一、Optimized Pump Power Ratio on 2nd Order Pumping Discrete Raman Amplifier（论文文献综述）
曹健华[1]（2021）在《光纤随机激光长距离点式传感光谱特征研究》文中研究说明光纤随机激光器作为随机激光器的重要分支,相关研究人员已经揭示了其具有大范围波长可调性、窄线宽、高功率输出等特性。正是由于这些独特的优势,其已经在光纤传感、光成像、光通信等领域得到重要的应用。特别是在长距离光纤传感系统中,基于光纤随机激光的传感系统不仅具有传统光纤点式传感系统结构简单、抗电磁干扰、灵敏度高的特点,而且具有响应时间短、传感器可复用、精度不受光源波长漂移、链路温度变化影响等优势,非常适用于长距离高压输电线、铁路、石油和天然气管道等基础设施的安全检测中。同时,高阶光纤随机激光的功率分布向光纤尾端延伸,可提高尾端传感信号的信噪比,实现超长距离点式传感。目前对基于光纤随机激光的传感系统研究大部分都集中长距离单点传感方面。对于超长距离多点传感系统还缺少深入的探索,特别是缺少可精确描述高阶光纤随机激光长距离传感系统光谱特征的仿真模型。因此,针对高阶随机激光多点传感系统中光谱特性仿真这一关键问题,本文开展了以下研究工作:（1）针对于高阶随机激光的光谱仿真问题,本文对传统功率平衡模型进行改进,使得改进后的模型能够描述系统描述高阶随机激光系统的频谱特性。（2）为探究改进后模型能否应用在高阶随机激光系统中,保持随机激光的一阶半开腔结构不变,通过在二阶全开腔、二阶半开腔以及传感FBG间隔10km放置的二阶半开腔三种不同的随机激光结构下,将仿真结果和实验结果对比分析,仿真和实验结果高度吻合,验证了本文提出的光谱仿真模型准确性。（3）本文利用改进后的高阶光纤随机激光仿真模型设计并实现了基于二阶随机激光的150km超长距离多点点式传感系统,实验得到的传感信号波长与应变的线性拟合优度高达0.999。针对于系统中传感信号信噪比差距过大问题,采用了传感FBG对间隔10km放置的方案,有效的缩小了传感信号的功率差距,达到了系统功率优化的目的。本文提出的高阶随机光谱仿真模型可以用来描述随机激光的光谱特性,通过多组实验验证了其正确性,并且已经应用于二阶长距离（150km）多点传感系统的设计与功率优化。本文已经证明该仿真模型能够快速、准确地计算不同传感距离下,基于高阶随机激光的长距离多点传感系统的光谱信号特征,为此类传感系统的设计提供了可靠的平台。
巩稼民,张晨,郝倩文,张丽红,王杰[2]（2020）在《基于粒子群优化的二阶拉曼光纤放大器研究》文中提出为了进一步提升二阶拉曼光纤放大器（RFA）的性能指标,对二阶RFA的主要参数进行了分析。首先设计了一个可以通过光开关控制,在二阶和一阶RFA两种模式下切换的结构模型,通过模拟仿真证明了二阶RFA可以提高系统的增益,改善系统的噪声性能,然后针对二阶RFA的增益性能进行了优化,以降低平坦度为优化目标,使用粒子群算法优化泵浦光波长和功率的配置,再经过结构的改进,最终在100 nm带宽范围内实现了增益为24.50 dB,增益平坦度为0.98 dB的二阶RFA。这些结果为以后设计出性能更加完善的二阶RFA提供了参考。
邢真[3]（2020）在《矢量调制信号的全光再生技术研究》文中认为5G商用脚步的加快,“大数据”、“云计算”等概念的提出和普及,4k/8k高清视频、虚拟现实和增强现实等新型业务的出现,持续刺激着数据流量的增长。为了应对这一压力,作为物理支撑的光纤通信网络采用幅度、相位等多维调制的矢量调制信号和多种复用技术相结合的方式以提高频谱效率、扩充系统容量。然而,矢量调制信号对信道噪声高度敏感,容易造成传输质量下降,缩短传输距离。在此背景下,对高效的信号再生方案进行探索具有重要意义。全光信号再生技术具有快速响应、高能效、无需“光-电-光”转换和高带宽提供能力等优点,在近几十年中引起广泛关注。其中,基于相位敏感放大（Phase Sensitive Amplification,PSA）等非线性效应的全光信号再生方案如多级相位再生、多级幅度再生、幅相二维再生等被先后提出和不断改进,具有良好的应用前景。本论文围绕矢量调制信号的全光再生技术展开研究,以不同传输场景下不同调制格式信号的传输质量提升为目标,进行了系统方案设计和仿真验证。具体来说,主要的研究内容及创新点包括以下三个方面:1.提出了一种基于矢量PSA的正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）信号全光再生方法。该方法利用矢量PSA将谐波的相干叠加过程与其余非线性过程分离,并通过控制矢量叠加的偏振角有效地实现了低泵浦功率下的最佳相位压缩。同时,通过引入后续的相位保持幅度再生装置,对相位再生过程的输出进行共轭和频率转换处理,最终完成了信号波长保持的幅相二维再生。其特点在于,与传统方案相比具有更高的系统能量效率和相同泵浦输入下更优的相位压缩能力。仿真结果表明:对于10 Gbaud QPSK信号,该方法下的谐波频谱宽度更窄,不需要的谐波分量减少了约40 dB。此外,通过误码率-光信噪比曲线反映出,在光信噪比（Optical Signal Noise Ratio,OSNR）为13 dB和18 dB的有噪信号输入下,分别获得了约2 dB和1.1 dB的接收所需OSNR的改善,这在延长信号可传输距离方面具有潜在的应用。2.提出了一种基于共轭双泵浦PSA的偏振复用QPSK/8PSK信号相位再生方法。该方法通过对输入泵浦和信号频率的特别设置以及对所需叠加谐波的阶数降低,实现了多级相位调制格式信号的正交偏振分量的同时再生。其特点在于,该方法避免了复杂的分集结构,克服了矢量四波混频引入的谐波干扰对双偏振信号再生的影响。仿真结果表明:分别以40 Gbit/s和60 Gbit/s的偏振复用QPSK和8PSK信号为例,在15度和7.5度的输入相位噪声下,实现了约为16%和5%的误差向量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）值下降。此外,对于20度和10度的输入相位噪声,分别实现了约1.9 dB和2.1 dB的接收所需OSNR降低。该方法对误码率性能上的改善说明了其对信号质量的有效恢复和抗噪性的提高,在大容量长距离传输网络中具有应用价值。3.提出了一种基于多波干涉的矩形正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）信号全光再生方法。该方法利用泵浦辅助的自相位调制效应实现了信号幅度阶梯响应函数的傅里叶级数近似,通过对阶梯响应函数不同阶近似下的表现进行分析,提出了高阶系统与低阶系统级联的混合再生方法以实现信号再生。其特点在于,该方法中QAM信号再生时幅度和相位特性互不干扰,且通过利用正交的偏振态和相反的传播方向,完成了在同一段高非线性光纤中信号同相正交分量的再生处理,简化了系统结构并增强了可扩展性。仿真结果表明:混合再生方法可以有效地吸取一阶再生系统和高阶再生系统对不同等级噪声压缩的优势,保证再生效果不变的情况下减少级联次数,使QPSK、16QAM、64QAM信号的EVM均得到有效改善。以80 Gbit/s的16QAM信号为例,经过混合再生方法处理后,其在25 dB和20 dB OSNR输入的情况下,在误码率阈值处分别得到了约1.1 dB和2.7 dB的接收所需OSNR的降低。
