一、基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器（论文文献综述）
向永江[1]（1990）在《基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器》文中提出本文介绍了利用普通单模光导纤维弯曲产生的双折射效应而研制成的频率偏移装置和偏振控制装置.频率偏移装置的单边带抑制达30dB以上,它与光纤偏振控制装置一起是构成全光纤功能型传感器比较理想的光纤元件.
向永江[2]（1994）在《全光纤光外差检测技术的研究》文中研究指明本文介绍了由普通单模光纤构成的全光纤光外差检测系统的基本原理和实验研究结果。在该系统中采用了自行研制设计的实现全光纤化的两个关键光纤元件：普通单模光纤频率偏移器和普通单模光纤偏振控制器，介绍了此两光纤元件的基本工作原理和设计方法。文章还给出了实际的全光纤外差检测系统，元器件的选用及实现光外差检测空间条件的光路调节方法。
魏娟[3]（2018）在《面向分布式相参雷达的微波光子信号产生与传输研究》文中进行了进一步梳理雷达的灵敏度与其天线孔径的平方成正比。随着雷达灵敏度的不断提高,天线的尺寸越来越大。然而大孔径天线不仅机动性差难以灵活部署,而且制作和维护难度大、成本高。为此,林肯实验室提出了分布式相参雷达的概念,该雷达通过相参收发将多个物理上分离的子雷达等效为一个大孔径雷达,提高了雷达的灵敏度,避免了大尺寸天线带来的问题。分布式相参雷达的关键技术之一是各子雷达本振信号的高精度同步。然而,目前的同步技术难以满足要求。因此,论文针对实现高精度本振同步的难题,研究了低相噪微波本振信号的产生和光纤稳相传输技术。论文利用微波光子鉴相器从锁模激光器中提取低相噪本振信号,并结合基频频综和镜频抑制混频技术研制了宽带的捷变频低相噪信号源,然后利用共轭微波混频技术和锁相环技术实现了本振信号的光纤稳相传输,最终实验实现了四个分布式子孔径的相参合成,可用于未来的分布式相参雷达系统。论文提出了基于偏振调制的微波光子鉴相方法,通过数值仿真和实验研究了其鉴相特性及影响其性能的系统和器件参数。利用此鉴相方法构建锁相环将压控振荡器锁定于锁模激光器的重复频率以产生稳定的微波本振信号,仿真分析了限制所产生微波信号相噪的因素。仿真结果表明锁模激光器的噪声、微波光子鉴相器的噪底和压控振荡器的相噪分别会限制所产生微波信号不同频偏处的相噪。实验结果验证了这个结论。因此,在分析锁模激光器噪声的基础上,论文采用光纤延时线作为参考稳定了锁模激光器的重复频率,大大降低了所产生微波信号近载频端的相噪。所产生的10 GHz信号相位噪声在10 Hz频偏处为-80 dBc/Hz,在10 kHz频偏处为-145 dBc/Hz,到10 MHz频偏处时迅速滚降到-165 dBc/Hz。此外,针对雷达中常用的跳频技术和频率分集技术对多频本振的需求,论文以重复频率稳定的锁模激光器为基准源,利用微波光子鉴相器从中提取低相噪微波信号,并结合灵活的直接数字频率合成技术和镜频抑制混频技术,研制了X波段的宽带低相噪捷变频微波信号源。该信号源的频率切换精度和切换时间分别为135 pHz和135 ns,并且所有输出频率在1 kHz频偏内的相位噪声相同,即在10 Hz频偏处为-80 dBc/Hz,在1 kHz频偏处为-125 dBc/Hz。当在10 Hz到10MHz的区间积分时,该信号源的积分时间抖动在9.1 fs以内。最后,提出了一种基于共轭微波混频的光纤稳相传输技术,仅需要两次微波混频,实验实现了微波信号经光纤稳相传输20 km后相位抖动在2.86?以内;并进一步优化系统设计,利用预失真共轭混频技术实现稳相传输,避免了辅助信号源的使用,实验中微波本振信号经光纤稳相传输20 km后相位抖动在2.52?以内。提出了一种基于锁相环的光纤稳相传输技术,采用微波光子移相器和可调光延时线作为执行器,实验实现了信号传输6 km后相位抖动在2?以内。利用上述技术实验实现了四个分布式子孔径的相参合成,并保持长期稳定。
何鑫[4]（2020）在《用于深层生物组织多光子成像的飞秒光纤激光器研究》文中研究指明近年来,基于超短脉冲激光技术的迅速发展,多光子成像技术得到了广泛关注并被成功地应用到生物学、医药科学、纳米材料科学以及相关基础科学等领域。多光子成像系统具有成像深度深、光损伤小、空间分辨率高、荧光收集率高等诸多优点,而激光光源是影响系统成像性能的关键之一。目前应用于多光子成像系统的光源种类较多,其中以超短脉冲光纤光源较为突出,由于它具有结构紧凑、价格低廉、性能优良等优点,对多光子成像系统的前沿应用及产品转化都有着十分重要的意义。同时,多光子成像系统在成像应用过程中也对超短脉冲光纤激光源提出了更高的要求,其中在对生物组织成像过程中,要求研制满足深层生物组织成像的激光光源。本论文主要开展了用于深层生物多光子成像的超短脉冲光纤激光器的研究:掺铒和掺镱飞秒光纤激光的产生,以及1.7μm波段飞秒光纤激光产生的研究,同时进行了细胞组织等生物样品的制备及染色研究。本论文的主要研究内容与创新简述如下:1.基于不同锁模机制,研制了1.5μm全光纤掺铒飞秒激光器。搭建了基于碳纳米管可饱和吸收体的掺铒飞秒光纤激光器,其中心波长1560 nm,光谱宽度5.5 nm,重复频率～33.4 MHz,平均功率10 m W,脉冲宽度550 fs;为了进一步提升激光器的稳定性,搭建了基于非线性放大环形镜的全保偏掺铒飞秒光纤激光器,其中心波长1560 nm,光谱带宽18 nm,重复频率102 MHz,脉冲宽度180 fs,平均功率64 m W,并通过自制全保偏光纤放大器对功率进行了放大,输出功率可达285m W,脉冲宽度～60 fs,该系统采用全保偏光纤搭建,具有较好的稳定性和优良的锁模启动特性,适合作为光源,满足多种应用需求。同时,开展了掺铒飞秒光纤激光在光学频率梳中的实际应用研究。2.基于光纤孤子自频移效应,首次搭建了1.7μm全保偏光纤飞秒激光器。通过理论模拟分析了泵浦激光参数和光纤参数对孤子自频移效应的影响,在此基础上,利用自制的1.5μm全保偏掺铒飞秒光纤激光作为泵浦激光,采用460 m普通保偏光纤为孤子自频移模块,实现了1.7μm全保偏飞秒光纤激光输出,其平均功率35 m W,中心波长1.7μm,脉冲宽度368 fs,光光转换效率66%。