一、An Adjustable Pure Dispersion Slope Compensating-Module without Center Wavelength Shift Based on Strain-Chirped Fiber Bragg Gratings（论文文献综述）
白卓娅[1]（2021）在《基于超快光学技术的实时测量系统研究》文中认为实时测量仪器是奠定工业、科学和医疗等一系列应用的基础平台。当今社会对数据带宽不断增长的需求正推动着通信行业提高组件和系统的工作频率,因此,对于能够在短时间内执行快速检测或诊断的实时测量仪器的需求也在快速增长。尽管短光散射（频闪）可以作为一种有效方法来提供瞬态事件的宝贵信息,但自然界中存在的大量瞬态信息和罕见事件都具有瞬时和不确定性,因此仍需要借助具有足够高分辨率和足够大存储长度的真正的实时测量仪器才能将其捕获。基于色散傅里叶变换原理的光学时间拉伸技术是一种新兴的数据采集方法,它克服了传统电子模数转换器的速度限制,能够以每秒数十亿帧的刷新率完成连续超快的单次光谱、成像以及太赫兹等测量,且不间断地记录上万亿个连续帧。该技术开辟了测量科学的新前沿,揭示了非线性动力学,如光流氓波、孤子分子以及相对论电子束等瞬态现象。此外,通过与人工智能相结合,它还创造出多种用于传感和生物医学诊断等应用的新型实时测量仪器。本论文结合所参与的国家自然科学基金等项目,针对基于超快光学技术的实时测量需求,开展了一系列深入的理论以及实验研究,扩展了超快光学技术在实时器件表征、瞬时频率测量以及传感方面的应用,取得的主要创新及成果如下:1.提出并验证了一种基于光学时间拉伸技术的实时器件表征系统,该系统使用相位分集技术和时间拉伸数据采集方法,消除了仪器中存在的色散惩罚问题,并扩展了测量系统的有效带宽。系统具有2.5 Ts/s的等效采样率、27 ns的超快器件响应测量时间以及5.4 fs的超低等效时钟抖动。结合所提出的数字信号处理算法,该系统对两个商用宽带电放大器的频率响应特性进行了测量,测得的频响曲线与器件指标高度一致。相比于传统网络分析仪,所提出的器件表征系统的测量速度至少提高了三个数量级。2.提出并验证了一种基于差分探测和光学时间拉伸技术的瞬时频率测量系统,可以对多频信号进行实时测量。仪器通过差分探测消除了由于脉冲光源光谱不均匀引起的待测信号失真,同时有效提高了系统的测量精度和动态范围。通过使用数字信号处理算法,该系统以100 MHz的采集速度,实现了3～20 GHz范围内单/多频信号测量,其频率分辨率为82.5 MHz,且测量误差不超过70 MHz。3.提出并验证了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪和波长-时间映射原理的实时应力解调系统,可以实现超快、对温度不敏感的应变测量。该系统的原理是将经过干涉仪频谱整形后的脉冲光源光谱映射到时域,将应变引起的波长偏移测量转换为时移测量,相比于使用光谱仪进行频域解调的传统方案,大大提高了系统的解调速度,实现了100 MHz的超快解调速率以及-0.17 ps/με的应变灵敏度。4.提出并验证了一种基于单模-两模-单模光纤梳状滤波器和波长-时间映射原理的实时应力解调系统。该自制滤波器通过将两模光纤与单模光纤进行偏芯熔接而制成,具有制作简单、波长间隔可调等优点,且滤波器在系统中被同时用作光谱整形器和传感元件。波长-时间线性映射通过使用色散元件实现,经滤波器整形后的光谱被映射到时域,从而可以通过测量时移大小在时域解调应变。系统在100 MHz的超快解调速率下,实现了0.3 ps/με的应变灵敏度以及167με的应力分辨率,并且该自制传感器在实验中表现出较低的热敏性,为1.35 pm/℃,使该系统可作为实现超快、稳定应力解调的理想选择。
刘日照[2]（2020）在《新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究》文中提出光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）是一种广泛应用于光纤通信和光纤传感领域的关键器件,普通FBG在高温环境下长时间工作其光敏特性会逐渐衰退甚至完全擦除,从而限制了光纤光栅在高温传感领域的应用。然而,通过高温退火（850～950℃）可以使FBG在高温擦除后重新生长形成的热重生光纤光栅（Regenerated fiber Bragg grating,RFBG）,能够在1000℃以上的高温环境中稳定工作,并且性质稳定。但经高温退火处理后,RFBG的机械强度较一般FBG显着下降,使得RFBG难以满足工程应用的需求。本文基于相位掩模法,设计、优化并搭建了一套光纤光栅刻写系统,研究了FBG的刻写与性能。通过采用单模石英光纤,在所制备的具有良好测高温效果的RFBG的基础上,对光纤光栅的轴向应力和石英光纤中分子组分与结构进行了研究,分析与推论了RFBG脆性的成因。其主要研究内容如下:（1）在传统相位掩模法刻写光路的基础上,通过加入扩束系统使得激光光斑更加均匀可调。标定了激光器在传输过程中的损耗,其损耗近95%;研究了曝光能量、光纤种类、栅区长度等条件对光栅光谱性能的影响,使得所搭建的平台能够精确、定制化刻写光纤光栅。评估了载氢光纤与B/Ge共掺光纤的光敏性差异,研究结果表明:由于其掺杂的不同,光敏光纤在曝光38.68J能量后,FBG的反射率为98.17%。在同样条件下,载氢光纤刻写的FBG反射率为82.98%;但继续曝光到77.36J能量时,载氢光纤刻写的FBG反射率可达到99%。（2）搭建了光纤光栅热重生实验平台,并对所制备的RFBG进行了高温测试,其温度灵敏度达15.6pm/℃,在100～1000℃区间均有很好的线性响应度。分析了RFBG的退火程式,探求了最佳的退火温度,通过对比发现,在925℃下退火后,重生率最高为61.1%;通过分析得到最佳退火温度在920℃～935℃之间,当温度低于900℃时,退火重生到饱和的时间较长,增加了制备RFBG的不确定性;当温度高于950℃时,退火会导致光谱特性变差。通过光纤轴向应力测试及材料内部组分分析,研究了退火前后光纤光栅的性能变化,发现光纤光栅退后前后状态改变的主要原因是退火时的温度过高,使得光纤内部的取向变小,内部压应力与拉伸应力都减小,导致结构不如原始光纤紧密,使得机械性能降低,脆性增大。该工作为提高RFBG的机械性能,解决其脆性问题提供了可靠的理论与实验依据。（3）通过使用不锈钢钢管和高温陶瓷胶的方式对热重生光纤光栅进行了封装。封装后的RFBG传感器的温度灵敏度为14.8pm/℃,对光栅脆弱的栅区起到了很好的保护作用。通过在已有的光电电路板加上AWG搭建了一套解调设备,同时实现了分布式温度测量,在0～20℃下温度灵敏度为0.414℃-1;在100～150℃下温度灵敏度为0.3784℃-1。
范志强[3]（2020）在《光电振荡器及其应用研究》文中研究指明具有低相位噪声、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。
