基于掺铒光纤耦合器的全光逻辑门研究

对基于掺铒光纤耦合器的全光逻辑门进行了研究。综合考虑了共振非线性效应和克尔非线性效应,通过两输入端口不同的功率组合,在两输出端口得到不同的输出功率,数值计算得到消光比,最后由消光比判定实现逻辑门功能。通过控制泵浦光功率和两个输入信号,实现了不同的逻辑运算功能。研究表明,采用具有光泵浦的掺铒光纤耦合器可以降低开关的阈值功率。     

一种改进型微带线定向耦合器及其应用

在传统的微带线定向耦合器设计中,奇偶模之间不同的相位速度导致了较低的隔离度．针对此问题提出双枝节功率相消技术,在微带线定向耦合器的匹配端口添加两个枝节引入失配,通过调节两个枝节的参数改变匹配端口的反射信号,使其在接收端口处的幅度和相位产生变化,从而有效抵消发射端口在接收端口的泄漏信号．采用这种技术设计了一种工作频带为902~928MHz的微带线定向耦合器,并将其应用于超高频射频识别阅读器中．该定向耦合器工作在920MHz时隔离度可以达到-65dB,耦合度约-10dB,有效地改善了超高频射频识别阅读器的收发隔离,同时将微带线定向耦合器的尺寸减小了20％,在实际应用中取得了良好的效果．     

基于SOA-XPM的波长变换器研究

研究了PTDS软件仿真平台上半导体光放大器交叉相位调制(SOA-XPM)波长变换器的变换特性,分析了运用波长转换器时输入信号光功率、输入探测光功率、偏置电流等对变换信号的消光比Ex、Q值及误码率BER的影响,并对该波长转换器的变换特性进行了研究,其研究结果对优化设计SOA-XPM波长变换器有一定的参考价值。     

有限元法分析非对称光纤耦合器波导

用有限元法分析了非对称光纤耦合器波导的场特性.利用自适应法划分有限元三角形格子,计算出在不同结构下最低阶的4个模式的传播常数.数值结果表明,组成耦合器的光纤半径比对偶模和奇模的传播常数都有明显的影响.与奇模不同的是,偶模传播常数对两光纤熔融程度不敏感.     

布拉格光栅辅助型上下话路滤波器的实验制作

采用波长为248nm的紫外光,在由标准单模光纤和自制的高掺锗光敏光纤熔融拉锥制作的2×2光纤失配耦合器上写入光纤光栅,实现了全光纤布拉格光栅(FBG)辅助失配耦合器型上下话路滤波器,并测试了器件的传输特性,器件的插入损耗和回波损耗分别为6.74dB和-18.84dB。用10Gbps的光信号进行了传输实验,分别测试了下话路前、后信号的眼图。与输入信号相比,下话路信号的信噪比从10.04dB降低到了9.27dB,信号的消光比从8.89dB降低到了4.68dB。     

微环谐振腔中非线性开关效应的理论研究

该文利用耦合器的耦合矩阵,研究了非线性微环谐振腔的开关特性。研究表明,光场在微环谐振腔中的自相位调制,会引起谐振频率的偏移。利用谐振腔的谐振以及非线性效应,可以实现在不同的频率处,由输入功率来诱导直通/下路型微环谐振腔输出的开关特性。同时频率失谐量较小时,实现非线性开关效应所需的最小阈值功率也较小。     

利用光子晶体光纤产生光孤子压缩态

利用强度相关的自相位调制效应从实验中得到了光孤子幅度压缩态.实验装置主要部分为非对称的Sagnac干涉仪,光脉冲通过PC/FC接头连接到分光比为90:10的耦合器,耦合器与40m长的光子晶体光纤形成干涉环.在合适的输入功率下,干涉仪的输出端可以得到光孤子幅度压缩态.利用零拍平衡探测系统对光孤子幅度压缩态进行了检测,检测部分包括50/50分束器、2个低噪声光电探测器和1个加减法器与频谱分析仪.测得输入Sagnac环和输出Sagnac环光强分布曲线,以及以散粒噪声为基准的信号噪声的相对曲线,计算产生的光孤子振幅压缩态压缩率为1.6 dB.实验数据分析表明,选择合适的光子晶体光纤,能进一步增大压缩率.     

