐射载流子寿命, 且 τc=( 犃 + 犅犖 + 犆犖 2 ) -1, 其中犃犅犆分别为非辐射双分子和俄歇复合系数犺 υ 为光子能量, 犃狓为有源区横截面积, 犘 λ 是波长为 λ 的光功率 3.2 犔犗犃模型与普通的 SOA 相比,LOA 在结构上相当于一个 SOA 和一个垂直腔面发射激光器 (VCSEL) 在一个 InP 层上的集

342 光学精密工程第 13 卷 [8,10,15] 成, 如图 2 所示 VCSEL 在有源区的上下两侧各有一个高反射率的分布式布拉格反射镜 (DBR) VCSEL 工作在整个放大器的长度并且和入射光的方向垂直 VCSEL 形成的垂直光场 (VCL) 与入射光的光场相互作用, 形成增益箝制拟中用到的参数见表 1 表 1 犛犗犃和犔犗犃的典型参数 Tab.

4 342 光学精密工程第 13 卷 [8,10,15] 成, 如图 2 所示 VCSEL 在有源区的上下两侧各有一个高反射率的分布式布拉格反射镜 (DBR) VCSEL 工作在整个放大器的长度并且和入射光的方向垂直 VCSEL 形成的垂直光场 (VCL) 与入射光的光场相互作用, 形成增益箝制拟中用到的参数见表 1 表 1 犛犗犃和犔犗犃的典型参数 Tab.1 TypicalparametersofSOAandLOA Symbol Value Explanation 犔 500μm 有源区长度狑 1μm 有源区宽度犱 0.2μm 有源区厚度犱犔 4μm 垂直光场有效长度 αin μm -1 内部损耗系数犖 μm -3 透明载流子密度图 2 LOA 结构示意图 [8] Fig.2 SchematicstructureoftheLOA [8] LOA 中垂直入射光方向的 VCL 光子 [9 11] 密度犔可表示为 d 犔犔 =Γ 犔 υg 犵犔犔 - + 犚 sp, 犔, (7) d 狋 τph 式中 Γ 犔为 VCL 限制因子犱 Γ 犔 = (1+ sin η 犱犱 ) 2, (8) 犱犔 η 犱犱犔其中犱为有源区厚度, 犱犔为垂直光场有效长度, η 为 VCL 传播常数, 犵犔 = 犪 0( 犖 - 犖 0) 为 VCL 增益,VCL 激射波长的典型值为 1550nm τph 是光子寿命, 对于 VCSEL 这种结构, 横向场模限制因子近似为 1, 器件的阈值增益为犵 th, 则 1 = 狏 g 犵 th= 狏 ( g 犪 in+ 1 ln 1 ),(9) τph 犱犔犚犔犚犔为有源区上下两端 DBR 的反射率与自发辐射相关的载流子复合速率犚 sp, 犔 =β ( 犃犖 + 犅犖 2 + 犆犖 3 ), 这里定义自发辐射因子 β, 表征自发辐射对激射模的贡献份额在 SOA 的光脉冲传输方程载流子速率方程基础上, 根据 LOA 的结构特点, 增 [9 11] 加 VCL 的速率方程构成 LOA 模型采用文献 [16] 提供的解法, 能很好地模拟脉冲在半导体光放大器中的传播过程模 Γ 0.3 模场限制因子 α μm 2 微分增益 γ1 7.4μm -3 增益系数 1 γ μm -4 增益系数 2 犽 μm 4 介质增益常数犃 0.1ns -1 非辐射复合系数犅 μm 3 /ns 双分子复合系数犆 μm 6 /ns 俄歇复合系数 υg μm/ns 群速度通过仿真 LOA 的基本特性, 可以解释 LOA 用于逻辑异或门时与 SOA 表现出的不同由于 LOA 是垂直表面激光场效应, 在光子转换和泵浦放大方面与 SOA 有明显的差异, 如图 3 所示图 3 是输入信号为 -10dB/m 时,LOA 中 VCL 的建立以及形成增益箝制的过程当注入电流大于垂直光场的阈值电流 ( 100mA) 时,VCL 光子密度增加很快, 消耗了大量载流子, 对输出信号形成了增益箝制, 表现为输出信号的功率不再随注入电流的增大而增加相比之下,SOA 的输出功率随偏置电流的