任浩[4]（2020）在《可调谐窄线宽掺铒光纤环形激光器的研究》文中研究指明可调谐光纤激光器因相干性好,线宽窄,功率高,波长调谐范围灵活,并与光通信系统天然兼容性强的优异特性,已经成为当代光通信网络中不可或缺的重要激光光源模块和核心部件。目前针对不同新型结构和波段的可调谐单频光纤激光器是国内外研究热点之一。窄线宽可调谐单频光纤激光器的研究重点主要集中在设计新型可调谐机制和压缩线宽等方面,通常采用新型滤波结构、可饱和吸收体、新型腔体结构、超窄带滤波器以及光纤非线性效应等多种技术实现波长可连续调谐和波长可切换的功能。本文针对可调谐窄线宽单频光纤激光器的实现方法进行研究,主要内容包括:第一,对窄线宽单频光纤激光器以及可调谐光纤激光器的实现方法进行分析和论述,并讨论了一种新型的腔体结构,即在环形光纤激光器腔内使用萨格拉克光纤环形镜中结合一段未泵浦的掺铒光纤,因其具有窄带滤波特性而能实现单频振荡输出。然后,使用另一段未泵浦的掺铒光纤作为饱和吸收体以抑制模式跳变,从而稳定激光的输出。第二,对各类光纤光栅的传输特性进行系统分析和Matlab仿真,研究光纤光栅的自身参数对传输特性的影响,为本文相移光纤光栅和均匀光纤光栅的选型做了参数优化的准备。第三,研究了基于未泵浦掺铒光纤萨格拉克全光纤滤波器,并对其滤波特性进行了讨论。根据数值模拟结果,当耦合器的臂长差与掺铒光纤长度相差为厘米量级时,滤波特性与均匀光纤光栅相似,掺铒光纤萨格拉克全光纤滤波器表现出非常窄的透射带宽;当臂长差与掺铒光纤长度有相同数量级时,透射谱包络发生分裂,出现多个透射窗口,透射窗口的个数仅与耦合器的臂长差有关。上述两种情形的透射带宽均小于6.42 MHz。第四,讨论了基于温度调谐的均匀光纤光栅滤波器,计算结果表明,当温度的变化范围不超过100℃的低温段时,在约为0.754nm的波长调谐范围内,中心波长与温度的变化量呈现较好的线性关系。随后,对可调谐滤波器进行增敏的模型和结构讨论,经数值模拟得到,在约为2.7 nm的调谐范围内,滤波器的温度灵敏度提高了 3.58倍。第五,讨论了基于未泵浦掺铒光纤萨格拉克全光纤滤波器与温度调谐均匀光纤光栅结合的可调谐窄线宽光纤激光器,通过仿真计算说明该结构可以实现单纵模振荡,并可获得0.754 nm范围的波长可调谐输出。
王飞文[5]（2020）在《光纤布拉格光栅滑觉传感特性研究》文中指出滑觉感知是智能化机械手的重要组成部分,机械手的滑觉是描述机械手指与被抓取物体间接触状态的物理量,检测这一参量的传感器称之为滑觉传感器,针对滑觉传感器的研究受到越来越多学者的重视。光纤布拉格光栅（FBG）传感器具有易波分复用、空分复用、体积小、损耗小、抗电磁干扰、价格低廉等优点,光纤布拉格光栅的诸多优点使得研制新型滑觉传感器有着重要的意义。本文基于光纤布拉格光栅原理,设计制作了两种光纤滑觉传感单元。以下是本文的主要内容:1.叙述滑觉传感器的国内外研究现状以及传感原理。2.阐述光纤布拉格光栅的传感原理。分析得到光纤布拉格光栅受温度、应变下的传感原理,在光纤布拉格光栅受到应力作用时,只考虑沿着光纤轴向的应力作用,可忽略切向应力对其的影响。并对光纤光栅的交叉敏感问题以及解调方法进行了简要叙述。3.针对物体滑动检测的问题,设计并制作了基于悬臂梁结构的滑觉传感单元,对该滑觉传感器的传感原理进行理论分析,建立了滑动时传感单元的数学模型。该传感单元适用于物体发生位移的滑动感知,通过波长差值的方差分析,可感知物体滑动发生和结束的时刻、滑动方向、滑动速度以及接触力的大小。实验结果表明悬臂梁式传感单元在0.2N～1N的接触力下,对于微小滑动有着良好的检测效果,滑动灵敏度实验值与理论值的平均相对误差为6%,速率比例系数实验值与理论值的平均相对误差为14%,接触力实验值与理论值的平均相对误差为6.6%。4.针对悬臂梁式滑觉传感器无法识别物体滑动趋势的问题,提出通过硅橡胶式滑觉传感单元实现滑动趋势的检测。通过SolidWorks Simulation对其进行仿真分析。实验结果表明该传感器X轴向的灵敏度为70pm/N,实验值与仿真值的平均相对误差为13%;Y轴向的灵敏度为74pm/N,实验值与仿真值的平均相对误差为5.4%。通过一阶导数算法识别摩擦力的突变以实现对滑动趋势的检测。该滑觉传感器可实现滑动角度的判断,实验的平均误差为2.4°。5.设计光纤光栅的滑觉感知解调系统。通过LabVIEW软件开发FBG解调软件,实现数据的采集、显示、存储等功能,并调用MATLAB软件进行数据处理。最后总结了课题的研究情况以及当前的不足,提出了改进的方法和思路,并对未来的工作进行了展望。
庄圆[6]（2020）在《扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究》文中提出近年来,高清电视和交互式点播网络电视、在线数字电影和游戏、3D电视、移动多媒体、视频会议、云存储/云计算、社交网络、短视频分享等新兴业务如雨后春笋般涌现,这些新兴业务对接入网的带宽需求越来越高,带宽需求随着数据以爆炸式增长,容量大以及运行、维护成本低的无源光网络已经是用来解决接入网宽带瓶颈的第一选择。目前,无源光网络已从2.5Gbps升级到10Gbps以满足Internet流量的快速增长,开发低成本、高速可调谐的光发射机迫在眉睫。在C波段,随着传输距离的增加,光纤色散会使脉冲信号发生变形进而导致误码率增加。对于高速率远距离传输系统,电吸收调制器和铌酸锂调制器仍然是主流选择,但是它们同色散补偿模块一样成本高、能耗大。因此开发一种低成本、结构简单、低能耗的高速可调谐发射机非常有意义V型腔可调谐激光器是一种低成本、结构简单、性能优良可靠的半导体激光器,是未来城域网、接入网和数据中心等应用场景中极具吸引力的选择。本课题针对下一代无源光网络的需要,提出两种基于V型腔可调谐激光器的提高信号传输距离的方案:一是采用外调制的方式,利用偏置量子阱技术单片集成V型腔可调谐激光器和马赫曾德调制器;二是采用啁啾管理的方式,用阵列波导光栅对V型腔可调谐激光器的频率啁啾进行管理从而提高传输距离。本论文在InGaAsP材料五量子阱晶圆上,成功开发了基于波长248nm准分子激光诱导量子阱混合的全新工艺。通过合理选择激光照射的能量密度和脉冲数,以及快速热退火的温度和时间,调节有源区量子阱混合的程度,可以获得最高120nm的波长蓝移。利用准分子激光诱导量子阱混合技术成功制作了 FP激光器和V型腔可调谐半导体激光器,成功证明了准分子激光诱导量子阱混合技术工艺简单、性能良好、不需要二次生长,将会是未来非常有潜力的一种单片集成方案。本文首次提出基于V型腔可调谐激光器和马赫曾德调制器单片集成的设计方案。选择偏置量子阱技术作为单片集成平台,芯片外延层状结构有源部分采用5量子阱结构,无源波导部分采用350nm厚的1.4Q InGaAsP材料,设计了单端输入和双端输入两种整体结构。本文首次提出利用高斯型阵列波导光栅AWG对V型腔可调谐激光器进行啁啾管理来提高信号传输距离的方案。这种方案经过实际测试,10Gbps速率直接调制V型腔激光器在没有任何色散补偿的情况下可以无误码（BER<10-12）传输超过20km,传输10km和20km只有2dB和4dB的功率代价。波分复用器件AWG和可调谐半导体激光器都是作为WDM网络中的核心单元,利用两者的配合扩展直接调制信号的传输距离是非常有实际应用价值的。
