一、光纤及光纤通信系统的测量（论文文献综述）
苑立波,童维军,江山,杨远洪,孟洲,董永康,饶云江,何祖源,靳伟,刘统玉,邹琪琳,毕卫红[1]（2022）在《我国光纤传感技术发展路线图》文中研究说明四十多年来,我国光纤传感技术在经济发展和市场需求的牵引下快速成长。针对我国光纤传感若干典型的细分技术领域,概括性地给出了各个细分技术的发展历程、技术现状及面临的主要问题,使读者能更好地理解我国光纤传感技术发展的样貌,把握我国光纤传感技术市场需求呈指数型增长的发展趋势。
丁志超[2]（2021）在《光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究》文中指出光学传感器因其结构简单、响应速度快、设计灵活及抗电磁干扰等优点,在推动新一代物联网和智能传感技术的发展中起着举足轻重的作用。同时这些新兴技术的发展也对光学传感的相关性能和技术提出了更高要求。本学位论文从提升传感器的性能参数方面入手提出了三种传感系统,即具有三段高双折射光纤（HBFs）的高双折射光纤环镜（HiBi-FLM）传感器、高双折射光纤环镜结合光纤布拉格光栅（FBG）传感器、基于游标效应的级联高双折射光纤环镜传感器,每个传感系统都涉及到新的传感机制。此外,论文还提出了两种基于边缘滤波的、用于光纤光栅传感器波长解调的方法,分别是基于高双折射光纤环镜的FBG波长解调系统、基于致密阵列宽带锯齿波（JAWS）滤波器的FBG波长解调系统,两个波长解调系统都涉及到新的波长解调方法。论文主体内容的每一章都围绕一种传感系统或波长解调系统展开,从理论与实验两方面分别介绍了系统原理、关键器件设计与实现及系统的性能参数,取得的主要研究成果及创新点如下:1.提出并搭建了结合三段高双折射光纤（HBFs）的高双折射光纤环镜传感系统。设计了一种结合三段高双折射光纤的高双折射光纤环镜传感器,使用琼斯矩阵推导了具有任意段HBF的HiBi-FLM透射谱表达式,通过将三段HBFs式HiBi-FLM的透射谱表达式对温度、应变进行微分得到透射谱中谐振谷的温度、应变灵敏度表达式,仿真了结合三段HBFs的HiBi-FLM的透射谱,仿真结果与实验测量基本吻合。实验证明了此传感器的温度与应变区分能力,所提出传感器的温度和应变测量分辨率分别为±0.3℃、±12με。2.提出并搭建了结合一段HBF和一个FBG的HiBi-FLM传感系统。由于HiBiFLM透射谱中谐振谷和FBG谐振峰的温度、应变灵敏度不同,因此可通过将测量目标谐振谷和FBG谐振峰的温度、应变灵敏度构成传感系数矩阵。使用提出的传感器进行温度、应变同时测量时,只需测出目标谐振谷和FBG谐振峰的波长漂移,再结合传感系数矩阵,可解耦温度和应变变化分别对波长漂移的影响,得出环境温度和应变的变化量。实验测量了所提出传感结构的温度、应变响应特性,传感器的温度、应变测量分辨率分别被实验测量为±0.5℃和±22με。3.提出并搭建了基于级联HiBi-FLM的具有游标效应的高灵敏度温度传感系统。由于HiBi-FLM透射谱具有周期性,因此可将其看作光学刻度尺,通过级联两个分度值略微不同的光学刻度尺,可在级联输出中形成游标光谱,从而放大单个HiBi-FLM透射谱的周期,当单个HiBi-FLM的透射谱发生小的漂移时,级联结构的游标谱将向相应方向发生一个放大倍数的漂移,从而实现测量灵敏度和分辨率的放大。理论阐述和仿真了基于级联光纤干涉仪的光学游标效应的具体实现过程,给出了游标效应放大倍数的计算公式并推导了级联干涉仪透射谱的方程。提出使用洛伦兹拟合算法和高斯拟合算法来拟合游标谱的包络,恢复了目标包络峰值,从而实现对级联结构游标谱移的精确标定。实验制作了级联HiBi-FLM传感器,测量了所制作传感器的温度特性,实验结果表明级联结构透射谱波长漂移灵敏度是单个HiBi-FLM的M倍,M与理论预测值基本一致。提出通过减小两个干涉仪的自由光谱范围（FSR）之差可进一步提升级联结构的灵敏度和分辨率,实验制作了FSR之差更小的两个HiBiFLMs,并测量了单个和级联HiBi-FLM结构的温度响应特性,实现了级联结构温度灵敏度、分辨率的更大倍数放大。4.提出并搭建了基于交叉HiBi-FLMs的FBG波长快速解调系统。阐述了基于边缘滤波器的波长解调系统的众多优点,提出可将两个HiBi-FLMs透射谱中周期性的上升沿（或下降沿）用作边缘滤波器来解调FBG的谐振波长,两个信道的解调结果取对数再相减是FBG谐振波长的一次函数,从而实现对FBG环境参量的线性映射。实验制作了满足实验需要的具有特定FSRs的两个HiBiFLM,在系统设计中使用波分复用和时分复用技术实现对多路传感信号的同时解调,从而实现同时对多点振动情况进行动态监测并重建了铁管振幅的幅度谱。所提出波长解调系统具有结构简单、成本低、设计灵活、解调速度快等优点,其有望在超快动态现象监测、地震监测和高分辨率传感领域得到广泛应用。5.提出并搭建了基于致密阵列宽带锯齿（JAWS）滤波器的FBG波长解调系统。使用菲涅尔衍射分析方法推导了有限反射虚像相位阵列（FRVIA）的谱色散公式,并仿真了FRVIA的色散谱和基于FRIVA的JAWS滤波器的光谱。实验制作了基于FRVIA的JAWS滤波器,测量的JAWS滤波器的光谱与仿真结果基本一致。使用搭建的JAWS滤波器实现了对三路FBGs信号的实时动态解调,监测到了铁管振幅的实时动态变化,并计算了应变波在铁管中的传播速度。推导了采集到的电压数据和铁管振幅之间的映射关系。所提出的波长解调系统可实现对变化频率小于等于200 k Hz的FBG环境参量信号的探测与解调,它具有解调速度快、抗电磁干扰、使用灵活、成本低等优点,其有望在分子动力学传感和航空航天诊断等超快动态现象监测、高速通信、超快超高分辨率传感、结构健康监测、医疗等领域得到广泛应用。
白卓娅[3]（2021）在《基于超快光学技术的实时测量系统研究》文中研究表明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。
王海洋[4]（2021）在《40 GHz锁模皮秒激光信号源关键技术与应用研究》文中研究指明锁模光纤激光器所产生的高重频皮秒脉冲不仅可以作为超高速、大容量、长距离光纤通信系统理想信号源,且在量子通信领域极具应用潜力。本论文围绕锁模皮秒激光信号源中的关键技术展开深入研究,主要包括被动锁模环形光纤激光器及其特殊输出模式、40 GHz高阶主动锁模光纤激光器、光纤激光器系统中偏振态的控制与稳定,并对锁模皮秒光纤激光器在全光时钟提取和量子光源制备方面的全新应用进行探索与研究。取得的主要创新性成果如下:（1）基于半导体光放大器的非线性偏振旋转效应,提出并研制一种双放大器结构的锁模光纤环形激光器,实现了稳定的被动锁模脉冲、调Q脉冲和矩形脉冲等多种形式的输出。所产生的矩形脉冲,与被动锁模激光器中的耗散孤子共振相比无明显的峰值功率钳位,其脉冲宽度可在500 ps～165 ns大范围内连续可调。（2）提出并研制一种基于Muller矩阵模型的开环控制高速稳偏器,对任意偏振态的稳定平均误差约为0.035 rad,稳偏时间小于300μs,比闭环控制稳偏器（几十ms）快数十倍。应用该系统实现了对突发干扰的偏振态稳定,并且成功提升了干扰条件下偏振编码通信系统的信号质量。