一、具有非均匀零色散波长光纤中的四波混频（论文文献综述）
刘娥贤[1]（2020）在《新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究》文中进行了进一步梳理光子准晶光纤是继光子晶体光纤之后又发展起来的一种新型微结构光纤,其晶格结构呈现旋转对称性与长程有序性,但不具备平移对称性,其中每个格点对模式作用均不相同。相对于光子晶体光纤,其结构自由度更高,模式调控方法更灵活,缺陷模式更丰富,在优化色散、限制损耗及非线性系数等传输特性方面具有更大优势,在光通信、光学测量及高功率激光器等应用领域表现出很大潜力。另外,环形芯光子准晶光纤可实现轨道角动量的稳定传输,在低损耗、高容量及高效率光纤通信中体现出优势,对拓展光波新型复用技术,以及解决现代通信网络对信息传输容量与速率持续增高的问题,具有重要的实际应用价值。本论文在对石英基光子准晶光纤结构参量与传输特性的变化关系的深入研究基础之上,提出与分析了面向光纤通信及高功率激光器相关应用的特种光子准晶光纤,深入讨论了光子准晶光纤设计方法、传输机制与传输特性,以期望能为光子准晶光纤相关物理特性分析与制备应用方面提供理论指导。本论文研究创新成果主要体现在以下几个方面。（1）仿真得到了双包层及旋转重数结构参量与光子准晶光纤传输特性的定性关系。研究表明,当内包层空气填充比大于0.65时,限制损耗出现跳跃变化规律且最大波峰数值与入射波长呈现指数函数关系。光纤色散与内包层空气填充比呈现先减小后增大的变化规律,在填充比为0.25左右时色散值最小。有效模场面积与内包层圈数呈现递增关系,但仅适用于一定的填充比变化范围,否则,有效模场面积基本不变。另外,光纤旋转重数与统一气孔条件下孔径最大值呈现一定函数关系,对光纤基模传播常数、电场分布、色散、有效模场面积及限制损耗等传输特性有明显的调控作用,可作为一个新的结构自由度优化光纤传输特性。选定主流的六重旋转重数,光子准晶光纤实现无截止单模传输所需的空气填充比达到0.575,高于光子晶体光纤近30%。（2）提出了一种宽波段、超平坦近零色散、低损耗及大模场面积双包层光子准晶光纤。在波长λ∈[1.27μm,1.67μm]近400 nm带宽范围内,获得了0.014±0.293ps/nm/km平坦近零色散,工作带宽基本涵盖所有通信窗口。在通信波长1.55μm处,限制损耗低于1.8×10-4d B/km,有效模场面积高于25.7μm2。研究表明,该光纤在3%的制备误差下设计的特性（色散、限制损耗及有效模场面积）波动甚微且可接受,呈现良好的容差能力。其次,以增强光子准晶光纤抗弯曲特性为目标,基于梯度孔径结构提出一种低弯曲损耗、单模传输及大模场面积Sunflower型光子准晶光纤。在较大弯曲程度下（弯曲半径为R=15 cm）,该光纤仍能保持低于8.04×10-3d B/km的弯曲损耗及高于1105μm2的模场面积。研究显示,外大内小的梯度孔径结构可有效抑制处于较大弯曲程度状态下光纤基模的偏离并能保持单模传输。（3）提出了一种双包层环形芯Stampfli型OAM光子准晶光纤。在大于200nm带宽内实现了6个OAM模式（8个信号承载通道）的稳定传输。优化环形芯结构参数,LP标量模组中同阶矢量模之间的有效折射率差可调升至10-2,有效避免了OAM模式之间耦合与相互串扰。研究显示,在所有通信窗口E、S、C、L及U内,多数OAM模式可保持平坦色散及较低限制损耗,且容差能力良好。结果表明,更高阶OAM模式存在更大色散值的问题。为解决此问题,提出了一种阶数可控的OAM模式色散补偿双芯Sunflower型光子准晶光纤。对于HE31模式,在波长1.55μm处,实现了高于-3039.45 ps/nm/km的负色散及高于2.15×10-3的有效折射率差,调整光纤结构参数,可实现对其它OAM模式的色散补偿。
张秀[2]（2020）在《光子晶体光纤中矢量光场特性及应用的数值研究》文中提出光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）具有周期性结构和无截止单模特性,通过改变光纤的结构参数即可实现模场尺寸可调、色散可控等特性,被广泛应用于光场调控以及非线性光纤光学领域,在超连续谱产生（Supercontinuum generation,SCG）的研究中具有重要应用。光纤中的矢量光场是一种非均匀偏振光场,由于其偏振状态会随着空间分布的变化而发生改变,在光束的单色横截面上,偏振状态各不相同,因而表现出很多新的光学现象,成了光学领域的研究热点之一。本文基于纤芯中心具有空气孔的石英PCF和As2Se3PCF研究了不同矢量模式的光场分布、限制损耗、有效折射率及色散特性,并对As2Se3PCF中基模(HE11)以及高阶模(TE01、HE21、TM01)泵浦情况下的SCG进行模拟研究。主要研究结果如下:一、设计PCF结构,建立光纤结构的物理模型。通过控制结构参数来获取理想的光纤有效折射率特性及色散、损耗特性。数值分析了光纤中心空气孔直径（从0到1.5μm）以及占空比（从0.70到0.87）对PCF相关特性的影响。在石英PCF和As2Se3PCF中,当占空比为0.75时,随着光纤中心空气孔直径的增大,基模与高阶模之间的有效折射率差异(δneff)减小,而三个高阶模式之间的δneff在逐渐增大。在石英PCF中,中心空气孔直径为1.0μm时,随着占空比的增大,相邻模式之间的δneff也在逐渐增大。在波长2μm处,占空比为0.70时,基模与高阶模之间的δneff最大达到0.03053,而高阶模之间的δneff最大达到0.01199。As2Se3PCF中,在长波处,由于中心空气孔的大小（0.5-1.5μm）远小于传输的波长范围（5-10μm）,所以基模中心空气孔中有场增强的现象发生。在波长5μm处,占空比为0.75时,基模与高阶模之间的δneff为0.03098,高阶模之间的δneff达到0.06867。模式的色散特性受结构波动较大,基模的色散曲线相对高阶模变化更平稳。高阶模式的反常色散区也比基模的反常色散区更宽,这一特性对于SCG的产生有重要影响。优化后的As2Se3PCF的损耗在1-9μm波段保持在～1 d B/m以内,保证了PCF在中红外波段的应用。二、基于As2Se3PCF,研究了基模(HE11)以及高阶模(TE01、HE21、TM01)泵浦情况下的SCG以及SC的相干性。