一、受激喇曼散射(SRS)及受激布里渊散射(SBS)实验装置（论文文献综述）
王强,刘占军,郑春阳,李欣,曹莉华,郝亮,蔡洪波[1]（2021）在《多色非相干光入射ICF黑腔受激布里渊散射分析》文中认为为研究多色非相干激光入射ICF黑腔的受激布里渊散射（SBS）和受激拉曼散射（SRS）发展情况,建立了一维受激散射稳态谱分析模型,并发展了相应的数值模拟程序。分析了不同频率激光激发的受激散射光通过共用等离子体波耦合的物理图像以及影响背散光谱的物理因素。针对波长差0.3 nm的等强度双色光入射封底金腔的SBS进行了模拟分析,结果表明:采用双色光有效抑制了SBS;SBS光谱劈裂成间距为0.3 nm的两个峰;波长较长的入射光对应的SBS光获得了较大的增益;如果固定激光总强度和总带宽,则存在抑制SBS的最优光束数目。
刘照虹,樊榕,李宁,张庆磊,王雨雷,吕志伟[2]（2021）在《基于SBS的百皮秒激光在光电对抗中的应用前景（特邀）》文中提出在军事对抗中,侦察探测系统与制导武器通常由图像传感器成像实现精准控制。近年来,如何利用高能激光武器对敌方传感系统实施精准打击成为了研究热点。文中从具有高峰值功率的短脉冲激光器对CCD/CMOS传感器的损伤效果着手,提出将SBS脉宽压缩技术获得的百皮秒激光作为光电对抗武器。介绍了SBS脉宽压缩的原理及研究进展,并分析了百皮秒激光器在光电对抗中的应用前景。
杜珊娜[3]（2021）在《纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究》文中研究说明随着科学技术的蓬勃发展,信息安全性受到越来越多人的广泛关注。量子密钥分发（Quantum Key Distribution,QKD）作为量子信息的重要分支,基于量子力学基本原理,可以为通信双方提供信息理论上无条件安全性,窃听者不能在不被发现的情况下得到任何信息,成功的QKD过程可以使合法通信双方共享一组安全密钥。在QKD分类不同的协议中,基于纠缠态的连续变量量子密钥分发（Continuous-Variable QKD,CV-QKD）具有抗额外噪声强、可实现源无关安全性、与现有光纤网络易兼容、使用成熟的平衡零拍探测（Balanced Homodyne Detector,BHD）技术等优势,且光场纠缠具有远距离扩展潜力,有望在未来实现大范围的量子网络。基于上述发展潜力,我们首先建立了稳定的长距离强抗额外噪声的纠缠态CV-QKD实验系统,之后从实用性、安全性以及高速化三方面进一步推进纠缠态CV-QKD技术的发展。本论文主要的研究内容以及创新点如下:1.实现连续变量EPR纠缠态在50 km光纤信道上的密钥分发实验。首先使用内部放有周期性极化磷酸氧钛钾晶体的四镜蝶形共振腔产生高纠缠度双色连续变量纠缠源,其中810 nm光场留在本地Alice端,可以进行直接测量或者将其携带的量子信息保存至本地的量子存储载体（如Rb原子）上;另一束1550 nm光场用于量子信息的远距离传输。测量端,我们使用DAQ高速采集卡采集光场正交分量值,经过一系列数据处理过程,得到在标准光纤中传输50 km后纠缠态的正交相位和以及正交振幅差分量的纠缠度依然达到-0.315 dB和-0.354 dB,满足EPR判据,说明Alice和Bob共享的双模态仍然是正交纠缠态。纠缠态CV-QKD 比同传输距离下的相干态CV-QKD可获得更高的安全密钥率。2.实现纠缠态CV-QKD与相邻通道间隔为100 GHz的五通道经典光进行密集波分复用实验。其中每个经典通道发射功率各为2 mW,且经过速率为2.5 Gb/s和10 Gb/s的非归零键控调制。实验过程中,我们首先分析经典光在与量子信号同步传输过程中容易引入到量子信道的额外噪声源,其中值得注意的是,当通信距离较短时,四波混频噪声将成为引入到量子系统中的主要额外噪声源,严重影响安全密钥率的生成。因此,我们建立四波混频噪声产生额外噪声的理论计算模型,并从实验上验证其正确性,最终利用不等频率间隔摆放技术消除四波混频噪声影响,进而实现长距离纠缠态CV-QKD与强经典光的共存。3.实现纠缠态源无关CV-QKD实验。Alice和Bob可以在纠缠源不可信的条件下共享安全密钥,进一步提高纠缠态CV-QKD系统的实际安全性。我们选取产生密钥率最高的纠缠源参数,调节正交振幅和正交位相分量的随机测量基比例为0.1:0.9,在Charlie到Alice的等效距离和Charlie到Bob的光纤传输距离组合分别为（0 km,60km）、（1 km,40km）和（2km,20km）的情况下,分别取得每脉冲安全密钥率为 0.0034 bits、0.0058 bits和0.021 bits。4.设计并制作了可测量40 MHz重复速率脉冲光场的平衡零拍探测器。理论计算时域BHD信噪比,设计RLC高通滤波电路显着提高脉冲重复频率,抑制电子学暗噪声,并调节放大器参数、精心设计电荷放大器反馈电路部分,在可测量高速脉冲信号情况下尽量提高信噪比,得到能够测量40 MHz高重复速率脉冲信号、且当每脉冲的光子数为9.9×107下信噪比为14.5 dB的BHD,为高速CV-QKD系统提供不可或缺的测量装置。
温强[4]（2021）在《1.5μm单频脉冲光纤激光器的仿真与实验研究》文中进行了进一步梳理
