一、高阶受激喇曼散射的几个问题（论文文献综述）
郑强[1]（2020）在《相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究》文中研究说明光纤非线性效应是制约光纤通信系统容量进一步提升的关键因素之一,随着全球通信业务的海量增长,现有光纤通信系统的容量已经接近非线性香农极限,研究如何克服光纤通信系统中非线性效应的影响,突破非线性香农极限具有重要意义。光纤非线性效应理论模型和补偿方法的研究也一直是光纤通信系统中的研究热点和难点,而现有的非线性效应理论模型还存在不够全面的问题,现有的非线性效应补偿方法则需要进一步提高性能、降低复杂度。基于以上背景,本论文研究了两种重要的相干光纤通信系统—双向拉曼超长跨距系统和波分复用（WDM,wavelength division multiplexing）系统中非线性效应的理论模型及补偿算法,提出了两种非线性效应理论模型,并基于理论模型的分析结果提出了三种补偿算法,主要研究内容和成果包括:（1）建立了双向拉曼超长跨距系统中光纤非线性效应的理论模型。该理论模型除了考虑信号自身的非线性效应以外,还考虑了信号与噪声在非线性效应的作用下产生的非线性信号-噪声相互作用（NSNI,nonlinear signal-noise interaction）。该模型可以较为快速、精确地计算双向拉曼超长跨距系统中非线性干扰的功率,一定程度上弥补了现有的模型不太适用于双向拉曼超长跨距系统的缺陷。（2）基于上述理论模型,提出了双向拉曼超长跨距系统中一种非线性前补和后补结合的非线性补偿算法,该补偿算法能在一种程度上减少系统中噪声和信号在非线性效应下的相互作用,抑制系统中的一部分NSNI,提高非线性补偿的效果。仿真和实验结果表明该方法能够有效地抑制双向拉曼超长跨距系统中的NSNI,在不增加计算复杂度的情况下,非线性补偿的性能比数字背向传播（DBP,digital back-propagation）算法提高1 dB以上。（3）研究了WDM系统中的光纤非线性效应对信号的影响,提出了一种能够较为全面地分析系统中非线性效应对信号影响形式的非线性效应分析模型。该分析模型可以分析系统中非线性效应对信号的影响形式,从而有针对性地制定相应的非线性效应补偿方法,提高非线性补偿的性能。（4）基于非线性效应分析模型对WDM系统分析的结果,提出了一种联合补偿算法抑制WDM系统中的交叉相位调制（XPM,cross-phase modulation）。该联合补偿算法先采用非线性前补的方法使非线性效应对信号的影响形式更偏向于易于补偿的非线性相位噪声,然后采用相位恢复算法对非线性相位噪声进行补偿,最终抑制系统中的XPM。该联合补偿算法在11个信道1000 km的传输仿真中能够提高信号的信噪比（SNR,signal-to-noise ratio）约0.4 dB,与其它电域XPM盲补偿方法的性能相当,但是本论文的方法无需其它信道的信息,算法更简单且易于实现。（5）提出了一种基于改进的判决导向递归最小二乘（DD-RLS,decision directed recursive least square）算法的非线性相位噪声追踪算法。改进后的DD-RLS算法具有更快的收敛速度,更好的噪声容忍度和更好的非线性相位噪声追踪性能,在与（4）中的非线性前补结合后可以有效地抑制XPM。在11个信道1000 km的传输仿真中,该方法可以提高信号的Q2值0.8 dB。该方法的增益要优于已有的非线性相位噪声补偿算法,而且计算复杂度也低于同类算法。
张禄滨[2]（2020）在《基于分布式光纤传感技术的管道监测与评估》文中提出分布式光纤传感技术是近年来的研究热点,光纤作为传感器相比传统点式传感器具有分布式测量、抗电磁干扰、信号实效性好等多种优点,本论文将分布式光纤传感技术应用到管道监测中,主要进行了管道沉降和管道第三方入侵破坏识别研究,具体研究工作如下:在管道沉降监测方面:首先进行了布里渊光时域分析技术相关原理以及布里渊光时域光纤解调仪的学习;其次,研究了光纤“应变—管道沉降位移”算法,提出了一种新的利用分布式光纤进行管道沉降间接监测的方法。同时,对管道沉降研究中的光纤植入方式进行研究,确定了“土工布+光纤”的植入方式;随后,将“应变—管道沉降位移”算法程序化,并通过构造的复杂沉降曲线验证算法;最后,通过设计管道沉降模拟试验,进行试验,分析、处理采集到的数据,验证了本文所提出的新型管道沉降间接测量方法。在管道第三方入侵破坏识别研究上:首先进行了Φ-OTDR相位敏感型光纤相关传感原理和Φ-OTDR光纤解调仪的学习;其次,在实验室内搭建Φ-OTDR振动测试系统,利用励磁式振动台作为入侵装置,研究外界振动与瑞利散射光强之间的关系以及Φ-OTDR光纤解调仪的仪器参数特征;随后,通过室外埋设传感光纤,模拟实际管道工程中常见的第三方入侵破坏,研究第三方入侵破坏所产生的振动信号的特征;最后,分析、处理所采集的数据,通过多种信号处理方式进行振动信号的特征提取,再利用SVM支持向量机进行管道入侵破坏的模式识别研究。
唐启永[3]（2019）在《基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究》文中研究表明匹配干涉光纤水听器结构简单、解调方案灵活,在远程大规模阵列方面具有明显优势。本文将匹配干涉阵列与远程传输系统相结合,通过光学结构改进及参数优化,有效提升了系统的综合性能。论文主要工作和创新点如下:1、分析了匹配干涉传感器在远程传输大规模阵列中的优势与不足,提出了将非平衡匹配干涉传感阵列与远程传输系统相结合的方案。通过PGC调制和PM调制,获得较好的远程传输噪声抑制效果,50km传输系统的相位噪声与短程系统基本相当,约-102d B@1k Hz。2、研究了匹配干涉结构和臂差对远程传输光路拾音噪声的影响,提出将PMDI与TDM近程匹配,该结构的微分作用减小了引入的噪声幅值,使系统具有光路拾音噪声自抑制功能。实验结果表明,相比远程匹配干涉结构,近程匹配结构的拾音噪声抑制可达29.5d B@2k Hz,与理论相符。3、研究了匹配干涉水听器远程传输系统光发射端EDFA-BA增益饱和引入脉冲畸变及线谱噪声特性,测试了高功率注入远程系统时MI引起的光功率及噪声受限情况。通过采用EDFA/FRA混合放大,提升了系统的性能。在同等噪声条件下,可增加传输距离约10km。4、设计了非平衡匹配干涉型TDM阵列远程传输系统,对系统进行综合测试及性能评估。结果表明PMDI-PGC解调系统工作稳定性良好,各通道本底噪声均在-100d B附近,信号解调稳定性优于±0.5d B。系统串扰主要由AOM消光比决定,各通道平均时分复用串扰均优于-45d B。
黄泽铗[4]（2018）在《保偏光纤传感器与光纤敏感环模耦合研究》文中研究说明光纤传感器已经走出了实验室,在国防、交通以及医疗等领域获得广泛应用。与普通单模光纤传感器相比,保偏光纤传感器不仅具有抵御外部环境干扰并保持偏振态稳定传输的优点,而且它多了双折射、偏振主轴以及模耦合等参数,可以用于更多参数的传感。但保偏光纤用于传感器时,必然引入新的双折射,因此作为保偏光纤传感器的基本传感机理,必须考虑保偏光纤固有双折射与被测传感量引起的诱导双折射之间的双重偏振效应问题。本文引入了四元数的概念并应用于偏振光学领域,以此为工具,彻底搞清楚双重偏振效应问题,为研究保偏光纤传感器提供了基础,具有重要的理论意义。保偏光纤传感器的另一个重要问题是保偏光纤性能下降导致传感器的性能下降,其最主要的因素是偏振模耦合或偏振串音。因此,深入研究多种因素导致的偏振模耦合对保偏光纤中偏振态传输的影响机理,实现对保偏光纤的偏振模耦合系数的分布式、高精度和高空间分辨率测量,具有十分重要的学术价值和实用意义。保偏光纤传感器可分为点式、准分布式和分布式三类,保偏光纤分布式传感器同时具有分布式传感与保偏光纤传感的双重优点,测量参数会更多,而测量结果将更稳定。