李雨佳[7]（2020）在《基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究》文中研究说明波长可调谐激光器广泛应用于激光雷达、微波光子学、相干光通信、光谱学、精密测量等工业领域。波长可调、光谱相干性高的光源具有良好的系统移植性,且有利于提升通信、测量等系统的信噪比及精度。在激光线宽窄化的同时,实现波长精密、快速、大范围、线性调谐是推动相干光通信、精密测量等领域进步的关键技术之一。窄线宽激光器的调谐主要依赖于腔内的波长选择元件,机械、应力、温控以及电控等方式是目前主流的波长调谐手段。由于受限于调谐器件和装置的控制特性,其调谐速度、精度、范围、线性度等性能在工业应用层面仍面临挑战。鉴于此,本文以光纤为载体,着力研究激光线宽窄化技术的同时,探索与光纤激光系统兼容的波长可调器件,基于调谐器件系统研究可调超窄线宽激光器的关键技术。本文的研究内容如下:（1）深入总结可调谐激光器的研究现状,确立从可调器件到可调窄线宽激光器的研究路线。研究了基于石墨烯光控以及基于偏振转换声控的调谐机制。分析基于布里渊激光的窄带增益、饱和吸收自建光栅的滤波特性以及瑞利散射激光线宽压缩的波长无关性。光栅可控机制及激光线宽压缩原理为可控光栅制备和窄线宽激光的波长调谐提供了理论支撑。（2）研制了两种用于激光调谐的可控光纤光栅。基于石墨烯制备精密光控光纤光栅,实验表明该器件具有波长线性调谐性能,光控响应时间达到10ms、调谐精度达到百MHz量级。基于石墨烯灵敏、快速的热传导性能,提升了传统精密温控的调谐速度。为实现更大范围的快速调谐,提出基于偏振转换的带通声光光纤光栅,该器件具有声光频移抑制特性,实验证明在～35nm波长范围内其调谐线性拟合R2达到0.99421,响应时间达百μs量级。两种可控光纤光栅为激光器的精密、快速、大范围、线性可调提供了器件基础。（3）首次从瞬态光谱的角度揭示了可控光栅的调谐动力学特性。基于耗散孤子—色散傅里叶变换光谱测量系统,表征了声光光栅在快速调谐中的瞬态光谱演化规律,其调谐速度在～4nm调谐范围内可达到13000nm/s。该研究证实了声光光栅在快速、线性调谐过程中具有光谱带宽保持性能,为可调激光系统的搭建及优化提供了指导。（4）提出并搭建了光控精密可调超窄线宽布里渊光纤激光器。通过布里渊窄带增益抑制边模,得到线宽～750Hz的单纵模激光。利用光控光纤光栅,激光器在3.67nm的调谐范围实现了灵敏度为13.2pm/m W,线性拟合R2为0.99897的精密波长调谐,在调谐步长（28pm）接近光谱仪分辨极限下保持良好的线性特性。（5）提出并搭建了基于瑞利散射的光控精密可调超窄线宽光纤激光器。在单纵模运转的基础上,将激光器的线宽进一步压缩至～200Hz。实现精密光控调谐的同时,探讨了瑞利散射在不同激光波长处的线宽压缩特性。（6）提出并搭建了声控大范围、快速可调超窄线宽光纤激光器。通过声光光纤光栅的偏振转换有效抑制声光频移。激光频率、相对强度噪声背底低至10Hz2/Hz、-135d Bc/Hz。激光器实现了遍历增益平坦区的大范围调谐,线性拟合R2达到0.99781,且不同调谐通道下保持～2k Hz的超窄线宽输出。受限于动态调谐过程中的激光弛豫振荡,其调谐响应时间为800μs。基于声光调谐动力学特性,进一步提出了利用半导体增益优化调谐性能的方案,将调谐范围扩展至36nm（主要受限于腔内器件的工作带宽）,响应时间缩短至～200μs,并有效抑制了在激光调谐过程中的弛豫振荡巨脉冲。本文从可调光纤器件到可调激光系统,深入地研究其静/动态调谐响应特性。提出光控精密可调超窄线宽激光器,利用瑞利散射对激光线宽实现深度压缩的同时,提升了激光波长的调谐响应速度。光控调谐对激光器的远程、非接触式控制有极为重要的意义。提出声控大范围可调超窄线宽激光器,为同时实现激光线宽窄化、快速、高线性度调谐以及波长的大范围扩展提供一种方法。
刘佳[8]（2020）在《微型低功耗星载光纤光栅传感解调系统及关键技术研究》文中提出随着航天技术的迅猛发展,航天飞行器结构健康监测和智能化发展需求迫在眉睫,传统基于热敏电阻和应变片的环境监测方法已经无法满足大容量、轻重量和低功耗的星载结构健康监测的要求。光纤光栅传感技术具有抗电磁干扰、尺寸小、成本低等特点,在航天领域具有广泛的应用。针对航天应用中光纤光栅传感解调技术的微型化及低功耗等诸多技术难点,开展基于调制光栅Y分支（MG-Y）可调谐半导体光源的微型低功耗星载光纤光栅传感解调系统研究。论文主要研究内容包括:1.研究了光纤布拉格光栅温度和应变传感原理及传感系统组成,为波长型解调方法提供理论基础。为了解决星载环境微型、低功耗、大容量的光纤光栅应用受限问题,分析了常用光纤布拉格光栅解调及复用技术的各种方案,确定了可应用于航天领域的基于可调谐半导体光源的解调方法。2.研究了可调谐半导体激光器的结构及控制方法,采用单片可集成、调谐速度快,解调容量大的电调谐半导体激光器为解调系统光源。在对MG-Y可调谐控制原理论述基础上,通过对构造的两种星载光纤传感解调技术分析,提出了1*N耦合器的空/波分复用可调谐光源法解调方法;通过对可调谐光源与不同谱形FBG的作用机理研究,确定了解调仪的基本参数和波长计算公式。提出了一种采用波长计的光谱测量的表征方法,构建了“波长-电流”精确对应关系研究方案,解决了多调谐节MG-Y光源的查找表的难点。3.针对多调谐节激光器光源的电流控制问题,开展了MG-Y激光器光源解调仪的微型、低功耗和高精度控制方法研究,提出了一种基于ARM的四通道FBG解调方法。利用ARM芯片控制单片集成恒流源控制系统和高精度温度控制系统,实现扫描光源的高分辨率高稳定输出;进一步分析光电采集模块响应范围,设计了宽动态范围的基于对数放大器的光电采集系统;并对系统电源、串口通信电路进行设计,研制出适用于星载环境的FBG解调仪。4.提出了基于MG-Y光源的解调软件系统方案,对ARM嵌入系统下的底层驱动软件功能进行研究,实现了“波长-电流”查找表的快速筛选和FBG反射信号的快速采集;针对传统解调算法耗费资源多、波长跳动和光源不稳定引起波长精度低问题,提出了基于嵌入式硬件系统的动态阈值-双质心算法、上位机DGA算法和基于F-P标准具的校正方法,提高了波长解调精度和稳定性,改善了测量精度,实现了低功耗、宽动态范围下的高精度解调。5.建立了FBG解调实验平台,完成了光栅解调仪性能实验验证,分别对超短FBG、保偏FBG、芯包复合FBG、FBG光栅阵列的光谱特性进行测试。针对航天领域应用需求,采用800nm飞秒脉冲激光分别制备了上述不同反射谱形的光纤光栅,并对其温度和纵向拉伸传感特性进行测试,所研制的解调仪实现了对波长漂移的精确解调。本论文开展了可调谐扫描光源法的FBG波长解调技术研究,研制了基于MG-Y可调谐半导体光源的微型低功耗光纤光栅解调仪。通过对不同反射谱形飞秒刻写光纤光栅传感特性进行测试,满足了微型低功耗星载光纤光栅传感解调系统要求。为解决航天结构健康检测的安全、高效、智能感知提供了新的技术手段。
任书源[9]（2016）在《基于光纤光栅的光纤延迟线研究》文中研究说明基于光纤延迟线的实时延时技术有效克服了相控阵雷达在宽带宽角扫描情况下出现的波束偏移和脉冲展宽问题。随着光纤光栅写入技术的成熟,光纤光栅器件被广泛应用于光通信和光纤传感领域,近年来也被用于研制光纤延迟线。本文首先对光纤布拉格光栅（FBG）进行了研究。用非规则光波导耦合模理论推导了均匀FBG的耦合模方程,通过方程的解析解得到均匀FBG的反射谱和时延特性,并在此基础上用传输矩阵法分析得出线性啁啾光纤布拉格光栅（LCFBG）的反射谱和时延特性。借助Matlab工具,深入分析了折射率调制深度、光栅栅区长度以及啁啾系数对以上两类FBG传输特性的影响。接下来研究了常用的六种光纤光栅切趾函数,发现切趾能有效抑制光纤光栅反射谱的震荡和时延曲线的抖动,从而改善光纤光栅的传输特性。其中,sinc函数和tanh函数能更加灵活的对LCFBG进行切趾,并能达到更好的切趾效果。其次,理论分析了LCFBG的温度、应变传输特性。温度变化引发的热膨胀效应和热光效应,以及应变引起的光栅周期变化和弹光效应均使得LCFBG的反射谱发生偏移,从而改变了LCFBG的时延特性。然后,实验研究了LCFBG的温度、应变传输特性。裸光纤光栅的温度灵敏度较低,实验时用紫铜片对其进行了贴片式温度增敏封装,结果表明增敏后LCFBG的温度灵敏度提升了3.1倍,在070℃温度变化范围内,LCFBG的反射谱中心波长偏移量由0.7nm增加到2.73nm。应变实验采用等强度悬臂梁调制方式,在LCFBG轴向拉伸和压缩两种状态下,使其反射谱中心波长偏移了6.45nm。实验研究发现LCFBG的布拉格反射波长偏移量与栅区温度以及光栅应变的改变量成线性关系,LCFBG的色散在实验的温度和应变变化范围内基本不受影响。最后,研究了基于光纤光栅的延迟线。提出了三种基于均匀FBG的4bit光纤延迟线,详细分析了它们的延时性能。研制了基于LCFBG的5bit延迟线,实现了平均步进为5.39ps,精度为2.46ps,延时范围为0168.6ps的延时。研究了基于应变调制的LCFBG延迟线,在拉伸和压缩两种状态下实现了延时步进接近于0.1ps,延时范围为-64.5ps60ps的准连续可调延时。