本系统采用全光纤设计,结构紧凑,性能稳定可靠。3.采用非线性偏振旋转锁模技术,研制了1.0μm掺镱飞秒光纤激光器,首次观察到了耗散孤子束缚态现象。首先搭建了全正色散掺镱飞秒光纤激光器,其中心波长1047 nm,光谱带宽15 nm,脉冲宽度10.7 ps,经腔外光栅对压缩,脉冲宽度最短可达到200 fs,首次在实验中观察到了稳定的耗散孤子束缚态;其次,为了获得更短的脉冲,在全正色散掺镱飞秒光纤激光器的基础上,通过在腔内加入光栅对进行色散管理,搭建了色散管理型掺镱飞秒激光器,其平均功率80 m W,光谱带宽50 nm,重复频率50MHz,腔外压缩后脉冲宽度56 fs,该1.0μm波段飞秒激光器性能稳定,结构紧凑,可以作为后续研究1.3μm飞秒激光的种子源。4.制备了生物样品,并用荧光显微镜开展了成像研究。首先制备了大鼠脑片,应用尼氏染色法染色脑片神经细胞,并对细胞形态进行成像;其次,手术获得大鼠原代神经元,采用荧光染色剂鬼笔环肽染色神经元,并对神经细胞骨架结构进行成像;另外,完成了成纤维活细胞的培养,并利用荧光成像技术追踪炎症条件下细胞的动态变化,发现了NF-κB在给予TNF-α刺激后有出入细胞核的现象。上述工作为新搭建的深层生物多光子成像系统的成像能力调试和应用做必要的前期工作。
董志鹏[5]（2020）在《基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生》文中认为近十几年来,光纤激光器由于其紧凑的结构、良好的散热性、优越的稳定性和较低的成本等优点,在科研、医学和工业领域具有十分广阔的潜在应用远景,其中高功率超短脉冲光纤激光器和矢量光束激光器更是广大科研人员研究的热门方向。实现高功率超短脉冲输出的方法通常采用啁啾脉冲放大技术（Chirped Pulse Amplification,CPA）,该技术不仅可以避免脉冲发生非线性畸变和光损伤,与此同时可输出高功率、超短脉冲、高光束质量,因此运用CPA技术极大地促进了光纤激光器的输出功率的提高。CPA系统主要包括:种子源激光、脉冲展宽器、光放大器、脉冲压缩器,其中,种子源激光通常源自锁模激光器,而锁模技术的实现一般需要用到可饱和吸收体,因此可饱和吸收体的可靠性对激光器运行稳定具有决定性的作用。虽然目前有许多材料可作为可饱和吸收体,例如:石墨烯、二硫化钨、碳纳米管、黑磷、半导体可饱和吸收镜等,然而这些材料通常存在造价高、损伤阈值低、易潮解等缺点,因此严重影响激光器运行稳定性。综上所述,寻找一种稳定、廉价、易制作的可饱和吸收体材料就具有非常重要的意义。基于多模干涉原理的单模光纤-多模渐变光纤-单模光纤（SMS）结构作为可饱和吸收体,具有高稳定性、成本低、结构紧凑的优势。然而在SMS结构中,多模渐变光纤的长度需要严格控制,使其满足干涉条件,其长度精度在数十微米量级,这在实际操作过程中较难实现。因此,若想利用SMS结构作为可饱和吸收体,还需解决多模光纤的长度限制的问题。矢量光束与传统光束的主要区别在于矢量光束的光场存在孤立奇点,且横向光场为中空强度分布。按照其所携带的奇点类型可以分为两类,携带偏振奇点的称为柱矢量光束（Cylindrical Vector Beams,CVBs）,携带相位奇点的称为轨道角动量光束（Orbital Angular Momentum,OAM）。由于矢量光束独特的偏振和相位特性,使得其在光镊、表面等离子激发、超高分辨率成像、光通信等领域具有重要运用。通常矢量光束是在普通少模光纤中产生和传输,然而由于普通少摸光纤模式间的有效折射率相差很小,导致模式间的串扰十分严重,矢量光束不能稳定传输。因此如何产生稳定、紧凑、高效率、高纯度的矢量光束是一个十分值得探索的问题。本文首先介绍了超短脉冲激光器的应用、锁模技术产生超短脉冲的原理、SMS结构作为可饱和吸收体的原理以及制作过程、CPA技术的原理,并结合数值模拟结果,解决SMS作为可饱和吸收体时多模光纤的长度限制。其次,介绍了矢量光束光纤激光器的应用、常见产生方式、光纤耦合理论以及少模保偏光纤中的模式分布,并以此为基础,提出了利用保偏光纤解决普通光纤中模式串扰问题,以达到稳定、高效的矢量光束输出的目的。本论文的主要研究工作与成果如下:1.利用多模干涉原理,在单模光纤-多模渐变折射率光纤-单模光纤结构（SMS）中实现了可饱和吸收效应,并提出了一种解决SMS结构中的多模光纤长度限制问题的方法。通过利用两种不同芯径错位拼接,可以有效解决SMS结构中多模光纤的长度限制。通过改变两段多模光纤间的错位偏移量,可以有效调节可饱和吸收体的调制深度。基于这种方案,制作了调制深度为15.28%的可饱和吸收体,并搭建了一台全光纤的锁模激光器。2.基于多模干涉原理与非线性偏振旋转的混合锁模原理搭建了一台光纤激光器,通过混合锁模机制有效地提高了激光器的稳定性同时压缩了脉冲宽度。3.研究了一种基于多模干涉的逆可饱和吸收效应的锁模方型脉冲光纤激光器,通过调节偏振控制器,可以输出方形脉冲和h型脉冲,并利用本研究组提出的简易啁啾测量装置,探究这两种脉冲的啁啾特性。该激光器可以分别输出最大脉冲能量为0.14 μJ和23.8 nJ的方形和h型脉冲。4.基于啁啾脉冲放大技术,使用啁啾光纤光栅和闪耀光栅分别作为脉冲展宽器和脉冲压缩器,实现了全光纤结构的高功率超短脉冲激光系统,可输出平均为4.7 W,脉冲宽度为1.6 ps的超短脉冲。5.设计一种全保偏光纤结构的OAM光束激光器,利用保偏光纤可以有效解决模式串扰问题,同时具有免调试、高稳定性的特点,可输出平均功率为83 mW,纯度为93.6%、±1阶的OAM光束激光。6.设计一种基于模式叠加原理的全保偏光纤TM01模式的柱矢量激光器,该激光器具有免调试、高稳定性、有效减小模式串扰问题等优点,可输出功率为19.20 mW,纯度为91.8%的柱矢量光束。本文创新点:1.提出了利用多模光纤错位偏置解决SMS结构中多模光纤的长度限制,并通过调节偏置位移长度可有效调节可饱和吸收体的调制深度。2.利用多模干涉中的逆可饱和效应实现了多形状的锁模脉冲输出,并分别测量脉冲的啁啾特性。3.设计了一种基于非线性偏振旋转和多模干涉效应原理的混合锁模激光器,有效地提高了激光器的稳定性和输出脉冲的宽度。4.设计了一种基于模式叠加原理的全保偏光纤结构的矢量光束激光器,可以输出高纯度、高稳定性的矢量光束。
