一、Coupling Considerations for Fabrication of Acoustooptic Tunable Filter（论文文献综述）
张若羽[1]（2021）在《基于一维光子晶体缺陷结构的声光器件研究》文中认为人工智能、云计算、5G等移动通信业务不断发展,对通信网络的传播要求越来越高,通信网络中的器件也扮演着越来越重要的作用。光开关和光滤波器是光通信网络的重要器件,在波分复用、波长选择、器件测试等方面起到了关键作用。一维光子晶体具有优良的光子带隙和光子局域特性,易于集成,制备简单,可用于制作光信号处理器件。声光晶体是具有声光效应的晶体材料,通过声波的作用引起其折射率和厚度的变化,可用于制作压电换能器、声光开关、声光滤波器等优良的声光器件。本文基于一维光子晶体缺陷结构的声光效应,提出了一种光学tamm态声光开关、一种可调谐平顶滤波器、一种全可调声光滤波器,并进行了深入研究。具体研究工作如下:（1）基于声光效应,提出了一种基于一维光子晶体异质结的光学tamm态声光开关。建立了声光开关的理论模型,并对声光开关的在不同振幅或频率的超声波作用下的可调谐性能进行了研究,同时对声光开关的消光比、插入损耗和响应时间等性能参数进行了分析。研究结果表明,该声光开关的OTS本征波长在超声波作用下会向短波方向进行漂移,漂移范围在1538-1550nm之间。消光比能达到13.17d B,插入损耗最低仅有0.99d B,响应时间不高于13ns。该声光开关易于集成,和现有的声光开关相比,消光比更高,插入损耗更低,能够在未来光通信中得到有效应用。（2）基于声光效应,提出了一种基于一维耦合腔光子晶体的声光可调谐平顶滤波器。建立了可调谐平顶滤波器的理论模型,研究了不同振幅或频率的超声波对平顶滤波器中心波长的影响,并对平顶滤波器矩形度、通带带宽、插入损耗、容差等性能参数进行了分析。研究结果表明,该声光可调谐平顶滤波器矩形度不低于1.4,插入损耗最低仅有0.78d B,通带带宽稳定在5.5nm左右。设计的平顶滤波器相对其他平顶滤波器而言更易集成,通带带宽较宽,具有调谐功能且调谐范围在1514-1562nm,集中在通信波段,可应用于频谱分析、可调谐光纤激光器、信号滤波器等方面。（3）基于声光效应,提出了一种基于一维光子晶体异质结的全可调声光滤波器。建立了全可调声光滤波器的理论模型,研究了不同振幅或频率的超声波对声光滤波器中心波长的影响,并对声光滤波器插入损耗、容差等性能参数进行了分析。研究结果表明,仅施加超声波不改变空气缺陷厚度时声光滤波器中心波长的调谐范围是1478-1500nm,通带带宽的调谐范围是4.5-8nm;仅改变空气缺陷厚度不施加超声波时滤波器中心波长的调节范围是1500-1556nm,通带带宽不变。施加超声波的同时改变空气缺陷厚度滤波器中心波长调谐范围是1478-1556nm,通带带宽的调谐范围是4.5-8nm。施加超声波时滤波器插入损耗范围在0.99-1.68d B,不施加超声波仅调节空气缺陷插入损耗范围在0.78-2.37d B,能接受一定程度的加工误差,可应用于频谱分析、波分复用、高速动态路由的全光通信网络等方面。
李苑[2]（2021）在《多点式光纤激光超声换能与自适应FBG超声探测的研究》文中提出主动超声探测技术是一项应用于结构健康监测、无损检测、材料表征和医疗诊断等领域的强有力超声监测手段,其核心功能技术包括超声换能和超声探测这两大部分。与传统的电学手段相比,光纤超声换能/探测器具有体积小、重量轻、易集成、耐酸碱腐蚀、抗电磁扰动等优点。为了在大型建筑物、桥梁、飞行器等具体且复杂的应用场合实现健康监测,往往需要在结构体中嵌入大量具有抗环境扰动的主动超声探测点。同时,为了保证多点探测稳定、有效地进行,各超声换能源需要保证一致的信号强度并且换能点数可控。因此,如何在一根光纤链路中获得能量均衡的多点超声换能装置,以及如何获得具有多点、自适应的超声探测系统,成为我们亟待解决的技术问题。为了解决上述问题,本论文分别从光纤超声换能器和光纤超声探测器入手,采用理论结合实验的方法进行研究,主要研究内容如下:首先,针对现有的光纤多点超声换能技术中换能点均衡性不足,我们创新性地提出了分别利用花生锥结构以及单模-无芯-单模结构的光纤微加工技术实现多点能量可控的超声换能方案。在理论研究中,我们通过有限差分光束传播法构建物理模型,分析光纤微结构的模场分布情况,研究其具体的能量耦合机制以及能量提取效率的影响因素,为获得多点能量均衡的超声换能方案提供理论依据。此外,我们还分析了光纤中非线性效应对于超声换能的影响,研究如何控制具体参数保证超声换能的有效进行。在实验研究中,通过分别制备基于以上两种光纤微结构的级联超声换能单元,均实现了五点能量均衡的超声换能装置。通过合理设置光纤微结构的相关参数,实现能量均衡的多点超声换能源,为实际应用中有效控制超声换能点数提供了新方法。其次,为了能够解决单个掺铒光纤激光器的多点超声探测问题,我们分别从时分复用和波分复用两种角度出发进行多点式光纤激光器的研究。本文分别建立了基于强度相关损耗、腔损调制、偏振相关损耗、偏振烧孔效应机制的多波长掺铒光纤激光器理论模型。在此模型下分析了不同机制下波长建立的机理以及多波长实现的物理过程。分析了不同工作状态下谐振腔损、铒纤增益等因素对多波长输出特性的影响。通过对光纤布拉格光栅滤波特性的理论分析,分别提出一种利用光栅扫描式滤波和一种利用可调谐光滤波器的波长切换激光器。以上两种波长切换机制均是基于时分复用特性,有效避免了激光谐振腔的模式竞争现象,为多点切换超声探测的实现提供新思路。此外,根据多波长激光建立的条件,本文创新性地分别提出一种通过偏振相关损耗调制和一种利用偏振烧孔效应的多波长激光振荡实现新方法。基于波分复用的多波长激光谐振机制将有助于实现多点同时复用的超声探测。最后,我们分别对基于以上时分复用和波分复用的多波长机制下的超声探测进行了研究。首次运用波长相干增益的掺铒光纤激光器动态模型,研究激光谐振腔在不同的光栅匹配位置、不同空腔损耗下对连续超声波的瞬变响应;分别研究了基于偏振相关损耗和偏振烧孔效应机制下的多通道超声探测性能。基于以上理论分析,创新性地提出了基于可调谐光滤波器的自适应多通道切换超声探测以及基于偏振烧孔效应的自适应多通道复用超声探测。这两种方案均是在单个激光谐振腔完成,分别克服了>1400με和>2700με的静态背景应变扰动,且均耐受于20°C-50°C的温度变化。这为基于掺铒光纤激光器的超声探测技术中的多点复用提供了解决方案,同时抗环境扰动特性也保证了系统的稳定运行。综上,论文旨在通过解决多点式的超声换能/探测技术在能量均衡、多通道获取、抗环境扰动等方面的问题,为提升主动多点超声探测性能提供新思路和新方法。对未来全光纤主动超声监测系统高效稳定以及小型嵌入式的发展趋势具有良好的借鉴与指导意义。
王悦[3]（2021）在《可调谐光电振荡器及其应用研究》文中提出微波光子学是微波和光子学融合的新兴学科,主要研究微波信号的光子学产生、处理和传输等方面的内容,微波光子学的相关应用在微波系统中可以实现许多复杂或无法通过常规电子方法实现的功能。高频谱纯度、低相位噪声的微波/毫米波信号源在无线通信、光载射频传输（RoF）、雷达等系统中发挥着非常重要的作用,所以近年来生成高质量微波信号的方法成为了研究热点。传统电学手段产生微波信号的方法因电学器件的电子瓶颈效应和调谐带宽等问题,使得产生微波信号有许多限制。而利用光子学技术有处理速率高、在光纤传输中损耗低、带宽大等优点,所以近年来利用光子学手段结合已有电学手段的方法及理论生成微波毫米波信号成为了研究热点之一。人们利用微波光子技术生成的微波信号在通信、高速信号处理、导航、雷达以及测量系统等应用中发挥了重要的作用。光电振荡器是利用微波光子学技术产生微波信号的方法之一,可以通过将微波能量存储在光学延时线中来产成低相位噪声的微波信号。本论文对几种常用的微波信号的产生方法做了概括,并且分析和比较不同的微波信号产生方法的优缺点,然后重点介绍利用光电振荡器产生微波信号的方法。光电振荡器具有显着的低噪声特性、非常高的稳定性以及其他电子振荡器无法实现的功能特性。使用了电学和光学元件的光电振荡器在微波通讯系统中通常具有高效率、高速和低色散等性能。