卢志舟[4]（2020）在《基于高折射率掺杂玻璃微腔的孤子光频梳研究》文中进行了进一步梳理得益于低功耗、高相干、宽光谱和易于集成等特性,基于高Q值微腔的克尔孤子光频梳（简称孤子光频梳）已在超快精密测距、双梳光谱学、光学频率合成等应用领域及学科展现出前所未有的优势。由于高折射率掺杂玻璃平台具备CMOS工艺兼容、低损耗及成熟的耦合封装技术等特性,近年来得到了科研人员极大的关注。本论文基于高折射率掺杂玻璃材料制备的微环谐振腔,围绕孤子光频梳的产生及应用展开理论与实验研究。理论上提出了谐波和次谐波相位调制泵浦方案,数值上研究了高阶倍频孤子光频梳产生的动力学过程;基于模式耦合效应和热调谐微腔谐振峰方法实现了具有多种光谱特征的光孤子晶体光频梳;基于正交偏振辅助激光热平衡的方式得到了微腔多孤子和单孤子光频梳,并基于单孤子光频梳开展了三项验证性的应用研究实验,主要研究内容与取得的结论如下:一、理论上提出了谐波相位调制泵浦方案,并且在数值上实现了1-4等距分布光孤子（重频范围为～10 GHz-～40 GHz）的确定性产生,分析了拉曼效应对孤子演化的影响。为获取更高重频的孤子光频梳,理论上开展了次谐波相位调制泵浦方案研究,通过设计和优化调制频率和泵浦效率等参数,在单一微腔内确定性的实现了5-20倍自由光谱范围（FSR）的等间距分布的孤子光频梳,对应的重复频率可调范围在～50 GHz-～200 GHz。二、基于模式耦合效应和热调微腔谐振峰的方法,实验上实现了光谱范围超过200 nm的多种光谱形状的光孤子晶体光频梳;进一步地,将材料损耗的色散特性和拉曼效应代入仿真模型,计算出高折射率掺杂玻璃材料的拉曼时间常数范围为2.5 fs-2.7 fs。三、实验上引入与泵浦光同偏振或者正交偏振的辅助光实时维持腔内的热平衡,首次在高折射率掺杂材料上实现了单孤子光频梳,重频分别为～48.97 GHz（光谱范围～160 nm）和～26.09 GHz（光谱范围～80 nm）;通过调谐半导体制冷器的温度,实现了对光孤子色散波中心波长的调谐。此外,基于单孤子光频梳开展了三项验证性的实验研究:1.基于色散干涉的原理测量了～1179米的绝对距离,艾伦方差小于27 nm;2.基于实验上得到的两个重频差为～600 k Hz单孤子光频梳源,测试了HCN气体在1530 nm-1560 nm波段的吸收峰,观测到7根吸收强度在3 d B以上的梳齿;3.基于异步采样的原理,利用单孤子光频梳与另一待测光孤子拍频采样,确认了单孤子,双孤子,三孤子和五孤子的时域分布。
李立肖[5]（2020）在《微结构光纤的非线性及其应用研究》文中研究指明微结构光纤（Microstructured Optical Fiber,MOF）作为新一代优异的光学介质,具有很多传统光纤所无法比拟的优良特性,如可调色散、高非线性、大模场面积、高双折射等。而超短激光脉冲与MOF相结合的应用会产生丰富的光学非线性现象,成为目前非线性光学和光子学领域的研究热点。它在全光信号处理、光纤通信、光电子集成和光纤器件等各个方面具有广泛的应用前景。本文从理论和实验上深入研究了 MOF的色散和非线性特性,并开展了相关的应用研究。主要工作和创新成果如下:第一,研究并提出了具有高双折射和高非线性的V型MOF（V-shaped Microstructured Optical Fiber,VMOF）,圆形空气孔和二氧化硅材料的设计使得VMOF的制备更加方便。利用全矢量有限元法分析了 VMOF的双折射、色散和非线性系数等参数;进一步优化得到其最佳结构参数,使其在通信窗口中具有较高的双折射、零色散波长和较强的非线性系数。另外,其零色散波长从1.15 μm增加到1.55 μm,且反常色散区的范围包含了钛宝石激光器的工作波长,这非常有利于进行非线性实验,从而可在非线性光学和生物光子学中得到重要应用。第二,理论和实验研究了一种具有低色散和高非线性的掺镱V型MOF（Yb-doped V-shaped Microstructured Optical Fiber,Yb-VMOF）。通过将飞秒脉冲耦合到Yb-VMOF的基模,在可见光波段基于相位匹配的四波混频,有效生成了可调谐的反斯托克斯信号（Anti-Stokes Signal,ASS）。其ASS在562～477 nm的波长范围内,可调谐波长范围超过100nm。477 nm波长处的ASS光和830 nm波长处剩余泵浦光的最大功率比达到23.9:1,转换效率在80%以上,对实验结果的分析,展示了泵浦波长和功率对信号转换的影响。这方面的研究成果有助于在超快光电子和光谱学中超短脉冲光源的进一步研究和应用。第三,研究了超宽带的超连续谱（Supercontinuum,SC）产生。利用800nm波长附近的超短激光脉冲耦合进入二氧化硅MOF中,在其基模的零色散点附近的正常色散区,通过简并四波混频、交叉相位调制、和受激拉曼散射等非线性效应的相互作用,产生了紫外到可见的SC。当泵浦输入脉冲的中心波长为800nm,平均功率为500 mW时,超过40%的入射泵浦光功率被转换到紫外至可见光的频谱区域。研究了在不同光纤长度下的SC频谱演化,进一步分析了其非线性传输机理。这种紫外到可见光的SC将在以紫外和可见光为基础的生物光子学和光谱学中有着重要应用。第四,实验研究了覆盖通信波段的近红外SC的产生。将波长为1550 nm的飞秒脉冲耦合到全正常色散（All-Normal Dispersion,ANDi）二氧化硅MOF中,其基模产生的SC覆盖通信波段,带宽达到435 nm。这是利用ANDi特性材料获得的宽带宽SC,其频谱产生过程中的非线性动力学为自相位调制和光波分裂。这种宽带SC可作为光源在波分复用和光子网络系统中发挥重要的应用潜能。第五,实验研究了高非线性和低色散的MOF中二次谐波和三次谐波同时产生的现象。当泵浦波长为790 nm、功率为450 mW的飞秒激光脉冲在MOF中传输时,基于其基模和高阶模之间的相位匹配,在深紫外到可见光波段罕见地同时产生了二次谐波和三次谐波,分别位于294 nm、502 nm和618nm波长处,且在294 nm到618 nm的谐波范围内总转换效率高达10.59%。这些谐波可作为多频光源将在超快光子学和共振喇曼散射中具有重要的应用价值。第六,仿真分析了拉锥MOF和级联拉锥MOF的特性及SC的产生,并系统分析了初始脉冲宽度和峰值功率等参数对SC的影响,从而为拉锥和级联拉锥MOF的实验研究提供了重要的理论依据。利用MOF的拉锥后处理技术,制备了级联拉锥MOF,并利用它实验研究了波长转换的产生,分析了泵浦输入光的功率和波长对转换效率的影响,实验结果表明:越靠近锥腰区的零色散点,其转换效率越高;当泵浦输入光的波长为800 nm、功率为0.4 W时,产生的ASS光与剩余残余泵浦光的最大功率比为6.3:1。这些研究成果对于超快光子学中新型光器件的研制和应用具有很好的参考作用。