对光纤中心空气孔直径从0到1.5μm每隔0.5μm进行模拟,HE11模式泵浦时,超连续谱（Supercontinuum,SC）的范围依次是1.2-6.0μm、1.9-8.5μm、2.0-8.0μm和1.7-7.3μm。TE01模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-6.0μm、1.2-5.5μm、1.2-6.0μm和1.4-6.5μm。HE21模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-7.5μm、1.2-5.0μm、1.2-5.0μm和1.2-5.5μm。TM01模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-8.1μm、1.2-7.0μm、1.2-6.4μm和1.1-6.6μm。HE11模式的第一个零色散波长（Zero-dispersion wavelength,ZDW）长于其他高阶矢量模式,有利于通过孤子效应的产生更长波段的光。TM01模式的第二个ZDW低于其他矢量模式,因此两个ZDW之间的间隔更短,有利于长波方向产生色散波。因此HE11与TM01模式产生了相对较宽的SC。由于峰值功率过高,噪声被放大,导致产生的SC的光谱的相干性普遍较差。
万峰[3]（2020）在《相干通信体制下的全光再生技术研究》文中提出目前,随着云计算、物联网和人工智能等技术的高速发展,社会信息化程度不断加深,通信网络带宽需求呈现爆炸式增长。相干光通信以其超高的光传输容量,越来越多地得到应用。将全光再生技术融入相干通信系统,能够进一步延长光传输距离、提升信号质量,已成为全光再生技术的重要研究方向。全光再生技术是一种在光域实现信号处理的技术,避免了传统光/电/光信号再生的带宽和速度瓶颈。本文研究相干通信体制下高阶调制信号的全光再生技术。论文的主要研究内容和创新如下:1.统一了泵浦消耗情形下空域和频域中光纤非线性耦合理论,推导了空频域复用光纤中四波混频在泵浦消耗条件下的解析解。利用上述耦合理论,研究了多模四波混频效应,数值仿真验证了解析解的正确性。研究表明,通过确定四波混频的准相位匹配范围,可简化波分复用或空分复用系统中级联四波混频（FWM）的分析过程;在泵浦消耗情形下,随着转移功率的增大,准相位匹配范围也越来越小。还讨论了解析解在多波耦合方程的简化和大规模并行相位运算器设计等方面的应用。2.提出一种基于码型变换的正交幅度调制（QAM）信号全光再生方案,首先利用四波混频的光相位共轭和参量增益饱和效应实现星型QAM信号到低阶相移键控（PSK）信号和幅移键控（ASK）信号的全光转换,分别经过全光幅度和相位再生后,再聚合成相应的星型QAM再生信号。采用理论分析和软件仿真方法验证了该方案的可行性。以星型16QAM信号为例,仿真表明,当输入误差向量幅度（EVM）为11.46%时可获得10 dB以上的噪声抑制比（NRR）性能。该方案中的码型变换部分在弹性光网络中也有潜在的应用价值,对于8QAM和16QAM光信号而言,所要求的光信噪比（OSNR）分别为16.4 dB和19 dB。3.通过分析光信号和噪声经过非线性光系统的功率转移特性,提出了全光再生器的带内光信噪比测量方法,解决了光再生链路中传统带外方法测量光信噪比的不准确问题,同时还能有效降低系统的测量成本。仿真计算了正交相移键控（QPSK）全光再生器的输出OSNR,与通过EVM得到的OSNR结果一致,表明了该方法的可靠性。该方法也适用于其他非线性光纤通信系统。4.研究了基于少模光纤非线性效应的参量放大和全光整形技术。（1）采用遗传算法全局优化了少模光纤的模式色散特性,设计出支持四个模式的简并参量放大器,在1540 nm到1555 nm波长范围内,模式增益均可达到20 dB,模式增益差小于1.2 dB。（2）提出基于少模非线性光纤环镜（NOLM）结构的并行全光再生方案,通过理论分析幅度再生工作点以及工作点相移对光纤模式的依赖性,仿真实现了四个模式的时隙交织QPSK信号的相位保持幅度再生。研究表明,当输入信噪比（SNR）大于6 dB时所有模式可实现几乎相同的再生性能,输入SNR越大,再生器的噪声抑制比（NRR）也越大;当输入SNR为15 dB时,再生器的NRR可达5.6 dB。
周雯静[4]（2019）在《通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究》文中研究表明伴随着光纤通信的飞速发展,传输距离远、传输速率高、传输带宽大的光纤通信系统迫切地被人们需要,但光传输中光纤色散以及非线性效应等因素的存在又阻碍了人们朝着更远、更高、更快的目标前进,因此抑制光传输中光纤的色散以及非线性效应尤为重要。光学相位共轭（OPC）不仅理论上可以完全抑制光传输中光纤的非线性损伤,还可以补偿光纤的偶阶色散,并且在光传输中因不存在光电-电光的相互转换而减少能量损失,从而被人们广泛关注。本文从麦克斯韦方程组出发,通过麦克斯韦方程组求解出波动方程,再由波动方程详细地推导出非线性薛定谔方程,然后利用非线性薛定谔方程解释OPC对光纤非线性效应的抑制原理,并针对OPC模型的结构,详细地研究了四波混频效应（FWM）的转换效率。首先从理论上推导了FWM转换效率的表达式,并利用表达式找出影响FWM转换效率的关键因素;然后通过仿真软件建立FWM仿真平台并模拟FWM过程,仿真了不同条件因素下的FWM最大转换效率;最后搭建FWM实验平台并验证仿真结果。基于OPC对光纤通信系统非线性效应的抑制,本论文分别研究了OPC对单信道光纤通信系统以及WDM光纤通信系统非线性效应的不同抑制程度。首先通过公式推导得到添加OPC模块后单信道QPSK光纤通信系统的SNR,并计算理论Q值。然后针对单信道QPSK光纤通信系统,进行了传输速率为10Gbit/s,传输距离为50km的实验,实验结果与理论结果基本吻合,证明了OPC能够有效地抑制光纤非线性效应,提升系统性能。最后通过仿真软件搭建仿真系统,从入纤光功率、传输速率、传输距离以及调制格式等方面,研究了OPC对单信道以及WDM光纤通信系统非线性效应的抑制,仿真结果表明添加OPC模块后的系统不仅接收端信号质量得到提高,最大输入光功率阈值也得到了提高。
