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基于量子点半导体光放大器的超快全光数字比较器

DOI：10.1007/s11082-019-1756-5 期刊：Optical and Quantum Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 05:09:15
摘要： 本研究中构建了三种基于量子点半导体光放大器(QD-SOAs)的160 Gb/s全光数字比较器。这些配置采用不同的逻辑门与QD-SOAs组合方式。通过数值模拟，我们从逻辑门与QD-SOAs数量、消光比(ER)值等维度评估器件性能，并分析了放大自发辐射(ASE)噪声对ER和品质因数(Q因子)的影响。结果表明：三种配置中有两种在电路复杂度、ER值及注入电流敏感性方面表现更优。即便考虑强ASE噪声干扰，这两种配置仍能实现超过10 dB的ER值和高于9的Q因子。所提配置具有高质量、易配置、低注入电流敏感性和强抗噪性等优势，适合实际应用。本研究还明确了各配置的优缺点，有助于根据具体需求选择合适的比较器方案。
作者： K. Komatsu，G. Hosoya，H. Yashima
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过数值模拟构建并评估三种基于量子点半导体光放大器（QD-SOAs）的160 Gb/s全光数字比较器，重点关注消光比（ER）和Q因子等性能指标，并分析放大自发辐射（ASE）噪声的影响。

研究成果

该研究成功构建并评估了三种基于量子点半导体光放大器（QD-SOAs）的全光数字比较器配置方案。其中方案(b)和(c)在电路复杂度、消光比(ER)值以及对注入电流的灵敏度方面均优于方案(a)。这两种方案即使在强自发辐射噪声(ASE)环境下仍能实现高消光比(>10 dB)和高品质因数(Q-factor >9)，展现出优异的抗噪性能。具体方案选择需根据实际需求决定：方案(b)提供更优的性能质量，而方案(c)则能最大限度减少量子点半导体光放大器的使用数量。

研究不足

该研究基于数值模拟，未包含实验验证。由于配置的复杂性和对注入电流、ASE噪声等参数的敏感性，在实际应用中可能存在局限性。部分配置需要不同波长，这可能会增加复杂性。

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