保偏光纤分布式传感器的主要技术方案是基于偏振的OTDR技术,对于传统的P-OTDR技术,其偏振态的检测与光源脉冲宽度密切相关,要求脉冲宽度所对应的长度必须小于光纤拍长的1/4。由于保偏光纤的拍长很短（mm量级）,按照传统技术,要实现保偏光纤分布式传感的脉冲宽度应该在亚皮秒甚至飞秒量级,非常难以实现。因此,作为实际的传感器,必需突破这个约束条件。本论文提出了一种对准偏振主轴的保偏光纤分布式传感器,实现了保偏光纤传感器的分布式测量。在P-OTDR系统中,瑞利背向散射光的EDFA低噪声放大是一个关键问题,因此寻求微弱信号光的低噪声放大,对提高P-OTDR系统的测量距离和测量精度,具有非常重要的意义。本文针对以上问题开展了大量研究工作,在研究过程中取得的创新性成果如下:1.采用四元数的方法,以应力型保偏光纤为例对保偏光纤中多重偏振效应的共同作用问题进行了理论分析和推导,最后提出了“保偏光纤中由多重偏振效应引起的双折射合成满足矢量叠加原理”。2.提出了一种保偏光纤应力传感器结构。针对保偏光纤,基于弹光效应,运用等效阶跃光纤法,推导出应力大小与光纤介电常数的关系;忽略光纤的损耗,利用四元数的方法研究了 4个因素（即固有双折射、入射光的偏振态、外部应力的方向和大小）对保偏光纤传输光偏振态的影响,最终得到了应力主轴方向与外部应力方向之间的线性关系。该传感器结构经过了不同种类光纤的实验验证,得到了最大角度测量误差为2.24%的结果;填补了基于光纤实现应力方向测量的空白。另外,对不同涂覆层光纤的形变恢复特性做了实验研究,发现镀金属层光纤比一般涂覆层光纤更适用于应力快速变化的场景。3.提出了一种保偏光纤扭转传感器结构。利用四元数的方法研究了光纤扭转与偏振态演化的关系,发现其扭转主轴与光纤固有的双折射和扭转长度等因素无关,只取决于扭转的方向。实验测量了不同类型光纤的扭转系数。该传感器结构简单、成本较低,且能实现高精度的测量。4.提出了一种基于保偏光纤的分布式传感器结构。基于经典的功率模耦合理论,证明了通过瑞利背向散射光的偏振态求解其偏振消光比,然后通过偏振消光比再进一步求解得出偏振模耦合系数。在实验上实现了保偏光纤多个外应力点的分布式测量,验证了该方案的可行性和可重复性,且分布式测量的空间分辨率达到了 1米,定位精度为0.5米。与传统的非完整P-OTDR相比,本文的完整P-OTDR具有更高的测量精度和空间分辨率。5.提出了一种测量光纤敏感环模耦合的方法。利用三点四元数方法,理论上证明了通过光纤上邻近3点的3个Stokes矢量可以计算得到这段光纤之间的偏振模耦合系数。通过比较光纤环正反向和快慢轴的测量结果,以及不同长度的光纤环测试,实验上验证了该方案的可行性和可重复性,其测量空间分辨率最高达到1米。验证了该系统实现保偏光纤主轴失配连接的分布式测量和定位的可行性。该研究成果对精确测量光纤敏感环的偏振模耦合和定位耦合点提供了一种新型方案,对提高光纤陀螺的性能具有重要的参考意义。
陈柯杉[5]（2018）在《基于FRA的光纤水听器远程无中继传输系统的性能研究》文中提出远程无中继光纤水听器系统是水下预警探测的重要组成部分,是延伸预警探测距离、扩大预警探测范围的重要方式。为获得更高信噪比与更远传输距离,远程无中继光纤水听器系统通常会采用在线式光纤拉曼放大（Fiber Raman Amplifier,FRA）对模拟光信号进行放大。但光纤拉曼放大产生的非线性效应会导致光纤水听器远程无中继传输系统性能恶化,并导致光纤水听器系统噪声水平下降。本文从光纤拉曼的基本原理出发,对光纤水听器远程无中继传输系统的拉曼放大增益和噪声特性进行理论和实验研究,为优化拉曼放大参数和改善远程无中继光纤水听器系统的性能提供支撑。具体研究内容和创新点如下:一、利用分布式FRA理论模型分析远距离传输光纤水听器系统性能。使用打靶法对拉曼方程进行数值计算,并仿真FRA放大后传输光纤中的光功率分布,分析了FRA放大传输过程所面临的调制不稳定性、受激布里渊散射、强度噪声转移等问题。二、搭建了光纤水听器远程无中继放大传输系统,开展了同向和反向拉曼放大的增益特性、线宽展宽及噪声特性的实验。相比反向FRA放大,同向FRA放大在远距离无中继光纤水听器系统中能获得更高光信噪比的输出光。但调制不稳定性（Modulation Instability,MI）效应更易发生在同向FRA放大过程中,这导致了同向FRA放大后输出光相位噪声水平比反向FRA放大高2dB左右。当功率太大时,受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）和MI效应时还会导致信号光的线宽展宽。SBS效应使线宽展宽了13.9%,MI效应使线宽展宽了89%,MI效应的影响大于SBS效应的影响。拉曼放大时泵浦源的相对强度噪声（Relative Intensity Noise,RIN）越高,信号光所对应的RIN就越高。同向FRA放大比反向FRA放大对泵源的RIN更为敏感,影响更大。随着信号光RIN的增加,相位噪声波动越来越大,FRA放大时的RIN转移会使信号光RIN提高,进而引起相位噪声指数提高。RIN噪声恶化所带来的噪声转移将会给相位噪声带来接近翻倍的影响,即RIN噪声每增大1dB,相位噪声将会对应地增大约2dB。三、研究了二阶FRA光纤水听器远距离传输系统的放大性能优化,获得了比一阶FRA放大更远的传输上限距离。在达到输出功率上限时,同向二阶FRA的光纤水听器最大传输距离在100km传输距离的基础上比一阶FRA长15km;反向二阶FRA在相同增益情况下,光纤水听器最大传输距离在100km传输距离的基础上比一阶FRA可延长10km。
王振[6]（2018）在《窄线宽多波长光纤激光器及其应用研究》文中研究指明多波长光纤激光器具有线宽窄、输出的波长数多、成本低、与光纤系统兼容、可调谐范围宽等优点,因而成为近年来的研究热点。本论文主要依据光纤中的受激布里渊散射效应,对多波长布里渊-拉曼光纤激光器、多波长布里渊光纤激光器及其光学拍频微波信号的产生开展了理论和实验研究,进而研究了多波长布里渊光纤激光高精度温度传感特性,主要研究成果总结为如下几点:1.设计了一种线性腔结构的多波长布里渊-拉曼光纤激光器,该激光器是一种结合了光纤中受激布里渊散射效应以及受激拉曼散射效应两种非线性效应的混合增益型多波长光纤激光器。利用色散补偿光纤同时作为布里渊增益介质和拉曼增益介质,并且色散补偿光纤也能提供随机的分布式瑞利反馈。该激光器在1544.98 nm到1563.58nm的18.6 nm带宽范围内获得了245个波长输出,波长间隔为0.072 nm。此外,还探究了瑞利散射对输出激光光谱整形的作用。2.设计了三种不同波长间隔的多波长布里渊光纤激光器,并且基于这三种不同波长间隔的多波长布里渊光纤激光器,利用光外差法分别产生了10.5 GHz、21.48 GHz以及31.77 GHz的拍频微波信号,产生的拍频微波信号在室温条件下均具有良好的稳定性。第一种多波长布里渊光纤激光器能在1565.064 nm至1565.764 nm的范围内获得9个波长的多波长激光输出,相邻两个波长之间的波长间隔为0.084 nm。第二种多波长布里渊光纤激光器通过结构设计能够将奇数阶布里渊斯托克斯光和偶数阶布里渊斯托克斯光分开输出,实验获得了7个偶数阶次的布里渊斯托克斯光和16个奇数阶次的布里渊斯托克斯光输出,相邻两个波长之间的波长间隔均为0.175 nm。第三种多波长布里渊光纤激光器能够输出三倍布里渊频移间隔的多波长激光,实验获得了9个波长的多波长激光输出,波长间隔为0.259 nm。3.设计了一种基于双倍布里渊频移间隔多波长布里渊光纤激光器的高灵敏度光纤温度传感器,利用激光器产生的高阶次布里渊斯托克斯光对进行拍频得到拍频微波信号,再对微波信号进行解调得出温度变化信息,传感灵敏度最高达13.083MHz?℃。
