一、掺铒光纤放大技术及其在密集波分复用系统中的应用（论文文献综述）
周廉[1]（2021）在《基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究》文中进行了进一步梳理光学频率梳在时域上是稳定的激光脉冲序列,在频域上表现为一系列等间距的频率谱线。光梳最初是为频率计量而发明的,其宽光谱、高精度、高分辨和快速扫描的特性为激光光谱学提供了全新的测量方法。在分子光谱测量中,宽带的光梳光源可以同时激发多种样品的跃迁,基于双光梳的光谱测量技术可以在极短时间内获取高分辨的精密光谱。大量分子能在中红外波段能发生强烈的特征振动跃迁,因此中红外光谱是一种识别和量化分子的技术手段。中红外光梳在分子光谱测量中不仅具有高精度、高分辨、高速探测的特性,还兼具了高灵敏度的优点,在环境监测,呼吸诊断和工业安全等领域具有重要的研究价值。产生中红外光梳的方法有很多,其中差频的方法可以简化光梳的时频域控制系统,而且输出平均功率相对较高,波长可以覆盖整个中红外波段。本文以实现3～5μm的大气窗口的中红外光学频率梳为目标,围绕基于周期性极化铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光梳展开研究,主要工作包括中红外光梳的光源、光谱可调谐的中红外光梳、倍频程宽度的中红外光梳等方面,最终成功研制了光谱可以直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光梳系统,并在此基础上成功实现了相干性分析以及气体吸收光谱测量,验证了中红外光梳系统在精密光谱测量应用中的适用性。具体研究内容和创新点如下:1.实现了中红外光学频率梳的种子光源。研究了基于保偏光纤的非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模技术,通过理论分析建立锁模模型,利用数值计算和模拟仿真证明了两种锁模技术形成可饱和吸收的机制,最终验证了五种不同腔形结构实现超短脉冲的可行性,并且选用高稳定、宽光谱的非线性放大环形镜锁模作为中红外光学频率梳的种子源。2.实现了基于光纤激光系统的光谱可调谐中红外光学频率梳。基于近红外锁模光纤光梳,通过啁啾脉冲放大与光谱非线性展宽获得了宽光谱的信号光,利用光学差频技术,在啁啾极化铌酸锂晶体中产生了光谱在3.0～4.4μm区间可调谐的中红外光学频率梳。为了获取更宽调谐范围的中红外光梳,组建了具有高功率、宽光谱特性的自相似放大器,获得了平均功率56.8W,脉冲宽度33fs,峰值功率22.95MW的超短脉冲。采用周期极化铌酸锂作为非线性频率变换晶体,产生了中心波长在3.3～5.2μm可调谐的中红外光学频率梳。3.实现了光谱覆盖范围达到倍频程宽度的中红外光学频率梳。从宽带近红外设计方案出发,优化了系统输出光谱带宽以及晶体结构,通过啁啾极化铌酸锂晶体产生光谱直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光学频率梳,并且还验证了系统的相干性和多气体分子并行测量的能力。为了将宽带中红外光学频率梳进一步推向应用,简化系统结构,通过脉冲内自差频的方式在啁啾型周期性极化铌酸锂波导内同样产生了宽带中红外光学频率梳,光谱范围2.5～5.0μm。
陈思琦[2]（2021）在《基于低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统研究》文中指出近年来,电网事故在我国各个地区相继发生,这不仅会扰乱人们的正常生活,还会给国家经济带来不可估量的损失。为了减少电网事故的发生,需要对输电线运行状态进行有效监测。基于随机光纤激光器的点式光纤传感系统具有抗电磁干扰、信噪比高、长距离传感等优势,极其适合应用于电网系统中。然而,随着国家电网规模的扩张,如何进一步提升点式光纤传感系统的性能是今后需要解决的问题。本文在特种传感光纤光缆联合实验室的支持下将一种低损耗光纤（ULL G.652B）用于随机光纤激光器的腔体设计,并将该激光器用于点式传感系统以提升点式传感系统的性能。主要工作内容如下:（1）从理论上分析基于低损耗光纤的随机光纤激光系统输出特性。本文先测量了ULL G.652B光纤在特定波长的损耗系数、后向瑞利散射系数和ULL G.652B光纤的拉曼增益谱。然后,从理论上分析了基于100km ULL G.652B光纤的二阶随机光纤激光器输出功率,激射阈值以及特定泵浦功率下光功率沿光纤的分布情况。（2）设计了一种基于100km/150km ULL G.652B光纤的二阶随机光纤激光系统。本文先研究该系统激射阈值、光纤尾端输出功率和输出光谱以及其随泵浦功率的变化情况。光纤尾端输出功率的实验结果和仿真结果基本一致,说明使用的理论模型较为准确地预测了设计的随机光纤激光系统输出特性。然后,对比100km/150km光纤长度下基于ULL G.652B光纤的随机光纤激光器和基于普通单模光纤（G.652D）的随机光纤激光器输出特性。对比发现在泵浦输出功率较高的情况下,基于ULL G.652B光纤的随机光纤激光器输出光功率和输出光谱对比度都要高于基于G.652D光纤的随机光纤激光器,因此基于低损耗光纤的随机光纤激光器更适合长距离光纤传感。（3）将低损耗光纤应用于点式光纤传感系统。本文先设计了一种基于150km低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统,研究该系统的传感特性。该系统的传感单元是中心波长为1563nm的光纤布拉格光栅（FBG）。此外,还与相同光纤长度下基于G.652D光纤的随机激光点式传感系统做比较。对比发现在相同条件下,基于低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统的传感性能更好。
马雷[3]（2020）在《基于新型谐振腔的多波长光纤激光器的研究》文中研究说明基于受激布里渊散射的多波长布里渊掺铒光纤激光器（MBEFL）,因其具有较高的转化效率、窄线宽、阈值低、波长间隔固定、消光比较高等特点,在全光通信网、密集波分复用系统中有着极为广泛的应用。其中自激发型MBEFL主要是通过引入滤波装置来抑制谐振腔内的模式竞争,由于滤波器的引入使其对外界环境十分敏感,所以在激光传感领域具有广泛应用;而受激发型MBEFL主要是通过引入外加强布里渊泵浦来实现对自激发腔模的抑制,其工作波长主要由自激发腔模的位置和布里渊泵浦的工作波长来决定,所以在全光通信网及密集波分复用系统中有着广泛应用前景。本文从自激发和受激发两个角度对MBEFL进行研究,主要工作如下:1.自行制备了新型结构的M-Z干涉仪,基于自制M-Z干涉仪,制备了环形腔结构的自激发型MBEFL,实验结果表明可以实现18个具有超过20d B消光比的激光输出。2.提出一种新型结构的自激发型多波长激光器,获得了25个稳定多波长激光输出,且每个波长消光比均超过20d B。3.基于前置放大技术,提出一种单线腔结构多波长激光器,获得了33个稳定多波长激光输出,且具有12nm的调谐范围。4.提出一种双线腔结构的多波长激光器,其阈值为35m W,最多可获得51个稳定多波长激光输出。
