啁啾光纤光栅色散补偿研究

啁啾光纤光栅色散补偿研究

一、利用啁啾光纤光栅进行色散补偿的研究(论文文献综述)

曹雪[1](2021)在《以啁啾光栅对波分复用系统色散补偿的研究》文中研究表明本文模拟设计了一个4×10 Gbit/s的波分复用系统,采用同时具有解复用器功能的级联啁啾光纤光栅对该系统进行了色散补偿。仿真中分析了系统分别在非归零码和归零码调制格式下的性能,通过仿真结果的Q因子和眼图,找出了使系统性能达到最佳的各项参数,使系统得到了优化设计。结果表明,该系统性能良好,级联的啁啾光纤光栅可以对每个波长信号进行精确的色散补偿,非归零和归零调制信号的系统最佳Q值分别为17.80和52.55。

王大铭[2](2019)在《色散反馈半导体激光器消除时延特征及其密钥空间增强研究》文中提出混沌光保密通信是将混沌激光信号作为掩藏信息的载波对信息加密,再利用混沌同步进行信息解调的一种新型保密通信技术,它因具有硬件加密、传输速率高、长距离以及与现有光纤网络兼容等优点而受到广泛关注。其安全性依赖于混沌收发机的参数匹配。硬件参数均为密钥参数,参数的安全性结合空间的大小决定了混沌保密的安全程度。镜面反馈半导体激光器由于结构简单和易于集成的优点被广泛用作混沌收发机。然而,基于镜面反馈半导体激光器的混沌光保密通信系统存在安全隐患。一方面,镜面的线性反馈导致混沌载波的时频特性中明显存在反馈时间延迟特征信息,使得系统存在被窃听者重构的风险。另一方面,反馈时延特征使得反馈时延不能作为密钥参数,导致密钥空间有限。针对上述问题,本论文提出利用啁啾光纤光栅反馈半导体激光器产生无时延特征的混沌激光,并利用其作为混沌光保密通信系统的收发机,提高了密钥空间,增强了系统的安全性。本论文开展的工作与取得的成果如下:1)提出色散光反馈半导体激光器消除时延特征的方法,利用啁啾光纤光栅作为色散反馈元件,将时延特征抑制了10d B(@2000ps/nm),并实验分析了反馈强度、色散对时延特征的影响。2)根据传统Lang-Kobayashi方程建立了啁啾光纤光栅反馈半导体激光器的理论模型,揭示了时延特征被消除的原因:色散反馈使反馈光经历频率相关的时间延迟,无法像镜面反馈那样形成外腔共振,从而消除了时延特征;进一步,通过仔细地数值模拟反馈强度、反馈延时、啁啾光纤光栅色散、啁啾光纤光栅和激光器的频率失谐对时延特征的影响,得到消除时延特征的临界色散条件:啁啾光纤光栅色散等于激光器弛豫振荡频率和光谱线宽乘积的倒数。3)利用排列熵分析了啁啾光纤光栅反馈半导体激光器输出的混沌激光复杂度。随着反馈强度的增加,啁啾光纤光栅反馈半导体激光器的排列熵不断增大,接近于1,而不会像镜面反馈半导体激光器,排列熵反而会快速下降;随着色散的增加,啁啾光纤光栅反馈半导体激光器的排列熵不断增大,色散超过2000ps/nm后,激光器光谱只要在反啁啾光纤光栅反射谱范围内,排列熵始终接近1。4)根据啁啾光纤光栅反馈消除时延特征的优点,提出利用啁啾光纤光栅代替镜面反馈装置反馈半导体激光器提高密钥空间。理论分析表明:对于镜面反馈半导体激光器,时延特征暴露了反馈外腔长度,弛豫振荡特征泄漏了偏置电流大小,导致保密通信系统不安全;相比之下,啁啾光纤光栅反馈因引入反馈延时、啁啾光纤光栅色散和中心频率等参数,可显着提高密钥空间的维度,此外,啁啾光纤光栅反馈中混沌同步对反馈强度失配更加敏感,最终实现密钥空间扩大。双向互注入同步情况下,密钥空间提高了244倍(@通信速率为2.5 Gb/s,耦合强度为0.447)。当提高通信速率或降低耦合强度时,啁啾光纤光栅反馈系统的混沌同步对密钥参数失配更为敏感,密钥空间会进一步扩大增强。