光电振荡器也可以被看作是一个混合型振荡器,因为其输出可以直接获得微波信号,也可以直接获得光调制信号。对于涉及光学元件、器件或系统的应用来说,这种特性是非常重要的。本文的设计思想是首先利用受激布里渊散射效应设计出高频率和具有可调谐性的光电振荡器。然后提出基于片上亚波长光栅的光学真延时线结构,进而利用所设计的光学真延时线提出基于片上光学真延时线的可调谐多腔光电振荡器,有实现光电振荡器的集成化的潜力。最后利用受激布里渊散射效应和光电振荡器的特性,设计了基于光电振荡器的变频器。具体设计思路和研究创新点如下:1.提出了一种基于光频梳和受激布里渊散射的十倍频可调谐光电振荡器,提高光电振荡器的输出频率。在该结构中,马赫曾德尔调制器和双平行马赫曾德尔调制器级联产生光频梳,可以利用光频梳作为多个泵浦光来代替一个泵浦光。利用布里渊增益损耗补偿原理和载波相移双边带调制,实现了输出频率为十倍布里渊频移的微波信号。利用布里渊频移的波长依赖特性,通过调谐可调谐激光器的波长,得到一个十倍频可调谐光电振荡器,该系统在高频微波信号和雷达通信系统中具有非常大的潜力。2.为了满足实际应用中输出微波信号的频率和相位均可调,本文提出了一种基于受激布里渊散射效应和载波相移单边带调制的频率和相位均可调谐的三倍频光电振荡器。该结构中载波相移的单边带调制信号由双平行马赫曾德尔调制器和可调谐带通滤波器组合而成。改变泵浦光的波长可以使输出微波信号的频率可调谐,通过控制双平行马赫曾德尔调制器的直流偏置电压可以改变输出微波信号的相位。3.提出利用四十个亚波长光栅波导阵列实现一个基于SOI的光学真延时线并进行实验验证。亚波长光栅波导的蛇形排列结构用来增加长度的同时可以保持紧凑的尺寸,该阵列占据的芯片面积约为6.5mm×8.7mm=56.55mm2。然后利用所设计的光学真延时线提出了一种可调谐的多腔光电振荡器,计算了双腔光电振荡器和多腔光电振荡器的振荡谱和相位噪声,并论证了离散频率调谐的可行性。片上光学真延时线的设计,使所提出的光电振荡器离集成化发展更近了一步。4.提出一种基于受激布里渊散射效应的全光微波光子上/下变频器并且进行了实验验证。该方案的关键技术是布里渊的选择性放大特性和频移特性。受激布里渊散射效应产生的窄增益谱可以产生频率下移bv的斯托克斯光。通过利用可调谐光带通滤波器滤波,可以用同一个系统实现对输入信号上变频或下变频。由于激光器的数目只有一个,因此结构简单,且对光纤引入的色散有一定的容忍度。此外,由于全光微波光子变频器不含电子元件,可以突破电子瓶颈效应、解决有限带宽的问题。利用光电振荡器具有低相位噪声的特性,且产生的微波信号频谱纯净、相位噪声不随频率的升高而发生较大的退化等优点,本文提出基于受激布里渊散射效应和光电振荡器的上变频器,利用调制器和光滤波器产生两个泵浦光,系统只使用一个激光器,避免了两个激光器所造成的系统不稳定。所提出的基于光电振荡器的上变频系统可以实现22.4～61.4GHz的宽调谐范围。
李璇[4]（2021）在《微型光纤干涉仪与分布式光纤传感技术的研究》文中研究说明随着经济全球化和信息技术的发展,信息已经成为当代社会最重要的资源。特别是近年来互联网技术、5G技术等新一代信息技术的迅速崛起,进一步推动了物联网产业的高速发展。伴随着IPV6以及WIFI技术的发展和普及,光纤作为信号传输的优质介质,由于本身就有着耐腐蚀、电绝缘、成本低、抗干扰等优良特性,被不断开发出许多新的应用方式,如光纤器件、光纤传感等,在环保监测、水利、医疗、军事、地质勘探等领域得到了广泛的使用。为了顺应光纤器件与光纤传感的发展需求,对其若干的关键问题进行深入研究是具有重大意义的。本文选取了微型光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）与布里渊散射光时域反射仪（BOTDR）的一些关键问题进行研究。微型光纤MZI的关键问题主要为此类干涉仪的光谱波长变化易受外界环境变化影响,微型光纤MZI的应用场景受到限制;BOTDR系统的关键问题主要为如何克服在进行信号解调时存在的空间分辨率与频率分辨率之间的矛盾。针对以上问题,为拓展微型光纤MZI的应用场景,本文对微型光纤MZI的结构进行优化,提出一种具有制备高稳定性器件的可能性的基于环形光纤的微型光纤MZI;为提供实验平台基础,设计搭建了利用声光调制器调制的点频法BOTDR实验平台;为克服在进行信号解调时存在的空间分辨率与频率分辨率之间的矛盾,提出一种平滑伪魏格纳-威利分布（SPWVD）和四参数粒子群优化（PSO）的联合算法,本文所取得的主要研究成果为:1.提出一种基于环形光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪,通过仿真模拟与实验测量等方式分析其工作原理,发现其与传统的基于模间干涉的微型干涉仪相比,可以通过控制环形光纤的长度与环形纤芯的厚度以改变在传输过程中环形光纤各处位置的光场分布,进而控制其在干涉过程中的各项指标,如场强、消光比以及自由光谱范围等。同时,为了探究此类干涉仪的实际应用,通过实验测量对干涉仪对温度与折射率的传感性能进行了分析,发现当选用基于纤芯内外径之比约为0.61,长度为5000 μm的环形光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪时,干涉仪对某些外部环境温度与折射率的敏感度较低,且干涉光谱消光比可达到15.0 dB,因此此种干涉仪具有制备高稳定性器件的可能性,在未来的工作中,可对该结构进行更多的改进,以被开发并应用到更多领域中。2.搭建了利用声光调制器调制的点频法布里渊光时域反射（BOTDR）系统实验平台。与传统的利用电光调制器调制的扫频法BOTDR系统相比,声光调制器调制的脉冲信号消光比较高,且调制性能更加稳定,可以用于长时间的测量。同时,点频法BOTDR系统在数据采集过程中仅需采集一组数据即可得到光纤沿线布里渊频谱,与需要采集多组数据的扫频法BOTDR系统相比,可以节省测量时间,这有利于实时反应待测光纤周边环境变化信息。由测量结果可知,通过此系统得到的结果符合实际应用的要求,这为后续将此BOTDR系统进行进一步优化提供了实验平台基础。3.提出一种平滑伪魏格纳-威利分布（SPWVD）和四参数粒子群优化（PSO）的联合算法,其主要是用于在BOTDR系统提取光纤沿线布里渊频移时同时提升频率分辨率与空间分辨率的测量精度,减少数据采集与处理时间。通过理论分析与实验验证可知,基于SPWVD和四参数PSO的联合算法的BOTDR系统与传统的利用快速傅里叶变换与列文伯格-马夸尔特算法提取布里渊频移的BOTDR系统相比,可以节省测量时间,减少累加去噪的周期以及抑制频率分辨率与空间分辨率间的矛盾。同时,利用四参数PSO算法拟合布里渊增益谱时,无需设定初值即可完成对布里渊频移的提取,这减少了提前准备的时间。因此,基于SPWVD和四参数PSO的联合算法的BOTDR系统可以抑制频率分辨率与空间分辨率间的矛盾,节约采集与处理数据的时间以及提高测量精度。
王雪亮[5]（2020）在《基于声光可调滤波器的快速光谱调制表面等离子体共振传感技术研究》文中研究表明在一定条件下,光入射至金属表面会产生等离子体共振现象（SPR）,共振条件对表面的介质介电常数十分敏感,因此,被用于制造SPR传感器。该类传感器具有实时、无标记、高分辨率且样品消耗低等优势,目前已被广泛用于生化反应监测。此外,具有成像能力的SPR传感器在高通量检测方面具有明显优势。本文中我们设计并搭建了一种基于声光可调滤波器（AOTF）的光谱调制型SPR成像检测仪。其特点在于可实现快速（1p/s）、大动态范围（0.037RIU）、高分辨率(1.17×10-6RIU)的光谱调制型SPR成像检测。该技术使用卤素灯搭配液芯光纤构成光纤输出的SPR光源,通过AOTF扫频获得单色光后耦合至SPR传感面,再利用CCD收集出射光信号,通过时分复用方式并行获取所有传感位点SPR光谱曲线,从而实现光谱调制型SPR成像检测。我们首先模拟了SPR的光谱信号,在此基础上确定了仪器光路中的零件参数,随后为此光路设计并制作了专用的机械结构,用Labview编写了专用操作软件。针对共振波长成像过程中的共振波长拟合问题,我们还提出了一种非线性曲线拟合算法,利用一种预存曲线线形并结合迭代调整曲线参数的方法实现数据高精度拟合,与传统多项式拟合相比,能更好的抑制白噪声的同时更准确的获得共振波长值,适合用于同一光谱区间下大量具有不同共振波长曲线的拟合。在完成仪器搭建后,我们使用该检测仪对不同浓度的NaCl分别进行了实时的共振波长检测,测定了系统的分辨率以及动态范围,随后又进行了传感面样品通道的整体成像,证实了拟合算法对白噪声的抑制效果,此外还通过点样样品的共振波长成像测量验证了传感面不同位置的信号响应的一致性。另外,通过长时间连续的共振波长成像测定具有一定浓度差的NaCl液滴的扩散混合过程,展示了该仪器实现连续快速且稳定的SPR共振波长成像检测能力。最后进行了抗原-抗体反应检测实验,验证了仪器在常见生化反应检测条件下的检测能力。