傅芸[4]（2020）在《光纤分布式应变传感新方法与新技术的研究》文中研究表明随着社会的发展和科技的进步,人类对深海、深地和深空进行探索的需求越来越强烈。为了感知已有技术无法达到的领域,研发具有高稳定性、高信号质量、高灵敏度、组网能力强的传感器成为迫切需求。基于光纤的传感系统,在强电磁辐射、易燃易爆、高温高压、野外无法供电等极端或者恶劣的情况下,具有电类传感系统无可比拟的优势。在各类光纤传感系统中,光纤分布式传感系统,由于具有长距离和大容量等优势,广泛应用于工业监测、能源开发、交通管理等领域。而具有更快响应速度、更高稳定性、更长传感距离和更高灵敏度的光纤分布式应变传感技术的开发,对油气勘探、海底地震监测等领域具有极为深远的影响。现有的光纤分布式应变传感系统还存在诸多不足。针对国家自然科学基金国家重大项目子课题“长距离分布式光纤传感网关键器件与技术研究”中提出的已有光纤分布式应变传感系统无中继传感距离不足的问题,以及单参量光纤分布式传感系统无法同时进行动/静态测量的问题,本论文运用新型光纤分布式放大技术和信号复用技术,设计实现了传感距离超过175 km的布里渊光时域分析仪（BOTDA）和传感距离超过150 km的动静态结合的光纤分布式应变传感系统,在原有系统的基础上取得了较大突破。另外,本论文提出了基于弱掺铒光纤的随机激光混合分布式放大方法,为进一步延长光纤分布式传感系统的无中继距离提供了新的途径。同时,本论文针对国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“基于新型分布式光纤声波传感器的地震检波仪”提出的现有分布式应变动态解调系统信号质量不高和对侧向应变不敏感的问题开展了探索性研究,分析了相干解调模块强度不平衡造成的信号谐波失真,并提出了实时补偿的方法,另外,提出了基于后向瑞利散射偏振态分布式重构光纤双折射矢量以多点监测侧向应变变化的方法。最后,本论文在国家留学基金委的支持下,根据光纤前向布里渊散射对轴向和侧向应变均敏感的特性,对新型分布式应变传感技术进行了探索。本文的主要工作如下:（1）分析了相干解调模块强度不平衡性对于解调信号的影响并提出了实时补偿的方法。针对基于光相干解调的相位敏感型光时域反射仪（Φ-OTDR）,进行了解调模块强度不平衡对解调信号影响的深入研究,并提出了利用后向瑞利散射信号的统计规律对光相干解调模块的强度不平衡性做出实时无损补偿的方法。（2）提出了运用铒离子和拉曼增益共同对分布式应变传感信号进行分布式放大的方法。提出了利用铒离子与拉曼增益一起为分布式应变传感信号提供综合放大的方法,并优化了系统设计,使得信号功率在掺铒光纤的背景损耗和分布式放大上取得平衡,使得系统增益同时拥有最大值。（3）提出了利用后向瑞利散射光的偏振态分布式重构光纤的偏振传输矩阵的方法,实现外界侧向应变变化的多点监测。并且,提出了利用90°光学混频器同时恢复后向瑞利散射光偏振态和相位,在不改变光相干型Φ-OTDR整体设计的情况下,同时对侧向和轴向应变进行分布式监测的方法。（4）提出利用激发多芯光纤的前向布里渊散射,同时对外界的侧向轴向应变进行分布式传感的方法。利用多芯光纤的内侧/外侧纤芯有效激发前向布里渊散射的基模/高阶模,并运用BOTDA对特定声场模式的截止频率进行分布式标定,可以同时对轴向和侧向应变进行感知。（5）利用三阶光纤随机激光放大实现了超长距离无中继BOTDA。利用三阶和二阶光纤随机激光放大,在系统空间分辨率为8 m的情况下,设计出传感长度突破175 km,应变传感精度为±40.12με,所得的品质因子大于200,000的BOTDA系统。（6）实现了超长距离的动静态结合分布式应变传感器。该系统有机利用了多种复用技术,抑制了子系统之间的相互影响,在静态测量空间分辨率8.2 m,动态测量空间分辨率30 m的情况下,设计出无中继传感距离大于150 km,静态应变的传感精度可达±16.4με的动静态结合的光纤分布式应变传感系统。
范志强[5]（2020）在《光电振荡器及其应用研究》文中指出具有低相位噪声、高频率稳定度的微波信号源是现代通信、雷达、导航及测量等电子系统的核心器件。光电振荡器是一种通过光电反馈环路将光能量转换为微波能量的微波光子信号产生技术,具有相位噪声低、频率稳定度高、频率调谐范围大的优点。该技术突破了电子技术产生微波信号的技术瓶颈,对提高电子系统性能具有重要意义,已经成为微波光子学的研究热点。本论文对光电振荡器进行了系统的理论与实验研究,包括基础理论、测试方法、新型结构及其应用研究。主要研究内容及创新点如下:1.光电振荡器基础理论研究研究了注入锁定光电振荡器的基础理论。通过推导时域相位差微分方程,建立了注入锁定OEO的理论模型,明晰了注入锁定OEO的锁定条件,解释了频率牵引现象,分析了相位噪声特性的影响因素。并通过实验验证了理论分析结果,该结果为注入锁定光电振荡器的研发提供了理论依据。2.光电振荡器相位噪声测试方法研究提出了基于波分复用结构的光延迟互相关微波信号相位噪声测量方法。在传统光延迟互相关相位噪声测量技术中,引入波分复用技术使两个测量通道共享数公里长延时光纤,降低了系统复杂度和双通道延时匹配的难度。搭建测试平台,实现了4-11GHz微波信号的相位噪声测量,在10GHz频点处的系统噪底为-152.6d Bc/Hz@10k Hz。该测量方法为宽带、低相噪微波信号源提供了一种相位噪声测量手段。基于光延迟互相关相位噪声测量系统,提出采用波分复用技术将光电振荡器与相位噪声测量系统相融合的光电振荡器相位噪声测量方法。搭建了共享光纤的双环路光电振荡器,边模抑制比达到82.4d B,并采用上述测量方法建立了相位噪声测试平台,在10.66GHz频点处测得相位噪声为-122d Bc/Hz@10k Hz,与商用相位噪声测量仪器的测试结果一致,降低了光电振荡器相位噪声测量的技术难度。3.新型结构光电振荡器研究研制了基于注入锁定和延时补偿技术的光电振荡器,通过延时补偿系统实时补偿由于温度等因素引起的环路延时变化,将振荡频率维持在注入信号的锁定范围内,实现了稳定的单模振荡。该光电振荡器在1000s时间内,温度波动范围22-31℃时,10.66GHz频点处实现了±0.1ppb的频率稳定度,边模抑制比达到78d B,频率调谐步进为10Hz。该成果提高了光电振荡器的边模抑制比和频率稳定度。研制了基于宇称-时间对称原理的可调谐光电振荡器。利用硅基集成微盘振荡器的互易性实现了宇称-时间对称结构,其强大的模式选择能力大大降低了对滤波器的带宽要求。利用硅基集成微盘振荡器的热调谐性,实现了可调谐光电振荡器。建立了实验系统,实现了15d Bm、2GHz至12GHz可调谐微波频率输出。当反馈环路长度约1km时,在10k Hz频率处的相位噪声达到了-117.3d Bc/Hz。该方法降低了对滤波器带宽的要求和实现了宇称-时间对称光电振荡器的调谐。研制了基于微波非线性放大技术的双频输出光电振荡器。实现了含有基频信号和三次谐波信号的双频输出。基频信号的频率调谐范围为6.68GHz至10.6GHz,调谐步进为50MHz/m A,输出功率为12.774±0.8d Bm;三次谐波信号的频率调谐范围为20.04GHz至31.9GHz,调谐步进为150MHz/m A,输出功率为-5.41±1.47d Bm。为实现高性能双频微波源提供了一种有效解决方案。4.光电振荡器应用研究基于互参考结构光电振荡器,提出了温度不敏感型应变和位移测量方法,其中互参考结构采用波分复用技术实现。分别研制了基于光电振荡器的应变和位移测量系统,其中应变测量系统测量范围大于600με,测量误差优于±0.3με,且不受温度影响;位移测量系统在模拟待测目标距离约为8km,采样时间为1ms时,位移测量误差为±11.14μm,速度测量误差为±3.90μm/ms,结果也不受温度影响。该方法克服了温度对测量系统的影响,同时兼有测量精度高、速度快的优点。