5 第 3 期潘炜, 等 : 基于马赫曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门理论研究 343 增加在不断增加因此, 当偏置电流有微小的波动时, 对 LOA 输出信号都不会产生很大的影响图 3 注入电流与输出功率和 VCL 光子密度的关系 Fig.3 OutputpowerandVCLphotonden sityvsinjectioncurrent 图 4 为输入光功率与增益之间的关系与 SOA 相比,LOA 的增益曲线更为 [8] 平坦, 随着 DBR 反射率的增加, 增益的线性范围在增加更有意义的是在非线性区域,LOA 比 SOA 的增益曲线斜率更大, 由 XGM 和 XPM 的物理过程可知, 这将加深调制幅度, 有利于输出信号获得较高的消光比 LOA 的增益箝制特性, 还表现为对输入信号波长的不敏感性几乎在整个 C 频段 (1525~1565nm),LOA 增益波动 [8] 范围很小 DBR 反射率越大,LOA 对波长变化越不敏感, 如图 5 所示图 4 SOA 与 LOA 的光功率与增益关系 Fig.4 Gain of SOA and LOA vsinput power 图 5 DBR 反射率为参变量的光波长与增益关系 Fig.5 Gain of SOA and LOA vsinput wavelength 由于 LOA 具有增益箝制作用, 只要输入信号功率小于 LOA 的最大线性输入功率,LOA 中的载流子密度就不会发生改变, 也就不会对探测光产生相位调制所以基于 LOA 的异或门在 0 状态失真抗干扰度较高 4 数值模拟 4.1 犛犗犃犕犣犐异或门模拟在模拟 SOA MZI 异或门时, 取信号光波长为 1570nm, 平均功率为 0dB/m, 用 1 阶高斯脉冲模拟信号光, 以两路 40Gbit/s 信号的异或为例, 研究探测光功率对输出脉冲宽度的影响, 以及 SOA MZI 和 LOA MZI 两种异或门的差别探测光波长为 1550nm 为保证精度, 每个脉冲周期采样 1000 个点图 6 为两路信号经过 SOA MZI 异或运算结果, 此时, 输入的探测光功率为 5dB/m, 由于受载流子恢复时间的限制, 输出脉冲发生了展宽图 7(a) 和 (b) 分别为干涉仪两臂输出的探测光的相位探测光相移的上升时间很短, 并且仅受输入信号的脉冲宽度影响然而, 受载流子恢复时间影响, 相移的下降沿比较慢, 导致了输出脉冲后沿的展宽

6 344 光学精密工程第 13 卷 (a) 输入 SOA 1 的信号光 A (a)signalatosoa 1 (b) 输入 SOA 2 的信号光 B (b)signalbtosoa 2 根据输入信号光和探测光的功率和波长, 调整 SOA 的偏置电流犐, 使调制后的探测光相位 φ 和 1 φ 的最大值和最小值之差为 2 π, 如图 7(c) 所示由式 (3) 可知, 在耦合器中发生干涉时, 输出信号的消光比最大图 8 为从输出信号中取出一个脉冲周期进行归一化处理后, 与输入脉冲的对比图受载流子恢复时间的限制, 脉冲后沿的展宽比较明显, 即产生拖尾现象随着注入的探测光功率的增加, 导致有源区内光子与载流子的相互作用增强, 减少了载流子恢复时间, 使脉冲后沿的展宽减小由于器件本身的限制, 探测光功率增大到一定值后, 对输出脉冲宽度的压缩作用已不明显 (c)a 与 B 异或结果 (c)xorresultsofaandb 图 6 两路信号的逻辑异或运算 Fig.6 Simulationresultsofal opticallogicxor (a)soa 1 输出的探测光相位 (a)phaseofprobesignalaftersoa 1 图 8 Fig.8 不同探测光功率下, 输出的脉冲对比图 Comparisonofoutputpulseshapes fordiferentprobesignalpowers (b)soa 2 输出的探测光相位 (b)phaseofprobesignalaftersoa 2 (c) 干涉仪两臂探测光相位差 (c)diferenceofphasebetweenmzitwoarms 图 7 调制后的探测光相位图 Fig.7 Phaseofmodulatedprobesignals 4.2 基于犔犗犃和犛犗犃的逻辑异或门对比基于 LOA 和 SOA 的逻辑异或门使用相同的结构图 9 和 10 分别为两路不同波长的信号光, 分别通过两种异或门的运算结果由于 LOA 中垂直光场消耗了部分载流子, 输出光功率小于 SOA 构成的异或门的输出也正是由于垂直光场的存在, 使 LOA 的增益对一定范围内的波长具有不敏感性, 如图 5 所示所以当两路输入信号的波长不同时,LOA 对探测光的强度和相位调制幅度相同, 输出的各个脉冲

