强光下拉曼散射空间分布研究

强光下拉曼散射空间分布研究

一、强光作用下喇曼散射空间分布的研究(论文文献综述)

王健硕[1](2021)在《飞秒强激光在介质中的非线性传输及其应用》文中认为飞秒强激光技术的迅猛发展使强光场可以在实验室中产生,这使得激光与物质的相互作用进入到了一个前所未有的高度非线性范畴,研究这些非线性过程具有重要的科学意义和应用价值。例如,伴随非线性光学的发展,诞生了非线性光谱学,大大提高了光谱分辨率;通过非线性共轭效应的研究,出现了非线性光学相位共轭技术,促进了自适应光学的发展;在光纤光学中,通过研究光孤子效应的产生和传输,推动了光孤子通信的发展等等。飞秒强激光在介质中的非线性传输是强激光领域的重要研究课题,这些过程的实现孕育着科学技术上的重大突破,对未来科学技术的发展将产生深远影响。本论文针对激光对比度提升、云通道产生两种不同的应用,分别研究了飞秒强激光在Ba F2晶体、大气中的传输过程。主要取得了以下研究结果和进展。为了弥补以往交叉极化波(XPW)研究中对高阶色散的忽略,我们建立了一个完整的、稳健的耦合非线性薛定谔方程,并使用一套自编的代码采用傅里叶变换法以及四阶龙格库塔法进行数值求解。研究结果表明:1、若不对各阶色散进行足够控制,它们均可对XPW的生成产生不同畸变,并极大削弱主脉冲的峰值能量,导致转换效率和对比度下降。2、不考虑消光比时,交叉极化波的对比度提升约为入射脉冲对比度的三次方,考虑10-6的消光比时,对比度提升在5个数量级左右。为了验证飞秒强激光成丝产生云通道的可行性、可控性并分析其中主要的物理机制,我们数值模拟并实验给出了洁净空气中飞秒激光参数对成丝产生和控制的影响;实验研究了云雾中不同激光参数下成丝对云通道的影响。研究结果表明:1、可以通过改变激光初始参数控制成丝起始位置和成丝长度。2、在改变不同初始激光参数条件下,成丝对于云通道的产生都是可行、可控并且稳定的。3、影响云通道的关键物理机制为成丝诱导的声波效应。4、测量了云通道的寿命大于1.0 ms,通道直径大于2.0 mm,且长度可控。

陈鸿基[2](2019)在《基于石墨烯—硅基有机混合波导的相位敏感放大器的特性研究》文中提出当今时代是一个信息大爆炸的时代,时代主题之一就是“信息”,所以人们对信息的传输速率、通信容量有着越来越高的要求。光通信就是在这样的大背景下诞生的,经过多年的发展,光通信传输速率越来越快、通信容量越来越大,但是损耗和色散仍然是制约光通信发展的难题。相位敏感光参量放大器(Phase-sensitive amplifier,PSA)可以直接对信号中同相的分量进行放大而衰减其正交分量,解决了光通信中的能量损耗问题,并能够对色散进行补偿,有效地提高了光信号的传输距离。PSA依据其物理过程的不同,可以分为基于三波混频(Three-Wavemixing,TWM)的PSA和基于四波混频(Four-Wave mixing,FWM)的PSA。在其中,基于FWM的PSA由于具有多种变化形式且在大多数介质都易于观测,被广泛的研究和应用,同时促进了光通信的发展。硅基波导具有良好的模场限制功能、极高的非线性折射率和极低的传输损耗,并且具有很强的兼容性,能与各种新型材料组合,是组建PSA时最常用的材料。本文的主要研究工作是设计了一个具有高非线性、低双光子吸收的波导结构,在该结构中引入了石墨烯,通过改变石墨烯的化学势来调节该波导的色散特性。同时基于该波导设计了一个双泵浦简并PSA,对不同的泵浦功率下PSA的特性进行了探究。本文的主要内容如下:1.综述了光通信的发展历史和PSA对光通信发展的促进作用,介绍了相位敏感放大的不同种类,分析了 PSA在光孤子通信和高级调制信号相位再生中发挥的作用。2.介绍了硅基波导的性质和几种常见的衍生结构,简要分析了相位匹配对PSA的影响,介绍了几种基于三阶非线性极化率的非线性效应,推导了波导中的光波的传输方程。3.介绍了波导中材料色散与结构色散的管理方法,并给出了几种常用材料的色散方程。对硅基波导的模场和色散进行分析和计算,并探究了 SOI(Silicon-On-Insulator)波导的相位敏感放大性能和相位再生能力。4.设计了一种含有石墨烯、硅、二氧化硅和对甲苯磺酸盐(para-toluene sulfonate,PTS)的有机混合波导。计算了不同化学势下石墨烯折射率随波长变化的趋势,探究了不同化学势下石墨烯的折射率的变化对该波导色散特性的影响。探究不同的结构参数对该有机混合波导色散性能的影响。5.基于上一章的波导结构设计PSA,将计算得到的各项参数代入修正后的非线性薛定谔方程中,探究该结构的相位敏感放大性能。在不同传输长度下,探究波导中的信号和泵浦之间的能量转换关系,得到波导相位匹配的相干长度。在不同泵浦功率下,探究信号的增益和输出相位随输入相位变化的趋势,分析该PSA的增益特性和相位再生性能。然后,分别针对大信号模型和小信号模型对该PSA的增益和相位再生性能进行探究。

