一、一种新的波长可调谐光脉冲的生成方案（论文文献综述）
李昊[1]（2021）在《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》文中进行了进一步梳理雷达技术广泛应用于军事领域和日常生活。现代雷达系统需要具备更远的探测距离和更高的图像分辨率,线性调频信号（Linear Frequency Modulation,LFM）作为脉冲压缩雷达系统中常用发射信号得到了越来越多的关注,利用微波光子技术可产生大带宽、大时间带宽积的高质量线性调频信号。本文基于微波光子学对线性调频信号的产生进行了研究,主要工作内容如下:（1）在研究分析基于马赫-增德尔调制器（Mach-Zelmder Modulator,MZM）生成双啁啾线性调频信号方法的基础上,提出了利用（Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator,DPMZM）生成双啁啾信号的方案。所生成的正负啁啾带宽和中心频率均为调制信号的两倍,总带宽为调制信号的四倍。使用不同的调制信号生成了载频为60GHz,带宽分别为12GHz、20GHz,时间带宽积（Time-Bandwidth Product,TBWP）分别为120、200,脉冲压缩比分别为166.67、161.3的双啁啾信号。（2）在微波光子倍频研究的基础上,提出了一种大带宽线性调频信号产生及去啁啾的方法。利用DPMZM及循环相位调制器（Recirculating Phase Modulation Loop,RPML）的调制,生成了中心频率八倍频的线性调频信号,并通过一次相位调制完成了去啁啾。结果表明,可生成中心频率80GHz,带宽为32GHz,时间带宽积为320,脉冲压缩比为284.01的线性调频信号。改变循环次数、抛物线调制信号等可以调谐信号带宽、啁啾率及时间带宽积。此外还分析了该系统受调制器和放大器等器件所产生的噪声影响。在接收端,模拟经过了1.0μs、0.9μs、0.7μs、0.5μs、0.3μs、0.1μs时延的回波信号去啁啾的过程,去啁啾后分别获得25.0GHz、23.0GHz、17.8GHz、13.0GHz、7.60GHz、2.50GHz的单频信号,对应的探测距离分别为150m、135m、105m、75m、45m、15m。
宋春奇[2]（2021）在《面向微波光子雷达的波形生成与脉冲压缩技术研究》文中认为雷达是现代军事中极为重要的武器装备,主要负责对目标的探测、成像、识别、追踪、引导等任务,其优良性能是现代战争取胜的关键因素。微波光子雷达是采用微波光子技术的一种新体制雷达,相比现有电子雷达,具有频率高、带宽大、损耗低、体积小、重量轻、易重构、抗干扰、多功能等优势。微波光子雷达可以打破现有雷达的电子瓶颈限制,突破性的提高作用范围、分辨精度、响应速度、重构能力、部署能力、生存能力等雷达关键性能指标,实现雷达目标侦查、电子对抗、信息通信的一体化。微波光子雷达是未来雷达的发展趋势和解决方案。微波光子雷达采用微波光子技术替代传统电子技术来实现雷达的关键模块,充分发挥光子技术和设备的优势,实现雷达性能指标的突破性提升。微波光子雷达由各个微波光子关键模块组成,这些模块是实现微波光子雷达的基础也是核心。本论文立足于微波光子雷达工程化应用,针对实现雷达脉冲压缩功能的微波光子关键模块:波形生成模块与脉冲压缩模块,开展了深入的原理及结构研究。提出了新的模块解决方案,并进行了相应的验证分析。论文的具体工作和创新如下:1、在微波光子波形生成模块中,针对现有二进制相位编码微波波形（BPCMW）脉冲生成方案存在基带成分的问题,提出了一种基于光载波相位调制的无基带BPCMW脉冲的波形生成方案。方案采用双平行双驱马赫增德尔调制器（DP-DMZM）实现光载波等效相位调制和载波抑制双边带（DSB-SC）调制。通过基带编码信号的极性,控制光载波相对双边带（DSB）的相位变化,实现微波波形的二相编码和脉冲化。采用相位调制光波功率恒定,直接避免基带成分产生。该方案具有结构紧凑、操作简单、调谐范围大、相位精度高、背景基带消除的优点。实验实现了 2 GBuad 14 GHz和4 GBuad 16 GHz无基带BPCMW脉冲的波形生成。2、在微波光子波形生成模块中,针对现有BPCMW脉冲生成方案存在基带成分的问题,提出了一种基于基带互补叠加的无基带BPCMW脉冲的波形生成方案。方案采用偏分复用双平行马赫增德尔调制器（PDM-DPMZM）构建两路平行的BPCMW脉冲生成链路。两路链路采用强度极性切换实现微波波形的二相编码和脉冲化。利用调制器和基带编码信号配置,控制两路生成波形基带成分互补同时编码波形相同。通过偏分复用光电探测的非相干叠加,基带成分叠加消除。该方案具有结构紧凑、操作简单、相位精度高、背景基带消除的优点。实验实现了 0.6 GBuad 1.2 GHz和0.6 GBuad 2.4 GHz无基带BPCMW脉冲的波形生成。3、在微波光子波形生成模块中,针对现有任意进制相位编码微波波形（APCMW）生成方案存在背景信号的问题,也就是波形非脉冲化的问题,提出了一种基于光载波强度与相位调制切换的APCMW脉冲的波形生成方案。方案采用DP-DMZM结合两列基带编码信号相反相同,实现光载波等效强度相位调制和DSB-SC调制。利用光带通滤波器（OBPF）,获得具有强度与相位调制转换能力的单边带（SSB）调制光信号。光电检测之后实现强度相位可调的微波波形,实现微波波形的任意相位编码和脉冲化。该方案具有调谐范围大、结构紧凑、操作简单、背景消除的优点。实验实现了 2 GBuad 14 GHz和1 GBuad 16 GHz APCMW脉冲的波形生成。4、在微波光子波形生成模块中,针对以上所提APCMW脉冲生成方案存在基带成分的问题,提出了一种结合光载波强度相位调制切换与偏振复用平衡探测的无基带APCMW脉冲的波形生成方案。方案采用偏分复用双驱马赫增德尔调制器（PDM-DMZM）替代上述方案DP-DMZM。在上述方案的基础上,获得具有强度与相位调制转换能力的正交偏振复用SSB调制光信号。通过偏振器件控制该SSB调制光信号进行特定的平衡探测,基带成分相减消除。该方案在上述方案的基础上,消除了基带成分,提升了波形性能。实验实现了 1.2 GBuad 9.6 GHz和2 GBuad 12 GHz无基带APCMW脉冲的波形生成。5、在微波光子脉冲压缩模块中,针对宽带波形脉冲压缩处理的问题,提出了一种适用多倍频程线性啁啾微波波形（LCMW）的脉冲压缩方案。方案采用双平行马赫增德尔调制器（DPMZM）和基于线性啁啾光纤布拉格光栅（LCFBG）的色散环,构成啁啾相位滤波器。通过配置DPMZM抑制多倍频程LCMW的重叠谐波干扰。利用LCFBG带通特性和色散累计特性,控制光载波波长实现系统啁啾方向调谐,控制色散环循环实现系统啁啾大小调谐。方案具有谐波干扰抑制、啁啾方向可调、啁啾大小可调、结构操作简单的优势。实验实现了啁啾率为 22.568 GHz/ns、11.355 GHz/ns、-23.229 GHz/ns、-12.051 GHz/ns的相位滤波器,适用于多倍频程LCMW的脉冲压缩。6、在微波光子波形生成和脉冲压缩模块中,探索了一种基于光谱对称成形的LCMW波形生成与脉冲压缩的一体化方案。方案基于光谱整形结合波长时间映射（SS-WTM）技术,通过一个波形整形器和两个可调延时线构成一对干涉光谱整形结构,实现对称光谱整形。经过相同色散映射,实现一对匹配响应滤波器。采用一个滤波器实现LCMW的波形生成,采用另一个滤波器实现该LCMW的脉冲压缩。该方案重构力强、匹配度高,具有实现LCMW收发模块一体的潜力。
