一、日本电气制成低功耗光通信用半导体激光器（论文文献综述）
周梦谣[1]（2021）在《GaN悬浮微腔激光表面等离激元增强特性研究》文中指出
傅康[2]（2021）在《基于量子阱二极管发光探测共存现象的空间实时光输入系统》文中认为
武刚[3]（2021）在《光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究》文中研究指明伴随着5G、云计算、大数据和人工智等IT技术的迅速发展,作为其主要支撑的光通信技术也迎来了新的变革与挑战。为了实现更高的数据传输速率,光通信系统中各类光模块和光器件性能大幅提升,并逐渐向小型化、高速化、集成化的方向发展。其中,硅基亚波长光栅因其卓越的光学衍射特性,被广泛应用于激光器、光探测器、耦合器、滤波器、传感器等光电子器件中,并可利用它们实现更为复杂的光子集成电路。此外,基于高品质因子微腔的多种功能器件的出现,极大地推动了光子集成和光子芯片等领域的发展。本文主要围绕亚波长光栅分束器及一种屋形光学谐振腔展开理论分析及实验研究,主要的创新点和研究成果如下:1.研究了非周期亚波长光栅的衍射光波前相位控制特性,提出了透射光为平行光束的一维亚波长光栅功率分束器,设计了偏转角分别为15°和30°、功率比为1:2的1×2功率分束器,仿真得到分束后两光束的偏转角分别为14.4°和29.5°,功率比约为1:1.87,与设计值基本相符。此外,还提出了一维亚波长光栅合束器、透射光为会聚光束的一维亚波长光栅功率分束器、一维亚波长光栅双焦透镜等结构,并对这些器件的性能进行仿真验证。2.提出了基于双层结构一维条形亚波长光栅的偏振分束器,设计了焦距40μm,能够实现波长1.55μm、垂直入射的TM偏振光反射会聚、TE偏振光透射会聚的偏振分束器。仿真得到的TM反射光束焦距为40 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.88 μm,总反射率为90.8%;TE透射光束焦距为38.3 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.7 μm,总透射率为82.4%。该器件能够很好地实现两种正交偏振态的分离,并使分束后的光束各自会聚。3.提出了基于二维块状亚波长光栅的1×N功率分束器,理论分析中,设计了焦距为10 μm的透射型1×3和1×4功率分束器,仿真得到二者的焦距分别为9.5 μm和9.7 μm,总透射率分别为89%和87.2%,焦平面上各会聚点光场强度的半高全宽均小于2 μm。实际使用中,在SOI晶片上制备了焦距为150μm、半径为216 μm的圆形1×3功率分束器和边长为370 μm的方形1×4功率分束器,测量得到两功率分束器的焦距约为170 μm,焦平面上会聚光斑轮廓清晰。4.提出了基于二维块状亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜和柱面分束透镜。理论分析中,设计了焦距为6 μm的凸柱面透镜和凹柱面反射镜,仿真得到二者的焦距分别为5.85 μm和5.6μm,两线状会聚光斑光场强度的半高全宽分别为0.82μm和1.08 μm。实际使用中,制备了周期为0.6 μm、焦距为250μm、面积为400 μm×400 μμm的亚波长光栅凸柱面透镜,在600 μm处测得透射光束的线状远场图像,两正交方向光斑光场强度的半高全宽分别为250 μm和680 μm。当改变入射光的偏振方向时,线状光斑的归一化强度保持不变,表明基于二维亚波长光栅的柱面透镜具有低的偏振敏感性。此外,还制备了 1×2柱面分束透镜,并对其衍射特性进行测试。5.提出了基于二维块状亚波长光栅的光束偏转器,理论分析中,设计了面积为7.8μm×7.8 μm、偏转角分量为α=30°（光束在光栅平面内投影与χ轴的夹角）、β=30°（光束与z轴夹角）的光束偏转器,仿真得到光束偏转角α和β分别为31.4°和29.5°。实际使用中,制备了面积为400μm×400 μm、两偏转角分量均为30°的光束偏转器,测量得到两偏转角分量分别为α测=29.5°、β测=29.6°,实现了对平行光束精确的偏转控制。6.与他人合作提出并实现了与亚波长光栅功率分束器混合集成、对称分布的三单元/四单元单行载流子光探测器阵列。在-2V偏压下,测量得到与1×3光栅功率分束器集成的三单元光探测器阵列的最大射频输出功率为11.5 dBm@15 GHz,饱和光电流为70 mA@15 GHz;与1×4光栅功率分束器集成的四单元光探测器阵列的最大射频输出功率为13.1 dBm@15 GHz,饱和光电流为91 mA@15 GHz。和相同结构的单个单行载流子光探测器相比,饱和特性有较大的提升。7.提出了一种由非平行反射镜构成的屋形光学谐振腔,分析了不同区域入射光束的谐振条件,仿真得到顶部反射镜倾角为1°、高度为4.468μm、宽度为14.976μm的屋形谐振腔TE20,1模线宽小于0.008 nm,品质因子不小于1.938×105。与具有相同尺寸参数的平行平面腔相比,屋形谐振腔能够将光场限制在更小的区域,实现了更小的光谱线宽、更高的品质因子和更小的模式体积。此外,还提出一种扩展结构的锥顶形光学谐振腔,并对其谐振特性进行了理论分析。