（3）提出并研制一种基于SOA的NPR效应的腔内掺铒光纤放大器增强型高阶主动锁模光纤环形激光器,实现了1.36 ps脉宽、GHz量级高重频锁模脉冲输出。通过调整系统参数,分别获得了2、4、5、6、7、8、10阶的有理数谐波锁模脉冲输出。并通过高阶主动锁模实现了40 GHz量级的皮秒脉冲序列输出,输出射频谱中信噪比超过40 d B,该信号源可直接应用于超高速光通信系统（例如光时分复用系统中）。（4）设计完成一种基于高阶主动锁模光纤环形激光器的新型全光时钟提取方案,成功实现了对时钟频率为6 GHz和12 GHz的伪随机码调制的非归零光信号全光时钟提取,获得了6 GHz和12 GHz的光时钟信号。相较于其他非归零信号的时钟提取方案,该方案不需要对非归零信号在腔外进行预处理来增强时钟分量,大大降低了系统复杂度。（5）基于主动锁模光纤激光器,应用脉冲衰减法成功制备出一种具有理想泊松分布的单光子源,速率约10 k/s,可直接用于基于单光子的量子密码通信。进而利用I型BBO晶体对1552 nm锁模激光进行二倍频,获得了776 nm的倍频光,再通过II型BBO晶体参量下转换,制备出1552 nm通信波段的纠缠态光信号,可作为量子通信纠缠态光源。本文研制成功的高重频主动锁模皮秒激光信号源,具有脉冲短（～1 ps）、重频高（40 GHz及以上）、重频可调及稳定性好等优势,是未来超高速光通信的理想信号源。同时,利用该信号源,可直接获得频率可调的单光子源,满足高速量子密钥分发的需求;亦可通过非线性过程制备纠缠态,应用于量子隐形传态。
汤敏[5]（2021）在《高阶横模光纤激光器关键技术研究》文中认为光纤激光器因其光束质量高、体积小、抗干扰能力强、与光纤兼容性好等诸多优势而备受关注。高阶横模光纤激光器作为一种新型的光纤激光器,由于其能够输出具有特殊强度分布、相位分布以及偏振分布的高阶模式,在光传感、光通信、光学镊子、等离子体激发、材料加工等领域拥有重要应用价值。在高阶横模光纤激光器的相关研究中,输出模式的阶数、激光器斜率效率、输出波长数量、模式纯度以及激光器线宽等是表征高阶横模光纤激光器性能的关键技术参数。高质量的高阶横模光纤激光器为上述诸多领域的技术发展提供了重要技术支撑,是当下的研究热点。本文针对高阶横模光纤激光器输出模式阶数、光纤激光器的斜率效率及其输出波长数目、波长可调谐范围、激光器线宽等问题展开了一系列深入的理论和实验研究,主要研究内容和创新点如下:1.针对传统高阶横模光纤激光器输出模式阶数低、易受模式转换器件的转换率和插入损耗影响的问题,提出了一种可以直接从光纤激光器中输出高阶横模的方案。该方案是通过控制掺铒光纤中铒离子的分布范围实现特定矢量模式输出的,同时激光器是直接振荡在该矢量模式上的。首先,设计并仿真实现了一种可直接输出高阶矢量模式(HE21、TE01、HE31、EH11和HE12模式)的光纤激光器,该光纤激光器输出高阶矢量模式的纯度可以达到99.99%、激光器的斜率效率高达61.25%;其次,设计并仿真实现了一种角向偏振光束(TE01模式)输出的光纤激光器,该光纤激光器直接振荡在TE01模式上,输出模式纯度可以达到99.99%,斜率效率可以达到66.15%。所提出来的设计方案对光纤激光器实现更高阶矢量模式输出以及提升光纤激光器的斜率效率等方面具有指导意义。2.提出了一种基于复合腔结构和模式选择滤波器的单纵模窄线宽高阶矢量模式光纤激光器。复合腔是由一个主腔和两个被动子腔组成的,用于实现激光器的单纵模操作。模式选择滤波器是由光纤布拉格光栅和机械长周期光纤光栅（long period fiber grating,LPFG）构成,用于实现波长和模式的选择。通过调整偏振控制器、机械LPFG上的倾斜角度以及施加在LPFG上的压力,该激光器在1543.35 nm（1544.38 nm）处成功地输出了径向偏振光束（TM01模式）和角向偏振光束。激光器的信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）大于60 dB,20d B线宽分别为5.7 k Hz和6.8 k Hz,输出模式纯度大于91.8%。该光纤激光器可以应用于激光雷达、密集波分复用系统以及光纤传感等领域。3.针对高阶标量模式光纤激光器的输出波长数相对较少的问题,提出了两种输出多波长LP11模式的光纤激光器。研制了模式选择耦合器（mode selective coupler,MSC）,并将该MSC用于所提出的两种多波长LP11模式光纤激光器以实现LP11模式的输出。一种是基于马赫-曾德尔滤波器（Mach-Zehnde filter,MZF）的光纤激光器,实验获得了单波长到四波长的LP11模式输出,其信噪比高于36 d B,模式纯度高于95%。另一种是基于双萨格纳克梳状滤波器（dual-Sagnac comb filter,DSCF）的光纤激光器,实验获得了一到六个波长的LP11模式输出,其SNR高于40 d B,LP11模式的纯度高于95%。这两种光纤激光器可应用于波分-模分混合复用系统,以进一步提升通信容量。4.针对轨道角动量模式光纤激光器输出波长数相对较少的问题,提出并搭建了一种基于MSC、MZF和Sagnac环滤波器的多波长轨道角动量模式光纤激光器。其中,MSC用于实现基模到LP11模式的转换,在MSC的少模输出端加挤压式偏振控制器用于生成轨道角动量模式。研究了滤波器的工作原理,其中MZF用于提供梳状滤波谱,Sagnac环滤波器用于增加波长的调谐范围。搭建的光纤激光器,实验上获得了一到四个波长、拓扑电荷数为±1的轨道角动量模式输出,并且波长的可调谐范围高达22.64 nm,SNR大于34 d B,模式纯度高于95%。该光纤激光器的成功研制,可以为光通信系统、光传感系统提供优质的光源。5.提出了一种面向高阶横模光纤激光器应用的FP（Fabry-Perot,FP）滤波器。使用倾斜光纤布拉格光栅作为FP滤波器的反射镜与模式转换器,与传统的MZF,Sagnac环滤波器以及FP滤波器相比,该滤波器在特定波长处可以实现矢量模式的转换,同时具备窄带特性。理论研究了倾斜光纤布拉格光栅的倾斜角度对FP滤波器传输特性的影响,当倾斜角度为0°时,该滤波器表现出了波长选择特性,具备窄线宽特性。当倾斜角度为2°时,该滤波器表现出了波长选择和模式选择特性,同时具备模式转换功能和窄线宽特性。与此同时,也研究了倾斜光纤布拉格光栅的长度、调制深度以及光纤长度对FP滤波器传输特性的影响。该FP滤波器可以应用于光纤激光器,波分/模分复用系统。