姜桦楠[6]（2019）在《基于扫频干涉的微形貌测量技术研究》文中认为现代制造业中超精密表面具有极其广泛的应用,通过测量表面的微观形貌可评估工件性能。光学干涉法以其非接触、测量精度高、速度快等优势具有相当大的潜力。而扫频干涉测量由于没有相移干涉测量的2π相位模糊问题,也没有机械扫描引入测量误差的问题,更适用于在线检测。本文对基于扫频干涉的微形貌测量技术进行研究,并对其进行原理分析以及实验验证,主要研究内容如下:（1）设计基于扫频干涉的微形貌测量系统方案,包括波长可调光源模块、显微干涉仪模块和采集同步模块,并建立系统数学模型,从理论上分析系统的可行性;（2）研究基于快速傅里叶变换（FFT）和逆FFT的条纹分析算法、基于泽尼克多项式拟合的倾斜校正算法和基于ISO 5436-1标准的台阶高度评定算法;（3）搭建基于扫频干涉的微形貌测量系统,研究声光可调滤波器的非线性误差。针对平面反射镜进行测试,实验表明,不同的窗口宽度和丢弃相位边缘点数都会影响测量精度,根据平面镜测试结果确定算法的最优参数,使用最优参数对标准台阶样品进行测试,台阶测量不确定为2.2nm（k=2）,达到纳米级精度。
李露[7]（2016）在《新型激光扫频技术和频率啁啾调控技术研究及应用》文中研究指明光扫频激光器（Optical Frequency-Swept Laser,OFSL）相比较于传统的射频扫频激光器,具有扫频速率快、扫频宽度大等优点,因此它在光纤通信、光传感与光成像等方面具有很多的应用。OFSL扫频范围的展宽可以通过单边带调制的方法来获得。然而,由于原理本身和工艺的限制,尤其是机械、电子瓶颈和材料带宽的限制,使得调制方法中激光扫频的速度、带宽等性能的进一步提升变得极为困难。针对这一难题,本课题提出新的实验方案,得到了高速宽带的OFSL。本文提出了利用移频环路获得宽带扫频光源的方案。该方案用单边带调制器作为移频单元,利用移频环路产生的光梳,在高阶边带获得了扩频的OFSL。该实验在仅仅200 MHz的射频扫频范围条件下,得到了11.44 GHz的光扫频范围,扫频范围放大了57倍,证明了该方案可以显着提高OFSL的扫频范围。同时,由于扫频信号也是一种线性啁啾信号,提出了用频率啁啾放大的方法来提高光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感器应力和温度灵敏度的改进方案,即对泵浦光进行脉冲调制来引入参量放大,从而获得更高阶的闲频光,在高阶四波混频的作用下,在14阶闲频光处,FBG传感器的应力和温度灵敏度分别提高了大约14倍。接着,由于超连续谱是激光频率啁啾调控的一种极致,本文最后提出了用扫频滤波的方法来获得超连续谱光源,并对这种新方法进行了简单分析。
张文定[8]（2013）在《光纤中基于声光作用的光调控及其应用》文中研究表明光纤通信系统性能的提升离不开光信号处理器件的发展,其中全光纤器件易于与光纤通信系统连接,便于系统的集成,在光纤通信系统的发展过程中起着不可替代的作用。在全光纤器件的设计中,全光纤声光可调谐器件不但具有便捷的可调谐特性,而且结构相对简单,对于全光纤器件的发展具有重要的研究意义和应用价值。本论文的研究工作主要以光纤中的声光作用为基础,介绍了光纤中声光可调谐滤波器的基本原理；并利用光纤中的声光作用构建了光纤绕组声光可调谐滤波器、光纤声光可调谐上下话路耦合器和全光纤可调谐马赫曾德干涉仪等光纤器件。本论文的主要内容有以下六个方面：1.第一章首先介绍了全光纤器件的研究现状和意义,并对目前全光纤声光可调谐滤波器件的发展现状和研究意义进行了介绍。2.第二章首先介绍了光纤中利用声光作用构建声光可调谐滤波器的基本原理；并对构建声光可调谐滤波器结构所使用的超声换能器的结构、性能和制作过程进行了介绍；然后实际制作了超声换能器,并构建了全光纤声光可调谐滤波器结构,实验研究了声光可调谐滤波器结构出射光谱的调谐特性。3.第三章首先分析了影响声光可调谐滤波器结构出射光谱耦合效率的原因,并介绍了提高声光可调谐滤波器结构出射光谱耦合效率的方法；然后针对目前存在的问题,我们提出了利用楔形超声聚能器构建光纤绕组声光可调谐滤波器结构,并对其提高出射光谱耦合效率的可行性进行了分析；进一步实际制作了光纤绕组滤波器结构。利用这种光纤绕组声光可调谐滤波器结构,不但可以提高其出射光谱的耦合效率,而且实验证明了其出射光谱具有耦合效率和中心波长可调谐的特性；除此之外,我们还利用光纤绕组声光可调谐滤波器构建了粗略梳状滤波器,拓宽了光纤绕组滤波器的应用范围。4.第四章我们首先介绍了基于两平行长周期光纤光栅构建的全光纤上下话路耦合器的基本原理、存在的优点和不足之处；鉴于上述耦合器结构出射光谱调谐不方便的问题,我们利用全光纤声光可调谐滤波器和锥形光纤之间的耦合构建了全光纤声光可调谐上下话路耦合器,分析了这种上下话路耦合器的基本原理,实验证明了这种耦合器结构不但可以实现两光纤之间的能量转换,而且这种耦合器结构上下话路出射光谱的耦合效率和中心波长可以通过外加射频信号的功率和频率分别进行调节；最后针对基于声光可调谐滤波器和锥形光纤构建的全光纤上下话路耦合器结构的出射光谱在偏离设计波长存在传播常数适配的缺点,我们利用两平行全光纤声光可调谐滤波器构建了另外一种全光纤上下话路耦合器结构,实验证明了这种耦合器结构不但可以实现两光纤之间的能量耦合,而且证明了这种耦合器结构在实现波长可调谐的同时,耦合器上下话路的出射光谱在每一个调谐波长都具有比较均匀的耦合效率。5.第五章首先介绍了全光纤马赫曾德干涉仪的基本原理和制作方法,并针对目前制作的光纤马赫曾德干涉仪的干涉光谱缺乏可调谐特性的问题进行了分析；然后我们利用全光纤声光可调谐滤波器与锥形光纤的级联构建了全光纤声光可调谐马赫曾德干涉仪,实验证明了这种马赫曾德干涉仪结构不但可以产生干涉光谱,而且可以通过控制外加射频信号的功率和频率实现对干涉光谱的通道隔离度和中心波长的调节。6.第六章对本论文的工作进行了总结,分析了工作中存在的问题和不足之处,提出了解决问题的方法。
杨兆祥[9]（2009）在《宽带声光可调谐滤波器的设计及应用》文中研究指明集成光学声光可调谐滤波器（IAOTF）具有可调范围大、带宽窄、调谐速度快、插入损耗低、通道驱动功率低等优点,并且可以实现多波长同时选择,因此在未来的波分复用网络中极有应用潜力,如波分复用（WDM）的局域网中作为多通道变换、分配、分集、路由和用户收发多路器等。此外,声光可调滤波器还常用于半导体激光器快速可调滤光,以及快速扫描光谱仪、辐射计、多谱影像、光探测、Raman散射测量、分光仪等。本论文研究的内容主要有以下三部分组成:1.准共线型AOTF特性研究,根据耦合模理论推导出准共线型AOTF的模式转换效率表达式,并采用Matlab编程得到AOTF的理论滤波特性,然后与实验测得的AOTF的滤波特性进行对比。2.基于准共线型AOTF的可调谐掺铒激光器的研究:首先提出一种以单级偏振无关准共线型AOTF作为调谐元件的环形腔掺铒光纤激光器的结构,并对其在环形腔中实现频移补偿的工作原理及输出特性进行了理论分析和数值计算,然后在实验上实现了环形腔声光可调谐掺铒激光器系统,并将实验数据和理论计算数据进行对比并分析误差产生的原因。3.宽带集成光学AOTF光谱仪的研究:首先为了增加光谱仪的光谱测量范围,对宽带叉指换能器进行了研究,并提出新型的AOTF结构（双宽带叉指换能器）进一步扩展了光谱仪的测量范围。其次是在理论方面对双宽带叉指集成光学AOTF光谱仪的各种特性进行了详细的分析。最后提出了利用傅利叶退卷积的方法提高光谱仪的性能。