覃禹让[5]（2021）在《高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿》文中指出随着互联网和新兴产业的喷涌而出,通信网络逐渐进入到了流量大爆炸的时代,大数据、云计算、在线教育、网络直播等各种各样的互联网应用对网络带宽的需求在快速增长。数据传输方面对传输速率、传输距离、传输带宽展现了更高的需求,在高速传输的条件下,不可避免地将受到更严重地非线性效应的影响,如何更高效地完成对传输损伤的补偿显得尤为重要。而波分复用系统（WDM）是应用最广泛的传输系统之一,其能够提高信道容量和带宽的特性,也恰恰满足了新一代光通信数据传输需求。本论文重点研究了相干光WDM系统中非线性效应的估计模型、用于非线性补偿的数字反向传输算法和能够提高信道容量和频谱效率的概率整形技术。提出了一种简化的非线性效应估计模型、改良的自适应数字反向传输算法和概率整形与反向传输算法的融合方案。论文的主要工作内容和创新点如下:（1）研究了相干光WDM系统的概念和理论模型,重点研究了相干光WDM系统中的非线性效应,提出了相干光WDM系统的简化噪声估计模型,该方案创新点为大大简化了非线性噪声的计算复杂度,仿真研究了常规光WDM系统与弹性光WDM两种系统中噪声的估计效果,研究结果表明该简化噪声模型在简化了复杂度的同时也很好地对系统中的噪声进行估计。（2）研究了用于非线性损伤补偿的数字反向传输算法,提出了基于二分的自适应数字反向传输搜索方案,该方案的创新点是在未知传输链路参数的情况下,能够通过二分搜索的方式计算出最佳的非线性参数,并大大减少补偿的计算复杂度。仿真对传统DBP算法与所提出的算法进行了对比分析,研究结果表明,所提出的算法可在未知传输链路参数的情况下对传输损伤进行补偿,相对于传统方式有良好的补偿效果,计算复杂度大大降低。（3）研究了概率整形的基本原理,提出了一种基于概率整形和数字反向传输算法的联合补偿方案,该方案创新点在于通过两者的融合补偿,能够在提高传输的信道容量的同时也具有良好的补偿效果。仿真研究了联合补偿方案的传输性能及其影响因子,研究结果表明,在选取合适的参数条件下,该补偿方案能够在接近传输的互信息极限的条件下,同时有着良好的传输性能。
刘欣雨[6]（2021）在《基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究》文中指出云计算、人工智能、移动互联网等新兴技术的不断突破和发展,推动现代社会迈入了“万物互联”的“大数据时代”。超大数据存储、传送、共享等业务的需求日益增强,进一步推动了网络流量的爆炸性增长。因此,现代通信网络需要更高的传输速率、更大的传输容量以及更好的传输质量来保障日益增长的网络流量需求。以光纤作为传输媒介的光纤通信系统具有衰减小、抗干扰能力强、传输容量大等优点,经过几十年来研究学者们的不断探索与突破,光纤通信系统已经发展成为实现全球互联互通的基石和现代通信网络的支柱。结合了高阶调制格式、相干检测技术以及数字信号处理技术的相干光纤通信技术可以实现高频谱效率、长距离、大容量的信号传输,是应对现代通信网络流量危机的重要技术。然而,在目前的高速相干光通信系统中,非线性损伤是限制高阶调制格式光信号大容量长距离传输的最重要因素。因此,对基于高阶调制格式的相干光通信系统的非线性均衡技术进行探索和研究具有重要的意义。本论文以单载波偏振复用相干光通信系统为研究背景,重点研究适用于高阶调制格式信号的非线性均衡技术,改善信号质量,实现系统传输性能的提升。具体的研究内容包括:具有非线性容忍度的判决算法、基于神经网络的非线性均衡方案、基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案。论文的创新点和主要研究成果如下:1.基于高斯混合聚类的M-QAM调制格式信号非线性判决算法针对传统的基于最大似然估计（MLE）的判决算法不能很好的对非线性失真信号进行有效的判决这一问题,将机器学习中的高斯混合（MoG）聚类算法引入到相干光通信系统数字信号处理的判决模块中,提出了基于高斯混合聚类的M-QAM调制格式信号非线性判决算法。同时,基于高斯混合聚类的优点,本文对直接判决-最小均方（DD-LMS）算法进行了优化和改进,在判决模块中将高斯混合聚类计算得到的均值向量代替标准星座点。经过单载波偏振复用16-QAM相干光通信系统实验验证,相比于传统的基于MLE的判决算法,基于高斯混合聚类的非线性判决算法对非线性损伤敏感度低,能够灵活地根据接收到的数据点的分布进行非线性判决区域划分,实现更准确的信号判决,提高相干光通信系统的非线性容限,提升系统的性能。2.基于特征工程-深度神经网络的非线性均衡方案在相干光通信系统中基于神经网络的非线性均衡技术的基础上,针对由于输入数据特征不丰富,导致神经网络非线性均衡性能受限的问题,提出了基于特征工程-深度神经网络的非线性均衡方案。该方案对接收到的方形M-QAM信号数据进行特征工程处理,丰富数据特征信息,以及在深度神经网络的训练阶段引入加权损失训练机制。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,所提出的特征工程方案和引入的加权损失训练机制可以有效地提升深度神经网络的收敛速度和非线性均衡性能,在发射光功率为0 dBm时,可以实现1.07 dB的Q因子提升量。