一、光纤中的多级斯托克斯及反斯托克斯谱线（论文文献综述）
许扬,李健,张明江[1]（2021）在《拉曼分布式光纤温度传感仪的研究进展》文中研究说明拉曼分布式光纤传感技术可实现温度的大范围高精度检测,在桥梁隧道、油气管线、智能电网等大型基础设施结构等健康监测领域具有重大社会需求和应用前景。本文介绍了拉曼分布式光纤温度传感仪的基本工作原理,介绍了当前针对拉曼分布式光纤传感仪性能提升的主要研究方向,主要包括测温精度与空间分辨率两个方面。总结了该传感仪的普遍应用领域,并列举了拉曼分布式光纤传感仪在隧道火灾检测、管道渗漏检测和太阳能电池板温度监控等方面的代表性应用案例。
王圣智[2]（2021）在《多模长寿命光与原子量子记忆纠缠产生的研究》文中进行了进一步梳理量子中继器是构建大尺度量子网络,实现长距离量子通讯行之有效的工具。光与原子量子记忆（自旋波存储）纠缠源是实现量子中继的基本元件。近20年来围绕冷原子系综的光量子存储取得了极大的进步。实用化的量子中继要求量子存储具有大的多模存储能力,长存储寿命以及高存储效率等3个重要的指标。本文基于Duan-Lukin-Cirac-Zoller（DLCZ）量子存储方案,我们开展了一系列的研究工作,具体工作包括:（1）在87Rb冷原子系综中,通过自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠。探究了读光功率和原子光学厚度（OD）对读出效率的影响,对读出效率进行了优化。在此基础上,研究了光与原子纠缠质量（Bell参量）随读出效率的变化关系:Bell参量S值随读出效率的增加而增加;当恢复效率增长至5%时,纠缠质量增加不明显。进一步分析显示读出效率与噪声水平相关,信噪比越高纠缠质量越高。（2）实验上建立了毫秒量级的量子存储并且演示了自旋波确定性产生和部分读出。实现了在给定时间（～730微秒）内产生单个自旋波的概率近似于1（～99.6%）。这种确定性的产生依赖于反馈式毫秒量级的量子存储。通过前后两个读光脉冲对自旋波进行部分读出操作。实验上通过先应用第一个读光脉冲将自旋波部分读出,然后剩余的自旋波通过第二个读脉冲完全恢复。同时,我们测量了两次读出信号之间的反关联函数。结果表明,部分读出的操作处于量子区域。（3）建立了空间多模长寿命的光与原子纠缠源。实验上,通过使用近共线配置和选取磁不敏感自旋波,并采用一个相位稳定的偏振干涉仪对冷原子DLCZ过程中的多模光量子比特进行编码,产生了长寿命、空间多模光与原子量子纠缠。该多模复用的量子纠缠界面可以同时存储3个长寿命的自旋波量子比特。利用前馈控制系统,我们演示了光与原子纠缠的倍增产生,产生速率是单路量子界面的3倍。实验测得倍增量子纠缠界面的贝尔参数为2.51±0.01,存储寿命为1毫秒。这项工作是实现基于光纤远程量子通信的有效途径。（4）在87Rb冷原子系综中,利用光学环形腔增强光与原子相互作用,使光子和原子自旋波关联对的产生率增加了3.8倍。同时,我们研究了光学腔对原子自旋波读出效率的影响。结果表明,恢复效率增强了1.5倍,其本质恢复效率达到40.6%。本论文围绕光与原子纠缠和量子存储,在冷原子系综中实现了量子记忆的长寿命存储,自旋波的确定性产生,建立了空间多模、长寿命纠缠源。这些工作为实现长距离量子通信、分布式量子计算以及量子中继提供了实验基础。
许扬[3]（2021）在《面向管道渗漏检测的分布式光纤传感系统设计与研究》文中指出进入二十一世纪以来,随着我国经济高速发展,人民生活水平日益提高,城市化率不断增长,工业生产不断扩大。由于管道运输的各项特性,其运输总量逐年上升。然而管道系统发生渗漏是一个普遍存在的问题,给社会造成巨大的资源浪费和严重的经济损失,甚至会危害人民生命。因此,对管道运行状态进行密切监控,对于保障管道健康运行,确保国民经济健康发展有十分重大的意义。近年来,随着分布式光纤传感技术日益发展与成熟,工程人员开始将这种技术应用于管道健康监测领域。本文基于管道渗漏温度变化特征,结合分布式光纤温度传感系统工作特点,设计并制作一款面向管道渗漏检测的分布式光纤传感仪,并提出基于分布式光纤传感系统的动态阈值检测法,最后通过实验证明该方法的可行性。本文主要完成的工作如下:（1）设计制作面向管道渗漏检测的分布式光纤传感样机,详细分析各关键硬件设备的技术参数对性能的影响。自主设计制作的分布式光纤拉曼传感系统的传感距离达到10 km,温度误差在±1℃以内,系统的空间分辨率为1.65 m,系统整体工作状态良好。（2）根据工程应用环境需求,设计分布式光纤传感软件系统。该软件系统包括光强信息采集及处理、温度信号解调、温度报警、渗漏检测、二维空间可视化系统、历史数据查询及其他辅助功能。（3）通过分析管道渗漏发生后渗漏位置周围环境温度的变化特点及管道沿线温度场分布情况,设计基于分布式光纤传感系统的动态阈值检测法。通过实验结果证明基于分布式光纤拉曼系统的动态阈值检测方法可以有效识别管道发生的渗漏并准确定位渗漏位置,其空间定位精度可以达到1 m。将该检测方法集成在软件系统中,完成面向管道渗漏检测的分布式光纤传感样机制作。