张凯[6]（2020）在《基于空间复用型四波混频过程的量子网络调控研究》文中认为近年来,量子信息领域发展迅速,而量子光源是实现量子信息不可或缺的关键资源。其可以用于实现量子通信、量子计算以及量子精密测量等方面。提升量子光源性能主要有三个方面,即量子光源的量子关联特性、通道容量和光束数量。量子关联特性直接决定了量子通信的保真度,而光束数量以及通道容量共同决定了量子光源的尺度,进一步决定量子通信的复杂度和信息容量。在利用增加光束数量来提升量子光源尺度方面,传统的产生方式需要很复杂的光学分束系统,严重限制了方案的可扩展性。目前国际上最新的研究趋势是利用复用的概念将多个非线性过程集成到一个简单的装置。我们利用空间复用的概念将七个四波混频过程集成在一个铷原子池中,实现了多光束的纠缠。本论文将从以下三方面介绍我博士期间利用四波混频过程在提高量子关联特性和光束数量方面所做的工作:1.基于热铷原子中的四波混频过程,我们实验上产生了两束孪生光束,并且利用平衡零拍探测技术测量了输出光束的协方差矩阵。实验上我们利用Duan判据和部分转置正定判据判断了产生的孪生光束的纠缠特性,并且研究了不同实验参数（单光子失谐、双光子失谐、池子温度）对于纠缠特性的影响,找到最佳的实验参数。2.在进行远距离量子通信过程中,纠缠光束会不可避免的与环境发生相互作用,导致纠缠度的降低。我们利用两种不同的损耗方法模拟环境对纠缠的影响。一种是利用二分之一波片和偏振分束棱镜模拟光的传输损耗,发现纠缠在不同的损耗情况下一直存在。另一种是利用刀片切割的方法模拟光的传输损耗,发现纠缠会随着损耗的增大而消失,出现纠缠死亡的现象。3.利用空间复用四波混频的概念,我们在单个原子系综内集成了七个四波混频过程,巧妙地“编织”出了一个高度集成的四波混频网络,从而产生了空间分离的六光束纠缠态。同时发现系统的纠缠结构可以通过“裁剪”泵浦光源的特性来实现灵活多样的重新配置。这种纠缠结构的可重新配置性使为一个特定的量子通信任务实时产生其所需的多体纠缠态成为可能。我们的结果提供了一种新的产生大尺度空间分离且重构的多体纠缠平台。
吴栋明[7]（2020）在《光子晶体光纤中前向受激布里渊散射快光》文中提出近年来,光纤通信技术的快速发展,对信息的处理和传输速度能力需求进一步提升的时代背景下,快慢光技术是解决全光通信网络中信号同步和缓存的最可能技术,使得快慢光技术成为当前光纤领域研究的热点。光纤中的受激布里渊散射效应可以实现快慢光,且具有室温下可操作、工作波长可调节以及与光通信系统兼容性良好等优点。在过去的数十年中,光纤中后向的受激布里渊散射已经受到了广泛的研究和应用。随着人们对光子晶体光纤的研究逐步深入,前向受激布里渊散射的研究近年来才开始引起人们的关注,光子晶体光纤的布里渊频移可到达GHz范围,声场与光场都紧紧地聚集在纤芯中,从而有效地增强了声场与光场之间的相互作用。本文利用前向受激布里渊散射的三波耦合方程和有限元法,数值模拟了光场基模与声场基模的分布,并计算了有效折射率、布里渊频移以及声光耦合积分;研究了泵浦光功率、传输距离和初始脉冲宽度对时间提前量的影响,结果表明时间提前量对泵浦功率比传输距离更敏感;当脉冲线宽远小于布里渊线宽时,脉冲会被显着压缩;在相同的初始脉冲宽度,随着泵浦功率的增加,信号脉冲压缩程度越大。通过对PCF基底材料掺杂不同浓度GeO2进行数值模拟研究,主要分析了掺杂浓度对前向受激布里渊散射的布里渊频移,声场与光场的横向分布,声场-光场之间的相互作用,声场应变能密度以及布里渊线宽的影响。分析了四种声场,并命名为L1,L2,L3,L4,各自的布里渊频率为1.5919GHz,1.6559GHz,1.7446GHz,1.9647 GHz,随着掺杂浓度的增加,布里渊频移以及布里渊线宽呈减小的趋势,但声场基模与光场基模的相互作用依旧是最强的。在掺杂浓度为定值时,布里渊频移随声场模式阶数的增加而增加,但声场强度和前向受激布里渊散射强度随之减弱。掺杂浓度的增减,可以置换不同声波模式先后出现的顺序。模拟了温度与应变对布里渊频移的影响,结果表明当温度增加时,声场模式L1的布里渊频移也随之增加,但其它三种声场的布里渊频移随之减少。随着应变强度的增加,四种不同声场的布里渊频移也相应增加。
尹路[8]（2019）在《大功率光纤激光器光束质量控制及非线性效应抑制关键技术研究》文中指出目前大功率近单模光纤激光器的输出功率已达到千瓦量级,广泛地应用于工业及军事领域。大功率激光的输出光束质量及光谱特性是其应用发展的技术瓶颈,仍有待进一步提升。大功率光纤激光器输出光束质量的提升主要通过模式控制技术及包层光剥离技术来实现。目前,模式控制主要通过光纤盘绕法实现,但是传统盘绕选模理论模型的准确性及常用光纤盘绕方式的灵活性有待提高;包层光剥离主要通过化学腐蚀法实现,存在剥离均匀性差、光纤局部过热的问题,难以实现高功率包层光剥离。大功率光纤激光器输出光谱特性的恶化主要由受激拉曼散射（SRS）效应及模间四波混频（IMFWM）效应等非线性效应导致,然而目前大功率光纤激光器SRS效应及IMFWM效应抑制技术的理论及实验研究尚未完善。本文针对现有技术的问题展开研究,主要研究内容与成果包括以下几个部分:为了提升大功率光纤激光器的输出光束质量,首先针对传统光纤盘绕选模的模型误差,提出了基于光束传播法的光纤盘绕模式控制模型,应用了光束传播法估算光纤中各模式的弯曲损耗,优化了光纤盘绕模式控制理论,为光纤盘绕方式的优化及盘绕参数的确定提供了理论指导。其次针对常用光纤盘绕方式中圆筒盘绕操作难度大,水冷盘盘绕选模能力弱的问题,提出了基于光纤直接液冷的盘绕模式控制方法,可以灵活地改变光纤的盘绕参数,其中圆柱形直接液冷盘绕既兼具了圆筒盘绕的选模能力,又保证了盘绕方式的可操作性。基于圆柱形光纤直接液冷盘绕方法,搭建了主振荡功率放大（MOPA）结构的光纤激光器系统,实现了高效的k W级20/400光纤盘绕选模。通过减小光纤盘绕半径将输出光束质量由Mx2=1.377,My2=1.518减小为Mx2=1.132,My2=1.21。为了避免高功率包层光对激光器输出光束质量的影响,保证系统的稳定运行,首先针对腐蚀法包层光剥离缺少理论分析的问题,提出了腐蚀法包层光剥离模型,确定了腐蚀光纤参数与包层光剥离度的关系。制作了10根不同表面粗糙度及包层直径的腐蚀光纤样品进行了理论模型验证实验,光纤样品测量结果与仿真结果的一致性证明了理论模型的准确性。其次针对包层光剥离均匀性差、光纤局部过热的问题,提出了基于分段腐蚀的高功率包层光剥离技术,并制作了两段腐蚀光纤进行了验证实验,实现了670 W包层光均匀剥离,剥离度约为20 dB,温度分布基本均匀,无明显热点。同时对于1018 nm同带泵浦光,应用分段腐蚀法实现了1.1 k W同带泵浦光剥离,剥离度约为18 dB,剥离器温升<20oC。为了优化大功率光纤激光器的输出光谱特性,首先针对SRS效应导致输出光谱恶化的问题,建立了多模光纤激光器SRS效应理论模型,完善了基于激光器结构参数优化的SRS效应抑制技术。通过优化激光器的结构参数有效地抑制了SRS效应的产生,将拉曼光功率比例由14%降低为0.4%。其次针对IMFWM效应导致输出光谱恶化的问题,提出了相位匹配频移及相干长度的计算模型,确定了激光器参数与IMFWM效应的关系,为激光器参数优化提供了理论指导。考虑到激光器参数优化的局限性,提出了基于光纤盘绕的IMFWM效应抑制技术,通过减小增益光纤的弯曲半径去除了输出光谱中1108 nm和1071.6 nm处的IMFWM峰,IMFWM峰相比于主峰的高度差>50 dB。基于大功率光纤激光器光束质量控制技术以及非线性效应抑制技术的分析结果,设计并搭建了大功率双向泵浦MOPA结构的光纤激光器系统,实现了功率约为3 k W的激光输出,M2因子<1.7,3-dB光谱宽度约为1.7 nm,13-dB光谱宽度约为5.7 nm,SRS及IMFWM峰与主峰的高度差>20 dB,验证了光束质量控制及非线性效应抑制理论分析的准确性,在实现高功率激光输出的同时,有效提升了激光器的输出光束质量及光谱特性。