孟岩[5]（2016）在《基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究》文中研究说明光信号处理是未来超高速超大容量超长距离（3U）光传输的关键技术。传统的光-电-光的信号处理方式技术已经日臻成熟,但是系统结构比较复杂,成本昂贵,功耗高,对调制速率和调制格式不透明,光电转换效率较低,受到电子处理速度瓶颈的限制等,无法满足未来波分复用（WDM）光网络超高速光信号处理的要求。全光信号处理技术具有飞秒量级的响应时间,功耗低,对光信号的调制速率和调制格式透明,具有广泛的应用前景。本论文主要研究了基于光纤参量放大器（FOPA）的全光信号处理技术,包括宽带低噪声光放大,差分移相键控（DPSK）及正交移相键控（QPSK）信号的全光相位和幅度再生、全光波长转换和组播技术,以及相位不敏感（PI）和相位敏感（PS）参量光开关,取得的主要的研究成果包括:1)基于双泵浦单模式相位敏感光纤参量放大器（PS-FOPA）的三波模型,推导了输出光信号功率和相位的解析表达式,可以直观显示信号光的相位敏感增益特性和阶梯型相位传递函数。为了研究高阶四波混频过程对信号光增益的影响,建立了双泵浦单模式PS-FOPA的七波模型,研究发现当双泵浦波长间隔变化时,高阶四波混频过程中信号光和高阶闲频光之间存在相互功率转移,因此存在最优的双泵浦光波长间隔以获得最高的信号光增益。进一步地优化双泵浦光波长间隔和输入功率,信号光和高阶闲频光同时出现增益消光比（GER）反转,可用于同时实现DPSK信号的全光相位再生和波长转换功能。2)通过七波模型研究了基于双泵浦单模式PS-FOPA实现DPSK全光再生的波长组播功能。通过优化系统参数,实现了一个波长到九个输出波长的DPSK全光再生的波长组播,再生后的各组播信道的DPSK光信号Q因子提高了1.5dB以上,光信噪比（OSNR）代价降低了3dB。研究还发现双泵浦单模式PS-FOPA中高阶四波混频边带的产生有助于降低泵浦光到信号光的强度调制噪声转移。3)基于双共轭泵浦简并PS-FOPA实现了一个波长到三个输出波长的全光QPSK相位再生的波长组播。组播信号的相位和输入QPSK信号光相同,优化输入信号光的相对相位和输入泵浦光功率后,当误码率（BER）为10-3时,相位再生的QPSK信号光、组播信号1（Copy1）和组播信号2（Copy2）的OSNR代价分别降低了0.8dB、1.3dB和1.3dB。4)实验测量了相位不敏感参量光开关的静态响应和动态响应的消光比分别为24.5dB和18.8dB。使用单路径实验结构测量了相位敏感参量光开关的静态响应消光比为18.97dB,使用双路径实验结构测量了相位敏感参量光开关的动态响应消光比为10.84dB。建立了相位不敏感和相位敏感参量光开关的数值仿真模型,仿真结果和实验测量结果相符。5)建立了考虑高非线性光纤（HNLF）纵向零色散波长涨落的参量光开关的数值仿真模型,研究了HNLF纵向零色散波长涨落对相位敏感参量光开关的影响。研究发现,一般情况下纵向零色散波长涨落会降低相位敏感参量光开关的消光比,但是某些特定的纵向零色散波长分布反而有助于提升相位敏感参量光开关的消光比;纵向零色散波长涨落还会导致相位敏感参量光开关的非对易传输特性,而且与相位不敏感参量光开关对比,相位敏感参量光开关的非对易传输特性对纵向零色散波长涨落更加敏感;真空噪声放大会影响参量光开关的泵浦消耗,存在最优的输入泵浦光功率以获得最大的相位敏感参量光开关的消光比。
况庆强[6]（2016）在《锁模拉曼光纤激光器及其动力学特性研究》文中进行了进一步梳理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。
王天鹤[7]（2015）在《精细多波长光源及连续光频率梳的研究》文中研究说明本论文主要是针对宽范围线性扫频光源中的关键技术开展研究,它们是高分辨率激光雷达成像（No.61471256）和高分辨率实时光谱分析仪中的核心关键技术,本论文的工作更多的是应用于高分辨率实时光谱分析仪中,为了在大范围内实现多波长并行扫频技术,该系统对多波长光源有更苛刻的要求,本论文采用了多项有创新的技术,使得多波长光源的各项指标有大幅度提高和改进,为项目的整体研究工作奠定了技术基础。本文主要内容:1.综述了各种多波长光源技术的发展现状和趋势,阐述了精细多波长光源在两个系统中的重要地位,一个是Tbit/s传输速率的高速光通信系统,另一个是超高分辨率近红外光谱仪,在这些系统中均采用了窄线宽,宽光谱范围,相邻波长频率间隔在10GHz量级的连续精细多波长光源及光频率梳。2.高速时分复用通信系统需要幅值平坦、高重复频率的脉冲光源,常规的主动锁模技术可以实现这样的脉冲光源,但是需要高频电信号;有理数谐波锁模技术可以用低频电信号产生高重复频率的光脉冲序列,但是光脉冲幅值不平坦。本文用低重复频率的方波电信号成功实现了高重复频率的锁模脉冲输出,得到了幅值平坦的光脉冲序列,其幅值起伏差异减小了两个数量级,实现了最高重复频率为15.7GHz的5阶平坦的有理数谐波锁模脉冲,且脉宽减小一倍,为16.2ps。3.为了克服多波长激光器输出的多波长激光线宽较宽的缺点,我们首次提出并实验验证了结构简单的全光系统,该系统可以将多波长激光器的线宽从MHz量级窄化到10 kHz。多波长激光的线宽窄化了600多倍,同时噪声强度降低了20 dB,在10 nm范围内,有8个单纵模波长的线宽同时窄化到10 kHz。4.针对多波长光源技术中的光谱覆盖范围小的问题,首次提出了将法布里-珀罗激光器作为连续多波长种子源,用色散平坦的高非线性光纤将种子光源的3dB光谱覆盖范围扩大了5倍,达到了17.6nm,6db谱宽达到40nm。该技术的特点是可以在宽光谱范围内实现连续光的窄线宽光频率梳,与脉冲光的光频梳相比,没有色散展宽问题,应用时不需要色散补偿。5.由于增益介质的烧孔效应限制,在原理上限制了密集多波长技术的发展,本文采用光纤受激布里渊效应作为增益机制,从而在原理上避开了烧孔效应,不仅得到了频率间隔为10 GHz的19个波长的输出,而且这些多波长可以在28.5nm范围内（1543 nm到1571.5nm）实现同步、连续调谐。