王虎山[3](2019)在《特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究》文中研究说明光纤光栅作为一种光学无源器件,可实现多种功能并具有广泛的应用。随着光纤激光、光纤传感以及光纤通信等领域的迅速发展,对于光纤光栅有着更高的要求,如特殊的结构及功能、更大的参数范围、更高的性能、更多的光纤种类以及极端环境的适应性等。作为相关应用领域的关键、核心器件,特种光纤光栅具有重要的科研价值和迫切的研究需求。围绕特种光纤光栅研究方向,本论文重点开展了45度倾斜光纤光栅、大角度倾斜光纤光栅及耐高温增益光纤光栅的研制、特性以及应用研究。主要研究内容和创新点如下:1.开展特种光纤光栅制作技术的研究,基于相位掩模法搭建了掩模板扫描光纤光栅刻写系统,研制了45度倾斜光纤光栅、大角度倾斜光纤光栅、Ia型耐高温光纤光栅、相对小周期长周期光纤光栅、少量模长周期光纤光栅等多种特种光纤光栅。另外,设计出一种新型的双光束干涉扫描刻写系统,实现了多种特殊波段光纤光栅的制作。2.理论分析了45度倾斜光纤光栅的偏振原理及特性。基于45度倾斜光纤光栅的偏振特性,研制了全光纤偏振干涉滤波器,自由光谱范围为0.164 nm,可实现梳状滤波。首次开展基于这种新型滤波器的全光纤多波长激光技术研究,获得了具有良好平坦度和均匀性的多波长激光光谱,在3 dB范围内的波长数高达82个,信噪比为33 dB。另外,研究了双波长光纤激光的产生机理,利用具有33 dB消光比的45度倾斜光纤光栅实现了单偏振双波长光纤激光器,双波长激光的中心波长为1033 nm和1053 nm,3 dB带宽为10 nm,偏振度高达27 dB。3.理论研究了大角度倾斜光纤光栅的模式耦合特性,分析了其双峰光谱特性并在实验中进行了验证。首次提出利用大角度倾斜光纤光栅的模式耦合特性实现全光纤可饱和吸收体。实验中,通过在大角度倾斜光纤光栅表面沉积四氧化三铁纳米材料可实现光纤中光与可饱和吸收材料的相互作用,形成性能优良的可饱和吸收体器件。基于该器件获得了稳定的锁模光纤激光输出,信噪比高达67 dB。4.在掺镱光纤及掺铒光纤上分别制作可承受高温的Ia型光纤光栅,在500℃下仍具有大于99%的高反射率。这种制作在增益光纤中的耐高温光纤光栅有助于实现超短腔、单纵模光纤激光。实验中,通过在掺镱光纤上直接写入一对耐高温光纤光栅,实现了1μm波段耐高温分布式布拉格反射光纤激光器。该激光器腔长仅为10 mm,光谱线宽为16 pm,在450℃温度下工作稳定,信噪比大于50 dB,对于工作在高温苛刻环境下的高精度、长距离光纤光栅传感系统具有重要意义。

王进[4](2019)在《特殊环境下光纤光栅传感技术与高速解调方法研究》文中研究指明本文针对光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简写为FBG)传感技术的工程应用需求,开展了特殊环境下FBG传感相关技术与高速解调方法的研究。提出了一种基于光延时微波实时相位检测(optical true time delay microwave phase detection,简写为OTTD-MPD)的FBG高速、高分辨率解调方法,将微波光子学中的实时相位检测方法应用于FBG解调;针对特殊环境下的工程应用,提出了全镀工艺的全金属无胶化抗啁啾(All-metal Non-gelatinized Anti-chirp,简称AM-NG-AC)FBG封装方法,实现了FBG传感器全温(-192~140℃)条件下AM-NG-AC封装;开展了基于FBG的特殊环境长度检测方法的研究,并根据FBG长度检测理论,研制了两种不同应用背景的基于FBG的盾构机刀具磨损检测传感器以及刀具磨损解调系统,实现了盾构机刀具磨损实时多通道检测;开展了基于FBG的特殊环境弯曲检测方法的研究,并根据FBG弯曲检测理论,设计了一种新型基于嵌入式半剖应力管的光纤布拉格光栅-光学相干断层扫描(Fiber Bragg Grating-Optical Coherence Tomography简写为FBG-OCT)导管,用于实时恢复血管内OCT三维形貌。论文完成的主要工作:1.系统研究了FBG解调相关理论,特别是高速、高分辨率解调相关理论。结合微波光子学以及色散延迟相关理论,提出了一种OTTD-MPD方法,实现了FBG高速和高分辨率解调。实验结果表明,OTTD-MPD解调系统在群速度色散为79.5ps/nm,射频本振信号频率为40GHz时,FBG解调测量分辨率为0.8pm,解调速率10K/s以上。2.系统研究了用于特殊环境的FBG全金属无胶化抗啁啾(AM-NG-AC)封装方法。分别使用化学镀和蒸发镀的方法对FBG进行金属化,通过测试金属化FBG的温度传感性能,分析了两种金属化FBG方法的结构稳定性和温度稳定性。实验结果表明,封装好的基于铝基底的AM-NG-AC封装结构,不仅实现了FBG的保护性封装,还使封装后FBG达到了30.8pm/℃的温度灵敏度,并实现了液氮条件下无啁啾以及0.3pm/℃低温重复稳定性。3.开展了基于FBG的特殊环境长度检测方法的研究,建立了基于FBG的长度检测理论模型以及分析方法。根据FBG长度检测理论,提出了两种基于FBG的盾构机刀具磨损检测方法。本文综合了FBG功率检测以及波长编码的优点,提出了FBGA的盾构机刀具磨损检测方案,降低了对反射谱功率的检测要求,FBGA方案既满足磨损检测精度的要求也实现了大温度范围磨损测量。CFBG方法采用单根光纤,传感器体积小,适合应用在盾构机小刀具磨损检测,实现了1mm检测精度以及20~80℃的磨损端面温度范围;FBGA传感器方法,能够适应主推进刀头的1mm检测精度以及20~200℃磨损端面温度范围需求,并能适应坚硬地质带来的温度骤变。4.开展了基于FBG的特殊环境弯曲检测方法的研究,建立了基于FBG的弯曲检测理论模型以及分析方法。根据FBG弯曲检测理论,研制了一种新型FBG-OCT导管,通过FBG应变的周期变化获取血管曲率和弯曲方向实时恢复血管三维形貌。血管假体恢复实验重建了带有弯曲信息的血管假体三维形貌。实现了血管弯曲半径200mm以上的,OCT转速100转/s的血管内OCT三维形貌恢复。