黄威[9]（2019）在《光纤泵浦的空芯光纤气体拉曼激光光源研究》文中进行了进一步梳理传统光纤激光器受限于掺杂稀土离子的种类,输出波长范围有限。气体受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）由于频移系数大,能够实现激光波长大范围拓展。但是,传统气体腔和毛细管的有效作用距离非常有限,气体SRS阈值非常高,实现高效的拉曼激光输出非常困难。空芯光纤的出现,极大促进了气体拉曼激光的发展。空芯光纤极大地增加了激光与气体的相互作用强度和有效作用距离,使得SRS阈值下降3～4个数量级,同时由于空芯光纤的传输带方便设计,使得通过单程结构实现到特定拉曼谱线的高效转换成为可能。1.7μm和2.8μm光纤激光在医疗、科研、军事等领域有重要的应用价值,传统的产生手段在功率提升、波长调谐等方面受到一定限制。本文采用可调谐的1.5μm高峰值功率脉冲光纤放大器作为泵浦源,分别泵浦充氢气的空芯光子晶体光纤和充甲烷的反共振空芯光纤,通过单程结构实现了可调谐的1.7μm和2.8μm光纤激光输出,为实现这两个波段的可调谐光纤激光提供了新思路,同时为下一步开展高功率实验研究打下了基础。本文的具体内容如下:1.介绍了空芯光纤的发展历史和主要应用,以及基于空芯光纤的气体SRS的研究现状。2.开展了基于空芯光纤的气体SRS理论研究与仿真。分析了空芯光纤的导光机制和气体SRS的基本过程,建立了描述空芯光纤内稳态气体SRS的理论模型,开展了仿真研究。3.开展了基于空芯光子晶体光纤的1.7μm波段可调谐氢气和氘气转动SRS实验研究。在充有高压氢气或氘气的空芯光子晶体光纤内,分别获得了1687～1723nm和1639～1673 nm的拉曼激光输出,测量了光谱、时域、功率、光斑等特性。当泵浦波长为1540 nm时,最大拉曼功率均为～0.80 W。4.初步开展了基于反共振空芯光纤的2.8μm波段可调谐甲烷振动SRS实验研究。在充有高压甲烷的反谐振空芯光纤内,获得了调谐范围为2796～2863 nm的拉曼激光输出。当泵浦波长为1550 nm时,获得了最大功率约为34 m W的2829 nm拉曼激光输出。
叶云[10]（2019）在《掺镱光纤激光振荡器功率提升研究》文中研究指明光纤激光器具有光束质量好、转换效率高、结构紧凑、热管理方便等优势,在工业加工、智能制造、国防军事等领域获得广泛应用。相比较光纤激光放大器,光纤激光振荡器结构简单,操作方便,抗反射能力强,在工业应用中更受青睐。然而,受限于光纤中的受激拉曼散射效应（SRS）和模式不稳定效应（TMI）,高功率全光纤激光振荡器的功率提升受到限制。基于此,本文以掺镱光纤激光振荡器功率提升为研究对象,从理论和实验两方向研究全光纤激光振荡器中功率提升的限制因素,为获得更高功率输出的全光纤激光振荡器提供指导。本文的主要内容如下:对光纤激光器的发展历程进行综述,比较光纤激光放大器与光纤激光振荡器的结构优劣。从空间结构和全光纤结构全面梳理了光纤激光振荡器的发展现状,对振荡器功率提升过程中遇到的两种主要限制因素SRS和TMI进行分析。基于传统光纤速率方程建立包含SRS效应、光纤弯曲损耗、模式耦合等因素的振荡器综合物理模型,基于物理模型分析模式耦合系数对光纤激光振荡器输出性能的影响。结合增益光纤结构参数优化,分析纤芯直径渐变增益光纤在振荡器结构中的功率提升受限情况,最后分析光纤熔接质量对振荡器基模损耗的影响,仿真结果表明光纤熔接时轴向偏移和倾斜对熔接的损耗远远大于光纤参数本身。实验上探索研究了不同纤芯直径增益光纤组合的光纤激光振荡器的功率提升效应,实验结果发现不同增益光纤熔接导致大量高阶模式激发,在存在包层光滤除时激光效率下降。此外基于国产限制掺杂增益光纤搭建高功率全光纤激光振荡器实验平台,实验研究表明后向泵浦和双向泵浦可以提高TMI阈值,在双向泵浦时最高实现1224W激光输出。基于常规25/400μm和30/600μm掺镱光纤搭建高功率全光纤激光振荡器,在25/400μm光纤激光振荡器中,通过消除振荡器腔外反馈抑制SRS实现最高输出功率5070W输出,拉曼光比信号光低～35dB,光束质量M2～1.6,并对该5kW振荡器进行5小时长时间稳定工作测试,测试结果表明该振荡器输出性能稳定,具有工程化的潜力。在30/600μm光纤激光振荡器中,分别从前向泵浦、双向泵浦和后向泵浦三种方式进行功率提升研究,在双向泵浦时实现最高3600W激光输出,没有观察到SRS和TMI效应。实验表明基于商用30/600μm掺镱光纤的全光纤激光振荡器具备实现更高功率输出的能力。
二、Optimized Pump Power Ratio on 2nd Order Pumping Discrete Raman Amplifier（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、Optimized Pump Power Ratio on 2nd Order Pumping Discrete Raman Amplifier（论文提纲范文）
（1）光纤随机激光长距离点式传感光谱特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤随机激光器的发展 |
| 1.2.1 高功率 |
| 1.2.2 低阈值 |
| 1.2.3 大范围波长可调性 |
| 1.2.4 窄线宽 |
| 1.3 光纤随机激光器在点式传感中的应用 |
| 1.4 论文选题及体系结构 |
| 第二章 光纤随机激光器的相关原理及仿真模型 |
| 2.1 光纤中的散射 |
| 2.1.1 光纤中的瑞利散射 |
| 2.1.2 布里渊散射 |
| 2.1.3 拉曼散射 |
| 2.2 光纤随机激光器原理及理论模型 |
| 2.2.1 随机激光产生原理 |
| 2.2.2 光纤随机激光器产生原理 |
| 2.2.3 光纤随机激光器的结构 |
| 2.3 光纤随机激光器的仿真模型 |
| 2.3.1 功率仿真模型 |
| 2.3.2 光谱仿真模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤随机激光中光谱仿真模型构建 |
| 3.1 理论分析与建模 |
| 3.1.1 建立高阶光谱仿真模型 |
| 3.1.2 改进后方程的求解 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.2.1 二阶全开腔随机激光结构 |
| 3.2.2 二阶半开腔随机激光结构 |
| 3.2.3 FBG间隔放置的二阶半开腔随机激光结构 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 超长距离多点传感系统 |