蔡亚君[6]（2020）在《小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究》文中研究表明飞秒光频梳凭借着其宽光谱及高频率稳定特性,被广泛应用于光学频率测量、绝对距离测量、精密光谱测量、原子钟网络、低噪声微波信号产生等重要研究领域。与其它类型飞秒光频梳相比,基于全保偏光纤及器件的掺铒光纤光频梳因为具有结构紧凑、易于维护、工作波长位于光通信波段、环境适应性强等优点,成为近年来研究和应用的热点。本论文针对飞秒光频梳工程化应用需求,通过实验研究基于全保偏掺铒光纤的飞秒锁模脉冲产生和放大技术、飞秒光频梳的频率探测以及控制锁定技术、飞秒光频梳输出激光非线性波长变换等关键技术,探索获得结构紧凑、性能优异、环境适应性强的应用型飞秒光纤光频梳。本论文主要工作和创新点概括如下:1.设计并实验搭建了一套重频为200 MHz的全保偏飞秒掺铒光纤光学频率梳系统。飞秒振荡器采用线形腔结构,基于SESAM锁模机制,实现了中心波长1560.7 nm,平均功率3.9 m W的飞秒脉冲序列输出。通过利用脉冲宽度为53 fs,峰值功率为12.5 k W的飞秒脉冲泵浦高非线性光纤,实验产生光谱范围覆盖1000 nm2050 nm的倍频程宽带超连续谱。进一步,通过自参考共线“f-2f”干涉技术,获得了信噪比为40 d B的fceo信号。最终,通过反馈调节振荡器腔长和泵浦电流的方式,实现重复频率和载波包络偏移频率的同时锁定。以氢原子钟为参考源,秒稳情况下,7200 s的频率计数时间内重复频率的相对稳定度为1.65′10-12,残余积分时间抖动达到418 fs[3 Hz-1 MHz]。在5 h的频率计数时间内,载波包络偏移频率相对稳定度为3.22′10-11/s,积分相位噪声为0.216 rad[100 Hz-1 MHz]。2.设计并实验搭建了基于1.5mm全保偏锁模激光器的双色可见光梳光源。通过优化放大器和高非线性光纤（零色散点、色散斜率和长度）的参数,使得输出光谱在1086 nm和1266 nm处强度达到最大。之后,采用长度为4 cm,不同极化周期的掺Mg O周期性极化铌酸锂晶体,在112℃和59℃下分别实现543 nm和633 nm倍频激光产生,相应的光谱宽度为0.157 nm和0.174 nm,单梳齿平均功率分别达到1.23mW和1.336mW。这种光谱带宽窄、单梳齿平均功率高的双色可见光梳光源有助于提高光频率测量中拍频信号的信噪比。3.优化设计并研制成功一种新型的兼具高控制带宽和大调节范围的光纤频率促动器用于重复频率的锁定。相比于传统的腔长调节装置,所研制的新型频率促动器是一种基于单一压电陶瓷驱动和精密机械结构相配合的光纤拉伸装置,对光纤无损伤。在使用该频率促动器对振荡器腔长进行调节的情况下,我们对重复频率的动静态响应特性进行了系统的实验研究。静态响应结果表明,该频率促动器对重复频率的调节范围高达106 k Hz。动态响应结果表明,该频率促动器的控制带宽约为1 k Hz。这种兼具高控制带宽和大调节范围的频率促动器可显着降低光频梳功耗及体积。4.探索并开展了小型化、高集成度、高环境适应性的光频梳工程化样机研制工作。自主设计并成功实现了基于自聚焦透镜的微型“f-2f”自参考干涉仪（直径4 mm,长度20 mm）。相比于传统的多透镜组空间干涉仪结构,研制的微型干涉仪具有体积小巧和低成本优势。针对光频梳在室外高精度测距领域应用,我们采用自行研制的光纤频率促动器,结合数字化的可编程门阵列频率稳定技术,国内首次研制成功锁定后重复频率为200 MHz整的全保偏稳频飞秒光纤激光器工程样机（功耗为11 W,体积小于0.0015 m3,重量为1.3kg）。该激光器可承受峰值加速度为1.97 g的振动冲击,在15℃和33℃的环境温度下,频率稳定度均优于2.0?10-11/s。这种高集成度、可靠稳定的稳频光频梳对于户外甚至外太空环境下的高精度绝对距离测量具有重要意义。
马鹏飞[7]（2020）在《基于激光干涉融合的分布式振动传感技术研究》文中提出伴随着我国重大基础设施建设规模的不断扩大,安全问题逐渐成为当前人们关注的重点,亟需有效手段来实现对诸如高铁、机场、桥梁、变电站等长距离、大范围重大基础设施安全实施长期有效监测。分布式光纤振动传感技术能够在较长的距离范围内连续监测被测量,同时其具有抗电磁干扰、探测灵敏度高、耐高温等优良特性,在大范围监测应用中有着得天独厚的优势。本文针对上述安全监控领域对分布式光纤振动传感技术的重大需求,围绕非对称双马赫-曾德干涉型分布式振动传感技术存在的几个关键难题,分别从信号处理融合角度和多传感机理融合角度提出提升其振动传感测量性能的新方法,并在理论架构、系统构建、实验验证、现场应用等方面开展了相关研究工作。本文的主要创新性工作内容如下:1.构建非对称双马赫-曾德干涉结构相干理论模型,研究了该结构后向散射噪声滤除原理,振动检测基本原理和位置解调原理;结合互相关时延估计理论,分析了激光器波长差异引起的振动信号非对称性对事件定位的影响机理,并在此基础之上,提出了利用相位变化特征代替干涉信号进行定位的思路,为定位算法的研究奠定理论基础。2.针对振动起始端点精准探测的需求,提出一种基于可变模态分解的高精度端点检测方法,使得检测精度较传统方法提升近两个数量级。提出一种基于S变换的高精度定位算法和一种基于改进3×3耦合器解调的快速定位算法,通过提取两路干涉信号的相位变化特征有效的消除了长臂干涉结构的非对称性对定位精度的影响。同时,针对实际安防监控的应用需求,提出基于概率分析的多事件识别机制,弥补现有硬判决输出识别方法的不足,减少由错误决策所带来的损失。3.从多传感机理融合角度提出了基于双光源密集波分复用技术的马赫-曾德干涉与φ-OTDR融合型分布式振动测量结构,该结构能够同时实现多点定位与宽频响应的分布式振动测量,突破了非对称双马赫-曾德干涉型分布式振动传感技术无法实现多点定位的瓶颈。研究了初始相位差与振动幅度大小对融合系统频率探测的影响机理,提出了基于改进型3×3耦合器解调计算相对相位差,并利用相对相位差替代干涉信号进行频率的探测提升系统动态范围。提出了一种反馈环干涉与φ-OTDR融合的单端单光纤传感结构,在单根光纤上同时实现了多点定位与宽频响应的分布式振动测量。4.采用模块化设计思想分别从硬件和软件层面对马赫-曾德干涉与φ-OTDR融合的分布式振动传感系统进行了仪器化设计,完成了工程样机的搭建,开发了与视频监控平台以及声光报警器的联动报警通信模块,此通信模块不仅提供UDP协议的格式输出,还提供开关量输出。基于该系统开展了现场应用实验研究。
罗鸣[8]（2020）在《新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究》文中研究指明超高速、超大容量光纤通信系统架构是光纤通信最基础和最重要的工程科技问题。单信道传输速率从40Gbit/s提高至100Gbit/s甚至1Tbit/s已经成为必然趋势。业界亟待新的系统架构和技术导入以实现传输性能和容量的革命性提升。针对以上这些问题,本文对新型超高速、超大容量光纤通信系统架构中最重要的三个方面:相干光超大容量光纤传输系统架构、超高速强度调制直接检测（IM-DD）城域网系统架构以及超大容量相干波分复用无源光网络（WDM-PON）系统架构开展了一系列理论与实验研究。在相干光超大容量光纤传输系统架构方面,如何提高单纤传输容量是最核心的问题。随着单模光纤传输容量的潜力即将耗尽,为了进一步提升传输容量,空分复用光纤传输系统的关键技术成为该领域研究的重点。在超高速IM-DD城域网系统架构方面,随着PAM-4调制格式脱颖而出,迅速进入商用阶段,研究如何利用新型数字信号处理算法优化和改进PAM-4调制格式的发送与接收性能成为学术界研究的热点问题。在超大容量相干WDM-PON系统架构方面,由于简化型相干结构与经典相干结构各有其优势,有必要在研究新型简化相干接收技术并将其引入WDM-PON架构的同时积极推进经典相干收发技术在WDM-PON系统中的应用。本文主要成果与创新点如下:（1）针对新型超大容量光纤传输系统架构的特点,提出运用DFT-S OFDM调制格式,在达到高频谱效率的同时,实现信号峰均功率比（PAPR）的降低,减轻光电器件和光纤传输中的非线性效应,并结合该调制格式实现了一系列相干光超大容量光纤传输系统实验。（2）在超大容量空分复用光纤传输系统领域,本文设计制造了一种3模式光纤,提出了利用同步头一致性校验峰值确定少模光纤中模式耦合和模式色散参数的创新方法,并由此确定了应用于少模光纤传输实验中DFT-S OFDM信号循环前缀的长度数值,设计实施了200Tbit/s相干光信号1公里少模光纤传输系统实验。在单模多芯光纤传输方面,分别本文沿着提升纤芯数量的技术路线先后设计制造了低耦合系数的单模7芯光纤和单模19芯光纤,分别实施了560Tbit/s相干光信号10公里传输系统实验以及1.068Pbit/s相干光信号单模19芯光纤传输系统实验。