唐书奎[5](2018)在《基于啁啾光纤光栅应力特性的超短脉冲精确色散补偿》文中研究指明飞秒激光加工是一种新兴的材料加工技术。由于其加工精度高、没有热效应等优点,该技术已经在精密加工、生物医疗等领域得到了广泛的应用。飞秒激光加工技术对飞秒激光脉冲质量有着很高的要求,性能优异的飞秒激光器已经成为飞秒激光加工工艺的核心器件之一。光纤激光器由于光纤本身的可弯曲特性以及光纤每单位体积的表面积远大于棒状或碟片状晶体激光器,相对于传统的固体激光器而言体积大幅缩小且不需要对放大模块安装冷却装置。单模光纤输出的光是近乎理想的点光源且光纤激光器的各个光纤部件是通过电弧熔接的,因此光纤激光器能够输出接近理想的高质量光束的同时确保了其运行状态的稳定性和可靠性。飞秒光纤激光器在用于微细加工时,由于聚焦光束很容易达到透镜的聚焦极限,非常适用于微细加工。因此,研究大功率的飞秒激光器对超快激光精密加工工艺的发展有着重要的意义。目前工业级大功率飞秒光纤激光器通常采用啁啾脉冲放大(CPA)系统。合理的补偿CPA系统中展宽器和压缩器之间的色散失配成为在CPA系统中获得优质的超快激光脉冲输出的关键,为了解决CPA系统中色散调谐问题,人们提出了许多方案,例如采用色散补偿光纤,采用啁啾光纤光栅补偿以及中间频谱反转技术等。由于啁啾光纤光栅的弹光效应和热光效应的存在,所以可以通过对啁啾光纤光栅施加应力或者温度场来精密的调节啁啾光纤光栅色散参数。啁啾光纤光栅的应力调谐相对于温度调谐的优势在于:调节范围大,响应速度快且不会受到环境温度的影响。因此,啁啾光纤光栅可以对CPA系统中的色散进行精密的调节。啁啾光纤光栅补偿色散由于具有插入损耗小、与偏振无关、不受光纤非线性影响及体积小等优点被认为目前最有实用价值的色散补偿方案之一。本文利用了啁啾光纤光栅的弹光效应,对CPA系统中作为展宽器的啁啾光纤光栅施加应力调节,从而对其色散量进行了精密的调谐作用,实现在以啁啾光纤光栅为展宽器和以体光栅为压缩器的超快激光系统中对输出脉冲宽度的连续精密调节。实验结果表明:对啁啾光纤光栅整体均匀的施加1.12N的拉力时,CPA系统中二阶色散失配量得到了补偿,输出激光脉冲宽度得到了明显的改变,获得了272fs的激光脉冲输出;对啁啾光纤光栅的局部施加拉力,可以对系统的三阶色散进行补偿,获得了544fs的优质脉冲输出。展宽器和压缩器之间的色散失配可以通过调节啁啾光纤光栅的应力得到补偿,避免了繁琐的脉宽优化步骤。啁啾光纤光栅色散量应力调谐技术在大功率飞秒激光器的研发领域有着一定的应用前景。

郭溢辉[6](2018)在《基于光纤光栅的Fabry-Perot谐振腔研究》文中提出基于法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)结构的光纤光栅功能型器件是近年来受到颇多关注的具有重要应用前景的光纤器件,F-P结构光纤光栅器件的突出特点是功能多,形式多变,组成F-P腔的光纤光栅的参数可变,干涉腔的参数也可以变。通过改变这些参数,可以衍生出很多独特的设计和功能。本文运用耦合模理论与传输矩阵法,主要对2个均匀光纤光栅构成的F-P谐振腔和2个啁啾光纤光栅构成的F-P谐振腔在不同参数变化下各项特性的变化进行了系统的理论研究与仿真分析。主要工作如下:(1)对由两个均匀光纤光栅构成的F-P腔,通过MATLAB仿真,模拟了两个均匀光纤光栅长度、F-P腔长和折射率调制深度三个参数分别单独变化时,F-P腔的自由光谱范围(Free Spectral Range,FSR)、传输谱、反射谱、相位、时延、色散的变化情况。讨论了一种特殊的均匀光纤光栅F-P腔,即构成F-P腔的两段均匀光栅的反射率一个较小,一个极大(基本达到100%),称之为均匀光纤光栅Gires-Tournois(G-T)腔。(2)对由两个啁啾光栅级联构成的F-P腔,根据构成F-P腔的两线性啁啾光栅的级联方向及位置,分为四类进行研究:1)两线性级联啁啾光栅周期均由小到大;2)两线性级联啁啾光栅周期均由大到小;3)两线性啁啾光栅级联,第一段啁啾光栅周期由小到大,第二段啁啾光栅周期由大到小;4)两线性啁啾光栅级联,第一段啁啾光栅周期由大到小,第二段啁啾光栅周期由小到大。对以上四类情况,通过MATLAB仿真,模拟了在光栅长度、折射率调制深度和啁啾系数三个参数分别单独变化时,F-P腔的传输谱、反射谱、相位、时延、色散及FSR,并讨论了各项参数变化对这些特性的影响。讨论了一种特殊的啁啾光纤光栅F-P腔,即构成F-P腔的两段啁啾光栅的反射率一个较小,一个极大(基本达到100%),称之为啁啾光纤光栅G-T腔。讨论了一类特殊的啁啾光栅F-P腔,即两啁啾光栅以一定位置偏移重叠写入到光纤内,构成啁啾摩尔光纤光栅。

曾江辉,张培晴,张倩,李杏,许银生,王训四,戴世勋[7](2017)在《啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿》文中研究表明中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区,基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性,脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题,设计线性啁啾光纤光栅,用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明:光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现,通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化,可以显着改善色散补偿的效果,以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。