张春光[10]（2008）在《基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术研究》文中研究表明近年来,光谱成像技术在军事侦察、精细农业、生物医学等领域的广泛应用前景引起了愈来愈多研究者的关注。同时具备空间分辨能力和光谱分辨能力的光谱成像技术是图像分析技术与光谱分析技术的完美结合。有关分光元件的研究是光谱成像领域的核心技术之一。声光可调滤波器（Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF）是一种新型的分光元件。与传统分光元件相比,AOTF的优点在于:体积小、重量轻,固体结构并且无活动部件,通光孔径和入射光孔径很大,衍射效率高,调谐灵活快速、调谐范围宽。这些特性反映出AOTF应用于光谱成像领域的巨大潜力。发展AOTF在光谱成像领域的应用逐渐成为国际研究的一大亮点。不可否认,基于声光可调滤波技术的光谱成像研究作为一门前沿应用科学,仍然处于摸索中不断发展的进程中,很多基本理论和应用问题有待通过积极地探索来完善和解决。我国在开展声光可调滤波技术应用于光谱成像领域的研究方面起步较晚,目前未进入实用化阶段,仍需要进行大量的研究。本文以基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术作为主要研究对象,开展了相关理论研究工作,旨在为声光可调滤波技术在光谱成像领域的广泛应用起到积极的促进作用。首先,本文介绍了光谱成像技术和声光可调滤波器的国内外研究进展,并分析了声光可调滤波器在光谱成像领域应用的国内外现状和发展趋势。在此基础上,明确了本文的主要研究内容和意义。第二,本文详细介绍了声光可调滤波器的工作原理。声光可调滤波器是依赖于反常声光布拉格衍射工作的声光器件。通过对相关基本理论介绍,说明了非共线声光可调滤波器的工作原理和主要技术参数。介绍了非共线声光作用的切线平行动量匹配关系以及压电超声换能器的设计方法。这些知识的介绍为后续的研究奠定了坚实的基础。第三,本文针对应用在光谱成像上的TeO2非共线声光可调滤波器展开了研究。研究指出了以往的TeO2非共线声光作用关系存在着明显误差。通过综合考虑TeO2晶体的双折射特性和旋光特性,给出了改进的非共线声光作用关系式。本研究对于提高非共线声光可调滤波器的设计精度很有意义。以改进的声光作用关系为基础,依据声光可调滤波器的工作原理,讨论了最佳入射光极角的选择和成像分辨率等非共线声光可调滤波器设计的重要环节,从而建立了一套完整的非共线声光可调滤波器的设计方法。第四,本研究进一步提出了面向超光谱成像应用的高光谱分辨率声光可调滤波器的设计理论。超光谱成像系统的良好探测性能要求作为分光元件的声光可调滤波器具有高光谱分辨率。本研究中,以改进的非共线声光相互作用关系为基础,给出了TeO2声光可调滤波器的光谱分辨率的改进计算式,保障了光谱分辨率的计算精确度。研究提出了利用两个声光可调滤波器的适当组合来有效提高光谱分辨率的新方法,即二次滤波法。研究讨论了二次滤波法的基本原理,并对两个独立声光可调滤波器开展了具体设计。通过讨论二次滤波中影响光谱宽度的因素,发现在确定参考超声频率下增大两个声光滤波器的超声频率差可有效提高光谱分辨率。研究还发现,二次滤波法在光信号旁瓣抑制方面的显着作用。针对声光衍射效率随着超声频率差的增大而降低的问题,研究引入了表示信号锐度的Q因子。对Q因子变化规律的研究表明,超声频率差增大到一定程度时,在确定的参考超声频率下存在着Q值的平衡点。平衡点处的光谱宽度明显地减小,声光衍射效率保持在较高的水平。本研究证明,二次滤波中引入Q值平衡点可以作为在保证良好信号质量前提下提高声光可调滤波器的光谱分辨率的有效方法。二次滤波法为提高声光可调滤波器的光谱分辨率开辟了新途径。最后,本研究开展了可见/近红外高光谱分辨率声光可调滤波超光谱成像系统的设计工作。研究中详细阐述了超光谱成像系统的设计思想、具体设计过程以及关键技术。针对声光可调滤波器成像模块的设计中,利用了二次滤波理论来实现超光谱成像系统的高光谱分辨率。基于液晶电致位相延迟原理,利用液晶位相延迟器设计了系统的偏振控制装置,使系统具备了目标偏振特性的识别能力。设计完成的超光谱成像系统结构简单、紧凑牢固,操作灵活方便,整体自动化水平高,能满足众多应用领域的需要。另外,针对可见/近红外高光谱分辨率声光可调滤波超光谱成像系统的性能测试实验开展了设计工作。通过详细阐述性能测试实验的主要实现方法和关键技术,为有效评估超光谱成像系统的性能提供了客观标准和依据。本文综合发展了基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术的相关理论研究。通过本文的研究,得到了改进的非共线声光作用关系,获得了高光谱分辨率声光可调滤波器的设计方法。本文设计的可见/近红外高光谱分辨率声光可调滤波超光谱成像系统将会极大地推动光谱成像技术发展和广泛应用。
二、Coupling Considerations for Fabrication of Acoustooptic Tunable Filter（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、Coupling Considerations for Fabrication of Acoustooptic Tunable Filter（论文提纲范文）
（1）基于一维光子晶体缺陷结构的声光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光开关与光滤波器的研究意义 |
| 1.2 光开关和光滤波器的研究概况 |
| 1.2.1 光开关 |
| 1.2.2 光滤波器 |
| 1.3 光子晶体 |
| 1.4 本文的主要工作及结构安排 |
| 第二章 含声光晶体的一维光子晶体 |
| 2.1 声光晶体中的声光效应 |
| 2.1.1 声光晶体 |
| 2.1.2 声光效应 |
| 2.2 含声光晶体的一维光子晶体缺陷结构 |
| 2.2.1 缺陷结构 |
| 2.2.2 理论模型 |
| 2.2.3 仿真研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于一维光子晶体异质结的光学Tamm态声光开关 |
| 3.1 结构设计 |
| 3.2 工作原理 |
| 3.3 理论模型 |
| 3.4 仿真结果与分析 |
| 3.5 性能分析 |
| 3.5.1 消光比 |
| 3.5.2 插入损耗 |
| 3.5.3 响应时间 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于一维耦合腔光子晶体的声光可调谐平顶滤波器 |
| 4.1 结构设计 |
| 4.2 工作原理 |
| 4.3 理论模型 |
| 4.4 仿真结果与分析 |
| 4.5 性能分析 |
| 4.5.1 矩形度 |
| 4.5.2 通带带宽 |
| 4.5.3 插入损耗 |
| 4.5.4 容差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于一维光子晶体异质结的全可调声光滤波器 |
| 5.1 结构设计 |
| 5.2 工作原理 |
| 5.3 理论模型 |
| 5.4 仿真结果与分析 |
| 5.4.1 中心波长和通带带宽 |
| 5.4.2 插入损耗 |
| 5.4.3 容差分析 |
| 5.5 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 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（2）多点式光纤激光超声换能与自适应FBG超声探测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超声换能器的发展现状 |
| 1.2.1 超声换能器的研究概况 |