李述标[8]（2013）在《磁光四波混频理论及其应用研究》文中进行了进一步梳理磁光非线性光纤是一种同时具有光纤非线性效应和磁光效应的特种光纤，研究导波光在磁光非线性光纤中的耦合传输理论，对设计和开发磁控光纤信息处理器件具有重要现实意义。论文的主要研究内容包括：1.根据导波光微扰理论，将光纤磁光效应和非线性效应引起的电极化张量作为微扰，推导了连续导波光情况下的简并和非简并磁光四波混频耦合模方程。通过对各向同性磁光非线性光纤中四波混频参量过程的解析解分析表明，利用磁光耦合系数的波长依赖特性，可磁控四波混频的相位匹配条件。2.实验考察了磁光效应对光纤四波混频作用的影响，测试了四波混频偏振依赖性。实验表明，当导波光为相互正交的线偏振光时，磁控四波混频效果最为明显。利用磁光效应对四波混频偏振依赖性的影响，可实现不同范围的磁场测量。研究还表明，施加适当的外加磁场可使四波混频效率得到进一步提高。3.采用龙格—库塔法分析了光纤费尔德常数的波长依赖性可以忽略时线双折射磁光非线性光纤中左旋圆偏振光参量增益的磁控特性，指出了实验中采用较高费尔德常数非线性光纤的必要性。优化双折射大小可以获得最大的参量增益，并根据参量增益对磁光耦合系数的单调依赖特性，适当选择光纤长度、泵浦功率以及输入导波光的偏振态，可使参量增益的磁可调范围大大提高。4.对于导波光正交偏振态入射光纤的情形，分别研究了“单极性”和“双极性”两种磁场分布结构下光纤四波混频效应对非均匀磁场的依赖特性,重点考察了磁场占空比的影响。
刘学松[9]（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》文中认为多波长光纤激光器（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。
崔亮[10]（2012）在《脉冲光泵浦光子晶体光纤制备关联光子对的理论和实验研究》文中认为非线性介质中自发参量辐射过程所产生的关联光子对是量子信息处理中的重要资源。而高非线性光子晶体光纤具有色散可控、无限单模传输等特性,是一种较理想的χ（3）非线性介质。本论文从理论和实验两个方面研究利用锁模脉冲激光泵浦光子晶体光纤,通过自发四波混频参量过程制备具有高纯度以及特定频谱性质的关联光子对。论文的主要内容包括以下四个部分：一、制备了具有高纯度、大失谐特征的关联光子对。所产生的信号和闲频光子对具有窄带频谱特性,其中信号（闲频）光子与泵浦光之间的频率失谐接近75THz。由于拉曼噪声光子的影响几乎被完全消除,关联光子对的纯度得到了很大的提高。当实验中收集到的信号光子产生率约为每脉冲0.009个时,测得真符合计数率和随机符合计数率之间的比值约为102,接近理论极限。二、通过理论分析关联光子对的频谱函数以及衡量其频谱关联性的二阶强度相关函数g（2）,较全面地揭示了影响关联光子对频谱特性的因素,并重点讨论了频率不相关关联光子对的实现途径和条件。基于理论分析的结果,实验产生了频率近似不相关的关联光子对。在无窄带滤波的情况下,测得单个信号光场的最大g（2）值为1.78±0.02。三、利用所获得的频率近似不相关关联光子对,制备了一种具有低噪声特征的近单模宣布式单光子源。考虑传输损耗因素后,单光子源的宣布效率可达86%。当宣布（闲频）光子的产生率约为每脉冲0.002个时,测得被宣布单光子（信号）场的二阶强度相关函数gc（2）为0.012±0.004,低于经典泊松光源极限,极限值与测量值之比大于80。四、研究了光子晶体光纤的结构非均匀性对关联光子对频谱的影响。理论模型的分析结果表明,若非均匀光纤不同部分所产生的光子对之间具有频谱交叠,其相干叠加可使最终输出的光子对频谱产生调制并展宽。实验中对非均匀光子晶体光纤中信号光子频谱的测量结果与理论分析一致,显示了光子对频谱测量可作为检测光纤非均匀性的一种有效的非侵入性方法。
二、具有非均匀零色散波长光纤中的四波混频（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、具有非均匀零色散波长光纤中的四波混频（论文提纲范文）
（1）新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 光子准晶概述 |
| 1.3 光子准晶光纤 |
| 1.3.1 光子准晶光纤的基本概念 |
| 1.3.2 光子准晶光纤的结构分类与导光机理 |
| 1.3.3 光子准晶光纤的工程制备 |
| 1.4 光子准晶光纤的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.1 光子准晶光纤结构参量与传输特性的关系的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.2 基于光子准晶光纤的特种光纤的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.3 光子准晶光纤OAM模式传输的研究现状及其存在的问题 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 第2章 光子准晶光纤的光学性能参量及计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光子准晶光纤的光学特性 |
| 2.2.1 数值孔径NA |
| 2.2.2 V参数与无截止波长单模传输 |
| 2.2.3 色散 |
| 2.2.4 有效模场面积、限制损耗及非线性系数 |
| 2.2.5 双折射 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 时域有限差分法 |
| 2.3.3 有效折射率法 |
| 2.3.4 平面波展开法 |
| 2.3.5 多级法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 光子准晶光纤结构参量与传输特性的关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双包层结构与光子准晶光纤传输特性的关系 |
| 3.2.1 双包层Stampfli型光子准晶光纤 |
| 3.2.2 双包层结构与限制损耗的关系 |
| 3.2.3 双包层结构与色散的关系 |
| 3.2.4 双包层结构与有效模场面积及非线性系数的关系 |
| 3.3 旋转重数与光子准晶光纤传输特性的关系 |
| 3.3.1 旋转重数与Sunflower型光子晶体光纤结构匹配规则的关系 |
| 3.3.2 六重Sunflower型光子准晶光纤传输特性 |
| 3.3.3 旋转重数对传输特性的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于光子准晶光纤的特种光纤 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽波段、超平坦近零色散、低损耗及大模场面积光子准晶光纤 |