| 4.1 传感FBG带宽及反射率影响 |
| 4.1.1 FBG带宽影响 |
| 4.1.2 FBG反射率影响 |
| 4.2 长距离多点传感系统 |
| 4.2.1 长距离传感系统的设计 |
| 4.2.2 150km长距离多点传感系统传感效果测试 |
| 4.3 传感系统的功率优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）基于粒子群优化的二阶拉曼光纤放大器研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 理论模型及设计原理 |
| 2.1 二阶RFA的原理 |
| 2.2 理论模型 |
| 2.3 结构设计 |
| 3 粒子群优化算法 |
| 4 仿真及优化结果分析 |
| 4.1 仿真结果分析 |
| 4.2 优化结果分析 |
| 5 结论 |
（3）矢量调制信号的全光再生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 面向大容量光传输网络的全光信号处理技术 |
| 1.2.1 光传输网络的演进与挑战 |
| 1.2.2 全光网中的信号处理技术 |
| 1.3 矢量调制信号再生技术概述 |
| 1.3.1 多级相位再生 |
| 1.3.2多级幅度再生 |
| 1.3.3 幅相二维再生 |
| 1.4 全光信号再生研究现状和存在问题 |
| 1.4.1 基于相敏特性的再生方案研究 |
| 1.4.2 偏振复用信号的全光再生研究 |
| 1.4.3 调制格式无关的信号全光再生研究 |
| 1.5 论文创新点和架构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 全光信号再生理论基础与关键技术 |
| 2.1 光学非线性效应与介质 |
| 2.1.1 二阶非线性极化 |
| 2.1.2 三阶非线性极化 |
| 2.2 PSA理论及特性 |
| 2.2.1 标量PSA |
| 2.2.2 矢量PSA |
| 2.3 PSA系统的实际实现 |
| 2.3.1 载波间相位锁定 |
| 2.3.2 偏振无关的PSA |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于矢量PSA的QPSK信号幅相再生研究 |
| 3.1 QPSK信号再生背景与相关工作 |
| 3.1.1 传统再生方案存在的问题 |
| 3.1.2 偏振辅助的PSA技术研究现状 |
| 3.2 基于矢量PSA的信号再生原理 |
| 3.2.1 基于矢量PSA的QPSK信号相位再生 |
| 3.2.2 基于饱和FWM的QPSK信号幅度再生 |
| 3.3 仿真实现与结果分析 |
| 3.3.1 系统仿真配置 |
| 3.3.2 矢量PSA方案与传统标量PSA方案对比 |
| 3.3.3 QPSK信号的幅相再生 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于共轭双泵浦PSA的DP-QPSK/8PSK信号相位再生研究 |
| 4.1 偏振复用信号再生背景与相关工作 |
| 4.1.1 偏振分集技术研究现状 |
| 4.1.2 矢量PSA再生技术研究现状 |
| 4.2 基于共轭双泵浦PSA的DP信号再生原理 |
| 4.2.1 DP-QPSK/8PSK信号的全光相位再生原理分析 |
| 4.2.2 光纤中的FWM过程分析 |
| 4.3 仿真实现与结果分析 |
| 4.3.1 系统仿真配置 |
| 4.3.2 泵浦与信号功率比对相位再生效果的影响 |
| 4.3.3 谐波串扰的抑制效果验证 |
| 4.3.4 DP-QPSK/8PSK信号的幅相再生 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于泵浦辅助多波干涉的矩形QAM信号再生研究 |
| 5.1 QAM信号再生背景与相关工作 |
| 5.1.1 全光信号再生中的噪声转换问题 |
| 5.1.2 QAM信号的全光再生 |
| 5.2 基于泵浦辅助多波干涉的信号再生原理 |
| 5.2.1 阶梯响应函数分析 |
| 5.2.2 基于泵浦辅助多波干涉的再生系统实现 |
| 5.3 仿真实现与结果分析 |
| 5.3.1 系统仿真配置 |
| 5.3.2 不同阶再生系统效果对比 |
| 5.3.3 16QAM信号的再生 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.2 论文研究工作展望 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）基于高折射率掺杂玻璃微腔的孤子光频梳研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学频率梳简介 |
| 1.2 微腔克尔光频梳 |
| 1.3 微腔克尔孤子光频梳 |
| 1.3.1 孤子光频梳的产生 |
| 1.3.2 孤子光频梳物理和应用研究 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 光学微腔的物理特性 |
| 2.1 光学微腔中光场的空间模式 |
| 2.2 光学微腔的滤波特性 |
| 2.3 光学微腔的主要参数 |
| 2.3.1 光学微腔的自由光谱范围 |
| 2.3.2 光子寿命和品质因子 |
| 2.3.3 光学微腔的色散特性 |
| 2.3.4 光学微腔的克尔效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 孤子光频梳产生理论和数值模型 |
| 3.1 Lugiato-Lefever方程 |
| 3.2 孤子光频梳数值仿真和光谱设计 |
| 3.3 基于98GHz高折射率掺杂玻璃微腔孤子光频梳的数值仿真 |
| 3.3.1 1550nm波段2/3倍频程单孤子光频梳 |
| 3.3.2 1300nm波段单孤子光频梳 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 相位调制泵浦等距孤子光频梳确定性产生 |
| 4.1 谐波相位调制产生等间距孤子光频梳 |
| 4.2 谐波相位调制泵浦方案的应用 |
| 4.2.1 稳定单泵孤子光频梳的重频 |
| 4.2.2 非均匀分布孤子光频梳的均匀化 |
| 4.3 次谐波相位调制产生超高重频的完美孤子晶体光频梳 |
| 4.3.1 原理和理论模型 |
| 4.3.2 有效泵浦的优化设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于高折射率掺杂玻璃微腔的光孤子晶体光频梳 |
| 5.1 高折射率掺杂玻璃微腔光孤子晶体光频梳 |
| 5.1.1 光孤子晶体光频梳的产生原理 |
| 5.1.2 实验产生光孤子晶体光频梳 |
| 5.1.3 完美光孤子晶体光频梳 |
| 5.2 高折射率掺杂玻璃材料拉曼时间常数的推导 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 基于高折射率掺杂玻璃微腔的单孤子光频梳 |