吴良英[10]（2020）在《基于啁啾相移光纤光栅的关键器件研究》文中提出光纤光栅是最常见的光学器件之一,基于光纤光栅的光电子器件具有体积小、易集成和易与光纤通信系统相连接等优点,是光网络的重要基础。啁啾相移光纤光栅（PS-CFBG）通过在啁啾光纤光栅（CFBG）上引入相移,使其频谱内打开一个或多个极窄的“窗口”,在多通道窄带滤波方面具有明显优势,能够广泛应用于波分复用、多波长调制以及多参量传感等领域。本论文采用V-I传输矩阵法深入分析了PS-CFBG的频谱特性,并以此为基础研究了基于PS-CFBG的可调滤波器、高能量脉冲激光器及微米量级的精确定位传感器。主要工作和创新成果如下:1.利用V-I传输矩阵法建立相移光纤光栅的理论模型,研究结果表明与常见的三种分析方法（传输矩阵法、F-P腔等效法和多层膜法）相比,在理论分析和仿真计算相移光纤光栅的频谱特性上,V-I传输矩阵法在保证计算精度的前提下具有更高的计算效率。2.研究了基于PS-CFBG和保偏PS-CFBG的两种可调滤波器,其滤波强度、波长、波长间隔和数目可以通过改变相移的大小、位置和数目进行调节,滤波强度达到最大时,滤波器的窄带带宽为最小,理论上可获得的最小窄带带宽低至0.008nm。利用压电陶瓷片在CFBG和保偏CFBG上引入相移,通过调节其驱动电压改变相移量的大小,实现了两种滤波器滤波强度的调谐,为可调谐窄带滤波器的研究提供了一种新的思路。3.研究并搭建了一种利用压电陶瓷片引入相移的PS-CFBG掺铒光纤环形激光器,在压电陶瓷片上加载直流电压和方波信号,分别得到连续和脉冲激光输出。设置激光器的泵浦功率为107 m W,当加载的直流电压为75 V时,获得信噪比为60 d B的连续激光输出;当加载的方波信号幅度为75 V、频率为1 k Hz和2 k Hz时,获得能量为1.67μJ和2.77μJ的脉冲激光输出。4.提出并搭建了一种基于保偏PS-CFBG的双波长掺铒光纤环形激光器,该激光器将压电陶瓷片粘贴于保偏CFBG以实现窄带滤波。当激光器的泵浦功率为135 m W、压电陶瓷片的驱动电压为60 V时,输出波长间隔为0.384 nm、光信噪比大于40 d B的双波长激光,且输出的两个波长可以通过腔内偏振态的调节实现单波长输出与切换。5.研究了一种基于级联CFBG的应变和应变点精确定位传感器,理论研究表明该传感器可实现精确到微米量级的应变点定位。利用压电陶瓷片在级联CFBG上引入微应变,通过调节其驱动电压改变应变量的大小,测得该传感器在单个CFBG上多个应变点和多个CFBG上单个应变点两种级联情况下外界应变改变时的频谱变化,实现应变传感,其最大的应变灵敏度为0.19 pm/με。
二、An Adjustable Pure Dispersion Slope Compensating-Module without Center Wavelength Shift Based on Strain-Chirped Fiber Bragg Gratings（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、An Adjustable Pure Dispersion Slope Compensating-Module without Center Wavelength Shift Based on Strain-Chirped Fiber Bragg Gratings（论文提纲范文）
（1）基于超快光学技术的实时测量系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超快光学技术简介 |
| 1.2.1 色散傅里叶变换在实时测量中的优势 |
| 1.2.2 光学时间拉伸技术在测量高速信号中的优势 |
| 1.3 基于超快光学技术的实时测量系统及研究进展 |
| 1.3.1 超快实时成像系统 |
| 1.3.2 实时光谱测量系统 |
| 1.3.3 实时传感系统 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 2 超快光学技术理论与涉及的关键器件 |
| 2.1 色散傅里叶变换原理 |
| 2.1.1 色散傅里叶变换的实现条件 |
| 2.1.2 色散傅里叶变换的数学表达 |
| 2.2 光学时间拉伸技术原理 |
| 2.2.1 光学时间拉伸系统中的映射关系 |
| 2.2.2 光学时间拉伸过程的数学表达 |
| 2.2.3 光学时间拉伸系统中的非线性效应 |
| 2.3 超快光学技术中涉及的关键器件 |
| 2.3.1 用于产生超快激光的脉冲光源 |
| 2.3.2 马赫-曾德尔调制器 |
| 2.3.3 模数转换器以及光子时间拉伸模数转换器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于光学时间拉伸技术的实时器件表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于相位分集的实时器件表征原理 |
| 3.2.1 脉冲响应和频率响应 |
| 3.2.2 单电极双输出马赫-曾德尔调制器 |
| 3.3 基于光学时间拉伸原理的待测器件实时表征系统实验方案 |
| 3.3.1 系统结构 |
| 3.3.2 相位分集仿真 |
| 3.4 待测器件响应的数字信号处理 |
| 3.4.1 时间序列分割和帧对齐 |
| 3.4.2 包络修正与脉冲响应定位 |
| 3.4.3 Tikhonov正则化 |
| 3.5 实验结果与讨论 |
| 3.5.1 相位分集测试 |
| 3.5.2 电放大器频率响应测试 |
| 3.5.3 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于差分光学时间拉伸技术的瞬时频率测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 差分光学时间拉伸技术实现原理 |
| 4.2.1 双输出推挽式马赫-曾德尔调制器 |
| 4.2.2 差分光电探测 |
| 4.3 瞬时频率测量系统结构 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 单音信号测量 |
| 4.4.2 双音信号测量 |
| 4.4.3 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于频谱整形和频时映射原理的实时应力传感系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 频谱整形和频时映射原理 |
| 5.3 基于由PM-PCF构成的Sagnac干涉仪和频时映射原理的实时应力解调系统 |
| 5.3.1 保偏光子晶体光纤 |
| 5.3.2 光纤Sagnac干涉仪原理 |
| 5.3.3 基于PM-PCF的 Sagnac干涉仪原理与制作 |
| 5.3.4 基于PM-PCF的 Sagnanc干涉仪用于实时应力解调的系统结构 |
| 5.3.5 实验结果与分析 |