刘晶儒,胡志云[3](2018)在《基于激光的测量技术在燃烧流场诊断中的应用》文中提出分析了工业发动机湍流燃烧场诊断的需求和面临的挑战,介绍了燃烧流场组分浓度、温度和速度等主要参数的激光测量技术,给出了其基本原理、在燃烧场诊断中的应用和国内外研究现状,分析了不同技术的特点及其适用性。简介了多参数综合诊断的作用和进展。对目前诊断和测量存在的主要问题和发展趋势进行了探讨。

孙王亮[4](2017)在《Er:YAG陶瓷非线性光学响应特性研究》文中研究说明Er:YAG陶瓷具有良好的物理、化学和机械性能,而且根据Er3+离子掺杂浓度的不同能够发射1.6 μm波段和2.94 μm波段的激光,在光通信、激光遥感、生物医学应用等领域具有重要应用前景。目前,Er:YAG陶瓷作为增益介质已经被广泛用于不同波段的高功率/高能量激光器件。伴随输出功率不断提升的应用需求,Er:YAG的光学响应特性将呈现出非线性特征。而且,随着功率/能量提升,限制Er:YAG固体激光最终功率提升的自聚焦效应将显现出来,最终将可能影响激光器件性能或导致材料损伤。目前,Er:YAG陶瓷的三阶非线性光学特性尚未见报道。因此,如何提取Er:YAG陶瓷材料的非线性光学参数将为Er:YAG的性能提升及高功率激光应用提供参考。本论文围绕如何获得Er:YAG陶瓷非线性光学响应参数,基于非线性Z-scan手段测量了不同掺杂浓度Er:YAG陶瓷在800 nm和1560 nm的非线性光学响应特性,获得了其在不同波段的非线性吸收特性和非线性折射率等参数。论文的主要研究成果包括:(1)搭建并且优化了超快Z-scan测试平台,使用二硫化碳对800 nm Z-scan实验系统进行了标定。通过实验数据拟合,获得了二硫化碳的三阶非线性折射率数值(~2.85×10-19m2/W),实验数据与已有的参考文献中的数值相一致,证明了实验测试平台的可靠性;使用1560 nm Z-scan实验系统对ITO玻璃进行了测量,得出ITO玻璃的三阶非线性折射率数值(~2.3×10-16m2/W),与已有的参考文献报道的数值相似,同样证明了该测试平台的准确性。(2)基于Z-scan方法,实验获得了 Er:YAG陶瓷在800 nm波长处的非线性光学响应参数,获得了掺杂浓度等对其非线性光学响应的影响规律。实验测量了掺杂浓度分别为0.5%、1%和5%的Er:YAG陶瓷的非线性光学特性,观察到不同掺杂浓度的样品的开孔数据都具有明显且相似的反饱和吸收特性,闭孔数据都具有自聚焦效应。通过数据拟合,计算得到Er:YAG陶瓷的三阶非线性折射率数值在 10-21 m2/W 量级。(3)实验获得了 Er:YAG陶瓷在1560 nm波长处的非线性光学参数及其变化规律。实验观察到不同掺杂浓度的Er:YAG陶瓷均具有明显的反饱和吸收特性和自聚焦效应。通过计算得到Er:YAG陶瓷的三阶非线性折射率数值在10-17 m2/W量级。同时,分析了影响Er:YAG陶瓷非线性光学性质的不同物理机制。

黄俊[5](2017)在《分布式光纤测温系统的自校准与空间特性研究》文中提出伴随着分布式光纤测温系统(Distributed optical fiber temperature sensing system,简称DTS)的应用领域越来越广,从以往的应用于隧道、公路火灾的测量,到电力电缆温度、油气管道泄露的测量,对于分布式光纤测温系统的精度要求日益提高,而对于传统的分布式光纤测温系统,虽然能够达到火灾的实时探测,但是对于日益广泛的应用领域仍然不能够达到其技术指标。所以,为了进一步提高分布式光纤测温系统的精度,我们从分布式光纤测温系统的自校准以及空间特性研究方面来提高分布式光纤测温系统的精度。研究内容主要包括以下几个方面:(1)介绍了分布式光纤测温系统的测温原理,在传统分布式光纤测温系统的基础上进行了自校准系统的设计与研制,对带自校准的DTS系统的各模块进行选型,并搭建整个系统。运用累加平均去噪和小波去噪算法对系统光功率信号进行处理,比较系统测温精确度。(2)在设计了 DTS的自校准系统之后,在自校准模块参考温度的确定方面,提出了一种双数字温度传感器取平均值来确定系统参考温度的方法,介绍了恒温槽内的To测量的方法设计和检测装置,根据温度测试实验确定双数字温度传感器的放置位置。由上位机控制加热片加热的通断,并且读取自校准系统内部数字温度传感器T1,T2的温度值,取其平均值作为分布式光纤测温系统的参考温度,能有效的提高参考温度的测量准确度。(3)在DTS的自校准系统的基础上研究了光功率信号的空间分布特性,进行了带自校准的DTS长距离温度场的测温实验,对10km温度场的测温曲线进行空间特性研究。拟合出空间场的光功率信号随测温长度的衰减公式,根据衰减公式对温度场进行温度补偿,温度场的空间分布存在的衰减经过衰减公式对光功率信号进行补偿后,系统的测温精度得到明显提高,不再受到距离的限制,能够实现长距离温度场的精确测温,测温精度达到1℃。