况庆强[6]（2016）在《锁模拉曼光纤激光器及其动力学特性研究》文中认为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。
井帅奇[7]（2019）在《基于全光探测的光声成像系统研究》文中研究说明随着人们生活水平和健康观念的提高,对疾病的早期诊断和后期健康监测提出了更高的要求,这也就需要更加安全、高效的医学成像技术。根据现有医学成像技术特点及未来需求方向,迫切需要一种非侵入、成本低、小型化、对人安全的成像方式,能够在厘米量级的深度上实现微米量级成像,同时能够检测活体组织内部的结构形态学与成分含量等信息。光声成像技术作为一种快速发展的成像技术,同时具有光学成像的高对比度和超声成像的高穿透度的特点。由于光声成像依靠的是物质对光的吸收特性,所以它不仅能够实现对生物组织结构的高分辨率成像,而且还可以对不同的生物组织物质成分含量等进行识别分析以实现功能成像。同时光声成像利用低能量的激光作为激励源,具有安全、非侵入、低成本等优势,在生物医学影像诊断分析领域具有广泛的应用前景。光声信号本质上是超声波,采用传统的压电式超声探头接收光声信号会带来诸多不利,其中最重要的缺点是它必须借助耦合介质传输光声信号,这限制了它的应用范围,同时也给临床应用带来许多不便。此外,它容易遮挡激励光源,带宽有限,容易受到电磁干扰。因此,需要一种新的探测手段来解决传统超声探头带来的问题。在经过前期调研和分析的基础上,本文研究了一种光学干涉方法来探测光声信号,通过解决光纤干涉中存在的相位和偏振衰落以及光能量损耗问题,我们发展了一种可以对光声信号实现非接触探测的光纤干涉仪传感系统。采用Labview软件平台实现数据采集和扫描装置的统一控制,研制了基于二维位移平台的逐点扫描成像系统,结合光纤干涉仪传感系统,我们搭建了基于全光探测的光声成像系统。通过对样品进行测试分析,得到了高分辨率高对比度的光声图像,并测得该成像系统具有205um的横向分辨率和96um的纵向分辨率。开展了生物组织的微循环结构和功能信息的研究,实现了对生物组织血管的结构成像,同时利用多波长测量方法实现了血液中血氧饱和度的检测和成像,提供了一种血氧饱和度的非接触无损检测手段。本文的创新点如下:（1）提出了一种利用3×3光纤耦合器进行相位反馈正负判断的方法。该方法可以根据干涉仪的相位差所处的象限,自动改变相位补偿的方向,同时减弱干涉强度变化带来的影响,使光纤干涉仪快速准确地稳定在最灵敏位置。（2）设计了一种基于法拉第旋转器的传感探头,不仅解决了光纤干涉仪的偏振衰落问题,同时实现了非接触式的高频点探测。（3）为了解决由于探测光在被测物体表面反射后能量损耗大而灵敏度降低的问题,我们搭建了基于光纤放大器的光纤马赫-曾德尔干涉仪。利用光纤放大器和光纤光栅对返回的探测光分别进行放大和滤波。
向永江[8]（1992）在《普通单膜光纤声光频率偏移装置的研究》文中研究说明本文介绍为实现全光纤功能型传感系统而研制的一种新颖光纤偏频装置。分析了此装置的设计理论和设计方法,在实验基础上给出了实验研究结果,并确定了某些重要设计参数。
王涛[9]（2020）在《实际光纤系统中的本地本振连续变量量子密钥分发研究》文中研究表明在信息化高度发达的当今社会,保障信息传输的安全性对于各个领域都至关重要。量子密钥分发协议因其理论安全性受到广泛关注,而基于相干态的连续变量量子密钥分发协议具有实际探测成本低,易集成化,易与经典光通信系统兼容等优势,成为量子密钥分发领域的重要研究方向之一。目前连续变量量子密钥分发协议在实际系统实现方面可采用随路本振方案和本地本振方案,后者具有排除本振光安全漏洞、易达到散粒噪声极限探测、系统结构简化等优点,近年来取得了快速发展。然而现阶段,该方案在实际系统中存在总体过噪声高导致实际性能受限、实际信道损伤导致密钥分发受阻、实际安全性问题并未完全解决等问题,阻碍了其实用化进程。本论文围绕实际光纤系统中的本地本振连续变量量子密钥分发展开,以光纤作为量子信号传输介质,对实际过噪声抑制、安全码率提升、载波恢复、偏振补偿和散粒噪声监控方案实际安全性进行研究和分析,推进本地本振系统实用化进程,并取得如下创新性成果:1.针对本地本振系统中量子信号在制备、传输和探测中总体过噪声高的问题,我们提出导频偏振复用方案抑制过噪声。该方案采用时分偏振复用技术隔离导频信号和量子信号降低串扰,并采用两套外差检测器分别探测两类信号降低量化噪声。通过构建通用噪声模型并从线宽容忍度等方面进行比较,展现该方案低过噪声特性。通过实验证实方案在实际光纤链路下过噪声能抑制到0.078,表明方案在15公里下具备554kbps密钥分发能力。该工作实现了过噪声抑制,为实际性能提升奠定基础。2.为了进一步提升本地本振系统的安全码率,我们提出了具备更高量子信号探测效率的零差检测导频偏振复用方案,并通过动态时延线调节波前达到时间以及二次相位补偿算法实现收发端高精度相位同步,同时对量子信号的调制方差等关键参数进行优化。最后利用分立器件搭建实验平台,证实了其在25公里标准单模光纤传输下可达3.14Mbps的安全码率。该工作相较于先前随路本振方案,其安全码率提升了3倍以上。3.针对本地本振系统中频率偏移和相位噪声造成量子信号在收发端相位无法同步的问题,我们针对同传协议和测量设备无关协议进行载波恢复研究。对于前者利用次方算法实现经典信号和量子信号的恢复,对于后者提出基于频域的频偏估计算法和基于互相关的相位估计算法实现相位同步。我们通过仿真验证方案可行性,并通过实验测试其在实际光纤链路下的载波恢复能力。该工作为协议在本地本振系统中实现铺平道路。4.针对实际光纤链路中随机双折射效应引起的量子信号偏振态动态偏离的问题,我们提出偏振补偿方案实现量子信号的恢复。该方案通过卡尔曼滤波算法估计量子信号偏振态的动态变化,进而实现量子信号和导频信号准确的偏振解复用。我们通过仿真分析该方案的偏振追踪能力和抗相位漂移能力,并通过实验表明该方案能够抵御1krad/s偏振旋转干扰,并具备20公里单模光纤下8.4kbps的密钥分发能力。该工作解决了量子信号偏振态动态偏离的问题,有助于实际系统长期自动化运行。5.针对散粒噪声监控在实际中不完美引入安全漏洞的问题,我们分析不完美对系统实际性能的影响进而弥补漏洞。我们计算在监控数据段长度有限和监控模块中器件参数有限的情况下的实际安全密钥界限,同时分析最优的监控段长度值以及器件参数范围。该工作保障了散粒噪声监控下实际系统的安全性,并指导了实际监控数据段长度和器件参数的选取。