杜珊娜[6]（2021）在《纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究》文中研究说明随着科学技术的蓬勃发展,信息安全性受到越来越多人的广泛关注。量子密钥分发（Quantum Key Distribution,QKD）作为量子信息的重要分支,基于量子力学基本原理,可以为通信双方提供信息理论上无条件安全性,窃听者不能在不被发现的情况下得到任何信息,成功的QKD过程可以使合法通信双方共享一组安全密钥。在QKD分类不同的协议中,基于纠缠态的连续变量量子密钥分发（Continuous-Variable QKD,CV-QKD）具有抗额外噪声强、可实现源无关安全性、与现有光纤网络易兼容、使用成熟的平衡零拍探测（Balanced Homodyne Detector,BHD）技术等优势,且光场纠缠具有远距离扩展潜力,有望在未来实现大范围的量子网络。基于上述发展潜力,我们首先建立了稳定的长距离强抗额外噪声的纠缠态CV-QKD实验系统,之后从实用性、安全性以及高速化三方面进一步推进纠缠态CV-QKD技术的发展。本论文主要的研究内容以及创新点如下:1.实现连续变量EPR纠缠态在50 km光纤信道上的密钥分发实验。首先使用内部放有周期性极化磷酸氧钛钾晶体的四镜蝶形共振腔产生高纠缠度双色连续变量纠缠源,其中810 nm光场留在本地Alice端,可以进行直接测量或者将其携带的量子信息保存至本地的量子存储载体（如Rb原子）上;另一束1550 nm光场用于量子信息的远距离传输。测量端,我们使用DAQ高速采集卡采集光场正交分量值,经过一系列数据处理过程,得到在标准光纤中传输50 km后纠缠态的正交相位和以及正交振幅差分量的纠缠度依然达到-0.315 dB和-0.354 dB,满足EPR判据,说明Alice和Bob共享的双模态仍然是正交纠缠态。纠缠态CV-QKD 比同传输距离下的相干态CV-QKD可获得更高的安全密钥率。2.实现纠缠态CV-QKD与相邻通道间隔为100 GHz的五通道经典光进行密集波分复用实验。其中每个经典通道发射功率各为2 mW,且经过速率为2.5 Gb/s和10 Gb/s的非归零键控调制。实验过程中,我们首先分析经典光在与量子信号同步传输过程中容易引入到量子信道的额外噪声源,其中值得注意的是,当通信距离较短时,四波混频噪声将成为引入到量子系统中的主要额外噪声源,严重影响安全密钥率的生成。因此,我们建立四波混频噪声产生额外噪声的理论计算模型,并从实验上验证其正确性,最终利用不等频率间隔摆放技术消除四波混频噪声影响,进而实现长距离纠缠态CV-QKD与强经典光的共存。3.实现纠缠态源无关CV-QKD实验。Alice和Bob可以在纠缠源不可信的条件下共享安全密钥,进一步提高纠缠态CV-QKD系统的实际安全性。我们选取产生密钥率最高的纠缠源参数,调节正交振幅和正交位相分量的随机测量基比例为0.1:0.9,在Charlie到Alice的等效距离和Charlie到Bob的光纤传输距离组合分别为（0 km,60km）、（1 km,40km）和（2km,20km）的情况下,分别取得每脉冲安全密钥率为 0.0034 bits、0.0058 bits和0.021 bits。4.设计并制作了可测量40 MHz重复速率脉冲光场的平衡零拍探测器。理论计算时域BHD信噪比,设计RLC高通滤波电路显着提高脉冲重复频率,抑制电子学暗噪声,并调节放大器参数、精心设计电荷放大器反馈电路部分,在可测量高速脉冲信号情况下尽量提高信噪比,得到能够测量40 MHz高重复速率脉冲信号、且当每脉冲的光子数为9.9×107下信噪比为14.5 dB的BHD,为高速CV-QKD系统提供不可或缺的测量装置。
王英[7]（2021）在《相干光通信系统的非共光路像差校准实验研究》文中提出自由空间光通信采用激光信号作为载体,在远程站点之间提供视距、无线、高带宽的通信链路。在自由空间相干光通信中,大气湍流效应使得光信号产生相位起伏等现象,这严重影响了通信链路的可靠性。自适应光学技术作为抑制大气湍流影响最有前景的技术受到了国内外的关注,在自由空间激光通信、天文成像、光束整形等领域具有广泛的应用。自适应光学技术在很多领域已经取得了巨大的成功,但在消除系统误差等方面仍然需要进行研究。开展自适应光学系统的优化对提高相干光通信系统的性能有重要意义。本文进行了非共光路像差校准的相干光通信的实验研究,主要工作如下:1、根据相干光通信系统的工作原理,推导了中频电流信号的解析表达式。说明了自适应光学系统的各个组成部分及其工作原理,同时介绍了自适应光学系统中的误差分类以及如何消除误差带来的影响。2、针对非共光路像差影响通信系统质量这一问题,采用了随机并行梯度下降（Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD）算法对非共光路像差进行校准。解释了非共光路像差的产生来源,分析了将非共光路像差转换为波前传感器参考点信息的过程,然后分别以耦合进单模光纤的光功率和相干接收系统的中频电压为评价指标设计室内实验系统。实验结果表明,当非共光路像差校准以后,耦合进单模光纤的光功率可以提高12dBm,中频电压可以提高800mV。3、搭建相干光通信系统实验平台完成外场实验。实验结果表明,非共光路像差校准后的自适应光学系统可以有效校正光束的波前畸变,在阴天、晴天和雨天时,当自适应光学系统闭环时,耦合进单模光纤的光功率分别从-41.54dBm、-44.20dBm和-43.72dBm提高到-30.03dBm、-33.41dBm 和-34.60dBm;中频电压峰峰值分别从 200mV、170mV 和 50mV提高到640mV、380mV和260mV;相干接收增益分别提高了 20.3dB/MHz、13.4dB/MHz和 10.05dB/MHz。
周从文[8]（2021）在《ROF系统多模光纤传送技术研究》文中研究表明近年来,随着物联网应用兴起,智能终端设备以及高速宽带接入的普及,以及用户对高速流媒体的需求日益增长。在接入网,车联网,室内光接入,光纤入户等领域对数模信号同时传输提出新的需求。而多模光纤适合用于短距离光接入网的传输,因此有需要对光载无线领域中的多模光纤传方案输进行研究。本文首先研究了光载无线系统中,高速数字信号与模拟射频信号在光载无线接入网等场景下的传输问题,提出了一种基于频谱零点叠加的数字与模拟信号叠加传输方法。该方法可以实现在单波长实现两种信号的叠加传输,对该方法进行的仿真和实验结果表明,该方法可以在实现数字信号与模拟信号叠加传输时,具有高频谱利用率并具有较低相互干扰。然后基于多模光纤等特种光纤的传输特性,对光载无线系统中数字与模拟信号在多模光纤中的叠加传输进行了研究。基于以上理论基础,本文完成了如下工作:（1）针对数模信号的同时传输需求,研究分析在光载无线系统中的传输方案,提出多种信号可同时传输的数模信号叠加传输方案,并进行数字仿真验证和实验方案设计。通过实验研究完成数模信号传输系统参数设计,该方案可适用于家庭网络中以及车辆网络中。对2.6 Gbps高速基带信号与 100 MHz 的 64正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）射频信号叠加方案进行传输性能测试。实验结果表明,背靠背系统实验中,该叠加传输方案可以在实现较低性能损耗的同时实现数字信号与模拟信号的同时传输。（2）对多模光纤的特性进行研究,并提出在多模光纤信道下,主瓣宽度2.6GHz的不归零二进制振幅键控（On-Off Keying,OOK）的基带信号与5.2GHz正交频分复用的模拟信号叠加传输方案。基带信号在接收端可以通过电路自动滤波,模拟信号在经过带通滤波后完成解码,基带信号和模拟信号均可达到业务所需传输误码率要求,信号间干扰较低。通过实验对特种多模光纤传输性能进行评估对比,多模光纤主要包括塑料光纤,抗弯折光纤等多模光纤。并分别在1550nm激光和1310nm激光条件下进行了传输实验。其中,塑料光纤信道下,不归零OOK信号的功率代价相比抗弯折光纤更低。抗弯折光纤中传输射频（Radio Frequency,RF）信号时有更大输入信号功率动态范围。各种光纤对基带信号和模拟信号的传输性能各有优劣。（3）研究提出具有良好频谱效率的频分复用数模信号混合叠加传输方案,该传输方案具有传输容量上的提升。该方案主要首先将多个不归零开关键控（Non Return Zero On-off Keying,NRZ-OOK）信号进行滤波和移频后进行叠加,该信号与模拟信号进一步叠加,此方案提高了频谱利用率。在多模光纤信道的传输进行了实验,多模光纤包括塑料光纤（Plastic Optical Fiber,POF）和抗弯折光纤（Bend Insensitive POF,BI-POF）以及多模光纤（Multi-Mode Fiber,MMF）等,使用误码率和误差向量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）等性能参数对系统传输性能进行了评估。