原子岳[3]（2021）在《基于外调制的快速与强吸收气体传感技术研究》文中进行了进一步梳理如今气体传感器已被广泛应用在安全生产、健康监测、环保、节能、基础研究等领域。基于吸收光谱技术的气体传感方法是一种非接触式测量方法,相比于常用的基于半导体装置的气体传感方法,基于吸收光谱技术的气体传感方法不需要吸附过程即可完成测量,具有测量速度快、抗电磁干扰和非接触式测量等优点。但在燃烧检测和高速流体测量等方面,需要进一步提升该气体传感方法的测量速度。在极端环境中,也存在无法准确测量强吸收信号的问题。本文以激光频率外调制技术为核心,以测量乙炔气体为示例,开展了高速与强吸收气体传感的研究工作,主要研究内容如下:针对现有快速气体传感方法存在测量速度慢的问题,本文提出了基于光学线性啁啾链的快速气体传感方案。该方案首先应用激光频率外调制技术获得重频为2.5 MHz的光学线性啁啾链。再使用该光学线性啁啾链以400 ns的时间分辨率、～10 MHz的光谱分辨率和100%的占空比检测快速气体过程,测量的不确定度小于1%。又使用非局域均值滤波算法提高了吸收光谱的信噪比,并且不会降低测量结果的时间分辨率和光谱分辨率。实验中,使用该方法检测了在4 ms时间内发生的快速气体过程,获得了10000帧有效吸收光谱信号。为了实现对常压下发生的快速气体过程进行检测,本文提出了一种基于扩展光学线性啁啾链的快速气体传感方案。该方案首先通过激光频率外调制技术生成线性啁啾光脉冲,该光脉冲每通过一次光学环路,其频率就会移动8 GHz。通过设置合理的光学环路长度和线性啁啾光脉冲的脉宽,可以使11个线性啁啾光脉冲在时域和频域上首尾相连,形成谱宽为88 GHz的扩展光学线性啁啾链,该方案的最小可探测限为260 ppm。该方案突破了电子仪器带宽对探测光谱宽的制约,提升了基于激光频率外调制的气体传感性能。针对硬件仪器设备性能对测量速度的制约,本文提出了结合压缩感知技术的快速气体传感方案,该方案能够在不额外增加仪器设备的情况下将测量速度提升14倍,并节约93%的存储空间。压缩感知技术能够以低于奈奎斯特采样定律所要求的最低采样率采集信号,通过重构算法获得与原信号高度一致的重构吸收光谱。通过仿真实验验证了仅使用全部数据的7%,即可重构出与原吸收光谱信号高度一致的重构光谱信号,残差的量级仅为10-6。实验中,使用该方案将测量速度提升了14倍,且重构吸收光谱与原吸收光谱之间的相关度为0.9952。为了实现强吸收信号的准确检测,本文提出了一种基于外调制激光的微波光子测量技术。该技术使用激光频率外调制获得扫频边带信号并将其作为探测光。通过检测载波与边带之间的拍频信号,实现强吸收气体测量（吸收率～99.999%）,提供了约50 d B的吸收度检测范围。使用该方案获得的吸收光谱,频率线性度误差仅为2×10-4。反向利用这一技术,能够制作拥有20 GHz可调频率和大于60 d B带阻抑制比的微波光子滤波器。本文首先提出了基于光学线性啁啾链的快速气体传感方案,将光学线性啁啾链作为探测光,实现了快速气体传感。其次提出了基于光学环路扩频的快速气体传感方案,通过光学环路扩展了光学线性啁啾链的扫频范围,使该技术能够用于常压下快速气体过程测量。又提出了结合压缩感知技术的快速气体传感方案,进一步提升快速气体传感的测量速度。最后提出了一种微波光子测量技术用于强吸收信号测量。本文所提出的传感方案,有望用于航空发动机测试和强吸收环境测试。
李月琴[4]（2021）在《基于光子技术的宽带信号处理和高速成像研究》文中指出信息领域一直是全球科技深耕的行业,在2020年国家“十四五”规划中也将信息科技列为当前创新发展战略目标之一。然而,随着信息系统性能要求不断提升,通信速率和带宽逐渐成为瓶颈。为了解决这一问题,微波光子技术作为关键技术之一被提出,它将光子技术与微波射频技术进行融合,具有大带宽、高速率、低损耗和抗电磁干扰等优点,广泛应用于通信、传感、航空航天、军事国防、生物医学等领域。光子技术不仅在宽带信号处理方面取得了多项进展,在高速成像领域也有望发挥重要作用。本文结合所承担的国家自然科学基金等项目,针对基于光子技术的宽带信号处理和高速成像,包括微波光子信号生成、瞬时微波频率测量和光时间拉伸成像系统,开展了一系列深入的理论、仿真及实验研究,主要取得了以下创新成果:1.提出并仿真研究了一种相位可调二倍频微波光子信号生成方案。结合双平行偏振调制获得正交偏振态下的两路载波抑制光边带,然后利用相位调制引入相移,最后拍频得到一个满足0～360°相位变化的二倍频微波信号,信号频率范围为22～40GHz,且相位响应近似平坦。方案无需滤波器及波长相关器件,具备频率可调性高的特点。2.提出并实验研究了一种基于频谱操作的倍频三角形脉冲信号光学产生方案。采用10GHz正弦信号强度调制,获得具有五个偶数阶光边带的调制光谱,然后通过光谱整形对各阶光边带进行控制,通过影响调制信号的频谱进而改变其时域特征,最终获得重复频率为20GHz的三角形脉冲信号。方案具备灵活的调制指数,重复频率的调谐性高。3.研究了基于偏振调制的可调谐瞬时频率测量（IFM）机理。利用偏振调制和偏振分束原理在不同光偏振维度上对微波信号进行加载和分离,然后采用色散所致的射频功率衰落效应获得幅度比较函数（ACF）,从而进行频率估计。分别采用偏振角和直流偏置电压两种控制方式实现测量范围（2～17.3GHz）和精度（<±0.15GHz）的可调谐。在此基础上提出并研究了单ACF判决型和双ACF判决型的可调谐IFM系统,实现测量范围和精度的同步提升,最大测量范围为2～20GHz,最高精度约100MHz。4.提出并实验研究了一种基于深度学习的时间拉伸高速成像系统。采用定量相位成像方法,对无标记的高通量细胞进行成像。然后在数据处理阶段采用深度卷积神经网络,有效缩短处理时间至毫秒量级。系统在加速细胞分类识别的同时还具有很高的检测精度,平衡准确率和F1分数分别为95.74%和95.71%,可应用于具有细胞分选功能的流式细胞术中。
杨旭[5]（2020）在《基于二维材料可饱和吸收特性的光纤激光器的研究》文中进行了进一步梳理由于激光技术的快速发展,固定波长和脉冲宽度的超快激光器已经不能满足新兴激光技术的要求。因此,激光器的波长可调谐技术成为了当今国内外学者的研究焦点。波长可调谐激光器的应用极其广泛,包括波分复用、光学参量振荡、频率梳和非线性光子光谱等。本文所设计的可调谐激光器采用了可调谐法布里—珀罗滤波器,与传统的可调谐激光器相比具有更优良的特性,例如对谐振腔内激光的传输效率更高、结构更简单、调制方式更为直接有效等。本文主要是对基于两种二维材料——石墨烯及黑磷的可饱和吸收体的波长可调谐光纤激光器进行研究,从而获得具有波长可调谐光谱特性的亚飞秒超短脉冲激光。其主要内容包括下面几个方面:1、利用龙泽-库塔迭代法,对调Q速率方程进行数值计算,介绍了理论上调Q脉冲的形成过程。结合可饱和吸收体的可饱和吸收作用,介绍了锁模脉冲的形成机理,为实验提供理论基础。2、分别从可调谐滤波器的选择与测试、掺铒光纤长度选择以及光耦合器、隔离器的测试等方面阐述搭建波长可调谐激光器的过程。分别利用湿法转移及液相剥离法制备了石墨烯及黑磷可饱和吸收体,并对其进行了表征与可饱和吸收特性测试。3、经过优化设计,得到高效、全光纤、阈值低、脉冲短、结构稳定、调谐步长精度优异的两种波长可调谐光纤激光器:（1）基于石墨烯可饱和吸收体的波长可调谐光纤激光器。获得的锁模光脉冲的中心波长为1556.77～1561.86 nm,重复频率13.2 MHz,脉冲宽度为70 ps,光纤激光器的波长可调谐范围为5 nm,调谐步长约为0.5 nm,最大输出功率为 1.82 mW。（2）将激光器中的可饱和吸收体更换为黑磷可饱和吸收体。获得的锁模光脉冲的中心波长为1556.63～1560.23 nm,重复频率12.5 MHz,脉冲宽度为50ps,光纤激光器的波长可调谐范围为3.6 nm,调谐步长约为0.5 nm,激光器输出激光最大功率为514μW。