吴昱丹[4]（2021）在《长距离高效光纤传能关键技术研究》文中研究说明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。
李儒颂[5]（2021）在《1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究》文中研究指明随着智慧城市、5G网络、人工智能、云计算和大数据中心等新一代信息技术的快速发展,网络数据流量在近年来呈现出指数增长趋势,促使光互连技术向更高速率、更大容量和更低功耗的方向发展。高速面发射激光器作为该领域关键核心器件,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。垂直腔面发射激光器（VCSELs）由于长波长DBR难以外延生长且具有较大的损耗和串联电阻,因而还难以满足应用需求。而光子晶体面发射激光器（PCSELs）具有大面积单模激射、任意光束整形与偏振调控、片上二维光束控制及波长易于拓展等多种突出功能,因此在实现光纤的两个低损耗传输窗口（1.31μm,1.55μm）更具优势。近年来,受凝聚态中拓扑相和拓扑相变概念的启发,基于拓扑能带论的拓扑光子学正在兴起,其中具有鲁棒性的拓扑腔面发射激光器（TCSELs）不仅拥有高光束质量的优点,而且可以产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋光束。OAM复用技术可极大提高光通信系统的信道容量,是未来通信技术的重要发展方向。本论文基于光子晶体对光子态的调控,结合光子晶体微腔与光子晶体带边激射原理设计出了具有异质光子晶体腔结构,为实现高速PCSELs提供了可行性方案,同时将具有拓扑性质的光子晶体引入面发射激光器中并通过合理的优化设计,以达到高速、大功率、低阈值、窄线宽和提高边模抑制比的目的,具有潜在替代现有VCSELs的优势。主要研究内容和创新成果如下:1.对PCSELs的带边激射原理和阈值增益进行了理论分析,并结合半导体激光器速率方程推导出了PCSELs的光功率公式,同时分析了二维光子拓扑绝缘体的边界态与拓扑相变机理,为研制高速PCSELs与TCSELs提供了理论基础。2.开展了高速双晶格PCSELs的理论研究。设计了增强面内光反馈的PCSELs,其谐振腔是由两种具有不同光子带隙的光子晶体组成的面内异质结构,除了利用光子晶体带边的光反馈外,还利用了两种光子晶体边界的反射,并通过调控其中双晶格光子晶体的两个空气孔间距来提高反向传播光之间的一维耦合系数,从而实现对激射模式的强面内限制。通过三维时域有限差分法（3D-FDTD）证实了我们所提出的异质PCSELs可以在较小的正方形区域内实现1.3μm单模激射,并可能实现大于30 GHz的3d B调制带宽。3.开展了基于Dirac点高速PCSELs的理论研究。通过调控光子晶体参数得到双Dirac锥形色散,设计了增强Dirac点面内反馈的PCSELs,并且由于在Dirac点态密度可以降为零,而自发辐射耦合系数?与态密度成反比,因此利用Dirac点作为带边激射,可有效提高PCSELs调制速率,通过3D-FDTD证实其是以四极模激射,在基于少模的空分复用系统中可能具有潜在的应用。4.开展了基于能带反转光场限制效应的高速拓扑体态面发射激光器的理论研究。拓扑谐振腔是由拓扑态光子晶体（R2=1.05R0）外围完整拼接与其带隙相当的拓扑平庸态光子晶体（R1=0.94R0）构成,在拼接的边界处会产生光场的反射和限制效应,通过3D-FDTD证实其可在较小的正六边形区域内实现1.3μm低发散角单模激射。此外,该拓扑体态面发射激光器由于能带反转引起的反射只发生在靠近布里渊区中心附近的一个很小的波矢范围,因此限制了能够获得有效反馈的模式数目,这种模式选择机制与带边模式PCSELs完全不同,更有利于实现单模面发射,在高速光通信领域中的应用将更具有优势。5.开展了高速Dirac涡旋腔面发射激光器的理论研究。通过对正常蜂窝光子晶体超胞应用广义的Kekulé调制和收缩操作,然后将它们完整拼接得到异质Dirac涡旋腔（具有鲁棒的中间带隙模）,同时适当调控腔中子晶格的尺寸,使得带间模收敛于Dirac点频率并处于外围光子晶体的禁带中,以达到增强带间模面内光反馈的目的,从而有利于实现高速调制。研究结果表明,以该异质Dirac涡旋腔的带间模作为带边激射,可在较小的区域内实现1.3μm单模矢量光束输出,这为发展具有优异性能的新型高速拓扑PCSELs提供了可能。
宋婷婷[6]（2021）在《针对片上光互连网络通信可靠性的研究与优化》文中进行了进一步梳理在当今信息时代应用需求爆炸式增长的驱动下,实现高可靠性和高计算性能的超级信息处理系统是片上系统发展的必然趋势。随着互补金属氧化物半导体（Complementary metal oxide semiconductor,CMOS）工艺技术的长足改进,单芯片上集成成百上千个处理核的多核处理器系统已经实现。在片上多核系统中,由于多任务的并行处理及处理核间海量数据的频繁交换,迫切需要一种高效的通信架构来实现系统的高性能信息处理。得益于与CMOS兼容的硅光子技术的迅猛发展,片上光互连网络（Optical networks-on-chip,ONo Cs）有效解决了传统电互连所产生的高时延、高损耗、带宽限制和通信效率低等问题,其具备强大的并行计算能力、优秀的资源利用率和良好的可拓展性,在超高速光通信、超级计算机系统、计算机体系结构设计等领域具有广阔的应用前景。