张新[8](2017)在《基于啁啾光纤光栅温度特性的超短脉冲精确色散补偿技术研究》文中认为随着激光应用的不断发展,对激光器性能指标的要求也越来越高。飞秒激光器以其独特的优势,被广泛的应用于各个领域。但是,当脉冲宽度达到飞秒量级的时候,由于系统中各个器件可能存在不确定因素,比如引入三阶色散或者非线性效应,而导致脉冲的形状变差。这对激光器的应用会造成很大的限制。本文根据啁啾光纤光栅(CFBG)的温度特性,对啁啾脉冲放大(CPA)系统中的作为展宽器的CFBG进行温度控制,以实现精细的色散调节,从而精确补偿系统中的色散,优化输出脉冲形状。首先从理论上计算了当整体改变CFBG的温度时,其反射谱会发生漂移,色散量也会发生一定的变化。理论上推导并画出补偿系统中三阶色散时,需要给CFBG施加的温度场。在实验中,由于缺乏直接测量色散量的仪器,故提出采用自相关仪测量压缩后脉冲宽度,通过脉冲宽度的变化间接反映色散量的变化。对于二阶色散的补偿,采用对CFBG整体加温的方式,在光栅对作为压缩器的光纤CPA系统进行精确色散补偿。虽然光栅对可以通过控制光栅的间距和角度来实现系统色散的补偿,但是补偿的精度不高而且光路调节比较困难。而采用温度调谐的方法,不仅降低了光路调节的困难,同时提高了调节精度,调节精度可到达3fs/℃,很容易获得系统的最小输出脉宽。三阶色散的补偿比较复杂。根据系统中主要引入三阶色散的器件,光栅对和CFBG,建立了一个相对简单的计算模型,即不考虑系统非线性效应,同时不考虑其他器件引入的三阶色散,计算出补偿系统中三阶色散需要给CFBG施加的温度场。根据理论计算所需要的温度场,本文采用五个半导体制冷器(TEC)来拟合所需要的温度场,并且获得一定的效果,脉冲底座明显减小了。但是由于引入的温度场不是连续的,故引入了更高阶的色散,脉冲的底座虽然减小了但是变宽了。为了深入的研究温度场对脉冲底座的影响,该文将其分为三组,分别研究每一组对脉冲底座的影响。实验结果表明中间的温度越高,脉冲底座越低并且向两边扩散,而靠近中间两侧的TEC的温度越高,脉冲底座就会向脉冲中心靠拢。当然对于三阶色散的补偿还有待于进一步的研究,并且对于系统的非线性效应并没有考虑在内,而非线性也会对最后脉冲输出产生一定的影响,所以温度调谐CFBG精确补偿光纤CPA系统的色散还需要继续努力深入研究。

倪彬[9](2016)在《两种新型非线性啁啾光纤光栅的设计及特性研究》文中认为随着光纤通信的快速发展,光纤光栅成为近年来发展迅速的光无源器件。由于光纤光栅具有体积小、损耗低、兼容性强、价格低廉、不受电磁干扰等优良特性,因此被广泛用于光纤滤波器、色散补偿器、波分复用器、光纤激光器、光纤传感器等多个领域。论文第二章首先介绍了研究非均匀光纤光栅的基本方法—传输矩阵法,讨论了不同光纤参数对均匀、切趾、取样、啁啾等多种光纤光栅的反射谱和时延谱特性的影响,更好地阐述了传输矩阵中各个参量在整个过程中的作用。论文第三章设计了“非线性啁啾+取样”和“阶梯型非线性啁啾+取样”这两种新型结构的光纤光栅,分析啁啾系数、折射率调制度、光栅长度、取样周期以及取样率等参数对两种结构光纤光栅的反射及时延特性的影响。“非线性啁啾+取样”结构光纤光栅,在红外波段具有5个以上的信道,信道带宽内时延起伏低于20ps;设计的“阶梯型非线性啁啾+取样”结构光纤光栅,在通信波段具有10个以上的信道,信道带宽内时延起伏能稳定在0ps。论文第四章设计了“非线性啁啾+取样”结构的光纤光栅滤波器,并在OptiSystem软件系统中,搭建了一个波分复用仿真系统来检验滤波性能。分析了“阶梯型非线性啁啾+取样”结构的光纤光栅在OCDMA中作为编解码器的应用可能。结果证明,这两种新型结构的光纤光栅具有多信道、群时延起伏小等特性,结构上能够降低制作难度,能够满足WDM及OCDMA系统的要求。

谢枫锋[10](2014)在《啁啾光纤光栅在通信系统中的理论研究与应用》文中指出随着光通信产业的迅猛发展,光纤光栅是近年来发展最为迅速的光无源器件之一,而啁啾光纤光栅具有非线性小、插入损耗低、结构紧凑和能兼容光纤等优势,在光通信领域应用非常广泛。因此,逐步解决光纤光栅目前在光通信理论和应用中所存在的各类关键问题必将会给光纤通信领域带来巨大的改变。本文主要针对光纤光栅的光学特性和高速传输系统中的色散补偿进行了详细阐述。首先,论文详细介绍了光纤光栅(FBG)的分类和基本理论。以耦合模理论为基础,利用传输矩阵法,详细分析了不同参数下的均匀光纤光栅(UFBG)、切趾光纤光栅和啁啾光纤光栅(CFBG)的光学特性。从中可以分析到,光纤光栅反射率、边模抑制比受光纤光栅长度、折变量和啁啾系数的影响规律。与光栅长度和啁啾系数相比,光栅折变量的数值对3dB带宽的影响很大。另外,针对啁啾光纤光栅进行了变迹处理,使用两种常用的变迹函数获得了较理想的光学特性,在此基础上构造了一种新的变迹函数,与两种常用的变迹函数进行对比分析。通过对比发现,采用新的变迹函数进行变迹之后的啁啾光纤光栅的光学特性最理想。接着,从理论上简要分析了单模光纤中的色散,光纤的总色散是由材料色散、波导色散和折射率分布色散组成。利用Optisystem软件设计了高速传输系统的色散补偿仿真实验图,对比了前置色散补偿、后置色散补偿和对称色散补偿三种色散补偿方式对高速传输系统的色散补偿效果,同时分析了三种色散补偿方式下的误码率与入纤功率的关系。当入纤功率较小时,信噪比比较差,误码率也会比较高;随着入纤功率的增加,噪音相对信号变小了,因此系统的信噪比也随着增加了,误码率也随之变小了;但是随着光功率不断的增加,非线性对系统的影响越来越大,误码率也随之变大。最后,设计了一个40/100/160Gb/s的光纤传输系统,通过对不同的速率、传输距离、占空比、脉冲形状和不同的传输模式对光纤传输系统的三阶色散(TOD)效应影响的分析,得出了三阶色散导致脉冲展宽,脉冲边缘产生震荡,同时脉冲中心会产生时域偏移,随着速率的增加,脉冲中心时域偏移也会变大,脉冲中心时域偏移也受占空比、脉冲形状和光纤类型影响。

