一、宽带参量放大器设计理论（论文文献综述）
黄克强[1]（2017）在《用于超导量子计算的参量放大器及量子芯片的制备和研究》文中提出量子计算发展经历了理论概念的研究,有加速效应算法的提出,在各类型硬件平台上研制量子计算机这几个阶段。目前量子计算重要的研究方向之一为如何构建一台以超导量子比特为基本单元的量子计算机。超导量子比特主要是指基于超导约瑟夫森结的量子比特。近二十年,超导量子比特的退相干性能取得长足的进展。国际国内开始研究含有多个超导量子比特的量子芯片。在这方面研究中,一是要制备性能良好的多比特芯片;二是制备约瑟夫森参量放大器,在宽的带宽范围内对量子比特信号进行放大,以实现同时的对多个量子比特的量子态进行单发的非破坏性的测量。该论文对博士期间在这两方面做的研究工作进行介绍。首先对研究背景进行介绍,系统扼要的讲述了量子计算和量子信息的基本原理和发展过程,重点介绍了超导量子比特和约瑟夫森参量放大器的结构及理论。并介绍了实际研究进展,引出论文拟解决的问题即在宽的带宽范围内,对能量尺度在单个微波光子的信号,进行噪声水平接近量子极限的放大。就研究课题,展开了大量、系统的工作,内容概括为参与搭组带有多根微波线缆的测量系统;制备约瑟夫森参量放大器,多比特量子芯片;同多家研究单位合作,对制备的器件性能进行研究;并在自己搭建的系统上对宽带约瑟夫森参量放大器以及超导量子芯片进行表征。工作的详细内容包括了通过光刻掩膜版的设计,测试结构的设计,测试结构的制备及表征,以及各个工艺参数反复摸索,形成了一套完整的用于制备约瑟夫森参量放大器的微纳米加工工艺。该套工艺特点之一是使用湿法刻蚀Al薄膜。相对于干法刻蚀Al薄膜而言,湿法刻蚀使用小型的水浴仪器,操作简便,成本相对低廉,避免使用有毒性气体刻蚀。通过这一套工艺,成功制备了窄带的约瑟夫森参量放大器。制备的窄带约瑟夫森参量放大器,增益在14 dB以上的带宽为35 MHz左右。噪声水平约400 mK,接近量子极限水平。将窄带放大器用于单个超导量子比特量子态读出,明显提高了读出信号的信噪比。在制备窄带参量放大器的工艺基础上进行优化,使用EBPG 100 KeV电子束曝光机,在两英寸Si衬底上,制备多个批次的宽带的约瑟夫森参量放大器,制备的宽带约瑟夫森参量放大器14 dB以上增益的带宽达到约200 MHz。多个课题组用制备的宽带参量放大器进行量子实验,实现了对多个量子比特的量子态同时的单发的非破坏读出。且明显提高了读出信号的信噪比。在多比特制备方面进行的实验内容如下,摸索了一套在三氧化二铝衬底上制备Xmon型量子芯片的工艺,并制备了多片5比特量子芯片以及10比特量子芯片。在多比特器件的微波控制线上制备Al/SiO2/Al结构的跨导,形成有效的连接的接地面,明显地降低了不同比特之间的串扰。通过初步表征结果显示,制备的五比特芯片的比特的能量弛豫时间达到10μs量级。论文通过系统大量的工作,完成了超导量子芯片以及约瑟夫森参量放大器的制备,并对其展开表征研究。为国内合作研究组以及本组内的超导多量子比特研究系统打下了坚实的基础。
王凯[2]（2019）在《基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究》文中指出当今,由人工智能引领的新一轮技术革命和产业变革方兴未艾,在边缘计算、物联网、移动互联网和脑科学等新技术新理念的驱动下,各类业务产生的数据量呈现爆炸性增长,对光纤通信系统的传输速率、传输带宽和传输距离提出了更高的要求。全光放大器作为光纤通信系统中的关键设备之一,面临着更高增益、更宽带宽、更低噪声和更佳平坦度等放大性能的严峻挑战。随着非线性增益介质材料制造技术和高性能激光技术不断取得突破,光纤参量放大器（FOPA）为未来光纤通信的全光放大问题提供了一种可行的技术方案。基于四波混频的FOPA能够灵活调配参量增益,可在任意通信波段为信号提供高增益和宽带平坦的全光放大,而且FOPA的噪声性能更加突出,尤其是当FOPA工作在相位敏感模式时,理论上的噪声指数（NF）能够达到0dB,实现超低噪全光放大。此外,FOPA还具有超快响应、波长变换、全光采样、3R再生和相位压缩等特性。因此,FOPA作为一种超低噪全光放大器成为国内外的研究热点。本论文针对基于高非线性光纤的相位不敏感（PI）和相位敏感（PS）FOPA的增益和噪声性能进行理论和实验研究,提出了级联型相位敏感FOPA的增益均衡方案、光正交频分复用（OFDM）信号低噪传输方案和多级级联FOPA的宽带增益平坦优化方案,以满足高速率、大容量、长距离光纤通信系统的放大需求。本论文的主要研究工作和创新点包括:1.基于色散补偿光纤的PS-FOPA增益均衡方案研究在级联型PS-FOPA的增益理论研究基础上,提出了一种基于色散补偿光纤的参量增益均衡方案,该方案利用色散补偿光纤抑制信号光和闲频光在相位调整过程的色散影响,减小级联型PS-FOPA增益谱的波动。并通过10信道波分复用（WDM）信号对该方案的均衡效果进行验证。研究结果表明:该方案能够有效降低放大后WDM信号的输出光功率差,经过均衡后信道间光功率差减小了 14dB,使各信道信号均能达到无误码传输,有效提升了 PS-FOPA与WDM系统的兼容性。2.一级联型PS FOPA低噪声传输方案研究在级联型PS-FOPA噪声性能理论和实验研究基础上,提出了一种空子载波间插的OFDM信号低噪声传输方案。该方案使用相位敏感参量放大级联结构在线放大空子载波间插OFDM信号,能够有效抑制泵浦转移噪声的影响,提高光放大器的噪声性能。研究结果表明:这种空子载波间插的OFDM信号在级联型PS-FOPA中具有更好的低噪声传输特性,能够有效提高系统的传输距离。3.多级级联PI-FOPA宽带增益平坦优化方案研究在研究差分进化算法基础上,提出了多级级联PI-FOPA宽带增益平坦优化方案。通过构建多级级联PI-FOPA数学模型和改进的差分进化算法实现PI-FOPA参量增益谱的宽带平坦优化。仿真研究结果表明,经过对四段HNLF增益介质级联结构进行优化,仿真得到了400nm增益带宽、20dB平均参量增益和小于0.5dB增益波动的PI-FOPA增益谱。4.多级级联PS-FOPA宽带增益平坦优化方案研究在PI-FOPA宽带增益平坦性优化方案基础上,提出了多级级联PS-FOPA宽带增益平坦优化设计方案。利用多级级联PS-FOPA的数学模型和改进的差分进化算法实现PS-FOPA参量增益谱的宽带平坦优化,并得到最优的HNLF增益介质参数组合。仿真研究结果表明,经过四段增益介质优化,仿真得到了 225nm增益带宽、10.9dB平均参量增益和小于0.4dB增益波动的PS-FOPA增益谱。
陈列尊[3]（2012）在《超宽带中红外光参量放大技术及其应用研究》文中研究说明中红外光参量放大的闲频光与信号光的波长差别很大，且一个在正常色散区，一个在反常色散区，使中红外光参量放大的增益带宽“瓶颈”问题更加严重，极大地限制了其输出带宽、转换效率和可调谐性。本文紧密结合国家自科基金重大项目“高峰功率可调谐中红外激光技术的基础问题研究”的关键科学与技术问题开展研究，重点完成了以下几个方面的工作，并取得了一些具有创新性的结果：1.为了解决中红外光参量放大器的种子源与抽运源高精度同步问题，我们提出一种基于“全局时钟+电子锁相环伺服”的改进型主动同步技术，消除了两个激光系统不同时基之间的误差与抖动带来的影响，实现了两个独立低重复率飞秒与皮秒激光再生放大系统输出脉冲的高精度、长时间稳定同步，构建了高精度飞秒与皮秒激光同步系统，不仅为中红外光参量放大系统的构建打下了实验基础，还可广泛应用于基于同步激光技术的抽运-探针检测等各种实验研究；2.提出并运用“误差传递关系+两点互相关测量”的新型相对时间抖动测量方法对该同步系统的相对时间抖动进行了精确测量，结果表明，其相对时间抖动方均值仅为0.66皮秒，为已报道同类同步系统的最高水平。所提出的新型同步激光相对时间抖动测量技术，解决了同步测量领域高精度、高可信度低重复率飞秒皮秒同步脉冲相对时间抖动的测量问题，可广泛应用于各种同步激光系统的相对时间抖动的测量；3.为克服中红外光参量放大的增益带宽“瓶颈”问题，提出并研究了一种基于“扇形周期极化晶体+空间色散”的新型光参量放大器结构，它充分发挥扇形周期极化晶体的全二维结构特性，增加利用了一个扩展带宽的空间维度，从理论上来说，它扩展带宽时只需增加晶体的横向宽度，同时保持晶体长度不变，从而突破了当前各种光参量放大器只能在带宽与增益之间进行平衡的“瓶颈”，而且还可以非常方便地与空间幅度、相位和增益调节技术相结合，实现光谱特性、波形的调控，加之，由于充分利用了晶体的横向空间，特别适用于大功率甚至超大功率的光参量放大和非线性频率变换；4.结合多抽运源技术，比较研究了不同晶体结构、不同抽运条件下的3300nm中红外啁啾脉冲光参量放大器的增益带宽与光谱特性，数值计算结果表明，基于扇形周期极化晶体与空间色散技术的中红外光参量啁啾脉冲放大器的增益带宽达到了320nm且还可以进一步扩展，此外，还可根据需要调节抽运源位置与强度对输出光谱曲线进行补偿。这种新型宽带参量放大结构还可广泛运用于和频、差频等各种二阶非线性光学参量过程；5.借鉴新型超宽带光参量放大光路结构，提出并研究了一种新型超宽带二次谐波产生系统，该系统克服了当前各种二次谐波转换方案的缺点，不但具有很宽的转换带宽和较大的转换效率，且调校方便、晶体选择灵活；同时，利用准相位匹配晶体的极化周期与结构可运用平版印刷制造工艺方便地进行设计制作的特点，研究了具有平顶光谱输出和平坦转换效率超宽带输出的两种改进型二次谐波产生器，结果表明，该新型二次谐波产生器不但可以极大地扩展转换带宽，而且具有几乎任意的输出光谱整形能力，可望发展成一种新型的宽带二次谐波转换解决方案。