徐婷婷[9]（2021）在《光纤传感系统中控制模块的设计与实现》文中进行了进一步梳理分布式光纤传感是一种可以对各种工业、民用基础设施进行实时状态监测的优良传感技术,针对结构复杂、空间尺寸大、隐患发生位置较为随机、检测环境恶劣的大型设施监测,展现出良好的应用价值。在实际应用中,需要相应的控制模块来实现对传感系统的实时监测以及各个设备间交互的控制。论文采用STM32型单片机作为主控制器,同时将Web研发技术与嵌入式相结合,设计并实现了一个将硬件控制、系统监测、数据处理集成为一体的光纤传感系统控制模块。该模块具有维护成本低,UI界面布局合理清晰的特点,提高了光纤传感系统的易用性,给用户带来了更好的使用体验。论文的主要工作和成果如下:1.设计并实现了分布式光纤传感系统控制模块。本文将控制模块分为嵌入式、上位机两部分分别进行开发设计。其中嵌入式部分实现对硬件设备的驱动以及数据采集。上位机部分采用B/S架构,服务端负责数据处理、数据通信,浏览器端负责将服务端传递的数据呈现给用户。实验表明,本文设计的控制模块符合预期,满足传感系统的使用需求。2.实现了对EDFA工作模式以及温度的控制。将嵌入式技术与PID算法结合,实现了对EDFA工作模式的控制以及泵浦温度的检测与调控,使用户可以实时了解传感系统的工作状态,提高了系统的易用性、可靠性。3.实现了输出参数可调的微波本振源模块。为了便于对布里渊频移进行精确测量,提高控制模块应用广度,将STM32与锁相环ADF5355结合,实现了起止频率、扫频间隔、扫频步长可调的微波本振源模块。4.将基于小波变换的边缘检测算法应用于Φ-OTDR噪声处理中,提高系统信噪比。针对实验过程中,噪声导致系统信噪比过低的问题,设计了基于小波变换的边缘检测噪声处理算法。通过Matlab仿真验证了算法可行性,并通过搭建的光纤传感系统对算法进一步验证,实验表明,本文设计的算法使系统信噪比有显着提升。
林威[10]（2021）在《运动光缆传输性能评测和改进技术研究》文中提出如今正是互联网高速发展的时代,各项互联网技术层出不穷。物联网技术建立物体与互联网的联系,AI技术促进生活的智能化,大数据技术挖掘数据更深层次的价值。这些技术也标志着未来是“互联网+”的时代[1-2]。因此,新时代下信息的传递显得尤为重要,需要建立在一个稳定可靠的通信系统上。而光纤通信系统无疑能够很好地适用于这些场景。得益于光通信频带宽、损耗低、抗电磁干扰等特点,未来的通信网络发展方向必定是大容量、高速率。同时多元的应用场景也是光纤通信系统需要考虑的因素。普通环境下的架空光缆受到的外力影响可以忽略不计,但在特定的应用场景下,例如各类天线的馈线等对信号传输质量要求高的情景,则需要考虑光缆的拉伸弯折等运动带来的影响[3],常见的包括光缆运动导致的形变和光纤抖动。这些影响对信号传输质量的恶化,例如信噪比、相位偏移、时延抖动等是不可忽略的。因此对运动光缆传输性能的评测及改进必不可少。对传输性能的评测能够直观地体现由于运动光缆的弯折拉伸所造成的影响,并在此基础上进行相应地改进,优化远端接收信号,提升信号的可用性。因此,研究运动光缆传输性能评测及改进技术具有十分重要的意义。本文围绕着运动光缆传输性能评测和改进问题,研究了国内外相关的研究方案,重点关注传输信号的信噪比及相位抖动性能。在模拟运动光缆设施上设计评测方案,通过接收信号的信噪比、信号时域图、相位漂移量及相位稳定度等方面进行评测,并在此基础上提出相应的解决方案。在信噪比方面,结合光缆的运动特性提出在发射端将发端信号进行Delta-sigma调制,通过在发射端对信号进行预调制来降低信号的量化噪声,并设计相应的接收端解调方案,达到提高信噪比质量的目的;在相位抖动方面,设计基于可调谐激光器的稳相传输方案对传输信号进行相位补偿,科学有效地改善信号质量,实现信号高效稳定的传输。论文的主要工作和成果如下:1.基于模拟工况光缆实验装置搭建传输信号质量评测平台,评测不同运动状态下传输微波信号的信噪比及相位方面的性能,针对评测结果提出后续相应的解决方案。2.研究Delta-Sigma调制及解调方案,结合仿真设计合理的调制阶数、量化位数及过采样比,在接收端设计相应的解调方案,达到最佳的信噪比。并通过实验验证方案的有效性,实现从发端角度提高信号的质量,有效地提升信号的信噪比性能。3.研究信号相位补偿方案,基于可调谐激光器提出一种动态、准确、高稳定性的稳相补偿方案,通过仿真软件进行设计,并通过实验进行验证,有效地消除光纤链路受环境因素变化的影响。解决了传统方案不契合光纤的运动特性及结构复杂、成本高的弊端,在优化传输信号信噪比的基础上进一步改善信号的相位抖动质量。4.基于Labview搭建数据可视化平台,实现对信号的频谱、波形等特征的采集与展示,并进一步得到信号的时延抖动等特性,更加直观地展示运动光缆传输性能,构建更便捷的评测及验证系统。
二、光纤及光纤通信系统的测量（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、光纤及光纤通信系统的测量（论文提纲范文）
（1）我国光纤传感技术发展路线图（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 光纤传感若干关键技术的现状及其发展路径 |
| 2.1 特种光纤及器件 |
| 2.1.1 工作原理 |
| 1) 抗弯曲光纤 |
| 2) 保偏光纤 |
| 3) 耐高温光纤 |
| 4) 抗辐射光纤 |
| 5) 旋转光纤 |
| 6) 瑞利散射增强光纤 |
| 2.1.2 技术发展 |
| 2.1.3 需求现状 |
| 2.1.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.2 光纤布拉格光栅传感技术 |
| 2.2.1 工作原理 |
| 2.2.2 技术发展 |
| 2.2.3 需求现状 |
| 2.2.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.3 光纤陀螺技术 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 技术发展 |
| 2.3.3 需求现状 |
| 2.3.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.4 光纤水听器技术 |