二、利用啁啾光纤光栅进行色散补偿的研究(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、利用啁啾光纤光栅进行色散补偿的研究(论文提纲范文)

(1)以啁啾光栅对波分复用系统色散补偿的研究(论文提纲范文)

1 引 言
2 啁啾光纤光栅色散补偿原理
3 WDM系统色散补偿的仿真
4 仿真结果分析
    4.1 最佳激光器输出功率
    4.2 最佳啁啾光纤光栅带宽
    4.3 最佳啁啾光纤光栅的色散补偿值
5 结 论

(2)色散反馈半导体激光器消除时延特征及其密钥空间增强研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 混沌激光保密通信研究进展
        1.2.1 混沌激光收发机
        1.2.2 混沌同步方式
        1.2.3 信息加载和解调
    1.3 镜面反馈半导体激光器的输出特性
        1.3.1 带宽和时延特征
        1.3.2 对混沌通信的限制
    1.4 镜面反馈半导体激光器的安全性
        1.4.1 结构参数
        1.4.2 密钥空间
        1.4.3 小结
    1.5 论文主要研究思路与内容
第二章 光反馈半导体激光器理论模型
    2.1 镜面反馈半导体激光器理论模型
    2.2 色散反馈半导体激光器理论模型
        2.2.1 啁啾光纤光栅的模型建立
        2.2.2 啁啾光纤光栅反馈半导体激光器理论模型
    2.3 小结
第三章 色散反馈半导体激光器时延特征分析
    3.1 时延特征的分析方法
        3.1.1 自相关函数分析
        3.1.2 互信息分析
        3.1.3 功率谱分析
    3.2 色散反馈半导体激光器模拟结果
        3.2.1 反馈强度对时延特征的影响
        3.2.2 啁啾光纤光栅色散对时延特征的影响
        3.2.3 消除时延特征机理及临界色散
    3.3 色散反馈半导体激光器实验装置
        3.3.1 啁啾光纤光栅反馈半导体激光器实验装置
        3.3.2 基于悬臂梁色散可调的啁啾光纤光栅
        3.3.3 啁啾光纤光栅色散测试方法
    3.4 色散反馈半导体激光器实验结果
        3.4.1 反馈强度对时延特征影响的实验结果
        3.4.2 啁啾光纤光栅色散对时延特征影响的实验结果
        3.4.3 实验分析时延特征消除原因
    3.5 小结
第四章 色散反馈半导体激光器混沌的复杂度分析
    4.1 排列熵分析
    4.2 色散反馈半导体激光器参数对复杂度的影响
        4.2.1 激光器内部参数对复杂度的影响
        4.2.2 激光器外部参数对复杂度的影响
        4.2.3 CFBG参数对复杂度的影响
    4.3 小结
第五章 色散反馈半导体激光器密钥空间增强
    5.1 引言
    5.2 密钥空间评估方法
    5.3 镜面反馈半导体激光器的密钥空间
        5.3.1 通信模型
        5.3.2 密钥参数分析
        5.3.3 密钥空间估算
    5.4 CFBG反馈半导体激光器的密钥空间
        5.4.1 通信模型
        5.4.2 密钥参数分析
        5.4.3 密钥空间估算
    5.5 小结
第六章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
图表索引
致谢
攻读博士学位期间取得的科研成果