王静[4]（2016）在《啁啾脉冲放大环境中的光参量噪声研究》文中研究表明超短超强激光是激光技术和光学工程领域重要的学科方向,它的基础是飞秒超快技术和啁啾脉冲放大（CPA）技术。超短超强激光可以在实验室内创造出超高能量密度、超强电磁场和超快时间尺度的综合性极端物理条件,开创了激光聚变、等离子体粒子加速、激光核物理、实验室天体物理等前沿科学方向。持续提升激光脉冲峰值功率并降低其“时域”噪声,即同时实现“激光更强、噪声更弱”,是开拓超短超强激光重大科学应用所期盼的关键激光性能。过去30年,强激光系统发展的重点是“让激光更强”。迄今为止有两种版本的强激光系统:基于能级型激光增益介质的CPA系统和基于非线性光学晶体的光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）系统。这两类系统均已实现拍瓦（10155 W）水平的超高峰值功率输出,激光聚焦光强达到1021W/cm2。但在强场物理实验中,不仅期望激光脉冲具有足够高的峰值光强,同时要求脉冲前沿足够干净,即前沿噪声光场的强度必须小于靶的电离阈值（10111 W/cm2）。为此引入脉冲信噪比这一重要的指标来表征超短超强激光脉冲的品质,它的定义是主脉冲的峰值强度与脉冲前沿噪声光场强度的比值。对于拍瓦级超强激光脉冲,通常要求脉冲信噪比高于1010,而目前的强激光系统输出脉冲信噪比的典型值为108-109。超高信噪比的挑战是超短超强激光领域至今尚未解决的重大科学技术问题。“让噪声更弱”是强激光系统发展的必然趋势。超短超强激光系统的一个重要特征是放大器采用啁啾脉冲注入,激光的频率与时间直接关联,这使得系统的时域噪声相比传统的激光放大器更为复杂。另一方面,目前的超短超强激光系统对信噪比的控制只局限于对种子脉冲做净化处理,对放大器噪声尚无有效的控制方法,这是超短超强激光难以实现超高信噪比的关键技术瓶颈。为此,迫切需要开展针对啁啾脉冲放大器的噪声机理和及降噪技术研究。本论文以超短超强激光脉冲信噪比提升总体为目标,选择放大过程更为复杂的OPCPA系统作为具体研究对象（研究结果对于传统能级型CPA同样具有借鉴意义）,对OPCPA放大器噪声开展系统研究,在此基础上提出并论证了适用于OPCPA/CPA放大器的主动降噪技术。论文的主要研究工作和创新成绩总结如下:1、研究发现了OPCPA放大器中两类新的噪声产生机理,即“后沿次脉冲向前沿转移”和“光散射起源的参量噪声”,全面研究了两类噪声的产生、增长规律及其对系统输出脉冲信噪比的影响。后沿次脉冲向前沿转移指的是由光学元件表面反射引入的后沿次脉冲,经过OPCPA放大器,将在主脉冲的前沿衍生出若干噪声脉冲,导致脉冲前沿信噪比迅速退化。这一前沿噪声衍生过程的物理基础是光参量放大过程固有的非线性。光散射起源的参量噪声指的是信号激光的光散射背景（来源于瑞利散射等）在OPCPA放大器中能够自发地满足位相匹配条件,形成一种新形式的光参量噪声,其强度通常显著强于量子噪声起源的参量荧光,是限制OPCPA能量转换效率的重要因素。2、引入功率谱密度分析的方法研究了OPCPA放大过程中噪声的整体演变规律,揭示了OPCPA放大器中不同种类、不同调制频率的噪声之间会发生非线性相互作用,深入研究了噪声非线性相互作用的强度对放大器工作参数的依赖关系,及其对输出脉冲信噪比的影响。为了准确、系统地描述啁啾脉冲放大器（包括OPCPA、CPA系统）噪声,引入功率谱密度的分析方法,建立了系统输出脉冲信噪比与放大过程中信号光调制增长的定量对应关系。在此基础上,研究发现了OPCPA放大器中不同种类、不同调制频率的噪声之间将发生非线性相互作用,由此衍生出若干新的噪声成分（对应着不同调制频率成分的和频、差频）,导致输出脉冲的时域噪声发生非线性展宽。3、提出了对啁啾脉冲放大器进行主动降噪的新技术——时空啁啾耦合滤波技术（美国专利授权）,通过理论推导、数值模拟和实验研究验证了技术可行性,将脉冲信噪比提升技术从过去只能净化种子脉冲推进到对放大器降噪处理的新阶段。在目前的啁啾脉冲放大技术方案中,信号脉冲只具有时域啁啾,而在本论文提出的时空啁啾耦合滤波技术中,额外地引入空间啁啾“修饰”信号脉冲,使得信号与噪声在放大、压缩过程中遵循不同的时空演变特性,最终在压缩器输出端发生时空分离,因此能够通过空间光阑简单、高效地滤除放大器的时域噪声。通过数值模拟验证了该技术对OPCPA放大器中的参量荧光、泵浦噪声转移、后沿脉冲向前沿转移等噪声都具有显著的滤除效果;此外,滤波光阑对激光主脉冲的透过率接近100%,这是之前所有脉冲信噪比提升技术都无法做到的高效率。基于小口径OPCPA系统开展实验研究,演示了时空啁啾脉冲的产生、放大、压缩性能,验证了该技术可将OPCPA放大器噪声降低1-2个数量级,将输出脉冲信噪比提升至1010水平。
沈珮[5]（2012）在《SiGe HBT超宽带低噪声放大器的研究》文中提出射频SiGe异质结双极晶体管（Hetrojunction bipolar transistor, HBT）作为新型射频器件，因为具有与III-V族器件可媲美的增益特性和频率特性、与现有的Si工艺可兼容的高集成能力，所以逐渐被运用在超宽带（Ultra-wideband, UWB）低噪声放大器（Low noise amplifier, LNA）设计中。SiGe HBT UWB LNA的2个核心研究内容是器件与电路。优异的器件性能是获得良好电路性能的基础。对器件而言，对影响包括噪声在内的器件性能的工作频率、偏置条件、几何参数、制备工艺等因素的研究一直十分活跃，同时，对器件噪声模型与噪声参数提取方法的研究也备受关注。另一方面，市场对高增益、小面积的UWB LNA的需求，使得不采用电感仍能同时实现优异的噪声特性与阻抗特性、以及获得良好的高频增益与宽带增益平坦度性能的技术研究成为研究热点。本论文围绕着射频SiGe HBT与SiGe HBT UWB LNA开展研究，主要工作有：首先，针对目前在SPICE设计工具中使用的SiGe HBT噪声模型（SPICEnoise model）未考虑射频关联的情况，首次提出了涵括射频关联噪声的新噪声模型。新噪声模型考虑了集电结空间电荷区（Collector-base junction space chargeregion, CB SCR）延迟效应对基极噪声电流源与集电极噪声电流源的影响。新模型采用了广泛使用的HICUM模型的表征形式，并使用Verilog-A编译设计，可以内嵌至任意标准CAD设计工具中，与已存在的晶体管直流、交流和频率等模型相兼容。将新噪声模型与SPICE噪声模型一起与SiGe HBT实测结果进行比较，表明新噪声模型与器件实测结果吻合得更好。其次，本文首次提出了Z参数噪声参量提取法。与传统Y参数提取法相比，新方法显著优点是不需要Y-Z参数转化，直接在器件噪声参量与电路的端口阻抗参量之间建立了联系，更方便同步实现电路噪声匹配与阻抗匹配。第三，从理论和实验上全面研究了频率（f）、集电极电流（IC）和几何参数对射频SiGe HBT最小噪声系数（NFmin）的影响。发现，NFmin随f的增大呈上抛物线增长，通过抛物线切线斜率，给出了优化NFmin的三个关键条件---高电流增益（β）、低基极电阻（RB）和高特征频率（fT）；在一定频率下，存在一个最优IC，使晶体管获得最低NFmin；适度地增大发射极长宽比、减小发射极-基极条间距和增多基极条数，均有益于降低NFmin。第四，改进了同步实现噪声匹配与输入单端阻抗匹配技术，提出了采用L-C与R-L-C复用网络的同步实现噪声匹配与输入输出双端阻抗匹配（Simultaneousnoise and both input and output ports matching, SNBIOM）技术。对比SPICE噪声模型，研究了新噪声模型对C波段射频低噪声放大器噪声匹配、输入共轭阻抗匹配、SNBIOM等设计的影响。研究表明，与SPICE噪声模型相比，新噪声模型使射频低噪声放大器更易于实现噪声匹配、输入共轭阻抗匹配和SNBIOM，其中，当对采用电压偏置、电流偏置的放大器进行SNBIOM设计时，新噪声模型在不影响高增益和高稳定性的条件下，还改善了IIP3，尤其是对采用电流偏置的放大器的IIP3改善更明显。第五，本文首次对采用新型复合反馈电阻、不采用电感的高增益、小面积SiGe HBT超宽带低噪声放大器的设计技术进行了研究。首先，为了实现电路高增益，分析了达林顿对（Darlington pairs, DP）的增益改善技术；其次，为了保障增益的平坦性，比较研究了旁路电感补偿与旁路电容补偿的增益平坦度改善技术，研究发现旁路电容补偿技术更佳；最后，首次提出了新型复合电阻反馈技术，结合DP技术与旁路电容补偿技术，使得不采用电感设计的小面积UWBLNA仍然能够获得良好的SNBIOM、高频增益与增益平坦度。完成的新型SiGe HBT UWB LNA，在3-10GHz内， S21高达24.33dB，增益平坦度为±0.7dB，S11低至-21dB，S22低至-14dB，NF与NFmin非常接近，低于3.7dB，Mull恒大于1。由于没有引入螺旋电感，所以电路总体版图尺寸仅为0.18mm2（0.45×0.40mm2）。最后，立足国内现有工艺和材料生长条件，摸索出了一套适合SiGe HBTUWB LNA单片微波集成电路（Monolithic microwave integrated circuit, MMIC）的制作工艺流程，并对射频SiGe HBT的平面集成工艺流程进行了单步研发实验。单步实验中，成功制备了具有优良直流特性、fT/fMAX=7/6.93GHz、在1.2GHz内NF低至2.5dB、适合做L、S和C波段射频放大器有源器件的SiGeHBT。采用MMIC工艺流程，成功制备了新型复合电阻反馈的SiGe HBT UWBLNA MMIC，为了对比，同时也制备了单一电阻反馈的SiGe HBT DP LNAMMIC。因为没有采用占片面积大的螺旋电感，所以芯片面积仅为0.2mm2（0.5×0.4mm2）。初步在片测试结果显示，两款LNA MMICs中，新型复合电阻反馈的UWB LNA MMIC的增益更高，噪声系数更低，阻抗匹配更佳，0.2-1.2GHz内，GA高达24.7dB，NF低至2.8dB；0.5-3.5GHz内，S21高达25.5dB，S11和S22均低于-10dB。