韩纪龙[7]（2017）在《相干光通信中数字信号处理算法优化研究》文中指出相干光通信具有容量大、传输距离远等优点,在当今高速信息传输的时代有着极其重要的地位。然而相干光通信系统中存在许多缺陷,比如光纤中的色散、非线性效应、ADC采样时钟误差、频偏和相位噪声等,会对接收到的信号造成严重损伤。为了解决这些问题,在相干光通信系统中,采用DSP技术进行补偿。但是随着信号速率的提升,DSP技术的物理实现遇到了挑战,在实际的光纤通信系统中,DSP算法需要对信号做到实时处理,因此需要大大降低算法的复杂度,从而降低对DSP硬件实现的要求。本文为了降低算法的复杂度,对相干光通信系统中的DSP算法进行了研究,取得的研究成果可以概括为以下几个方面:（1）提出了一种M阶绝对值运算,实现调制相位信息的去除。本文将该算法用于主流的基于快速傅里叶变换（FFT）的频偏估计算法和基于相位差的频偏估计算法中消除调制相位信息对频偏估计的干扰。通过研究发现,该算法不仅提高了频偏估计的精度,而且还大大降低了算法的复杂度。（2）提出了一种零乘法器的相位估计算法,本文对相位估计算法中最常用的Viterbi&Viterbi（V&V）算法进行改进,得到了一种无需乘法器的相位估计算法。并将该算法分别用于QPSK、8PSK、8QAM和16QAM系统中进行性能研究,发现该算法的抗噪性要优于V&V算法,而且无需乘法器,复杂度被大大降低了。（3）提出了一种多步插值FFT的频偏估计算法,该算法可以有效解决基于FFT频偏估计算法中栅栏效应带来的估计误差。与基于最小二乘法的频偏估计算法相比,该算法的复杂度较低,在达到同等估计精度的条件下,该算法的复杂度只需要基于最小二乘法的频偏估计算法的7.26%。除此之外,该算法还可以根据对信噪比容忍度和复杂度的不同要求,来合理选择插值的步数,增加了算法的灵活性。（4）提出了一种基于相位角FFT的联合频偏估计算法,与现有的基于相位角FFT的频偏估计算法相比,该算法只需要作一次FFT运算,可以有效降低计算复杂度,当数据块长度大于213时,该算法的复杂度可以降低一半。（5）提出了一种基于误差函数计算的相位估计算法。通过对盲相位搜寻（BPS）算法复杂度较高的原因进行分析,提出了一种基于误差函数计算的相位算法,该算法重新定义了一个误差函数,使得只需要计算四个测试角的误差函数值就可以得到相位估计值。该算法还可以与经过改进的V&V算法联用,可以到达与32个测试角的BPS算法相近的估计精度,而复杂度只需要后者的20.6%。本论文重点对频偏估计算法和相位估计算法的复杂度进行了优化,通过提出这些算法可以有效降低频偏估计和相位估计的复杂度,从而节省了硬件实现的空间和功耗,为相干光通信系统中实时DSP技术的发展起到了一定的推进作用。
刘斌[8]（2016）在《高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究》文中指出受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）显微成像技术是一种新兴的无标记显微成像技术,其成像衬度来源于分子振动特性,因而具有优异的化学选择性和化学特异性。除此之外,由于SRS显微成像具有高分辨率、高灵敏度和无侵入性等特点,在不到十年的时间里已经发展成为生命科学领域研究中的一项重要工具。基于高光谱SRS和多元SRS的受激拉曼光谱显微成像更是在每一个像素点都拥有一段光谱,因此其不仅可以区分拥有重叠拉曼谱带的不同分子,还能提供更加丰富的化学信息,成为最近两三年来研究的前沿和热点。然而受发展时间限制,目前受激拉曼光谱显微成像的研究还有很多方面需要完善,其应用仍然需要开拓。鉴于此,本文利用光谱聚焦以及非线性光谱压缩和脉冲整形相结合的方法开展了高分辨受激拉曼光谱成像技术以及其在膜电位检测和木质素化学成分分析中的应用研究。理论上,本文首先利用非线性耦合波方程对SRS信号的产生过程进行了推导,给出了SRS信号的表达式。分析并比较了不同非共振背景下的SRS和CARS光谱线型的差异。研究了入射激光偏振对不同退偏比拉曼振动模SRS信号强度的影响,揭示了偏振调制SRS成像的基本原理。详细讨论了SRS成像中的噪声、信噪比以及背景等问题,指出在理想情况下SRS显微成像系统应具有散粒噪声极限探测能力。分析了光谱聚焦方法实现高光谱相干拉曼散射显微成像的机理,并利用玻璃棒引入线性啁啾建立了一套基于光谱聚焦方法的高光谱SRS显微成像系统,针对该方法中存在的拉曼频移校准和信号强度校准问题,给出了具体的解决方案。同时在应用研究方面,首次探讨了利用SRS信号无标记探测细胞膜电位的可行性。以红细胞血影为模型,完成了单个自然细胞膜的振动光谱成像,证实了高光谱SRS显微成像探测单个细胞膜的灵敏度。通过操控细胞膜内外离子成分改变跨膜电位,同时利用受激拉曼光谱成像观察不同电势下的细胞膜,发现SRS光谱线型随膜电位改变发生显着变化,结果表明SRS成像有望用于细胞膜电位的无标记测量。考虑光谱聚焦方法光谱分辨率较差,难以满足指纹区的成像应用,而脉冲整形技术又不能有效利用激励激光功率,通过理论分析非线性光谱压缩机理和总结已报导的实验方案,开发了一套灵活、紧凑的非线性光谱压缩装置,该装置可将宽带飞秒激光线宽压缩至几个波数,同时维持一半以上的激光功率,利用搭建的非线性光谱压缩装置所提供的高功率斯托克斯激励光源,分别在指纹区和静默区建立了两套光谱分辨率优于10 cm-1的高光谱SRS显微成像系统,同时在静默区系统中改进了光谱扫描装置,设计了一种基于检流计振镜的新型脉冲内部光谱扫描器。针对当前高光谱SRS成像主要用于动物细胞、组织和模型生物研究的现状,利用分子指纹振动,开展了高光谱SRS显微成像用于分析描绘木质素化学成分分布的研究。以拟南芥作为模型,运用高光谱SRS显微成像观察对比转基因拟南芥与野生型拟南芥,确立了高光谱SRS显微成像定量区分木质素中不同化学组份并实时监测木质素化学成分变化的能力。将研究进一步拓展至长狗尾草和玉米秸秆,利用高光谱SRS显微成像观察维管束内纤维细胞,结合多元曲线分辨（multivariate curve resolution,MCR）分析,首次揭示了木质素中醇和醛两种不同组份在植物细胞壁内的渐变分布。最后,针对目前多元SRS成像光谱探测范围较窄的问题,提出了一种利用反向啁啾脉冲实现多元SRS显微成像的新方法,利用玻璃棒和光栅对分别对泵浦光和斯托克斯光引入正、负啁啾,建立了一套基于反向啁啾脉冲的多元SRS显微成像系统,同时通过对DMSO样品进行成像观察,验证了该方法的可行性。本文的研究成果推动了受激拉曼光谱显微成像技术的进步,丰富并拓展了其成像应用研究,对SRS显微成像的进一步发展具有重要的科学意义。
朱庆财[9]（2015）在《甘肃移动省内干线OTN传送网设计与实施》文中认为光传送网（OTN）是当前主要的传输承载技术,针对移动全业务开展所需的高带宽、灵活业务配置、大粒度等需求,OTN提供了有效的解决方案。论文结合甘肃移动省干传送网项目,研究了OTN网络的设计与实施。论文首先简述了OTN原理和主要技术,然后讨论了省干传输网络的需求分析、设计依据和规划方法。论文结合甘肃移动省干OTN网络实际工程,提出了省内干线OTN系统组网规划原则、组网模型和保护方案。论文提出的设计方案经实际工程应用效果良好。