(3)特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 光纤光栅概述
        1.1.2 特种光纤光栅的发展方向
    1.2 研究进展
        1.2.1 45 度倾斜光纤光栅研究进展
        1.2.2 大角度倾斜光纤光栅研究进展
        1.2.3 耐高温光纤光栅研究进展
    1.3 研究意义及研究内容
第2章 光纤光栅耦合模理论
    2.1 光纤光栅的基本耦合模理论
    2.2 光纤布拉格光栅耦合模理论
    2.3 倾斜光纤光栅耦合模理论
    2.4 倾斜光纤光栅全矢量复耦合模理论
    2.5 小结
第3章 特种光纤光栅制作
    3.1 光纤光栅制作系统
        3.1.1 光纤载氢系统
        3.1.2 光纤光栅刻写装置
        3.1.3 退火处理
    3.2 倾斜光纤光栅制作技术
        3.2.1 45 度倾斜光纤光栅制作技术
        3.2.2 大角度倾斜光纤光栅制作技术
    3.3 双光束干涉扫描刻写技术
        3.3.1 双光束干涉扫描刻写系统
        3.3.2 特殊波段光纤光栅制作
    3.4 小结
第4章 45度倾斜光纤光栅在多波长光纤激光的应用研究
    4.1 45 度倾斜光纤光栅的原理及特性
        4.1.1 45 度倾斜光纤光栅的起偏原理
        4.1.2 45 度倾斜光纤光栅偏振相关损耗
    4.2 全光纤偏振干涉滤波器及多波长光纤激光器
        4.2.1 基于45 度倾斜光纤光栅的全光纤偏振干涉滤波器
        4.2.2 基于全光纤偏振干涉滤波器的多波长光纤激光器装置及原理
        4.2.3 多波长光纤激光器测量结果
    4.3 基于45 度倾斜光纤光栅的单偏振双波长锁模光纤激光器
        4.3.1 双波长激光器原理及装置
        4.3.2 激光器输出特性
    4.4 小结
第5章 大角度倾斜光纤光栅特性及在锁模光纤激光的应用研究
    5.1 大角度度倾斜光纤光栅特性研究
        5.1.1 光纤包层模式的有效折射率计算
        5.1.2 大角度倾斜光纤光栅模式特性理论计算
        5.1.3 大角度倾斜光纤光栅特性实验研究
    5.2 大角度度倾斜光纤光栅在锁模光纤激光器中的应用研究
        5.2.1 可饱和吸收体简述
        5.2.2 基于大角度倾斜光纤光栅的可饱和吸收体
        5.2.3 基于大角度倾斜光纤光栅可饱和吸收体的锁模光纤激光器
    5.3 小结
第6章 Ia型耐高温光纤光栅及在DBR激光的应用研究
    6.1 Ia型耐高温光纤光栅
        6.1.1 Ia型耐高温光纤光栅基本原理
        6.1.2 Ia型耐高温光纤光栅制作
        6.1.3 Ia型掺镱光纤光栅高温测试
    6.2 基于耐高温光纤光栅的DBR光纤激光器研究
        6.2.1 耐高温DBR光纤激光器研制
        6.2.2 耐高温DBR光纤激光器高温测试
    6.3 小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 展望
参考文献
附录 中英文对照表
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(4)特殊环境下光纤光栅传感技术与高速解调方法研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤传感技术研究现状
        1.2.1 光纤光栅高速解调方法研究现状
        1.2.2 光纤光栅传感器封装技术研究现状
    1.3 光纤光栅传感技术的应用
        1.3.1 光纤光栅在生物医学领域的应用
        1.3.2 光纤光栅在工程领域的应用
    1.4 本文的主要内容和创新点
第2章 光纤光栅传感及解调基本理论
    2.1 光纤光栅传感理论分析方法
    2.2 啁啾光纤光栅传感理论分析方法
    2.3 光纤光栅封装理论分析方法
    2.4 光纤光栅高速解调理论
        2.4.1 傅里叶频域锁模激光器扫频光纤光栅解调法
        2.4.2 边缘检测滤波光纤光栅解调法
        2.4.3 非平衡马赫-曾德干涉光纤光栅解调法
    2.5 本章小结
第3章 基于光延时微波实时相位检测(OTTD-MPD)光纤光栅解调方法研究
    3.1 基于OTTD-MPD的光纤光栅传感解调系统
    3.2 基于OTTD-MPD的光纤光栅传感解调系统理论分析
    3.3 基于OTTD-MPD的光纤光栅传感特性研究及噪声分析
    3.4 基于OTTD-MPD的参考微波光子链路相位补偿方法研究
    3.5 本章小结
第4章 用于特殊环境的光纤光栅封装设计方法研究
    4.1 光纤光栅金属化封装方法和传感特性研究
        4.1.1 基于化学镀Ni的光纤光栅金属化方法及传感特性研究
        4.1.2 基于蒸发镀Ni-Cr的光纤光栅金属化方法及传感特性研究
        4.1.3 化学镀和蒸发镀金属化光纤光栅传感性能分析
    4.2 铝基底光纤光栅全金属无胶化抗啁啾封装方法及传感特性研究
        4.2.1 基于铝基底的全金属光纤光栅封装方法研究
        4.2.2 基于铝基底的全金属光纤光栅温度特性研究
        4.2.3 铝基底光纤光栅封装温度液氮低温抗啁啾性能测试
    4.3 本章小结
第5章 基于光纤光栅技术的特殊环境长度检测方法研究
    5.1 盾构机刀具磨损检测技术以及方法概述
    5.2 基于光纤光栅技术的盾构机刀具磨损检测系统研究
    5.3 基于啁啾光纤光栅(CFBG)的盾构机刀具磨损传感研究
        5.3.1 用于盾构机刀具磨损检测的CFBG封装方法
        5.3.2 基于CFBG的盾构机刀具磨损传感系统算法实现
        5.3.3 基于CFBG的盾构机刀具磨损标定实验
        5.3.4 基于CFBG的盾构机刀具磨损检测实验
    5.4 基于光纤光栅阵列(FBGA)的盾构机刀具磨损传感研究
        5.4.1 用于盾构机刀具磨损检测的FBGA长度检测原理
        5.4.2 用于盾构机刀具磨损检测的FBGA封装方法
        5.4.3 基于FBGA的盾构机刀具磨损传感系统及算法实现