鲍芳荻[6]（2019）在《面向百吉比特无源光网络的高效灵活复用通信技术研究》文中认为当今社会正处于信息传输技术急剧发展的时代,随着超清网络视频会议、云计算/云存储、虚拟现实应用等新一代宽带多媒体业务的不断涌现,接入网带宽需求量以平均每5年为一个数量级的趋势增长,目前正朝向百吉比特容量发展。传统的时分复用无源光网络已经无法满足百吉比特高速带宽的需求,由于波分复用和空分复用技术具有实现大容量传输方面的独特优势,受到了国内外科研机构和运营商的青睐。从现有的百吉比特无源光网络系统实用化发展进程来看,波分、空分复用技术仍存在一些急需解决的关键技术问题,包括插/分（Add/Drop）复用模块的集成、灵活的多波长光源设计、光网络单元（ONU）无色化技术和高效灵活的系统结构设计及优化等。本文对基于波分空分复用无源光网络系统的部分关键技术进行了专门研究,目标是满足未来接入网应用需求,实现无源光网络传输速率高速化、波长管理灵活化、系统结构高效集成化,具体包括以下几方面:针对目前插/分复用模块不易于集成的问题,提出了一种基于可集成硅基偏振分集（Polar-D）微环谐振器的高效插/分复用技术方法,同时解决了传统集成器件对输入光偏振态敏感的问题。重点研究了Polar-D微环谐振器的传输特性和偏振不相关特性,在此基础上搭建了波分复用实验平台,成功实现了偏振不敏感的插/分复用功能,该方法有利于实现波分空分复用无源光网络系统高效集成。针对光线路终端（OLT）中采用多个激光光源导致系统体积变大、波长管理困难的问题,提出了一种基于电光调制与自相位调制相结合的灵活光频梳技术方法。利用连续激光器、级联的电光调制器和平坦色散高非线性光纤等设备搭建了实验平台,实现了中心波长调谐范围为1535nm至1564nm、频率间隔调谐范围为25GHz至40GHz、30d B带宽最大可达164nm的光频梳。该方法可有效降低激光器的使用数量,有利于简化波分空分复用无源光网络结构,提高波长配置灵活性。针对目前无色ONU方法存在频谱效率低、传输速率提升困难及抗后向瑞利散射噪声差的问题,提出了一种采用低芯间串扰多芯光纤的高速ONU无色化方法。采用多芯光纤中一个纤芯作为专用通道,将OLT端的光载波传输至ONU端并作为其种子光源,实现了无激光器的无色ONU。OLT负责管理系统所有的波长,提高了光网络的灵活性。利用4路激光器与低串扰的七芯光纤等设备进行了实验研究,结果表明,该方法可有效抑制后向瑞利散射噪声,能够显着提升波分-空分复用无源光网络系统传输容量,同时有利于提高波长配置灵活性。在论文上述关键技术研究工作基础上,提出了一种新的百吉比特波分-空分复用无源光网络系统方案。利用低成本的窄带直调激光器、Polar-D微环谐振器以及多芯光纤,搭建了波分-空分复用无源光网络系统实验平台,成功实现了100Gbit/s高速传输。得益于Polar-D微环谐振器的光谱整形特性,信号的消光比得到了有效改善。系统采用简单的直调直检机制,并且上下行信号在一根多芯光纤中双向传输,结构简化、波长配置灵活。
王可[7]（2019）在《基于二维材料的全光器件研究》文中提出人类日益扩大的信息交互与传递需求,导致网络运营商需要更高速率,更高稳定性的通信系统来进行人类社会及经济活动的支撑。而全光通信及信号处理在近年来一直是研究热点,被广泛认为是克服当前电光通信系统中“网络瓶颈”的最有效的手段之一。全光信号处理的研究非常依赖于光与物质的相互作用,因此具有更好的非线性光学特性的光学材料的研究迅速成为研究热点。二维材料以它优异的光电特性,在光电器件的应用方面逐渐崛起,并被认为是最具潜力的应用方向之一。自2011年基于石墨烯的调制器的成功研制被报道以来,全光通信及信号处理迅速成为研究热点。具有大非线性光学灵敏度的二维层状材料利用自身的强光物质相互作用,为全光信号处理提供了一种新的有效途径。本文基于新材料在光通信系统上应用的需求及研究热点,利用二维材料在光通信波段的非线性光学特性,研究新型二维材料在未来全光纤通信系统中的具体应用。具体研究内容包括利用黑磷、铋烯等二维材料具备的可饱和吸收效应及克尔效应,结合全光通信网络的器件需求,研制出连续光幅度调制器、全光阈值器、光克尔开关、全光波长转换器,并进行了实际系统测试,从误码率角度及实际业务应用角度达到了光纤通信系统要求。本文的主要创新点如下:1、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光幅度调制器,在实验中成功实现了在1566 nm的脉冲光经过二维材料-微纳光纤,对在波长范围为1511、1520 nm-1530 nm的连续光的全光调制。且该光调制器的消光比为4.7,从实验上实现飞秒脉冲激光器对连续光的调制;2、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器,在实验中实现基于黑磷在波长1550nm的全光阈值,从实验上将通信信道信噪比由3.54提高至17.5,并搭建光通信系统通过对传输误码进行测试进行了验证;3、基于二维材料的克尔效应研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的光克尔开关,在实验中实现在波长范围1541 nm-1559 nm的光开关功能,且其消光比达到26 dB,并对该器件做了稳定性研究;4、基于二维材料的克尔效应及四波混频的原理,研制出基于黑磷/黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器,在实验中实现了在波长范围1544nm-1559nm的波长转换;5、搭建光通信系统,对基于黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器进行了通信实验,以及20km的传输实验,测试实际误码率为10-9量级,满足光通信要求;并使用SDH业务信号对该光通信系统进行了实际实时视频业务20km传输实验,验证了并实现了基于黑磷量子点的全光波长转换器在实际光通信系统中的应用。黑磷、黑磷量子点、铋烯等二维材料在通信系统上的成功应用,为二维材料在现今的光纤通信中的实际应用奠定了一定的基础
马阳雪[8]（2019）在《光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究》文中研究说明射频前端是现代移动通信、雷达、电子对抗等微波系统的关键组件。民用和军事日益增长的需求对射频前端的工作频率、带宽以及灵活性提出了更高的要求,迫切需要在宽频段范围内具有软件定义功能的宽带射频前端。然而,由于受到半导体载流子迁移速率的影响,直接式数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）和模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）仅能对几GHz频率范围的信号进行直接处理。对于高频和宽带信号的处理,需要借助多级上/下变频和倍频技术实现,因此,传统的电子射频前端系统结构复杂且灵活性较差,无法满足射频前端一体化发展的要求。光子辅助的射频收发技术充分发挥光子技术超宽带、大范围可调谐、可重构、抗电磁干扰等方面的优势,是解决射频前端一体化、软件定义需求的一种潜在方法。本论文以光子辅助的宽带微波信号可重构射频前端为研究对象,重点针对宽频段微波光子下变频、光学模数转换、光子辅助的宽带射频收发等关键技术开展研究工作,论文的主要内容可概述如下:（1）针对传统电子混频器工作频段受限、需要配置宽频段可调谐微波源的问题,提出了一种基于自由可调谐光电振荡器的微波信号灵活变频技术方案。利用相位调制器、相移布拉格光纤光栅和可调谐激光器构建微波光子滤波器,通过改变相移布拉格光纤光栅的反射谱凹陷频率与可调谐激光器输出频率之间的间隔调谐光电振荡器产生的本振信号频率,可实现数十GHz频段范围内微波信号的灵活变频。对该方案的下变频功能进行了实验验证,实验中利用光电振荡器产生6-15 GHz的本振微波信号,将7-16 GHz微波信号下变频到1 GHz。（2）针对高精度宽带微波频率测量的需求,提出了一种基于三通道采样率互质的低速光采样模数转换器的高精度宽频段微波频率测量技术方案。进行了数值仿真,利用采样率分别为1.005 GS/s、1.010 GS/s和1.015 GS/s的光采样模数转换器实现了0-100 GHz频段范围内单音和多音微波信号的频率测量,测量精度为±0.5MHz。进行了验证性实验,利用采样率分别为27.69 MS/s、27.71 MS/s和27.73 MS/s的光学模数转换器构成微波测频系统,测量范围可达38 GHz,实验完成了对0-20GHz频段范围内微波信号的频率测量,测量精度达到±8 kHz。另外,仅需对实验中三通道采样率进行微调,即可轻易扩展系统的测频范围。（3）针对光子辅助宽带射频收发系统中的关键器件——电光强度调制器的特征参数测量,提出了一种基于低速光采样技术和低频探测的的电光强度调制器微波特性自校准测量方案。对该技术方案进行了理论分析、数值仿真和实验验证,利用重频96.9 MHz的锁模激光器进行光采样,输出端仅测量100 MHz以内的频率成分,实现了在0-40 GHz频率范围对商用电光强度调制器半波电压和幅频响应的自校准测量。另外,仅需增加微波信号源的带宽即可轻易将该系统的测量范围扩展至数百GHz。（4）针对射频前端宽带、宽频段、软件定义的迫切需求,提出一种基于循环四波混频的宽带微波信号可重构收发系统技术方案。利用循环四波混频产生重复频率灵活可调谐的光频梳,利用该光频梳结合电光移频实现宽频段内任意微波信号产生,同时对回波信号进行光学模数转换,实现宽带微波信号收发。进行了数值仿真,并分析了系统中关键器件参数、光频梳特性等对系统性能的影响,证明了方案的可行性。并进行了实验研究,产生重复频率灵活可调谐的光频梳,利用重频为15GHz的光频梳实现了8-37 GHz微波信号的产生,并对32 GHz的微波信号进行直接光采样模数转换,有效位数达到5.42 bits。