赵兴涛[10]（2015）在《掺镱、亚波长空芯及新型高非线性光子晶体光纤的研究》文中研究说明光子晶体光纤呈现出许多传统光纤难以实现的特性,如掺镱光纤的大模面积单模特性、小芯光纤的高非线性、色散可调性、高双折射、空芯光纤的光子带隙等,因而备受关注,成为光电子学和光学领域的研究重点。本文针对光子晶体光纤在光纤激光器、光通信和光纤传感等领域的研究及应用需求,开发其应用潜力,对多种新型光子晶体光纤的设计、制备及传输性能进行深入研究,主要包括：大模面积单模掺镱光子晶体光纤、亚波长空气孔传光的新型空芯光子晶体光纤、高非线性光子晶体光纤、三个和四个零色散波长光子晶体光纤。主要创新成果如下：1.首次对大芯径掺镱光子晶体光纤各种模式有效折射率之间的关系进行了分析,给出了单模传输条件。利用有限元法和有效折射率法,分别对不同纤芯折射率及结构参数的大芯径掺镱光子晶体光纤的各个模式折射率进行了模拟,首次给出了单模传输时纤芯折射率与孔间距、空气填充比、纤芯直径等光纤结构参数所满足的关系。设计出了纤芯直径分别为50μm、100μm/150μm的大芯径单模掺镱光子晶体光纤。在掺镱光子晶体光纤设计、制备过程中,不仅可以调节纤芯材料折射率,还可以通过调节光纤的结构参数,得到大模面积单模传输,为光纤的设计和制备提供新的理论指导。2.传统的化学沉积法很难制备纤芯与包层低折射率差的大芯径光纤,限制了大模面积单模光纤的发展。本文提出了一种制备掺镱光子晶体光纤的新方法,利用溶液掺杂-高温熔炼法制备高掺镱浓度石英玻璃。对光子晶体光纤的拉制工艺、拉制过程中温度场分布进行了研究,拉制出了多种新型光子晶体光纤。用掺镱石英玻璃作为纤芯制备光纤预制棒,拉制出了纤芯直径约为130μm的掺镱光子晶体光纤,对其光谱特性进行了实验测量,分析了其吸收光谱与荧光光谱,实现了良好的激光输出,为稀土掺杂光纤制备提供了新途径。3.提出了一种亚波长空气孔传光的新型空芯光子晶体光纤,利用有限元方法分析了其模场分布、损耗和色散特性随光纤结构参数及波长的变化规律。首次根据光的衍射原理和光子晶体光纤的传输特性,对低折射空气孔传光的物理机理进行了解释。首次得到了亚波长空气孔低损耗、单模传输时,光子晶体光纤结构参数和波长的取值范围。设计出了一种优化的光子晶体光纤结构,其模场集中在纤芯微小空气孔中,限制损耗α=5.9×10-5dB/km。根据所设计的光纤结构参数,制备出了纤芯带有微小空气孔的光子晶体光纤,光在空气孔中高强度、长距离传输,为光与物质相互作用及非线性光学的研究提供了新条件。4.利用分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程,得到了光子晶体光纤输出光谱与结构参数及脉冲参数的关系,并进行了实验研究,理论与实验结果一致,阐明了非线性光谱产生的物理原理。首次对光子晶体光纤包层节区的传光特性进行了研究,对比了纤芯与包层节区传光的模场面积、非线性系数和色散特性,得到包层节区具有小纤芯面积、高非线性、双零色散波长的特点。研究了产生色散波的相位匹配特性,理论分析了色散波中心波长随泵浦功率和泵浦波长的变化规律。制备了所设计的光子晶体光纤,实验获得了可见和红外波段均大于300nm的宽带色散波,测量了色散波随泵浦功率和波长的变化情况。实验与理论分析结果一致,为超宽带连续光源和光波长变换的研究提供了新的理论基础。5.首次对具有多个零色散波长光子晶体光纤的相位失配特性进行了理论分析,得到了相位匹配波长随泵浦波长及泵浦功率的变化规律。给出了具有多个零色散波长光纤的相位匹配曲线,分析了不同色散曲线对应的相位匹配波长特点。实验得到了相位匹配的四波混频光谱,其光谱特点与相位匹配理论分析一致。通过合理设计光子晶体光纤结构参数,得到了具有三个零色散波长的单模光纤。对纤芯中心带有一个微小空气孔光子晶体光纤的色散特性进行了分析,获得了具有四个零色散波长的色散曲线。具有多个零色散波长的光纤可以得到色散值极低的超平坦色散曲线。多个零色散波长光纤能产生全新的相位匹配曲线,会出现更多的四波混频波长,可以有效地控制光孤子、超短脉冲的四波混频及共振散射产生的光谱特性。
二、高阶受激喇曼散射的几个问题（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、高阶受激喇曼散射的几个问题（论文提纲范文）
（1）相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤非线性效应的理论模型研究现状 |
| 1.3 光纤非线性效应补偿方法研究现状 |
| 1.4 存在的问题 |
| 1.5 本论文的研究内容及结构安排 |
| 2 光纤通信系统中的光纤非线性效应及已有理论模型的分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非线性薛定谔方程及光纤中的非线性效应 |
| 2.3 非线性薛定谔方程的求解方法 |
| 2.4 非线性效应简化的理论模型及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 双向拉曼超长跨距系统中非线性效应理论模型的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤拉曼放大器及其在超长跨距系统中的应用 |
| 3.3 双向拉曼超长跨距系统中的噪声和非线性效应 |
| 3.4 双向拉曼超长跨距系统中的非线性效应理论模型 |
| 3.5 仿真及结果分析与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 双向拉曼超长跨距系统中非线性效应补偿方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 用于拉曼放大系统的DBP算法 |
| 4.3 基于前补DBP的 NSNI抑制方法 |
| 4.4 双向拉曼超长跨距系统中NSNI效应的抑制实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 WDM系统中光纤非线性效应的分析模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 WDM系统中非线性效应的分析模型 |
| 5.3 对WDM系统中非线性效应的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 WDM系统中基于联合补偿算法的XPM抑制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 一种基于非线性前补和接收端相位恢复算法的XPM抑制方法 |
| 6.3 仿真系统的搭建和参数设置 |
| 6.4 仿真结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 WDM系统中基于改进DD-RLS的非线性相位追踪算法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 自适应均衡及其在补偿非线性相位噪声上的缺陷 |
| 7.3 一种用于非线性相位追踪的改进DD-RLS算法 |
| 7.4 仿真结果分析与讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结与工作展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
（2）基于分布式光纤传感技术的管道监测与评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 BOTDA光纤传感技术 |
| 1.2.2 Φ-OTDR光纤传感技术 |
| 1.3 分布式光纤传感相关原理 |
| 1.3.1 管道沉降监测相关原理(BOTDA) |
| 1.3.2 管道第三方入侵破坏监测相关传感原理(Φ-OTDR) |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 分布式光纤传感原理在管道工程中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 BOTDA传感原理在管道沉降监测中的应用 |
| 2.2.1 采用管道上下表面埋设两根光纤的方式 |
| 2.2.2 采用管道上方埋设光纤间接测量管道沉降位移的方式 |
| 2.2.3 分布式光纤“应变—管道沉降位移”算法推导 |
| 2.3 分布式光纤传感技术在管道第三方入侵破坏监测中的应用 |
| 2.3.1 干涉型光纤传感技术 |
| 2.3.2 散射型光纤传感技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于BOTDA技术的管道沉降监测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 “应变—沉降位移”算法程序化验证 |
