[实用新型]一种基于时间透镜成像的全光异或光逻辑门运算系统

说明书

一种基于时间透镜成像的全光异或光逻辑门运算系统，包括扩码子系统、时间透镜成像反演子系统和缩码子系统，所述扩码子系统的输出端与时间透镜成像反演子系统的输入端连接，所述时间透镜成像反演子系统的输出端与所述缩码子系统的输入端连接，所述扩码子系统中，将单码转换为双码；所述时间透镜成像反演子系统中，通过M＝‑1倍的放大倍数，在泵浦信号为“1”码时实现双脉冲信号的反转；所述时间透镜成像反演子系统中，在泵浦信号为“0”码时不实现双脉冲信号的反转；所述缩码子系统中，将双码重新变回单码。本实用新型不仅可使异或光逻辑门运算系统大为简化，也使得运算速率得到大幅度提高。

技术领域

本实用新型涉及一种基于时间透镜成像的全光异或光逻辑门运算系统

背景技术

随着超高速非线性光信号处理技术的发展,传统的电信号处理技术已接近电子速率瓶颈,利用光逻辑门电路代替电逻辑门电路已经引起人们的广泛兴趣。全光通信将是未来的主要通信方式,而全光逻辑技术使得结构复杂的电/光和光/电转换系统已不需要,而会直接采用全光处理系统。全光逻辑异或光逻辑门运算系统是光逻辑运算的的一种重要的基本元件，是实现全光网络高速化的重要器件。

时间透镜是指能够对光信号产生二次时间相移的一种光器件，时间透镜的实现方式多种多样，但大致上可以归纳为4类：基于电光相位调制器(EOPM)的时间透镜、基于交叉相位调制(XPM)的时间透镜、基于四波混频(FWM)的时间透镜以及基于非线性晶体中的时间透镜，但由于和、差频效应对材料的要求较高，使得这种时间透镜在实际中的应用较少，在光通信领域中对信号进行处理，首选利用四波混频(FWM)来实现时间透镜效应。电场幅度分别为E_s(t)和E_p(t)的信号光与泵浦光发生FWM作用，产生的闲置波电场幅度闲置光E_idler相对于输入的信号光E_s而言引入了二次相移，这是FWM产生时间透镜效应的基本原理。

由输入段光纤(二阶色散量为φ″₁＝β_2sL_s)、时间透镜(焦距色散为φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2)、输出段光纤(二阶色散量为φ″₂＝β_2iL_i)三部分形成一个时间透镜成像系统。前后两段光纤的色散量分别为φ″₁＝β_2sL_s，φ″₂＝β_2iL_i，时间透镜的焦距色散完全由泵浦光所历经的色散来决定，φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2，β_2s、β_2i分别为两段光纤的二阶色散系数，β_2p是泵浦光传输光纤的二阶色散系数；L_s、L_i分别为前后两段光纤的长度，L_p是泵浦光历经色散展宽的光纤的长度。当两段光纤的二阶色散量φ″₁、φ″₂与时间透镜的焦距色散φ″_f之间满足成像条件时，就可以实现对输入光信号的放大或压缩，其中放大倍数M＝φ″₂/φ″₁。

发明内容

为了克服现有技术中通过半导体材料的增益饱和特性实现全光逻辑运算功能的工艺复杂、光逻辑门速率不高、整个系统庞杂繁琐的不足，本实用新型提供了一种基于时间透镜成像的全光异或光逻辑门运算系统，不仅可使整个系统大为简化，也使得运算速率得到大幅度提高。

为了解决上述技术问题本实用新型采用的技术方案是：

一种基于时间透镜成像的全光异或光逻辑门运算系统，包括扩码子系统、时间透镜成像反演子系统和缩码子系统，所述扩码子系统的输出端与时间透镜成像反演子系统的输入端连接，所述时间透镜成像反演子系统的输出端与所述缩码子系统的输入端连接。