马闯[9]（2019）在《基于光电振荡器的多波形产生及角速度测量技术研究》文中指出微波光子学技术是融合了微波技术和光子学优势的新兴技术,它旨在利用光学技术的高速率、大带宽、低损耗及抗电磁干扰等固有优势,解决传统微波技术（例如高速率波形信号的产生等）所面临的带宽及速率瓶颈等问题。其中以光电振荡器（OEO）为代表的光生微波技术突破了传统微波源的相位噪声的极限,成为了国际研究热点。本文针对此热点,围绕着基于OEO的微波波形产生技术及角速度测量技术两方面展开了研究:一方面探索新型的微波波形信号的产生方法,旨在降低系统的复杂性及成本、提高系统灵活性及产生信号的质量。另一方面,应用微波光子技术将光学角速度测量系统转换成微波光子角速度测量系统,保留其光学系统的灵敏度的前提下,充分发挥微波频率测量精度远高于光频率测量精度的优势,通过频率测量实现Sagnac效应的检测,从而实现高精度的角速度测量。具体工作如下:多波形产生方面:1.充分利用强度调制器调制特性及其偏振敏感特性,提出并实验验证了一种结构简单、操作灵活的频率可调谐的三角波波形信号产生方案,成功生成了重复频率为8 GHz,10 GHz和12 GHz的三角波信号;2.利用注入锁定过程中的选频放大的特性,通过时域合成实现9 GHz,10 GHz和12 GHz三角波信号产生;3.利用级联调制的调制特性,采用时域光脉冲整形方法,产生频率为3 GHz的方波,三角波,锯齿波（或反锯齿波）和倍频锯齿波（或倍频反锯齿波）多种波形信号;4.基于所提出的时域脉冲整形理论,结合波长双环OEO系统,生成了 4.9641 GHz的三角波、矩形波和锯齿波（或反锯齿波）波形信号;5.结合双环OEO和频域-时域映射技术成功产生低相位噪声和低时间抖动的10 GHz的锯齿（或反锯齿）波形,三角波形和高斯脉冲波形信号。角速度测量方面:提出并实验验证了一种新的基于耦合式光电振荡器（COEO）的角速度测量方案。在COEO谐振腔中,光学载波和一阶边带之一被偏振延迟干涉仪分开,并在Sagnac环路中以相反方向传播。光学载波和一阶边带之间的旋转引起的相位差在COEO系统中产生频移。使用不太复杂的高分辨率微波检测技术来提高频率差的检测分辨率。实现了高灵敏度角速度测量,灵敏度标称度为172.04 kHz/（rad/s）（角速度每秒变化1 rad时对应频率变化172.04 kHz）,其对应可检测角速度为1.2°/h。
况庆强[10]（2016）在《锁模拉曼光纤激光器及其动力学特性研究》文中研究指明随着现代通信网络及数据传输的飞速发展,现有的通信波段将很快用完,研究发展新的波段就成为一个紧迫任务。锁模拉曼光纤激光器作为基于光纤中受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）效应基本原理的光纤激光器,其只要选用恰当的泵浦光源,理论上就可获得任意波长激光输出。拉曼光纤激光器（Rman fiber lasers,RFLs）在光学领域具有结构简单、高功率输出且光束质量好、激射波长灵活可调且转换效率高等优点,可以弥补半导体激光器的缺陷,成为光纤通信系统中较为理想的泵浦光源。本论文的研究工作就是在围绕着锁模拉曼光纤激光器和多波长拉曼光纤激光器基础上,对U波段（1650 nm附近）的拉曼光纤激光器进行了相关理论分析、实验研究和优化设计。首先,本文概述了光纤的构造和基本特性,综述了光纤中互相位与自相位调制、四波混频、受激布里渊与受激拉曼散射等五种主要的非线性效应。在此基础上我们进一步分析介绍了被动锁模光纤激光器中的可饱和吸收体、非线性偏振旋转和非线性光纤环形镜等三种常见的基本锁模方法及拉曼光纤激光器的基本工作原理,包括拉曼散射基本理论、光纤中受激拉曼散射的物理机制及增益、拉曼光纤激光器的几种分类等等。其次,在详细介绍光纤中的纤芯和包层内的光纤模式的基本原理的基础上,进一步阐述了基于非线性偏振旋转（NPR）技术机制的多波长产生原理和Mach-Zehnder型干涉仪滤波器的工作原理。然后利用NPR技术的强度相关损耗特性的多波长产生机制构建并研究了一个基于不同芯径光纤的纤芯--包层间Mach-Zehnder滤波器的多波长可调谐拉曼光纤激光器。我们实验中不仅实现了多波长个数、位置和间隔的可调谐,而且获得了中心波长为1650 nm、波长间隔为0.8 nm的高达40个波长的多波长拉曼光谱,其拉曼波长的信噪比SNR高达58 d B。该1650 nm波段的多波长可调谐拉曼光纤激光器由于其具有简单的结构且调谐方便,其必将在许多领域具有潜在的应用价值。然后,从被动锁模拉曼光纤激光器的阈值条件出发,在研究并构建了一个自制的连续波多纵模宽带激光泵浦光源的基础上着重分析讨论多模激光泵浦的被动锁模拉曼光纤激光器的基本原理。依赖该多纵模激光泵浦,提出和阐述了一个U波段的基于非线性偏振旋转（NPR）锁模机制的高单脉冲能量的被动锁模拉曼光纤激光器,并进一步实验研究了该连续波多模激光泵浦大脉冲能量的被动锁模拉曼光纤激光器及其相关的特性。实验获得了中心波长位于1651.3 nm波长附近的高单脉冲能量的被动锁模拉曼光纤激光器。该激光器能够取得脉宽为890 ps、功率为110 m W的稳定的锁模输出脉冲。该输出脉冲获得了290.7 n J的脉冲能量和326.7 W的峰值功率。激光腔的超模抑制比达到41.2 d B以及其信噪比高达50 d B以上。这种被动锁模拉曼光纤激光器由于其具有简单的结构、大脉冲能量和高峰值功率,该激光器在许多领域具有潜在的应用。最后,根据非线性偏振旋转的光强度相关透射特性的锁模机制研究了一个超高阶被动谐波锁模拉曼光纤激光器。实验研究表明该激光器能够获得高达1552阶谐波锁模的稳定的光脉冲,在1.5 W泵浦功率的情况下激光器的输出功率为168.3 m W。就我们所知,这是目前为止所获得的最高阶的被动谐波锁模光纤激光器。实验中,我们可以获得从第1阶到第1552阶范围内的不同阶数的谐波锁模脉冲。该拉曼光纤激光器的超模抑制比要优于40 d B。同以前的工作相比,该激光器提供了一个关于高谐波阶数、高脉冲能量以及优良的脉冲质量等性能的前所未有的结合。由于它的简单结构和高重复率,这个超高阶谐波锁模拉曼光纤激光器在许多领域具有潜在的应用。
二、一种新的波长可调谐光脉冲的生成方案（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新的波长可调谐光脉冲的生成方案（论文提纲范文）
（1）微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 现代雷达系统 |
| 1.1.2 微波光子学 |
| 1.2 微波光子线性调频信号产生技术研究现状 |
| 1.2.1 基于脉冲整形的方法 |
| 1.2.2 基于光色散及干涉的方法 |
| 1.2.3 基于光谱整形与频率-时间映射的方法 |
| 1.2.4 基于外调制技术的方法 |
| 1.3 线性调频信号的生成技术总结 |
| 1.4 主要工作及内容 |
| 第二章 线性调频信号光学产生理论基础 |
| 2.1 线性调频信号数学模型 |
| 2.2 线性调频信号脉冲压缩原理 |
| 2.3 光滤波器结合频率-时间映射法基本原理 |
| 2.3.1 频率-时间映射理论 |