（3）为改进PAM-4调制的发送性能,提出了双二进制编码PAM-4调制格式,从而达到压缩PAM-4信号频谱宽度、提升频谱效率以及降低光纤色散和器件带宽对信号传输性能限制的目的。设计并实施了单通道112Gbit/s双二进制编码PAM-4信号12公里单模光纤传输实验,接收端仅使用一个50GSa/s采样速率的ADC模数转换器,系统整体的-3d B带宽仅为20GHz。在PAM-4信号的接收端,提出了一种较为简化的基于神经网络的非线性均衡接收算法,希望通过该算法提升PAM-4信号的接收性能。设计并实施了基于该神经网络接收算法的4×50 Gbit/s PAM-4信号传输80公里标准单模光纤实验,验证了该算法的可行性,且接收性能相比于常用的基于Volterra滤波器的非线性均衡算法获得了2d B的提升。（4）提出了一种简化型相干检测结构,降低了相干接收系统的成本与复杂度。紧接着,分别基于简化型相干结构和经典相干结构设计了新型超大容量相干WDM-PON系统架构。并针对这两种新型相干WDM-PON系统架构分别进行了实验验证,为相干接收技术在光接入网中的应用提供了有益的指导。实验结果形成的论文在2019年获得国际光通信领域顶级学术会议OFC高分论文称号。
龙灏[9]（2020）在《某省超长跨距光纤通信技术应用研究》文中研究指明目前,我国主要的通信方式包括无线通信、有线通信、微波通信及光纤通信等。其中光纤通信以其传输质量稳定、传输速度高、抗外界干扰能力强、造价成本低等特点成为主要应用媒介,在我国整个通信行业占据了重要的一席之地,为此通信运营商及设备生产厂家投入大量人力物力发展光纤通信技术,其中以超长跨距光纤通信技术为代表的通信技术已达到世界领先水平。光纤传输系统实质是闭环传输系统,光纤传输系统具有多线路交错等特点,所以传输过程中难免会出现信号干扰的情况,超长距离传输对信号的传输质量干扰则更为敏感,因为光纤线路传输越长,其传输速率越低。因此,为了有效提升网络速率及利用率,需要根据超长跨距光纤通信的实际需求,科学研究光纤放大设备在实际超长跨距应用的配置技术,形成理论方案,建立光纤放大设备理论模型,并进行测试仿真试验,得出科学结论。探寻拉曼放大器、掺铒光纤放大器（EDFA）、遥泵放大器、混合放大器等设备的参数配置与超长跨距光纤通信传输质量、速率等性能的关系,使超长跨距光纤通信传输新能得到进一步提升,不仅具有重要的理论意义,其在现实生产应用中也具有重要的实际价值。文章研究内容是某省超长跨距光纤通信技术,结合相关通信传输系统现状和实际,重点研究了超长单跨传输系统和超长跨距无中继传输系统,文章首先从课题背景及意义分析,针对光纤通信技术及通信模块展开讨论,分析总结了超长跨距光传输实现方法。重点讨论了影响超长跨距通信的影响因素及超长跨距光纤通信关键技术,为后续的应用研究形成理论技术支撑。最后针对某省超长跨距应用方案展开分析,以预放+功率放大器+信号波长转换器为基础架构,依据实际需求增加组合模块,易于形成建设方案,后期易于排障维护,采用的4波段10G/2.5G混合传输技术规划方式,应用可操作性强,各项性能指标优秀,符合未来行业及技术发展需要,应用效果良好。通过对传输节点、光功率损耗及链路信噪比等方面对其传输性能进行应用分析,进行应用性能测试,形成最终研究结论。
吴梦实[10]（2020）在《面向水听器应用的高性能光纤准分布式声波传感器》文中指出光纤水听器诞生于上世纪70年代,最初的应用主要是面向军事需求。近年来,随着技术的进步,光纤水听器的应用领域有所拓展,开始在科学研究、海底资源勘探等重要民用领域中发挥作用,面临的应用需求也有所提升。目前的光纤水听器技术还不能适应这些应用需求的改变,暴露出了复用规模不足、噪声等级过高、阵元尺寸过大不易布放等问题。传统的光纤水听器技术经过数十年的发展,现在已非常成熟,在原有技术的基础上提升性能的可操作空间不大。另外一方面,近十年来分布式光纤声波传感器（DAS）被提出并不断优化,在这一过程中,研究者们提出了许多关于提升系统性能的先进技术。DAS与光纤水听器具有相似的功能,因此DAS相关研究中的许多技术,可以为提升光纤水听器系统的性能提供借鉴。例如随着窄线宽激光器的商用化提出的相干探测技术;随着快速数字电路系统的发展提出的脉冲压缩、频分复用技术;随着激光加工技术发展提出的弱光栅阵列、弱反射点阵列、瑞利散射增强技术等。这些技术可以用于扩大系统的复用规模,提升系统的传感精度。直接将分布式声波传感器系统,或者相关的技术直接应用于水声传感中时,虽然可以提升系统的复用规模,但是仍然存在测量精度不足、频率响应不佳等性能表现问题,因此需要对这两种技术的结合作进一步的研究。本文以实现大规模复用的高光纤声波传感器阵列,满足目前水下声传感的应用的需求为目标展开研究。主要研究内容为提升水听器系统的复用规模,测量精度,以及频率响应等关键指标,为传感阵列轻型化等应用难题提供解决方案。所做的研究以按照递进的顺序展开,包括基于相位噪声补偿的水听器高精度相干探测技术,基于脉冲压缩的超高精度水听器探测技术,基于正交频分复用与游标效应的高频率响应水听器探测技术,以及基于飞秒激光直写的大规模弱反射点阵列加工技术。这些工作的主要创新性为:（1）在基于相位噪声补偿的低噪声水听器相干探测技术的研究工作中,通过提出基于相干探测与弱反射点阵列的水听器系统,以及相干探测的相位噪声补偿结构,实现了探测距离20km,空间分辨率10m,噪声等级为-71.2dB re rad/√Hz@10-2500Hz的大规模复用低噪声系统,其中相位噪声补偿结构对于低频噪声有平均28dB的抑制效果。该系统的指标符合水下声传感应用的噪声等级要求,并且具有传统水听器阵列20倍的复用规模。（2）在基于脉冲压缩的超低噪声水听器探测技术的研究工作中,提出了基于脉冲压缩方法的相位噪声补偿结构,并对系统噪声成分做了分析与计算。实现了探测距离20km,空间分辨率20m,噪声等级为-93.16dB re rad/√Hz@500-2500Hz的超高精度系统,其中相位噪声补偿结构对于系统噪底降低贡献了12dB的补偿效果。该技术可以为水听器系统复用规模的进一步扩大以及传感器阵列的轻型化封装留出噪声等级余量。（3）在基于正交频分复用与游标效应的高频率响应水听器探测技术的研究工作中,提出了正交频分复用与游标效应方法两种提升系统频率响应的方法。实现了探测距离50km,最高可探测频率25k Hz的高频率响应系统。该技术解决了本文所提出的水听器系统因为复用规模扩大所伴生出的频率响应不佳的问题。（4）在基于飞秒激光直写的大规模弱反射点阵列加工技术研究工作中,提出了全自动弱反射点阵列刻写系统,以及高反射率低传输损耗的弱反射点刻写工艺。制作出的弱反射点阵列样品长度为9.8km,反射点间隔10m,反射率为-42dB,传输损耗-0.34dB/km。该研究解决了现有弱反射点阵列应用于水听器系统中时性能表现不佳的问题。
二、掺铒光纤放大技术及其在密集波分复用系统中的应用（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、掺铒光纤放大技术及其在密集波分复用系统中的应用（论文提纲范文）
（1）基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.1.1 光学频率梳简介 |
| 1.1.2 中红外光学频率梳的研究进展 |
| 1.2 论文研究工作的意义及创新点 |
| 1.2.1 选题的意义 |
| 1.2.2 论文研究的主要工作 |
| 1.2.3 论文的创新点 |
| 第二章 中红外光学频率梳的产生方法 |
| 2.1 中红外光学频率梳 |
| 2.1.1 光学频率梳的基本原理 |
| 2.1.2 中红外光学频率梳在光谱学中的应用 |
| 2.1.3 产生方法 |
| 2.2 差频产生中红外光学频率梳系统的设计 |
| 2.2.1 差频产生中红外光学频率梳的原理 |
| 2.2.2 光谱非线性展宽 |
| 2.2.3 相位匹配与准相位匹配 |