刘学松[10]（2012）在《基于长周期光纤光栅及非线性效应的多波长光纤激光器的研究》文中研究指明多波长光纤激光器（MWFL）是一种可以在几十纳米的光谱范围内同时产生几个、十几个、几十个甚至上百个激光波长的光纤激光器，在未来的密集波分复用（DWDM）光通信系统、光纤传感、高精度光谱分析和光仪器检测等领域具有广阔的应用前景。本论文研究了基于级联非匹配长周期光纤光栅（LPFG）的新型可开关、可调谐MWFL和利用光纤的非线性效应实现的具有大量波长输出的MWFL。同时，我们也研究了LPFG的制作方法以及新特性。本论文的主要研究工作及成果包括：首先，介绍了我们自行设计、搭建的一套用线聚焦、长脉冲CO2激光全自动刻写LPFG的装置，这是目前成本最低、操作最为简单的制作LPFG的平台之一。解释了写入光斑的大小可以影响纤芯模和非对称包层模耦合的机理，并用基于有限元方法（FEM）的模拟和包层腐蚀实验加以验证。结论是小光斑写入法主要激发对称模式耦合，产生单峰共振的透射谱；大光斑写入法有利于激发非对称模式耦合，从而产生多峰共振的透射谱。其次，提出了“级联非匹配LPFG”的概念，即级联两个不同的LPFG，并对它的光谱特性进行了理论分析和实验研究。通过推导出其梳状透射谱的上、下包络的解析表达式，证明了其光谱上包络的固有不平坦性，但其下包络弯曲的曲率更大，而且对包层模损耗变化非常敏感。实验上，我们通过适当地弯曲级联非匹配LPFG，实现了在1530nm1560nm波长范围内连续可调的局部高衬比度梳状透射谱。这一技术可应用于高精度弯曲传感器。再次，我们自制了具有偏振相关损耗（PDL）特性的级联非匹配LPFG，其梳状透射谱上包络可以随着入射光偏振态（SOP）起伏，即不同波长处的透射峰会随着入射SOP不同程度地升高或降低，这样就形成了一个各通道透射率可以非均匀变化的特殊梳状滤波器。它在EDFL中可以同时起到波长选择器和开关滤波器的作用。再辅以一个宽带高双折射萨格纳克光纤环（HiBi-SLM）来调节掺铒光纤（EDF）的增益带，我们的可开关、可调谐MWFL最终可以在1540nm1570nm波长范围内输出数十种波长组合的激光。然后，我们研究了利用色散位移光纤（DSF）作为非线性介质同时引入非线性偏振旋转（NPR）效应和四波混频（FWM）效应用于MWFL。前者可以引入强度相关损耗（IDL）机制，用于抑制EDF的均匀展宽增益特性带来的模式竞争，后者可以促进各波长间的能量均衡分配，二者都有利于实现稳定工作的MWFL。对比发现，使用DSF比使用相同长度的单模光纤（SMF）产生的波长数目更多，效率更高。使用简单的环形谐振腔结构，实现了0.4nm波长间距，最多38个波长输出的MWFL。接着，利用非线性放大环形镜（NALM）产生多波长。理论和实验证明，这种方法的最大优点在于通过控制腔内损耗，可以方便地修正NALM的透射率特性，从而优化多波长激光振荡。使用“8”字形腔结构，辅以一段未泵浦的EDF来调节腔内损耗和吸收放大的自发辐射（ASE），在只有70mW的泵浦功率下，可以产生0.45nm波长间距，多达62个波长的可调谐激光输出。其中，利用MATLAB软件，通过数值求解激光器的原子速率方程和谐振腔速率方程，对基于NALM的MWFL的激光振荡过程进行了动态仿真，这有利于在理论上深入研究MWFL的性质。最后，我们研究了一种新颖的基于NALM的双态MW-EDFL，它采用数百米长的SMF作为非线性介质，既可以实现被动锁模，产生纳秒量级矩形波光脉冲，同时在光谱上产生非常稳定的数十个激光波长；又可以实现连续波多波长，产生高SNR、窄线宽的四波长可调谐输出。通过调节偏振控制器，可以使激光器在两种工作状态间切换。
二、基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器（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、基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器（论文提纲范文）
（1）基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器（论文提纲范文）
| 一、引言 |
| 二、单模光纤由弯曲而引起的双折射 |
| 三、基于光纤弯曲双折射效应的声光频率偏移器 |
| 四、装置与实验结果 |
| 1. 测试装置 |
| 2. 实验结果及解释 |
| 3. 光纤偏振控制器的设计 |
（3）面向分布式相参雷达的微波光子信号产生与传输研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 分布式相参雷达及其关键技术 |
| 1.3 低相噪微波本振信号的产生 |
| 1.3.1 电学技术 |
| 1.3.2 光学技术 |
| 1.4 本振信号的光纤稳相传输 |
| 1.4.1 基于锁相环的稳相传输技术 |
| 1.4.2 基于混频的稳相传输技术 |
| 1.5 论文的主要内容和研究成果 |
| 第二章 基于微波光子鉴相器的雷达本振信号产生 |
| 2.1 微波光子鉴相器原理 |
| 2.1.1 环形结构微波光子鉴相器 |
| 2.1.2 直线结构微波光子鉴相器 |
| 2.2 微波光子鉴相器的数值研究 |
| 2.2.1 各元件的数值模型 |
| 2.2.2 微波光子鉴相器鉴相曲线 |
| 2.2.3 偏振调制器对鉴相性能的影响 |
| 2.2.4 偏振分束器对鉴相性能的影响 |
| 2.2.5 平衡光电探测器对鉴相性能的影响 |