        5.4.4 基于FBGA的盾构机刀具磨损检测实验
    5.5 本章小结
第6章 基于光纤光栅技术的特殊环境弯曲检测方法研究
    6.1 基于半剖应力管结构的光纤光栅微管弯曲测量方法研究
    6.2 用于血管内OCT三维形貌恢复的FBG-OCT导管制备研究
        6.2.1 用于血管内OCT三维形貌恢复的FBG组件制备流程
        6.2.2 用于血管内OCT三维形貌恢复的FBG组件应变旋转实验
    6.3 用于血管内OCT三维形貌恢复的FBG-OCT系统研究
    6.4 用于血管内OCT三维形貌恢复的FBG-OCT导管系统标定
    6.5 基于FBG-OCT导管的血管内OCT假体三维恢复研究
    6.6 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 课题展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(5)基于啁啾光纤光栅应力特性的超短脉冲精确色散补偿(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 超快激光器发展现状
    1.2 超快激光技术的应用
        1.2.1 飞秒激光在微光子器件上的应用
        1.2.2 飞秒激光在生物医学上的应用
        1.2.3 飞秒激光在超精密微加工领域的应用
    1.3 光纤光栅的发展与其在色散补偿领域的应用
        1.3.1 光纤光栅的发展现状
        1.3.2 光纤光栅在色散补偿领域的应用
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 飞秒激光器的基础理论
    2.1 激光的基础理论
        2.1.1 光的吸收和辐射
        2.1.2 受激辐射放大的条件
    2.2 脉冲激光在光纤中的理论模型
        2.2.1 脉冲激光在光纤中的传输特性
        2.2.2 脉冲激光在光纤中传输的色散理论
    2.3 激光在光纤中传输的各种非线性效应
        2.3.1 自相位调制(SPM)
        2.3.2 受激拉曼散射(SRS)
    2.4 掺镱光纤放大的理论模型
        2.4.1 光纤基质中Yb3+的吸收和受激辐射理论模型
        2.4.2 掺Yb3+光纤的速率传输方程
        2.4.3 各种掺镱光纤的特性
第三章 光纤啁啾脉冲放大系统及其色散调谐理论
    3.1 光纤CPA系统中种子源的锁模的原理
    3.2 CPA系统中常用的展宽器和压缩器理论基础
        3.2.1 衍射光栅对
        3.2.2 啁啾光纤光栅
        3.2.3 啁啾体布拉格光栅的结构和色散原理
    3.3 啁啾光纤光栅的色散调谐理论
        3.3.1 啁啾光纤光栅的温度调谐理论
        3.3.2 啁啾光纤光栅的拉力调谐理论
第四章 超快光纤CPA系统中脉冲优化实验
    4.1 实验装置
    4.2 光纤CPA系统中啁啾光纤光栅色散精密调节技术方案
        4.2.1 温度对CFBG的色散进行精密调谐的实验
        4.2.2 拉力对CFBG的色散进行精密调谐的实验
    4.3 光纤CPA系统中应力精密调谐输出脉冲宽度实验方法
        4.3.1 拉力对CPA系统二阶色散的精确补偿
        4.3.2 拉力对CPA系统三阶色散的精确补偿
        4.3.3 实验环境对超快激光脉冲波形的影响
第五章 总结和展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(6)基于光纤光栅的Fabry-Perot谐振腔研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤光栅的发展与研究应用
    1.3 光纤法布里-珀罗腔的发展研究与应用
    1.4 基于光纤光栅法布里-珀罗腔的功能器件的应用介绍
        1.4.1 光纤光栅F-P腔滤波器
        1.4.2 光纤光栅F-P腔色散补偿器
        1.4.3 光纤光栅F-P腔激光器
        1.4.4 光纤光栅F-P腔传感器
    1.5 论文主要研究工作
2 光纤光栅理论基础
    2.1 耦合模理论
    2.2 传输矩阵法
    2.3 光纤布拉格光栅的光谱特性
    2.4 本章小结
3 均匀光纤光栅构成的F-P腔
    3.1 均匀光纤光栅F-P腔的基本理论
    3.2 两长度相同均匀光栅构成F-P腔
        3.2.1 改变两光栅长度
        3.2.2 改变F-P腔腔长
        3.2.3 改变折射率调制深度
    3.3 两长度不同均匀光栅构成F-P腔
        3.3.1 改变F-P腔腔长
        3.3.2 改变折射率调制深度
    3.4 均匀光栅构成的G-T腔
        3.4.1 均匀光栅G-T腔的基本理论
        3.4.2 反射谱和相位特性
    3.5 本章小结
4 啁啾光纤光栅构成的F-P腔
    4.1 啁啾光纤光栅F-P腔的基本理论
        4.1.1 啁啾光纤光栅F-P腔的结构
        4.1.2 啁啾光纤光栅F-P腔FSR计算
    4.2 周期由小变大的同向啁啾光栅构成F-P腔
        4.2.1 改变折射率调制深度
        4.2.2 改变啁啾系数
    4.3 两周期依次由小变大再由大变小的啁啾光栅构成F-P腔
        4.3.1 改变光栅长度
        4.3.2 改变折射率调制深度
        4.3.3 改变啁啾系数
    4.4 两周期依次由大变小再由小变大的啁啾光栅构成F-P腔
        4.4.1 改变光栅长度
        4.4.2 改变折射率调制深度
        4.4.3 改变啁啾系数
    4.5 线性啁啾光栅构成的G-T腔
    4.6 重叠写入啁啾光栅构成F-P型滤波器
    4.7 本章小结
5 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 未来展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(7)啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿(论文提纲范文)