| 2.2.4 非线性晶体的选择与设计 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 中红外光学频率梳的光源 |
| 3.1 光纤激光器的锁模技术 |
| 3.1.1 锁模原理简介 |
| 3.1.2 保偏光纤激光器锁模技术的研究进展 |
| 3.2 基于非线性放大环形镜锁模的光纤激光器 |
| 3.2.1 非线性放大环形镜锁模 |
| 3.2.2 全光纤非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.3 基于偏振分光棱镜的非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.4 高功率非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.3 基于非线性偏振演化锁模的光纤激光器 |
| 3.3.1 偏振演化锁模 |
| 3.3.2 基于交叉熔接的环形腔及其输出特性 |
| 3.3.3 基于Sagnac环的8 字腔及其输出特性 |
| 3.4 非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模的区别 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 光谱可调谐的中红外光学频率梳 |
| 4.1 3.0~4.4μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.1.1 掺镱光纤光学频率梳 |
| 4.1.2 啁啾脉冲放大器 |
| 4.1.3 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.1.4 噪声分析 |
| 4.2 3.3~5.2μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.2.1 自相似放大器 |
| 4.2.2 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 宽带中红外光学频率梳 |
| 5.1 宽带中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.1 近红外光学频率梳 |
| 5.1.2 泵浦光功率放大 |
| 5.1.3 信号光光谱非线性展宽 |
| 5.1.4 近红外系统带宽的验证 |
| 5.1.5 PPLN晶体周期结构的优化 |
| 5.1.6 中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.7 相干性验证以及吸收光谱测量 |
| 5.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.2.1 非线性晶体的优化 |
| 5.2.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历以及科研成果 |
| 个人简历 |
| 学术论文 |
| 荣誉和奖励 |
| 致谢 |
（2）基于低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光放大技术 |
| 1.2.1 掺铒光纤放大(EDFA)技术 |
| 1.2.2 分布式拉曼放大技术 |
| 1.3 长距离光纤传输/传感国内外研究现状 |
| 1.3.1 随机光纤激光器在点式光纤传感中的应用 |
| 1.3.2 随机光纤激光器在分布式光纤传感中的应用 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 随机光纤激光器的相关原理 |
| 2.1 随机光纤激光器的激射原理及基本结构 |
| 2.1.1 随机光纤激光器的激射原理 |
| 2.1.2 随机光纤激光器的结构 |
| 2.2 随机光纤激光器的理论模型 |
| 2.2.1 基于稳态方程的功率平衡模型 |
| 2.2.2 基于非线性薛定谔方程(NLSE)的动态模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于低损耗光纤的随机光纤激光器理论研究 |
| 3.1 仿真参数的测量 |
| 3.1.1 光纤损耗系数的测量 |
| 3.1.2 后向瑞利散射系数的测量 |
| 3.1.3 拉曼增益谱的测量 |
| 3.2 仿真结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于低损耗光纤的随机光纤激光器 |
| 4.1 实验装置及原理 |
| 4.2 光纤100km情况下实验结果与讨论 |
| 4.2.1 基于ULL G.652B光纤的实验结果 |
| 4.2.2 基于不同光纤的随机激光器的实验结果对比 |
| 4.3 光纤150km情况下实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统 |
| 5.1 实验装置及传感原理 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）基于新型谐振腔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 |
| 1.2 多波长光纤激光器的研究目的与意义 |
| 1.3 多波长光纤激光器的研究现状 |
| 1.4 本论文研究的主要内容 |
| 第二章 多波长布里渊掺铒光纤激光器的基本理论 |
| 2.1 多波长光纤激光器的基本工作原理 |
| 2.1.1 多波长光纤激光器的基本结构和工作原理 |
| 2.1.2 多波长光纤激光器的分类 |
| 2.2 掺铒光纤激光器的基本理论 |
| 2.2.1 掺铒光纤的均匀展宽特性 |
| 2.2.2 增益饱和特性 |
| 2.2.3 模式竞争在谐振腔内的演化过程 |
| 2.3 光纤中受激布里渊散射的物理机制 |
| 2.3.1 布里渊增益谱 |
| 2.3.2 布里渊散射阈值 |
| 2.4 级联受激布里渊散射抑制模式竞争产生多波长激光的基本原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 自激发多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于马赫-泽德干涉仪的多波长光纤激光器的研究 |
| 3.2.1 级联在线型M-Z干涉仪的制备 |
| 3.2.2 M-Z干涉仪的传输特性 |
| 3.2.3 基于M-Z干涉仪的多波长布里渊掺铒光纤激光器 |
| 3.3 基于新型谐振腔的多波长布里渊掺铒光纤激光器 |
| 3.3.1 实验结构及工作原理 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于前置放大技术的多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单线腔多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究 |
| 4.2.1 实验结构 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 双线腔多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究 |
| 4.3.1 章实验结构与原理分析 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文主要工作内容 |