| 1.2.2 超声换能器存在的问题 |
| 1.3 超声探测器的发展现状 |
| 1.3.1 超声探测器解调方案研究状况 |
| 1.3.2 多点光纤超声探测的研究现状 |
| 1.3.3 光纤激光超声探测器存在的问题 |
| 1.4 本文的研究体系及内容安排 |
| 第2章 光纤激光超声换能及探测基本理论 |
| 2.1 光纤激光超声换能器的理论分析 |
| 2.1.1 光纤激光超声换能器工作原理分析 |
| 2.1.2 软件仿真基础 |
| 2.2 掺铒光纤激光器的物理模型 |
| 2.2.1 掺铒光纤激光器的静态模型 |
| 2.2.2 掺铒光纤激光器动态模型 |
| 2.3 FBG激光超声探测理论分析 |
| 2.3.1 FBG超声探测基本原理 |
| 2.3.2 基于FBG匹配滤波的激光超声探测原理 |
| 2.3.3 FBG超声探测方向特性 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 多点能量均衡光纤激光超声换能器的研究 |
| 3.1 多点光纤激光超声换能器的理论分析 |
| 3.1.1 超声换能点数目的研究 |
| 3.1.2 非线性效应的影响分析 |
| 3.2 超声换能物理系统简介 |
| 3.2.1 全光纤多点激光超声换能系统 |
| 3.2.2 超声换能测试系统 |
| 3.3 基于花生锥结构的多点光纤激光超声换能器 |
| 3.3.1 花生锥结构理论分析 |
| 3.3.2 花生锥结构制备方法 |
| 3.3.3 花生锥换能器的实验装置 |
| 3.3.4 花生锥换能器的换能性能 |
| 3.3.5 多点花生锥超声换能同步测量 |
| 3.3.6 花生锥换能器的弯曲灵敏度 |
| 3.4 基于无芯光纤结构的多点光纤激光超声换能器 |
| 3.4.1 无芯光纤结构理论分析 |
| 3.4.2 无芯光纤结构制备方法 |
| 3.4.3 无芯光纤结构换能器实验装置 |
| 3.4.4 无芯光纤结构换能器的换能性能 |
| 3.4.5 不同光纤微结构的机械性能对比 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 多波长掺铒光纤激光器的研究 |
| 4.1 基于FBG扫描式的波长连续切换掺铒光纤激光器 |
| 4.1.1 FBG扫描式掺铒光纤激光器工作原理 |
| 4.1.2 FBG扫描式的多波长特性 |
| 4.2 可调谐光滤波器的逐点切换掺铒光纤激光器 |
| 4.2.1 可调谐光滤波器型激光器工作原理 |
| 4.2.2 可调谐光滤波器型激光器的多波长特性 |
| 4.3 基于强度相关损耗效应的多波长掺铒光纤激光器 |
| 4.3.1 强度相关损耗的多波长工作原理 |
| 4.3.2 基于强度相关损耗的多波长特性 |
| 4.3.3 基于强度相关损耗的FBG多波长掺铒光纤激光器 |
| 4.4 基于腔损调制的多波长掺铒光纤激光器 |
| 4.4.1 基于腔损调制的工作原理 |
| 4.4.2 基于腔损调制的多波长特性 |
| 4.5 基于偏振相关损耗的多波长掺铒光纤激光器 |
| 4.5.1 偏振相关损耗工作原理 |
| 4.5.2 偏振相关损耗理论分析 |
| 4.5.3 偏振相关损耗的多波长特性 |
| 4.5.4 偏振相关损耗的波长切换时间 |
| 4.6 基于偏振烧孔效应的多波长掺铒光纤激光器 |
| 4.6.1 偏振烧孔效应工作原理 |
| 4.6.2 偏振烧孔效应理论分析 |
| 4.6.3 基于偏振烧孔效应的多波长特性 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 基于多波长激光FBG超声探测器的研究 |
| 5.1 基于FBG扫描式激光器的多通道超声探测器 |
| 5.1.1 掺铒光纤激光器理论模型及其动态特性 |
| 5.1.2 多通道超声探测器的实验装置 |
| 5.1.3 多通道超声探测器超声探测结果分析 |
| 5.2 基于可调谐光滤波器的多通道自适应FBG超声探测器 |
| 5.2.1 基于可调谐光滤波器的实验装置简介 |
| 5.2.2 基于可调谐光滤波器的探测分析 |
| 5.2.3 基于可调谐光滤波器的自适应分析 |
| 5.2.4 基于可调谐光滤波器的方向特性 |
| 5.3 基于腔损调制的双通道FBG超声探测器 |
| 5.3.1 基于腔损调制的实验装置 |
| 5.3.2 基于腔损调制的超声探测结果分析 |
| 5.4 基于偏振相关损耗的激光器动态特性研究 |
| 5.4.1 基于偏振相关损耗的激光器动态特性分析 |
| 5.4.2 基于偏振相关损耗的多通道超声探测实验 |
| 5.5 基于偏振烧孔效应的多点FBG超声探测器 |
| 5.5.1 基于偏振烧孔效应的激光器动态特性分析 |
| 5.5.2 基于偏振烧孔效应的实验装置 |
| 5.5.3 基于偏振烧孔效应的多点超声探测分析 |
| 5.5.4 基于偏振烧孔效应的多点自适应性分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 常用缩写词 |
| 攻读博士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）可调谐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 微波光子学概述及背景意义 |
| 1.2 微波毫米波信号的产生方法概述 |
| 1.2.1 光注入锁定 |
| 1.2.2 光锁相环 |
| 1.2.3 光注入锁相 |
| 1.2.4 外部调制 |
| 1.2.5 双波长激光源 |
| 1.2.6 光电振荡器 |
| 1.3 光电振荡器的研究进展 |
| 1.4 本文的设计思想及主要内容 |
| 第二章 受激布里渊散射和光电振荡器基本链路 |
| 2.1 光纤中的受激布里渊散射效应 |
| 2.2 布里渊散射效应的特性 |
| 2.2.1 布里渊散射的阈值 |
| 2.2.2 布里渊散射谱 |
| 2.2.3 受激布里渊散射的布里渊频移分析 |
| 2.3 光电振荡器的振荡机理 |
| 2.3.1 光电振荡器的基本结构 |
| 2.3.2 光电振荡器的阈值 |
| 2.3.3 光电振荡器的起振频率和幅度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于增益损耗补偿技术的可调谐光电振荡器 |
| 3.1 调制器基本原理 |
| 3.1.1 相位调制的基本原理 |
| 3.1.2 MZM调制的基本原理 |
| 3.1.3 DPMZM调制的基本原理 |
| 3.2 基于受激布里渊散射的光电振荡器 |
| 3.3 调制方式产生光频梳 |
| 3.3.1 光频梳的平坦度的分析 |
| 3.3.2 级联产生光频梳的实验测试 |
| 3.4 基于光频梳的十倍频可调谐光电振荡器 |
| 3.5 输出频率和相位均可调谐的三倍频光电振荡器 |
| 3.5.1 三倍频光电振荡器的原理及频谱处理过程 |
| 3.5.2 产生频率为二倍布里渊频移的微波信号 |
| 3.5.3 输出三倍频微波信号的可调谐特性研究 |
| 3.5.4 输出微波信号的相位可调谐特性研究 |
| 3.5.5 光电振荡器系统的相位噪声分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于片上光学真延时线的可调谐多腔光电振荡器 |
| 4.1 基于亚波长光栅波导光学真延时线的设计 |
| 4.2 基于亚波长光栅波导光学真延时线的实验表征 |
| 4.3 多腔光电振荡器模型 |
| 4.4 基于片上光学真延时线的多腔光电振荡器 |
| 4.4.1 不平衡双腔的光电振荡器 |
| 4.4.2 多腔光电振荡器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于受激布里渊散射效应和光电振荡器的变频器 |
| 5.1 基于受激布里渊散射效应的简单灵活全光变频器 |
| 5.1.1 基于受激布里渊散射效应的全光变频器的原理 |