张晓程[4]（2021）在《混沌BOCDA分布式光纤传感的温度与应变无交叉敏感测量研究》文中进行了进一步梳理布里渊分布式光纤传感技术在土木、电力、化工、航天等领域具有重要应用。该技术通常采用脉冲光、频率或相位被正弦调制的连续光作为探测信号,存在传感距离和空间分辨率矛盾的问题。混沌激光因具有类噪声、自相关函数为图钉型的特性,已被提出作为探测信号应用于分布式光纤传感系统中解决这一问题,即混沌布里渊光相干域分析技术（Chaotic BOCDA）。但是,其传感机制本质上是基于光纤中布里渊频移对应变或温度的线性关系,所以,混沌BOCDA系统面临着温度与应变的交叉敏感问题。本文利用大有效面积非零色散位移光纤（LEAF）的两个布里渊增益峰或少模光纤（FMF）中两个模式的不同温度和应变系数,成功实现了混沌BOCDA系统的温度和应变的同时测量。具体研究工作开展如下:（1）搭建了基于LEAF光纤的混沌BOCDA分布式光纤传感实验系统;实验测量了混沌激光在LEAF光纤中的散射特性,LEAF光纤中布里渊增益谱（BGS）的第一和第三峰频移与应变和温度具有不同的线性关系,通过分析混沌激光的布里渊增益谱中两个峰值的布里渊频移,实现了LEAF光纤中温度和应变的同时测量。温度分辨率为1℃,应变分辨率为20με,空间分辨率为3.9cm。实际温度和应变测量误差分别为0.37℃和10με,均在最大测量误差之内。（2）建立了基于少模光纤的混沌BOCDA分布式光纤传感的理论模型,数值计算了少模光纤中LP01-LP01、LP01-LP11、LP11a-LP11a、LP11a-LP11b不同模式组合的混沌布里渊增益谱（BGS）及相移谱（BPS）,以及不同模式组合的混沌BGS及混沌BPS之间的耦合效率。利用两种模式组合LP01-LP01、LP11a-LP11a的不同的温度系数和应变系数去解调少模光纤中的温度与应变。理论计算出（?）T和（?）e分别是24.8℃,1003.5με。它们的温度与应变误差分别为0.2℃,3.5με。
郑轩[5]（2021）在《斜坡辅助型BOTDR检测仪研究》文中研究说明随着分布式光纤传感技术的不断成熟,多元化的性能需求逐步成为了研究的重点。传统的布里渊光时域反射技术（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,BOTDR）通常应用于大型结构建筑、长距离管道以及电力线路的结构健康监测中。但随着工程应用研究的深入,分布式短距离高精度的实时应变/温度监测也成为了研究的热点。传统快速型BOTDR通常采用快速时频分析法,一般是FFT法。但由于该方案运算数据量庞大,实现实时测量的成本较为高昂。本文通过借鉴布里渊光时域分析技术中较为成熟斜坡辅助法,成功实现了BOTDR的实时测量,并对该方案进行了一些优化及深入研究:（1）本文首先分析了布里渊散射信号的传感机理,分析对比了传统扫频型BOTDR和短时傅里叶变换型BOTDR,并归纳出了解调速度制约因素,理论分析了斜坡辅助型BOTDR（SA-BOTDR）的可行性与优势,并设计了SA-BOTDR的探测结构和系统总体。（2）通过需求分析,设计了SA-BOTDR的软件总体;分析了测量处理步骤,分别研究了标定时布里渊增益谱的提取算法和斜坡辅助多次测量时的工作频率点选取和信号解调处理算法;最终通过微软基础类库（Microsoft Foundation Classes,简称MFC）完成了软件各模块的具体设计与开发。（3）通过之前设计的系统结构,对各器件进行选型,并最终搭建了SA-BOTDR系统,并设计了测量方案,通过初步实验确定了该方案与理论研究的目标基本符合,证明了斜坡辅助法对解调速度提升的显着作用。（4）通过对初步实验的结果进行分析,发现了数据采集带宽较大、信噪比差的问题,通过对SA-BOTDR的信号特征进行分析,设计了基于多级放大的功率检测方案,在成功降低采集带宽的同时,提升了信噪比,并通过理论研究与实验分析进一步优化了SABOTDR系统的性能,最终完成了测量范围、测量精度、空间分辨率和测量速度的分析,全方位的评估了SA-BOTDR的性能。