| 5.4 基于单模-两模-单模光纤滤波器和频时映射原理的实时应力解调系统 |
| 5.4.1 少模光纤 |
| 5.4.2 光纤M-Z干涉仪原理 |
| 5.4.3 单模-两模-单模光纤滤波器原理与制作 |
| 5.4.4 基于自制单模-两模-单模光纤滤波器的实时应力解调系统结构 |
| 5.4.5 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的研究内容与成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 参考文献 |
| 附录 A 缩略语 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤光栅的发展 |
| 1.2 光纤光栅的分类 |
| 1.2.1 按折射率分布分类 |
| 1.2.2 按光纤光栅周期分类 |
| 1.2.3 按光纤材料分类 |
| 1.2.4 按光纤光栅的成栅机制分类 |
| 1.3 光纤光栅的应用 |
| 1.3.1 光纤光栅在通信领域的应用 |
| 1.3.2 光纤光栅在传感领域的应用 |
| 1.4 耐高温光纤光栅的应用和研究现状 |
| 1.4.1 耐高温光纤光栅的应用 |
| 1.4.2 热重生光纤光栅的研究现状 |
| 1.5 本论文的研究思路和工作内容 |
| 第二章 光纤光栅理论和热重生光纤光栅形成机理 |
| 2.1 光纤的光敏性 |
| 2.1.1 光纤光敏性原理 |
| 2.1.2 光纤的增敏技术 |
| 2.2 光纤光栅耦合模理论分析 |
| 2.3 光纤光栅传感理论 |
| 2.4 热重生光纤光栅形成机理 |
| 2.4.1 化学组分光栅 |
| 2.4.2 应力松弛模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤布拉格光栅的刻写系统搭建与制备 |
| 3.1 基于OptiGrating对光纤布拉格光栅的仿真 |
| 3.2 光纤布拉格光栅刻写系统的搭建 |
| 3.2.1 刻写光路设计与优化 |
| 3.2.2 实验所需设备 |
| 3.2.3 光纤光栅光谱监测光路 |
| 3.3 光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.3.1 标定光纤曝光处能量 |
| 3.3.2 载氢光纤和光敏光纤的性能评估 |
| 3.3.3 激光器输出能量对FBG光谱性能的影响 |
| 3.3.4 栅区长度对FBG光谱性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热重生光纤光栅的制备与性能研究 |
| 4.1 热重生实验 |
| 4.1.1 高温管式炉 |
| 4.1.2 初始光栅的制备 |
| 4.1.3 热重生过程 |
| 4.1.4 热重生光纤光栅高温传感测试 |
| 4.1.5 热重生温度分析 |
| 4.2 高温退火对热重生光纤光栅应力分布及内部组分的影响 |
| 4.2.1 不同退火温度对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.2 不同降温速度对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.3 不同退火环境气氛对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.4 不同热退火环境气氛RFBG内部组分的变化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 光纤光栅的封装与解调 |
| 5.1 不锈钢管加高温胶封装热重生光纤光栅 |
| 5.1.1 封装材料的选择 |
| 5.1.2 封装辅助设备的设计与实现 |
| 5.1.3 封装与测试 |
| 5.2 基于阵列波导光栅多通道解调系统 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 解调原理 |
| 5.2.3 分布式传感 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 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 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 |
（3）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 |
（4）可调谐窄线宽掺铒光纤环形激光器的研究（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 引言 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 可调谐窄线宽光纤激光器的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本课题的主要任务和工作 |
| 第二章 可调谐窄线宽单频光纤激光器实现的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实现单频输出的常用方法 |
| 2.2.1 横模选模法 |
| 2.2.2 纵模选模法 |
| 2.3 可调谐窄线宽光纤激光器调谐原理及常用方法 |
| 2.3.1 光纤光栅调谐技术 |
| 2.3.2 F-P干涉滤波器调谐技术 |
| 2.3.3 声光可调谐滤波器 |
| 2.3.4 马赫曾德尔可调谐滤波器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于MATLAB的光纤光栅仿真计算 |
| 3.1 啁啾光纤光栅的模型和仿真结果 |
| 3.1.1 光纤光栅的传输矩阵法 |
| 3.1.2 啁啾光纤光栅的传输矩阵法 |
| 3.1.3 啁啾光纤光栅的传输特性分析 |
| 3.2 相移光纤光栅的模型和仿真结果 |
| 3.2.1 相移光纤光栅的传输矩阵法 |
| 3.2.2 相移光纤光栅的传输特性分析 |
| 3.3 均匀光纤布拉格光栅的模型和仿真结果 |
| 3.3.1 均匀光纤布拉格光栅的矩阵理论分析 |
| 3.3.2 光纤布拉格光栅的传输特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 可调谐窄线宽光纤激光器的研究 |
| 4.1 基于萨格拉克(Sagnac)全光纤滤波器的研究 |
| 4.1.1 Sagnac光纤环形镜的介绍 |
| 4.1.2 基于未泵浦的EDF-Sagnac全光纤滤波器的理论分析 |
| 4.1.3 基于未泵浦的EDF-Sagnac全光纤滤波器的数值仿真 |
| 4.2 可调谐滤波器的设计 |
| 4.2.1 基于温控光纤布拉格光栅可调谐滤波器的数值模拟 |
| 4.2.2 基于光纤布拉格光栅增敏的模型分析和结构设计 |
| 4.3 可调谐窄线宽光纤激光器的研究 |
| 4.3.1 可调谐光纤激光器的结构设计 |
| 4.3.2 可调谐光纤激光器单纵模实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）光纤布拉格光栅滑觉传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 滑觉传感器的研究现状 |
| 1.3 光纤光栅滑觉传感器的研究现状 |
| 1.3.1 光纤触觉传感研究现状 |