| 5.2 存在的问题及未来研究方向 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士期间撰写的学位论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）光纤分布式应变传感新方法与新技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 分布式光纤传感概述 |
| 1.2 分布式光纤应变传感器概述 |
| 1.3 分布式光纤应变传感器研究进展 |
| 1.3.1 长距离BOTDA研究进展 |
| 1.3.2 Φ-OTDR研究进展 |
| 1.3.3 动静态结合的光纤分布式应变传感系统研究进展 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 1.4.1 本论文的选题意义 |
| 1.4.2 本论文章节安排 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 光纤中的散射 |
| 2.1.1 光纤中的瑞利散射 |
| 2.1.2 光纤中的布里渊散射 |
| 2.1.3 光纤中的拉曼散射 |
| 2.2 光纤分布式应变传感系统原理 |
| 2.2.1 Φ-OTDR系统原理 |
| 2.2.2 POTDR系统原理 |
| 2.2.3 BOTDA系统原理 |
| 2.3 适用于光纤分布式应变系统的信号增强技术 |
| 2.3.1 脉冲编码技术 |
| 2.3.2 掺铒光纤放大技术 |
| 2.3.3 基于拉曼散射的光纤分布式放大技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤分布式动态应变传感系统信号质量提升的方法 |
| 3.1 相干型Φ-OTDR中解调系统的优化方法 |
| 3.1.1 光相干接收机强度不平衡所带来的影响 |
| 3.1.2 相干接收机强度不平衡性的补偿方法 |
| 3.2 基于弱掺铒光纤的混合分布式放大方法 |
| 3.2.1 基于WEDF的分布式放大基本结构 |
| 3.2.2 基于WEDF的分布式放大的仿真模型 |
| 3.2.3 基于WEDF与 RFL的综合放大方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 侧向轴向应变同时敏感的光纤分布式传感方法 |
| 4.1 利用光相干型Φ-OTDR同时感知轴向侧向应变的方法 |
| 4.1.1 分布式重构光纤偏振传输矩阵的方法 |
| 4.1.2 适用条件 |
| 4.1.3 仿真结果 |
| 4.2 利用前向布里渊散射同时传感轴向侧向应变的方法 |
| 4.2.1 外界应变对于FSBS频率的影响 |
| 4.2.2 FSBS不同模式的激发效率 |
| 4.2.3 初步实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 超长距离无中继分布式光纤应变传感技术 |
| 5.1 超长距离的分布式静态应变传感技术 |
| 5.1.1 分布式放大方案 |
| 5.1.2 放大泵浦功率的优化 |
| 5.1.3 实验结构 |
| 5.1.4 实验结果 |
| 5.2 动静态结合的超长距离分布式光纤应变传感技术 |
| 5.2.1 设计原理 |
| 5.2.2 系统结构 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 本文的研究内容及主要贡献 |
| 6.2 后续工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）光电振荡器及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波光子信号产生技术概述 |
| 1.2.1 非线性调制倍频 |
| 1.2.2 光学拍频 |
| 1.2.3 光电振荡器 |
| 1.3 光电振荡器发展现状 |
| 1.3.1 光电振荡器典型技术 |
| 1.3.2 光电振荡器典型应用 |
| 1.4 主要研究内容和章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 光电振荡器理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光电振荡器技术指标 |
| 2.2.1 相位噪声 |
| 2.2.2 频率稳定度 |
| 2.2.3 噪声谱与阿伦方差之间的关系 |
| 2.3 单环结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.3.1 单环结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.3.2 单环结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.4 注入锁定结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.4.1 注入锁定结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.4.2 注入锁定结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光电振荡器的相位噪声测试方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微波源相位噪声测试方案 |
| 3.2.1 相位噪声测试方案概述 |
| 3.2.2 光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.2.3 基于波分复用技术的光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.3 光电振荡器相位噪声测试 |
| 3.3.1 基于波分复用技术的光电振荡器 |
| 3.3.2 基于光子延时互相关技术的光电振荡器相位噪声测试方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型光电振荡器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于注入锁定和延时补偿的光电振荡器 |
| 4.2.1 模型及工作原理 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 基于宇称-时间对称原理的光电振荡器 |
| 4.3.1 宇称-时间对称的选模机制 |
| 4.3.2 宇称-时间对称光纤激光器 |
| 4.3.3 宇称-时间对称光电振荡器 |
| 4.4 双频输出光电振荡器 |
| 4.4.1 模型及工作原理 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光电振荡器应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光电振荡器应变传感研究 |
| 5.2.1 模型及工作原理 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 光电振荡器远距离位移传感研究 |
| 5.3.1 模型及工作原理 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 光电振荡器准分布式传感结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 光学频率梳概述 |
| 1.2 光频梳的产生原理 |
| 1.3 光学频率梳的应用 |
| 1.4 掺铒光纤光频梳的研究现状 |
| 1.5 本论文的选题意义与结构安排 |
| 第2章 全保偏掺铒光纤飞秒脉冲的产生与放大技术研究 |
| 2.1 全保偏飞秒锁模光纤激光的产生技术 |
| 2.1.1 飞秒光纤激光的产生原理 |