余涛[6]（2021）在《基于分布式光纤拉曼传感的光伏板温度监测及预警》文中认为光伏（PV）发电是当前利用太阳能的主要方式之一。PV组件由于破损、遮挡、电池不匹配等问题会导致PV组件过热,引起组件光电转换效率的严重降低,甚至导致电池二次击穿。因此,通过对PV面板的温度监测来预防PV组件高温损伤及组件火灾事故具有重要的现实意义。此外,当监测到PV组件温度超过一定阈值时立即采取降温措施,可有效提升组件发电效率。目前,PV面板温度监测的方法主要采用热红外传感技术,光纤布拉格光栅（FBG）传感技术和电学传感技术,但上述测温手段存在测温精度低、无法实现分布式温度监测等问题。本论文提出PV组件分布式光纤拉曼温度监测方案,可以实现大规模PV组件的分布式温度监测,本文具体的研究工作如下:（1）面向PV组件温度的监测,开发了上位机操作界面,研制了分布式光纤拉曼温度监测仪,性能指标如下:传感距离为11.0 km,响应时间为2 s,测温精度±1.00℃,温度分辨率0.50℃,空间分辨率1.0 m。PV组件温度场监测实验结果显示组件的局部最高温度达到39.30°C。此外,由于辐射强度、灰尘厚度及倾角变化导致的最大温差分别为9.58°C、3.01°C、3.99℃。通过对不同灰层覆盖、不同倾角、不同辐射强度下的组件温度场进行对比分析,得出组件温度随灰层厚度及辐射强度增加而增大,随倾角增大而减小。（2）针对当前分布式光纤拉曼测温系统在面向PV组件温度监测中无法进行预测报警的问题,本文提出了一种基于模糊理论的模糊温差阈值超前预警技术,解决了传统预警方案因受外界环境变化、数据处理量大等问题导致的预测精度低,预警实时性差等问题。实验结果显示当系统窗口基准设置为2时,预测温度的平均绝对误差为1.08°C,预测误差的波动范围为±3.70℃。
王悦[7]（2021）在《可调谐光电振荡器及其应用研究》文中指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[8]（2021）在《微型光纤干涉仪与分布式光纤传感技术的研究》文中研究指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。
李智博[9]（2021）在《基于瑞利散射的光纤分布式传感研究》文中指出分布式光纤传感是一种利用光纤传输信息,可以在光纤沿线各个位置处进行分布式检测的传感技术。它具有耐高压、抗腐蚀、测量精度高等特点,目前被广泛应用于各种环境参量的检测。相干光时域反射计技术不仅能够对温度和应变进行测量,还能对扰动信号进行监测。但目前主流的分布式光纤传感器多数只能实现单一参量的监测,如果想要同时测量多个参量,则需要多个系统融合,成本非常高,因此多参量检测传感技术越来越被重视。针对上述的缺陷,本文对此进行了深入的研究分析,并提出了分布式光纤传感的多参量监测的解决办法,克服了分布式光纤传感技术的工业应用的部分难题。本文首先分析相干光时域的传感原理,并用Matlab数值模拟仿真验证 COTDR（Coherent optical time domain reflectometer）系统可以实现温度、应变的高精度定量测量。此外,研究信号处理方法对信号去噪,并对比不同方法的去噪效果,最后运用累加平均去噪法对检测信号进行去噪处理,提高了解调的准确性,也为后续研究奠定了基础。提出了基于相干光时域反射计的多功能多参量的传感设计方案,并根据方案给出具体的光器件选型,然后模拟实验系统并进行传感实验的研究,在5km长的光纤上传感检测实现了 5m的空间分辨率,0.1℃的温度分辨率,和1με的应变分辨率。针对网络上现场勘探的光纤振动信号样本集和仿真信号集,采用模式识别方法,研究了信号的分类识别。首先利用MATLAB提取振动信号,进行信号处理。然后对比不同的信号特征,提出了利用信号的梅尔倒谱系数作为信号特征,作为神经网络分类器的输入,用于分类器模型的训练与测试。最后,基于行人行走、汽车行驶、环境噪声等行为进行模式分类。最终分类器对多种行为的分类识别,相较于传统时频域特征信号,识别正确率达到95%以上。