| 4.2.1 八重双包层Penrose型光子准晶光纤 |
| 4.2.2 内包层参数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.3 外包层参数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.4 晶格常数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.5 有效模场面积与制备误差 |
| 4.3 低弯曲损耗、单模传输及大模场面积光子准晶光纤 |
| 4.3.1 梯度Sunflower型光子准晶光纤 |
| 4.3.2 无截止波长单模传输特性 |
| 4.3.3 弯曲损耗与有效模场面积 |
| 4.3.4 弯曲对有效模场面积的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 光子准晶光纤OAM模式传输特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双包层环形芯Stamplfi型光子准晶光纤的OAM模式的传输 |
| 5.2.1 双包层环形芯Stamplfi型光子准晶光纤 |
| 5.2.2 有效折射率差与OAM相位 |
| 5.2.3 OAM模式色散、限制损耗及非线性系数 |
| 5.2.4 宏弯曲对OAM模式传输的影响 |
| 5.2.5 制备误差对OAM模式传输的影响 |
| 5.3 可控阶OAM模式色散补偿光子准晶光纤 |
| 5.3.1 双芯OAM模式色散补偿Sunflower型光子准晶光纤 |
| 5.3.2 OAM模式相位结构及电场强度与波长的关系 |
| 5.3.3 负色散与光纤结构参量的关系 |
| 5.3.4 色散补偿的普适性 |
| 5.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 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 攻读博士学位期间参与的相关课题 |
| 致谢 |
（2）光子晶体光纤中矢量光场特性及应用的数值研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 石英光纤和软玻璃光纤简介 |
| 1.1.1 石英光纤简介 |
| 1.1.2 软玻璃光纤简介 |
| 1.2 光子晶体光纤简介 |
| 1.2.1 光子晶体光纤的结构 |
| 1.2.2 光子晶体光纤的种类 |
| 1.3 矢量光束产生的发展及现状 |
| 1.4 超连续谱产生的发展及现状 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第二章 光纤中超连续谱产生理论 |
| 2.1 光纤中的色散 |
| 2.2 光纤中的非线性效应基本理论 |
| 2.2.1 自相位调制与交叉相位调制 |
| 2.2.2 受激拉曼散射与受激布里渊散射 |
| 2.2.3 四波混频效应 |
| 2.2.4 孤子效应 |
| 2.3 光纤中非线性薛定谔方程及数值方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光子晶体光纤中矢量光场的基本理论 |
| 3.1 矢量光场基本理论 |
| 3.1.1 矢量光束的数学描述 |
| 3.1.2 光纤模式理论 |
| 3.1.3 矢量光场的分类 |
| 3.2 矢量光场的产生方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 石英光子晶体光纤中矢量光场的特性分析 |
| 4.1 基于有限元法的模拟分析 |
| 4.2 基于PCF矢量光场研究的模型构建 |
| 4.2.1 材料选择 |
| 4.2.2 光纤的结构设计 |
| 4.3 石英PCF的矢量光场分布 |
| 4.4 石英PCF的有效折射率和色散特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 硒化物光子晶体光纤中矢量光场的特性分析 |
| 5.1 As_2Se_3 PCF的矢量光场分布 |
| 5.2 As_2Se_3 PCF的损耗特性 |
| 5.3 As_2Se_3 PCF的有效折射率特性 |
| 5.4 As_2Se_3 PCF的色散特性 |
| 5.5 光纤传输性能的优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 矢量光场在硒化物光子晶体光纤中超连续谱产生的应用分析 |
| 6.1 模拟参数设置 |
| 6.2 超连续谱的产生 |
| 6.3 超连续谱的相干特性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）相干通信体制下的全光再生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信发展概述 |
| 1.2 相干通信中的全光再生技术现状 |
| 1.2.1 相干光通信技术 |
| 1.2.2 全光再生技术 |
| 1.2.3 高阶调制信号全光再生 |
| 1.2.4 全光再生器的性能监测 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第二章 空频泵浦消耗四波混频的理论研究方法 |
| 2.1 光纤非线性耦合模方程和数值方法介绍 |
| 2.1.1 光纤非线性耦合模方程 |
| 2.1.2 数值计算方法 |
| 2.2 单模光纤泵浦消耗下四波混频的解析分析 |
| 2.2.1 泵浦消耗相位不敏感FWM的解析方法 |
| 2.2.2 泵浦消耗情形的功率转移特性 |
| 2.2.3 泵浦消耗情形的相位匹配条件 |
| 2.2.4 小信号近似与泵浦消耗情形的比较 |
| 2.3 泵浦消耗条件下空频域四波混频的解析分析理论模型 |
| 2.3.1 空频域FWM耦合模方程 |
| 2.3.2 解析解的验证 |
| 2.3.3 解析分析方法的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于码型转换的星型QAM信号全光再生技术研究 |
| 3.1 星型QAM全光再生系统结构 |
| 3.2 QAM信号全光格式转换方案 |