| 2.3.2 基于光谱整形结合频率-时间映射生成线性调频信号技术 |
| 2.4 外调制技术主要器件 |
| 2.4.1 马赫-增德尔调制器 |
| 2.4.2 相位调制器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于MZM调制器的双啁啾线性调频信号生成研究 |
| 3.1 基于级联MZM生成大时间带宽积的双啁啾线性调频信号 |
| 3.1.1 基本结构和工作原理 |
| 3.1.2 仿真及结果分析 |
| 3.2 基于DP-DPMZM生成正啁啾、负啁啾、双啁啾的线性调频信号 |
| 3.2.1 基本结构和工作原理 |
| 3.2.2 仿真及结果分析 |
| 3.3 基于DPMZM生成二倍频可调谐的双啁啾线性调频信号 |
| 3.3.1 基本结构和工作原理 |
| 3.3.2 仿真及结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于DPMZM与 RPML的八倍频线性调频信号产生及去啁啾方法 |
| 4.1 基本结构和工作原理 |
| 4.1.1 DPMZM倍频回路 |
| 4.1.2 循环相位调制回路 |
| 4.1.3 回波信号去啁啾处理回路 |
| 4.2 仿真及结果分析 |
| 4.2.1 线性调频信号生成仿真分析 |
| 4.2.2 线性调频信号性能分析 |
| 4.2.3 回波信号去啁啾性能分析 |
| 4.2.4 噪声影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间的学术成果 |
（2）面向微波光子雷达的波形生成与脉冲压缩技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 微波光子雷达研究背景 |
| 1.1.2 微波光子雷达研究进展 |
| 1.2 微波光子雷达系统简介 |
| 1.2.1 微波光子雷达基本结构与关键模块 |
| 1.2.2 微波光子基本技术 |
| 1.3 微波光子雷达系统中的波形生成与脉冲压缩 |
| 1.3.1 微波光子波形生成及其研究现状 |
| 1.3.2 微波光子脉冲压缩及其研究现状 |
| 1.4 论文的研究工作与结构安排 |
| 1.4.1 论文的研究工作与创新点 |
| 1.4.2 论文的章节与结构安排 |
| 第二章 二进制PCMW脉冲的MWP波形生成方案 |
| 2.1 基于光载波相位调制的无基带BPCMW脉冲的波形生成方案 |
| 2.1.1 方案结构与原理 |
| 2.1.2 仿真验证与分析 |
| 2.1.3 系统实验与结果 |
| 2.1.4 长链路应用讨论 |
| 2.2 基于基带互补叠加的无基带BPCMW脉冲的波形生成方案 |
| 2.2.1 方案结构与原理 |
| 2.2.2 仿真验证与分析 |
| 2.2.3 系统实验与结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 任意进制PCMW脉冲的MWP波形生成方案 |
| 3.1 基于光载波强度相位调制的APCMW脉冲的波形生成方案 |
| 3.1.1 方案结构与原理 |
| 3.1.2 仿真验证与分析 |
| 3.1.3 系统实验与结果 |
| 3.2 基带成分抑制的APCMW脉冲的波形生成方案 |
| 3.2.1 方案结构与原理 |
| 3.2.2 仿真验证与分析 |
| 3.2.3 系统实验与结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 多倍频程LCMW的MWP脉冲压缩方案 |
| 4.1 可调谐的多倍频程LCMW的脉冲压缩方案 |
| 4.1.1 方案结构与原理 |
| 4.1.2 仿真验证与分析 |
| 4.2 方案实验与结果 |
| 4.2.1 LCFBG参数测量 |
| 4.2.2 系统实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 波形生成与脉冲压缩的MWP一体方案 |
| 5.1 基于光谱对称整形的LCMW波形生成与脉冲压缩一体方案 |
| 5.2 理论分析与证明 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的学术成果与课题 |
（3）基于外调制的快速与强吸收气体传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和研究意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 气体传感的研究现状 |
| 1.2.1 半导体气体传感的传感方法与研究现状 |
| 1.2.2 光学气体传感的传感方法与研究现状 |
| 1.3 高性能光学气体传感技术的研究现状 |
| 1.3.1 高灵敏度光学气体传感的研究现状 |
| 1.3.2 快速光学气体传感的研究现状 |
| 1.3.3 强吸收光学气体传感的研究现状 |
| 1.3.4 快速气体传感与强吸收气体传感研究现状小结 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于光学线性啁啾链的快速气体传感研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于光学线性啁啾链的快速气体传感原理 |
| 2.2.1 光学线性啁啾链的生成原理 |
| 2.2.2 Beer-Lambert定律 |
| 2.3 吸收光谱降噪仿真 |
| 2.3.1 平均降噪仿真与移动平均降噪仿真 |
| 2.3.2 Savitzky-Golay滤波降噪仿真 |
| 2.3.3 非局域均值滤波降噪仿真 |
| 2.4 基于光学线性啁啾链的快速气体传感实验 |
| 2.4.1 结合平衡探测的快速气体传感实验 |
| 2.4.2 结合四波混频技术的快速气体传感实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于扩展光学线性啁啾链的快速气体传感研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于光学环路提高线性扫频范围的原理 |
| 3.3 基于扩展光学线性啁啾链的快速气体传感结果与分析 |
| 3.3.1 扩展光学线性啁啾链的生成方法 |
| 3.3.2 静态吸收光谱测量 |
| 3.3.3 快速进气过程测量 |
| 3.3.4 基于光学测量方法的快速气体传感性能对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结合压缩感知技术的快速气体传感研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压缩感知技术的原理 |
| 4.3 结合压缩感知技术的快速吸收光谱测量仿真 |
| 4.3.1 可行性验证 |
| 4.3.2 吸收光谱压缩采样的模拟 |
| 4.4 结合压缩感知技术的快速气体传感实验 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 采样比例对重构吸收光谱的影响 |
| 4.4.3 快速进气过程测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于微波光子滤波的强吸收测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微波光子滤波器的工作原理 |
| 5.3 微波光子滤波器的搭建及其性能 |
| 5.3.1 微波光子滤波器的搭建 |
| 5.3.2 微波光子滤波器的性能表征 |
| 5.4 基于微波光子滤波的吸收光谱测量 |
| 5.4.1 强吸收测量结果与分析 |
| 5.4.2 弱吸收测量结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于光子技术的宽带信号处理和高速成像研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波光子信号处理技术 |