孟冲[10]（2021）在《基于神经网络的抗弯曲低损耗光纤设计及其布里渊散射特性研究》文中提出近些年,分布式光纤传感技术在大型土木工程、石油石化、隧道交通、高压输电线等领域得到了广泛应用。光纤的布里渊频移与温度和应变等环境因素呈线性关系,基于布里渊散射的分布式光纤传感系统就是根据这一原理实现传感。因为温度和应变同时对光纤的布里渊频移产生影响,所以布里渊频谱中只有单峰的光纤,无法同时测出温度和应变信息。对于复杂折射率分布的光纤,光纤中存在不止一个布里渊散射声模,因此布里渊频谱中含有多个峰值,每个峰的布里渊频移对温度和应变的依赖性不同,利用双峰的频移可以同时求出温度和应变信息。本文设计的抗弯曲低损耗光纤属于复杂折射率分布的实芯光纤,采用多层纤芯和沟槽的结构。结合神经网络对抗弯曲低损耗光纤性能进行优化,并对其布里渊散射特性展开分析。主要工作如下:（1）利用有限元仿真软件对抗弯曲低损耗光纤进行设计,探索抗弯曲低损耗光纤多层纤芯和沟槽参数变化对基模有效模场面积和基模弯曲损耗的影响,经过对光纤结构的优化,抗弯曲低损耗光纤的基模有效模场面积可以达到212.8μm2,基模弯曲损耗可以降到8.2 ×10-8dB/m。随后提出基于神经网络反向设计的思路,最终抗弯曲低损耗光纤基模有效模场面积仅为199.9μm2,基模弯曲损耗仅为1.4 ×10-7 dB/m。（2）对抗弯曲低损耗光纤布里渊特性进行研究。使用有限元仿真分析法进行抗弯曲低损耗光纤的光学模式和声学模式分析,计算纤芯折射率和尺寸不同时抗弯曲低损耗光纤的布里渊频移和峰值增益,对布里渊频谱进行绘制,探究频谱变化趋势。最后,通过对比不同纤芯参数条件下的布里渊功率测量误差,从而判断抗弯曲低损耗光纤的优劣势,当抗弯曲低损耗光纤纤芯半径为6.0μm,轴心处折射率为1.4660时,三峰的频移分别为10.790、10.953、11.110GHz,三峰峰值功率接近,布里渊功率测量误差较小。（3）采用双光源相干探测技术,搭建布里渊光时域反射系统（BOTDR）,探究实验室使用的单模光纤和非零色散位移光纤温度-布里渊频移的变化规律,单模光纤温度灵敏度约为1.5MHz/℃,非零色散位移光纤双峰的温度灵敏度分别为5.5MHz/℃和6.0MHz/℃。本论文从仿真的角度实现抗弯曲低损耗光纤的设计,并提出神经网络反向设计的思路,为今后的光纤快速仿真、性能优化提供一种高效可靠的方案。作为一种复杂折射率分布的光纤,抗弯曲低损耗光纤很好的解决了温度和应变的交叉灵敏度问题,同时由于抗弯曲低损耗光纤的低损耗,高布里渊散射功率,使得温度和应变灵敏度更高,抗弯曲低损耗光纤为基于布里渊散射的双参传感技术提供了更加优异的方案。
二、光纤中的多级斯托克斯及反斯托克斯谱线（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、光纤中的多级斯托克斯及反斯托克斯谱线（论文提纲范文）
（1）拉曼分布式光纤温度传感仪的研究进展（论文提纲范文）
| 1 拉曼分布式光纤传感基本工作原理 |
| 1.1 拉曼散射的基本原理 |
| 1.2 空间定位的基本原理 |
| 1.3 温度解调的基本原理 |
| 2 拉曼分布式光纤传感仪性能提升研究进展 |
| 2.1 测温精度性能提升研究进展 |
| 2.1.1 探测信号编码技术 |
| 2.1.2 软件及硬件去噪技术 |
| 2.1.3 环路解调技术 |
| 2.1.4 增强受激拉曼阈值技术 |
| 2.2 空间分辨率性能提升研究进展 |
| 2.2.1 光纤色散补偿法 |
| 2.2.2 光源调制法 |
| 2.2.3 反卷积及数据拟合法 |
| 3 拉曼分布式光纤传感仪的典型应用 |
| 3.1 消防安全监控领域 |
| 3.2 管道健康监控领域 |
| 3.3 电力电缆健康监控领域 |
| 4 结语 |
（2）多模长寿命光与原子量子记忆纠缠产生的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 长寿命的量子存储 |
| 1.2 多模量子中继 |
| 1.3 高效率量子存储 |
| 第二章 实验技术 |
| 2.1 冷原子制备 |
| 2.1.1 研究背景 |
| 2.1.2 光辐射压力 |
| 2.1.3 磁光阱系统 |
| 2.1.4 ~(87)Rb磁阱系统 |
| 2.1.5 冷原子俘获时序控制 |
| 2.2 原子气室抽真空过程 |
| 2.3 PDH(Pound-Drever-Hall)锁频技术 |
| 2.4 模式清洁器(MC) |
| 2.5 饱和吸收稳频技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 读出效率对光与原子纠缠产生的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冷原子系综光与原子纠缠产生的实验装置和能级结构 |