| 3.2.1 格式转换的原理 |
| 3.2.2 调制格式转换方案的系统结构 |
| 3.2.3 8QAM格式转换的结果 |
| 3.2.4 16QAM情形的仿真结果 |
| 3.3 QAM信号的极坐标全光再生方案 |
| 3.3.1 极坐标再生器的系统仿真结构 |
| 3.3.2 基于NOLM结构的幅度再生优化 |
| 3.3.3 基于PSA的相位再生优化 |
| 3.3.4 极坐标QAM再生器的系统性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 全光再生器的带内光信噪比测量技术研究 |
| 4.1 光信噪比测量技术简介 |
| 4.1.1 光信噪比定义 |
| 4.1.2 光信噪比带外测量技术 |
| 4.1.3 光信噪比带内测量技术 |
| 4.2 全光再生器的带内光信噪比测量方法 |
| 4.2.1 全光再生器的非线性噪声转移特性 |
| 4.2.2 全光再生器带内光信噪比的测量原理 |
| 4.3 基于PSA结构的全光再生器的OSNR测量 |
| 4.3.1 系统结构 |
| 4.3.2 测量结果和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于少模光纤非线性的参量放大和全光再生研究 |
| 5.1 少模通信系统中的光放大和再生技术 |
| 5.2 少模光纤参量放大器的研究 |
| 5.2.1 少模光纤参量放大器的模型 |
| 5.2.2 少模非线性光纤优化 |
| 5.2.3 少模参量放大的增益特性 |
| 5.3 基于NOLM结构的少模多通道全光再生 |
| 5.3.1 少模再生器系统结构 |
| 5.3.2 FM-NOLM的工作原理 |
| 5.3.3 最佳工作点的条件 |
| 5.3.4 FM-NOLM的设计 |
| 5.3.5 QPSK信号的再生效果 |
| 5.4 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 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略字表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学相位共轭研究的背景和历史意义 |
| 1.2 光学相位共轭在光纤通信中的发展历史 |
| 1.3 光学相位共轭的研究现状及应用 |
| 1.4 论文主要研究工作以及论文内容安排 |
| 第二章 光纤通信中的非线性效应 |
| 2.1 脉冲在光纤中的传输 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.1.2 脉冲传输方程 |
| 2.2 光纤通信系统中的非线性效应 |
| 2.2.1 自相位调制(SPM) |
| 2.2.2 交叉相位调制(XPM) |
| 2.2.3 受激喇曼散射(SRS) |
| 2.2.4 受激布里渊散射(SBS) |
| 2.2.5 四波混频(FWM) |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于高非线性光纤的四波混频效应 |
| 3.1 四波混频效应的基础理论 |
| 3.1.1 四波混频效应的起源 |
| 3.1.2 耦合振幅方程及其近似解 |
| 3.1.3 相位匹配技术 |
| 3.1.4 参量放大技术 |
| 3.2 四波混频转换效率的理论分析 |
| 3.2.1 信号光波长与高非线性光纤零色散波长的理论分析 |
| 3.2.2 泵浦光功率的理论分析 |
| 3.2.3 光纤长度的理论分析 |
| 3.3 泵浦光、信号光与高非线性光纤零色散波长间距的仿真分析 |
| 3.4 四波混频转换效率的实验验证 |
| 3.4.1 泵浦光、信号光与高非线性光纤零色散波长间距的实验验证 |
| 3.4.2 泵浦光功率的实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于OPC的光纤通信系统非线性抑制 |
| 4.1 光纤通信系统中光学相位共轭的理论模型 |
| 4.2 OPC对单信道QPSK系统非线性抑制 |
| 4.2.1 OPC对单信道QPSK系统非线性抑制的仿真分析 |
| 4.2.2 OPC对单信道QPSK系统非线性抑制的实验验证 |
| 4.3 影响单信道光纤通信系统性能其他因素的仿真分析 |
| 4.3.1 传输速率 |
| 4.3.2 传输距离 |
| 4.3.3 调制格式 |
| 4.4 EDFA噪声设置的仿真分析 |
| 4.5 影响多通道光纤通信系统性能因素的仿真分析 |
| 4.5.1 入纤功率 |
| 4.5.2 传输速率 |
| 4.5.3 传输距离 |
| 4.5.4 调制格式 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.3 数值仿真方法 |
| 1.4 论文的研究内容及成果 |
| 2 光纤参量放大器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤的线性和非线性效应 |
| 2.3 光纤参量放大器的增益特性 |
| 2.4 纵向随机色散涨落的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 DPSK信号全光相位再生和波长组播 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统结构 |
| 3.3 双泵浦单模式PS-FOPA的理论分析 |
| 3.4 DPSK光信号同时实现相位再生和波长组播 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 QPSK信号全光相位再生和波长组播 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统结构 |
| 4.3 基于双共轭泵浦简并PS-FOPA的全光QPSK相位再生 |
| 4.4 QPSK光信号同时实现相位再生和波长组播 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于光纤参量光放大器的参量光开关 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤参量光开关的理论模型 |