| 2.1.2 被动锁模光纤激光技术 |
| 2.1.3 基于SESAM锁模机制的全保偏飞秒光纤激光实验研究 |
| 2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
| 2.2.1 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大原理 |
| 2.2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 全保偏掺铒光纤光频梳频率探测及精密控制技术研究 |
| 3.1 重复频率及载波包络偏移频率的产生和探测 |
| 3.1.1 重复频率的产生及探测 |
| 3.1.2 基于非线性波长变换技术的自参考载波包络偏移频率的探测 |
| 3.1.3 全光纤结构的集成f-2f干涉仪设计及实现 |
| 3.2 光频梳频率反馈机制与不动点模型 |
| 3.3 频率控制促动器 |
| 3.4 锁相环原理及技术简介 |
| 3.5 光频梳频率静态调节及动态响应特性实验研究 |
| 3.5.1 重复频率与载波包络偏移频率的静态调节特性 |
| 3.5.2 光频梳频率动态响应特性 |
| 3.6 光频梳频率锁定技术实验研究 |
| 3.6.1 重复频率锁定的实验研究 |
| 3.6.2 载波包络偏移频率锁定的实验研究 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 全保偏双色可见光频梳产生的实验研究 |
| 4.1 光频梳波长变换技术研究概述 |
| 4.2 543nm和633nm可见光光梳光谱产生实验研究 |
| 4.2.1 三支路全保偏光纤基础的可见光梳系统结构 |
| 4.2.2 超连续谱的产生过程及结果 |
| 4.2.3 非线性频率转换原理 |
| 4.2.4 543nm和633nm激光的产生 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 全保偏掺铒光纤稳频光频梳小型化及环境适应性研究 |
| 5.1 小型化、高集成、全保偏掺铒光纤稳频光频梳的设计与实现 |
| 5.2 冲击振动适应性研究 |
| 5.2.1 冲击振动实验及结果 |
| 5.2.2 冲击振动结果分析 |
| 5.3 环境温度变化适应性研究 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 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 |
（7）基于激光干涉融合的分布式振动传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 分布式光纤振动传感技术研究现状 |
| 1.2.1 干涉型分布式光纤振动传感技术 |
| 1.2.2 后向散射型分布式光纤振动传感技术 |
| 1.2.3 分布式光纤振动传感技术发展现状及其瓶颈问题 |
| 1.3 本文的研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 基于激光干涉的分布式振动传感技术原理及其性能影响因素分析 |
| 2.1 非对称双马赫-曾德干涉型分布式振动传感技术原理 |
| 2.1.1 光纤振动传感模型 |
| 2.1.2 振动检测原理 |
| 2.1.3 非对称干涉光路结构及其后向散射噪声滤除原理 |
| 2.1.4 长臂干涉结构的非对称性对振动位置解调的影响机理 |
| 2.2 非对称双马赫-曾德干涉型分布式振动传感技术性能影响因素分析 |
| 2.2.1 振动检测性能影响因素分析 |
| 2.2.2 定位性能影响因素分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 非对称双马赫-曾德干涉型分布式振动传感性能提升处理方法研究 |
| 3.1 端点检测技术 |
| 3.1.1 基于VMD的高精度端点检测方法 |
| 3.1.2 实验验证及分析 |
| 3.2 振动定位信号处理技术 |
| 3.2.1 基于S变换的高精度定位算法 |
| 3.2.2 实验验证及分析 |
| 3.2.3 基于改进3×3 耦合器解调的快速定位算法 |
| 3.2.4 实验验证及分析 |
| 3.3 基于概率分析的多事件识别技术 |
| 3.3.1 基于多尺度排列熵与过零率融合的混合特征提取方法 |
| 3.3.2 基于概率模型的多事件识别算法 |
| 3.3.3 事件识别实验结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于激光干涉与φ-OTDR融合的分布式振动传感技术研究 |
| 4.1 基于后向瑞利散射的φ-OTDR |
| 4.1.1 光纤中的后向瑞利散射效应 |
| 4.1.2 基于后向瑞利散射的φ-OTDR基本原理 |
| 4.1.3 φ-OTDR的信号预处理 |
| 4.1.4 φ-OTDR的频率响应影响因素分析 |
| 4.2 基于马赫-曾德干涉与φ-OTDR融合的分布式振动传感技术 |
| 4.2.1 系统光路设计及其工作原理 |
| 4.2.2 初始相位差与振动幅度大小的影响机理 |
| 4.2.3 振动测量实验 |
| 4.2.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.3 基于反馈环干涉与φ-OTDR融合的单光纤分布式振动传感技术 |
| 4.3.1 系统光路设计及工作原理 |
| 4.3.2 振动测量实验 |
| 4.3.3 实验结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于激光干涉与φ-OTDR融合的分布式振动传感系统仪器化研究 |
| 5.1 总体设计 |
| 5.2 系统硬件模块 |
| 5.2.1 光源模块 |
| 5.2.2 传感模块 |
| 5.2.3 探测模块 |
| 5.2.4 信号发生模块 |
| 5.2.5 采集处理模块 |
| 5.2.6 电源模块 |
| 5.3 整机设计 |
| 5.4 系统软件 |
| 5.5 实验验证与分析 |
| 5.6 现场测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的研究意义 |
| 1.2 光纤通信的兴起与发展 |
| 1.3 超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究背景及现状 |
| 1.4 超高速、超大容量光纤通信系统架构中的关键技术 |
| 1.5 论文的主要工作和结构安排 |
| 2 相干光超大容量光纤传输系统架构的研究与实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相干光超大容量光纤传输系统架构中的关键技术研究 |
| 2.3 100Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模光纤传输系统实验 |
| 2.4 200Tbit/s相干光DFT-S OFDM少模光纤传输系统实验 |
| 2.5 560Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模7 芯光纤传输系统实验 |
| 2.6 1Pbit/s相干光DFT-S OFDM单模19 芯光纤传输系统实验 |
| 2.7 本章小节及主要创新点 |
| 3 超高速PAM-4调制城域网系统架构的研究与实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超高速PAM-4调制城域网系统架构中的新型收发技术研究 |
| 3.3 双二进制编码PAM-4信号单模光纤传输实验 |