3.基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案针对相干光通信系统中,非线性效应与色散造成脉冲展宽从而引入符号间干扰的问题,提出了基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案,对接收到的高阶调制格式信号数据进行序列化处理。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,在发射光功率为-3 dBm至3 dBm范围内,提出的非线性均衡方案实现了信号的Q因子超过8.53 dB硬判决前向纠错门限（对应于3.8×10-3的误码率）,最佳发射光功率提升了 2 dB。4.基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案在基于循环神经网络的非线性均衡方案的研究基础上,提出了基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,在发射光功率为-3 dBm至3 dBm范围内,提出的非线性均衡方案实现了信号的Q因子超过9.8dB前向纠错门限（对应于1.0×10-3的误码率）,最佳发射光功率由-1 dBm提升至1 dBm,提升了 2 dB。5.基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案在相干光通信系统中基于微扰理论的非线性均衡技术的研究基础上,提出了基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案。不依赖于传输信道的精确参数信息,仅根据接收到的信号序列,使用信道内四波混频和信道内交叉相位调制三重积项作为输入特征,通过回归模型预测出信号在传输过程中受到的非线性损伤,在接收到的符号数据中减去预测的非线性损伤,实现信号的非线性均衡。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,基于支持向量回归模型的非线性均衡方案实现了当信号发射光功率为1 dBm时误码率低于1.0×10-3,最佳发射光功率提升了 2 dB。
吴昱丹[7]（2021）在《长距离高效光纤传能关键技术研究》文中进行了进一步梳理自国家全面建成小康社会,物联网在十四五规划中迎来了发展的新机遇期,成为了我国今后十年经济发展核心驱动力之一。新规划中,“新基建”工程对物联网感知与监测设施提出了广覆盖、多参量、高精度的新要求。然而传统监测设施在诸如输电线路、地下管廊等需要电磁隔离的特殊场景受制于供能与通信手段无法正常运作,限制了物联网在此类场景的应用。为了解决上述特殊场景的供能与监测问题,目前涌现的解决方案有光纤无源式监测和环境自供能技术。光纤无源式监测技术具有抗电磁干扰的优势,但精确度不高且对监测参量有一定限制,环境自供能手段则在解决能源问题的同时对自然与气象条件有一定要求存在不可控的缺陷。光纤传能技术作为一种新兴的供能技术,因其具有供能稳定、抗电磁干扰、强绝缘和易部署等特性在电力供应领域开始受到关注,是一种极具潜力的能量传输手段。本文据此针对特殊场景下物联网感知与监测设施能源供应问题和通信需求,开展了长距离光纤传能与信息共纤回传系统方案研究,保证了对电子式传感器的稳定供能以及实现了数据安全传输。本文主要完成的研究工作和成果如下:1.提出了一种基于单模光纤的长距离能量传输方案。方案对光纤传能技术的电光转换、光波导传输和光电转换原理过程展开研究,并根据长距离条件下传统光纤传能方案光纤传输损耗过大的不足具体分析光纤传输损耗,指出可通过增大光源线宽结合使用中远红外光的方式降低了激光在光纤长距离传输中的损耗,使光纤传能远程应用具备可行性。2.研制了长距离光纤传能与信息共纤回传系统装置。装置基于长距离能量传输方案并利用波分复用技术实现了能量流与信息流共纤传输。系统的激光器发射光功率500 mW,传输距离10 km,光伏电池转换后可输出57 mW电功率,并具备最大1G速率信号光共纤回传的能力。3.实验验证了长距离光纤传能与信息共纤回传系统的实际可用性。实验系统结合了适用于光纤传能与信息共纤回传装置的传感监测节点以及系统软件平台,实现了蓄能源的充放电平衡及监测节点的稳定运行,证明了系统的实用价值。
王琛,安红海,熊俊,方智恒,季雨,练昌旺,谢志勇,郭尔夫,贺芝宇,曹兆栋,王伟,闫锐,裴文兵[8]（2021）在《皮秒激光驱动下的背向受激布里渊散射的光谱结构》文中提出激光等离子体相互作用（LPI）是激光等离子体相关研究中的重要内容,皮秒激光的出现为在皮秒时间尺度内更加细致地研究LPI过程提供了可能.LPI相关的时间尺度通常是皮秒量级的,这一研究有望从更精细的角度来获得认识.依托神光-Ⅱ升级及皮秒激光装置,开展了皮秒激光驱动LPI的实验研究.实验给出了背向受激布里渊散射（SBS）的积分光谱,其中除了真正的背向SBS成分,还包含大量的皮秒激光和纳秒激光引入的干扰信号.纳秒激光引入的干扰信号可以消除,但皮秒激光引入的干扰信号无法从实验角度消除,这势必会影响到对背向SBS真正份额的估计.结果显示,在不同的实验条件下,背向SBS散射能量在总的记录信号中,占比可能还不到一半.这一结果有助于对先前相关实验数据的进一步理解和再认识.