| 1.3.2 光纤滑觉传感研究现状 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 第2章 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 2.1 光纤布拉格光栅感知原理 |
| 2.2 光纤布拉格光栅应变传感模型 |
| 2.2.1 光纤布拉格光栅中的胡克定律形式 |
| 2.2.2 光纤布拉格光栅轴向应变传感模型 |
| 2.2.3 光纤布拉格光栅横向应变传感模型 |
| 2.3 光纤布拉格光栅温度传感模型 |
| 2.3.1 光纤光栅温度传感模型 |
| 2.3.2 光纤光栅温度补偿 |
| 2.4 光纤布拉格光栅传感解调原理 |
| 2.4.1 复用技术 |
| 2.4.2 波长解调方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 悬臂式滑觉传感单元设计及传感特性 |
| 3.1 悬臂梁式滑觉传感单元设计 |
| 3.1.1 光纤的选择 |
| 3.1.2 传感器主体结构设计 |
| 3.1.3 重要的结构参数 |
| 3.2 滑动感知原理 |
| 3.2.1 滑动感知原理 |
| 3.2.2 滑动方向感知原理 |
| 3.2.3 接触力感知原理 |
| 3.2.4 滑动速率感知原理 |
| 3.3 有限元分析 |
| 3.3.1 SolidWorks Simulation简述 |
| 3.3.2 滑动传感仿真 |
| 3.4 悬臂梁式滑觉传感单元实物制作 |
| 3.5 实验平台设计 |
| 3.6 滑觉感知实验研究 |
| 3.6.1 滑动灵敏度测试 |
| 3.6.2 滑动速率感知测试 |
| 3.6.3 接触力变化感知测试 |
| 3.6.4 微小滑动感知测试 |
| 3.7 滑动方向变化感知实验研究 |
| 3.7.1 悬臂式设计改进及感知原理 |
| 3.7.2 滑动方向变化实验 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 硅橡胶式滑觉传感单元设计及其传感特性 |
| 4.1 传感原理概述 |
| 4.2 硅橡胶式滑觉传感单元设计 |
| 4.3 有限元分析 |
| 4.4 硅橡胶式滑觉传感单元实物制作 |
| 4.5 二维滑动实验平台设计 |
| 4.6 传感单元实物测试 |
| 4.6.1 滑动灵敏度测试 |
| 4.6.2 滑动趋势感知检测 |
| 4.6.3 二维滑动方向感知测试 |
| 4.6.4 接触力感知测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 光纤布拉格光栅滑觉解调系统 |
| 5.1 光纤布拉格光栅解调概述 |
| 5.2 解调系统硬件及其原理 |
| 5.3 基于FBGA解调模块的软件设计 |
| 5.3.1 数据采集 |
| 5.3.2 数据处理与分析 |
| 5.3.3 界面显示 |
| 5.4 基于解调系统的滑觉测试 |
| 5.4.1 测试平台的搭建 |
| 5.4.2 实验具体操作 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读研究生期间的研究成果 |
（6）扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光器高速调制技术 |
| 1.2.1 直接调制 |
| 1.2.2 电吸收调制 |
| 1.2.3 马赫曾德调制 |
| 1.3 激光器和马赫曾德调制器单片集成(ILMZ)研究现状 |
| 1.4 啁啾管理激光器(CML)研究现状 |
| 1.5 本论文的章节安排 |
| 1.6 本论文主要创新点 |
| 2 激光诱导量子阱混杂的V型腔激光器 |
| 2.1 量子阱混合技术概述 |
| 2.1.1 量子阱混合的原理 |
| 2.1.2 量子阱混合实现方法 |
| 2.2 准分子激光诱导的量子阱混杂技术 |
| 2.2.1 实验步骤 |
| 2.2.2 实验结果和讨论 |
| 2.3 基于紫外光诱导量子阱混合技术的Ⅴ型腔半导体激光器 |
| 2.3.1 Ⅴ型腔激光器原理 |
| 2.3.2 基于量子阱混杂的Ⅴ型腔激光器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 长距离传输的马赫曾德外调制Ⅴ型腔激光器 |
| 3.1 单片集成平台介绍 |
| 3.2 光子芯片外延结构设计 |
| 3.3 光子芯片分立器件设计 |
| 3.3.1 Ⅴ型腔可调谐半导体激光器 |
| 3.3.2 马赫曾德调制器 |
| 3.3.3 MMI&波导 |
| 3.3.4 传输波导 |
| 3.4 基于OQW的V型腔激光器和马赫曾德调制器的光子芯片 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 传输距离扩展的啁啾管理V型腔激光器 |
| 4.1 啁啾及啁啾管理概述 |
| 4.1.1 啁啾 |
| 4.1.2 啁啾管理激光器(CML) |
| 4.2 直接调制Ⅴ型腔激光器的啁啾管理 |
| 4.3 基于啁啾管理的直接调制V型腔激光器在远距离高速传输中的应用 |
| 4.3.1 测试系统介绍 |
| 4.3.2 测试结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 博士在读期间发表论文情况 |
（7）基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 可调谐激光器的应用需求 |
| 1.2.1 光通信 |
| 1.2.2 微波信号产生 |
| 1.2.3 精密测量 |
| 1.3 可调谐光纤激光器的研究现状 |
| 1.3.1 光纤激光器 |
| 1.3.2 窄线宽光纤激光器 |
| 1.3.3 窄线宽光纤激光器的波长调谐 |
| 1.4 论文的研究内容以及章节安排 |
| 2 光纤激光器的波长调谐及测量的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波长调谐机制 |
| 2.2.1 基于石墨烯光热效应的波长调谐机制 |
| 2.2.2 基于偏振转换光纤声光效应的波长调谐机制 |
| 2.3 光纤激光器窄线宽运行机制 |
| 2.3.1 布里渊激光的运转机制 |
| 2.3.2 饱和吸收选模机制 |
| 2.3.3 瑞利散射线宽压缩机制 |
| 2.4 窄线宽激光器的测量 |
| 2.4.1 基于延时自外差的线宽测量 |
| 2.4.2 基于差分相位解调的频率噪声测量 |
| 2.4.3 相对强度噪声测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 光控/声控光纤光栅器件制备及特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光控石墨烯—光纤布拉格光栅 |
| 3.2.1 石墨烯—光纤复合波导的理论分析 |
| 3.2.2 石墨烯—光纤布拉格光栅制备 |
| 3.2.3 光控调谐实验结果及分析 |
| 3.2.4 动态响应测试结果及分析 |
| 3.3 偏振转换声光光纤光栅 |
| 3.3.1 模式劈裂及声控调谐的理论分析 |
| 3.3.2 声光光纤光栅制备 |
| 3.3.3 声控调谐实验结果及分析 |
| 3.3.4 调谐时间响应测试结果及分析 |
| 3.4 声光光纤光栅动力学测量 |
| 3.4.1 基于耗散孤子—色散傅里叶变换的快速光谱测量原理 |