| 2.3 基于微波光子鉴相器产生本振信号的相噪分析 |
| 2.4 基于微波光子鉴相器产生本振信号的实验研究 |
| 2.4.1 微波光子鉴相器噪底测试 |
| 2.4.2 基于微波光子鉴相器产生本振信号 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于稳定锁模激光器的X波段雷达本振信号源 |
| 3.1 被动锁模光纤激光器 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 锁模激光器的RIN噪声 |
| 3.1.3 锁模激光器的频率噪声 |
| 3.2 锁模激光器的重复频率稳定 |
| 3.2.1 基于全光纤迈克尔逊干涉的锁模激光器重复频率噪声测量技术 |
| 3.2.2 锁模激光器重复频率的稳定 |
| 3.3 基于稳定锁模激光器的X波段雷达信号源 |
| 3.3.1 X波段雷达信号源的系统结构 |
| 3.3.2 10 GHz低相噪微波信号产生 |
| 3.3.3 基于DDS的电子可调谐模块 |
| 3.4 X波段雷达信号源性能测试 |
| 3.4.1 信号稳定性 |
| 3.4.2 频率切换时间 |
| 3.4.3 杂散抑制比 |
| 3.4.4 调制波形产生 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微波信号光纤稳相传输技术 |
| 4.1 微波本振信号在光纤中长距离传输时的噪声源分析 |
| 4.1.1 环境对介质光纤的影响 |
| 4.1.2 介质光纤与光信号之间相互作用的影响 |
| 4.1.3 光纤色散的影响 |
| 4.2 基于混频器的本振信号稳相传输原理 |
| 4.3 基于混频器的微波本振信号光纤稳相传输实验研究 |
| 4.3.1 后补偿式稳相传输技术 |
| 4.3.2 预失真式稳相传输技术 |
| 4.4 基于锁相环的微波本振信号稳相传输方法 |
| 4.5 分布式相参系统的实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结和研究展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来相关工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）用于深层生物组织多光子成像的飞秒光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 多光子成像技术的研究进展 |
| 1.2 超短脉冲光纤激光源的研究进展 |
| 1.2.1 普通多光子成像中超短脉冲光纤激光源的研究进展 |
| 1.2.2 深层多光子成像中超短脉冲光纤激光源的研究进展 |
| 1.3 本论文主要研究内容与结构安排 |
| 第二章 被动锁模光纤激光器的理论模型及锁模技术 |
| 2.1 被动锁模光纤激光器的理论模型 |
| 2.1.1 光脉冲在无源光纤中的传输理论 |
| 2.1.2 光脉冲在增益光纤中的传输理论 |
| 2.1.3 非线性薛定谔方程的分步傅里叶算法 |
| 2.1.4 被动锁模光纤激光器物理模型 |
| 2.2 被动锁模技术的基本原理 |
| 2.2.1 基于可饱和吸收体锁模的基本原理 |
| 2.2.2 基于非线性偏振旋转锁模的基本原理 |
| 2.2.3 基于非线性放大环形镜锁模的基本原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 全光纤掺铒飞秒激光器的研究 |
| 3.1 掺杂Er离子光纤特性 |
| 3.2 基于碳纳米管掺铒飞秒光纤激光器的研究 |
| 3.3 基于NALM全保偏掺铒飞秒光纤激光器的研究 |
| 3.4 掺铒飞秒光纤激光器在光频梳中的应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于孤子自频移效应的1.7μm飞秒激光的产生 |
| 4.1 超短脉冲在光纤传输中的孤子自频移理论 |
| 4.2 基于孤子自频移效应的1.7μm飞秒激光的产生 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 掺镱飞秒光纤激光器的研究 |
| 5.1 掺杂Yb离子光纤特性 |
| 5.2 全正色散NPR掺镱飞秒光纤激光器的研究 |
| 5.3 色散管理型NPR掺镱飞秒光纤激光器的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 生物样品的制备及染色技术的研究 |
| 6.1 动物脑片的制备及尼氏染色技术研究 |
| 6.2 原代神经元细胞的培养和神经元骨架染色技术研究 |
| 6.3 成纤维细胞在炎症因子刺激下的动态追踪研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文的主要结论与创新 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（5）基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤激光器的发展 |
| 1.2 超短脉冲激光器的产生与应用 |
| 1.2.1 锁模技术原理 |
| 1.2.1.1 主动锁模技术 |
| 1.2.1.2 被动锁模技术 |
| 1.2.2 超短脉冲光纤激光器应用 |
| 1.3 矢量光束激光器产生与应用 |
| 1.3.1 CVBs |
| 1.3.1.1 CVBs的数学推导 |
| 1.3.1.2 CVBs的产生 |
| 1.3.2 OAM |
| 1.3.2.1 OAM数学推导 |
| 1.3.2.2 OAM产生 |
| 1.3.3 矢量光束激光器的运用 |
| 参考文献 |
| 第2章 多模光纤中的多模干涉效应理论分析 |
| 2.1 光纤的模式理论 |
| 2.1.1 光纤波导电磁理论 |
| 2.1.2 光纤特征参数 |
| 2.1.3 光纤模式的特征方程 |
| 2.1.4 光纤中的模式 |