张怡松[9]（2021）在《基于受激布里渊散射的分布式光纤传感系统关键技术研究》文中研究表明几十年来,基于布里渊光纤散射的分布式应变和温度传感技术,已经引起了广泛的关注。迄今为止,已经采取了多种方法来获取有关布里渊增益谱（BGS）分布的信息,从中可以得出应变或温度变化的幅度和位置。其中的布里渊光学时域分析（BOTDA）性能甚至达到了亚厘米级的空间分辨率。但是,实用的BOTDA分布式应变和温度传感技术存在测量时间长,温度与应变同时测量互相干扰,现场测试时需要的准备工作繁琐复杂等不足。论文比较了各种布里渊传感器的性能。分析布里渊散射过程BOTDA系统的功率阈值与主要性能参数。根据受激布里渊散射理论,仿真了布里渊散射频谱与三波耦合模型。针对BOTDA系统进行设计,详细分析了 IQ调制器,SOA脉冲调制器,脉冲光光纤放大器,微波信号源等关键实验器材的参数选择与型号选取,从而完成了系统的初步参数设计。基于以上分析,搭建了测试光纤长度为22.5km的BOTDA分布式传感系统。对于泵浦脉冲光伴随的连续泄露光,光信号偏振态混乱和系统非局域效应等带来的噪声,理论分析了各自产生噪声的原因及对系统的影响,针对性的提出了提高脉冲光消光比,偏振控制器改善偏振态和提高探测光单边带信号的抑制比来减少噪声的实验方案。得到了消光比40dB的泵浦脉冲光和载波抑制比30dB,谐波抑制比24dB的高抑制比的单边带探测光。针对数据采集器采样率,检测时间与信噪比的矛盾,对光电探测器采集到的时域信号进行频谱和时域分析,并针对时域信号噪声的特点提出了使用MATLAB进行叠加平均处理降噪的方案,实验结果能够很好的改善时域噪声。论文还梳理了 BOTDA系统的数据处理流程。论文研究布里渊频移与温度/应变的关系。实现了 BOTDA系统的光纤布里渊本征增益谱温度测量,验证系统22.5km的传感距离,布里渊频移量与所得温度变化量的线性关系。通过仿真验证了温度变化区域定位方法,仿真结果与理论分析一致,取得了较好的仿真效果。
杜勇涛[10]（2021）在《16-QAM CO-OFDM超大容量长距离光通信系统中光纤非线性效应的补偿研究》文中研究表明随着工业物联网、智能终端、云集计算和大数据开始在日常生活、工业生产、金融、交通、城市管理、商业以及国防等各个不同领域日益广泛而深入的应用,以5G技术为代表的新一轮数字信息产业的发展正在蓬勃展开。与4G技术相比,5G网络技术要求提供超大容量数字信息的交换和传输能力。为此,从网络技术的角度来看,5G网络的应用也提出了以下新的挑战:（1）5G无线网络基站的数量要远远大于4G无线网络基站的数量;（2）连接5G基站的复杂光通信网络和与之匹配的高速大容量电-光-电转换技术;（3）5G集群之间的超大容量长距离光纤传输技术用来支持城镇、云计算服务中心、大数据存储和处理中心之间海量数据传输与交换的需求,其中超大容量长距离光纤传输技术是实现广域5G网络乃至全球5G网络的技术瓶颈之一。在过去的十年里,研究的重点之一是集中在相干光正交频分复用（Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM）光通信技术来取代当前普遍使用的波分复用（Wavelength Domain Multiplexing,WDM）光通信技术,因为CO-OFDM可以在无需更换光纤链路的条件下,大幅度提高光纤链路的有效通信容量。但是,CO-OFDM采用的相干光正交频分复用技术对光纤的非线性特性造成频偏和相位偏差的敏感性要远远大于WDM网络,尤其是对于超大容量长距离传输的COOFDM光通信链路而言,光纤的非线性特性造成频偏和相位偏差对诸如传输的16进制正交幅度调制信号（16-Quadrature Amplitude Modulation,16-QAM）的影响包括传输带宽、传输质量和传输距离尤为值得关注。这也是当前必须要解决的关键课题之一。本文的主要研究目标是对超大容量长距离传输16-QAM CO-OFDM信号过程中光纤非线性对传输信号带来的损伤和如何对其进行补偿。本文主要探究基于不同种类高度非线性光纤（Highly Non-Linear Fiber,HNLF）的光相位共轭（Optical Phase Conjugation,OPC）技术的补偿效果。本论文所做的工作有:（1）对M-QAM、相干检测和CO-OFDM技术逐一进行理论分析并利用光通信软件进行建模仿真,重点探究了CO-OFDM系统的设计原理。通过仿真软件对800km长距离光纤链路的16-QAM CO-OFDM信号传输进行了建模分析,仿真所得到的结果显示接收端误码率（Bit Error Rate,BER）为0.00089。（2）对16-QAM CO-OFDM信号在长距离光纤传输过程中产生的损伤类型进行了论述。重点对光纤非线性效应中的自相位调制（Self-Phase Modulation,SPM）、交叉相位调制（Cross-Phase Modulation,XPM）和四波混频（Four-Wave Mixing,FWM）进行了数学分析和模拟仿真,并通过理论分析来论证光纤非线性效应对长距离单模光纤和CO-OFDM系统的影响。（3）展示了16-QAM CO-OFDM光纤传输系统中补偿非线性损伤的不同方法,重点研究了利用OPC技术对非线性损伤的补偿,包括装置的工作原理、建模分析和实现方式,并利用“OPYISYSTEM”光仿真软件对其进行了仿真模拟以验证其补偿作用。所得到的理论和仿真结果表示,运用OPC技术可以将无光纤传输的背靠背（Back-to-Back,B2B）系统光信噪比（Optical Signal Noise Ratio,OSNR）灵敏度增加4.7d B,可以将800km长距离光纤传输系统的Q因子提高1.6d B。（4）选用了以4种不同特性的高度非线性光纤（HNLF）作为核心器件的OPC装置,对其所产生的补偿效果开展研究。在实验和仿真的基础上提出了一种定量的测量方法,从输入OPC的信号功率、泵浦功率和HNLF的长度入手,对构成OPC装置的各项参数进行优化处理,对于给定的193.1THz（1552.52nm）16-QAM CO-OFDM信号,4种HNLF的最佳长度分别为550、500、750和800m,OPC的最佳信号功率分别为-2.5、-3.3、-2.4和1.7dBm,泵浦最佳功率分别为23、23、23和21dBm。