| 3.3 读出效率与Bell参量S的实验结果 |
| 3.4 理论分析Bell参量与读出效率的关系 |
| 3.5 实验小结 |
| 第四章 原子系综中单模自旋波量子记忆的确定性产生与部分读出 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 毫秒量级量子存储器的实验装置和能级结构 |
| 4.3 毫秒量级量子存储的实验结果 |
| 4.4 单个自旋波确定性产生和部分读出操作 |
| 4.5 实验小结 |
| 第五章 多模长寿命光与原子量子记忆纠缠产生的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多模长寿命存储的实验装置与实验能级 |
| 5.2.1 偏振干涉仪介绍与实验方法 |
| 5.2.2 多模长寿命存储的实验方法 |
| 5.2.3 光束变换装置(Beam transformation devices,BTDs) |
| 5.2.4 接收方向相对于写光方向的夹角 |
| 5.3 多模长寿命存储的恢复效率与存储时间的关系 |
| 5.3.1 单模与多模存储的对比 |
| 5.3.2 量子存储寿命的主要限制因素 |
| 5.4 多模量子界面纠缠特性的测量 |
| 5.5 实验小结 |
| 第六章 光学腔增强单模自旋波读出效率的实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光学环形腔增强的实验装置及时序设计 |
| 6.2.1 实验装置及实验过程 |
| 6.2.2 时序设计 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.4 实验小结 |
| 第七章 全文总结和展望 |
| 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 |
（3）面向管道渗漏检测的分布式光纤传感系统设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 常用管道渗漏检测手段及方法 |
| 1.3 分布式光纤传感检测法的研究现状 |
| 1.3.1 分布式光纤传感技术研究现状 |
| 1.3.2 分布式光纤传感检测管道渗漏的研究现状 |
| 1.4 项目来源及本文结构安排 |
| 第2章 分布式光纤拉曼传感系统设计 |
| 2.1 系统关键性能指标分析 |
| 2.2 系统总体设计方案 |
| 2.3 系统关键器件选型 |
| 2.3.1 脉冲激光器 |
| 2.3.2 波分复用器 |
| 2.3.3 雪崩光电探测器 |
| 2.3.4 数据采集卡 |
| 2.3.5 传感光纤 |
| 2.4 系统关键技术指标 |
| 2.4.1 测温精度 |
| 2.4.2 空间分辨率 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 分布式光纤拉曼传感系统软件设计 |
| 3.1 软件总体设计方案 |
| 3.2 信号采集解调系统 |
| 3.2.1 拉曼后向散射光信号采集与处理 |
| 3.2.2 温度信息解调 |
| 3.3 二维空间可视化系统 |
| 3.4 历史数据查询功能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 面向管道渗漏检测的动态阈值检测技术 |
| 4.1 动态阈值检测技术原理 |
| 4.2 动态阈值检测技术实验 |
| 4.2.1 渗漏环境温度变化特点 |
| 4.2.2 动态阈值检测技术验证 |
| 4.3 渗漏速度与温度变化速率关系分析 |
| 4.4 动态阈值识别法软件集成 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）混沌BOCDA分布式光纤传感的温度与应变无交叉敏感测量研究（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 BOCDA分布式光纤传感的研究现状 |
| 1.2.2 光纤中温度与应变无交叉敏感测量方法研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容及结构安排 |