7 第 3 期潘炜, 等 : 基于马赫曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门理论研究 345 强度相同而 SOA 的增益对波长变化很敏感, 干涉仪两臂上的 SOA 对探测光的强度和相位调制幅度不同因此, 异或运算后的各个脉冲强度也就不同, 严重时可能导致误码 (a) 异或结果 (a)xorresults (a) 异或结果 (a)xorresults (b) 干涉仪两臂探测光相位差 (b)diferenceofphasebetween MZItwo arms 图 9 输入两路信号波长不同时 LOA MZI 输出 Fig.9 Inthecaseofdiferentwavelengths oftwoinputsignals,theoutputof LOA MZI 图 11 为从 LOA 和 SOA 的输出信号中取出一个脉冲周期进行归一化处理后, 与输入脉冲的对比图 LOA 中垂直光场起到了蓄水池的作用, 加速了有源区内光子与载流子的相互作用, 虽然输出脉冲比输入脉冲略有展宽, 但与 SOA 相比, 输出脉冲后沿的拖尾现象消失, 这对于高速信号处理是非常有益的图 12 为输入不同强度的探测光时, 两种异或门输出信号的消光比和功率对比图由前文分析可知, 在非线性区域 LOA 比 SOA 增益曲线的斜率更大, 因此,LOA MZI 比 SOA MZI 异或门输出信号的消光 (b) 干涉仪两臂探测光相位差 (b)diference ofphase between MZItwo arms 图 10 输入两路信号波长不同时 SOA MZI 输出 Fig.10 Inthecaseofdiferentwavelengths oftwoinputsignals,theoutputof SOA MZI 图 11 Fig.11 输出脉冲 ( 基于 LOA 和 SOA 的逻辑异或门 ) 与输入脉冲对比图 Comparison ofpulseshapes be tween input and output (using LOAandSOA) 比高当探测光功率小于 6dB/m 时,LOA 中垂直光场消耗了部分载流子, 导致 LOA MZI 输出功率较小但是当探测光功率大于 6dB/m 时, 由于 SOA 芯片解理面剩余

8 346 光学精密工程第 13 卷的消光比和输出功率 5 结论图 12 Fig.12 探测光功率与输出信号消光比和功率关系 Outputextinctionratioandpower vsprobesignalpower 反射率的存在,SOA 的激射限制了有效偏置电流的增加, 而 LOA 中垂直表面激光场效应限制了激射此时,LOA MZI 比 SOA MZI 输出信号的功率大过大的探测信号功率将使放大器处于深度饱和状态, 消耗了大量载流子, 削弱了光子与载流子的相互作用, 导致输出信号的消光比和功率减小对于模拟使用的参数, 探测光功率在 4dB/m 左右时, 输出信号具有较高基于速率方程, 建立了 SOA MZI 和 LOA MZI 全光异或门数值模型, 实现了两路 40Gbit/s 信号的逻辑异或运算数值模拟结果表明 : 由于半导体光放大器中载流子恢复时间的限制, 输出脉冲发生展宽, 脉冲后沿展宽比较明显 ; 通过提高探测光功率和增大偏置电流可以减少载流子的恢复时间减小输出脉冲展宽 ; 合理控制偏置电流和探测光功率可以提高输出信号的消光比 LOA 中 DBR 形成的垂直光场具有增益箝制作用,LOA 与 SOA 在光子转换效率和泵浦放大方面的差异, 使 LOA 用于 MZI 型异或门时性能优于 SOA, 表现为 : 对输入信号 "0" 状态失真具有不敏感性 ; 当输入的两路信号光波长不同时, 输出的各个脉冲强度仍保持相同 ;LOA 比 SOA 载流子恢复时间短, 输出脉冲拖尾现象不明显 ; 输出信号的消光比较高参考文献 : [1] FJELDET,KLOCH A,WOLFSON D, 犲狋犪犾.Novelschemeforsimplelabelswappingemplo yingxorlogicinanintegratedinterferometric wavelengthconverter [J]. 犐犈犈犈犘犺狅狋狅狀犻犮狊犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犔犲狋犲狉狊,2001,13 (7): [2] HALLKL,RAUSCHENBACH K A.Al opticalbitpaterngenerationandmatching [J]. 犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊犔犲狋犲狉狊,1996,32 (13): [3] POUSTIE AJ,BLOW KJ,MANNING RJ, 犲狋犪犾.Al opticalpseudorandomnumbergenerator [J]. 犗狆狋犻犮狊犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊,1999,159 (4): [4] HOUBAVLIST,ZOIROSK,VLACHOSK, 犲狋犪犾.Al opticalxorinasemiconductoroptical amplifier assistedfibersagnacgate [J]. 犐犈犈犈犘犺狅狋狅狀犻犮狊犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犔犲狋犲狉狊,1999,11 (3): [5] ROBINSON BS,HAMILTON S A,SAVAGESJ.40 Gbit/s 犪犾狅狆狋犻犮犪犾犡犗犚狌狊犻狀犵犪犳犻犫犲狉犫犪狊犲犱犳狅犾犱犲犱狌犾狋狉犪犳犪狊狋狀狅狀犾犻狀犲犪狉犻狀狋犲狉犳犲狉狅犿犲狋犲狉 [C].ConferenceonOpticalFiberCommunica tion,technicaldigestseries,2002: [6] FJELDET,WOLFSON D,KLOCH A, 犲狋犪犾.Demonstrationof20Gbit/salopticallogicXOR inintegratedsoa basedinterferometricwavelengthconverter[j]. 犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊犔犲狋犲狉狊,2000,36 (22):