| 3.3 分布式光纤传感器植入方法研究 |
| 3.4 土层不均匀沉降试验验证 |
| 3.5 试验结果及讨论 |
| 3.5.1 BOTDA光纤解调仪器信号分析 |
| 3.5.2 试验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于Φ-OTDR技术的管道第三方入侵破坏研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Φ-OTDR系统搭建与室内模拟试验设计 |
| 4.2.1 室内振动入侵模拟设计 |
| 4.2.2 Φ-OTDR室内试验系统搭建 |
| 4.2.3 室内Φ-OTDR振动试验 |
| 4.2.4 试验后的数据分析处理 |
| 4.3 管道第三方入侵破坏试验 |
| 4.3.1 试验场地概况 |
| 4.3.2 管道第三方入侵破坏工况设置 |
| 4.3.3 管道第三方入侵破坏模拟入侵测试流程 |
| 4.3.4 管道第三方入侵破坏模拟试验信号采集 |
| 4.4 扰动试验数据处理以及振动特征提取 |
| 4.4.1 振动信号时域特征分析 |
| 4.4.2 振动信号频域特征分析 |
| 4.4.3 振动信号尺度域特征分析 |
| 4.5 基于支持向量机(SVM)的管道第三方入侵破坏的分类算法 |
| 4.5.1 线性分类 |
| 4.5.2 非线性分类 |
| 4.5.3 适用于多种分类情况的SVM |
| 4.6 基于多分类SVM的扰动模式识别 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 PMDI-OFH阵列发展概述 |
| 1.3 OFH远程传输研究进展 |
| 1.4 论文结构及主要内容 |
| 第二章 非平衡PMDI-OFH系统设计 |
| 2.1 等臂差匹配干涉阵列基本原理 |
| 2.1.1 PMDI-OFH阵列基本结构 |
| 2.1.2 系统参数设计 |
| 2.2 PGC调制及相位调制抑制远程噪声机理 |
| 2.2.1 内调制PGC调制解调工作原理 |
| 2.2.2 瑞利散射噪声 |
| 2.2.3 SBS噪声的抑制 |
| 2.3 非平衡PMDI-OFH远程传输系统设计 |
| 2.3.1 非平衡PMDI臂差设计 |
| 2.3.2 非平衡匹配干涉调制参数设计 |
| 2.3.3 非平衡匹配干涉远程传输系统噪声抑制 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 非平衡匹配干涉远程传输系统光路拾音分析 |
| 3.1 匹配干涉结构对远程传输系统噪声的影响 |
| 3.1.1 匹配干涉结构中相位调制引入的噪声理论分析 |
| 3.1.2 相位调制噪声抑制实验研究 |
| 3.2 偏振噪声分析及抑制 |
| 3.2.1 偏振噪声理论分析 |
| 3.2.2 不同匹配干涉结构的偏振噪声对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 匹配干涉远程传输系统光放大特性研究 |
| 4.1 增益饱和引入的脉冲畸变对系统噪声的影响 |
| 4.1.1 EDFA工作原理 |
| 4.1.2 脉冲畸变 |
| 4.1.3 畸变脉冲高频噪声的采样混叠及噪声转换 |
| 4.1.4 脉冲畸变对系统噪声的影响测试 |
| 4.2 远程传输系统中EDFA放大的MI噪声分析 |
| 4.2.1 调制不稳定(MI)噪声 |
| 4.2.2 MI的噪声特性及对光放大系统的影响 |
| 4.3 匹配干涉远程传输EDFA/FRA混合放大特性研究 |
| 4.3.1 EDFA单独放大时的噪声特性 |
| 4.3.2 EDFA/FRA混合放大时的噪声特性 |
| 4.3.3 反向拉曼放大时的噪声特性 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 非平衡 PMDI-OFH 远程传输系统综合性能测试 |
| 5.1 非平衡PMDI-OFH远程传输系统 |
| 5.2 系统稳定性 |
| 5.3 系统噪声本底 |
| 5.4 信号测试 |
| 5.5.1 不同频率的信号测试结果 |
| 5.5.2 信号解调稳定性测试 |
| 5.5.3 同频率不同幅度信号测试 |
| 5.5 时分串扰研究 |
| 5.5.1 串扰理论分析 |
| 5.5.2 串扰测试结果 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作与创新 |
| 6.2 下一步研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录:缩略词 |
（4）保偏光纤传感器与光纤敏感环模耦合研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 保偏光纤中偏振态的演化问题 |
| 1.1.1 光的偏振现象及应用 |
| 1.1.2 偏振态及偏振态演化的描述方法 |
| 1.1.3 保偏光纤的偏振模耦合 |
| 1.2 保偏光纤在传感领域的应用 |
| 1.3 微弱信号低噪声放大的研究背景 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 保偏光纤偏振特性研究的四元数方法 |
| 2.1 四元数的相关概念 |
| 2.2 偏振态和偏振光学元件的四元数描述 |
| 2.3 多重偏振效应的双折射矢量叠加定理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 保偏光纤应力传感器和扭转传感器 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 保偏光纤应力传感器的研究 |
| 3.2.1 外应力方向对偏振态演化影响的理论分析及仿真 |
| 3.2.2 实验系统 |
| 3.2.3 实验及结果分析 |
| 3.3 保偏光纤扭转传感器的研究 |
| 3.3.1 光纤扭转对偏振态演化影响的理论分析 |
| 3.3.2 实验系统 |
| 3.3.3 实验及结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 保偏光纤分布式应力传感器 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 基于保偏光纤完整偏振态测量的P-OTDR系统 |
| 4.3 基于功率的模耦合描述 |
| 4.4 保偏光纤外应力的分布式测量 |
| 4.5 微弱信号低噪声放大的研究 |
| 4.5.1 盖革光抑制ASE噪声 |
| 4.5.2 低温下的EDFA研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 保偏光纤模耦合及主轴连接失配的测量 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 基于斯托克斯四元数的模耦合描述 |
| 5.3 基于P-OTDR的光纤敏感环偏振模耦合分布式测量 |
| 5.4 保偏光纤主轴失配连接的测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究成果 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩写词索引 |
| 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）基于FRA的光纤水听器远程无中继传输系统的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 光纤水听器传输系统国内外研究现状 |