此外,将波分复用技术应用于片上光互连网络能够满足超大容量和超高速率对更高通信带宽的需求。然而,现阶段片上多核光互连网络的通信可靠性无法得到有效保证。一方面,由于硅基光子器件本身的材料属性和当前尚不完美的制造工艺,光载波信号在传输过程中不可避免地会遭受固有物理损耗和串扰噪声的影响,从而导致网络中多跳通信光信噪比的降低及误码率的增大。另一方面,硅基光开关元件对温度波动和工艺偏差非常敏感,温度及制造工艺的轻微变化都会导致光开关的谐振波长发生漂移,使得光通信链路的物理性能变差,对系统级的通信性能和可靠性造成负面影响。尤其对于采用波分复用技术的片上光通信系统,由上述问题导致的数据通信可靠性降低现象更为严重。因此,本文针对如何提升片上光互连网络的通信可靠性这一问题,开展了相关研究,并取得了如下研究成果:1.针对多波长片上光互连网络中的串扰特性,将角度优化（60°/120°波导交叉）方法应用于支持波分复用技术的光路由器层和光网络层,以提升光通信链路的物理性能,降低光网络中信号传输的误码率。首先,依次构建了完善的光器件级、光路由器级和光网络级的插入损耗和串扰特性分析模型;其次,基于角度优化方法和理论分析模型设计了优化的Crossbar和Crux光路由器的优化结构,对比分析该方法对光路由器的串扰特性及各端口光信噪比性能所产生的积极影响;最后,将所设计的角度优化光路由器应用于光网络层,基于Mesh和Torus拓扑结构的片上光网络进行了光网络层的数值仿真分析。仿真结果表明:该优化方法在本文所用参数下可将光网络层的平均光信噪比提升约1.5 d B,其能够有效提升多波长片上光路由器和光网络的光信噪比和误码率性能,实现光网络中更低的误码率传输和数据通信的可靠性提升。2.将信道编码技术应用于片上光互连网络,结合群计数编码方法具有强大检错能力的优势,设计了全电、全光和光电混合的群计数编码器,其中全光和光电混合的群计数编码器基于硅基微环谐振器设计实现。基于仿真软件Interconnect验证了所设计的光电群计数编码器的正确性和可行性,并对其检错效率、能耗和面积开销进行了详细的分析和评估。分析结果表明:该群计数编码方法的错误检测效率可以达到88.2%,相比于奇偶校验方案的检错效率高出36.6%;全电、全光和光电混合的群计数编码器在最坏情况下能耗分别为0.260 f J/bit、56.000 f J/bit和30.386f J/bit;另外,该光电群计数编码器的占芯比例非常小,当Mesh和Torus网络规模增大至10×10时,其面积开销在整个芯片尺寸中的占比小于0.15%。3.设计了一种新型的适用于片上光互连网络的高可靠性通信系统,该系统具有错误检测和数据重传功能,可以有效保证目的节点所接收数据的正确性。在此基础上,为了减少串扰对通信可靠性的影响,对重传机制进行了优化,进一步提升数据重传的可靠性。基于Opti System仿真系统直观呈现了光群计数编码方法对于实现高可靠光通信系统的可行性和有效性,验证了所提出的光通信机制可以有效提高片上光互连网络中数据通信的可靠性。此外,选择常用的奇偶校验方案作为对照,基于不同的通信机制全面地评估了该可靠性片上光通信系统所付出的功耗和时延代价。分析结果表明:由于增加了激光源、编码及校验电路,采用群计数方法实现4比特数据的可靠传输相较于不含错误检测机制直接传输需要额外消耗26.4%的功率,相比于奇校验方案需要额外消耗16.3%的功率。基于奇偶校验的重传机制相比于只采用奇偶校验但无重传约需额外35%的零负载端到端时延开销,采用群计数方法重传机制的零负载端到端时延比只采用群计数方法但无重传约多出39%。本文所提出的可靠性提升技术在当前片上集成中切实可行,可以有效提升片上多核光通信网络系统数据通信的可靠性。在数字光通信领域和大规模片上光互连网络中具有潜在的应用价值,为芯片上可靠性光通信系统的实现提供了理论基础和技术储备。
王心怡[7]（2020）在《基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究》文中研究指明硅基光电子集成芯片具有尺寸小、集成度高等优点。近年来,它们受到了学术界的广泛关注。随着各类硅基光电子分立器件性能的提高,人们越来越不满足于单一器件的功能实现,而是往大规模集成化方向发展,即把多个电子和光子分立元件集成在同一芯片上,实现复杂的功能。硅基光电子技术以其高集成度和互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的优势,近些年来在数据通信等领域发挥着重要作用。基于硅光技术,人们对各种类型的激光器、调制器、探测器和光开关展开了深入研究。光延迟线在光通信领域具有很好的应用前景,基于延迟线结构的脉冲复用可以提高光脉冲的重复率,从而生成高频脉冲。高频脉冲在数据通信、光子信号处理、光学模数转换等领域中起着重要作用。本文对基于光延迟线结构的片上集成光子器件进行了研究。利用多种光脉冲交织复用方式,实现了脉冲重复率的提升,可用于对微波信号的高速光采样。首先,论文介绍了延迟线芯片的基本概念和参数指标,并讨论了其具体结构和实现方案。从延迟调节范围、调节精度、传输损耗、功耗和芯片尺寸等角度出发,阐明了延迟线的结构特征,为下文各种脉冲交织器的实现提供理论依据。