义理林[6]（2008）在《光分组交换网中的光信号处理技术研究》文中研究表明我国互联网国际出口总容量从2000年初的351Mbps增长到2006年初的136106Mbps,六年累计增加约430倍。网络带宽的增长,主要来源于数据业务的大幅度增长。未来的光网络将向融合分组化交换、支持多样性业务的、光电交换集成的、多颗粒带宽的、传送与交换融合的、安全高效的、灵活组网的方向发展。光分组交换网络（OPS）是光交换的理想模式,也是公认的光交换结构的终极发展目标。OPS的主要优点是带宽利用效率高,而且能提供各种服务,满足客户的需求。目的是把大量的交换业务转移到光域实现,从而实现交换容量与波分复用系统（WDM）的传输容量相匹配。OPS网络结构中的关键技术包括光开关、光逻辑、全光波长变换以及光缓存等多项技术。其中关开关是任何光交换网的核心功能器件,完成信号的交换和路由功能;光逻辑则完成信头检测处理重写等功能,用以实现未来的光控光交换;波长变换用于解决网络中的波长冲突,提高网络灵活性。光缓存是OPS网络必需的器件,用以实现数据包的存储功能,解决信号时间上的冲突;而以上所有的光信号处理都会导致信号的损耗,因此在OPS网络中,光放大器也必不可少,工作于OPS网络中的放大器还需具有宽带,以及增益控制的功能。只有上述各项技术全面成熟发展,才能推动OPS网络的快速发展,实现真正的全光交换网络。本论文围绕全光分组交换网络中的关键技术研究开展了如下工作:1.基于SOA/相位调制器的超快光开关光开光是OPS网络的核心功能设备,一个大型的OPS网络需要大规模的超快光开关阵列。因此,超快（<1ns）以及易于扩展是设计光开关需要考虑的重要因素,同时成本也是不可忽略的另一个重要因素。SOA和铌酸锂晶体可以支持快速的光开关操作,将SOA或者铌酸锂相位调制器（PM）放置于Sagnac干涉环中可以形成一个2×2的超快光开关,通过比较两者性能,我们最终选择PM-Sagnac干涉光开关。基于此PM-Sagnac干涉光开关首次实现了带组播功能的偏振无关2×2超快（<1ns）光开关操作,并在此基础上构建大型低成本超快光开关矩阵。2.基于半导体光放大器（SOA）的可重构全光逻辑门以及波长变换全光逻辑以及波长变换也是OPS网络的关键技术。波长变换用于解决网络拥塞造成的波长冲突,全光逻辑用以实现包头识别处理等功能。为了提高网络的灵活性,通常要求一个全光逻辑器件能实现多种逻辑功能,并且各逻辑操作结果的波长可根据需要进行调节以避免网络拥塞。我们利用SOA的非线性偏振旋转效应（NPR）以及交叉增益调制效应（XGM）相结合实现了可重构全光逻辑门及波长变换,避免了以往基于干涉结构可重构逻辑门的高成本,以及基于四波混频效应（FWM）的可重构逻辑门对操作波长的限制。理论上基于单个SOA的NRR效应可实现所有逻辑操作（NOT,XOR,XNOR,OR,NOR,AND,NAND）。实验中,受器件的限制,我们实现了10-Gb/s数据的NOT,OR,NOR,AND,NAND逻辑操作以及同相波长变换（即变换后的信号和初始信号具有相同的极性）。3.自动增益控制掺铒光纤放大器（AGC-EDFA）的设计光开关以及逻辑操作都会造成信号功率的损耗,因此在OPS网络节点需要使用放大器补偿信号功率。此外,由于光分组的长度一般在几十微秒到几毫秒量级,与EDFA的铒离子能级驰豫时间相当,当某一波长光分组进入EDFA时会产生类似SOA中的XGM效应,影响其余信道上的光分组功率,因此工作于OPS网络中的EDFA还需具有增益控制的功能。同时考虑到OPS网络对带宽的需求,我们分别设计了C波段增益控制EDFA和C+L波段增益控制EDFA。1)结合环形腔AGC-EDFA和反射型AGC-EDFA结构的优点,以低成本的方式解决了基于双光栅反射型AGC-EDFA中增益难以调谐的问题,并且采用双通结构提高增益效率。2)设计了一个低噪声的并联式C+L波段全光AGC-EDFA。1525nm-1610nm波长范围的信号都可得到有效放大,除了在1565nm-1572nm的“死区”外,所有波长的噪声指数都控制在约5.5dB的噪声水平。临界增益控制输入功率为-5dBm,在增益控制区内,增益变化小于0.2dB。4.基于宽带受激布里渊散射（SBS）的可调慢光延迟线性能研究光缓存是OPS网络研究的重中之重,它的研究进展决定了OPS的实用进程。目前还没有可实用的光缓存,我们旨在通过减慢光速来实现信号的存储或者同步。基于SBS的慢光研究是目前的一大热点,我们的相关研究工作如下:1)首次提出通过对布里渊泵浦进行相位调制来展宽布里渊放大器增益谱,将布里渊增益带宽展至1.6GHz,首次演示了1.25Gb/s伪随机序列（PRBS）信号的在宽带SBS中的延迟,并比较了非归零（NRZ）和归零（RZ）脉冲的在此宽带SBS中的延迟性能。2)进一步提出利用迈克-曾德强度调制器（MZM）替代相位调制器（PM）实现泵浦相位调制,展宽布里渊增益谱,可避免PM产生的相位调制信号具有的强时钟边带导致信号质量劣化的问题,从而可将布里渊增益谱展宽至10GHz。3)在噪声直接调制展宽布里渊泵浦的情况下,使用一高功率电放大器将高斯电噪声放大至饱和,此时能量主要集中在中心的高斯噪声将变成能量均匀分布的超高斯噪声。超高斯噪声调制产生的布里渊泵浦以及对应的布里渊增益谱也呈超高斯分布,因此在相同的布里渊泵浦功率下,相对高斯噪声调制情况,超高斯分布的泵浦将获得更大的布里渊增益,亦即更大的慢光延迟量。4)首次采用具有高谱效率,抗色散性强的10Gb/s双二进制（Duobinary）信号作为布里渊信号在宽带SBS中进行延迟,与10Gb/s的NRZ信号进行比较,可避免慢光色散以及滤波效应带来的信号劣化,从而大幅度提高延迟后的信号质量,具体表现为延迟后的接收灵敏度得到有效提高。5)首次利用带宽可调的高斯型SBS增益实现了任意比特速率DPSK信号的同时延迟和解调,并基于此获得了创记录的10Gb/s信号无误码延迟性能（最大无误码延迟时间为81.5ps）。5.基于光纤参量放大（FOPA）的可调慢光延迟线相对SBS慢光,基于FOPA的慢光延迟线主要优点在于带宽更大,可支持更高速率（如160Gb/s）的信号延迟;另外,参量噪声低于布里渊放大,因此延迟导致的信号质量劣化更小。1)理论推导了基于参量效应的慢光表达式,利用窄带（带宽约1.6nm）光纤参量放大实现可调慢光延迟,通过改变泵浦波长或光纤的零色散波长,实现整个通信波段（C+L波段）信号的可控延迟。2)用10Gb/s RZ数据包代替单个信号脉冲进行延迟演示,首次演示了无误码慢光操作,50ps宽脉冲延迟15ps灵敏度代价仅为0.6dB,从系统的高度验证了参量可调慢光延迟线的用于实际系统的可行性。
张磊[7]（2014）在《基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源》文中进行了进一步梳理激光的应用越来越向新的领域扩展，在许多新应用场合需要使用工作在非传统波段的超宽带可调谐光源。然而开发新的可在非传统波段宽带发光的材料是一项非常困难的工作。可以使用非线性光学过程将发展成熟的激光能量转移至非传统波长范围。光子晶体光纤（PCF）具有灵活可调色散和易于实现高非线性等特性，是一种完美的非线性介质。论文工作基于光子晶体光纤中的非线性作用，进行了在超宽带波长范围内产生新波长辐射的研究。理论研究了参量四波混频增益谱与色散、非线性系数和泵浦波长的关系。根据其关系，精确设计了双零色散PCF，用于将通信波段信号光波长变换至蓝绿光波段。用钛蓝宝石激光器做泵浦在双零色散PCF中实现了预期的大跨度波长变换。并理论研究了PCF中色散波产生的机理。实验上通过调节泵浦功率，同时在可见和中红外的正常色散区获得了波长可调谐的色散波，可见色散波可调至425nm，中红外色散波可调至2279nm。位于可见波段的反斯托克斯光受到泵浦拉曼孤子施加的交叉相位调制作用，可在200nm至400nm的紫外区产生强激光辐射。为了用掺镱锁模光纤激光器做泵浦实现超宽带可调谐的光源，论文精确设计了零色散波长位于1064nm附近的色散平坦PCF。实验上在所设计的PCF中获得的参量增益谱可在927nm至1038nm和1099nm至1228nm之间调谐。将强度微弱的信号光和泵浦光一起耦合入增益PCF时，可以形成基于光子晶体光纤的宽带高增益参量放大器。将PCF中产生的参量增益谱通过环形腔反馈至增益PCF使其被反复放大，形成动态平衡的PCF参量振荡器。通过调节泵浦波长，PCF参量振荡器可在340nm宽的波长范围内可调谐的输出ps脉冲。通过时间色散调谐，优化了调谐PCF参量振荡器输出波长的效率。使PCF参量振荡器在无需每次调节泵浦波长的情况下，其输出波长可以连续的覆盖宽带波长范围。为了提高PCF参量振荡器的能量转换效率，论文中提出了两种优化振荡腔结构的方案。当使用双振荡腔结构时，可以使信号和相位匹配的闲频同时起振，其能量转换效率可提高2.2至3.8倍。当使用全光纤振荡腔结构时，腔内损耗被大幅降低，其能量转换效率可高达36%，实现了转换效率质的提高。
孟岩[8]（2016）在《基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究》文中认为光信号处理是未来超高速超大容量超长距离（3U）光传输的关键技术。传统的光-电-光的信号处理方式技术已经日臻成熟,但是系统结构比较复杂,成本昂贵,功耗高,对调制速率和调制格式不透明,光电转换效率较低,受到电子处理速度瓶颈的限制等,无法满足未来波分复用（WDM）光网络超高速光信号处理的要求。全光信号处理技术具有飞秒量级的响应时间,功耗低,对光信号的调制速率和调制格式透明,具有广泛的应用前景。本论文主要研究了基于光纤参量放大器（FOPA）的全光信号处理技术,包括宽带低噪声光放大,差分移相键控（DPSK）及正交移相键控（QPSK）信号的全光相位和幅度再生、全光波长转换和组播技术,以及相位不敏感（PI）和相位敏感（PS）参量光开关,取得的主要的研究成果包括:1)基于双泵浦单模式相位敏感光纤参量放大器（PS-FOPA）的三波模型,推导了输出光信号功率和相位的解析表达式,可以直观显示信号光的相位敏感增益特性和阶梯型相位传递函数。为了研究高阶四波混频过程对信号光增益的影响,建立了双泵浦单模式PS-FOPA的七波模型,研究发现当双泵浦波长间隔变化时,高阶四波混频过程中信号光和高阶闲频光之间存在相互功率转移,因此存在最优的双泵浦光波长间隔以获得最高的信号光增益。进一步地优化双泵浦光波长间隔和输入功率,信号光和高阶闲频光同时出现增益消光比（GER）反转,可用于同时实现DPSK信号的全光相位再生和波长转换功能。2)通过七波模型研究了基于双泵浦单模式PS-FOPA实现DPSK全光再生的波长组播功能。