| 6.1 基于高折射率掺杂玻璃微腔的孤子光频梳产生 |
| 6.1.1 辅助光加热原理及实验装置 |
| 6.1.2 多孤子演化过程及确定性产生单孤子光频梳 |
| 6.1.3 孤子光频梳的重复频率和色散波表征 |
| 6.1.4 孤子光频梳色散波的调谐及热光系数的推测 |
| 6.2 同偏振辅助光加热产生孤子光频梳 |
| 6.2.1 48.97GHz和26.09GHz单孤子光频梳 |
| 6.2.2 同偏振孤子光频梳频域和时域表征 |
| 6.2.3 同偏振交叉相位调制频率梳 |
| 6.3 基于单孤子光频梳的应用 |
| 6.3.1 基于色散干涉法的长距离测试实验 |
| 6.3.2 基于孤子双梳的气体吸收测量 |
| 6.3.3 基于孤子双梳的时域采样 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究成果及创新点 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号与缩略词 |
| 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 |
（5）微结构光纤的非线性及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 MOF的研究现状 |
| 1.3 拉锥MOF光纤的研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 MOF的非线性理论基础 |
| 2.1 MOF中光脉冲非线性传输方程的推导 |
| 2.2 非线性薛定谔方程的分步傅里叶数值解法 |
| 2.3 双零色散高非线性MOF中的SC产生 |
| 2.3.1 双零色散高非线性MOF的结构及参数计算 |
| 2.3.2 SC的产生及其影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高非线性VMOF的特性及实验研究 |
| 3.1 规则六边形MOF的特性研究 |
| 3.1.1 MOF的特性分析 |
| 3.1.2 影响MOF特性的因素 |
| 3.2 高双折射高非线性VMOF的结构及特性研究 |
| 3.2.1 高双折射高非线性VMOF的结构设计 |
| 3.2.2 色散特性 |
| 3.2.3 双折射特性 |
| 3.2.4 非线性特性 |
| 3.3 高非线性Yb-VMOF中可见光波段的ASS产生 |
| 3.3.1 基于FWM的ASS |
| 3.3.2 Yb-VMOF的特性分析 |
| 3.3.3 可见光波段ASS的高效产生实验 |
| 3.3.4 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 MOF中不同波段的频谱产生 |
| 4.1 紫外至可见光波段SC的产生 |
| 4.1.1 产生SC的MOF结构及特性分析 |
| 4.1.2 紫外至可见光波段SC的产生实验 |
| 4.1.3 实验结果及分析 |
| 4.2 二氧化硅ANDi MOF中近红外波段SC的产生 |
| 4.2.1 二氧化硅ANDi MOF的结构和特性分析 |
| 4.2.2 近红外SC的产生实验 |
| 4.2.3 实验结果及分析 |
| 4.3 高非线性MOF中二次和三次谐波的产生 |
| 4.3.1 二次谐波和三次谐波的产生条件 |
| 4.3.2 高非线性MOF的结构和特性分析 |
| 4.3.3 二次和三次谐波的产生实验 |
| 4.3.4 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 拉锥与级联拉锥MOF的SC与波长转换研究 |
| 5.1 基于拉锥与级联拉锥MOF的SC |
| 5.1.1 拉锥MOF中SC的产生及分析 |
| 5.1.2 级联拉锥MOF中SC的产生及分析 |
| 5.2 拉锥与级联拉锥MOF的制备 |
| 5.2.1 MOF的几种后处理技术 |
| 5.2.2 拉锥MOF的制备 |
| 5.2.3 级联拉锥MOF的制备 |
| 5.3 基于级联拉锥MOF的波长转换实验 |
| 5.3.1 级联拉锥MOF的结构和特性分析 |
| 5.3.2 波长转换的实验及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 研究工作及成果总结 |
| 6.2 不足与改进措施 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
| 博士期间发表的论文及发表专利 |
（6）基于空间复用型四波混频过程的量子网络调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息进展 |
| 1.2 非经典态的产生及实验实现 |
| 1.2.1 参量下转换过程 |
| 1.2.2 四波混频过程 |
| 1.3 多模非经典态的产生 |
| 1.3.1 光学分束系统 |
| 1.3.2 集成系统 |
| 1.4 本论文的创新点和主要内容 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 电磁场量子化 |
| 2.2 光场模式 |
| 2.3 Wigner函数 |
| 2.4 常见的量子态 |
| 2.4.1 Fock态 |
| 2.4.2 相干态 |
| 2.4.3 压缩态 |
| 2.4.4 热态 |
| 2.5 高斯态 |
| 2.5.1 协方差矩阵 |
| 2.5.2 Wigner函数的协方差矩阵表示 |
| 2.5.3 Williamson分解 |
| 2.5.4 Bloch-Messiah分解 |
| 2.6 量子光学探测技术 |
| 2.6.1 强度差探测 |
| 2.6.2 平衡零拍探测 |
| 2.7 纠缠判据 |
| 2.7.1 部分转置正定判据 |
| 2.7.2 Duan判据 |
| 2.7.3 van Loock-Furusawa判据 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 四波混频系统 |
| 3.1 基于热铷原子系综的四波混频过程介绍 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 相位匹配条件 |
| 3.1.3 四波混频输出光场强度差特性分析 |
| 3.1.4 四波混频输出光场纠缠特性分析 |
| 3.2 实验上产生铷原子的四波混频过程 |
| 3.2.1 激光器 |
| 3.2.2 声光调制器 |
| 3.2.3 热铷原子池 |
| 3.3 实验上测量强度差装置 |