赵岑[6](2017)在《914nm共振泵浦Nd:YVO4被动锁模激光器研究》文中研究指明锁模脉冲激光具有脉宽窄、峰值功率高、光谱宽等优势。近年来,随着二极管激光器(LD)的发展,LD泵浦的高功率锁模激光器在光纤通讯、超精细微加工、高密度信息存储、时间分辨光谱、非线性光学、激光测距、全光网络、激光医疗等领域被广泛应用并发挥着重要作用。然而由于热效应的影响,高效率、高功率的锁模激光器的研制受到了很大限制。针对掺Nd3+固体激光器,采用共振泵浦技术能够从根本上减少热的产生,从而减轻热效应对激光器性能的影响。因此,为实现高功率、高效率的锁模激光器,采用914nm共振泵浦的Nd:YVO4被动锁模激光器具有很重要的研究价值。本论文主要研究内容及创新点如下:1.研究了基于Cr4+:YAG的914nm LD泵浦的Nd:YVO4被动调Q锁模激光器,对Cr4+:YAG晶体的锁模原理及速率方程进行了研究,对Nd:YVO4增益介质的热效应进行了分析计算,为实现锁模运转对谐振腔进行了优化设计,采用MATLAB对激光器的谐振腔进行计算,最高吸收泵浦功率为26W,实现了最高平均输出功率为5.37W,转换效率为20.7%,斜效率为23.3%,调Q包络下的锁模脉冲重复频率为1.1GHz,脉宽约为322ps。2.研究了基于SESAM的914nm LD泵浦的Nd:YVO4被动连续锁模激光器,优化设计了五镜Z型谐振腔,采用MATLAB对激光器的谐振腔进行计算,吸收泵浦功率为16.9W时,得到最高平均输出功率为6.23W,光光转换效率为36.9%,斜效率为44.4%,锁模脉冲重复频率约为88.7MHz,脉宽约为52ps。实现了稳定的连续锁模脉冲序列,有效地抑制了调Q锁模。3.研究了紧凑的、高转换效率的914nm端面泵浦主动调Q自喇曼Nd:YVO4激光器,使用的1.0-at.%和2.0-at.%的Nd:YVO4晶体,并在不同晶体温度条件下进行实验,分别获得了1.51W(20°C)和2.11W(30°C)的平均输出功率,对应的光光转换效率分别为28.5%和35.2%,相对于吸收泵浦光的转换效率分别为42.7%和39.0%,为接下来要进行的914nm共振泵浦自喇曼锁模Nd:YVO4激光器提供了理论依据,打下良好的基础。

薛锐[7](2016)在《烟火药燃烧流场可视化及其燃烧机理研究》文中研究说明烟火药是由可燃剂、氧化剂、粘合剂等粉末状材料经机械混合制成的一种非均匀多孔介质,剧烈的燃烧反应使气、液滴、固相粒子并存于火焰中,大部分烟火制品难于展现类如碳氢燃料和推进剂燃烧时清晰的火焰结构。本文基于粒子图像速谱仪(Particle Image Velocimetry,PIV)、高速摄影仪(High Speed Camera,HSC)、红外测温仪等设备,进行了烟火药燃烧火焰流场、温度场的可视化研究,在此基础上研究了这种复合含能材料的燃烧反应机理。研究了烟火药燃烧火焰中燃烧粒子粒度与浓度分布。利用高速摄影仪,测试燃烧烟火药火焰中离散粒子的全程动态流场,利用间歇性高压空气射流取样法,通过火焰截取、热敏纸板烧蚀、图像处理,基于标准粒子定标与参数修正,分析了燃烧粒子在燃烧火焰喷射轴向上的一维粒子粒度和浓度。研究了烟火药火焰流场及其气-粒子两相流动。基于粒子图像速谱仪和高速摄影仪的测试结果,通过图片处理、阈值分割、粒子分组、边缘检测、轮廓提取等手段,另外根据不同亮度区域粒子识别难度,采用了多分辨分析图样处理方案,建立了烟火药燃烧粒子轨迹追踪模型,得到火焰区域中燃烧粒子的浓度分布、速度矢量和空间位置,通过燃烧粒子速度与火焰流场分布规律,得到烟火药火焰中燃烧粒子的三维空间分布。研究了烟火药燃烧火焰的温度场分布。基于大量燃烧粒子对燃烧火焰温度的贡献份额,通过单个燃烧粒子辐射与传热规律得出燃烧粒子分布,重构了烟火药火焰温度场,并通过红外测温仪对计算结果进行印证。在总结了前人研究基础上归纳了基于燃烧粒子的烟火药燃烧反应机理,并基于燃烧粒子的特点通过传热、火焰辐射等应用实例进一步阐述了基于燃烧粒子的烟火药燃烧反应机理。采用Hot Disk TPS2500S仪器对具有非均匀多孔介质结构的烟火药进行了热常数的实验,得出了烟火药粒子间热常数的经验公式,讨论了烟火药热常数与燃烧效应之间的关系;根据烟火药燃烧火焰产生不同的辐射效应,分析了红外辐射诱饵效应与消光效应的作用机理;基于大量具有高温燃烧质点效应的燃烧粒子,研究了烟火药燃烧粒子边界层、粒子流场轨迹以及粒子温度场分布的燃烧机理。研究结果表明,剧烈的燃烧反应不可避免地使大量复合粒子和单质金属颗粒进入燃烧火焰中,燃烧火焰中燃烧粒子的空间分布与燃烧反应规律充分体现了烟火药燃烧反应特性,对烟火效应作用机理起着关键性的作用,如点火能力、光辐射规律等。