| 2.2 多模光纤中自成像效应 |
| 2.3 多模渐变折射率中的多模干涉效应 |
| 2.3.1 只考虑两种模式 |
| 2.3.2 考虑五种模式 |
| 2.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于多模干涉效应的锁模激光器 |
| 3.1 基于错位拼接结构的可饱和吸收体 |
| 3.2 基于多模干涉原理的全光纤超短脉冲锁模激光器 |
| 3.2.1 可饱和吸收的制作 |
| 3.2.2 激光器搭建 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 基于非线性偏振旋转与多模干涉原理的混合锁模光纤激光器 |
| 3.3.1 激光器搭建 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 基于多模干涉的逆可饱和吸收效应产生方型脉冲激光器 |
| 3.4.1 方形脉冲形成原理 |
| 3.4.2 激光器搭建 |
| 3.4.3 实验结果与分析 |
| 3.5 多模渐变光纤克尔自清洁效应和超连续谱产生 |
| 3.5.1 光束自清洁效应 |
| 3.5.2 超连续谱产生 |
| 3.6 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于CPA技术的高功率超短脉冲光纤激光器 |
| 4.1 啁啾脉冲放大技术 |
| 4.2 脉冲展宽器、放大器与脉冲压缩器 |
| 4.3 高功率超短脉冲光纤激光器 |
| 4.3.1 种子源 |
| 4.3.2 CPA系统 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第5章 全保偏光纤结构的矢量光束光纤激光器 |
| 5.1 基于全保偏光纤结构的OAM光束激光器 |
| 5.1.1 光纤光栅 |
| 5.1.1.1 光纤光栅耦合模理论 |
| 5.1.1.2 光纤布拉格光栅 |
| 5.1.1.3 长周期光栅 |
| 5.1.2 保偏光纤中的模式分析 |
| 5.1.3 激光器搭建 |
| 5.1.4 实验结果与讨论 |
| 5.2 基于模式叠加原理的全保偏光纤TM_(01)模式激光器 |
| 5.2.1 激光器搭建 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 在读期间学术成果 |
| 致谢 |
（6）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 |
（7）基于全光探测的光声成像系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 医学成像技术的现状与发展趋势 |
| 1.2.1 放射成像 |
| 1.2.2 超声成像 |
| 1.2.3 放射性核素成像 |
| 1.2.4 光学成像 |
| 1.2.5 光声成像 |
| 1.2.6 医学成像技术性能分析 |
| 1.3 光声成像技术及其探测方法的现状 |
| 1.3.1 光声成像技术的发展 |
| 1.3.2 光声信号探测方法的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究意义及主要内容 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 光声成像原理 |
| 2.1 光声信号产生机理 |
| 2.1.1 光与生物组织的相互作用 |
| 2.1.2 声与生物组织的相互作用 |
| 2.1.3 光声效应与光声波动方程 |
| 2.2 光声成像系统及算法 |
| 2.2.1 光声层析成像系统及算法 |
| 2.2.2 光声显微成像系统及算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光纤干涉探测原理 |
| 3.1 光学探测方法理论及特性 |
| 3.1.1 光学干涉理论 |
| 3.1.2 光纤干涉探测特性分析 |
| 3.2 光纤偏振态控制方法 |
| 3.2.1 偏振控制器法 |
| 3.2.2 法拉第旋转镜法 |
| 3.3 基于3×3 耦合器的正负反馈判断控制理论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光纤干涉探测系统 |
| 4.1 光纤干涉系统部分组件选择 |
| 4.1.1 光源 |
| 4.1.2 光纤移相器 |
| 4.1.3 光纤耦合器 |
| 4.1.4 光纤环形器 |
| 4.1.5 光纤偏振控制器 |
| 4.1.6 光电探测器 |
| 4.2 基于法拉第旋转探头的迈克尔孙光纤干涉仪 |
| 4.2.1 法拉第旋转探头设计及偏振控制性能 |
| 4.2.2 光纤干涉仪传感系统及相位反馈控制方案 |
| 4.2.3 光纤干涉仪传感系统探测性能 |
| 4.3 基于光纤放大器的马赫-曾德尔光纤干涉仪 |
| 4.3.1 光纤功率放大及滤波 |
| 4.3.2 马赫-曾德尔光纤干涉仪传感系统及反馈控制方案 |
| 4.3.3 光纤干涉仪系统探测性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于全光探测的光声成像系统 |
| 5.1 激励光源 |
| 5.2 全光探测光声成像系统 |
| 5.2.1 实验硬件平台设计及搭建 |
| 5.2.2 采集及控制部分 |
| 5.3 成像系统基本参数测试 |
| 5.3.1 仿体制作及实验系统准备 |
| 5.3.2 分辨率测试实验 |
| 5.3.3 成像实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 光声血管成像 |
| 6.1 血管结构成像 |
| 6.1.1 实验方法及结果 |
| 6.1.2 激励光源能量校准 |
| 6.2 血氧饱和度成像 |
| 6.2.1 背景及检测原理 |