| 5.3 相位不敏感参量光开关 |
| 5.4 相位敏感参量光开关 |
| 5.5 光纤纵向色散涨落的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结及展望 |
| 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 攻读博士学位期间授权中国发明专利 |
（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）精细多波长光源及连续光频率梳的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 精细多波长光源的背景介绍 |
| 1.1.1 应用于密集波分复用技术的多波长光源 |
| 1.1.2 应用于超高分辨率近红外光谱仪的精细多波长激光源 |
| 1.2 多波长光源的现阶段研究状况以及发展前景 |
| 1.2.1 级联相位调制器和强度调制器调制窄线宽光 |
| 1.2.2 通过SSB调制器循环移频实现多波长光源 |
| 1.2.3 分布反馈式激光器阵列 |
| 1.2.4 光纤光栅选择波长最终实现多波长输出 |
| 1.2.5 光纤激光腔中插入梳状滤波器输出多波长激光 |
| 1.2.6 半导体增益介质插入梳状滤波器输出多波长激光 |
| 1.2.7 受激布里渊掺铒多波长光纤激光器 |
| 1.3 本论文研究的内容概况及创新点 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第二章 有理数谐波锁模脉冲幅值的均匀化 |
| 2.1 有理数谐波锁模的介绍及应用 |
| 2.1.1 有理数谐波锁模脉冲幅值优化的研究现状 |
| 2.1.2 射频方波驱动实现锁模脉冲幅值均衡化 |
| 2.2 射频方波调制实现锁模脉冲幅值均衡化原理 |
| 2.3 有理数谐波锁模脉冲幅值均衡化的实验 |
| 2.3.1 方波调制有理数谐波锁模的实验装置 |
| 2.3.2 马赫曾德电光强度调制器电光调制透射曲线 |
| 2.4 方波调制有理数谐波锁模实验结果分析 |
| 2.4.1 低频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.4.2 1GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.4.3 3.125GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多波长激光器同时窄化线宽技术的研究 |
| 3.1 窄线宽多波长光源的引言介绍 |
| 3.1.1 单波长激光器的线宽窄化技术 |
| 3.1.2 多波长光源同时窄化线宽 |
| 3.2 多波长光源窄化线宽的原理 |
| 3.2.1 受激布里渊散射的过程及其增益谱 |
| 3.2.2 受激布里渊散射的阈值 |
| 3.2.3 延时自外差法测量多波长光源的线宽 |
| 3.3 窄化多波长光源的线宽方案 |
| 3.3.1 窄化多波长光源的线宽的实验装置 |
| 3.3.2 窄化多波长光源线宽方案的原理分析 |
| 3.4 窄化多波长光源的实验结果及讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于四波混频和级联四波混频的时域上连续宽光谱光频率梳的研究 |
| 4.1 光频率梳的背景介绍 |
| 4.1.1 光频率梳的应用领域 |
| 4.1.2 时域上脉冲的光频梳的产生方法 |
| 4.1.3 时域上连续的窄线宽光频梳 |
| 4.1.4 产生连续的单纵模窄线宽光频梳的条件 |
| 4.2 多波长光源展宽和时域上连续光频率梳产生原理 |
| 4.2.1 四波混频的起源及产生条件 |
| 4.2.2 四波混频中信号光和闲频光的解析解 |
| 4.2.3 高非线性光纤中的相位匹配技术 |
| 4.2.4 光纤材料色散对相位匹配的影响 |
| 4.2.5 高非线性光纤中的级联四波混频 |
| 4.3 时域上连续光频梳的结果分析 |
| 4.3.1 实现时域上连续宽光谱光频率梳（多波长）的实验装置 |
| 4.3.2 经过标准高非线性光纤得到的光频率梳结果分析 |
| 4.3.3 色散平坦光纤得到的光频率梳结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 相邻波长间隔为GHz量级的多波长激光的研究 |
| 5.1 波长间隔为GHz量级的多波长光源的应用 |
| 5.1.1 10GHz量级波长间隔的多波长光源的应用范围 |
| 5.1.2 产生GHz量级窄波长间隔的多波长光源的难点与解决方法 |
| 5.2 DFB激光器为信号光源实现受激布里渊散射多波长光纤激光器 |
| 5.2.1 受激布里渊散射多波长光纤激光器的实验装置 |
| 5.2.2 低功率种子信号多波长激光输出结果及分析 |
| 5.2.3 种子信号功率对多波长激光输出的影响 |
| 5.2.4 高功率种子信号多波长激光输出结果及分析 |
| 5.2.5 种子信号功率和放大功率的优化选择 |
| 5.3 受激布里渊散射多波长激光的可调谐性 |
| 5.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）磁光四波混频理论及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 磁光非线性光纤概念 |
| 1.3 磁光非线性光纤研究现状及特性应用 |
| 1.4 本文的研究内容和创新点 |
| 第二章 磁光四波混频理论 |
| 2.1 磁光非线性光纤中四波混频的耦合模方程 |
| 2.1.1 各向同性光纤中的耦合模方程 |
| 2.1.2 各向异性光纤中的耦合模方程 |
| 2.2 磁光四波混频耦合模方程的数值求解算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 磁光四波混频效应的机理研究 |
| 3.1 小信号情况下 MO-FWM 的耦合模方程 |
| 3.2 磁控四波混频实验 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.3.1 线双折射的影响 |