| 1.3 光纤拉曼放大技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第二章 远程无中继水听器系统光纤拉曼放大的理论 |
| 2.1 光纤拉曼放大的基本理论 |
| 2.1.1 FRA的基本原理 |
| 2.1.2 光纤拉曼方程 |
| 2.1.3 FRA的基本结构 |
| 2.2 光纤拉曼放大的仿真分析 |
| 2.2.1 数值仿真的方法与模型建立 |
| 2.2.2 不同信号光功率的拉曼放大仿真分析 |
| 2.2.3 不同泵浦光功率的拉曼放大仿真分析 |
| 2.3 远程无中继光纤水听器系统光纤拉曼放大的技术 |
| 2.3.1 FRA的调制不稳定性 |
| 2.3.2 FRA中的受激布里渊散射 |
| 2.3.3 FRA引起的强度噪声转移 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤水听器系统光纤拉曼放大实验研究 |
| 3.1 光纤水听器远程传输系统中拉曼放大增益和MI特性 |
| 3.2 光纤水听器远程传输系统拉曼放大线宽展宽特性 |
| 3.2.1 延时自外差法线宽测试 |
| 3.2.2 非线性效应(SBS、MI)未激发条件下的线宽测试 |
| 3.2.3 非线性效应(SBS、MI)激发条件下拉曼放大的线宽特性 |
| 3.3 光纤水听器远距离传输系统光纤拉曼放大噪声特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光纤水听器系统高阶光纤拉曼放大的性能优化 |
| 4.1 高阶光纤拉曼放大的理论基础 |
| 4.2 光纤水听器系统高阶光纤拉曼放大实验研究 |
| 4.2.1 二阶FRA泵浦光源 |
| 4.2.2 二阶FRA放大方案 |
| 4.2.3 二阶FRA噪声测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）窄线宽多波长光纤激光器及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多波长布里渊-拉曼光纤激光器的研究进展 |
| 1.3 多波长布里渊光纤激光器的研究进展 |
| 1.4 基于多波长布里渊光纤激光器的光学微波信号产生研究进展 |
| 1.5 分布式布里渊光纤温度传感研究进展 |
| 1.6 本论文的主要内容 |
| 第二章 光纤中的光散射理论与传感原理 |
| 2.1 光纤中的光散射理论 |
| 2.1.1 瑞利散射 |
| 2.1.2 受激拉曼散射效应 |
| 2.1.3 受激布里渊散射效应 |
| 2.2 基于布里渊频移的传感原理 |
| 2.2.1 基于布里渊频移的应变传感原理 |
| 2.2.2 基于布里渊频移的温度传感原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 多波长布里渊-拉曼光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多波长布里渊-拉曼光纤激光器 |
| 3.2.1 实验结构及原理 |
| 3.2.2 色散补偿光纤长度对拉曼增益的影响 |
| 3.2.3 拉曼泵浦功率对激光器输出的影响 |
| 3.2.4 布里渊泵浦功率对激光器输出的影响 |
| 3.2.5 布里渊泵浦波长对激光器输出的影响 |
| 3.2.6 多波长布里渊-拉曼光纤激光器的稳定性 |
| 3.3 多波长布里渊-拉曼光纤激光器的光谱整形 |
| 3.3.1 整形结构原理 |
| 3.3.2 整形结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多波长布里渊光纤激光器及光学微波信号的产生 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器及其拍频信号的产生 |
| 4.2.1 单倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器实验结构及原理 |
| 4.2.2 单倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器实验结果及分析 |
| 4.2.3 10.5GHz光学拍频微波信号的产生 |
| 4.3 双倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器及其拍频信号的产生 |
| 4.3.1 双倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器实验结构及原理 |
| 4.3.2 双倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器实验结果及分析 |
| 4.3.3 21.48GHz光学拍频微波信号的产生 |
| 4.4 三倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器及其拍频信号的产生 |
| 4.4.1 三倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器实验结构及原理 |
| 4.4.2 三倍波长间隔的多波长布里渊光纤激光器的输出特性及稳定性分析 |
| 4.4.3 31.77GHz光学拍频微波信号的产生 |
| 4.5 多波长布里渊光纤激光器的相对强度噪声 |
| 4.5.1 相对强度噪声的相关理论 |
| 4.5.2 多波长布里渊光纤激光器的相对强度噪声谱 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于多波长布里渊光纤激光器的高灵敏度温度传感特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双倍波长间隔多波长布里渊光纤激光器 |
| 5.3 双倍间隔多波长布里渊光纤激光器的高灵敏度温度传感特性 |
| 5.3.1 光纤温度传感器实验结构 |
| 5.3.2 光纤温度传感原理 |
| 5.3.3 传感多波长光纤激光器和参考多波长光纤激光器输出光谱分析 |
| 5.3.4 各阶次布里渊斯托克斯光对在不同温度差下的拍频信号 |
| 5.3.5 光纤温度传感器的温度传感系数 |
| 5.3.6 拍频信号的稳定性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）相干光通信中数字信号处理算法优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 相干光通信概述 |
| 1.2 相干光通信中DSP算法的发展 |
| 1.3 本论文的研究意义 |
| 1.4 本论文的研究内容和章节安排 |
| 2 相干光通信系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相干光通信系统的基本结构 |
| 2.3 相干光通信系统的发射端 |
| 2.4 相干光通信系统的传输线路及损伤 |
| 2.5 相干光通信系统的接收端 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 相干光通信系统中的DSP算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 IQ正交化算法 |
| 3.3 色散和非线性补偿算法 |
| 3.4 时钟恢复算法 |
| 3.5 偏振模色散补偿算法 |
| 3.6 频偏估计算法 |
| 3.7 相位估计算法 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 一种M阶绝对值运算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 M阶绝对值运算的原理 |