| 1.3 光学高速成像技术 |
| 1.4 相关领域的国内外研究进展 |
| 1.4.1 微波光子信号生成研究进展 |
| 1.4.2 瞬时微波频率测量研究进展 |
| 1.4.3 时间拉伸成像系统研究进展 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 2 理论基础和关键技术研究 |
| 2.1 宽带信号处理 |
| 2.1.1 电光调制 |
| 2.1.2 光域处理 |
| 2.1.3 光电探测 |
| 2.2 光时间拉伸 |
| 2.2.1 超连续谱与啁啾的产生 |
| 2.2.2 色散傅立叶变换 |
| 2.2.3 拉曼放大技术 |
| 2.2.4 时间拉伸成像 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 倍频微波光子信号生成研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于无滤波结构的二倍频微波信号生成 |
| 3.2.1 微波信号生成的系统结构与原理 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 基于光谱操作的二倍频三角形脉冲信号生成 |
| 3.3.1 三角形脉冲信号生成的系统结构与原理 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 可调谐IFM系统研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 调谐机制和精度控制原理分析 |
| 4.2.1 系统结构 |
| 4.2.2 两种调谐机制对比分析 |
| 4.2.3 仿真与结果分析 |
| 4.3 单ACF判决型可调谐IFM方案 |
| 4.3.1 基于偏置电压控制的IFM系统 |
| 4.3.2 基于保偏光纤光栅的IFM系统 |
| 4.4 多ACF判决型可调谐IFM系统 |
| 4.4.1 IFM系统结构与实现原理 |
| 4.4.2 增大测量范围 |
| 4.4.3 提高测量精度 |
| 4.4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 时间拉伸成像系统研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 时间拉伸成像系统 |
| 5.2.1 定量相位成像 |
| 5.2.2 TS-QPI成像系统结构 |
| 5.2.3 成像系统实验装置 |
| 5.3 成像系统中的数据处理与分析 |
| 5.3.1 相位提取算法 |
| 5.3.2 深度学习算法 |
| 5.4 细胞识别的结果与分析 |
| 5.4.1 分类器性能分析 |
| 5.4.2 多级分类的ROC和PR曲线 |
| 5.4.3 学习曲线 |
| 5.4.4 正则化 |
| 5.4.5 误差矩阵 |
| 5.5 讨论与应用 |
| 5.5.1 细胞分选 |
| 5.5.2 整体工作机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的研究成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 参考文献 |
| 附录A 缩略语 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于二维材料可饱和吸收特性的光纤激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 基于二维材料的调Q锁模光纤激光器的研究进展 |
| 1.2.2 波长可调谐光纤激光器的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤激光器调Q与锁模理论 |
| 2.1 调Q技术理论 |
| 2.1.1 调Q原理 |
| 2.1.2 调Q速率方程理论 |
| 2.1.3 调Q实现方法 |
| 2.2 锁模理论介绍 |
| 2.2.1 锁模原理 |
| 2.2.2 实现锁模的方法 |
| 2.3 二维材料的可饱和吸收特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于石墨烯可饱和吸收体的波长可调谐激光器 |
| 3.1 石墨烯可饱和吸收体的制备 |
| 3.1.1 实验所需试剂及仪器 |
| 3.1.2 石墨烯可饱和吸收体的制备 |
| 3.1.3 石墨烯可饱和吸收体的表征及测试 |
| 3.2 激光器系统搭建 |
| 3.2.1 泵浦源光谱测试及功率测试 |
| 3.2.2 光纤隔离器、耦合器的参数测试 |
| 3.2.3 不同长度掺铒光纤的功率测试 |
| 3.2.4 波长可调谐滤波器的测试 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 调Q脉冲序列及光谱特性 |
| 3.3.2 锁模时域特性及光谱特性 |
| 3.3.3 稳定性测试 |
| 3.3.4 可调谐激光输出的光谱特性及功率特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于黑磷可饱和吸收体的波长可调谐光纤激光器 |
| 4.1 黑磷的制备及表征 |
| 4.1.1 所需试剂及仪器 |
| 4.1.2 制备过程 |
| 4.1.3 表征及测试 |
| 4.2 实验结果及分析 |
| 4.2.1 调Q脉冲序列及光谱特性 |
| 4.2.2 锁模时域特性 |
| 4.2.3 可调谐激光输出的光谱特性 |
| 4.2.4 功率测试 |
| 4.2.5 两种可饱和吸收体光纤激光器的性能对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）面向百吉比特无源光网络的高效灵活复用通信技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 无源光网络发展概况 |
| 1.2.1 无源光网络技术需求 |
| 1.2.2 无源光网络标准化进程 |
| 1.3 复用技术在无源光网络应用现状 |
| 1.3.1 波分复用 |
| 1.3.2 空分复用 |
| 1.3.3 混合复用 |
| 1.4 百吉比特无源光网络复用关键技术及研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于硅基Polar-D微环谐振器的波分复用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硅基Polar-D微环谐振器结构及其性能分析 |
| 2.2.1 微环谐振器基本结构及传输特性 |
| 2.2.2 硅基Polar-D微环谐振器性能分析 |
| 2.3 硅基Polar-D微环谐振器在波分复用系统中的实验研究 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 Add/Drop复用性和偏振不相关性实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于灵活宽带光频梳的密集波分复用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于灵活宽带光频梳的密集波分复用方法 |
| 3.3 基于电光调制器的光频梳产生 |
| 3.3.1 电光调制器产生光频梳的理论分析 |
| 3.3.2 电光调制器产生光频梳的实验研究 |
| 3.4 基于自相位调制的光频梳展宽 |
| 3.4.1 光纤自相位调制理论分析 |
| 3.4.2 基于自相位调制的光频梳展宽实验研究 |
| 3.5 中心波长与频率间隔大范围可调的宽带光频梳实验研究 |
| 3.5.1 中心波长可调的宽带光频梳实验研究 |