通过优化系统参数,实现了一个波长到九个输出波长的DPSK全光再生的波长组播,再生后的各组播信道的DPSK光信号Q因子提高了1.5dB以上,光信噪比（OSNR）代价降低了3dB。研究还发现双泵浦单模式PS-FOPA中高阶四波混频边带的产生有助于降低泵浦光到信号光的强度调制噪声转移。3)基于双共轭泵浦简并PS-FOPA实现了一个波长到三个输出波长的全光QPSK相位再生的波长组播。组播信号的相位和输入QPSK信号光相同,优化输入信号光的相对相位和输入泵浦光功率后,当误码率（BER）为10-3时,相位再生的QPSK信号光、组播信号1（Copy1）和组播信号2（Copy2）的OSNR代价分别降低了0.8dB、1.3dB和1.3dB。4)实验测量了相位不敏感参量光开关的静态响应和动态响应的消光比分别为24.5dB和18.8dB。使用单路径实验结构测量了相位敏感参量光开关的静态响应消光比为18.97dB,使用双路径实验结构测量了相位敏感参量光开关的动态响应消光比为10.84dB。建立了相位不敏感和相位敏感参量光开关的数值仿真模型,仿真结果和实验测量结果相符。5)建立了考虑高非线性光纤（HNLF）纵向零色散波长涨落的参量光开关的数值仿真模型,研究了HNLF纵向零色散波长涨落对相位敏感参量光开关的影响。研究发现,一般情况下纵向零色散波长涨落会降低相位敏感参量光开关的消光比,但是某些特定的纵向零色散波长分布反而有助于提升相位敏感参量光开关的消光比;纵向零色散波长涨落还会导致相位敏感参量光开关的非对易传输特性,而且与相位不敏感参量光开关对比,相位敏感参量光开关的非对易传输特性对纵向零色散波长涨落更加敏感;真空噪声放大会影响参量光开关的泵浦消耗,存在最优的输入泵浦光功率以获得最大的相位敏感参量光开关的消光比。
王付永[9]（2016）在《耗散孤子光参量振荡器及高强度中红外光参量放大器理论研究与设计》文中研究指明超短超强激光的出现诞生了飞秒化学、飞秒频率梳、飞秒激光加工、超快光谱学、以及强场激光物理等新的学科方向,极大的推动了物理学、化学、生物学、材料学等传统学科的发展。目前,已有超短超强激光主要集中在0.8-1.5μm的近红外波段,它们已经为科学研究提供了前所未有的强大工具。为了进一步拓展超短超强激光在光谱学、高能X射线及阿秒激光物理等领域的应用前景,发展中红外超短超强激光已经成为国际上激光技术领域的一个新的前沿研究方向。中红外波段对应大部分气体和有机分子的振转动能谱,覆盖了大气的三个主要透明窗口,以及具有强场物理中的长波长先天优势,在光谱学、医学、国防和强场物理方面具有巨大的应用前景。然而,当前中红外超短超强激光技术还远落后于近红外波段激光技术。亟需发展创新的中红外激光技术以大幅提升现有中红外激光的技术水平,从而打开新的应用领域。本文围绕中红外超短脉冲激光的非线性产生和放大技术,在新型物理机制、中红外激光器新设计及实验验证等方面开展了系列研究工作,主要研究工作及创新点如下:（1）本文首次发现了超短脉冲光参量振荡器中存在耗散孤子现象,并系统研究了光参量振荡器中耗散孤子形成的机制以及参量条件。本文发现,当光参量振荡器腔内的增益、损耗、色散和非线性满足一定条件时,腔内信号光可以演化为巨线性啁啾的耗散孤子脉冲。这种耗散孤子的形成是增益和损耗平衡的结果。泵浦光向信号光的参量转化为耗散孤子提供了增益。信号光的增益是时间相关的,在时域上和频域上都有一定的窗口宽度。在腔内存在较大三阶非线性条件下,信号光在积累非线性相移过程中光谱会不断的得到展宽,当展宽到超过增益的窗口宽度时,会受到一个非线性的损耗调制。当腔内信号脉冲的增益和由非线性、色散决定的非线性损耗达到平衡时,就会在腔内形成巨线性啁啾的耗散孤子。因此,通过在中红外光参量振荡器中设计特定的增益、损耗、非线性和色散等参量条件,就可在腔内产生巨线性啁啾的信号脉冲,本文把该类光参量振荡器称为耗散孤子光参量振荡器。（2）本文证实利用耗散孤子光参量振荡器可以通过高功率长脉冲泵浦实现超短中红外飞秒脉冲产生,甚至实现周期量级的中红外飞秒脉冲产生,从而为大幅度提升现有超短脉冲中红外光参量振荡器的峰值功率水平提供了新的技术途径。在特定的参数条件下,耗散孤子光参量振荡器可在腔内产生巨线性啁啾的信号脉冲,通过腔外的去啁啾就可压缩得到极短的中红外飞秒脉冲产生。同时,通过耗散孤子光参量振荡器产生的闲频光脉冲也是线性啁啾的,同样可以压缩为飞秒脉冲。本文从管理光参量振荡器的三波耦合波方程出发,数值上系统研究了耗散孤子光参量振荡器的参量条件、孤子特性以及压缩特性,发现不管是正色散和负色散的光参量振荡器中,都可产生耗散孤子,只要满足特定的参量条件。同时,本文证实了不管利用材料的三阶非线性还是参量晶体自身的级联二阶非线性都可提供耗散孤子光参量振荡器要求的三阶非线性相移,通过参量晶体自身的级联二阶非线性可显著简化耗散孤子光参量振荡器的设计。（3）本文首次实验证实了超短脉冲光参量振荡器中耗散孤子产生及高倍率脉冲压缩特性。利用自主研制的高功率皮秒泵浦源系统,通过腔内插入高非线性的ZnSe三阶非线性材料,在泵浦脉宽为2.5 ps的情况下,腔内产生了巨线性啁啾的中红外耗散孤子,通过腔外压缩获得了～126 fs的中红外飞秒脉冲。同时,本文也验证了通过参量晶体的级联非线性来提供非线性相移的耗散孤子光参量振荡器。利用信号光在PPLN晶体中的自身倍频级联非线性过程,在泵浦脉宽为2.5 ps的情况下,实现了中红外耗散孤子的产生,通过腔外压缩得到了208 fs的中红外飞秒脉冲输出。实验结果和本文的理论模拟结果具有很好的吻合,证明了耗散孤子光参量振荡器理论的可靠性。（4）基于已有的实验条件,本文设计了100 TW级中红外光参量放大器系统,理论上论证了在现有条件下建设100 TW级中红外强激光系统的可行性。该100 TW中红外系统采用全光参量放大设计,中红外种子脉冲由飞秒光参量放大器（OPA）产生,中红外放大器由两级光参量啁啾脉冲放大器（OPCPA）构成。基于两级铌酸锂晶体的OPCPA放大,预期在2.2μm波段可实现100 TW峰值功率的中红外脉冲产生。本文系统分析和考虑了信号波长优化、非线性晶体选择和设计、信号脉冲放大带宽最大化优化设计、泵浦-信号时间抖动以及泵浦脉冲功率波动影响等问题。本文的理论设计为实验室建立100 TW级的中红外强激光放大系统奠定了基础。
李晓莉[10]（2010）在《光学参量啁啾脉冲放大技术的研究》文中提出自1992年提出光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）技术以来,由于其具有高的单通增益,低的热效应影响,高的信噪比,低的B积分,宽的增益带宽,且在放大过程中克服了增益带宽窄化现象,故光参量啁啾脉冲技术已经广泛地应用到超强,超短激光脉冲产生技术中,同时也成为TW以及PW系统的一个好的前端源。本文的主要研究工作和创新有以下几个方面:1.理论研究了光参量放大的物理过程,重点对光参量放大过程中的耦合波方程、相位匹配方式、增益带宽等问题进行了理论分析,给出了相关的参数设计的理论计算公式。2.理论探讨了在抽运光为宽带的情况下的一种新颖的基于预啁啾控制的超宽带光参量放大技术,提出了对输入脉冲进行预啁啾控制新方法,使信号光的不同光谱分量和抽运光的相应光谱分量分别满足相位匹配条件,从而极大地扩展了相位匹配带宽。3.提出采用在抽运光脉冲所定义的时间窗口中,在有效非线性系数最大的平面内,信号光被同一抽运光两次放大的双通放大技术,并把该技术运用到了低重复了以钛宝石激光器为种子源和以自启动被动缩模光纤激光器为种子源的光参量啁啾脉冲放大系统中,有效地提高了信号光与抽运光在时域上的匹配,提高了抽运光的利用率,关键是有效地抑制了在参量放大过程中参量荧光的产生,提高了光参量放大系统的稳定性。4.进行了以钛宝石激光器为种子光源的OPCPA系统的理论和实验研究。首先为了实现飞秒信号光脉冲与纳秒抽运光脉冲在时域上的有效匹配,通过光线追迹法对影响?ffner展宽器输出脉宽的关键参数进行了理论分析,并进行了实验研究,把信号光展宽到了545ps。其次,在二级放大器中,采用新型的双通光参量放大技术,有效地提高了系统转换效率,抑制了参量荧光的出现,将0.1nJ的单脉冲放大到3mJ输出,增益达到了3×107,能量稳定性达到<3% rms,输出信号光增益谱宽达到了30 nm（FWHM）;最后采用光栅对压缩器将放大后的信号光脉冲压缩成82 fs的脉冲输出。5.首次进行了以锁模光纤激光器为种子源的新型OPCPA系统的理论和实验研究。通过两级单通放大方式,将1.5 nJ放大到6 mJ,得到净增益为4.0×106,能量稳定性达到<2% rms,采用光栅压缩器将输出的放大信号光脉冲压缩成525 fs的脉冲输出。采用光纤激光器为种子源,使得整个系统稳定性高、效率高、结构紧凑。此外为了进一步简化系统结构,进行了单级双通OPA结构,有效提高了转换效率,并且很好地抑制了参量荧光的影响。放大输出能量为2mJ,总增益达2×106,能量稳定性为<2%rms,光谱带宽为8nm（FWHM）。6.首次采用堆积脉冲光纤激光器为种子源,进行两级光参量放大技术的研究,得到了1.1×107的两级放大总增益。该系统在无展宽器的情况下,不仅满足了信号光与抽运光在时域上的匹配,有效地抑制了参量放大过程参量荧光的出现,提高了放大器的稳定性,同时由于该激光器具有自启动、长时间稳定锁模、极少受外界环境变化的影响等特点,提高了整个系统的稳定性。
二、宽带参量放大器设计理论（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、宽带参量放大器设计理论（论文提纲范文）
（1）用于超导量子计算的参量放大器及量子芯片的制备和研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 量子计算概念发展 |
| 1.2 量子算法 |
| 1.2.1 量子算法概述 |
| 1.3 量子比特硬件研究方案 |
| 1.3.1 基于超导约瑟夫森结的量子比特 |
| 1.3.2 离子阱量子比特 |
| 1.3.3 半导体量子点量子比特 |
| 1.3.4 拓扑量子计算 |
| 1.3.5 光量子计算 |
| 1.3.6 基于N-V中心的量子比特 |
| 1.4 量子比特硬件要求及量子计算发展路径 |