| 3.4 基于神经网络接收算法的PAM-4信号单模光纤传输实验 |
| 3.5 本章小节及主要创新点 |
| 4 超大容量相干WDM-PON系统架构的研究与实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 适用于接入网的相干调制解调技术及波分复用架构的研究 |
| 4.3 基于新型简化相干结构的UDWDM-PON实验 |
| 4.4 基于经典相干结构的实时UDWDM-PON实验 |
| 4.5 本章小节及主要创新点 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间发表的专利目录 |
| 附录3 攻读博士学位期间参与项目 |
| 附录4 论文中英文缩写简表 |
| 附录5 1Pbit/s系统实验平台及第三方检测报告 |
（9）某省超长跨距光纤通信技术应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 课题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 第2章 超长跨距光纤通信技术原理 |
| 2.1 光纤通信技术分析 |
| 2.1.1 光纤通信介绍 |
| 2.1.2 光纤传输理论 |
| 2.2 光纤通信模块分析 |
| 2.2.1 波长转换设备 |
| 2.2.2 功率放大设备 |
| 2.2.3 前置放大设备 |
| 2.2.4 拉曼放大设备 |
| 2.2.5 遥泵放大设备 |
| 2.3 超长跨距光传输设计方法 |
| 2.3.1 统计设计法 |
| 2.3.2 最坏值设计法 |
| 2.3.3 半统计设计法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超长跨距光纤通信影响因素及关键技术 |
| 3.1 超长跨距光纤通信影响因素 |
| 3.1.1 信噪比受限影响因素 |
| 3.1.2 非线性影响因素 |
| 3.1.3 色散受限影响因素 |
| 3.1.4 敏感度影响因素 |
| 3.2 超长跨距光纤通信关键技术 |
| 3.2.1 遥泵技术 |
| 3.2.2 前向纠错技术 |
| 3.2.3 色散补偿技术 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 某省超长跨距光纤通信技术应用研究 |
| 4.1 某省超长跨距应用方案分析 |
| 4.1.1 某省超长跨距传输系统组网应用分析 |
| 4.1.2 某省超长跨距传输系统应用分析 |
| 4.1.3 某省超长跨距传输系统监控信道应用分析 |
| 4.2 某省超长跨距光纤传输性能应用分析 |
| 4.2.1 某省超长跨距传输节点介绍 |
| 4.2.2 光功率损耗分析 |
| 4.2.3 链路信噪比分析 |
| 4.3 某省超长跨距光纤通信技术性能测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（10）面向水听器应用的高性能光纤准分布式声波传感器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光纤水听器技术概述 |
| 1.2.1 干涉式光纤水听器的阵列形式 |
| 1.2.2 干涉式光纤水听器系统的调制解调方法 |
| 1.2.3 干涉式光纤水听器的复用技术 |
| 1.3 光纤分布式声波传感技术研究现状 |
| 1.4 本论文主要内容与结构安排 |
| 第二章 分布式与准分布式光纤声波传感器的传感原理 |
| 2.1 光纤中的散射 |
| 2.1.1 光纤中后向散射的分类 |
| 2.1.2 瑞利散射的原理与特性 |
| 2.1.3 米散射仿真方法 |
| 2.2 分布式声波传感的基本原理 |
| 2.2.1 光的干涉特性与相干探测结构 |
| 2.2.2 分布式声波传感系统的数学描述 |
| 2.3 水听器阵列与准分布式声波传感器的系统参数设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于相位噪声补偿的低噪声水听器相干探测技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于相干探测的准分布式声波传感系统探测原理 |
| 3.3 相干探测结构的噪声来源与相位噪声补偿结构 |
| 3.4 基于相位噪声补偿的相干探测系统设置 |
| 3.5 系统测试结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于脉冲压缩的超低噪声水听器探测技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于脉冲压缩的水听器阵列调制与解调原理 |
| 4.3 系统的噪声成分分析与主要噪声的理论值计算方法 |
| 4.4 系统实验设置 |
| 4.5 实验结果与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于正交频分复用与游标效应的高频率响应水听器探测技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 正交频分复用方法的基本原理 |
| 5.3 游标效应的原理与局限 |
| 5.4 实验系统设置 |
| 5.5 实验结果与讨论 |
| 5.5.1 OFDM方法的性能验证 |
| 5.5.2 游标效应方法的传感性能验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于飞秒激光直写的大规模弱反射点阵列加工技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 飞秒激光直写加工弱反射点技术原理 |
| 6.3 基于飞秒激光加工的弱反射点自动加工系统设计 |
| 6.4 弱反射点刻写工艺的设计与迭代 |
| 6.5 大规模复用弱反射点阵列样品与测试结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作及创新意义总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、掺铒光纤放大技术及其在密集波分复用系统中的应用（论文参考文献）
- [1]基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究[D]. 周廉. 华东师范大学, 2021(12)
- [2]基于低损耗光纤的随机光纤激光点式传感系统研究[D]. 陈思琦. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于新型谐振腔的多波长光纤激光器的研究[D]. 马雷. 南京邮电大学, 2020(03)
- [4]光纤分布式应变传感新方法与新技术的研究[D]. 傅芸. 电子科技大学, 2020
- [5]光电振荡器及其应用研究[D]. 范志强. 电子科技大学, 2020(03)
- [6]小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究[D]. 蔡亚君. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
- [7]基于激光干涉融合的分布式振动传感技术研究[D]. 马鹏飞. 天津大学, 2020(01)
- [8]新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究[D]. 罗鸣. 华中科技大学, 2020
- [9]某省超长跨距光纤通信技术应用研究[D]. 龙灏. 吉林大学, 2020(08)
- [10]面向水听器应用的高性能光纤准分布式声波传感器[D]. 吴梦实. 上海交通大学, 2020(01)