接着,论文从脉冲复用方式入手,分别研究了波分复用（WDM）和模分复用（MDM）的几个关键器件,并介绍了各种器件结构的工作原理和设计方案。对于MDM器件,本文分析了波导中支持的多种模式,并对波导耦合生成的高阶模式进行了仿真分析。本文还对波长-模式交织器所用到的分立器件和整个系统进行了仿真,证明了波长-模式交织方案的可行性。接着,为了实现脉冲的时分复用,本文提出了一种连续可调的延迟线,该延迟线结合了环形谐振器和马赫-增德尔干涉仪（MZI）开关阵列。开关阵列提供大范围数字式延迟调节,而微环则提供小范围延迟微调。开关采用MZI级联结构,提高了开关消光比。延迟线芯片在60 nm厚的硅波导平台上实现,平均波导损耗为0.35 d B/cm。最大延迟调节范围为1.28 ns,片上插入损耗为12.4 d B,包括由测试端口引起的损耗。在不同延迟时间下,30 Gbps开关键控（OOK）信号通过延迟线芯片传输具有较高的信号保真度。该光学延迟线芯片具有可重构性,可以用于调整脉冲序列。光脉冲多路复用基于延迟线芯片实现,开关被设置为均匀分光比。这样的光时分复用（OTDM）方案可用于产生高重复率脉冲串,可应用于光学采样。调整开关分光比和可调光衰减器（VOA）的衰减值提供不同的脉冲幅度时,可实现准任意波形生成（QAWG）。基于延迟线芯片实现OTDM和QAWG,证明了该芯片的灵活性和可重构性,能作为可编程光信号处理器使用。本文还对如何进一步提升延迟线芯片性能进行了讨论。随后,本文提出并实现了一个基于硅光集成平台的8通道波长-模式光脉冲交织器。波长和模式复用技术相结合,可以提高脉冲的重复率,而同时又不会增加单维度复用的复杂性。交织器使用级联MZI结构作为波分复用（解复用）器,将非对称定向耦合器用作模式复用（解复用）器,并将各种长度的硅波导用作延迟线。论文对交织器各个分立器件参数（如波导损耗、延迟误差和通道带宽等）对交织脉冲的损耗、延迟间隔、峰值能量、脉冲宽度和串扰等一系列指标影响进行了研究,为交织器的实现奠定了基础。实验验证了脉冲序列具有125 ps的时间间隔,延迟误差为3.2%。然后,本文在波长-模式交织器的基础上,将脉冲幅度调节和高速采样功能纳入,构成了一个硅光集成的光学采样系统。高重复率光学采样脉冲是通过将低重复率输入光脉冲与WDM和MDM相结合而获得的。WDM脉冲交织器由具有线性差分延迟的反馈型阵列波导光栅（AWG）构成。它可以实现自动波长对准,且结构紧凑、色散大、损耗低。交织脉冲的幅度可以通过反馈波导中的衰减器进行调节。多模波导中的两个高阶模用来进一步提高脉冲重复率。光学采样脉冲被多模MZI调制器调制,调制器两臂集成了“L型”PN结,提高了调制效率。采样后的脉冲由模式和波长解复用器分开,后端再做并行处理。多模调制器可以实现30 Gb/s OOK调制。多波长脉冲使用由双环耦合马赫-增德尔干涉仪（DR-MZI）构成的WDM滤波器分离,该结构具有较高的消光比。模分复用脉冲交织和分离是由非对称定向耦合器构成的模式复用（解复用）器完成。由于同时使用了波长和模式复用技术,因此脉冲重复率可以大幅提高。在实现的集成芯片中,脉冲重复率提高了8倍,这受限于后端WDM滤波器的数量。所有功能模块,包括高速调制器、偏振分束器、旋转器、延迟线以及WDM和MDM器件,都集成到了单个硅光集成芯片中,充分利用了硅光的集成能力。高速采样芯片的成功研制为在单片上实现模数转换提供了基础。论文最后对研究课题做出了总结,针对硅基脉冲交织器提出了未来研究工作展望。
景涛[8]（2020）在《基于LED的水下光无线通信技术研究》文中进行了进一步梳理海洋是人类可持续发展的重要基地,开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资源短缺和环境恶化等一系列难题的可靠的途径,水下无线通信和水下传感器网络技术应运而生,而这一切都离不开高效的水下无线通信。目前,水下无线通信主要可以分为三大类:水下电磁波通信、水声通信和水下无线光通信。前两种技术虽然比较成熟,但二者的通信容量和时延都无法满足日益增长的水下通信需求。因此,无线光通信技术的研究就显得尤为重要。世界各国的研究人员都致力于这一技术的研究和相应的样机开发。与传统水下无线通信方式相比,水下可见光LED通信技术克服了水声通信速率慢和时延大的缺点,同时解决了水下蓝绿激光通信对准困难的问题。本文研究了基于蓝绿光LED的水下无线光通信技术,论文的主要工作和创新点如下:一、设计了水下LED无线光通信中基于开关电路和PMT探测器的OOK信号发射和接收模块,并通过硬件测试验证进行了对比分析,结果表明基于开关电路、PMT探测模块的实现方式具有高耦合功率、高灵敏度的优点;二、基于FPGA实现实时的信号处理,设计了数据帧结构,实现了位同步、帧同步和RS编解码模块,并进行了实验验证,结果表明系统可实现无误码的实时信号传输;三、设计了 LED的发光阵列,配合相应的光学模块和密封舱,搭建实时水下LED无线光通信样机实验平台,经过实验测试,结果表明水下可见光LED通信系统支持实时的视频信号传输。