| 3.4 实验上测量纠缠装置 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 实验参数对纠缠度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 四波混频过程产生的两体纠缠对损耗的鲁棒性研究 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于空间复用型四波混频过程的量子网络调控研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验系统 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 系统完整的哈密顿量 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 量子调控的纠缠研究 |
| 5.3.2 协方差矩阵的测量以及PPT判据的检验 |
| 5.3.3 本征模研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 博士期间论文发表及会议 |
| 致谢 |
（7）光子晶体光纤中前向受激布里渊散射快光（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光子晶体光纤 |
| 1.2.1 光子晶体光纤的分类 |
| 1.2.2 光子晶体光纤的特性 |
| 1.3 快慢光技术有关的发展 |
| 1.3.1 相速度与群速度 |
| 1.3.2 电磁诱导透明技术 |
| 1.3.3 相干布居震荡 |
| 1.3.4 光参量放大 |
| 1.3.5 受激拉曼散射 |
| 1.3.6 受激布里渊散射 |
| 1.4 论文的主要内容安排 |
| 第2章 光纤中的受激布里渊散射及数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤中的受激布里渊散射 |
| 2.2.1 后向受激布里渊散射 |
| 2.2.2 前向受激布里渊散射 |
| 2.3 有限元法分析光纤中受激布里渊散射过程 |
| 2.3.1 光子晶体光纤结构 |
| 2.3.2 光子晶体光纤的材料填充 |
| 2.3.3 光子晶体光纤横截面网格化 |
| 2.3.4 物理场的选择 |
| 2.3.5 光子晶体光纤中的声场和光场分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 小芯径光子晶体光纤中基于前向受激布里渊散射超光速传输特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 前向受激布里渊散射理论 |
| 3.2.1 前向受激布里渊散射快光理论 |
| 3.2.2 前向受激布里渊散射声场理论 |
| 3.3 数值模拟结果及分析 |
| 3.3.1 前向受激布里渊散射实验原理 |
| 3.3.2 小芯径光子晶体光纤 |
| 3.3.3 光场与声场分布 |
| 3.3.4 增益系数、群折射率和群速度与频率之间的相互关系 |
| 3.3.5 快光引起的光脉冲畸变 |
| 3.3.6 输出的归一化波形图 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光子晶体光纤中前向受激布里渊散射的声场特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声波理论分析 |
| 4.2.1 前向受激布里渊散射声光耦合积分 |
| 4.2.2 弹性应变能密度 |
| 4.3 模拟结果及分析 |
| 4.3.1 掺杂对声场特性的影响 |
| 4.3.2 温度与应变对声场特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）大功率光纤激光器光束质量控制及非线性效应抑制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 大功率光纤激光器研究进展 |
| 1.2.1 大功率光纤激光器国外研究现状 |
| 1.2.2 大功率光纤激光器国内研究现状 |
| 1.3 大功率光纤激光器光束质量控制关键技术研究进展 |
| 1.3.1 模式控制技术 |
| 1.3.2 包层光剥离技术 |
| 1.4 大功率光纤激光器非线性效应抑制关键技术研究进展 |
| 1.4.1 受激拉曼散射效应 |
| 1.4.2 模间四波混频效应 |
| 1.5 目前存在的主要问题 |
| 1.6 本文工作的主要内容 |
| 2 大功率光纤激光器的基本理论 |
| 2.1 大功率光纤激光器的基本结构及工作原理 |
| 2.2 大模场双包层光纤的结构特性及模式特性 |
| 2.2.1 双包层光纤结构特性 |
| 2.2.2 大模场双包层光纤模式特性 |
| 2.3 大模场双包层光纤激光器理论模型 |
| 2.3.1 大模场双包层光纤振荡器理论模型 |
| 2.3.2 大模场双包层光纤放大器理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 大功率光纤激光器光纤盘绕模式控制技术 |
| 3.1 大模场双包层光纤弯曲特性分析 |
| 3.2 光纤盘绕模式控制理论模型及仿真分析 |
| 3.2.1 光纤盘绕模式控制理论模型 |
| 3.2.2 不同激光器参数的盘绕仿真结果 |
| 3.3 基于光纤直接液冷的盘绕模式控制技术 |
| 3.3.1 光纤直接液冷盘绕模式控制理论分析 |
| 3.3.2 光纤直接液冷盘绕模式控制实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 大功率光纤激光器高功率包层光剥离技术 |
| 4.1 化学腐蚀法包层光剥离理论分析 |
| 4.1.1 氢氟酸腐蚀法包层光剥离原理 |
| 4.1.2 腐蚀包层光线传播规律 |
| 4.2 化学腐蚀法包层光剥离理论模型及仿真分析 |
| 4.2.1 腐蚀光纤参数与包层光剥离度的关系 |
| 4.2.2 分段腐蚀仿真 |
| 4.2.3 不同类型包层光腐蚀光纤的剥离效果分析 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.3.1 腐蚀法包层光剥离模型验证实验 |
| 4.3.2 分段腐蚀法包层光剥离实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 大功率光纤激光器非线性效应抑制技术 |
| 5.1 大功率光纤激光器SRS效应抑制技术 |
| 5.1.1 大功率光纤激光器SRS效应原理 |
| 5.1.2 大功率光纤激光器SRS效应理论模型 |
| 5.1.3 大功率光纤激光器SRS效应仿真分析 |
| 5.1.4 大功率光纤激光器SRS效应实验分析 |
| 5.2 大功率光纤激光器IMFWM效应抑制技术 |
| 5.2.1 大功率光纤激光器IMFWM效应原理 |
| 5.2.2 相位匹配频移及相干长度计算模型 |
| 5.2.3 激光器参数与模间四波混频效应的关系 |
| 5.2.4 大功率光纤激光器IMFWM效应抑制实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 大功率双向泵浦MOPA结构光纤激光器系统实验研究 |
| 6.1 大功率双向泵浦MOPA结构光纤激光器系统设计 |
| 6.1.1 系统结构及参数设计 |