庄彬先[8](2014)在《超常介质中孤子和行波的产生与传播研究》文中指出光孤子是指能在具有色散或/和衍射效应的非线性介质中稳定传播的局域化电磁波,它始终是非线性光学的一个重要研究方向。调制不稳定性是自然界一种非常普遍的非线性现象,因为它的发生机制与孤子现象密切相关,所以常常作为孤子产生和稳定传输的一种先兆或判据。由于所有形式的孤子具有共同的物理本质和行为特征,因此研究光孤子的物理本质和机理,将帮助理解和探索其它领域孤子的物理研究和物理机制,促进这些孤子动力学研究的发展。此外,光孤子在未来的许多方面拥有巨大的潜在应用前景,如量子信息处理、超远距离光孤子通信、光开关、光存储、光学捕获等。光孤子是由传输介质中线性和非线性过程相互作用产生的。最近十几年,一种具有许多天然物质所不具有的独特超常性质的人工合成介质即超常介质成为材料学科的热点,并带动光脉冲尤其是光孤子在超常介质中传输的调控研究。由于超常介质的线性和非线性电磁特性可以由其人工组成结构人为调整,故其线性和非线性电磁特性比常规介质更多更丰富,使传输在超常介质中的孤子更容易实现,并且提供了操控孤子的更多手段,蕴含了丰富的孤子现象和孤子物理。超常介质蕴含许多新的效应,本论文研究了其中一些新效应对超常介质中调制不稳定性和光孤子传输特性的影响,这些研究结果将促进超常介质中光孤子动力学理论的发展,并为未来的光学器件的研制提供依据。本论文的主要创新结果如下:第一,超常介质的线性色散磁导率与非线性极化率结合,导致光束在超常介质中传输时出现反常自陡峭效应;非线性光子晶体(超常介质的一种)的非线性性和自准直的相互作用导致光束在近自准直频率处传输时出现非线性衍射效应,且可调的自准直频率会影响非线性衍射效应。本文揭示了超常介质中反常自陡峭效应、三阶非线性和五阶非线性效应在正折射区和负折射区导致的新的调制不稳定性产生条件和调控规律;发现了超常介质中非线性衍射效应和可调自准直频率导致的新的调制不稳定性。第二,通过Riccati方程法求解超常介质中的高阶非线性薛定谔方程,得到了不同条件下的亮孤子和暗孤子解。与常规介质相比,超常介质可能存在正折射区和负折射区,且在每个折射区内的自陡峭效应和二阶非线性色散效应其符号和大小可调,揭示了超常介质中反常自陡峭效应和二阶非线性色散效应分别在每个折射区的三种群速度色散情形对亮、暗孤子形成条件和传输的影响。此外,还得到高阶非线性薛定谔方程的大量其它行波解,如双曲函数型解、三角函数周期解、Jacobi椭圆双周期解和Weierstrass双周期解等。第三,研究了超常介质中光脉冲传输的另一类物理模型即短脉冲方程的孤子解和行波解,得到了其产生的物理条件和演化规律。发现短脉冲方程的有界行波解只可能存在于聚焦非线性,不可能存在于散焦非线性。在聚焦非线性情形,求得了短脉冲方程的有界行波解,包括两种周期(反)环有界解和一种周期(反)峰有界解,发现前两种周期(反)环有界解可以退化为一种(反)环孤立波解。

罗李浩[9](2014)在《用Tophat挡板Z-扫描技术研究酞菁铜有机薄膜的光学非线性》文中研究指明随着非线性光学技术的飞速发展,人们对非线性光学材料的研究日益加深。对非线性光学材料的研究离不开便捷可靠的测量方法。在过去的数十年时间内,多种不同的实验方法被用于测量材料的光学非线性性质。例如非线性干涉法、简并四波混频、近简并三波混频、椭圆偏振法以及光束畸变法等。Z-扫描技术是光束畸变法的代表方法,它是一种利用单光束测量材料三阶非线性极化率的方法。它具有实验装置简单、灵敏度高、可以同时测量非线性吸收和非线性折射的大小和符号等优点。本论文介绍了挡板Z-扫描技术,讨论了实验参数对其测量精度的影响。Tophat挡板Z-扫描技术在传统Z-扫描光路的远场区域加入了一个光阑和一个挡板,并用Tophat光取代高斯光,通过测量非线性光强变化较快的空间高频信号来提高非线性折射的测量灵敏度。跟传统Z-扫描技术相比,我们发现Tophat挡板Z-扫描技术的非线性折射率曲线是一个单峰的形式而不是传统Z-扫描技术的峰谷形式。该技术对于非线性折射率的测量有着很高的测量灵敏度,相比较传统Z-扫描技术,灵敏度可以提升一个数量级以上。我们用Tophat挡板Z-扫描技术对一种电沉积法制备的酞菁铜薄膜进行测量,研究该薄膜在19ps脉宽、532nm波长的激光脉冲作用下的光学非线性性质。通过实验获得该薄膜的测量曲线,拟合得出该薄膜的非线性折射率。由于该薄膜厚度很薄,它造成的非线性相移很小,我们用传统Z-扫描技术无法测得它的非线性折射率。从而说明该改进的Tophat挡板Z-扫描技术是一种有效的高灵敏度测量技术,我们可以应用该技术对薄膜材料的光学非线性进行研究。