| 6.2.2 实验及结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）实际光纤系统中的本地本振连续变量量子密钥分发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子密钥分发概述 |
| 1.2 连续变量量子密钥分发介绍 |
| 1.2.1 基于相干态CVQKD协议研究进展 |
| 1.2.2 基于相干态CVQKD实验研究进展 |
| 1.2.3 随路本振方案与本地本振方案实用化分析 |
| 1.3 论文的主要工作和章节安排 |
| 第二章 本地本振连续变量量子密钥分发基础 |
| 2.1 量子光学基础 |
| 2.1.1 光场量子化 |
| 2.1.2 高斯态 |
| 2.1.3 高斯操作 |
| 2.1.4 相干检测 |
| 2.2 信息论基础 |
| 2.2.1 经典信息论 |
| 2.2.2 量子信息论 |
| 2.3 连续变量量子密钥分发协议基础 |
| 2.3.1 GMCS-CVQKD协议 |
| 2.3.2 DMCS-CVQKD协议 |
| 2.3.3 CV-MDI-QKD协议 |
| 2.4 本地本振方案实现基础 |
| 2.4.1 本地本振方案实际系统模型 |
| 2.4.2 本地本振方案相干检测原理 |
| 2.4.3 本地本振方案实际问题及影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 本地本振连续变量量子密钥分发过噪声抑制研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 总体方案介绍 |
| 3.2.1 已有本地本振方案 |
| 3.2.2 导频偏振复用方案 |
| 3.3 本地本振噪声模型 |
| 3.3.1 相位噪声 |
| 3.3.2 调制噪声 |
| 3.3.3 光子泄漏噪声 |
| 3.3.4 量化噪声 |
| 3.4 性能仿真分析 |
| 3.4.1 过噪声分析 |
| 3.4.2 密钥率分析 |
| 3.5 原理实验验证 |
| 3.5.1 实验设计 |
| 3.5.2 相位噪声测试 |
| 3.5.3 过噪声测试 |
| 3.5.4 密钥率评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 本地本振连续变量量子密钥分发高码率研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 总体方案介绍 |
| 4.2.1 光路设计 |
| 4.2.2 信号采集和处理方案 |
| 4.3 参数设定分析 |
| 4.3.1 过噪声模型 |
| 4.3.2 最优调制方差分析 |
| 4.3.3 导频信号强度分析 |
| 4.3.4 散粒噪声与电噪声比值分析 |
| 4.4 原理实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 本地本振连续变量量子密钥分发载波恢复研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 SQCC协议载波恢复研究 |
| 5.2.1 本地本振SQCC实际实现 |
| 5.2.2 SQCC载波恢复方案 |
| 5.2.3 SQCC协议噪声分析 |
| 5.2.4 SQCC协议性能分析 |
| 5.3 CV-MDI-QKD协议载波恢复研究 |
| 5.3.1 本地本振CV-MDI-QKD实际实现 |
| 5.3.2 CV-MDI-QKD载波恢复方案 |
| 5.3.3 CV-MDI-QKD协议性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 本地本振连续变量量子密钥分发偏振补偿研究 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 总体方案介绍 |
| 6.2.1 CVQKD光路方案 |
| 6.2.2 卡尔曼滤波偏振补偿方案 |
| 6.2.3 二次相位补偿方案 |
| 6.3 性能仿真分析 |
| 6.3.1 过程模拟 |
| 6.3.2 偏振追踪分析 |
| 6.3.3 相位漂移分析 |
| 6.4 原理实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 散粒噪声监控下连续变量量子密钥分发性能分析 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 实时散粒噪声监控方案介绍 |
| 7.3 监控数据段长度分析 |
| 7.3.1 实时监控下的参数评估过程 |
| 7.3.2 最优监控数据段长度分析 |
| 7.4 监控器件实际参数分析 |
| 7.4.1 插入损耗影响分析 |
| 7.4.2 消光比影响分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果目录 |
（10）基于长周期光纤光栅及非线性效应的多波长光纤激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 波分复用技术 |
| 1.1.2 多波长光源 |
| 1.2 光纤激光器简介 |
| 1.2.1 光纤激光器的优点 |
| 1.2.2 光纤激光器的研究热点 |
| 1.2.3 光纤激光器的基本结构 |
| 1.3 梳状滤波器及长周期光纤光栅 |
| 1.3.1 梳状滤波器 |
| 1.3.2 光纤光栅的结构 |
| 1.3.3 长周期光纤光栅的应用 |
| 1.4 模式竞争的抑制及光纤的非线性效应 |
| 1.4.1 多波长掺铒光纤激光器中的模式竞争的抑制 |
| 1.4.2 光纤非线性效应的产生 |
| 1.4.3 光纤非线性效应的分类 |
| 1.4.4 光纤非线性效应的影响 |
| 1.5 本论文的主要内容及创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 光纤的结构与特性 |
| 2.1 光纤的结构 |
| 2.2 光纤的损耗 |