| 4.3 M阶绝对值运算在频偏估计中的应用 |
| 4.4 M阶绝对值运算在相位估计中的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于FFT的频偏估计算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 频偏估计中的FFT特性 |
| 5.3 一种多步插值FFT的频偏估计算法 |
| 5.4 一种基于相位角FFT的联合频偏估计算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 一种基于误差函数计算的相位估计算法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 误差函数的设计 |
| 6.3 基于误差函数计算的相位估计算法原理 |
| 6.4 性能及复杂度分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与工作展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 英文缩略词汇表 |
（8）高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 自发拉曼散射显微成像 |
| 1.1.2 相干拉曼散射显微成像 |
| 1.1.3 受激拉曼散射显微成像 |
| 1.2 SRS显微成像技术研究进展 |
| 1.2.1 早期SRS成像 |
| 1.2.2 STE-SRS及多色SRS成像 |
| 1.2.3 受激拉曼光谱成像 |
| 1.2.4 其他方面 |
| 1.3 SRS显微成像应用研究进展 |
| 1.3.1 单细胞成像 |
| 1.3.2 组织成像 |
| 1.3.3 模型生物成像 |
| 1.3.4 转化医学成像 |
| 1.3.5 其他方面 |
| 1.4 研究进展分析 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 SRS显微成像理论及实现方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SRS过程理论分析 |
| 2.2.1 SRS效应 |
| 2.2.2 SRS信号理论推导 |
| 2.2.3 SRS与CARS信号比较 |
| 2.2.4 激光偏振对SRS信号的影响 |
| 2.3 SRS成像噪声及信噪比分析 |
| 2.4 SRS成像背景及抑制方法研究 |
| 2.4.1 SRS成像中背景信号形式 |
| 2.4.2 SRS成像背景抑制方法 |
| 2.5 SRS显微成像实现方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 光谱聚焦高光谱SRS显微成像及其在细胞膜电位探测中的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用光谱聚焦方法实现高光谱SRS显微成像 |
| 3.2.1 光谱聚焦方法理论分析 |
| 3.2.2 高光谱SRS显微成像系统 |
| 3.2.3 拉曼频移校准 |
| 3.3 单个自然细胞膜的受激拉曼光谱成像研究 |
| 3.3.1 红细胞血影样本制备 |
| 3.3.2 单个红细胞血影的受激拉曼光谱成像研究 |
| 3.4 SRS显微成像探测细胞膜电位的探索研究 |
| 3.4.1 膜电位测量方法 |
| 3.4.2 控制细胞膜内外离子成分改变膜电位 |
| 3.4.3 膜电位引起SRS光谱形状变化研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 利用非线性光谱压缩实现高分辨受激拉曼光谱成像研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用自相位调制实现非线性光谱压缩机理分析 |
| 4.3 非线性光谱压缩实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 光谱压缩器输出特性测量 |
| 4.4 高光谱分辨率的高光谱SRS显微成像系统 |
| 4.4.1 用于指纹区成像的高光谱SRS系统 |
| 4.4.2 用于静默区成像的高光谱SRS系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 利用高光谱SRS显微成像无标记观察木质素化学组分分布 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 高光谱SRS显微成像系统 |
| 5.2.2 拉曼光谱的测量及处理 |
| 5.2.3 样品制备 |
| 5.2.4 高光谱数据分析 |
| 5.2.5 MCR分析 |
| 5.3 利用高光谱SRS成像观察转基因拟南芥 |
| 5.3.1 利用转基因实现醛丰富拟南芥 |
| 5.3.2 转基因和野生型拟南芥的高光谱SRS成像对比 |
| 5.4 高光谱SRS成像实时监测木质素中醛还原成醇化学反应过程 |
| 5.5 高光谱SRS成像揭示长狗尾草细胞壁中醇和醛的渐变分布 |
| 5.6 玉米秸秆的高光谱SRS成像研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 利用反向啁啾脉冲实现多元SRS显微成像研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 利用反向啁啾脉冲实现多元SRS成像原理 |
| 6.3 基于反向啁啾脉冲的多元SRS成像系统 |
| 6.3.1 多元SRS显微成像系统 |
| 6.3.2 焦点处脉冲宽度的测量和匹配 |
| 6.4 DMSO样品的多元SRS光谱成像研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）甘肃移动省内干线OTN传送网设计与实施（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文背景与研究意义 |
| 1.2 传送网主要技术及发展趋势 |
| 1.3 研究内容和结构安排 |
| 第二章 OTN原理及关键技术 |
| 2.1 OTN基本原理 |
| 2.2 OTN帧结构 |
| 2.2.1 OTUk (Optical Channel Transport Unit，光通道传送单元) |
| 2.2.2 ODUk（Optical Channel Data Unit，光通道数据单元） |
| 2.2.3 OPUk（Optical Channel Payload Unit，光通道净荷单元） |
| 2.3 OTN的维护信号 |
| 2.3.1. 告警指示信号AIS |
| 2.3.2. 前向失效指示FDI |
| 2.3.3. 连接断路指示OCI |
| 2.3.4. 锁定指示LCK |
| 2.3.5. OTUk的维护信号 |
| 2.3.6. ODUk的维护信号 |
| 2.4 OTN关键技术 |
| 2.4.1. 支持多种客户信号的封装传送 |
| 2.4.2.OTN的透明传送能力 |
| 2.4.3.大颗粒的带宽复用、交叉和配置 |
| 2.4.4.强大的带外前向纠错功能（FEC） |
| 2.4.5.强大的组网和保护能力 |
| 2.4.6.强大的开销管理能力 |
| 2.4.7.丰富的维护信号 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 省内干线OTN网络规划原则与方法 |
| 3.1 省内干线OTN网络规划 |
| 3.1.1 OTN网络组网架构要求 |
| 3.1.2 OTN网络业务承载要求 |
| 3.1.3 省内干线OTN网络路由组织要求 |