李想[9]（2020）在《海水关键溶解气体高灵敏激光原位分析方法研究》文中指出海水中关键溶解气体浓度分析对于研究海洋有机物的生物地球化学循环、海底天然渗漏点或海洋酸化等环境变化机制具有重要意义,然而间歇式船舶或人工采样的分析方式不能很好的还原海洋环境动态变化的全貌,且成本高误差大,继而迫切需求能进行原位、快速、持续的溶解气体探测技术。可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）是近50年发展起来的一种非侵入式激光测量技术,它具有光谱选择性好、环境适应性强、绝对定量测量的优点,可实现实时、在线、快速的气相组分浓度的精确测量,结合可实现气液高效连续分离的疏水透气膜,应用于原位海水溶解CH4、CO2气体组分高灵敏度探测,需要完成定量测量系统的小型化集成、大动态浓度范围快速且长期稳定测量两方面的内容。本文研究基于膜分离技术的水气分离富集方法,以及基于TDLAS直接吸收技术测量气体分压浓度原理,研制了适应水下工作环境的小型化溶解气体检测系统。本文针对海水溶解气体原位检测设备缺少精确浓度反演的问题,研究疏水透气膜高效分离、快速响应时间的连续测量、多谱线宽范围光谱探测等方法,首先系统研究了气液分离方法及传质过程,提出利用疏水透气膜搭建样品水脱气装置的水气分离富集方法,解决传统的雾化方式气液分离效率低、响应时间长等问题;针对分离后的溶解气体中水汽浓度高、气体组分复杂等特点,以2927.95 cm-1和4989.97 cm-1附近作为目标吸收线,开展CH4和CO2共存气体组分的光谱干扰特性研究;采用二色面镜实现近红外和中红外波长高效耦合,开展商用Herriot吸收池内溶解气体浓度同时探测和定量反演方法研究。针对原位测量海水中溶解气体浓度的需求,基于直接吸收光谱技术,选用中心波长为6047.0 cm-1和4989.97 cm-1的两只DFB激光器分别作为测量CH4、CO2的光源,建立一套小型化溶解CH4、CO2浓度在线测量样机;根据海水应用环境温度变化范围大的特性,研究对温度波动免疫、低功耗、高可靠性的激光测量系统,自主设计了基于FPGA和DDS结合的激光器电流调谐控制电路,为进一步减小激光器中心波长偏移给光谱处理带来的影响,采用MCU+FPGA主从处理器协同工作结构设计锁频控制电路,通过实时闭环反馈调整激光器调谐范围输出,实现在0～55℃温度变化范围内激光中心频率稳定性提高约8倍;针对原位海水测量环境扰动和水汽聚集引起的光谱吸收背景实时变化,给光谱精确反演带来影响,提出MCU处理器上实现高效率、高精度的浓度在线反演算法,在嵌入式实时系统中采集处理光谱信号,拟合基线得到吸光度,并实现基于LM算法的Voigt全线型拟合;针对常压下6047.0 cm-1附近CH4三条谱线的吸收光谱高度重合,采用全线型Voigt多峰叠加的方式拟合,测量的吸收光谱与拟合线型之间残差在±0.0003以内,CO2吸光度拟合的最大偏差为1.10e-4,验证了下位机实现在线Voigt拟合方法的精度;研究仪器集成化中系统噪声的来源并给出具体光学或电子学手段以提高系统灵敏度。针对TDLAS溶解气体测量结果的验证,对该样机进行测量精准度标定、检测限分析、以及连续测量对比。两种气体吸收信号标定的积分面积和标准浓度之间的线性度均高于0.999,当平均测量时间为88s时,CO2的测量精度为4.18 ppm,当平均测量时间达80s,CH4最低检测限为1.49 ppm,相对于标准状况下CO2和CH4在水中溶解度的检测限分别为0.14 μmol/L和2.11 nmol/L;连接溶解气体提取系统测量了不同流速下系统分离平衡响应情况,在水流速为3 L/min时,溶解CH4气体平衡响应时间小于3 min,并将该方法与常用Picarro监测仪联用,对自来水中溶解气体进行测量对比,结果表明两者具有很好的一致性,验证了所搭建溶解气体分离测量系统的工作性能。研制的小型化溶解气体原位检测系统在三亚市进行了外场实验,利用中空纤维膜接触器的脱气操作,定量检测了表层海水中溶解CO2的浓度,测量结果表明,原位分析仪具有连续测量溶解气体的能力,具有更好地帮助了解海洋环境中的物理和地球化学过程方面的潜力。
卫锐[10]（2020）在《高速电光器件驱动研究》文中进行了进一步梳理高速电光器件是基于材料电光效应制作而成的一类器件,它在光通信网络、激光雷达和光刻等领域有着广泛的应用。目前,高速电光器件的研究主要集中在高电光系数材料的研究,而高速电光器件的响应速度不仅和材料自身性能有关,更取决于器件驱动电路的性能,因此研究一款合适的驱动电路在实用中可以提升电光器件整体响应速度。本论文以锆钛酸铅镧（PLZT）透明陶瓷及其电光器件为研究对象,提出了一种电光系数测量方法以及针对高速电光器件驱动性能需求设计出一款高速驱动电路。本论文研究的内容主要分为两方面:第一方面是对PLZT透明陶瓷电光系数的测量。在该部分中简要介绍了电光系数的常用测量方法,并提出了一种基于斯托克斯矢量的电光系数测量方法。首先从理论上介绍了斯托克斯矢量法测量电光系数的基本原理;其次介绍了该方法测量系统的组成以及实验设置;最后对PLZT透明陶瓷电光系数计算方法做了优化。第二方面是研究了高速电光器件的驱动电路。在该部分中,首先分析了电光器件驱动电路的组成以及各部分作用,并根据高速电光器件驱动的性能要求提出了驱动电路核心部分的设计思路,最后通过电路仿真进行理论验证以及PCB制版等设计出驱动电路的工程样机。本论文论证了斯托克斯矢量法可以对材料电光系数实现科学、准确、高效的测量,其测量结果为高速电光器件及其驱动的研究提供了理论基础;同时对驱动电路的性能进行测试并对测试结果进行分析,表明该驱动电路输出脉冲的脉宽和幅度可调节范围广且其前后沿陡峭,理论上具有驱动高速电光器件的可行性。该高速光电器件驱动的研究和研究成果将对未来激光通信的应用和发展起到一定的推动作用。