| 第2章 混沌激光在LEAF光纤中的布里渊散射特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.3 实验装置 |
| 2.4 混沌激光在LEAF光纤中的布里渊散射 |
| 2.4.1 混沌激光的产生及其特性 |
| 2.4.2 混沌激光在LEAF光纤中的后向布里渊散射特性 |
| 2.5 注入光功率对布里渊散射特性的影响 |
| 2.5.1 斯托克斯光线宽 |
| 2.5.2 斯托克斯光功率 |
| 2.6 混沌激光在LEAF光纤中受激布里渊散射阈值特性 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于LEAF光纤的混沌BOCDA温度与应变无交叉敏感测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.2.1 布里渊散射声波场产生原理 |
| 3.2.2 解决交叉敏感理论方程 |
| 3.3 实验系统结构及原理 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 空间分辨率 |
| 3.4.2 LEAF光纤中布里渊频移与温度的关系 |
| 3.4.3 LEAF光纤中布里渊频移与应变的关系 |
| 3.4.4 LEAF光纤中分布式温度与应变测量结果 |
| 3.5 讨论与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于少模光纤的混沌BOCDA温度与应变无交叉敏感测量理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论分析 |
| 4.2.1 少模光纤中的模式理论 |
| 4.2.2 混沌布里渊复数增益因子 |
| 4.2.3 少模光纤的声光耦合系数 |
| 4.3 理论仿真模型 |
| 4.4 少模光纤中的混沌布里渊增益谱 |
| 4.5 少模光纤中的混沌布里渊相移谱 |
| 4.6 少模光纤中温度与应变仿真结果 |
| 4.6.1 不同模式组合的温度与应变系数 |
| 4.6.2 不同模式组合沿FMF测得的BFS分布 |
| 4.7 温度与应变解调结果 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）斜坡辅助型BOTDR检测仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 BOTDR解调方法研究现状 |
| 1.2.1 BOTDR解调性能提升研究现状 |
| 1.2.2 BOTDR解调速度提升研究现状 |
| 1.2.3 斜坡辅助解调方法研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及工作安排 |
| 第2章 基于斜坡辅助的BOTDR解调原理 |
| 2.1 光纤中的布里渊散射 |
| 2.1.1 自发布里渊散射 |
| 2.1.2 受激布里渊散射 |
| 2.2 BOTDR信号快速解调方案性能分析 |
| 2.2.1 基于微波扫频法的传统BOTDR解调方案 |
| 2.2.2 基于STFT的 BOTDR快速解调方案 |
| 2.2.3 BOTDR信号快速解调制约因素 |
| 2.2.4 基于斜坡辅助的BOTDR快速解调方案 |
| 2.3 SA-BOTDR系统设计方案 |
| 2.3.1 探测结构设计 |
| 2.3.2 滤波器对SA-BOTDR系统的影响 |
| 2.3.3 系统总体设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 斜坡辅助型BOTDR解调算法与系统控制软件设计 |
| 3.1 SA-BOTDR总体设计 |
| 3.1.1 上位机程序开发环境 |
| 3.1.2 需求分析 |
| 3.1.3 软件总体设计 |
| 3.2 数据处理算法 |
| 3.2.1 布里渊增益谱拟合算法实现 |
| 3.2.2 斜坡辅助解调布里渊频移算法实现 |
| 3.3 SA-BOTDR解调软件具体实现 |
| 3.3.1 硬件控制模块设计 |
| 3.3.2 采集处理模块设计 |
| 3.3.3 数据保存模块设计 |
| 3.3.4 结果显示模块设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 测量实验与系统性能分析 |
| 4.1 系统关键器件选型分析 |