| 3.3.2 磁感应测量 |
| 3.3.3 磁光效应对波长转换效率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁光光纤中光参量增益的研究 |
| 4.1 圆偏振光的非线性耦合模方程 |
| 4.2 各向同性磁光非线性光纤 |
| 4.2.1 圆偏振光下 DFWM 磁控机理 |
| 4.2.2 圆偏振光下 NDFWM 磁控机理 |
| 4.3 线双折射磁光光纤磁控四波混频作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁光四波混频对非均匀磁场的依赖特性 |
| 5.1 绕纤中非均匀磁场的分布 |
| 5.2 非均匀磁场下的 FWM 增益 |
| 5.2.1 “双极性”磁场分布 |
| 5.2.2 “单极性”磁场分布 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 读硕期间取得的研究成果 |
（9）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 |
（10）脉冲光泵浦光子晶体光纤制备关联光子对的理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子比特、量子纠缠和量子干涉 |
| 1.2 关联光子对的产生：自发参量辐射 |
| 1.3 光子晶体光纤 |
| 1.3.1 概述与分类 |
| 1.3.2 结构与特性 |
| 1.4 基于光子晶体光纤的关联光子对 |
| 1.4.1 特征和优势 |
| 1.4.2 国内外研究现状 |
| 1.5 本论文主要内容 |
| 第二章 光子晶体光纤产生关联光子对的基本理论 |
| 2.1 光波在光纤中的传输 |
| 2.1.1 波动方程 |
| 2.1.2 光纤中的非线性效应 |
| 2.1.3 光纤的传输模式和色散 |
| 2.1.4 光子晶体光纤的阶跃折射率分析模型 |
| 2.2 四波混频的经典电磁理论 |
| 2.2.1 耦合振幅方程及相位匹配条件 |
| 2.2.2 光子晶体光纤中的相位匹配 |
| 2.3 自发四波混频产生关联光子的量子化光场理论 |
| 2.3.1 光场的量子化 |
| 2.3.2 双光子态和联合频谱函数 |
| 2.3.3 输出场算符和二阶强度相关函数 g(2) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高纯度大失谐关联光子对的制备 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 脉冲泵浦光源和光子晶体光纤基本参数 |
| 3.1.2 泵浦、滤波和探测装置 |
| 3.1.3 光子晶体光纤有效结构参数的确定 |
| 3.2 关联光子对的制备实验 |
| 3.2.1 关联光子对的纯度 |
| 3.2.2 实验过程和结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 频谱可控关联光子对 |
| 4.1 关联光子对的频谱 |
| 4.1.1 泵浦包络函数和相位匹配函数 |
| 4.1.2 相位匹配函数与光纤色散 |
| 4.1.3 频谱函数关联性的控制 |
| 4.2 频率不相关关联光子对：理论分析 |
| 4.2.1 频率不相关的频谱函数 |
| 4.2.2 频谱关联性的衡量：单通道光场的 g~((2)) |
| 4.3 频率不相关关联光子对：数值模拟 |
| 4.3.1 不同近似形式下 g~((2))的数值模拟和分析 |
| 4.3.2 泵浦光啁啾和光纤长度对 g~((2))值影响的模拟和分析 |
| 4.4 频率不相关关联光子对：实验制备 |
| 4.4.1 非对称群速度匹配（AGVM）情况 |
| 4.4.2 对称群速度色散匹配（SGVM）情况 |
| 4.5 高效率、近单模的宣布式单光子源 |
| 4.5.1 宣布式单光子源装置及特征描述 |
| 4.5.2 实验过程和结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 非均匀光子晶体光纤中关联光子对频谱特性的研究 |
| 5.1 光纤的非均匀性对参量过程的影响 |
| 5.2 非均匀光子晶体光纤中的关联光子对：理论分析 |
| 5.2.1 理论模型 |
| 5.2.2 频谱函数的数值模拟 |
| 5.2.3 相关函数 g~((2))的数值模拟 |
| 5.3 非均匀光子晶体光纤中的关联光子对：实验观测 |
| 5.3.1 光子频谱的测量和分析 |
| 5.3.2 g~((2))的测量和分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 研究课题展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、具有非均匀零色散波长光纤中的四波混频（论文参考文献）
- [1]新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究[D]. 刘娥贤. 湖南大学, 2020(02)
- [2]光子晶体光纤中矢量光场特性及应用的数值研究[D]. 张秀. 合肥工业大学, 2020(02)
- [3]相干通信体制下的全光再生技术研究[D]. 万峰. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究[D]. 周雯静. 电子科技大学, 2019(01)
- [5]基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究[D]. 孟岩. 华中科技大学, 2016(08)
- [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]精细多波长光源及连续光频率梳的研究[D]. 王天鹤. 天津大学, 2015(08)
- [8]磁光四波混频理论及其应用研究[D]. 李述标. 电子科技大学, 2013(01)
- [9]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)
- [10]脉冲光泵浦光子晶体光纤制备关联光子对的理论和实验研究[D]. 崔亮. 天津大学, 2012(05)