| 1.4.1 量子比特硬件要求 |
| 1.4.2 量子计算机实现路径 |
| 1.5 文章结构安排 |
| 第二章 超导量子比特 |
| 2.1 超导线性谐振子 |
| 2.1.1 超导体内库珀对集体运动模式描述 |
| 2.1.2 超导LC谐振子的量子化 |
| 2.2 由约瑟夫森结构成的非线性谐振子 |
| 2.2.1 非线性谐振子 |
| 2.2.2 超导约瑟夫森结 |
| 2.3 超导量子比特发展 |
| 2.3.1 三种基本量子比特介绍 |
| 2.4 电容并联的电荷量子比特 |
| 2.4.1 改进的电荷量子比特 |
| 2.5 电容并联电荷量子比特的读出 |
| 2.5.1 腔读取的电荷量子比特 |
| 2.5.2 腔量子电动力学——J-C模型 |
| 2.5.3 大失谐极限下比特色散读出 |
| 2.5.4 量子比特量子态的单发读出 |
| 2.6 基于超导量子比特的量子计算发展概况 |
| 2.6.1 超导单量子比特性能发展 |
| 2.6.2 多超导量子比特集成 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 约瑟夫森参量放大器理论及实验背景 |
| 3.1 约瑟夫森参量放大器相关理论 |
| 3.1.1 非线性谐振子受迫振动 |
| 3.1.2 超导量子干涉仪 |
| 3.1.3 约瑟夫森结参量谐振子运动方程 |
| 3.2 约瑟夫森参量放大器早期发展 |
| 3.2.1 早期研究 |
| 3.2.2 热和真空噪声的压缩 |
| 3.3 近代约瑟夫森参量放大器的工作 |
| 3.3.1 带约瑟夫森结阵列结构的参量放大器 |
| 3.3.2 微带线结构的参量放大器 |
| 3.3.3 环形结构的约瑟夫森调谐器 |
| 3.3.4 磁通驱动的约瑟夫森参量放大器 |
| 3.3.5 双稳态约瑟夫森参量放大器 |
| 3.3.6 集总的约瑟夫森参量放大器及阻抗匹配的宽带约瑟夫森参量放大器 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 超导量子器件极低温测量平台 |
| 4.1 极低温恒温平台简介 |
| 4.1.1 水冷系统 |
| 4.1.2 制冷机内部结构图及安装注意事项 |
| 4.1.3 稀释制冷原理简介 |
| 4.2 本实验组测量系统配置 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 约瑟夫森参量放大器制备 |
| 5.1 窄带约瑟夫森参量放大器的制备 |
| 5.1.1 窄带宽约瑟夫森参量放大器光刻掩膜板的设计 |
| 5.1.2 窄带宽约瑟夫森参量放大器测试结构设计与制备 |
| 5.1.3 约瑟夫森参量放大器的制备工艺流程 |
| 5.2 宽带约瑟夫森参量放大器制备 |
| 5.3 多批次约瑟夫森参量放大器制备 |
| 5.4 宽带约瑟夫森参量放大器的改进设计 |
| 5.5 器件制备完后期处理及注意事项 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 约瑟夫森参量放大器的表征 |
| 6.1 面向实验对象的模块化程序 |
| 6.2 约瑟夫森参量放大器表征 |
| 6.2.1 窄带宽约瑟夫森参量放大器表征 |
| 6.2.2 宽带约瑟夫森参量放大器表征 |
| 6.2.3 多比特态的同时单发读出 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 超导多量子比特芯片的制备及表征 |
| 7.1 超导多比特量子芯片 |
| 7.1.1 多比特芯片结构 |
| 7.1.2 多比特芯片的制备及封装 |
| 7.1.3 多比特芯片频率域上表征 |
| 7.2 比特性能表征 |
| 7.2.1 量子比特二能级描述 |
| 7.2.2 量子比特时域上的表征 |
| 7.2.3 比特退相干理论描述 |
| 7.2.4 超导量子比特退相干研究 |
| 7.3 十比特芯片性能 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文总结 |
| 8.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（2）基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光放大器概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 FOPA的研究进展 |
| 1.2.2 FOPA增益和带宽性能研究 |
| 1.2.3 FOPA噪声特性的研究 |
| 1.2.4 FOPA增益平坦性研究 |
| 1.2.5 FOPA应用研究 |
| 1.2.6 相位敏感型FOPA研究 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 FOPA的增益与噪声理论 |
| 2.1 四波混频效应 |
| 2.2 参量放大过程 |
| 2.3 相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.1 基于χ~((2))介质的相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.2 基于χ~((3))介质的相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.3 级联型相位敏感光纤参量放大器的增益理论 |
| 2.3.4 级联型相位敏感光纤参量放大器的噪声理论 |
| 2.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 FOPA的增益性能研究 |
| 3.1 单泵浦PI-FOPA增益的实验研究 |
| 3.1.1 单泵浦PI-FOPA的实验装置 |
| 3.1.2 单泵浦PI-FOPA的实验研究与分析 |
| 3.2 单泵浦PS-FOPA增益的实验研究 |
| 3.2.1 单泵浦PS-FOPA的实验装置 |
| 3.2.2 单泵浦PS-FOPA的实验研究与分析 |
| 3.3 级联型PS-FOPA增益均衡方案研究 |
| 3.3.1 方案设计 |
| 3.3.2 实验装置 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 FOPA的噪声性能研究 |
| 4.1 单泵浦PI-FOPA噪声研究 |
| 4.1.1 放大量子噪声 |
| 4.1.2 泵浦转移噪声 |
| 4.1.3 拉曼额外噪声 |
| 4.2 级联型PS-FOPA噪声研究 |
| 4.2.1 放大量子噪声 |
| 4.2.2 泵浦转移噪声 |
| 4.2.3 拉曼额外噪声 |
| 4.3 一种空子载波间插的OFDM信号低噪声传输方案研究 |
| 4.3.1 方案设计 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 FOPA宽带增益平坦优化研究 |
| 5.1 多级级联型FOPA数学模型 |
| 5.1.1 多级级联型PI-FOPA数学模型 |
| 5.1.2 多级级联型PS-FOPA数学模型 |
| 5.2 FOPA增益平坦性优化算法研究 |
| 5.2.1 编码设定 |
| 5.2.2 初始化操作 |
| 5.2.3 变异操作 |
| 5.2.4 交叉操作 |
| 5.2.5 选择操作 |
| 5.2.6 终止操作 |
| 5.3 仿真优化 |
| 5.3.1 多级级联型PI-FOPA仿真优化 |
| 5.3.2 多级级联型PS-FOPA仿真优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录1: 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
（3）超宽带中红外光参量放大技术及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 插图索引 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 中红外超短激光脉冲的特点与作用 |
| 1.2 超短中红外激光技术现状与发展 |
| 1.2.1 超短中红外激光脉冲的光参量产生 |
| 1.2.2 中红外激光脉冲的超宽带光参量放大 |
| 1.2.3 中红外激光的超宽带啁啾脉冲光参量放大 |
| 1.3 项目研究背景 |
| 1.4 项目的研究目标与进展 |
| 1.5 论文框架 |
| 第2章 三波混频的基础理论与相关技术 |
| 2.1 非线性光学耦合波方程 |
| 2.1.1 非线性极化 |
| 2.1.2 非线性光学耦合波方程 |
| 2.2 三波混频耦合波方程组 |
| 2.2.1 单色波三波混频 |
| 2.2.2 超短脉冲的三波混频 |
| 2.2.3 超短脉冲的光参量啁啾脉冲放大（OPCPA） |
| 2.3 三波混频的相位匹配技术 |
| 2.3.1 相位匹配条件 |
| 2.3.2 双折射相位匹配 |
| 2.3.3 准相位匹配 |
| 2.4 超短脉冲三波混频的同步技术 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 OPCPA 种子源与抽运源的高精度同步及其测量 |
| 3.1 高精度同步方案及其实现 |
| 3.1.1 高精度同步现状与困难 |
| 3.1.2 高精度同步方案设计 |
| 3.1.3 高精度同步的实验验证 |
| 3.2 相对时间抖动的精确测量 |
| 3.2.1 现有测量方法评介 |
| 3.2.2 新型测量方法的提出与分析 |
| 3.2.3 新型测量方法的测量结果与分析 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 新型超宽带中红外啁啾脉冲光参量放大器 |
| 4.1 宽带光参量放大概述 |
| 4.2 OPCPA 增益带宽的理论分析 |