| 2.4.1 工作原理 |
| 2.4.2 技术发展 |
| 2.4.3 需求现状 |
| 2.4.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.5 分布式布里渊光纤传感技术 |
| 2.5.1 工作原理 |
| 2.5.2 技术发展 |
| 2.5.3 需求现状 |
| 2.5.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.6 Φ-OTDR/DAS光纤传感技术 |
| 2.6.1 工作原理 |
| 2.6.2 技术发展 |
| 2.6.3 需求现状 |
| 2.6.4 挑战性的问题与难点 |
| 2.7 OFDR光纤传感技术 |
| 2.7.1 工作原理 |
| 2.7.2 技术发展 |
| 2.7.3 需求现状 |
| 2.7.4 挑战性的问题与难点 |
| 3 若干典型领域中的光纤传感技术的应用情况 |
| 3.1 光纤气体传感技术 |
| 3.1.1 工作原理 |
| 3.1.2 技术发展 |
| 3.1.3 需求现状 |
| 3.1.4 挑战性的问题与难点 |
| 1) 探头技术。 |
| 2) 光学解调技术。 |
| 3) 光源技术。 |
| 3.2 光纤三维形状传感技术 |
| 3.2.1 工作原理 |
| 3.2.2 技术发展 |
| 3.2.3 需求现状 |
| 3.2.4 挑战性的问题与难点 |
| 3.3 煤矿光纤传感技术 |
| 3.3.1 矿用激光甲烷气体及光纤传感器工作原理 |
| 3.3.2 技术发展 |
| 3.3.3 挑战性的问题与难点 |
| 3.4 油气光纤传感技术 |
| 3.4.1 技术发展 |
| 3.4.2 需求现状 |
| 1) 基于拉曼散射的光纤分布式温度传感(DTS)技术 |
| 2) 光纤法布里-珀罗腔测压技术(PT) |
| 3) DAS技术 |
| 3.4.3 挑战性的问题与难点 |
| 1) DTS技术 |
| 2) PT |
| 3) DAS技术 |
| 3.5 海洋勘探与监测光纤多参量传感技术 |
| 3.5.1 光纤多参量传感结构与工作原理 |
| 3.5.2 挑战性的问题与难点 |
| 4 我国光纤传感技术发展的愿景 |
（2）光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词 |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器概述 |
| 1.2.1 基于高双折射光纤环镜的光纤传感器 |
| 1.2.2 光纤光栅传感器 |
| 1.3 游标效应概述 |
| 1.4 光纤光栅波长解调技术 |
| 1.5 虚像相位阵列 |
| 1.6 本论文结构安排 |
| 2.HIBI-FLM及有限反射虚像相位阵列相关理论分析 |
| 2.1 基于干涉效应的HIBI-FLM的理论分析 |
| 2.1.1 HiBi-FLM的传输理论 |
| 2.1.2 基于一段HBF的HiBi-FLM的传输特性 |
| 2.1.3 基于两段HBF的HiBi-FLM传输特性 |
| 2.1.4 包含三段HBF的HiBi-FLM传输特性 |
| 2.2 基于游标效应的光传感器结构理论分析 |
| 2.2.1 游标效应的工作原理 |
| 2.2.2 级联式游标效应 |
| 2.2.3 游标谱谱移的确定方法 |
| 2.2.4 并联式游标效应 |
| 2.3 基于FRVIA的致密阵列宽带锯齿滤波器 |
| 2.4 小结 |
| 3.基于HIBI-FLM的温度和应力双参量传感器 |
| 3.1 基于三段HBF的HIBI-FLM的温度和应力双参量传感器 |
| 3.1.1 温度和应力双参量传感原理 |
| 3.1.2 温度和应力双参量传感实验 |
| 3.2 基于HIBI-FLM结合FBG的温度和应变双参量传感器 |
| 3.2.1 基于HiBi-FLM结合FBG的温度-应变双参量传感器结构 |
| 3.2.2 温度和应变传感特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.基于游标效应的高灵敏度HIBI-FLM温度传感器 |
| 4.1 基于级联干涉仪的高灵敏度温度传感器 |
| 4.1.1 级联HiBi-FLMs实现测量灵敏度放大的原理 |
| 4.1.2 温度传感特性 |
| 4.2 级联HIBI-FLMS传感器性能的进一步提升 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.4 本章总结 |
| 5.基于交叉HIBI-FLMS的FBG波长高速解调系统 |
| 5.1 边缘滤波器的波长解调原理 |
| 5.2 解调系统工作原理 |
| 5.3 解调原理及实验 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 小结 |
| 6.基于JAWS滤波器的FBG波长解调系统 |
| 6.1 基于低损致密阵列宽带锯齿滤波器的FBG波长高速解调系统 |
| 6.2 基于FRVIA的JAWS滤波器 |
| 6.3 基于JAWS滤波器的波长解调系统及解调实验 |
| 6.4 对所提出波长解调系统的分析 |
| 6.5 小结 |
| 7.总结与展望 |
| 7.1 本论文工作总结 |
| 7.2 下一步拟进行的工作 |
| 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 |
（3）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 |
（4）40 GHz锁模皮秒激光信号源关键技术与应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写词索引 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 光通信 |
| 1.1.2 量子通信 |
| 1.1.3 发展需求 |
| 1.2 锁模脉冲信号源 |
| 1.2.1 研究进展 |
| 1.2.2 锁模技术概述 |
| 1.3 全光时钟提取 |
| 1.4 量子光通信信号源 |
| 1.4.1 单光子信号源 |
| 1.4.2 纠缠光子信号源 |
| 1.5 面临的新问题 |
| 1.6 本文的主要研究工作 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 锁模激光器理论 |
| 2.1.1 被动锁模 |
| 2.1.2 主动锁模 |
| 2.1.3 有理数锁模 |
| 2.2 脉冲光信号的测量与时钟提取原理 |
| 2.2.1 脉冲形状的自相关测量 |
| 2.2.2 信号抖动的互相关测量 |
| 2.2.3 全光时钟提取 |
| 2.3 量子光源的理论描述 |
| 2.3.1 单光子源 |
| 2.3.2 光量子纠缠源 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 被动锁模光纤环形激光器 |