| 4.1.1 光源选型分析 |
| 4.1.2 脉冲调制模块选型分析 |
| 4.1.3 其他关键器件选型分析 |
| 4.2 多级放大功率检测方案提升系统性能研究 |
| 4.2.1 SA-BOTDR系统信号特征分析 |
| 4.2.2 基于多级放大功率检测的时域包络实时提取方案 |
| 4.2.3 多级放大功率检测方案性能参数优化 |
| 4.3 系统平台搭建与样机性能测试 |
| 4.3.1 系统平台搭建与测量方案设计 |
| 4.3.2 样机设计与展示 |
| 4.3.3 测量范围实验分析 |
| 4.3.4 测量精度与空间分辨率实验分析 |
| 4.3.5 扫频法、STFT与斜坡辅助法解调速度对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于分布式光纤拉曼传感的光伏板温度监测及预警（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 光伏板温度监测技术的研究进展 |
| 1.3 分布式光纤拉曼传感技术的研究进展 |
| 1.4 本文研究内容及结构 |
| 第2章 分布式光纤拉曼测温系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分布式光纤拉曼测温系统的软件设计 |
| 2.2.1 温度解调原理 |
| 2.2.2 系统软件设计 |
| 2.3 分布式光纤拉曼测温系统的硬件设计 |
| 2.3.1 系统装置 |
| 2.3.2 器件特性 |
| 2.3.3 系统集成与性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光伏板温度的监测及预警 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光伏板温度监测方案 |
| 3.3 基于模糊温差阈值方法的预警模型 |
| 3.3.1 模糊理论 |
| 3.3.2 温度预警模型 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）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 |
（8）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 |
（9）基于瑞利散射的光纤分布式传感研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 分布式光纤传感国内外研究情况 |
| 1.2.1 基于拉曼散射的分布式传感 |
| 1.2.2 基于布里渊散射的分布式传感 |
| 1.2.3 基于瑞利散射的分布式传感 |
| 1.3 研究工作背景及意义 |
| 1.4 本文主要研究内容和章节安排 |
| 第二章 相干光时域反射计理论基础 |
| 2.1 光纤中的光散射现象 |
| 2.1.1 瑞利散射 |
| 2.1.2 拉曼散射 |
| 2.1.3 布里渊散射 |
| 2.2 COTDR系统传感原理 |
| 2.2.1 光时域反射计原理 |
| 2.2.2 基于瑞利后向散射的传感原理 |
| 2.2.3 瑞利散射功率对温度/应变的响应特性 |
| 2.3 COTDR系统主要性能指标 |
| 2.4 C0TDR温度/应变解调原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 COTDR温度/应变传感系统 |
| 3.1 COTDR系统方案设计 |
| 3.2 系统关键器件参数 |
| 3.2.1 激光器 |
| 3.2.2 电光调制器 |
| 3.2.3 光放大器 |
| 3.2.4 光电探测器 |
| 3.3 COTDR仿真分析 |
| 3.4 COTDR系统信号噪声处理 |
| 3.3.1 累加平均去噪 |
| 3.3.2 小波阈值去噪 |
| 3.5 COTDR系统温度/应变传感仿真 |
| 3.5.1 温度传感信息解调 |
| 3.5.2 应变信息解调 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 信号的模式识别方法研究 |
| 4.1 信号的模式识别方法 |
| 4.1.1 模式识别方法概述 |
| 4.1.2 光纤传感系统中的模式识别方法 |
| 4.2 实验信号采集及振动信号提取 |