| 4.2.1 参量带宽 |
| 4.2.2 增益带宽 |
| 4.2.3 新型超宽带 OPCPA 方案的提出 |
| 4.3 新型中红外超宽带 OPCPA 的设计与分析 |
| 4.3.1 参数设计 |
| 4.3.2 数值计算与结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 带光谱整形功能的超宽带倍频器 |
| 5.1 宽带二次谐波转换概述 |
| 5.2 新型超宽带 SHG 的设计与分析 |
| 5.2.1 QPM 宽带二倍频理论模型及分析 |
| 5.2.2 QPM 超宽带 SHG 的提出 |
| 5.2.3 SHG 光谱的数值计算与结果分析 |
| 5.3 超宽带 SHG 的光谱整形 |
| 5.3.1 具有平顶光谱输出的倍频器 |
| 5.3.2 具有平坦转换效率的倍频器 |
| 5.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所取得主要科研成果目录 |
（4）啁啾脉冲放大环境中的光参量噪声研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 超短超强激光技术发展历程 |
| 1.2.1 啁啾脉冲放大技术(CPA) |
| 1.2.2 光参量啁啾脉冲放大(OPCPA) |
| 1.2.3 超短超强激光装置概述 |
| 1.3 超短超强激光的信噪比问题 |
| 1.3.1 超短超强激光的脉冲信噪比现状 |
| 1.3.2 超短超强激光系统的光噪声 |
| 1.4 论文主要研究内容与安排 |
| 第二章 光参量啁啾脉冲放大基本理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 耦合波方程组 |
| 2.3 位相匹配条件 |
| 2.3.1 共线OPCPA位相匹配 |
| 2.3.2 非共线OPCPA位相匹配 |
| 2.3.3 Magic位相匹配 |
| 2.4 小信号增益与增益带宽 |
| 2.4.1 小信号增益 |
| 2.4.2 参量增益带宽 |
| 2.5 能量转换效率 |
| 2.6 非线性晶体的选择 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 OPCPA放大器噪声特性研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 时域噪声的功率谱密度分析方法 |
| 3.2.1 功率谱密度的定义 |
| 3.2.2 OPCPA压缩器输出端的噪声强度分布 |
| 3.3 参量超荧光(PSF) |
| 3.3.1 PSF衬底的分布形态 |
| 3.3.2 PSF衬底的时间宽度 |
| 3.3.3 PSF衬底的非线性延伸 |
| 3.4 泵浦噪声转移 |
| 3.4.1 数值模拟 |
| 3.4.2 小信号近似解 |
| 3.5 噪声交叉调制 |
| 3.5.1 泵浦噪声间交叉调制 |
| 3.5.2 信号光噪声间交叉调制 |
| 3.5.3 泵浦噪声与信号噪声的交叉调制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 OPCPA放大器中两类新的噪声机理 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 后沿次脉冲向前沿非线性转移 |
| 4.2.1 数值模拟 |
| 4.2.2 理论模型 |
| 4.2.3 信噪比退化 |
| 4.3 散射起源的光参量噪声 |
| 4.3.1 激光束光散射背景的直接测量 |
| 4.3.2 实验光路 |
| 4.3.3 散射噪声的参量放大特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 时空啁啾耦合滤波技术 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 超短脉冲的时空耦合现象 |
| 5.2.1 脉冲前沿倾斜 |
| 5.2.2 空间啁啾 |
| 5.2.3 角色散 |
| 5.2.4 时空啁啾 |
| 5.3 时空啁啾耦合滤波技术的基本理论 |
| 5.3.1 基本思想 |
| 5.3.2 理论推导 |
| 5.3.3 数值模拟 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文的主要不足 |
| 6.3 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 已发表或录用的学术论文 |
| 已授权或受理的发明专利 |
| 致谢 |
（5）SiGe HBT超宽带低噪声放大器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 射频 SiGe HBT 的发展和现状 |
| 1.2 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器的研究现状与设计技术 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 设计技术 |
| 1.3 本论文课题来源、主要工作及创新点 |
| 第2章 SiGe HBT的射频噪声理论研究 |
| 2.1 涵括射频关联噪声的 SiGe HBT 新型噪声模型 |
| 2.2 Z 参数提取噪声参量法 |
| 2.3 噪声模型与 SiGe HBT 实验结果的比较 |
| 2.4 射频 SiGe HBT 的最小噪声系数与频率、集电极电流的相关性 |
| 2.4.1 最小噪声系数与频率的相关性 |
| 2.4.2 最小噪声系数与集电极电流的相关性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 射频 SiGe HBT的设计、制造和测试分析 |
| 3.1 平面结构射频 SiGe HBT 的结构参数设计 |
| 3.1.1 纵向结构的参数设计 |
| 3.1.2 横向结构的参数设计 |
| 3.2 射频 SiGe HBT 的制造工艺流程 |
| 3.3 射频 SiGe HBT 的测试与分析 |
| 3.3.1 基本直流参数测试 |
| 3.3.2 频率参数测试 |
| 3.3.3 噪声测试与 Z 参数法提取的实测噪声参量分析 |
| 3.3.3.1 发射极条长、条宽对噪声系数的影响 |
| 3.3.3.2 发射极-基极条间距对噪声系数的影响 |
| 3.3.3.3 基极条数对噪声系数的影响 |
| 3.3.3.4 频率、集电极电流对最小噪声系数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 新噪声模型对 C波段 SiGe HBT射频低噪声放大器设计的影响 |
| 4.1 低噪声放大器的基本理论 |
| 4.1.1 二端口网络和 S 参数 |
| 4.1.2 放大器的噪声系数 |
| 4.1.3 放大器的增益和增益平坦度 |
| 4.1.4 放大器的阻抗匹配和 Smith 圆图 |
| 4.1.5 放大器的稳定性判定条件 |
| 4.2 C 波段 SiGe HBT 射频低噪声放大器电路的拓扑结构与噪声匹配和阻抗匹配的设计 |
| 4.2.1 放大器电路拓扑结构的选取 |
| 4.2.2 噪声匹配设计 |
| 4.2.3 输入共轭阻抗匹配设计 |
| 4.2.4 同步实现噪声匹配与输入单端阻抗匹配设计 |
| 4.3 新噪声模型对 C 波段 SiGe HBT Cascode 射频低噪声放大器同步实现噪声匹配与双端阻抗匹配设计的影响 |
| 4.3.1 对采用电压偏置的射频低噪声放大器设计的影响 |
| 4.3.2 对采用电流偏置的射频低噪声放大器设计的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高增益、小面积 SiGe HBT超宽带低噪声放大器设计 |
| 5.1 典型的超宽带放大器电路拓扑结构 |
| 5.1.1 差分式放大器 |
| 5.1.2 平衡式放大器 |
| 5.1.3 负反馈式放大器 |
| 5.2 超宽带低噪声放大器增益和增益平坦度的改善技术研究 |
| 5.2.1 达林顿对的增益改善技术 |
| 5.2.2 旁路电抗元件补偿的增益平坦度改善技术 |
| 5.3 高增益、小面积的单一电阻反馈 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器设计 |
| 5.4 高增益、小面积的新型复合电阻反馈 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器设计及优化 |
| 5.4.1 偏置电路设计 |
| 5.4.2 噪声系数和输入阻抗优化 |
| 5.4.3 输出阻抗优化 |
| 5.4.4 整体性能 |
| 5.5 高增益、小面积的新型复合电阻反馈 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器版图设计 |
| 5.5.1 版图设计规则 |
| 5.5.2 版图布局优化的主要考虑 |
| 5.5.3 版图和电路性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高增益、小面积 SiGe HBT超宽带低噪声放大器单片集成芯片的制备与测试 |
| 6.1 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器单片集成芯片的制造工艺 |
| 6.1.1 SiGe BiCMOS 工艺的介绍 |
| 6.1.2 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器单片集成芯片中无源元件的设计 |
| 6.1.2.1 电阻的设计 |
| 6.1.2.2 电容的设计 |
| 6.1.3 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器单片集成芯片的制造工艺流程 |