| 5.1.2 变频器实验结果 |
| 5.2 基于受激布里渊散射效应和光电振荡器的上变频器 |
| 5.2.1 基于光电振荡器的宽可调谐的上变频器 |
| 5.2.2 产生频率为布里渊频移的微波信号 |
| 5.2.3 基于光电振荡器的上变频器的结论与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）微型光纤干涉仪与分布式光纤传感技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微型光纤马赫-曾德尔干涉仪的分类及研究进展 |
| 1.2.1 微型光纤马赫-曾德尔干涉仪的分类 |
| 1.2.2 微型光纤马赫-曾德尔干涉仪的研究进展 |
| 1.3 基于布里渊散射的分布式传感技术的分类与研究现状 |
| 1.3.1 基于布里渊散射的分布式传感技术的分类 |
| 1.3.2 基于布里渊散射的光时域反射系统(BOTDR)的研究进展 |
| 1.4 论文研究内容与创新点 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 微型光纤马赫-曾德尔干涉仪理论基础 |
| 2.1 矢量亥姆霍兹方程 |
| 2.2 阶跃光纤中的模式求解 |
| 2.3 单模光纤-特种光纤熔接结构中模式的激发与耦合 |
| 2.4 基于特种光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪的干涉原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于布里渊散射的分布式光纤传感理论基础 |
| 3.1 光纤中自发布里渊散射的产生机理 |
| 3.2 光纤中布里渊散射的特征 |
| 3.2.1 布里渊增益谱的特征 |
| 3.2.2 布里渊散射的阈值 |
| 3.2.3 布里渊频移(BFS)与温度以及应力的关系 |
| 3.3 布里渊分布式光纤传感的主要性能参数 |
| 3.3.1 空间分辨率 |
| 3.3.2 BOTDR系统的信噪比 |
| 3.4 BOTDR系统的相干检测原理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于环形光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于环形光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的理论分析 |
| 4.2.1 环形光纤的结构与归一化参数 |
| 4.2.2 基于环形光纤的微型光纤MZI的干涉原理 |
| 4.3 基于环形光纤的微型光纤MZI的仿真结果与性能分析 |
| 4.3.1 环形光纤的纤芯内外径之比对模式场分布的影响 |
| 4.3.2 环形光纤的长度对MZI的插入损耗、最大消光比(ER)以及自由光谱范围(FSR)的影响 |
| 4.4 基于环形光纤的微型光纤马赫-曾德尔干涉仪的制作 |
| 4.5 实验结果及讨论 |
| 4.5.1 基于环形光纤的微型光纤MZI对温度的灵敏度实验 |
| 4.5.2 基于环形光纤的微型光纤MZI对外界环境折射率的灵敏度实验 |
| 4.6 结论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 利用声光调制器调制的点频法BOTDR系统 |
| 5.1 BOTDR系统整体方案设计 |
| 5.2 BOTDR系统中关键器件的选择 |
| 5.2.1 激光光源 |
| 5.2.2 声光调制器(AOM) |
| 5.2.3 脉冲放大器 |
| 5.2.4 功率放大掺铒光纤放大器(EDFA) |
| 5.2.5 光纤布拉格光栅滤波器 |
| 5.2.6 光电探测器 |
| 5.2.7 可调谐微波源 |
| 5.2.8 信号采集模块 |
| 5.3 BOTDR系统中的布里渊增益谱解调方法 |
| 5.4 BOTDR系统中的布里渊谱型拟合算法 |
| 5.5 BOTDR系统中的控制软件界面与主要功能 |
| 5.5.1 EDFA控制系统 |
| 5.5.2 BOTDR系统的数据处理界面 |
| 5.6 BOTDR系统中的实验结果与讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 平滑伪魏格纳-威利分布与粒子群优化联合算法对BOTDR的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 平滑伪魏格纳-威利分布(SPWVD)和四参数粒子群优化(PSO)的联合算法理论基础 |
| 6.2.1 平滑伪魏格纳-威利分布(SPWVD)算法原理 |
| 6.2.2 四参数粒子群优化(PSO)算法原理 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.4 结论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（5）基于声光可调滤波器的快速光谱调制表面等离子体共振传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 SPR传感发展历史及应用 |
| 1.3 SPR传感原理 |
| 1.3.1 表面等离子体共振(SPR) |
| 1.3.2 SPR传感 |
| 1.3.3 Kretschmann全反射结构 |
| 1.3.4 SPR信号的调制方式 |
| 1.3.5 SPR成像传感器 |
| 1.3.6 SPR传感的主要指标 |
| 1.4 论文主要工作及意义 |
| 1.5 论文各章节内容 |
| 第2章 基于AOTF的光谱调制型SPR成像传感器的原理与设计 |
| 2.1 光谱调制型SPR传感的理论模拟 |
| 2.2 基于AOTF的光谱调制型SPR传感器的光路模块设计 |
| 2.2.1 传感模块 |
| 2.2.2 声光可调滤波器(AOTF) |
| 2.2.3 白光光源 |
| 2.2.4 CCD相机 |
| 2.3 基于AOTF的光谱调制型SPR传感器的机械结构设计 |
| 2.3.1 扫频光源模块 |
| 2.3.2 流通池结构设计 |
| 2.3.3 外壳设计和环境光影响 |
| 第3章 基于AOTF的光谱调制型SPR传感器的程序设计与数据处理 |
| 3.1 程序设计 |
| 3.1.1 用户界面 |
| 3.1.2 程序调用结构 |
| 3.1.3 硬件驱动 |
| 3.1.4 同步控制 |
| 3.2 数据处理 |
| 3.2.1 数据初步处理 |
| 3.2.2 多项式拟合效果 |
| 3.2.3 Labview中的非线性曲线拟合 |
| 3.2.4 一种非线性曲线拟合方法 |
| 3.3 理论模拟数据拟合 |
| 第4章 实验研究 |
| 4.1 多浓度盐溶液多通道测量 |
| 4.2 多通道多浓度共振波长成像 |
| 4.3 传感面点样共振波长成像 |
| 4.4 高浓度差液滴扩散过程共振波长成像 |
| 4.5 新冠病毒Spike蛋白S1亚基抗原-抗体结合反应检测 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（6）基于扫频干涉的微形貌测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 扫频干涉测量国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于扫频干涉的微形貌测量技术原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于扫频干涉的微形貌测量技术方案 |
| 2.2.1 波长可调光源模块 |
| 2.2.2 显微干涉仪模块 |
| 2.2.3 采集同步模块 |
| 2.3 基于扫频干涉的微形貌测量技术数学模型 |
| 2.4 台阶高度评定方法 |
| 2.4.1 基于点对点的高度提取方法 |
| 2.4.2 基于单边的高度提取方法 |