李金义[10](2013)在《基于可调谐激光吸收光谱的燃烧场温度测量研究》文中认为燃烧流场诊断中,温度是一个极其重要的物理量。燃烧流场的温度测量对于改善燃烧效率、降低污染物的排放有重要意义。传统的热电偶测温属于接触式测量,不但会对待测流场产生干扰,易被测量环境中高温高压高流速的气体毁坏,而且测温范围有限,缺乏足够的空间和时间分辨率。调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)用于燃烧流场的温度测量时不会干扰待测流场,具有高灵敏度、高的谱分辨率、快速的响应时间、大的动态测量范围、多参量同时测量等优点。本文以燃烧主要产物之一的水蒸气为目标气体,开展了基于TDLAS技术的燃烧流场温度测量研究,具体的研究内容和创新性成果概况如下:(1)基于TDLAS双线测温谱线的选择原则,选取水蒸气位于1391.67nm和1468.89nm的吸收谱线作为测温谱线对,利用两个激光器时分复用的方式,建立了面向燃烧流场在线测量的TDLAS系统。基于此系统,设计了直接吸收光谱数据的自动化处理算法实现了温度和浓度的反演,并分析了测量的不确定度。利用热电偶和Hencken型平面火焰燃烧炉进行了实验验证,TDLAS的温度测量结果与经辐射校正的热电偶温度测量值基本吻合,偏差在4%以内。(2)发展了一种基于TDLAS正交路径的二维燃烧场温度重建算法,通过测得2N(N≥3)条沿视线(light-of-sight, LOS)测量路径的积分吸光度,利用Tikhonov正则化方法得到两条谱线分别在N×N个像素内的温度值,然后利用自然双三次样条插值对N×N个交叉点处的温度进行平滑,从而得到高空间分辨率的2D分布。该方法与代数重建算法(ART)进行比较,重建的抗噪声能力提高12%,而准确度无损失。利用数值仿真的方法,首次研究了不同LOS测量路径数呈N×N均匀排布时对单峰温度场和非对称双峰温度场的二维重建结果的影响。综合重建的精确度、抗噪声干扰的能力及系统的复杂性和成本,确定N=5是最佳方案。研究结果对实际的二维测量系统的搭建和应用有指导意义。基于3×3的测量路径排布,搭建了TDLAS二维温度测量系统。并利用平焰炉进行了验证实验,对不同流量比下的温度测量结果与误差进行了分析,结果表明,测量过程中的积分吸光度的不确定度是引起温度测量误差较大的主要原因。(3)建立并验证了快速温度宽谱调谐多谱线测温体系。首先建立了半导体激光器温度调谐动态过程中的发射波长与其内部集成的热敏电阻温度的数学模型,通过测量热敏电阻的温度准确获得激光器芯片的结温度,解决了快速宽谱扫描过程中动态波长的获取问题,将其应用于快速宽谱调谐技术中实现70多条H2O吸收谱线的在线获取,为非均匀温度场的准确高空间分辨奠定了基础;完善了谱线选择原则筛选了目标谱线,筛选了其中的35条谱线并仿真验证了谱线选择的合理性;提出了路径分区的温度测量方法,该方法通过将线强与温度的复杂超越函数关系在测温范围内进行多项式简化,并加入边界约束条件,得到了每个路径分区内的温度值;改进了流场温度分区算法,将带非负限制的Tikhonov正则化方法用于流场温度分区的概率密度函数计算,解决了非负最小二乘算法在温度分区较密时求解不稳定甚至无效的问题。以酒精灯火焰为测量对象,构造近似稳定的非均匀温度场,分别利用快速温度调谐多谱线测温法对其进行温度分布型拟合、流场温度分区以及路径分区的计算,得到的结果与热电偶测量结果和全息干涉法测量结果相吻合,验证了该方法对近似稳定的非均匀温度场的LOS分布进行测量的有效性。本研究可用于垃圾焚烧的温度测量、地下火的诊断和高温工业过程的温度测量等领域。

二、强光作用下喇曼散射空间分布的研究(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、强光作用下喇曼散射空间分布的研究(论文提纲范文)

(1)飞秒强激光在介质中的非线性传输及其应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 超强超短激光简介
    1.2 非线性光学简介
    1.3 非线性薛定谔方程
    1.4 飞秒强激光非线性传输的相关效应
    1.5 本文内容安排
第2章 飞秒强激光在氟化钡中的非线性传输与对比度提升
    2.1 引言
    2.2 交叉极化波产生的理论模型和数值方法
    2.3 零色散时交叉极化波和基波在晶体内的演化过程
    2.4 引入色散时偏转角度对转换效率的影响
    2.5 引入色散时入射强度对转换效率的影响
    2.6 色散对波形和光谱的影响
    2.7 对比度提升效果
    2.8 本章小结
第3章 飞秒强激光在大气中的非线性传输与云通道产生
    3.1 引言
    3.2 空气成丝的理论模型和数值方法
    3.3 模拟结果与分析
    3.4 实验环境与装置
    3.5 激光参数影响成丝特性评估实验
    3.6 激光参数影响云通道性能评估实验
    3.7 纳秒光与声波效应贡献分析
    3.8 云通道的尺寸及寿命的初步研究
    3.9 本章小结
第4章 总结与展望
参考文献
致谢

(2)基于石墨烯—硅基有机混合波导的相位敏感放大器的特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 PSA的发展历史
    1.2 PSA分类简介
        1.2.1 基于TWM的PSA
        1.2.2 基于FWM的PSA
    1.3 PSA的应用
        1.3.1 光孤子通信
        1.3.2 调制信号的相位再生
    1.4 本论文的目标与工作
第2章 硅基PSA的相关理论
    2.1 硅的光学性质和几种常见的波导结构
    2.2 相位匹配关系
    2.3 硅波导中的非线性效应
    2.4 硅波导中光的传输方程
    2.5 本章小结
第3章 SOI波导的色散管理和增益特性
    3.1 材料色散以及波导色散
    3.2 SOI波导的模式分析以及色散管理
    3.3 SOI波导的增益特性
    3.4 本章小结
第4章 石墨烯-硅基有机混合波导色散特性
    4.1 石墨烯的性质及其折射率的计算
    4.2 石墨烯-硅基有机混合波导的模式管理和结构设计
    4.3 石墨烯-硅基有机混合波导的色散管理
    4.4 本章小节
第5章 石墨烯-硅基有机混合波导中的相位敏感参量放大
    5.1 双泵浦简并信号的FWM效应的耦合波方程
    5.2 简并信号振幅随波导长度的变化
    5.3 简并信号输出振幅与相位随输入相位的变化
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢

(3)基于激光的测量技术在燃烧流场诊断中的应用(论文提纲范文)

1 引言
2 工业发动机湍流燃烧场诊断需求及面临的挑战
3 基于激光的测量技术及其应用进展
    3.1 组份浓度测量技术
        3.1.1 自发拉曼散射技术
        3.1.2 激光诱导荧光技术
        3.1.3 腔衰荡光谱技术
        3.1.4 偏振光谱技术
    3.2 温度测量技术
        3.2.1 相干反斯托克斯拉曼散射测温技术
        3.2.2 瑞利散射测温技术
        3.2.3 双线法PLIF测温技术
    3.3 速度测量技术
    3.4 多参数综合诊断
4 总结

(4)Er:YAG陶瓷非线性光学响应特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题目的及意义
    1.2 Er:YAG及其应用研究进展
        1.2.1 2940 nm波段Er:YAG及其应用进展
        1.2.2 1600 nm波段Er:YAG及其应用进展
    1.3 YAG材料的非线性光学特性
        1.3.1 非线性光学效应
    1.4 本文的主要工作
第2章 超快非线性光学测量理论及技术
    2.1 泵浦探测技术
    2.2 简并四波混频技术
    2.3 Z-scan技术
        2.3.1 闭孔测量理论
        2.3.2 开孔测量理论
    2.4 本章小结
第3章 超快非线性光学测量系统的搭建与定标测量
    3.1 800 nm飞秒Z-scan实验系统的建立
    3.2 二硫化碳的介绍及其非线性光学性质
    3.3 二硫化碳的定标测量与数据分析
    3.4 石英的非线性测量与数据分析
    3.5 1560 nm飞秒Z-scan实验系统及其定标
    3.6 本章小结
第4章 Er:YAG陶瓷的非线性光学性质研究
    4.1 Er:YAG陶瓷的制备与表征
    4.2 800nm波段Er:YAG陶瓷的非线性光学特性
    4.3 1560nm波段Er:YAG陶瓷的非线性光学特性
    4.4 Er:YAG陶瓷的非线性光学特性分析
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
致谢

(5)分布式光纤测温系统的自校准与空间特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 分布式光纤测温系统的研究现状
        1.2.2 分布式光纤测温系统的校准研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第二章 DTS的自校准系统设计与温度解调
    2.1 引言
    2.2 分布式光纤测温系统的基本结构
        2.2.1 分布式光纤温度传感系统的测温原理
        2.2.2 分布式光纤测温系统的系统结构及模块选型
    2.3 分布式光纤测温系统的自校准结构设计
        2.3.1 DTS自校准结构整体设计
        2.3.2 DTS的恒温槽结构设计
    2.4 带自校准的DTS信号的去噪方法
        2.4.1 累加平均去噪算法
        2.4.2 小波变换去噪算法
        2.4.3 带自校准的DTS对测温数据去噪
    2.5 分布式光纤测温系统的温度解调
        2.5.1 不带自校准的DTS系统的温度解调
        2.5.2 带自校准的DTS系统的温度解调
    2.6 本章小结
第三章 双传感器确定DTS自校准参考温度的方法
    3.1 引言
    3.2 参考温度在DTS测温中的作用
        3.2.1 参考温度与DTS校准
        3.2.2 参考温度T0在DTS测温中的作用
    3.3 参考温度T_0对系统测温精度的影响
    3.4 传统T_0测量方法存在的主要问题
    3.5 自校准系统的T_0测量方法与数据分析
        3.5.1 自校准系统的T_0测量方法设计
        3.5.2 测试结果及分析
    3.6 本章小结
第四章 DTS的温度空间分布特征与系统衰减补偿
    4.1 带自校准的DTS系统的温度测量及分析
        4.1.1 带自校准的DTS的系统连接
        4.1.2 带自校准的DTS温度测试
    4.2 带自校准的DTS系统的温度空间特性研究
    4.3 空间场的衰减补偿
        4.3.1 光功率的衰减
        4.3.2 空间场的温度补偿
    4.4 长距离温度场温度补偿实验
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录A: 攻读硕士学位期间参与项目及科研成果