CMOS 3～5GHz超宽带低噪声放大器的设计

设计了一个应用于超宽带(UWB)系统的3~5 GHz超宽带低噪声放大器.电路由二阶切比雪夫滤波器,电阻并联反馈,两级共源共栅结构,源级跟随器组成.低噪声放大器采用0.18 mCMOS工艺进行设计,利用ADS 2006 A进行仿真.结果表明,低噪声放大器在3~5 GHz带宽范围内噪声系数(NF)小于2dB,功率增益在23.9~24.8 dB之间,输入端口反射系数小于-10dB,输出端口反射系数小于-15dB,IIP3为-11dBm在1.8 V的电源电压下,核心电路功耗为10 mW.     

侧面级联耦合器对连续光纤激光器的影响

为了研究侧面级联耦合器对光纤激光器的影响,对自主研制的(1+1)×1侧面泵浦耦合器,以及某商品化的(2+1)×1耦合器进行了研究.实验中分别测试了2种耦合器的耦合效率,泵浦光传输损耗,以及信号光泄露等参数,然后用2种结构的耦合器分别搭建了光纤激光器.在耦合器为(1+1)×1结构的激光器中,注入975 nm泵浦功率444 W时,1 080 nm激光功率输出344 W,光-光转换效率77%;在耦合器为(2+1)×1结构的光纤激光器中,当975 nm泵浦功率注入444 W时,1 080 nm激光功率输出260 W,激光器的光-光转换效率59%.对比2种结构的激光器可以看出:对于目前商用的(2+1)×1耦合器来说,由于传输损耗比较大,很难实现级联结构,而实验室自主研制的侧面耦合器能够实现5个级联.     

或-符合型通用逻辑门组合电路的故障检测

针对或-符合型三变量通用逻辑门组合电路，提出了一种基于布尔差分的故障检测方法.引入了或-符合代数中的布尔差分定义和运算性质，给出了在该组合电路中计算布尔差分的链式算法以及故障压缩定理.在此基础上，得到了电路单固定故障及双固定故障的检测方法.结果表明，在或-符合代数中布尔差分的计算较为简便，链式算法能有效地求得电路输出对全部原始及内部输入线的布尔差分，从而使得用布尔差分法对该组合电路进行故障检测具有简单、直捷的特点.并且用或-符合型三变量通用逻辑门实现函数连线数相对较少，因此在数字设计中使用这种逻辑门有利于故障检测.     

一种通信波段强度比灵活可调的SPP分束器

提出了一种基于金属纳米线结构的等离子体分束器。该分束器由3条直纳米线和1条环形纳米线组成,具有1个输入端和2个输出端。在输入端注入圆偏振光,所激发的表面等离子体激元(SPP)沿纳米线向前传播。采用时域有限差分法分析了分束器两端光强度的辐射比值,结果表明,2个输出端的光强度之比受输入端与输出端及2个输出端之间夹角的调控效果较为明显。可以改变输出端与输入端的夹角,或者2个输出端之间的夹角来调节2个输出端的光强度之比。通过对结构参数的优化,在通信波长1310nm和1550nm实现了分束比可宽范围调整的等离子体分束器。这些特性显示了在未来光子器件集成和传感设备中的潜在应用。     

Design of quaternary logic circuits based on source-coupled logic

In order to improve the performance of arithmetic very large-scale integration ( VLSI) system,a novel structure of quaternary logic gates is proposed based on multiple-valued current mode ( MVCM) by using dynamic source-coupled logic ( SCL) . Its key components,the comparator and the output generator are both based on differential-pair circuit ( DPC) ,and the latter is constructed by using the structure of DPC trees. The pre-charge evaluates logic style makes a steady current flow cut off, thereby greatly saving the power dissipation. The combination of multiple-valued source-coupled logic and differential-pair circuit makes it lower power consumption and more compact. The performance is evaluated by HSPICE simulation with 0. 18 μm CMOS technology. The power dissipation,transistor numbers and delay are superior to corresponding binary CMOS implementation. Multiple-valued logic will be the potential solution for the high performance arithmetic VLSI system in the future.     