| 3.1.4 省内干线OTN网络业务保护要求 |
| 3.1.5 省内干线OTN节点设备配置要求 |
| 3.2 应用场景模型化分析 |
| 3.3 省内干线OTN网络规划设计要素 |
| 3.3.1 衰减 |
| 3.3.2 光信噪比（OSNR） |
| 3.3.3 非线性效应 |
| 3.3.4 色散 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 甘肃移动省内干线OTN系统设计 |
| 4.1 甘肃移动省内干线传送网现状 |
| 4.1.1 省内干线传输光缆网现状分析 |
| 4.1.2 省内干线传输系统现状分析 |
| 4.1.3 省内干线传输系统方案对比 |
| 4.2 甘肃移动省内干线OTN网络规划 |
| 4.2.1 省内干线OTN系统组网思路 |
| 4.2.2 省内干线OTN系统建设总体方案 |
| 4.2.3 省内干线传输网业务规划 |
| 4.3 工程建设与实施方案 |
| 4.3.1 设备选型 |
| 4.3.2 传输线路设计 |
| 4.3.3 业务保护规划 |
| 4.3.4 波道规划 |
| 4.4 工程实施成果 |
| 4.4.1 网络安全性 |
| 4.4.2 业务承载能力 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）掺镱、亚波长空芯及新型高非线性光子晶体光纤的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 大模场掺镱PCF的研究 |
| 1.1.2 亚波长空气孔传光PCF的研究 |
| 1.1.3 色散和非线性方面的研究 |
| 1.2 光子晶体光纤概述 |
| 1.2.1 光子晶体光纤概念及分类 |
| 1.2.2 光子晶体光纤的特性 |
| 1.3 光子晶体光纤的制备 |
| 1.3.1 稀土掺杂石英玻璃的制备 |
| 1.3.2 光子晶体光纤的制备 |
| 1.4 光子晶体光纤的研究现状 |
| 1.4.1 掺镱光子晶体光纤的研究现状 |
| 1.4.2 空芯光纤的研究现状 |
| 1.4.3 光子晶体光纤色散特性的研究现状 |
| 1.4.4 高非线性光子晶体光纤的研究现状 |
| 1.5 论文的研究内容和结构安排 |
| 2 大模面积单模掺镱光子晶体光纤的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有效折射率方法分析大芯径掺镱PCF的单模条件 |
| 2.3 归一化频率V随纤芯折射率及PCF结构的变化关系 |
| 2.3.1 中心缺失一层空气孔的PCF |
| 2.3.2 中心缺失不同层空气孔的PCF |
| 2.4 大模面积单模掺镱PCF的设计 |
| 2.5 有限元方法分析掺镱PCF单模传输条件 |
| 2.5.1 有限元方法 |
| 2.5.2 PCF单模条件分析 |
| 2.6 掺镱PCF单模传输时纤芯折射率与结构参数的取值范围 |
| 2.7 掺镱PCF中泵浦光传输的研究 |
| 2.8 结论 |
| 3 非化学汽相沉积法制备掺镱石英玻璃和光子晶体光纤拉制工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺镱石英玻璃的材料选取 |
| 3.3 掺镱石英玻璃光学特性分析方法 |
| 3.4 掺镱石英玻璃的制备与测试 |
| 3.5 PCF的制备 |
| 3.5.1 PCF拉制过程 |
| 3.5.2 PCF拉制过程中温度场分布的理论模型 |
| 3.5.3 PCF拉制过程中温度场分布情况 |
| 3.5.4 拉制的多种新型PCF及其传输特性分析 |
| 3.6 掺镱PCF光学性能测试 |
| 3.7 结论 |
| 4 亚波长空气孔传光的新型空芯光子晶体光纤研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空芯PCF的模场分布和损耗特性随结构参数的变化规律 |
| 4.2.1 模场分布和损耗随波长的变化 |
| 4.2.2 模场分布和损耗随Λ的变化 |
| 4.2.3 模场分布和损耗随d_c/Λ的变化 |
| 4.2.4 模场分布和损耗随d/Λ的变化 |
| 4.2.5 模场分布和损耗随空气孔层数N的变化 |
| 4.3 空芯PCF的色散特性随结构参数的变化规律 |
| 4.4 亚波长空气孔传光的空芯PCF设计 |
| 4.5 纤芯带有微小空气孔PCF的制备 |
| 4.6 结论 |
| 5 光子晶体光纤包层节区宽带光谱产生的理论和实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光脉冲在光纤传输的理论 |
| 5.2.1 光脉冲在光纤传输的基本方程推导 |
| 5.2.2 分步傅立叶法求解非线性薛定谔方程 |
| 5.3 PCF输出光谱与光纤结构参数及光脉冲参数的关系 |
| 5.3.1 单个零色散波长PCF |
| 5.3.2 两个零色散波长PCF |
| 5.4 光子晶体光纤包层节区的传光特性研究 |
| 5.4.1 所制备PCF的结构 |
| 5.4.2 PCF纤芯与包层节区的模场面积和非线性系数 |
| 5.4.3 PCF纤芯与包层节区的色散特性 |
| 5.4.4 PCF色散波的相位匹配特性 |
| 5.5 可见和红外宽带色散波的实验研究 |
| 5.6 飞秒脉冲在PCF中传输的实验研究 |
| 5.7 结论 |
| 6 三个和四个零色散波长光子晶体光纤及其相位匹配特性的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于四波混频的相位匹配理论 |
| 6.3 一个零色散波长PCF的相位匹配特性 |
| 6.4 两个零色散波长PCF的相位匹配特性 |
| 6.5 两个零色散波长PCF宽带四波混频光谱的实验研究 |
| 6.6 三个零色散波长PCF |
| 6.6.1 三个零色散波长PCF的色散特性研究 |
| 6.6.2 三个零色散波长PCF的相位匹配特性 |
| 6.7 四个零色散波长PCF |
| 6.7.1 四个零色散波长PCF的色散特性研究 |
| 6.7.2 四个零色散波长PCF的相位匹配特性 |
| 6.8 结论 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、高阶受激喇曼散射的几个问题（论文参考文献）
- [1]相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究[D]. 郑强. 华中科技大学, 2020(01)
- [2]基于分布式光纤传感技术的管道监测与评估[D]. 张禄滨. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究[D]. 唐启永. 国防科技大学, 2019
- [4]保偏光纤传感器与光纤敏感环模耦合研究[D]. 黄泽铗. 北京交通大学, 2018(01)
- [5]基于FRA的光纤水听器远程无中继传输系统的性能研究[D]. 陈柯杉. 国防科技大学, 2018(01)
- [6]窄线宽多波长光纤激光器及其应用研究[D]. 王振. 长春理工大学, 2018(01)
- [7]相干光通信中数字信号处理算法优化研究[D]. 韩纪龙. 华中科技大学, 2017(10)
- [8]高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究[D]. 刘斌. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [9]甘肃移动省内干线OTN传送网设计与实施[D]. 朱庆财. 南京邮电大学, 2015(05)
- [10]掺镱、亚波长空芯及新型高非线性光子晶体光纤的研究[D]. 赵兴涛. 北京交通大学, 2015(06)