二、日本电气制成低功耗光通信用半导体激光器（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、日本电气制成低功耗光通信用半导体激光器（论文提纲范文）
（3）光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文研究的意义 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 亚波长光栅的研究进展及应用 |
| 2.1 基于亚波长光栅的高反射镜 |
| 2.2 基于亚波长光栅的抗反射表面 |
| 2.3 基于亚波长光栅的光波导 |
| 2.4 基于亚波长光栅的偏振控制器件 |
| 2.5 基于亚波长光栅的相位控制器件 |
| 2.6 基于亚波长光栅的耦合器 |
| 2.7 基于亚波长光栅的滤波器 |
| 2.8 亚波长光栅的应用前景 |
| 2.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 亚波长光栅的严格耦合波分析法及器件设计方法 |
| 3.1 周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析法 |
| 3.1.1 一维条形周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.1.2 二维块状周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.2 基于亚波长光栅的光学器件设计方法 |
| 3.2.1 基于一维条形亚波长光栅的器件设计 |
| 3.2.2 基于二维块状亚波长光栅的器件设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一维亚波长光栅分束器的研究 |
| 4.1 基于一维亚波长光栅的功率分束器 |
| 4.1.1 透射光为平行光束的功率分束器 |
| 4.1.2 基于一维亚波长光栅的合束器 |
| 4.1.3 透射光为会聚光束的功率分束器 |
| 4.1.4 一维条形亚波长光栅双焦透镜 |
| 4.2 基于一维亚波长光栅的偏振分束器 |
| 4.2.1 偏振分束器模型 |
| 4.2.2 偏振分束器的结构设计 |
| 4.2.3 偏振分束器的仿真验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 二维亚波长光栅分束器的研究 |
| 5.1 基于二维亚波长光栅的1×N功率分束器 |
| 5.1.1 具有会聚功能的透射型1×N功率分束器模型 |
| 5.1.2 1×N功率分束器的结构设计 |
| 5.1.3 1×N功率分束器的仿真验证 |
| 5.1.4 一种1×9功率分束器 |
| 5.2 基于二维亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜 |
| 5.2.1 柱面透镜和柱面反射镜模型 |
| 5.2.2 柱面透镜和柱面反射镜的设计与仿真 |
| 5.2.3 柱面透镜的实验验证 |
| 5.3 基于二维亚波长光栅的柱面分束透镜 |
| 5.4 基于二维亚波长光栅的光束偏转器 |
| 5.4.1 光束偏转器模型及光束控制机理 |
| 5.4.2 光束偏转器的性能仿真 |
| 5.4.3 光束偏转器的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 光栅功率分束器与光探测器阵列集成的研究 |
| 6.1 单行载流子光探测器原理 |
| 6.2 与亚波长光栅功率分束器集成的光探测器阵列结构 |
| 6.3 1×N光栅功率分束器的设计与制备 |
| 6.4 集成光探测器阵列的设计与制备 |
| 6.5 集成光探测器阵列的性能测试 |
| 6.5.1 暗电流测试 |
| 6.5.2 频率响应特性测试 |
| 6.5.3 交流饱和特性测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 屋形光学谐振腔的研究 |
| 7.1 一种屋形光学谐振腔 |
| 7.1.1 屋形谐振腔的结构及分析 |
| 7.1.2 屋形谐振腔的模式特性 |
| 7.2 一种锥顶形光学谐振腔 |
| 7.2.1 锥顶形谐振腔结构及分析 |
| 7.2.2 锥顶形谐振腔的模式特性 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
（4）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 |
（5）1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 高速半导体激光器及其研究状况概述 |
| 1.2.1 高速垂直腔面发射激光器(VCSELs)概述 |