| 3.4.2 声光光栅瞬态光谱测量实验系统 |
| 3.4.3 测量结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光控可调超窄线宽布里渊光纤激光器 |
| 4.2.1 实验系统 |
| 4.2.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 4.2.3 激光光控调谐实验及分析 |
| 4.2.4 实验结果讨论 |
| 4.3 瑞利散射线宽深压缩的光控可调超窄光纤激光器 |
| 4.3.1 实验系统 |
| 4.3.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 4.3.3 激光光控调谐实验及分析 |
| 4.3.4 实验结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 声控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 声控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 5.2.1 实验系统 |
| 5.2.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 5.2.3 激光声控调谐实验及分析 |
| 5.2.4 动态调谐响应实验及分析 |
| 5.2.5 实验结果讨论 |
| 5.3 半导体增益介质对声光波长调谐性能的提升 |
| 5.3.1 调谐范围扩展 |
| 5.3.2 激光弛豫振荡抑制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 内容总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文不足及进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间获得奖项 |
| C.作者在攻读博士学位期间参与科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（8）微型低功耗星载光纤光栅传感解调系统及关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤光栅传感在航天监测领域的发展 |
| 1.2.2 光纤光栅解调系统在航天领域的应用需求 |
| 1.3 光纤光栅传感技术 |
| 1.3.1 光纤光栅耦合模理论 |
| 1.3.2 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 1.3.3 光纤布拉格传感系统组成 |
| 1.4 光纤光栅传感解调技术 |
| 1.4.1 光纤光栅传感解调技术 |
| 1.4.2 FBG复用技术 |
| 1.5 论文研究内容 |
| 第二章 基于MG-Y可调谐光源技术研究 |
| 2.1 可调谐半导体光源 |
| 2.2 MG-Y型 DBR激光器 |
| 2.2.1 激光器工作原理 |
| 2.2.2 激光器调谐控制设计 |
| 2.3 基于TLS的 FBG波长解调原理 |
| 2.3.1 基于MG-Y光源的光纤传感系统研究 |
| 2.3.2 波长解调原理 |
| 2.3.3 “波长-电流”精确对应关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于ARM的扫描式解调技术研究 |
| 3.1 基于ARM的 FBG微型解调系统 |
| 3.2 解调系统恒流源控制方法 |
| 3.2.1 TLS的电流驱动原理 |
| 3.2.2 单片集成恒流源控制方法实现 |
| 3.3 解调系统温度控制方法 |
| 3.3.1 TLS的温度控制方法 |
| 3.3.2 温度控制系统实现 |
| 3.4 解调系统光电检测技术研究 |
| 3.4.1 FBG光电检测原理 |
| 3.4.2 基于对数放大器的检测电路功能实现 |
| 3.5 供电系统及串口通信 |
| 3.5.1 电源电路实现 |
| 3.5.2 串口通信电路实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于MG-Y微型解调仪的光纤光栅解调算法 |
| 4.1 基于MG-Y光源的光纤光栅解调仪软件架构 |
| 4.2 基于ARM的底层软件实现 |
| 4.2.1 底层驱动软件流程 |
| 4.2.2 查找表筛选实现 |
| 4.3 基于MG-Y解调仪FBG解调算法 |
| 4.3.1 波长寻峰算法研究 |
| 4.3.2 基于MG-Y解调仪FBG解调仿真及算法对比分析 |
| 4.3.3 基于LABVIEW的 FBG解调系统实现 |
| 4.4 解调仪的性能测试及标定实验 |
| 4.4.1 PD动态范围测试及分析 |
| 4.4.2 解调仪波长标定实验 |
| 4.4.3 解调仪的性能测试及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 星载光纤光栅传感解调系统实验研究 |
| 5.1 基于MG-Y光源解调仪的USFBG的拉伸实验及分析 |
| 5.1.1 飞秒激光逐点法制备USFBG |
| 5.1.2 USFBG应变传感特性分析 |
| 5.2 基于MG-Y光源解调仪的芯包复合FBG的温度实验及分析 |
| 5.2.1 飞秒激光逐线法制备芯包复合FBG |
| 5.2.2 芯包复合FBG温度传感特性分析 |
| 5.3 基于MG-Y光源解调仪的保偏FBG的温度实验及分析 |
| 5.3.1 飞秒激光逐点法制备保偏FBG |
| 5.3.2 保偏FBG温度传感特性分析 |
| 5.4 基于MG-Y光源解调仪的级联FBG的温度实验及分析 |
| 5.4.1 飞秒激光逐点法制备FBG阵列 |
| 5.4.2 级联FBG温度传感特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）基于光纤光栅的光纤延迟线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 应用背景及研究意义 |
| 1.2 光纤延迟线 |
| 1.2.1 光纤延迟线基本原理 |
| 1.2.2 光纤光栅的简介以及在光纤延迟线中的应用 |
| 1.3 基于光纤光栅的光纤延迟线国内外研究进展 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 光纤光栅理论分析 |
| 2.1 光纤光栅耦合模理论 |
| 2.1.1 受微扰光波导的耦合模理论分析 |
| 2.1.2 均匀光纤光栅的耦合模方程 |
| 2.2 均匀光纤布拉格光栅的传输特性分析 |
| 2.2.1 均匀光纤布拉格光栅的反射特性 |
| 2.2.2 均匀光纤布拉格光栅的时延特性 |
| 2.3 啁啾光纤布拉格光栅的传输特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤光栅传输特性的数值仿真 |
| 3.1 均匀光纤布拉格光栅的传输特性仿真 |
| 3.1.1 折射率调制深度对均匀FBG传输特性的影响 |
| 3.1.2 栅区长度均匀FBG传输特性的影响 |
| 3.2 线性啁啾光纤布拉格光栅的传输特性仿真 |
| 3.2.1 折射率调制深度对LCFBG传输特性的影响 |
| 3.2.2 栅区长度对LCFBG传输特性的影响 |
| 3.2.3 啁啾系数对LCFBG传输特性的影响 |
