مدلسازی و شبیهسازی تقویتکنندههای نوری نیمرسانای بازتابی برای طراحی پردازشگر نوری
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Modeling and Simulation of Reflective Semiconductor Optical Amplifier for Design of Optical Processor
نام نخستين پديدآور
/خلیل صفری انزابی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی برق
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۹ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی برق- الکترونیک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۳/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
برای اولین بار، یک مدل پهنباند جدید مبتنی بر معادله نرخ برای شبیهسازی مشخصات ایستا و پویای تقویت-کننده نوری نیمرسانا بازتابی نقطه کوانتومیRSOA) - (QDتوسعه دادهایم .این مدل را میتوان برای تقویت-کنندههای نوری نیمرسانای موج رونده و بازتابی استفاده کرد .ویژگیهای ایستا و پویای مختلفی از جمله اشباع بهره، عدد نویز، طیف گسیل تقویتشده خود به خودی(ASE) ، توزیع مکانی گسیل تقویت شده خود به خودی و سیگنال و پهنشدگی پالسهای گاوسی مورد بررسی قرار گرفتهاند .برای اجرای کارامد مدل از یک الگوریتم عددی جدید استفاده شده که با جزئیات شرح داده شده است .بازه پویای حذف مدولاسیون (MCDR) بزرگ در حدود dB ۳۵ برای تقویتکننده نوری نیمرسانای بازتابی نقطه کوانتومی در توانهای ورودی بالا پیشبینی شده است که در تقویتکنندههای نوری نیمرسانای بالک و چاه کوانتومی قابل دستیابی نیست .بازه پویای حذف مدولاسیون بزرگ برای عملکردهای حذف مدولاسیون و برابر سازی توان در یک گستره توان عریض مطلوب است .علاوه بر این، تقویتکننده نوری نیمرسانای بازتابی نقطه کوانتومی عملکرد خوبی را در گستره وسیعی از سطح توانهای پایین از خود نشان میدهد که از نظر کاربردی مطلوب است .مطالعه ما چارچوبی را برای پیشبینی و درک رفتار ایستا و پویای تقویتکننده نوری نیمرسانای بازتابی نقطه کوانتومی فراهم میکند .این مدل میتواند در طراحی و بهینهسازی فرستندهها و مدولاتورهای پهنباند پرسرعت شبکههای نوری غیرفعال مبتنی بر مالتیپلکس تقسیم طول موجPON) - (WDMکاربرد داشته باشد .علاوه بر این، با استفاده از تقویتکننده نوری نیمرسانای بازتابی نقطه کوانتومی یک دروازه منطقی تمامنوری جدید با کارایی بالا طراحی کردهایم که نسبت به دروازه منطقی مبتنی بر تقویتکننده نوری نیمرسانا نقطه کوانتومیSOA) - (QDاز کیفیت و نسبت تمایز سیگنال خروجی بهتری برخوردار است .عملکرد دروازههای XOR مبتنی برSOA - QDوRSOA - QDبا استفاده از مدولاسیون بهره متقابل در تداخلسنجهای ماخ-زندر (MZI) متداول و MZI تا شده (FMZI) به صورت گسترده مقایسه شده است .نتایج نشان میدهد که برای توانهای بسیار کم و نرخ بیتهای زیاد MZI XOR قادر به انجام عملکرد منطقی نیست، در حالی که FMZI XOR میتواند عملکرد خوبی را در توانهای پروب به کوچکی dBm ۲۰- و نرخ دادههای به بزرگی Gb/s ۳۲۰ ارائه دهد .شبیهسازیها برای توالی بیت ورودی Gb/s ۱۶۰، در کیفیت خروجی XOR بیش از dB ۱۰ بهبود را نشان میدهند .از ساختارهای مبتنی برRSOA - QDمی-توان برای تحقق عملکردهای پردازش سیگنال تمامنوری و سوئیچینگ کارآمد و فوقسریع و همچنین بهبود نسبت سیگنال به نویز آنها استفاده کرد .انتظار میرود این قطعات دارای ویژگیهای فرونشانی نویز شدت و همچنین پهنای باند مدولاسیون بزرگ برای تأمین نیاز فزاینده پهنای باند کاربران باشند .
متن يادداشت
For the first time, we have been developed a new time-domain wideband model to simulate the static and dynamic characteristics of the quantum-dot reflective semiconductor optical amplifier (QD-RSOA) for application in access networks. The model can be applied to traveling-wave (TW-) and RSOAs. A variety of static and dynamic characteristics such as gain saturation, noise figure (NF), amplified spontaneous emission (ASE) spectra, the spatial distribution of ASE and signal, and broadening of the Gaussian pulses were evaluated. A new numerical algorithm is described which enables efficient implementation of the model. A large modulation-cancellation dynamic range (MCDR) of about 35 dB, is predicted for high input powers, which is not attainable in bulk and quantum-well (QW)-RSOAs. A large MCDR is desirable for wide power range operation in power equalization and modulation cancellation. Furthermore, the QD-RSOA offers low power level operation with a wide power range, which is desirable from the practical point of view. Our study provides the framework toward the prediction and understanding of QD-RSOA static and dynamic behavior. Promising applications are in the design and optimization of high-speed broadband wavelength-division-multiplexed passive optical network (WDM-PON) transmitters and modulators. Furthermore, using QD-RSOA, we designed a new high-performance all-optical logic gate, which has superior output signal quality and extinction ratio as compared to the QD-SOA based logic gate. Extensive performance comparisons are made between QD-SOA and QD-RSOA based XOR gates using cross-gain modulation in non-folded and folded Mach-Zehnder interferometers (FMZI). It is shown that at a very low probe power level and high bit rates the MZI XOR fails to perform the logic operation, while the FMZI XOR can deliver a good performance at a probe power level as low as -20 dBm and data rates as high as 320 Gb/s. The simulations demonstrate a greater than 10 dB improvement on the XOR output quality for 160 Gb/s input bit sequence. The QD-RSOA based structures can be utilized to realize high-performance ultrafast all-optical signal processing and switching functions with improved signal-to-noise ratio. Intensity noise suppression features as well as large bandwidth modulation, which are essential for satisfying the increasing bandwidth needs of the end-users, are expected for these devices
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Modeling and Simulation of Reflective Semiconductor Optical Amplifier for Design of Optical Processor