| 3.5.2 频率间隔可调的宽带光频梳实验研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于多芯光纤的空分复用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空分复用中多芯光纤及其复用/解复用器特性 |
| 4.2.1 多芯光纤 |
| 4.2.2 空分复用器/解复用器 |
| 4.3 基于多芯光纤的ONU无色化方法 |
| 4.3.1 无色ONU简介 |
| 4.3.2 ONU无色化方法 |
| 4.4 基于多芯光纤的ONU无色化实验研究 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 实验结果与传输性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 百吉比特波分空分复用无源光网络系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 百吉比特波分空分复用无源光网络系统方案 |
| 5.3 百吉比特波分空分复用无源光网络实验研究 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 实验结果与传输性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于二维材料的全光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于二维材料的全光器件研究现状 |
| 1.2.1 基于二维材料的开关幅度调制器的研究现状 |
| 1.2.2 光克尔效应的研究现状 |
| 1.2.3 基于二维材料的全光波长转换器研究现状 |
| 1.3 论文研究目的、内容及创新点 |
| 第2章 基本理论 |
| 2.1 基于二维材料的全光幅度调制器的理论基础 |
| 2.2 全光阈值的理论基础 |
| 2.3 光克尔效应 |
| 2.4 四波混频的基本理论 |
| 2.4.1 四波混频的起源 |
| 2.4.2 四波混频理论 |
| 第3章 二维材料的制备及表征特性 |
| 3.1 二维材料的制备 |
| 3.2 二维材料的表征 |
| 3.2.1 Z扫描技术 |
| 3.2.2 二维材料的表征 |
| 第4章 基于二维材料的全光调制研究 |
| 4.1 以黑磷为代表的二维材料可饱和吸收效应实验 |
| 4.2 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验原理 |
| 4.3 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验 |
| 4.4 全光调制实验的结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器实验 |
| 5.1 基于二维材料的全光阈值器实验原理 |
| 5.2 基于二维材料的全光阈值器实验 |
| 5.3 基于二维材料的全光阈值器实验结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于二维材料的克尔光开关研究 |
| 6.1 基于铋烯-微纳光纤复合结构的光开关实验 |
| 6.2 黑磷-微纳光纤复合结构的克尔光开关实验 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 基于二维材料的四波混频研究 |
| 7.1 基于铋烯-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.2 基于黑磷-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.3 基于黑磷量子点-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 基于二维材料的器件在全光通信系统中的应用 |
| 8.1 光通信系统简介 |
| 8.1.1 光通信系统的历史 |
| 8.1.2 光通信系统的发展 |
| 8.1.3 光通信系统的构成 |
| 8.2 基于黑磷量子点-微纳光纤的通信系统传输实验 |
| 8.2.1 实验装置 |
| 8.2.2 实验结果分析 |
| 8.3 基于铋烯-微纳光纤的通信系统传输实验 |
| 8.3.1 实验装置 |
| 8.3.2 实验结果分析 |
| 8.4 二维材料在通信系统中的实际应用 |
| 8.4.1 实验目的 |
| 8.4.2 实验准备 |
| 8.4.3 黑磷量子点在光通信系统中的应用实验 |
| 8.5 小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（8）光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光子辅助的宽带微波信号收发关键技术研究现状 |
| 1.2.1 光子辅助的宽带微波信号收发系统研究现状 |
| 1.2.2 宽带任意波形微波信号光学产生技术研究现状 |
| 1.2.3 宽频段微波光子变频技术研究现状 |
| 1.2.4 光学模数转换技术研究现状 |
| 1.3 本论文的创新点和章节安排 |
| 第二章 光子辅助的宽带微波信号收发技术理论基础 |
| 2.1 电光调制器的基本理论 |
| 2.1.1 MZ型电光强度调制器的工作原理 |
| 2.1.2 电光强度调制器的频域特征参数 |
| 2.2 光学辅助的微波变频技术基础 |
| 2.2.1 光学辅助的微波变频技术基本原理 |
| 2.2.2 光学辅助的微波变频技术性能参数 |
| 2.3 光采样电量化型模数转换技术基础 |
| 2.3.1 光采样电量化型模数转换技术基本原理 |
| 2.3.2 光采样电量化型模数转换技术性能参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于光电振荡器的微波下变频技术研究 |
| 3.1 技术方案及原理 |
| 3.2 实验结果及分析 |
| 3.2.1 光电振荡器测试结果 |
| 3.2.2 下变频实验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于光采样模数转换的微波频率测量技术研究 |
| 4.1 技术方案及原理 |
| 4.2 仿真结果与分析 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于低速光采样的电光强度调制器微波特性测量 |
| 5.1 技术方案及原理 |
| 5.2 仿真结果及分析 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 光子辅助的宽带微波信号可重构收发系统 |
| 6.1 技术方案及原理 |
| 6.2 仿真结果与分析 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）基于光电振荡器的多波形产生及角速度测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景概述 |
| 1.2 微波光子信号产生研究现状 |
| 1.2.1 基于频时映射的光波形产生 |
| 1.2.2 基于傅里叶变换的逐条谱线操纵的任意波形产生技术 |
| 1.2.3 基于外调制技术的任意波形信号产生技术 |
| 1.2.4 基于时域合成光学任意波形产生技术 |
| 1.3 光纤环形谐振式高灵敏度角速度测量技术研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作和章节安排 |
| 第2章 基于OEO的光子微波波形信号产生及角速度测量的理论基础 |
| 2.1 马赫-曾德调制器的基本原理 |
| 2.1.1 MZM的基本结构 |
| 2.1.2 MZM的主要参数 |
| 2.1.3 MZM的调制特性 |
| 2.2 注入锁定的基本原理 |
| 2.3 光子微波任意波形信号产生的基本原理 |
| 2.4 Sagnac效应基本原理 |