| 3.3 线性啁啾光纤布拉格光栅的切趾 |
| 3.3.1 常用光纤光栅切趾函数介绍 |
| 3.3.2 切趾函数中的常数参量对函数包络的影响 |
| 3.3.3 切趾函数中的常数参量对切趾效果的影响 |
| 3.3.4 切趾LCFBG的传输特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 LCFBG的温度应变传输特性理论分析 |
| 4.1 LCFBG的温度传输特性 |
| 4.1.1 LCFBG的温度传输特性理论分析 |
| 4.1.2 光纤光栅的温度增敏封装 |
| 4.2 LCFBG的应变传输特性 |
| 4.2.1 LCFBG的应变传输特性理论分析 |
| 4.2.2 等强度悬臂梁应变调制方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 LCFBG的温度应变传输特性实验研究 |
| 5.1 线性啁啾光纤布拉格光栅的传输特性测试 |
| 5.1.1 LCFBG的反射谱测试 |
| 5.1.2 LCFBG的透射谱和反射率测试 |
| 5.1.3 LCFBG的时延特性测试 |
| 5.2 温度实验 |
| 5.2.1 裸LCFBG温度反射特性测试 |
| 5.2.2 裸LCFBG温度时延特性测试 |
| 5.2.3 LCFBG的温度增敏封装 |
| 5.2.4 温敏封装后LCFBG温度反射特性测试 |
| 5.2.5 温敏封装后LCFBG的温度时延特性测试 |
| 5.3 应变实验 |
| 5.3.1 实验方案 |
| 5.3.2 LCFBG的轴向应变反射特性 |
| 5.3.3 LCFBG的轴向应变时延特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 光纤光栅延迟线设计研究 |
| 6.1 基于均匀FBG的 4bit光纤延迟线设计 |
| 6.1.1 均匀FBG串联型延迟线结构 |
| 6.1.2 均匀FBG串并联并用的延迟线结构 |
| 6.1.3 均匀FBG并联型延迟线结构 |
| 6.2 基于LCFBG的光纤延迟线 |
| 6.2.1 基于LCFBG的 5bit延迟线测试 |
| 6.2.2 sinc函数切趾的LCFBG应用于延迟线的仿真分析 |
| 6.3 基于调制LCFBG的光纤延迟线 |
| 6.3.1 LCFBG调制方式的选择 |
| 6.3.2 基于调制LCFBG的光纤延迟线测试 |
| 6.4 基于各类光纤光栅的光纤延迟线比较 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）基于啁啾相移光纤光栅的关键器件研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤光栅的发展和应用 |
| 1.2.1 光纤光栅的发展 |
| 1.2.2 光纤光栅的应用 |
| 1.3 相移光纤光栅的特性和应用 |
| 1.3.1 相移光纤光栅的特性 |
| 1.3.2 相移光纤光栅的应用 |
| 1.4 相移的引入方法研究 |
| 1.4.1 固定相移的引入方法 |
| 1.4.2 可调相移的引入方法 |
| 1.5 本文的主要内容和章节安排 |
| 2 相移光纤光栅的V-I传输矩阵理论分析和研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相移光纤光栅的常规分析方法 |
| 2.2.1 传输矩阵法 |
| 2.2.2 F-P腔等效法 |
| 2.2.3 多层膜法 |
| 2.3 相移光纤光栅V-I传输矩阵理论模型 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 准确性和计算效率 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于啁啾相移光纤光栅的可调滤波器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 啁啾相移光纤光栅型可调滤波器 |
| 3.2.1 V-I传输矩阵理论模型 |
| 3.2.2 仿真分析 |
| 3.2.3 实验验证 |
| 3.3 保偏啁啾相移光纤光栅型可调滤波器 |
| 3.3.1 V-I传输矩阵理论模型 |
| 3.3.2 仿真分析 |
| 3.3.3 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于啁啾相移光纤光栅的激光器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于啁啾相移光纤光栅的连续光纤激光器 |
| 4.2.1 结构和原理 |
| 4.2.2 实验结果和分析 |
| 4.3 基于啁啾相移光纤光栅的脉冲光纤激光器 |
| 4.3.1 结构和原理 |
| 4.3.2 实验结果和分析 |
| 4.4 基于保偏啁啾相移光纤光栅的双波长光纤激光器 |
| 4.4.1 结构和原理 |
| 4.4.2 实验结果和分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于级联啁啾相移光纤光栅的精确定位传感研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传感器的结构和工作原理 |
| 5.2.1 传感器的结构 |
| 5.2.2 工作原理 |
| 5.3 理论和实验研究 |
| 5.3.1 理论研究 |
| 5.3.2 实验结果和分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 本论文主要研究内容和成果 |
| 6.2 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、An Adjustable Pure Dispersion Slope Compensating-Module without Center Wavelength Shift Based on Strain-Chirped Fiber Bragg Gratings（论文参考文献）
- [1]基于超快光学技术的实时测量系统研究[D]. 白卓娅. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究[D]. 刘日照. 南京邮电大学, 2020(03)
- [3]光电振荡器及其应用研究[D]. 范志强. 电子科技大学, 2020(03)
- [4]可调谐窄线宽掺铒光纤环形激光器的研究[D]. 任浩. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]光纤布拉格光栅滑觉传感特性研究[D]. 王飞文. 南昌大学, 2020(01)
- [6]扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究[D]. 庄圆. 浙江大学, 2020(02)
- [7]基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究[D]. 李雨佳. 重庆大学, 2020(02)
- [8]微型低功耗星载光纤光栅传感解调系统及关键技术研究[D]. 刘佳. 合肥工业大学, 2020(01)
- [9]基于光纤光栅的光纤延迟线研究[D]. 任书源. 电子科技大学, 2016(02)
- [10]基于啁啾相移光纤光栅的关键器件研究[D]. 吴良英. 北京交通大学, 2020(03)