通过实验论证了光纤色散和光纤非线性损伤对16-QAM CO-OFDM系统的具体影响。并利用检测到的转换效率（Conversion Efficiency,CE）、接收端的BER、星座图和Q因子等参数来对系统的性能进行全面的评估。采用内置550m HNLF A的OPC布置方式产生的补偿效果最佳,得到的系统Q因子为9.8d B,误码率为6.1-4×10。同时,在系统的旁路中加入了色散补偿光纤（Dispersion Compensating Fiber,DCF）与OPC补偿光纤色散的效果形成对比,实验的结果表明OPC对光纤色散的补偿性能优于DCF,采用OPC装置的系统与无任何补偿的系统相比,BER提高了近两个数量级。光纤线性损伤已经不再是制约光纤通信发展的主要因素了,而光纤的非线性损伤随着光纤传输容量和传输距离的不断提高而愈加严重,因此对下一代高速率大容量光纤传输系统而言,如何降低光纤非线性损伤具有十分重要的现实意义。
二、受激喇曼散射(SRS)及受激布里渊散射(SBS)实验装置（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、受激喇曼散射(SRS)及受激布里渊散射(SBS)实验装置（论文提纲范文）
（2）基于SBS的百皮秒激光在光电对抗中的应用前景（特邀）（论文提纲范文）
| 1 百皮秒激光对光电探测器的干扰理论 |
| 2 基于SBS压缩技术的脉冲激光器研究进展 |
| 3 结论 |
（3）纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息 |
| 1.2 量子密钥分发概述 |
| 1.3 论文内容安排 |
| 第二章 光纤信道纠缠态连续变量量子密钥分发实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统及关键技术 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 自由空间到光纤光耦合技术 |
| 2.2.3 掺铒光纤放大器 |
| 2.2.4 探测器性能 |
| 2.3 数据处理过程 |
| 2.3.1 数字混频滤波 |
| 2.3.2 数据同步 |
| 2.3.3 最优纠缠度理论 |
| 2.3.4 关联度值的修正 |
| 2.4 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多路强经典光与纠缠态CV-QKD的密集波分复用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 额外噪声源分析 |
| 3.2.1 复用器的隔离度 |
| 3.2.2 瑞利散射 |
| 3.2.3 受激非弹性散射 |
| 3.2.4 交叉相位调制 |
| 3.3 自发拉曼噪声 |
| 3.4 四波混频噪声 |
| 3.4.1 光纤中四波混频场理论 |
| 3.4.2 四波混频产生额外噪声理论模型 |
| 3.4.3 四波混频噪声光子数的测量 |
| 3.4.4 四波混频产生额外噪声的测量 |
| 3.5 纠缠态CV-QKD与强DWDM经典通道共存 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于纠缠态的源无关CV-QKD实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 最佳纠缠度参数选择 |
| 4.4 测量基的随机切换 |
| 4.5 测量结果与分析讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 用于纳秒脉冲光场测量的时域平衡零拍探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探测器的设计 |
| 5.3 探测器信噪比计算 |
| 5.4 探测器的制作过程 |
| 5.5 探测器的性能测试 |
| 5.5.1 实验测试装置与调试过程 |
| 5.5.2 真空起伏噪声轨迹图的测量 |
| 5.5.3 光脉冲分辨率 |
| 5.5.4 线性响应 |
| 5.5.5 探测器稳定性测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 工作总结及展望 |
| 6.1 本文小结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（5）高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光波分复用系统 |
| 1.2.2 数字反向传输算法 |
| 1.2.3 概率整形技术 |
| 1.3 论文的主要工作内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相干光WDM通信系统 |
| 2.1 相干光通信系统概述 |
| 2.2 相干光系统理论模型 |
| 2.2.1 光发射机 |
| 2.2.2 光纤信道 |
| 2.2.3 光接收机 |
| 2.3 相干光通信系统的DSP算法原理 |
| 2.3.1 频偏估计 |
| 2.3.2 相偏估计 |
| 2.3.3 时钟提取和同步 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 相干光WDM传输系统的非线性效应及噪声估计模型 |
| 3.1 光通信的非线性效应 |
| 3.1.1 受激布里渊散射和受激拉曼散射 |
| 3.1.2 自相位调制和交叉相位调制 |
| 3.1.3 四波混频 |
| 3.2 非线性效应理论推导 |
| 3.2.1 波动方程 |
| 3.2.2 亥姆赫兹方程推导 |
| 3.3 相干光WDM系统中非线性噪声的估计模型 |
| 3.3.1 非线性效应的微扰分析 |