| 2.4.3 基于ISO标准的高度提取方法 |
| 2.4.4 基于NIST标准的高度提取方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维形貌提取算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 干涉条纹分析算法 |
| 3.2.1 简单傅里叶变换 |
| 3.2.2 拟合傅里叶变换 |
| 3.2.3 傅里叶变换 |
| 3.2.4 卷积算法 |
| 3.3 倾斜校正算法 |
| 3.3.1 泽尼克多项式拟合 |
| 3.3.2 波面拟合系数推导 |
| 3.4 台阶高度评定算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于扫频干涉的微形貌测量系统实验结果 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于扫频干涉的微形貌测量系统搭建 |
| 4.2.1 波长可调光源模块搭建 |
| 4.2.2 显微干涉仪模块搭建 |
| 4.2.3 采集同步模块搭建 |
| 4.3 声光可调滤波器波长标定实验 |
| 4.4 平面反射镜测试结果及分析 |
| 4.4.1 平面反射镜测试结果 |
| 4.4.2 平面反射镜测试结果分析 |
| 4.4.3 算法最优参数选取 |
| 4.5 标准台阶样品测试结果及分析 |
| 4.6 系统指标分析 |
| 4.6.1 放大倍率和分辨率 |
| 4.6.2 系统测量重复性 |
| 4.6.3 系统测量不确定度分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）新型激光扫频技术和频率啁啾调控技术研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 扫频激光技术简介 |
| 1.2 光纤扫频激光技术的应用 |
| 1.2.1 扫频激光在光频域反射仪上的应用 |
| 1.2.2 扫频激光在光频域成像上的应用 |
| 1.3 激光扫频技术的发展 |
| 1.4 新型扫频激光技术 |
| 1.4.1 基于腔内声光调谐滤波器的光纤扫频激光器 |
| 1.4.2 基于色散调谐的光纤扫频激光器 |
| 1.4.3 基于外调制和四波混频结合的光纤扫频激光器 |
| 1.5 本文的研究创新点和结构 |
| 第二章 激光频率啁啾调控及其光信号处理技术 |
| 2.1 激光调谐技术及应用 |
| 2.1.1 聚合物波导布拉格光栅制作的近红外可调谐激光器 |
| 2.1.2 集成可调谐CMOS激光器 |
| 2.2 扫频激光的技术需求 |
| 2.2.1 扫频宽度 |
| 2.2.2 扫频速度 |
| 2.2.3 扫频瞬时线宽 |
| 2.2.4 光功率 |
| 2.2.5 扫频波段 |
| 2.3 辅助激光频率啁啾调控的光信号处理技术 |
| 2.3.1 光放大 |
| 2.3.2 光波长转换 |
| 2.3.3 锁模激光 |
| 2.3.4 非线性效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于移频环路扩频的新型宽带扫频光源 |
| 3.1 单边带调制原理 |
| 3.2 移频环路和扫频扩频基本原理 |
| 3.2.1 Fujitsu单边带调制器 |
| 3.2.2 掺铒光纤放大器(EDFA) |
| 3.2.3 实验方案原理 |
| 3.3 扩频的新型宽带扫频光源实验装置 |
| 3.4 扩频的新型宽带扫频光源实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于参量光信号处理技术的频率啁啾放大及其在光传感中的应用 |
| 4.1 光参量过程 |
| 4.1.1 四波混频 |
| 4.1.2 参量放大 |
| 4.1.3 参量振荡 |
| 4.2 基于四波混频的频率啁啾放大 |
| 4.2.1 光纤布拉格光栅 |
| 4.2.2 频率啁啾放大原理 |
| 4.2.3 增强FBG传感器的灵敏度的原理 |
| 4.3 基于参量放大的高阶四波混频方案原理 |
| 4.4 基于参量放大的高阶四波混频实验装置 |
| 4.5 基于参量放大的高阶四波混频实验结果 |
| 4.5.1 应力测量 |
| 4.5.2 温度测量 |
| 4.5.3 应力和温度灵敏度的提高 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于扫频激光滤波的超连续谱产生 |
| 5.1 超连续谱产生原理和应用 |
| 5.1.1 超连续谱产生的原理 |
| 5.1.2 超连续谱的应用 |
| 5.2 扫频激光滤波产生超连续谱的原理和过程 |
| 5.3 实验结果和分析 |
| 5.3.1 滤波器宽度对SC谱的影响 |
| 5.3.2 中心波长对SC谱的影响 |
| 5.3.3 功率对SC谱的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和后续工作 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 缩略语表 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（8）光纤中基于声光作用的光调控及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 全光纤滤波器件的研究现状 |
| 1.2.1 光纤布拉格光栅 |
| 1.2.2 长周期光纤光栅 |
| 第三节 全光纤声光可调谐滤波器的研究现状与应用价值 |
| 1.3.1 全光纤声光可调谐滤波器的研究现状 |
| 1.3.2 全光纤声光可调谐滤波器的应用价值 |
| 第四节 本论文的主要内容 |
| 第二章 光纤中声光作用基本原理及实验验证 |
| 第一节 光纤中声光作用的基本原理 |
| 2.1.1 超声波在光纤中的传输形式 |
| 2.1.2 全光纤声光可调谐滤波器中的周期性折射率调制 |
| 2.1.3 全光纤声光可调谐滤波器实现纤芯基模和包层模耦合 |
| 第二节 超声换能器 |
| 2.2.1 声阻抗匹配 |
| 2.2.2 超声换能器的结构 |
| 2.2.3 超声换能器的制作 |
| 2.2.4 超声换能器谐振频率测试 |
| 第三节 全光纤声光可调谐滤波器实验验证 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 基于楔形超声换能器的光纤绕组声光可调谐滤波器 |
| 第一节 全光纤声光可调谐滤波器的耦合效率及提高方法 |
| 3.1.1 全光纤声光可调谐滤波器的耦合效率 |
| 3.1.2 提高全光纤声光可调谐滤波器耦合效率的方法 |
| 第二节 基于楔形超声换能器的光纤绕组滤波器 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 全光纤绕组声光可调谐滤波器的构建 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 第三节 本章小结 |
| 第四章 全光纤声光可调谐上下话路耦合器 |
| 第一节 基于声光可调谐滤波器和锥形光纤的上下话路耦合器 |
| 4.1.1 实验原理 |
| 4.1.2 锥形光纤的原理、制作与表征 |
| 4.1.3 全光纤声光可调谐上下话路耦合器的构建及实验结果 |
| 4.1.4 存在的问题和不足之处 |
| 第二节 基于两平行声光可调谐滤波器的可调谐上下话路耦合器 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 全光纤声光可调谐上下话路耦合器的构建及实验结果 |
| 第三节 本章小结 |
| 第五章 全光纤声光可调谐马赫曾德干涉仪 |
| 第一节 声光可调谐马赫曾德干涉仪的基本原理及实验构建 |
| 5.1.1 基本原理 |
| 5.1.2 全光纤声光可调谐马赫曾德干涉仪的构建 |