| 3.1 基于SOA非线性偏振旋转的被动锁模激光器 |
| 3.1.1 实验系统与原理概述 |
| 3.1.2 EDFA和 SOA的增益特性 |
| 3.1.3 基频率锁模与脉冲波形 |
| 3.2 被动锁模光纤激光器中的调Q脉冲和矩形脉冲 |
| 3.2.1 实验系统简介 |
| 3.2.2 调Q脉冲和矩形脉冲 |
| 3.2.3 矩形脉冲的演化 |
| 3.3 光纤激光器系统偏振态的控制与稳定 |
| 3.3.1 高速稳偏器原理 |
| 3.3.2 稳偏器三单元控制的必要性 |
| 3.3.3 稳偏器的精度和响应时间 |
| 3.3.4 稳偏器的应用效果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 40 GHz主动锁模皮秒信号源的产生与全光时钟提取 |
| 4.1 主动锁模光纤环形激光器 |
| 4.1.1 实验系统与原理概述 |
| 4.1.2 调制频率对锁模脉冲的影响与精确基频获取 |
| 4.1.3 锁模皮秒激光信号源的测量 |
| 4.2 高阶主动锁模皮秒激光信号源 |
| 4.2.1 5-11 GHz有理数谐波锁模 |
| 4.2.2 40 GHz量级主动锁模实验结果 |
| 4.3 高速PRBS数据的全光时钟提取 |
| 4.3.1 全光时钟提取实验系统 |
| 4.3.2 12 GHz时钟提取实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于锁模皮秒激光源的量子光源制备 |
| 5.1 单光子源的制备 |
| 5.1.1 实验系统与原理概述 |
| 5.1.2 弱脉冲中平均光子数的分布 |
| 5.1.3 单光子源制备实验结果与分析 |
| 5.2 纠缠态量子光源的制备 |
| 5.2.1 纠缠态制备实验系统 |
| 5.2.2 基于BBO晶体的倍频和参量下转换 |
| 5.2.3 纠缠态的测量实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文主要研究成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 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 |
（5）高阶横模光纤激光器关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高阶横模光纤激光器的应用 |
| 1.3 高阶横模激光器的实现方式 |
| 1.4 高阶横模光纤激光器的研究现状 |
| 1.4.1 高阶标量模式光纤激光器的研究现状 |
| 1.4.2 高阶矢量模式光纤激光器的研究现状 |
| 1.4.3 OAM模式光纤激光器的研究现状 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 2 光纤中的模式及耦合模理论 |
| 2.1 光纤中的模式 |
| 2.1.1 矢量模式 |
| 2.1.2 标量模式 |
| 2.1.3 矢量模式、标量模式和OAM模式之间的关系 |
| 2.2 耦合模理论 |
| 2.2.1 耦合模理论在MSC上的应用 |
| 2.2.2 耦合模理论在FBG上的应用 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 输出高阶矢量模式的光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤激光器的基本结构及工作原理 |
| 3.3 光纤激光器的速率方程及其求解 |
| 3.4 掺铒光纤铒离子分布范围的研究 |
| 3.5 基于三层芯结构的TE_(01)掺铒光纤激光器 |
| 3.6 输出高阶矢量光束的单纵模窄线宽光纤激光器 |
| 3.6.1 基于FBG和机械LPFG的模式选择滤波器 |
| 3.6.2 复合腔结构 |
| 3.6.3 实验结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 输出多波长高阶标量模式的光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MZF和 MSC的多波长LP_(11)模式光纤激光器 |
| 4.2.1 MZF的原理及搭建 |
| 4.2.2 MSC的原理及制作 |
| 4.2.3 光纤激光器的结构 |
| 4.2.4 实验结果 |
| 4.3 基于DSCF和 MSC的多波长LP_(11)模式光纤激光器 |
| 4.3.1 DSCF的原理及搭建 |
| 4.3.2 光纤激光器的结构 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 输出多波长OAM模式的光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MZF及 Sagnac滤波器的原理及搭建 |
| 5.3 光纤激光器的结构 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于TFBG的 FP滤波器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 TFBG的反射率和透射率求解 |
| 6.3 基于TFBG的 FP滤波器传输特性的分析 |
| 6.3.1 FP滤波器的反射系数和透射系数 |
| 6.3.2 TFBG的倾斜角度对FP滤波器传输特性的影响 |
| 6.3.3 其他参数对FP滤波器传输特性的影响 |
| 6.4 小结 |
| 7 结束语 |
| 7.1 本论文的主要研究成果 |
| 7.2 下一步拟进行的工作 |
| 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 |
（6）纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息 |
| 1.2 量子密钥分发概述 |
| 1.3 论文内容安排 |
| 第二章 光纤信道纠缠态连续变量量子密钥分发实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统及关键技术 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 自由空间到光纤光耦合技术 |
| 2.2.3 掺铒光纤放大器 |
| 2.2.4 探测器性能 |
| 2.3 数据处理过程 |
| 2.3.1 数字混频滤波 |
| 2.3.2 数据同步 |
| 2.3.3 最优纠缠度理论 |
| 2.3.4 关联度值的修正 |
| 2.4 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多路强经典光与纠缠态CV-QKD的密集波分复用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 额外噪声源分析 |
| 3.2.1 复用器的隔离度 |
| 3.2.2 瑞利散射 |
