埃及基础科学与应用科学杂志：全光触发器的模拟及其在全光互联网中的应用.

主办方：埃及基础科学与应用科学杂志3（2016）322-328完整文章复位脉冲频率超过工作频率的全光触发器的模拟Hossam Zoweil*先进技术和新材料研究所，科学研究和技术应用城，新博格EL-阿拉伯城，P.O.Box 21934，Alexandria，埃及A R T I CL EI N F OA B S T R A C T文章历史记录：接收日期：2016年3月17日接收日期：2016年4月24日2016年4月24日接受2016年5月10日在线发布保留字：全光触发DFB激光器光学非线性乌尔巴赫尾提出了一种基于非线性多段分布反馈半导体激光器结构的全光触发器。器械操作不需要固定梁。DFB结构的一部分被失谐以防止在“OFF”状态下的激光发射在高光强下，结构中的非线性系数减小了失谐量，并且器件处于激射状态;该器件通过交叉增益调制由较短波长的光脉冲复位复位脉冲在到达失谐非线性部分之前在器件状态之间的切换时间以纳秒时间尺度为单位。© 2016曼苏拉大学.由Elsevier B. V.制作和托管。这是一个CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1.介绍全光互联网要求所有光设备在光域中直接处理特别地，全光触发器具有全光存储元件的作用，并且这些存储元件可以用于全光数据路由[1]。该全光触发器还可用于其它应用，如光移位寄存器、光随机存取存储器和其它应用[2]。提出了几种全光触发器的设计方案和器件在[3]中，提出了一种基于两个耦合激光二极管的装置在[4]中提出了一种由环形激光器构造的装置。在[5]中介绍了一种具有顺时针和逆时针激光模式两种状态的器件。基于半导体分布反馈（DFB）激光器和垂直腔半导体光放大器（VCSOA）的器件[6]和[7]分别显示所有这些器件都需要保持光束或在触发器的两种状态下显示输出功率在[8，9]中讨论了具有单色光输出并且不需要保持光束的器件。这些器件在激光腔中具有可饱和吸收体，其在激光腔中的低光强度下具有大的光损耗，并且在腔中的高光功率强度下在[10]中，模拟了表现为全光触发器的啁啾DFB激光器结构该触发器具有双稳态输出光功率特性。该装置的操作不需要保持梁。啁啾光栅伴随着线性增加的负非线性系数，这是由于在Urbach尾部的光子的部分吸收（吸收的光子产生电子-空穴对密度，其降低接近带隙能量的折射率）。在“OFF”状态下在高光强度下，* 联系电话： (002)01223631091。电子邮件地址：zoweil@gmail.comhttp://dx.doi.org/10.1016/j.ejbas.2016.04.0012314- 808 X/© 2016曼苏拉大学。Elsevier B. V.制作和托管这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirect杂志主页：http://ees.elsevier.com/ejbas/default.asp埃及基础科学与应用科学杂志3（2016）322323由于负非线性，啁啾减小，并且激光模式建立。该器件通过交叉增益调制“关闭”。波长长于工作波长的光脉冲降低了有源层的增益，并且同时不产生折射率的太大变化（在较长波长处的较低吸收系数）。在这项工作中，一个新的设计，全光触发器的模拟。与线性增加的负非线性系数的啁啾光栅不同失谐部分的折射率略高于光栅的其余部分，并且具有负非线性系数。负的非线性系数是由于Urbach尾部的光子部分吸收。本文所研究的结构比文献[10]中提到的结构更容易制造，因为在激光器中只需要一个非线性部分就可以实现光学双稳通过交叉增益调制（XGM）完成开关OFF（“这与[10]中的器件相反，其中“复位”脉冲必须处于比工作频率更低的频率。在下一节中，将介绍器件原理图，并讨论触发器设计2.设备示意图和描述建议的装置包括一个非线性DFB激光器结构。图1中示出了沿着器件的波导层的折射率分布。光栅图1其中n为沿光栅方向的平均折射率，d为光栅周期，λG为光栅反射带中心波长。该装置在光栅的中间具有相移部分。光增益由电流提供沿着波导层注入有源层。负的非线性系数是由于在乌尔巴赫尾部的光子能量略小于非线性部分中的半导体带隙能量的光子的直接吸收。乌尔巴赫尾的损失系数表示为如： 0expgE0 [11,12]， gEgis the band隙能，λ是普朗克常数（能量以电子伏特表示）。吸收的光子产生电子-空穴对，其在光子能量略小于半导体带隙时降低折射率在该结构中的低光功率强度下，波导层的失谐部分减少了到激光模式的可用光反馈，并且激光模式不会建立。为了将触发器设置为“ON”， λ= λ1在z = 0时注入，其中λ1=λG。在非线性部分中的半导体带隙能量Eg被调整为使得λ = λ 1处的光子能量略小于Eg。 图2显示了器件[13]的增益谱，“设置”和注入的为了复位触发器，注入λ=λ2的光脉冲在z= 0处。在这项工作中，我们选择λ2<λ1，这意味着复位脉冲将被吸收在非线性部分，并可能防止触发器从切换“关闭”正确。 在沿着波导层的L2<$z<$3 L4处，波导层的带隙被改变，以提供对波长λ = λ2的光子的大吸收（图2）。3）。在部分“1”中，带隙能量高于“设置/重置”脉冲光子能量。在部分第“3”段是失谐图2z324埃及基础科学与应用科学杂志3（2016）322结构[14]。 光学模式是 耦合 具有速率方程的总光学领域是表示为：Ez，t，t exp zi tEz，t exp ic。C. . 光学激光模式在ω=ω1处建模。年2月，“复位”脉冲的角频率ω 2与光栅的反射带有很大的该结构中的定 向 和 扩 展 是 EResetReset  的 基 本 功 能 ， 因 此 可 以 将RResetxpReset设置为默认值。C.、且ω = ω2。假设复位脉冲在第一部分（0 。[18] 阿达奇S III-V族半导体化合物的物理性质：InP、InAs、GaAs、GaP、InGaAs和InGaAsP。New York：Wiley.