| 第3章 基于外调制以及时域合成技术的多波形信号产生技术 |
| 3.1 基于MZM偏振敏感特性的三角波产生技术 |
| 3.1.1 基于MZM偏振敏感特性三角波生成技术的理论分析 |
| 3.1.2 基于MZM偏振敏感特性三角波生成技术的实验验证与分析 |
| 3.1.3 小结 |
| 3.2 基于注入锁定技术三角波信号的产生 |
| 3.2.1 基于注入锁定技术三角波信号产生的原理分析与仿真 |
| 3.2.2 基于注入锁定技术三角波信号产生实验验证与分析 |
| 3.2.3 拓展分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 基于级联调制时域光脉冲整形方案 |
| 3.3.1 基于级联调制时域光脉冲整形技术的理论分析与仿真 |
| 3.3.2 基于级联调制时域光脉冲整形技术实验验证与分析 |
| 3.3.3 小结 |
| 第4章 基于双环OEO多波形信号产生技术 |
| 4.1 OEO基本原理 |
| 4.1.1 阈值条件 |
| 4.1.2 起振频率与振幅 |
| 4.1.3 频谱特性 |
| 4.1.4 OEO的噪声分析 |
| 4.1.5 双环路抑制边模理论分析 |
| 4.2 基于波长双环OEO时域叠加多波形信号产生技术 |
| 4.2.1 理论分析和仿真 |
| 4.2.2 实验验证与分析 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 基于双环OEO的频时映射多波形信号产生技术 |
| 第5章 基于COEO的高灵敏度角速度测量技术 |
| 5.1 理论分析 |
| 5.1.1 保偏双向谐振的COEO理论分析 |
| 5.1.2 角速度测量分析 |
| 5.2 实验验证与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作中的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 符号对照表 |
| 单位对照表 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）锁模拉曼光纤激光器及其动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤的构造和基本特性 |
| 1.2.1 光纤损耗 |
| 1.2.2 单模光纤的模场直径 |
| 1.2.3 光纤中的色散 |
| 1.2.4 高非线性光纤(HNLF) |
| 1.3 光纤中的五种主要非线性效应 |
| 1.3.1 自相位调制 |
| 1.3.2 交叉相位调制 |
| 1.3.3 四波混频 |
| 1.3.4 受激拉曼散射 |
| 1.3.5 受激布里渊散射 |
| 1.4 光纤激光器与拉曼光纤激光器 |
| 1.4.1 光纤激光器 |
| 1.4.1.1 稀土类掺杂光纤激光器 |
| 1.4.1.2 非线性效应光纤激光器 |
| 1.4.1.3 单晶光纤激光器 |
| 1.4.2 拉曼光纤激光器 |
| 1.4.2.1 线形腔拉曼光纤激光器 |
| 1.4.2.2 环形腔拉曼光纤激光器 |
| 1.4.2.3 混合腔拉曼光纤激光器 |
| 1.4.2.4 多波长拉曼光纤激光器 |
| 1.5 本论文的研究内容和创新之处 |
| 1.5.1 本论文的主要研究内容 |
| 1.5.2 本论文的创新之处 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 拉曼光纤激光器及锁模的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 拉曼光纤激光器的工作原理 |
| 2.2.1 拉曼光纤激光器的研究背景及现状 |
| 2.2.2 拉曼散射基本理论 |
| 2.2.2.1 自发拉曼散射 |
| 2.2.2.2 受激拉曼散射 |
| 2.2.3 光纤中产生的受激拉曼散射 |
| 2.2.3.1 光纤中受激拉曼散射的物理机制及增益谱 |
| 2.2.3.2 光纤受激拉曼阈值 |
| 2.2.3.3 光纤受激拉曼增益 |
| 2.2.3.4 拉曼增益光纤的选取[26] |
| 2.3 被动锁模光纤激光器中的锁模方法 |
| 2.3.1 可饱和吸收体 |
| 2.3.2 非线性偏振旋转(NPR) |
| 2.3.3 非线性光纤环形镜 |
| 2.3.4 拉曼激光器的锁模 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 多波长可调谐拉曼光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤中的模式 |
| 3.2.1 纤芯基模的有效折射率与包层模的有效折射率 |
| 3.2.2 纤芯基模的模场分布与包层模的模场分布 |
| 3.3 基于非线性偏振旋转(NPR)机制的多波长产生技术 |
| 3.3.1 非线性偏振旋转(NPR)技术的多波长应用背景及基本原理 |
| 3.3.2 基于非线性偏振旋转(NPR)技术所引入的强度相关损耗 |
| 3.4 Mach -Zehnder干涉仪 |
| 3.4.1 原理 |
| 3.4.2 基于不同芯径光纤的纤芯--包层间的Mach -Zehnder型干涉仪 |
| 3.5 实验装置和工作原理 |
| 3.6 实验结果与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 3.8 参考文献 |
| 第四章 大脉冲能量被动锁模拉曼光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多模激光泵浦的被动锁模拉曼光纤激光器的基本原理 |
| 4.2.1 受激拉曼散射效应 |
| 4.2.2 非线性偏振旋转锁模技术 |
| 4.3 实验装置和工作原理 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 4.6 参考文献 |
| 第五章 超高次被动谐波锁模拉曼光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置和工作原理 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
四、一种新的波长可调谐光脉冲的生成方案（论文参考文献）
- [1]微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究[D]. 李昊. 内蒙古大学, 2021(12)
- [2]面向微波光子雷达的波形生成与脉冲压缩技术研究[D]. 宋春奇. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于外调制的快速与强吸收气体传感技术研究[D]. 原子岳. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [4]基于光子技术的宽带信号处理和高速成像研究[D]. 李月琴. 北京交通大学, 2021
- [5]基于二维材料可饱和吸收特性的光纤激光器的研究[D]. 杨旭. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [6]面向百吉比特无源光网络的高效灵活复用通信技术研究[D]. 鲍芳荻. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]基于二维材料的全光器件研究[D]. 王可. 深圳大学, 2019(11)
- [8]光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究[D]. 马阳雪. 电子科技大学, 2019(01)
- [9]基于光电振荡器的多波形产生及角速度测量技术研究[D]. 马闯. 天津大学, 2019(05)
- [10]锁模拉曼光纤激光器及其动力学特性研究[D]. 况庆强. 上海交通大学, 2016(03)