| 3.2.3 受激非弹性散射 |
| 3.2.4 交叉相位调制 |
| 3.3 自发拉曼噪声 |
| 3.4 四波混频噪声 |
| 3.4.1 光纤中四波混频场理论 |
| 3.4.2 四波混频产生额外噪声理论模型 |
| 3.4.3 四波混频噪声光子数的测量 |
| 3.4.4 四波混频产生额外噪声的测量 |
| 3.5 纠缠态CV-QKD与强DWDM经典通道共存 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于纠缠态的源无关CV-QKD实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 最佳纠缠度参数选择 |
| 4.4 测量基的随机切换 |
| 4.5 测量结果与分析讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 用于纳秒脉冲光场测量的时域平衡零拍探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探测器的设计 |
| 5.3 探测器信噪比计算 |
| 5.4 探测器的制作过程 |
| 5.5 探测器的性能测试 |
| 5.5.1 实验测试装置与调试过程 |
| 5.5.2 真空起伏噪声轨迹图的测量 |
| 5.5.3 光脉冲分辨率 |
| 5.5.4 线性响应 |
| 5.5.5 探测器稳定性测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 工作总结及展望 |
| 6.1 本文小结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（7）相干光通信系统的非共光路像差校准实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 相干光通信的研究发展及现状 |
| 1.2.2 自适应光学技术在相干光通信中的研究进展 |
| 1.2.3 非共光路像差校准的研究现状 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 2 相干光通信中的自适应光学系统 |
| 2.1 相干光通信的基本原理 |
| 2.2 有波前传感器自适应光学基本理论 |
| 2.2.1 有波前传感器自适应光学系统基本原理 |
| 2.2.2 波前传感器 |
| 2.2.3 波前控制器 |
| 2.2.4 波前校正器 |
| 2.2.5 有波前传感器自适应光学控制算法 |
| 2.3 无波前传感器自适应光学基本理论 |
| 2.3.1 无波前传感器自适应光学系统组成及工作原理 |
| 2.3.2 无波前传感器自适应光学优化算法 |
| 2.4 光束质量评价指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自适应光学系统的误差分析 |
| 3.1 误差分类 |
| 3.1.1 标定误差 |
| 3.1.2 拟合误差 |
| 3.1.3 测量噪声误差 |
| 3.1.4 带宽误差 |
| 3.2 非共光路像差的分析 |
| 3.2.1 非共光路像差的产生 |
| 3.2.2 非共光路像差的折算 |
| 3.2.3 非共光路像差校准的实现 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 非共光路像差校准的实验研究 |
| 4.1 光功率为评价指标的误差校准方法 |
| 4.1.1 实验系统 |
| 4.1.2 实验装置 |
| 4.2 中频电压为评价指标的误差校准方法 |
| 4.3 两种不同评价指标的误差校准方法对比 |
| 4.4 相干光通信系统实验研究 |
| 4.4.1 实验流程 |
| 4.4.2 非共光路像差校准对波前的影响 |
| 4.4.3 非共光路像差校准对耦合进单模光纤光功率的影响 |
| 4.4.4 非共光路像差校准对中频电压峰峰值的影响 |
| 4.4.5 非共光路像差校准对中频电压功率谱的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望未来 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（8）ROF系统多模光纤传送技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容与创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 光载无线系统基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光载无线系统中的光调制技术 |
| 2.2.1 光调制器及其原理 |
| 2.2.2 光调制技术与毫米波产生方法 |
| 2.2.3 数字光载无线系统与模拟光载无线系统 |
| 2.3 光载无线系统解调方案与拍频噪声 |
| 2.3.1 光解调器之直接检测与相干检测 |
| 2.3.2 相干检测基本原理 |
| 2.3.3 射频与毫米波信号检测原理 |
| 2.3.4 多信号传输时光拍频噪声分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光载无线系统数字模拟信号叠加传输方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光载无线系统数字信号与模拟信号叠加传输方法 |
| 3.3 光载无线系统数模信号混合传输方法 |
| 3.3.1 光载无线系统数字信号与模拟信号混合传输方案 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多模光纤ROF系统的直接调制数模信号传输方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单模光纤与多模光纤 |
| 4.3 掺饵光纤放大器与量子点半导体光放大器 |
| 4.4 基于多模光纤的室内RoF多信号传输系统方案 |
| 4.4.1 光载无线系统多模光纤多信号传输实验方案 |
| 4.4.2 数模信号混合传输方案在1550nm激光中的传输实验 |
| 4.4.3 数模信号混合传输方案在1310nm激光中的传输实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多模光纤的ROF系统的频分复用数模信号传输方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光载无线系统中的频分复用技术 |
| 5.2.1 频分复用 |
| 5.2.2 OFDM技术 |
| 5.3 多输入多输出系统原理 |
| 5.4 ROF系统频分复用多信号传输方案 |
| 5.4.1 频分复用多信号叠加传输的实验方案 |