| 3.3.2 非线性效应噪声模型 |
| 3.3.3 相干光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.3.4 非线性噪声的主要成分 |
| 3.3.5 弹性光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干光传输系统传输补偿算法 |
| 4.1 非线性薛定谔方程及其分布傅里叶数值解法 |
| 4.2 非线性薛定谔方程求解的仿真分析 |
| 4.3 基于数字反向传输算法的非线性补偿 |
| 4.3.1 数字反向传输算法理论 |
| 4.3.2 DBP及有关分布傅里叶计算方法 |
| 4.3.3 DBP补偿算法仿真结果分析 |
| 4.4 基于二分搜索的改进DBP补偿方案 |
| 4.4.1 改良DBP算法原理 |
| 4.4.2 代价函数的设计 |
| 4.4.3 基于二分的搜索算法 |
| 4.4.4 性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 概率整形与数字反向传输算法的联合补偿方案 |
| 5.1 概率整形技术 |
| 5.1.1 研究的必要性 |
| 5.1.2 概率整形原理分析 |
| 5.1.3 信号分布和映射规则 |
| 5.2 常规恒等量分布匹配 |
| 5.2.1 算法原理 |
| 5.2.2 应用CCDM的光通信系统 |
| 5.2.3 CCDM仿真分析 |
| 5.3 概率整形和数字反向传输算法联合补偿仿真 |
| 5.3.1 联合补偿方案设计 |
| 5.3.2 联合补偿性能分析 |
| 5.3.3 不同步长大小下传输性能分析 |
| 5.3.4 不同光纤跨段大小下传输性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 非线性均衡技术的研究现状 |
| 1.2.1 相位共轭法 |
| 1.2.2 Volterra级数非线性均衡技术 |
| 1.2.3 数字后向传播算法 |
| 1.2.4 基于微扰理论的非线性均衡技术 |
| 1.2.5 基于机器学习的非线性均衡技术 |
| 1.3 论文的主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相干光通信系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相干光通信系统的高阶调制 |
| 2.2.1 马赫增德尔调制器(MZM)及其工作原理 |
| 2.2.2 I/Q调制器的结构及其工作原理 |
| 2.2.3 高阶调制格式 |
| 2.3 相干光通信系统中的信号损伤 |
| 2.3.1 放大器自发辐射噪声 |
| 2.3.2 激光器引入的频差和相位噪声 |
| 2.3.3 光纤损耗 |
| 2.3.4 色度色散 |
| 2.3.5 偏振模色散 |
| 2.3.6 光纤非线性效应 |
| 2.4 相干检测技术 |
| 2.5 数字信号处理技术 |
| 2.5.1 IQ不平衡补偿和正交归一化 |
| 2.5.2 色散补偿 |
| 2.5.3 时钟恢复 |
| 2.5.4 偏振解复用和偏振模色散补偿 |
| 2.5.5 频偏估计 |
| 2.5.6 载波相位恢复 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 相干光通信系统中非线性判决算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于高斯混合聚类的非线性判决算法 |
| 3.2.1 高斯混合聚类的基本原理 |
| 3.2.2 基于高斯混合聚类的M-QAM信号非线性判决算法 |
| 3.2.3 高斯混合-最小均方算法(MoG-Least Mean Square) |
| 3.3 实验验证与结果分析 |
| 3.3.1 实验系统设置 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干光通信系统中基于神经网络的非线性均衡技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于特征工程-深度神经网络(FE-DNN)的非线性均衡方案 |
| 4.2.1 神经网络基本原理 |
| 4.2.2 用于方形M-QAM信号的基于FE-DNN的非线性均衡方案 |
| 4.3 基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案 |
| 4.3.1 双向门控循环单元神经网络(Bi-GRU)架构 |
| 4.3.2 用于M-QAM信号的基于Bi-GRU的非线性均衡方案 |
| 4.3.3 复杂度分析 |
| 4.4 基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案 |
| 4.4.1 双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)架构 |
| 4.4.2 条件随机场(CRF)基本原理 |
| 4.4.3 用于M-QAM信号的基于Bi-LSTM-CRF的非线性均衡方案 |
| 4.4.4 复杂度分析 |
| 4.5 实验验证与结果分析 |
| 4.5.1 实验系统设置 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 相干光通信系统中基于微扰理论和回归算法的非线性均衡技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案 |
| 5.2.1 基于微扰理论的光纤传输模型 |
| 5.2.2 线性回归基本原理 |
| 5.2.3 支持向量回归(SVR)基本原理 |
| 5.2.4 用于M-QAM信号的基于回归算法的非线性均衡算法 |
| 5.3 实验验证与结果分析 |