| 6.1.2 放大级盘绕参数设计 |
| 6.1.3 高功率包层光剥离器热沉设计 |
| 6.2 大功率双向泵浦MOPA结构光纤激光器系统输出特性分析 |
| 6.2.1 输出光束质量 |
| 6.2.2 输出光谱特性 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 7.1 本文主要内容 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 下一步研究工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）光纤泵浦的空芯光纤气体拉曼激光光源研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 空芯光纤的研究现状及应用 |
| 1.1.1 空芯光纤的发展历史与研究现状 |
| 1.1.2 空芯光纤的主要应用 |
| 1.2 光纤气体拉曼激光光源研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 基于空芯光纤的气体SRS理论研究与仿真 |
| 2.1 空芯光纤导光机制简介 |
| 2.1.1 带隙型空芯光子晶体光纤 |
| 2.1.2 反谐振空芯光纤 |
| 2.2 气体SRS的基本理论 |
| 2.2.1 SRS基本概念 |
| 2.2.2 SRS过程中气体分子的能级跃迁 |
| 2.3 空芯光纤中气体SRS理论建模与仿真 |
| 2.3.1 SRS稳态耦合波方程的建立 |
| 2.3.2 空芯光纤中气体SRS理论模型 |
| 2.3.3 空芯光纤中气体SRS仿真结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 可调谐1.7μm空芯光纤气体拉曼激光实验研究 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 可调谐1.5μm脉冲泵浦源 |
| 3.1.2 空芯光纤 |
| 3.1.3 空芯光纤与单模光纤熔接 |
| 3.1.4 气体腔 |
| 3.2 氢气拉曼实验结果与分析 |
| 3.2.1 光谱特性 |
| 3.2.2 时域特性 |
| 3.2.3 功率特性 |
| 3.2.4 光斑特性 |
| 3.2.5 与仿真结果的对比分析 |
| 3.3 氘气拉曼实验结果与分析 |
| 3.3.1 光谱特性 |
| 3.3.2 时域特性 |
| 3.3.3 功率特性 |
| 3.3.4 光斑特性 |
| 3.3.5 与仿真结果的对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 2.8μm空芯光纤甲烷拉曼激光初步实验研究 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.2 初步实验结果与分析 |
| 4.2.1 光谱特性 |
| 4.2.2 功率特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要研究工作 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）掺镱光纤激光振荡器功率提升研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤激光器的发展历程 |
| 1.2 光纤激光振荡器的发展与现状 |
| 1.2.1 空间结构振荡器 |
| 1.2.2 全光纤结构振荡器 |
| 1.3 光纤激光振荡器功率提升限制因素 |
| 1.3.1 光纤激光振荡器中受激拉曼散射效应 |
| 1.3.2 光纤激光振荡器中模式不稳定效应 |
| 1.4 本文主要内容与结构安排 |
| 第二章 光纤激光振荡器的理论模型与仿真分析 |
| 2.1 高功率光纤激光振荡器理论模型 |
| 2.1.1 传统光纤激光器速率方程 |
| 2.1.2 考虑SRS、弯曲损耗以及模式耦合的振荡器模型 |
| 2.1.3 仿真参数及结果分析 |
| 2.2 增益光纤结构参数优化设计与仿真分析 |
| 2.2.1 纤芯渐变增益光纤结构 |
| 2.2.2 仿真参数及结果分析 |
| 2.3 熔接质量对振荡器输出特性的影响 |
| 2.3.1 熔接质量理论模型 |
| 2.3.2 仿真参数及结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 新结构增益光纤振荡器功率提升实验探究 |
| 3.1 增益光纤组合的光纤激光振荡器实验研究 |
| 3.1.1 实验方案结构 |
| 3.1.2 实验结果与分析 |
| 3.2 限制掺杂增益光纤激光振荡器实验研究 |
| 3.2.1 实验方案结构 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 高功率全光纤激光振荡器功率提升实验研究 |
| 4.1 基于25/400μm光纤实现5kW长时间稳定激光输出 |
| 4.1.1 实验方案结构 |
| 4.1.2 实验结果与分析 |
| 4.2 基于30/600μm光纤功率进一步提升实验研究 |
| 4.2.1 实验方案结构 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要研究内容 |
| 5.2 论文主要创新点 |
| 5.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、Optimized Pump Power Ratio on 2nd Order Pumping Discrete Raman Amplifier（论文参考文献）
- [1]光纤随机激光长距离点式传感光谱特征研究[D]. 曹健华. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]基于粒子群优化的二阶拉曼光纤放大器研究[J]. 巩稼民,张晨,郝倩文,张丽红,王杰. 光电工程, 2020(11)
- [3]矢量调制信号的全光再生技术研究[D]. 邢真. 北京邮电大学, 2020(01)
- [4]基于高折射率掺杂玻璃微腔的孤子光频梳研究[D]. 卢志舟. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(03)
- [5]微结构光纤的非线性及其应用研究[D]. 李立肖. 北京邮电大学, 2020(04)
- [6]基于空间复用型四波混频过程的量子网络调控研究[D]. 张凯. 华东师范大学, 2020(10)
- [7]光子晶体光纤中前向受激布里渊散射快光[D]. 吴栋明. 兰州理工大学, 2020(12)
- [8]大功率光纤激光器光束质量控制及非线性效应抑制关键技术研究[D]. 尹路. 南京理工大学, 2019(01)
- [9]光纤泵浦的空芯光纤气体拉曼激光光源研究[D]. 黄威. 国防科技大学, 2019(02)
- [10]掺镱光纤激光振荡器功率提升研究[D]. 叶云. 国防科技大学, 2019(02)