| 6.2 高增益、小面积 SiGe HBT 超宽带低噪声放大器单片集成芯片的测试与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 主要结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）光分组交换网中的光信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信技术的发展 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 全光网 |
| 1.1.2.1 光线路交换 |
| 1.1.2.2 光突发交换 |
| 1.1.2.3 光分组交换 |
| 1.2 光分组交换研究现状及分析 |
| 1.3 光分组交换系统的核心器件 |
| 1.3.1 光开关 |
| 1.3.2 光逻辑单元 |
| 1.3.3 全光波长变换器 |
| 1.3.4 光放大器 |
| 1.3.5 光缓存 |
| 1.4 本论文的研究工作以及创新点 |
| 1.4.1 基于SOA/相位调制器的超快光开关 |
| 1.4.2 基于SOA 的可重构全光逻辑门以及波长变换 |
| 1.4.3 自动增益控制EDFA 的设计 |
| 1.4.4 基于宽带SBS 的可调慢光延迟线性能研究 |
| 1.4.5 基于FOPA 的可调慢光延迟线 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于SOA/相位调制器的超快光开关 |
| 2.1 光开关研究背景 |
| 2.1.1 光开关分类 |
| 2.1.2 大型超快光开关阵列 |
| 2.2 基于ON-OFF SOA 以及SOA-Sagnac 干涉环的超快光开关 |
| 2.2.1 基于on-off SOA 的快速光开关 |
| 2.2.2 基于SOA-Sagnac 干涉环的快速光开关 |
| 2.3 基于相位调制器-Sagnac 干涉环的超快光开关 |
| 2.3.1 基于PM-Sagnac 干涉环的光开关结构及其操作原理 |
| 2.3.2 PM-Sagnac 干涉环开关性能测试 |
| 2.3.2.1 开关波长相关性测试 |
| 2.3.2.2 静态开关性能测试 |
| 2.3.2.3 开关时间测试 |
| 2.4 基于PM-Sagnac 干涉环的超快光开关构建开关阵列 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于SOA 的可重构全光逻辑门及波长变换器 |
| 3.1 全光逻辑门及波长变换研究进展 |
| 3.2 基于SOA 的可重构全光逻辑门相关研究 |
| 3.2.1 基于干涉型SOA 中XPM 效应的可重构逻辑门 |
| 3.2.2 基于SOA 的XGM 和FWM 效应的可重构逻辑门 |
| 3.2.3 基于SOA 的FWM 效应及偏振编码信号的可重构逻辑门 |
| 3.3 在单个SOA 上同时实现可重构逻辑操作及波长变换 |
| 3.3.1 操作原理 |
| 3.3.2 实验方案 |
| 3.3.3 逻辑操作静态测试结果 |
| 3.3.4 逻辑操作结果演示 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 增益控制掺铒光纤放大器（EDFA）设计及性能研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 增益控制技术 |
| 4.1.1.1 增益的泵浦控制 |
| 4.1.1.2 增益的光控制 |
| 4.1.2 增加工作带宽 |
| 4.1.2.1 增益平坦技术 |
| 4.1.2.2 L 波段增益提高技术 |
| 4.1.2.3 多波段宽带EDFA 技术 |
| 4.2 利用一个布拉格光栅实现可调谐增益控制双通EDFA |
| 4.2.1 新型双通EDFA 结构 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.2.2.1 增益与噪声指数 |
| 4.2.2.2 增益谱 |
| 4.2.2.3 增益控制的临界条件 |
| 4.2.3 本节小结 |
| 4.3 低噪声全光增益控制 C＋L 波段EDFA |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 4.3.2.1 C 和L 波段的两束激光光谱 |
| 4.3.2.2 波长交错复用器的作用 |
| 4.3.2.3 增益谱和噪声指数 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于光纤SBS 效应的可调慢光延迟线系统性能研究 |
| 5.1 光缓存 |
| 5.2 慢光基本原理及主要研究进展 |
| 5.2.1 慢光基本原理 |
| 5.2.2 慢光研究现状 |
| 5.2.2.1 基于光纤SBS 效应的可调慢光延迟线 |
| 5.2.2.2 基于光纤SRS 效应的可调慢光延迟线 |
| 5.2.2.3 基于光纤参量放大的可调慢光延迟线 |
| 5.3 基于泵浦相位调制展宽布里渊增益谱的慢光研究 |
| 5.3.1 实验演示及性能分析 |
| 5.3.1.1 实验方案 |
| 5.3.1.2 泵浦和布里渊增益谱展宽 |
| 5.3.1.3 眼图测量 |
| 5.3.1.4 延迟测量 |
| 5.3.1.5 信号质量测量与分析 |
| 5.3.1.6 可控延迟 |
| 5.3.2 基于相位调制进一步展宽布里渊增益谱 |
| 5.4 Duobinary 信号在宽带布里渊放大器中的延迟性能研究 |
| 5.4.1 Duobinary 信号的产生 |
| 5.4.2 宽带布里渊增益谱的产生及优化 |
| 5.4.3 Duobinary 信号延迟 |
| 5.4.3.1 延迟实验方案 |
| 5.4.3.2 窄带滤波前后的输出光谱 |
| 5.4.3.3 信号延迟的性能测量 |
| 5.4.3.4 信号延迟量与信号开关增益的关系 |
| 5.5 基于带宽可调的SBS 同时延迟和解调速率可变的DPSK 信号 |
| 5.5.1 实验方案 |
| 5.5.2 实验结果与分析 |
| 5.5.2.1 窄带滤波前后的光谱测量 |
| 5.5.2.2 SBS 增益谱与解调后的眼图 |
| 5.5.2.3 解调和延迟性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于光参量放大器的可调慢光延迟线 |
| 6.1 参量慢光研究进展 |
| 6.2 基于通信波段光纤参量放大的慢光研究 |
| 6.2.1 理论分析及优化设计 |
| 6.2.1.1 参量慢光理论推导 |
| 6.2.1.2 数值仿真及时延优化 |
| 6.2.2 实验验证及系统测试 |
| 6.2.2.1 实验装置 |
| 6.2.2.2 参量增益谱和信号增益测量 |
| 6.2.2.3 时延及误码测试 |
| 6.2.3 分析与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 1. 基于 SOA/相位调制器的超快光开关 |
| 2. 基于 SOA 的可重构全光逻辑门以及波长变换 |
| 3. 自动增益控制 EDFA 的设计 |
| 4. 基于 SBS 的宽带可调慢光延迟线性能研究 |
| 5. 基于 FOPA 的可调慢光延迟线 |
| 附录Ⅰ缩略语 |
| 附录Ⅱ符号表 |
| 攻读博士期间科研成果 |
| 攻读博士期间参与科研项目 |
| 致谢 |
（7）基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤激光器 |
| 1.2.1 光纤激光器的发展历程及研究趋势 |
| 1.2.2 新波长光纤激光器 |
| 1.3 光纤中的几种典型非线性效应 |
| 1.3.1 自相位调制 |
| 1.3.2 交叉相位调制 |
| 1.3.3 受激拉曼散射 |
| 1.3.4 四波混频 |
| 1.4 光子晶体光纤 |
| 1.5 论文目的和选题依据 |
| 1.6 论文的主要内容及章节安排 |
| 第2章 基于双零色散光子晶体光纤的新波长源研究 |
| 2.1 计算光子晶体光纤特性的多极法 |
| 2.2 双零色散光子晶体光纤中的参量增益谱 |
| 2.2.1 双零色散光子晶体光纤的精确设计和拉制 |
| 2.2.2 参量增益谱和泵浦波长的关系 |
| 2.2.3 双零色散光子晶体光纤中参量增益谱的测试 |
| 2.3 双零色散光子晶体光纤中的色散波产生 |
| 2.3.1 色散波的产生条件 |
| 2.3.2 可见色散波的产生 |
| 2.3.3 中红外色散波的产生 |
| 2.4 双零色散光子晶体光纤中交叉相位调制产生紫外光 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光子晶体光纤参量放大器的研究 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 零色散位于 1.06 μm 附近光子晶体光纤中的参量增益谱 |
| 3.3 脉冲泵浦光子晶体光纤参量放大器 |
| 3.3.1 脉冲泵浦光学参量放大器理论 |
| 3.3.2 高增益宽带放大器 |
| 3.3.3 大波长范围可调谐增益 |
| 3.3.4 基于光子晶体光纤参量放大器的可调谐脉冲源 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超宽带可调谐光子晶体光纤参量振荡器 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 光子晶体光纤参量振荡器的波长调谐方法 |
| 4.3 泵浦波长调谐法实现的光子晶体光纤参量振荡器 |
| 4.4 时间色散高效连续调谐光子晶体光纤参量振荡器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高能量转换效率光子晶体参量振荡器的研究 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 双腔光子晶体光纤参量振荡器 |