0 引言
1 理论分析
    1.1 光纤色散及高斯脉冲在光纤中的传输特性
    1.2 啁啾光纤光栅的理论结构
2 结果及讨论
3 结论

(8)基于啁啾光纤光栅温度特性的超短脉冲精确色散补偿技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 超快激光发展现状
    1.2 超快激光器的应用
        1.2.1 飞秒激光在医学上的应用
        1.2.2 飞秒激光在光信息储存上的应用
        1.2.3 飞秒激光在加工领域的应用
    1.3 光纤光栅的发展与应用
        1.3.1 光纤光栅的发展现状
        1.3.2 光纤光栅的应用
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 光纤CPA系统中关键技术
    2.1 TEC工作原理
    2.2 种子源工作原理
        2.2.1 可饱和吸收体锁模
        2.2.2 半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模
        2.2.3 非线性偏振旋转(NPR)效应锁模
        2.2.4 非线性光纤环形镜锁模
    2.3 光纤放大器
        2.3.1 单模光纤放大
        2.3.2 双包层光纤放大
        2.3.3 光子晶体光纤放大
    2.4 CPA系统中的展宽器和压缩器
        2.4.1 光纤色散原理
        2.4.2 光纤光栅色散原理
        2.4.3 三棱镜色散原理
        2.4.4 衍射光栅的色散原理
第三章 温度调谐光纤光栅色散补偿理论计算
    3.1 色散对输出脉冲包络的影响
    3.2 线性CFBG的理论模型
    3.3 CFBG的温度调谐理论计算
        3.3.1 波长调谐理论
        3.3.2 色散量温度调谐理论
第四章 光纤CPA系统中CFBG温度调谐二阶色散实验
    4.1 CFBG的温度调谐特性实验
        4.1.1 CFBG反射谱随温度的变化
        4.1.2 实验探究CFBG二阶色散随温度的变化情况
    4.2 光纤CPA系统中温度精密调谐输出脉冲宽度
第五章 光纤CPA系统中CFBG温度调谐三阶色散实验
    5.1 高精度温控系统
    5.2 全光纤光子晶体光纤放大系统三阶色散的精确补偿实验
    5.3 探究CFBG在非均匀场下输出脉冲形状的变化
第六章 总结与展望
    总结
    展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果

(9)两种新型非线性啁啾光纤光栅的设计及特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤光栅的发展国内外研究现状
    1.3 光纤光栅的应用
        1.3.1 光纤光栅在光纤通信中的应用
        1.3.2 光纤光栅在激光器中的应用
        1.3.3 光纤光栅在传感领域的应用
    1.4 论文的主要研究内容和创新点
第二章 光纤光栅基础理论
    2.1 光纤光栅的光学特性
    2.2 光纤光栅的理论分析方法
        2.2.1 耦合模理论
        2.2.2 传输矩阵法
    2.3 光纤光栅的分类及其特性分析
        2.3.1 均匀光纤光栅
        2.3.2 切趾光纤光栅
        2.3.3 取样光纤光栅
        2.3.4 啁啾光纤光栅
    2.4 本章小结
第三章 非线性光纤光栅研究分析
    3.1 非线性啁啾光纤光栅特性分析
    3.2“非线性啁啾+取样“结构的光纤光栅特性研究
    3.3“阶梯型非线性啁啾+取样“结构的光纤光栅研究
    3.4 本章小结
第四章 非线性啁啾光纤光栅的应用研究
    4.1“非线性啁啾+取样”结构的光纤光栅——光滤波器的仿真与分析
        4.1.1“非线性啁啾+取样”光纤光栅滤波器用于WDM系统的仿真分析
        4.1.2“非线性啁啾+取样”光纤光栅滤波器与其它光纤滤波器的对比
    4.2“阶梯型非线性啁啾+取样”光纤光栅的应用探索
        4.2.1 OCDMA技术简介
        4.2.2“阶梯型非线性啁啾+取样”光纤光栅在OCDMA光栅编码中的应用
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 ITU-T G.694.1 DWDM系统中的信道间隔标准
致谢

(10)啁啾光纤光栅在通信系统中的理论研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
        1.1.1 光纤通信的发展
        1.1.2 光纤光栅的应用
    1.2 光纤光栅的发展与国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究工作
第二章 光纤光栅的基础理论
    2.1 光纤光栅的类型
        2.1.1 按光纤光栅的周期分类
        2.1.2 按光纤光栅的波导结构分
        2.1.3 按光纤光栅的成栅机理分类
    2.2 光纤光栅的模式理论
        2.2.1 耦合模理论
        2.2.2 传输矩阵法
    2.3 本章小结
第三章 光纤光栅特性分析及变迹研究
    3.1 光纤光栅性能分析
        3.1.1 均匀光纤光栅
        3.1.2 切趾光纤光栅
        3.1.3 啁啾光纤光栅
        3.1.4 光纤光栅参数对 3dB 带宽的影响
    3.2 啁啾光纤光栅的变迹分析
        3.2.1 理论模型
        3.2.2 仿真分析
    3.3 本章小结
第四章 基于 Optisystem 的光纤传输系统的仿真与分析
    4.1 引言
    4.2 单模光纤的色散
        4.2.1 基本理论
        4.2.2 群时延
    4.3 高速传输系统中的色散补偿
        4.3.1 前置补偿
        4.3.2 后置补偿
        4.3.3 对称补偿
    4.4 三阶色散效应
        4.4.1 理论分析
        4.4.2 传输系统设计
        4.4.3 数值分析
    4.5 本章小结
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录 : 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

四、利用啁啾光纤光栅进行色散补偿的研究(论文参考文献)

  • [1]以啁啾光栅对波分复用系统色散补偿的研究[J]. 曹雪. 光电子·激光, 2021(02)
  • [2]色散反馈半导体激光器消除时延特征及其密钥空间增强研究[D]. 王大铭. 太原理工大学, 2019
  • [3]特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究[D]. 王虎山. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
  • [4]特殊环境下光纤光栅传感技术与高速解调方法研究[D]. 王进. 天津大学, 2019
  • [5]基于啁啾光纤光栅应力特性的超短脉冲精确色散补偿[D]. 唐书奎. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2018(06)
  • [6]基于光纤光栅的Fabry-Perot谐振腔研究[D]. 郭溢辉. 北京交通大学, 2018(07)
  • [7]啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿[J]. 曾江辉,张培晴,张倩,李杏,许银生,王训四,戴世勋. 红外与激光工程, 2017(10)
  • [8]基于啁啾光纤光栅温度特性的超短脉冲精确色散补偿技术研究[D]. 张新. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2017(06)
  • [9]两种新型非线性啁啾光纤光栅的设计及特性研究[D]. 倪彬. 南京邮电大学, 2016(02)
  • [10]啁啾光纤光栅在通信系统中的理论研究与应用[D]. 谢枫锋. 江南大学, 2014(02)

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啁啾光纤光栅色散补偿研究
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