| 第二节 声光可调谐马赫曾德干涉仪的干涉光谱实验测量 |
| 第三节 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 第一节 工作总结 |
| 6.1.1 光纤绕组声光可调谐滤波器 |
| 6.1.2 基于声光可调谐滤波器和锥形光纤的声光可调谐上下话路耦合器 |
| 6.1.3 基于两平行声光可调谐滤波器结构的声光可调谐上下话路耦合器 |
| 6.1.4 基于声光可调谐滤波器和锥形光纤的声光可调谐马赫曾德干涉仪 |
| 第二节 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）宽带声光可调谐滤波器的设计及应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 集成光学声光可调谐滤波器的发展 |
| 1.2 声光可调谐滤波器的应用 |
| 1.2.1 AOTF在光纤激光器中的应用 |
| 1.2.2 AOTF在近红外光谱仪中的应用 |
| 1.3 本论文主要做的工作和创新 |
| 1.3.1 本论文的主要工作 |
| 1.3.2 本论文的创新点 |
| 第二章 准共线型声光可调谐滤波器的研究 |
| 2.1 准共线型声光可调谐滤波器的理论研究 |
| 2.2 器件的制作与实验测量 |
| 2.2.1 器件的制作 |
| 2.2.2 AOTF的实验测量 |
| 第三章 环形腔声光可调谐掺铒光纤激光器的研究 |
| 3.1 环形腔声光可调谐掺铒光纤激光器的结构设计和理论模型 |
| 3.1.1 环形腔声光可调谐掺铒光纤激光器的结构设计 |
| 3.1.2 环形腔声光可调谐掺铒激光器的理论模型 |
| 3.2 环形腔声光可调谐掺铒激光器的实验 |
| 3.2.1 掺铒光纤自发辐射谱实验 |
| 3.2.2 环形腔声光可调谐掺铒激光器的实验测定及结果分析 |
| 3.3 结论 |
| 第四章 宽带集成光学AOTF光谱仪的研究 |
| 4.1 宽带叉指换能器的设计 |
| 4.1.1 叉指换能器的基本结构 |
| 4.1.2 叉指换能器激励声表面波的物理过程 |
| 4.1.3 叉指换能器的基本性质 |
| 4.1.4 基本分析模型--δ函数模型 |
| 4.1.5 倾斜式变周期宽带叉指换能器的设计 |
| 4.2 宽带声光可调谐光谱仪的研究 |
| 4.2.1 集成光学AOTF光谱仪的结构及特性分析 |
| 4.2.2 集成光学AOTF光谱仪的特性分析 |
| 4.3 傅里叶退卷积的方法提高光谱仪的性能 |
| 4.4 总结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光谱成像技术的研究进展 |
| 1.2.1 光谱成像技术的分类 |
| 1.2.2 国外光谱成像技术的研究现状 |
| 1.2.3 国内光谱成像技术的研究现状 |
| 1.3 声光可调滤波器的研究进展 |
| 1.3.1 国外声光可调滤波器的研究现状 |
| 1.3.2 国内声光可调滤波器的研究现状 |
| 1.3.3 声光可调滤波器在光谱成像上的国内外应用现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容和意义 |
| 第2章 声光可调滤波器的工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声光相互作用的物理基础 |
| 2.3 声光相互作用的耦合波方程 |
| 2.4 正常声光作用和反常声光作用 |
| 2.4.1 正常声光作用 |
| 2.4.2 反常声光作用 |
| 2.5 布拉格衍射 |
| 2.5.1 正常布拉格衍射的几何关系 |
| 2.5.2 反常布拉格衍射几何关系 |
| 2.5.3 布拉格衍射的衍射效率 |
| 2.6 声光晶体的光学性质和声学性质 |
| 2.6.1 声光晶体的光学性质 |
| 2.6.2 晶体的声学方程 |
| 2.7 非共线声光可调滤波器的工作原理 |
| 2.7.1 非共线声光可调滤波器的结构及工作原理 |
| 2.7.2 切线平行动量匹配关系 |
| 2.7.3 压电超声换能器工作原理及设计方法 |
| 2.7.4 非共线声光可调滤波器的主要指标 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 应用在光谱成像上的TeO_2非共线声光可调滤波器的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TeO_2 非共线声光可调滤波器的改进声光作用关系的推导 |
| 3.3 TeO_2 非共线声光可调滤波器的设计 |
| 3.3.1 最佳入射角的选择 |
| 3.3.2 超声能流角的确定 |
| 3.3.3 压电换能器的设计指标 |
| 3.3.4 消色散设计 |
| 3.4 成像分辨率讨论 |
| 3.4.1 介质内成像分辨率的讨论 |
| 3.4.2 介质外成像分辨率的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 面向超光谱成像应用的高光谱分辨率声光可调滤波器设计 |
| 4.1 高光谱分辨率声光可调滤波器的设计思想 |
| 4.2 TeO_2 声光可调滤波器的光谱分辨率的改进公式的讨论 |
| 4.3 二次滤波法实现光谱分辨率提高的基本原理 |
| 4.4 二次滤波法中非共线声光可调滤波器单元具体参数的设计方法 |
| 4.5 二次滤波法提高光谱分辨率的操作规律、技术要点 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于声光可调滤波技术的超光谱成像系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于高光谱分辨率声光可调滤波器的超光谱成像系统总体结构 |
| 5.3 可见/近红外超光谱成像系统主要组成部件的功能及设计要点 |
| 5.3.1 声光可调滤波器成像模块 |
| 5.3.2 前端光学系统 |
| 5.3.3 偏振控制装置 |
| 5.3.4 射频驱动电源 |
| 5.3.5 电制冷CCD |
| 5.4 高光谱分辨率声光可调滤波超光谱成像系统的性能测试实验设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、Coupling Considerations for Fabrication of Acoustooptic Tunable Filter（论文参考文献）
- [1]基于一维光子晶体缺陷结构的声光器件研究[D]. 张若羽. 南京邮电大学, 2021
- [2]多点式光纤激光超声换能与自适应FBG超声探测的研究[D]. 李苑. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]可调谐光电振荡器及其应用研究[D]. 王悦. 吉林大学, 2021(01)
- [4]微型光纤干涉仪与分布式光纤传感技术的研究[D]. 李璇. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]基于声光可调滤波器的快速光谱调制表面等离子体共振传感技术研究[D]. 王雪亮. 深圳大学, 2020(02)
- [6]基于扫频干涉的微形貌测量技术研究[D]. 姜桦楠. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]新型激光扫频技术和频率啁啾调控技术研究及应用[D]. 李露. 上海交通大学, 2016(03)
- [8]光纤中基于声光作用的光调控及其应用[D]. 张文定. 南开大学, 2013(06)
- [9]宽带声光可调谐滤波器的设计及应用[D]. 杨兆祥. 天津大学, 2009(S2)
- [10]基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术研究[D]. 张春光. 哈尔滨工业大学, 2008(03)