| 5.4.2 仿真与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）光纤传感系统中控制模块的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤传感控制模块研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感控制模块研究现状 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 1.3.1 主要内容 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 第二章 光纤传感控制模块概述 |
| 2.1 光纤传感技术概述 |
| 2.1.1 干涉型光纤传感系统 |
| 2.1.2 散射型光纤传感系统 |
| 2.2 光纤传感系统架构分析 |
| 2.2.1 瑞利散射型分布式光纤传感系统架构 |
| 2.2.2 布里渊散射型分布式光纤传感系统架构 |
| 2.3 光纤传感系统控制功能设计 |
| 2.3.1 功能需求分析 |
| 2.3.2 硬件控制部分功能设计 |
| 2.3.2.1 激光器控制部分的设计 |
| 2.3.2.2 采集卡控制部分的设计 |
| 2.3.2.3 EDFA控制部分的设计 |
| 2.3.3 上位机功能设计 |
| 2.4 光纤传感系统控制模块关键技术 |
| 2.4.1 温度控制算法 |
| 2.4.2 噪声处理算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤传感控制模块的实现 |
| 3.1 光纤传感系统控制模块架构设计 |
| 3.1.1 开发环境 |
| 3.1.2 编程语言 |
| 3.2 激光器控制模块 |
| 3.2.1 激光器控制模块的实现 |
| 3.2.2 激光器控制模块的测试 |
| 3.3 采集卡控制模块 |
| 3.3.1 采集卡控制模块的实现 |
| 3.3.2 采集卡控制模块的测试 |
| 3.4 EDFA控制模块 |
| 3.4.1 系统工作流程 |
| 3.4.2 系统参数存储的实现 |
| 3.4.3 EDFA温度控制的实现 |
| 3.4.4 EDFA工作模式控制 |
| 3.5 微波本振源模块 |
| 3.5.1 微波本振源模块的实现 |
| 3.5.2 微波本振源模块的测试 |
| 3.6 通信模块的实现 |
| 3.6.1 串口通信的设计与实现 |
| 3.6.2 交互接口的设计与实现 |
| 3.7 系统UI界面 |
| 3.7.1 系统工作流程 |
| 3.7.2 登录模块的实现 |
| 3.7.3 主界面的实现 |
| 3.7.4 数据展示模块的实现 |
| 3.7.5 参数设置界面的实现 |
| 3.7.6 系统UI界面的测试 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 光纤传感控制模块的测试 |
| 4.1 在BOTDR中测试控制模块 |
| 4.1.1 BOTDR系统搭建 |
| 4.1.2 实验结果分析 |
| 4.2 在Φ-OTDR中测试控制模块 |
| 4.2.1 Φ-OTDR系统搭建 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 缩略词索引 |
（10）运动光缆传输性能评测和改进技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤链路中优化传输信号质量的研究现状 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 第二章 工况条件下传输质量测评 |
| 2.1 测评指标及方案 |
| 2.1.1 信号信噪比部分 |
| 2.1.2 信号相位部分 |
| 2.2 测评系统 |
| 2.2.1 测评实验装置 |
| 2.2.2 测评数据展示 |
| 2.3 测评结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 信号信噪比提升方法研究 |
| 3.1 Delta-Sigma的基本原理介绍 |
| 3.1.1 过采样技术 |
| 3.1.2 噪声整形技术 |
| 3.1.3 数字滤波技术 |
| 3.2 Delta-Sigma调制结构 |
| 3.2.1 单环结构 |
| 3.2.2 级联结构调制器 |
| 3.3 系统设计 |
| 3.3.1 Delta-Sigma调制器的参数及结构选取 |
| 3.3.2 Delta-Sigma相关参数验证 |
| 3.3.3 数字抽取滤波器的设计 |
| 3.3.4 数字抽取滤波器的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相位补偿方法研究 |
| 4.1 光纤稳相传输干扰分析 |
| 4.1.1 机械应力干扰 |
| 4.1.2 发射端干扰 |
| 4.1.3 温度因素干扰 |
| 4.2 微波信号光纤稳相传输方法 |
| 4.2.1 稳相传输基本原理 |
| 4.2.2 信号双向传输方式 |
| 4.3 基于可调谐激光器的微波信号稳相传输方案及仿真 |
| 4.3.1 稳相传输方案设计 |
| 4.3.2 稳相系统仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 工况条件下传输信号优化系统总体实现 |
| 5.1 信噪比性能改进验证实验 |
| 5.1.1 实验结构及装置 |
| 5.1.2 实验结果分析 |
| 5.2 稳相方案验证实验 |
| 5.2.1 实验结构及装置 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
四、光纤及光纤通信系统的测量（论文参考文献）
- [1]我国光纤传感技术发展路线图[J]. 苑立波,童维军,江山,杨远洪,孟洲,董永康,饶云江,何祖源,靳伟,刘统玉,邹琪琳,毕卫红. 光学学报, 2022
- [2]光纤干涉仪传感器及波长解调系统的理论与实验研究[D]. 丁志超. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]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)
- [4]40 GHz锁模皮秒激光信号源关键技术与应用研究[D]. 王海洋. 北京交通大学, 2021(02)
- [5]高阶横模光纤激光器关键技术研究[D]. 汤敏. 北京交通大学, 2021
- [6]纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究[D]. 杜珊娜. 山西大学, 2021(01)
- [7]相干光通信系统的非共光路像差校准实验研究[D]. 王英. 西安理工大学, 2021
- [8]ROF系统多模光纤传送技术研究[D]. 周从文. 北京邮电大学, 2021(01)
- [9]光纤传感系统中控制模块的设计与实现[D]. 徐婷婷. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]运动光缆传输性能评测和改进技术研究[D]. 林威. 北京邮电大学, 2021(01)