| 5.2.1 四波长输出光纤参量振荡器 |
| 5.2.2 双腔高转换效率光纤参量振荡器 |
| 5.3 全光纤结构高转换效率光子晶体光纤参量振荡器 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 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 |
（8）基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.3 数值仿真方法 |
| 1.4 论文的研究内容及成果 |
| 2 光纤参量放大器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤的线性和非线性效应 |
| 2.3 光纤参量放大器的增益特性 |
| 2.4 纵向随机色散涨落的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 DPSK信号全光相位再生和波长组播 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统结构 |
| 3.3 双泵浦单模式PS-FOPA的理论分析 |
| 3.4 DPSK光信号同时实现相位再生和波长组播 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 QPSK信号全光相位再生和波长组播 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统结构 |
| 4.3 基于双共轭泵浦简并PS-FOPA的全光QPSK相位再生 |
| 4.4 QPSK光信号同时实现相位再生和波长组播 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于光纤参量光放大器的参量光开关 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤参量光开关的理论模型 |
| 5.3 相位不敏感参量光开关 |
| 5.4 相位敏感参量光开关 |
| 5.5 光纤纵向色散涨落的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间授权中国发明专利 |
（9）耗散孤子光参量振荡器及高强度中红外光参量放大器理论研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 耗散孤子 |
| 1.1.1 孤子与耗散孤子 |
| 1.1.2 耗散孤子概念的理论起源 |
| 1.1.3 自然界中的耗散孤子现象 |
| 1.1.4 耗散光孤子的研究现状 |
| 1.2 光参量振荡器和放大器 |
| 1.2.1 光参量过程的物理原理 |
| 1.2.2 光参量振荡器的研究背景和现状 |
| 1.2.3 光参量放大器的研究背景和现状 |
| 1.3 本论文的意义和主要内容 |
| 1.3.1 本论文的主要工作和意义 |
| 1.3.2 本论文的研究方法 |
| 第二章 光参量振荡器中耗散孤子的形成机制 |
| 2.1 耗散孤子在光参量振荡器中的形成条件 |
| 2.2 非线性相移对耗散孤子的影响 |
| 2.3 增益对耗散孤子的影响 |
| 2.3.1 泵浦光光强对耗散孤子的影响 |
| 2.3.2 非线性晶体的d_(eff)对耗散孤子的影响 |
| 2.4 色散对耗散孤子的影响 |
| 2.5 GVM对耗散孤子的影响 |
| 2.6 总结 |
| 第三章 不同类型耗散孤子光参量振荡器理论研究 |
| 3.1 基于三阶非线性的耗散孤子光参量振荡器 |
| 3.1.1 独立三阶非线性材料的引入与耗散孤子的形成 |
| 3.1.2 中红外周期量级脉冲耗散孤子光参量振荡器 |
| 3.2 基于级联非线性耗散孤子光参量振荡器 |
| 3.3 总结 |
| 第四章 耗散孤子光参量振荡器实验研究 |
| 4.1 高功率皮秒泵浦源系统的研制 |
| 4.2 基于三阶非线性耗散孤子光参量振荡器的实验研究 |
| 4.3 基于级联非线性耗散孤子光参量振荡器的实验研究 |
| 4.4 总结 |
| 第五章 100TW级中红外光参量放大器理论研究与设计 |
| 5.1 中红外强激光的背景与现状 |
| 5.2 100TW级中红外激光系统的理论设计 |
| 5.2.1 整体技术方案设计 |
| 5.2.2 非线性晶体的选择和设计 |
| 5.2.3 信号光波长的选择 |
| 5.2.4 信号光放大带宽的优化 |
| 5.2.5 信号光的放大与系统稳定性分析 |
| 5.3 100TW级中红外激光系统设计中的实际问题 |
| 5.4 总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（10）光学参量啁啾脉冲放大技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超短激光脉冲技术发展和现状 |
| 1.2 光参量啁啾脉冲放大技术的发展 |
| 1.2.1 光参量脉冲放大概念 |
| 1.2.2 光参量啁啾脉冲放大技术的工作方式 |
| 1.2.3 光参量啁啾脉冲放大的发展 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 光参量啁啾脉冲放大的基本理论 |
| 2.1 光参量放大理论概述 |
| 2.2 光参量放大的耦合波方程 |
| 2.3 光参量放大晶体 |
| 2.4 光参量放大中的相位匹配 |
| 2.4.1 相位匹配条件 |
| 2.4.2 相位匹配方式 |
| 2.5 光学参量放大器中的带宽 |
| 2.5.1 参量带宽 |
| 2.5.2 增益带宽 |
| 2.6 空间走离效应 |
| 2.7 结论 |
| 第三章 超宽带光参量放大理论研究 |
| 3.1 非共线超宽带光参量放大理论研究 |
| 3.2 宽带抽运的超宽带光参量放大理论研究 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 基于钛宝石锁模激光器的OPCPA 系统技术研究 |
| 4.1 基于钛宝石锁模激光器的OPCPA 系统原理 |
| 4.2 基于钛宝石锁模激光器的OPCPA 的系统设计 |
| 4.2.1 种子源的选择 |
| 4.2.2 抽运光的选择 |
| 4.2.4 展宽器的设计 |
| 4.2.5 压缩器的设计 |
| 4.2.5.1 压缩器的原理 |
| 4.2.5.2 本系统所用压缩器的设计 |
| 4.2.5.3 本系统所用压缩器的研制 |
| 4.2.6 抽运光与信号光的同步 |
| 4.3 光参量啁啾脉冲放大系统的实验研究 |
| 4.3.1 抽运光强与放大增益之间的关系 |
| 4.3.2 放大后的光谱形状 |
| 4.3.3 放大信号光的光束质量 |
| 4.3.4 压缩后的放大信号光脉冲的时域分布 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 基于锁模光纤激光器的OPCPA 系统技术研究 |
| 5.1 两级单通光参量啁啾脉冲放大系统结构 |
| 5.1.1 光参量啁啾脉冲放大系统的实验装置 |
| 5.1.2 基于锁模光纤激光器为种子源的OPCPA 系统的设计 |
| 5.1.3 基于光纤激光器为种子源的OPCPA 系统的实验研究 |
| 5.2 单级双通放大系统 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验研究 |
| 5.3 结论 |
| 第六章基于堆积脉冲光参量啁啾脉冲放大系统 |
| 6.1 基于堆积脉冲光参量啁啾脉冲放大系统原理 |
| 6.2 基于堆积光纤激光器为种子源的OPCPA 系统的实验研究 |
| 6.2.1 抽运光强与信号光放大增益之间的关系 |
| 6.2.2 放大前与放大后的信号光光谱特性 |
| 6.2.3 放大后的信号光的的输出脉冲的时域特性 |
| 6.3 结论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文的主要工作 |
| 7.2 对未来的工作展望 |
| 发表文章和专利 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、宽带参量放大器设计理论（论文参考文献）
- [1]用于超导量子计算的参量放大器及量子芯片的制备和研究[D]. 黄克强. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2017(12)
- [2]基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究[D]. 王凯. 北京邮电大学, 2019(01)
- [3]超宽带中红外光参量放大技术及其应用研究[D]. 陈列尊. 湖南大学, 2012(06)
- [4]啁啾脉冲放大环境中的光参量噪声研究[D]. 王静. 上海交通大学, 2016(03)
- [5]SiGe HBT超宽带低噪声放大器的研究[D]. 沈珮. 北京工业大学, 2012(12)
- [6]光分组交换网中的光信号处理技术研究[D]. 义理林. 上海交通大学, 2008(07)
- [7]基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源[D]. 张磊. 清华大学, 2014(05)
- [8]基于光纤参量放大器的全光信号处理技术的研究[D]. 孟岩. 华中科技大学, 2016(08)
- [9]耗散孤子光参量振荡器及高强度中红外光参量放大器理论研究与设计[D]. 王付永. 上海交通大学, 2016(03)
- [10]光学参量啁啾脉冲放大技术的研究[D]. 李晓莉. 西安电子科技大学, 2010(10)