| 1.2.2 高速分布反馈(DFB)激光器概述 |
| 1.2.3 高速量子级联激光器(QCLs)概述 |
| 1.2.4 高速光子晶体激光器(PCLs)概述 |
| 1.2.5 高速半导体激光器的瓶颈及发展趋势 |
| 1.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)研究进展 |
| 1.3.1 大面积相干1.3μm PCSELs |
| 1.3.2 PCSELs的光束模式控制 |
| 1.3.3 PCSELs的光束控制 |
| 1.3.4 高亮度PCSELs |
| 1.4 拓扑光子学 |
| 1.4.1 从拓扑电子学到拓扑光子学 |
| 1.4.2 拓扑光子晶体激光器研究进展 |
| 1.5 涡旋光束 |
| 1.5.1 涡旋光束的发展历程 |
| 1.5.2 涡旋光束光通信原理及优势 |
| 1.5.3 OAM模式的复用与解复用 |
| 1.5.4 OAM编码通信技术 |
| 1.5.5 拓扑涡旋激光器研究进展 |
| 1.6 本论文选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 高速光子晶体面发射激光器的理论基础 |
| 2.1 半导体激光器速率方程理论 |
| 2.1.1 量子阱激光器速率方程模型 |
| 2.1.2 量子级联激光器速率方程模型 |
| 2.1.3 量子点激光器速率方程模型 |
| 2.2 半导体激光器的直接调制原理 |
| 2.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)的理论基础 |
| 2.3.1 PCSELs带边激射原理 |
| 2.3.2 PCSELs阈值增益 |
| 2.3.3 PCSELs输出光功率 |
| 2.3.4 PCSELs输出光功率的提高方法 |
| 2.3.5 PCSELs三维耦合波理论 |
| 2.4 Purcell因子和自发辐射因子 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 拓扑光子学基础 |
| 3.1 拓扑绝缘体与Dirac方程 |
| 3.1.1 Dirac方程和束缚态的解 |
| 3.1.2 修正的Dirac方程与Z2 拓扑不变量 |
| 3.1.3 拓扑不变量与量子相变 |
| 3.1.4 拓扑保护的边界态解 |
| 3.2 拓扑物理中的经典模型 |
| 3.2.1 Su-Schrieffer-Hegger(SSH)模型 |
| 3.2.2 Haldane模型 |
| 3.2.3 Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)模型 |
| 3.3 光子Dirac锥及其相关物理 |
| 3.3.1 光子晶体中的Dirac锥 |
| 3.3.2 Dirac 光局域模 |
| 3.4 二维光子拓扑绝缘体 |
| 3.4.1 光子拓扑绝缘体中的拓扑不变量 |
| 3.4.2 赝时间反转对称性与赝自旋 |
| 3.4.3 二维拓扑保护边缘态 |
| 3.4.4 拓扑光子晶体的k·P模型 |
| 3.4.5 拓扑光子相变机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 1.3μm 高速光子晶体面发射激光器研究 |
| 4.1 双晶格光子晶体谐振腔 |
| 4.1.1 双晶格光子晶体谐振腔的概念 |
| 4.1.2 双晶格光子晶体谐振腔晶格间距的调谐 |
| 4.2 1.3μm高速双晶格光子晶体面发射激光器设计 |
| 4.2.1 异质PCSELs的结构设计 |
| 4.2.2 理论分析 |
| 4.2.3 结论 |
| 4.3 基于Dirac点 1.3μm高速光子晶体面发射激光器的设计 |
| 4.3.1 研究背景 |
| 4.3.2 理论基础 |
| 4.3.3 器件设计 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 1.3μm 高速拓扑体态面发射激光器研究 |
| 5.1 高速拓扑体态面发射激光器的设计 |
| 5.1.1 二维拓扑光子晶体谐振腔的设计 |
| 5.1.2 仿真结果 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.2.1 蜂窝光子晶体的紧束缚模型 |
| 5.2.2 基于赝自旋能带反转分析 |
| 5.2.3 拓扑谐振腔支持的腔模 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器研究 |
| 6.1 矢量光束的理论基础 |
| 6.2 Dirac涡旋腔 |
| 6.2.1 对DFB激光器和VCSELs的拓扑理解 |
| 6.2.2 Jackiw-Rossi零模 |
| 6.2.3 Dirac涡旋腔的参数 |
| 6.2.4 Dirac涡旋腔的性质 |
| 6.3 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器的设计 |
| 6.3.1 异质 Dirac 涡旋腔的设计 |