9 第 3 期潘炜, 等 : 基于马赫曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门理论研究 347 [7] MANMINGRJ,DAVIESDA O,COTTERD, 犲狋犪犾.Enhancedrecoveryratesinsemiconductor laseramplifiersusingopticalpumping [J]. 犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊犔犲狋犲狉狊,1994,30 (10): [8] FRANCISD,DIJAILISP,WALKERJD.Asingle chiplinearopticalamplifier[c]. 犆狅狀犳犲狉犲狀犮犲狅狀犗狆狋犻犮犪犾犉犻犫犲狉犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀, 犜犲犮犺狀犻犮犪犾犇犻犵犲狊狋犛犲狉犻犲狊,2001. [9] OKSANENJ,TULKKIJ.Oncrosstalkandnoiseinanopticalamplifierwithgainclampingby verticallaserfield [J]. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犔犻犵犺狋狑犪狏犲犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,2003,21 (9): [10] 潘炜, 张晓霞, 罗斌, 等.VCSELs 高阶分岔及混沌行为的参数控制 [J]. 电子学报,2004,32 (11): PAN W,ZHANG X X,LUO B, 犲狋犪犾.Studyofparameterforhigherorderbifurcationand chaosbehaviorofvcsels[j]. 犃犮狋犪犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犪犛犻狀犻犮犪,2004,32 (11): (inChi nese) [11] 潘炜, 张晓霞, 罗斌, 等. 垂直腔半导体光放大器双稳及逻辑特性的理论研究 [J]. 半导体学报,2005,26 (2): PAN W,ZHANGXX,LUOB, 犲狋犪犾.Theoreticalstudyofbistableandlogiccharacteristicsin verticalcavitysemiconductoropticalamplifier[j]. 犆犺犻狀犲狊犲犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛犲犿犻犮狅狀犱狌犮狋狅狉狊,2005, 26 (2): (inChinese) [12] 邹喜华, 潘炜, 罗斌, 等. 倾角对光纤 Bragg 光栅型 OADM 性能的影响 [J]. 光电子激光, 2004,15 (8): ZOU X H,PAN W,LUOB, 犲狋犪犾.EfectsoftiltangleontheperformancesofOADM using fiberbragggrating [J]. 犗狆狋狅犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊犔犪狊犲狉,2004,15 (8): (inChinese) [13] AGRAWALGP,OLSSON N A.Self phasemodulationandspectralbroadeningofopticalpul sesinsemiconductorlaseramplifiers [J]. 犐犈犈犈犑狅狌狉狀犪犾狅犳犙狌犪狀狋狌犿犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊,1989,25 (11): [14] YEYB,ZHENG XP,ZHANG H Y.Studyonthedynamicrangeofinputpowerforwave lengthconverterbasedoncross phasemodulationinsoa [J]. 犗狆狋犻犮狊犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊,2001, 200: [15] 孙艳芳, 金珍花, 宁永强, 等. 高功率底发射 VCSELs 的制作与特性研究 [J]. 光学精密工程, 2004,12 (5): SUN YF,JINZ H,NING Y Q, 犲狋犪犾.Fabricationandexperimentalcharacterizationofhigh powerbotom emitingvcsels [J]. 犗狆狋犻犮狊犪狀犱犘狉犲犮犻狊犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵,2004,12 (5): (inChinese) [16] 李均, 黄德修, 孙军强, 等. 光脉冲在半导体光放大器中传输的计算机模拟 [J]. 光学精密工程,2003,11(1): LIJ,HUANG D X,SUNJQ, 犲狋犪犾.Computersimulationofopticalpulsespropagationin semiconductoropticalamplifiers[j]. 犗狆狋犻犮狊犪狀犱犘狉犲犮犻狊犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵,2003,11(1): (inchinese) 作者简介 : 潘炜 (1959-), 男, 湖南人, 西南交通大学教授博士生导师, 通信工程系主任, 主要研究方向为量子理论半导体微腔激光器光信息处理 ; 邹龙方 (1976-), 男, 黑龙江人, 西南交通大学硕士研究生, 主要研究方向为半导体光放大器光信息处理 zoulongfang@xinhuanet.com

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4

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