(6)914nm共振泵浦Nd:YVO4被动锁模激光器研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 共振泵浦技术原理
    1.2 共振泵浦技术发展概况
        1.2.1 基态低斯塔克能级共振泵浦研究现状
        1.2.2 基态高斯塔克能级热助推泵浦研究现状
    1.3 共振泵浦锁模激光器发展概况
    1.4 喇曼锁模激光器发展概况
    1.5 本文的研究内容
第2章 基于Cr~(4+):YAG的 914nm LD泵浦的Nd:YVO_4调Q锁模激光器
    2.1 Cr~(4+):YAG被动锁模的原理
        2.1.1 被动锁模原理简介
        2.1.2 Cr~(4+):YAG晶体及其被动锁模原理
        2.1.3 Cr~(4+):YAG晶体被动锁模速率方程
    2.2 基于Cr~(4+):YAG的 914nm LD泵浦Nd:YVO_4被动调Q锁模激光器
        2.2.1 实验装置及谐振腔设计
        2.2.2 实验结果及分析
    2.3 本章小结
第3章 基于半导体可饱和吸收镜的 914nm LD泵浦Nd:YVO_4被动锁模激光器
    3.1 SESAM被动锁模原理
    3.2 基于SESAM的 914nm LD泵浦Nd:YVO_4被动锁模激光器
        3.2.1 实验装置及谐振腔设计
        3.2.2 实验结果及分析
    3.3 本章小结
第4章 914nm共振泵浦Nd:YVO_4自喇曼激光器
    4.1 Nd:YVO_4晶体受激喇曼特性
        4.1.1 受激喇曼散射
        4.1.2 Nd:YVO_4的受激喇曼特性
        4.1.3 主动调Q自喇曼激光器速率方程
    4.2 914nm共振泵浦Nd:YVO_4主动调Q自喇曼激光器
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验结果及分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(7)烟火药燃烧流场可视化及其燃烧机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 燃烧流场的可视化研究
        1.2.2 燃烧温度场的分布研究
        1.2.3 燃烧机理及数学模型的研究
    1.3 本文主要研究内容与工作
2 烟火药燃烧粒子粒度与浓度分布研究
    2.1 引言
    2.2 烟火药燃烧粒子的形成
        2.2.1 粒子结构
        2.2.2 燃烧过程
    2.3 烟火药燃烧粒子粒度及其分布
        2.3.1 实验方案
        2.3.2 燃烧粒子粒度与数量的计算及修正
        2.3.3 燃烧粒子分布与燃烧特性分析
        2.3.4 结论
    2.4 烟火药燃烧粒子浓度及其一维分布
        2.4.1 实验方案
        2.4.2 数据处理
        2.4.3 燃烧粒子浓度与一维分布的讨论
        2.4.4 结果与讨论
    2.5 小结
3 烟火药火焰流场及其气-粒子两相流动
    3.1 粒子图像速谱仪与火焰流场
    3.2 烟火药燃烧火焰流场测试方法研究
        3.2.1 实验方案
        3.2.2 数据处理
        3.2.3 结果与讨论
    3.3 基于烟火药燃烧粒子的二维空间分布
        3.3.1 实验方案
        3.3.2 数学建模
        3.3.3 结果与讨论
    3.4 基于烟火药火焰流场参数的燃烧粒子三维空间分布
        3.4.1 实验方案
        3.4.2 图像处理
        3.4.3 数学建模
        3.4.4 结果与讨论
    3.5 小结
4 烟火药燃烧火焰温度场分布研究
    4.1 火焰温度场测试
    4.2 实验方案
    4.3 燃烧温度的计算与分析
    4.4 燃烧粒子的火焰温度场分布
        4.4.1 红外光谱仪测温分析
        4.4.2 红外测温仪测温分析
        4.4.3 结果分析与讨论
    4.5 小结
5 烟火药燃烧机理
    5.1 含能材料燃烧火焰与燃烧机理
    5.2 经典燃烧机理及模型
        5.2.1 火焰传播机理研究
        5.2.2 典型燃烧机理及模型分析
    5.3 烟火药粒子的热常数研究
        5.3.1 热常数实验研究
        5.3.2 热常数与燃烧效应关系研究
    5.4 烟火药燃烧粒子辐射机理研究
        5.4.1 红外辐射诱饵效应机理研究
        5.4.2 辐射消光效应机理研究
    5.5 烟火药燃烧粒子机理研究
        5.5.1 基于燃烧粒子边界层的燃烧机理
        5.5.2 基于燃烧粒子流场轨迹的燃烧机理
        5.5.3 基于燃烧粒子温度场分布的燃烧机理
    5.6 小结
6 结论
    6.1 本文主要研究成果
    6.2 本文主要创新点
    6.3 未来工作展望
致谢
参考文献
附录

(8)超常介质中孤子和行波的产生与传播研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 光孤子
        1.2.1 孤子的历史渊源
        1.2.2 光孤子研究进展
        1.2.2.1 空间光孤子
        1.2.2.2 时间光孤子
    1.3 常规介质中光脉冲传输模型的解和非线性效应
    1.4 超常介质中光脉冲传输模型和传输特性研究进展
        1.4.1 超常介质的特性与构造
        1.4.2 传输模型和传输特性的研究进展
    1.5 本文框架
第2章 超常介质中光脉冲传输的物理模型和求解方法
    2.1 超常介质中高阶非线性薛定谔方程
    2.2 超常介质中短脉冲方程
    2.3 求解光脉冲传输方程的数学方法
        2.3.1 反散射方法
        2.3.2 巴克伦变换和达布变换法
        2.3.3 广田双线性法
        2.3.4 对称约化法
        2.3.5 齐次平衡法
        2.3.6 双曲正切函数法及其延拓的其它解法
    2.4 小结
第3章 超常介质中调制不稳定性的产生及其调控
    3.1 引言
    3.2 超常介质中高阶非线性薛定谔方程的调制不稳定性
        3.2.1 高阶非线性薛定谔方程的色散关系
        3.2.2 反常自陡峭和高阶非线性效应对调制不稳定性的影响
    3.3 光子晶体近自准直频率处的调制不稳定性
        3.3.1 非线性衍射效应替换非线性效应后其对调制不稳定性的影响
        3.3.2 非线性衍射效应替换线性衍射效应后其对调制不稳定性的影响
        3.3.3 非线性衍射效应和可调自准直频率对调制不稳定性的影响
    3.4 小结
第4章 超常介质中高阶非线性薛定谔方程的行波解
    4.1 高阶非线性薛定谔方程的Riccati方程求法
    4.2 亮孤子和暗孤子
        4.2.1 正折射区的孤子
        4.2.1.1 反常色散区
        4.2.1.2 零色散区
        4.2.2 负折射区的孤子
        4.2.2.1 反常色散区
        4.2.2.2 正常色散区
        4.2.2.3 零色散区
    4.3 高阶非线性薛定谔方程的其它行波解
    4.4 小结
第5章 超常介质中短脉冲方程的孤子解和行波解
    5.1 引言
    5.2 短脉冲方程的局部有界解
    5.3 短脉冲方程的全局有界解
    5.4 小结
结论
参考文献
附录A 攻读博士学位期间已发表与待发表的论文
附录B Riccati方程的各种解
附录C 攻读博士学位期间参与的科研项目
致谢