基于“异或”门的组合逻辑化简CAD

“异或”门电路目前已作为基本门电路使用，但组合逻辑电路ＣＡＤ大多采用以“与非”、“或非”等为基本器件的设计技术。基于“异或”门的组合逻辑化简ＣＡＤ发展了传统的设计方法，把“异或”门作为基本逻辑门，研究出计算机自动逻辑设计的实用方法。对于某些逻辑设计，进一步简化了电路，使电路成本降低，可靠性提高，同时减少了门电路的级数，提高了电路的工作速度。     

扩充PLC输出触点的10种方法

针对PLC控制系统输入/输出端口略不足的情况,从外部硬件扩展、内部软件编程、系统设计思路等方面提出低成本扩充PLC输出触点的10种办法,有效减少了输出触点数量.     

四值维持阻塞 JK 触发器的研究

提出一种具有四轨输出的四值维持阻塞ＪＫ触发器的电路设计，经计算机模拟和测试由ＴＴＬ门电路组成的实验电路表明，该触发器能实现预定的功能．     

Reversible adder circuits with the quantum-dot cellular automata

The reversible logic is found to be very useful in fields of low power digital circuits and quantum computers due to its feature of ultra low power consumption. A new reversible logic gate (NRG) is proposed in this paper, which can perform majority computation, Exclusive-OR and Inclusive-OR operations. The proposed NRG is realized by quantum-dot cellular automata (QCA) technology, and reversible QCA adder circuits are designed with the proposed NRG. Simulation results with the QCA Designer tool indicate that the proposed NRG and reversible adder circuits perform well. Moreover, the reversible adder with the NRG requires fewer gates, while generating fewer garbage outputs.     

Analysis of the compound split transmission based on the four-port power split device

In order to identify all the appropriate system schemes for the compound split systems formed primarily with a four-port mechanical power split device,power transmission characteristics of the compound split systems was analyzed.Considering the structural symmetry and according to the different connection arrangement of the four ports,compound split system was classified into four types.Using black-box modeling method,the generalized models of the speed ratio,the torque ratio and the power split ratio were established.Moreover,a semi-invert diagram was used to distinguish the different schemes in each type.The characteristics of the speed ratio,the torque ratio and the power split ratio in each domain were also analyzed and compared.Through the semi-invert diagram,a selection method based on the rated-power speed ranges in different schemes was presented and all suitable compound split systems were identified,which can be used as references for the scheme selection of this kind of continuously variable power split transmission.     

催化剂粒径对DBD反应器性能影响的研究

为研究DBD低温等离子体协同催化反应器中催化剂颗粒直径对放电功率和NOX脱除率影响规律,分别将五种不同颗粒直径的催化剂装入相同条件的反应器中,通过变压器改变交流电源输入电压,用功率表测定不同电压条件下的输入功率,用数字示波器测试放电电压以及Lissajous图像并计算放电功率,用气体在线检测装置测试反应器进出口浓度计算NOx脱除率。实验发现随催化剂颗粒直径增加放电电能和NOx脱除率先增大再减小,有最大峰值;随着输入电压增加催化剂颗粒直径对放电电能和NOx脱除率的影响进一步增大。在本实验研究中催化剂最佳颗粒直径在4mm左右,当输入电压为40kV时,最大有效放电能量和NOx脱除效率分另为29．3w和76．67％。该结论可为DBD协同催化反应过程中选择适宜催化剂颗粒直径提供理论依据。