| 5.3.1 实验系统设置 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 缩略词列表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）长距离高效光纤传能关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 光纤传能技术简介 |
| 1.3 光纤传能技术国内外发展现状和应用趋势 |
| 1.4 长距离光纤传能应用的问题与挑战 |
| 1.5 本文的主要研究内容和结构 |
| 第二章 光纤传能技术的原理研究 |
| 2.1 电光转换 |
| 2.1.1 激光器电光转换的原理 |
| 2.1.2 半导体激光器电光转换的效率 |
| 2.2 光波导传输 |
| 2.2.1 光纤的传输原理 |
| 2.2.2 光纤的传输损耗 |
| 2.2.3 光纤的非线性损耗 |
| 2.2.4 光纤的弯曲损耗 |
| 2.3 激光的光电转换 |
| 2.3.1 光生伏特效应原理 |
| 2.3.2 光伏电池的性能参数 |
| 2.3.3 光伏电池的类型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 长距离光纤传能与信息共纤回传系统的设计与实现 |
| 3.1 长距离光纤传能系统设计思路及系统框图 |
| 3.2 长距离光纤传能系统模块设计与选型 |
| 3.2.1 光纤传输链路 |
| 3.2.2 激光光源 |
| 3.2.3 光电转换器 |
| 3.2.4 波分复用器 |
| 3.3 长距离光纤传能最小系统搭建与测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 传感监测节点与平台的设计与实现 |
| 4.1 传感监测节点电源管理模块设计 |
| 4.1.1 电源管理电路 |
| 4.1.2 能量存储单元设计 |
| 4.2 远程传感监测节点的研制与测试 |
| 4.2.1 数据处理单元设计 |
| 4.2.2 光发射模块设计 |
| 4.2.3 传感监测节点程序方案设计 |
| 4.2.4 传感监测节点封装设计 |
| 4.3 光纤传能整体系统搭建与测试 |
| 4.4 系统软件监测平台设计 |
| 4.4.1 系统平台开发环境与框架 |
| 4.4.2 数据库设计 |
| 4.4.3 系统平台设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于受激布里渊散射的分布式光纤传感系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感技术 |
| 1.2.1 OTDR技术 |
| 1.2.2 各布里渊分布式光纤传感技术的优缺点 |
| 1.3 Brillouin散射技术分类 |
| 1.3.1 自发布里渊散射(SPBS) |
| 1.3.2 受激布里渊散射(SBS) |
| 1.4 光时域分析的BOTDA国内外发展现状 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 第2章 BOTDA分布式光纤传感系统的理论分析 |
| 2.1 BOTDA传感系统的功率预算 |
| 2.1.1 SBS的阈值 |
| 2.1.2 泵浦脉冲的阈值 |
| 2.1.3 连续探测光的阈值 |
| 2.2 受激布里渊散射频谱的仿真 |
| 2.2.1 三波耦合模型 |
| 2.3 BOTDA传感器的响应 |
| 2.3.1 光纤近端测得的传感器响应 |
| 2.3.2 光纤远端测得的传感器响应 |
| 2.4 布里渊频移误差分析 |
| 2.4.1 信号噪声对布里渊频移误差的影响 |
| 2.4.2 布里渊线宽对频率误差的关系 |
| 2.5 BOTDA系统的设计性能指标 |
| 2.5.1 空间分辨率 |
| 2.5.2 系统信噪比 |
| 2.5.3 测量精度 |
| 2.5.4 动态范围 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 BOTDA系统方案设计 |
| 3.1 BOTDA系统的基本结构 |
| 3.2 系统关键器件选取 |
| 3.2.1 电光调制器 |
| 3.2.2 频率合成器 |
| 3.2.3 声光调制器 |
| 3.2.4 偏置控制器与偏振控制器 |
| 3.2.5 光电探测器 |
| 3.2.6 光纤放大器 |
| 3.2.7 信号采集系统 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 BOTDA系统关键技术分析 |
| 4.1 光源信号特性分析 |
| 4.2 微波信号特性分析 |
| 4.2.1 微波信号参数测试实验 |
| 4.3 光脉冲调制子系统实验分析 |
| 4.3.1 高消光比泵浦脉冲调制实验 |
| 4.4 光频率调制子系统实验分析 |
| 4.4.1 探测光相位与偏振态的控制方法 |
| 4.4.2 高抑制比单边带信号调制实验 |
| 4.4.3 光频率调制影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 BOTDA系统信号分析及数据处理 |
| 5.1 探测光频谱信号分析 |
| 5.2 滤波前的时域信号分析 |
| 5.3 布里渊信号降噪处理 |
| 5.3.1 叠加平均法 |
| 5.4 拟合数据 |
| 5.4.1 布里渊增益谱拟合 |
| 5.4.2 布里渊频移谱拟合 |
| 5.5 BOTDA系统数据处理流程 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 BOTDA系统的仿真与实验 |
| 6.1 BOTDA实验系统方案 |
| 6.2 BOTDA系统光纤温度/应变仿真 |
| 6.2.1 BFS的温度特性 |
| 6.2.2 BFS的应变特性 |
| 6.3 温度传感实验仿真与设计 |
| 6.4 温度传感定位实验 |