(9)用Tophat挡板Z-扫描技术研究酞菁铜有机薄膜的光学非线性(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 非线性光学简介
    1.2 光学非线性测量技术的发展
    1.3 酞菁材料的研究背景
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 Z-扫描方法和在其基础上改进方法的介绍
    2.1 引言
    2.2 Z-扫描方法
    2.3 Z-扫描基础上的改进方法
        2.3.1 PO-Z 扫描方法
        2.3.2 反射 Z-扫描概述
        2.3.3 二元光学衍射 Z-扫描法概述
        2.3.4 时间分辨泵浦探测技术概述
    2.4 本章小结
第三章 Tophat 挡板 Z-扫描技术
    3.1 引言
    3.2 挡板 Z-扫描技术
    3.3 Tophat 挡板 Z-扫描技术
    3.4 各种实验参数对 Tophat 挡板 Z-扫描的影响
        3.4.1 光阑的大小对实验结果的影响
        3.4.2 物像关系对实验结果的影响
    3.5 Tophat 挡板 Z-扫描与 Z-扫描实验结果对比
    3.6 本章小结
第四章 Tophat 挡板 Z-扫描研究酞菁铜薄膜的折射
    4.1 引言
    4.2 样品制备与实验条件
    4.3 实验结果及分析
        4.3.1 传统 Z-扫描实验
        4.3.2 Tophat 挡板 Z-扫描实验
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士期间所发表的论文
致谢

(10)基于可调谐激光吸收光谱的燃烧场温度测量研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 燃烧场温度测量方法概述
        1.2.1 机械探针法
        1.2.2 激光光谱法
    1.3 调谐激光吸收光谱燃烧诊断技术的研究现状
        1.3.1 发展历程
        1.3.2 国内外研究现状
        1.3.3 需待解决的问题
    1.4 论文的主要研究内容
第二章 基于气体分子吸收谱线的温度测量理论
    2.1 分子红外吸收光谱
        2.1.1 分子的振动跃迁和转动跃迁
        2.1.2 波尔兹曼分布和配分函数
        2.1.3 吸收谱线线强
        2.1.4 线型函数
    2.2 直接吸收光谱测温
        2.2.1 Beer-Lambert定律
        2.2.2 双线测温法
        2.2.3 多线测温法
    2.3 本章小结
第三章 DAS 双线测温研究
    3.1 引言
    3.2 谱线对选择原则
    3.3 实验
        3.3.1 时分复用
        3.3.2 实验系统
        3.3.3 实验结果与分析
        3.3.4 测量不确定度
        3.3.5 实验验证
    3.4 本章小结
第四章 基于 TDLAS 的二维图像重建研究研究
    4.1 引言
    4.2 计算机断层成像简介
    4.3 基于多路 LOS 测量路径的二维成像算法
    4.4 温度场二维成像的数值仿真研究
        4.4.1 不同测量路径数对误差的影响仿真分析
        4.4.2 噪声对重建结果的影响
    4.5 平焰炉实验
        4.5.1 实验系统
        4.5.2 实验结果
        4.5.3 分析讨论
    4.6 本章小结
第五章 温度调谐测多条谱线 LOS 路径非均匀温度场测量
    5.1 引言
    5.2 DFB 激光器的温度调谐研究
        5.2.1 温度调谐机理
        5.2.2 快速温度调谐方法及装置
        5.2.3 温度调谐中的动态波长辨识
    5.3 DAS 多线测温
        5.3.1 吸收谱线的选择
        5.3.2 路径分区测温方法
        5.3.3 多谱线测温仿真研究
        5.3.4 实验研究
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文研究工作总结
    6.2 创新点总结
    6.3 下一步的研究工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

四、强光作用下喇曼散射空间分布的研究(论文参考文献)

  • [1]飞秒强激光在介质中的非线性传输及其应用[D]. 王健硕. 上海师范大学, 2021(07)
  • [2]基于石墨烯—硅基有机混合波导的相位敏感放大器的特性研究[D]. 陈鸿基. 陕西师范大学, 2019(01)
  • [3]基于激光的测量技术在燃烧流场诊断中的应用[J]. 刘晶儒,胡志云. 中国光学, 2018(04)
  • [4]Er:YAG陶瓷非线性光学响应特性研究[D]. 孙王亮. 湖南大学, 2017(07)
  • [5]分布式光纤测温系统的自校准与空间特性研究[D]. 黄俊. 昆明理工大学, 2017(01)
  • [6]914nm共振泵浦Nd:YVO4被动锁模激光器研究[D]. 赵岑. 天津大学, 2017(05)
  • [7]烟火药燃烧流场可视化及其燃烧机理研究[D]. 薛锐. 南京理工大学, 2016(07)
  • [8]超常介质中孤子和行波的产生与传播研究[D]. 庄彬先. 湖南大学, 2014(03)
  • [9]用Tophat挡板Z-扫描技术研究酞菁铜有机薄膜的光学非线性[D]. 罗李浩. 苏州大学, 2014(05)
  • [10]基于可调谐激光吸收光谱的燃烧场温度测量研究[D]. 李金义. 天津大学, 2013(11)

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强光下拉曼散射空间分布研究
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