| 4.3 特征提取及模型训练的方法 |
| 4.3.1 时域分析及特征提取 |
| 4.3.2 频域分析及特征提取 |
| 4.4 分类算法的选择 |
| 4.4.1 BP神经网络 |
| 4.4.2 SVM支持向量机 |
| 4.4.3 模型的训练 |
| 4.5 振动信号的识别结果与分析 |
| 4.5.1 训练样本的选择 |
| 4.5.2 算法验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于神经网络的抗弯曲低损耗光纤设计及其布里渊散射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 基于布里渊散射的光纤传感技术研究现状 |
| 1.2.1 布里渊光时域反射技术 |
| 1.2.2 布里渊光时域分析技术 |
| 1.2.3 双参传感研究现状 |
| 1.3 论文主要工作内容及研究成果 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 基于布里渊散射的光纤仿真理论 |
| 2.1 布里渊散射 |
| 2.1.1 自发布里渊散射 |
| 2.1.2 受激布里渊散射 |
| 2.2 布里渊散射谱的数学模型 |
| 2.2.1 布里渊散射谱特性 |
| 2.2.2 布里渊频移与温度和应变的关系 |
| 2.3 布里渊散射的光学与声学模式仿真理论 |
| 2.3.1 有限元分析法 |
| 2.3.2 光学模式求解模型 |
| 2.3.3 声学模式求解模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于神经网络的抗弯曲低损耗光纤的设计 |
| 3.1 基于多层纤芯与多沟槽的抗弯曲低损耗光纤的结构设计 |
| 3.2 抗弯曲低损耗光纤的结构优化 |
| 3.2.1 多层纤芯的参数优化 |
| 3.2.2 多沟槽的参数优化 |
| 3.2.3 多层纤芯的作用 |
| 3.2.4 多沟槽的作用 |
| 3.3 基于神经网络的反向结构参数优化 |
| 3.3.1 正向数据仿真 |
| 3.3.2 神经网络反向设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 抗弯曲低损耗光纤的布里渊特性分析 |
| 4.1 抗弯曲低损耗光纤的布里渊散射谱仿真 |
| 4.2 抗弯曲低损耗光纤结构参数对布里渊散射谱的影响 |
| 4.2.1 纤芯结构对布里渊散射谱的影响 |
| 4.2.2 沟槽结构对布里渊散射谱的影响 |
| 4.3 布里渊峰值功率测量误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光纤布里渊散射的温度灵敏度研究 |
| 5.1 相干探测型BOTDR系统搭建 |
| 5.2 单模光纤温度灵敏度研究 |
| 5.3 非零色散位移光纤温度灵敏度研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士研究生期间发表的学术论文与专利 |
四、光纤中的多级斯托克斯及反斯托克斯谱线（论文参考文献）
- [1]拉曼分布式光纤温度传感仪的研究进展[J]. 许扬,李健,张明江. 应用科学学报, 2021(05)
- [2]多模长寿命光与原子量子记忆纠缠产生的研究[D]. 王圣智. 山西大学, 2021(01)
- [3]面向管道渗漏检测的分布式光纤传感系统设计与研究[D]. 许扬. 太原理工大学, 2021
- [4]混沌BOCDA分布式光纤传感的温度与应变无交叉敏感测量研究[D]. 张晓程. 太原理工大学, 2021
- [5]斜坡辅助型BOTDR检测仪研究[D]. 郑轩. 太原理工大学, 2021(01)
- [6]基于分布式光纤拉曼传感的光伏板温度监测及预警[D]. 余涛. 太原理工大学, 2021
- [7]可调谐光电振荡器及其应用研究[D]. 王悦. 吉林大学, 2021(01)
- [8]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)
- [9]基于瑞利散射的光纤分布式传感研究[D]. 李智博. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]基于神经网络的抗弯曲低损耗光纤设计及其布里渊散射特性研究[D]. 孟冲. 北京邮电大学, 2021(01)