| 6.4.1 BOTDA系统的定位原理 |
| 6.4.2 温度变化区域定位程序设计及仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）16-QAM CO-OFDM超大容量长距离光通信系统中光纤非线性效应的补偿研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 5G网络对超长距离大容量光纤传输的需求和挑战 |
| 1.2 CO-OFDM传输系统的研究背景与意义 |
| 1.3 论文的研究重点和结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 M-QAM CO-OFDM传输系统研究 |
| 2.1 仿真模拟软件“OPTISYSTEM”介绍 |
| 2.2 M-QAM调制 |
| 2.2.1 M-QAM的基本原理 |
| 2.2.2 16-QAM仿真 |
| 2.3 相干光检测技术 |
| 2.3.1 相干光检测技术的基本原理 |
| 2.3.2 相干光检测技术的优势 |
| 2.4 OFDM传输系统 |
| 2.4.1 OFDM技术的基本原理 |
| 2.4.2 OFDM光传输系统的基本原理与结构 |
| 2.4.3 OFDM系统的优缺点 |
| 2.5 对16-QAM CO-OFDM传输系统进行建模仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 16-QAM CO-OFDM系统损伤模型 |
| 3.1 线性损伤 |
| 3.1.1 光纤损耗 |
| 3.1.2 放大器自发辐射噪声(ASE) |
| 3.1.3 光纤色散 |
| 3.2 非线性损伤 |
| 3.2.1 受激拉曼散射(SRS) |
| 3.2.2 受激布里渊散射(SBS) |
| 3.2.3 自相位调制(SPM) |
| 3.2.4 交叉相位调制(XPM) |
| 3.2.5 四波混频(FWM) |
| 3.3 单模光纤中非线性特征的数学模型 |
| 3.4 光纤非线性效应在CO-OFDM中的数学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 16-QAM CO-OFDM光纤传输系统非线性损伤的补偿方法 |
| 4.1 补偿光纤非线性损伤的方法 |
| 4.2 光相位共轭(OPC)技术 |
| 4.2.1 OPC的工作原理 |
| 4.2.2 OPC的数学模型分析 |
| 4.2.3 OPC对 CO-OFDM系统中FWM损伤补偿的数学模型 |
| 4.2.4 OPC的实现机制 |
| 4.3 带有中间链路OPC装置的16-QAM CO-OFDM系统仿真模拟 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 泵浦光功率对OPC装置性能的影响 |
| 4.4.2 有无OPC装置的系统性能比较 |
| 4.4.3 OPC技术对系统非线性效应的补偿效果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于4种高度非线性光纤(HNLF)的OPC补偿效果探究 |
| 5.1 实验模型的建立 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 信号和泵浦功率对OPC转换效率(CE)和误码率(BER)的影响 |
| 5.2.2 HNLF的长度对系统性能的影响 |
| 5.2.3 有无OPC装置和有无色散补偿光纤(DCF)的系统性能比较 |
| 5.2.4 4种OPC装置和DCF的补偿效果比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本论文主要工作总结 |
| 6.2 进一步研究及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词一览表 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
四、受激喇曼散射(SRS)及受激布里渊散射(SBS)实验装置（论文参考文献）
- [1]多色非相干光入射ICF黑腔受激布里渊散射分析[J]. 王强,刘占军,郑春阳,李欣,曹莉华,郝亮,蔡洪波. 强激光与粒子束, 2021(10)
- [2]基于SBS的百皮秒激光在光电对抗中的应用前景（特邀）[J]. 刘照虹,樊榕,李宁,张庆磊,王雨雷,吕志伟. 光电技术应用, 2021(05)
- [3]纠缠态连续变量量子密钥分发的量子—经典信道复用技术及源无关安全性研究[D]. 杜珊娜. 山西大学, 2021(01)
- [4]1.5μm单频脉冲光纤激光器的仿真与实验研究[D]. 温强. 中国电子科技集团公司电子科学研究院, 2021
- [5]高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿[D]. 覃禹让. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究[D]. 刘欣雨. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]长距离高效光纤传能关键技术研究[D]. 吴昱丹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [8]皮秒激光驱动下的背向受激布里渊散射的光谱结构[J]. 王琛,安红海,熊俊,方智恒,季雨,练昌旺,谢志勇,郭尔夫,贺芝宇,曹兆栋,王伟,闫锐,裴文兵. 物理学报, 2021(19)
- [9]基于受激布里渊散射的分布式光纤传感系统关键技术研究[D]. 张怡松. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [10]16-QAM CO-OFDM超大容量长距离光通信系统中光纤非线性效应的补偿研究[D]. 杜勇涛. 山东师范大学, 2021(12)