| 2.3 光纤的色散 |
| 2.4 光纤的非线性折射率 |
| 2.4.1 非线性薛定谔方程 |
| 2.4.2 自相位调制和交叉相位调制 |
| 2.4.3 非线性双折射 |
| 2.4.4 四波混频 |
| 2.5 光纤中的模式 |
| 2.5.1 基模和包层模的有效折射率 |
| 2.5.2 基模和包层模的模场分布 |
| 2.5.3 三层折射率分布光纤的有限元模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多波长掺铒光纤激光器的理论研究 |
| 3.1 掺铒光纤的基本特性 |
| 3.1.1 光的受激辐射的基本概念 |
| 3.1.2 铒离子的能级结构与光谱特性 |
| 3.2 多波长掺铒光纤激光器的基本原理 |
| 3.2.1 多波长掺铒光纤激光器的基本结构 |
| 3.2.2 高双折射萨格纳克环形镜 |
| 3.2.3 掺铒光纤激光器的谱线展宽、模式竞争与增益饱和 |
| 3.3 多波长掺铒光纤激光器的速率方程 |
| 3.3.1 掺铒光纤激光器的速率方程 |
| 3.3.2 稳态条件 |
| 3.3.3 模式竞争未抑制的多波长掺铒光纤激光器的数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 长周期光纤光栅的理论及制作 |
| 4.1 耦合模理论 |
| 4.1.1 耦合模理论的一般形式 |
| 4.1.2 长周期光纤光栅的模式耦合 |
| 4.2 长周期光纤光栅的传输矩阵 |
| 4.2.1 传输矩阵的推导 |
| 4.2.2 强调制长周期光纤光栅的模式耦合 |
| 4.3 用 CO_2激光制作长周期光纤光栅 |
| 4.3.1 CO_2激光刻写长周期光纤光栅的机理 |
| 4.3.2 小功率连续 CO_2激光制作长周期光纤光栅 |
| 4.4 CO_2激光制作长周期光纤光栅的模式耦合控制 |
| 4.4.1 单峰共振与多峰共振 |
| 4.4.2 大光斑写入法引入的非对称模式耦合机理 |
| 4.4.3 非对称模式耦合的有限元模拟 |
| 4.4.4 长周期光纤光栅的包层腐蚀实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 级联非匹配长周期光纤光栅 |
| 5.1 级联长周期光纤光栅的干涉峰间距 |
| 5.2 级联非匹配长周期光纤光栅 |
| 5.3 衬比度可调谐梳状滤波器 |
| 5.3.1 理论依据 |
| 5.3.2 实验结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 可开关、可调谐多波长光纤激光器 |
| 6.1 可开关多波长光纤激光器的分类 |
| 6.2 可开关、可调谐光纤激光器的装置图 |
| 6.3 偏振相关级联非匹配长周期光纤光栅 |
| 6.4 波长开关、调谐过程原理 |
| 6.5 实验结果和讨论 |
| 6.6 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第七章 基于非线性偏振旋转、四波混频辅助的多波长掺铒光纤激光器 |
| 7.1 非线性偏振旋转的背景 |
| 7.2 实验装置 |
| 7.3 非线性偏振旋转引入的强度相关损耗 |
| 7.4 四波混频引入的能量再分配机制 |
| 7.5 实验结果 |
| 7.6 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第八章 基于非线性放大环形镜的多波长掺铒光纤激光器 |
| 8.1 非线性放大环形镜原理 |
| 8.1.1 理论分析 |
| 8.1.2 数值模拟 |
| 8.2 多波长掺铒光纤激光器的动态仿真 |
| 8.3 实验装置及原理 |
| 8.4 实验结果和讨论 |
| 8.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第九章 双态多波长掺铒光纤激光器 |
| 9.1 研究背景 |
| 9.2 实验装置及原理 |
| 9.3 实验结果和讨论 |
| 9.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第十章 总结与展望 |
| 10.1 本论文的主要工作 |
| 10.2 研究中的问题及对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
四、基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器（论文参考文献）
- [1]基于双折射效应的普通单模光纤频率偏移器和偏振控制器[J]. 向永江. 光学学报, 1990(01)
- [2]全光纤光外差检测技术的研究[J]. 向永江. 光学技术, 1994(05)
- [3]面向分布式相参雷达的微波光子信号产生与传输研究[D]. 魏娟. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [4]用于深层生物组织多光子成像的飞秒光纤激光器研究[D]. 何鑫. 西北大学, 2020(01)
- [5]基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生[D]. 董志鹏. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]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)
- [7]基于全光探测的光声成像系统研究[D]. 井帅奇. 电子科技大学, 2019(04)
- [8]普通单膜光纤声光频率偏移装置的研究[J]. 向永江. 激光技术, 1992(06)
- [9]实际光纤系统中的本地本振连续变量量子密钥分发研究[D]. 王涛. 上海交通大学, 2020(01)
- [10]基于长周期光纤光栅及非线性效应的多波长光纤激光器的研究[D]. 刘学松. 上海交通大学, 2012(06)