| 6.3.2 仿真结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文主要完成工作 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）针对片上光互连网络通信可靠性的研究与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 片上光网络实现基础 |
| 1.2.2 片上光网络可靠性研究 |
| 1.2.3 光编码技术与光编码器 |
| 1.3 研究意义与主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 片上光互连器件与关键基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 片上光互连基本器件 |
| 2.2.1 激光器 |
| 2.2.2 耦合器 |
| 2.2.3 光波导 |
| 2.2.4 微环谐振器 |
| 2.2.5 滤波器与调制器 |
| 2.2.6 光电探测器 |
| 2.2.7 光器件数值仿真方法 |
| 2.2.8 光器件优化理论 |
| 2.3 光波分复用理论基础 |
| 2.4 非线性四波混频效应 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于串扰特性的片上光互连网络通信可靠性分析与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光器件级串扰特性的分析与优化 |
| 3.2.1 物理结构模型 |
| 3.2.2 功率分析模型 |
| 3.2.3 传输特性分析 |
| 3.3 光路由器级串扰特性的分析与优化 |
| 3.3.1 串扰特性分析模型 |
| 3.3.2 光路由器结构优化 |
| 3.3.3 光路由器性能分析 |
| 3.4 光网络级串扰特性分析与理论建模 |
| 3.4.1 片上光Mesh与Torus网络 |
| 3.4.2 交换机制与路由协议 |
| 3.4.3 串扰特性分析与建模 |
| 3.5 片上光互连网络性能仿真与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 片上光互连网络可靠性编码的研究与设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 片上光群计数编码器的设计与实现 |
| 4.2.1 理论基础 |
| 4.2.2 设计实现 |
| 4.2.3 功能验证 |
| 4.3 片上光群计数编码器的性能分析与比较 |
| 4.3.1 检错效率 |
| 4.3.2 能耗分析 |
| 4.3.3 面积开销 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于光编码技术的片上光互连网络通信可靠性分析与优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 片上可靠性光通信系统设计与优化 |
| 5.2.1 片上可靠性光通信系统设计 |
| 5.2.2 检错重传机制 |
| 5.2.3 重传机制优化 |
| 5.3 仿真分析与性能评估 |
| 5.3.1 数值仿真分析 |
| 5.3.2 通信可靠性评估 |
| 5.3.3 检错能力评估 |
| 5.3.4 功耗分析与评估 |
| 5.3.5 时延开销评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间已发表的论文及专利 |
| 攻读博士期间参加的科研项目 |
（7）基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基集成光电子器件 |
| 1.2 集成光延迟芯片 |
| 1.2.1 集成光延迟芯片的背景与应用 |
| 1.2.2 集成光延迟芯片的实施方法 |
| 1.2.3 集成光延迟芯片的研究现状 |
| 1.3 时间交替高重频脉冲生成器 |
| 1.3.1 高频脉冲的应用 |
| 1.3.2 时间交织高重频脉冲生成器的研究现状 |
| 1.3.3 时间交织高重频脉冲生成器的面临问题 |
| 1.4 本论文结构安排及主要内容 |
| 第二章 基于延迟线结构的硅基波长-模式脉冲交织核心元件设计 |
| 2.1 硅基光延迟线 |
| 2.1.1 硅基光波导 |
| 2.1.2 移相器和可调衰减器的设计 |
| 2.1.3 光延迟芯片架构设计 |
| 2.1.4 光延迟芯片分析与讨论 |
| 2.2 波长与模式复用器件 |
| 2.2.1 波分复用器件 |
| 2.2.2 模分复用器件 |
| 2.3 基于延迟线的脉冲波长-模式复用器模型与仿真 |
| 2.3.1 脉冲复用分立模型的仿真 |
| 2.3.2 脉冲复用整体模型的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大范围连续可调超薄硅波导光延迟线 |
| 3.1 延迟线的设计 |
| 3.2 实验验证 |
| 3.2.1 单级和双级MZI开关的比较 |
| 3.2.2 光延迟特性 |
| 3.2.3 OTDM和 QAWG实验 |
| 3.3 进一步提升光延迟芯片性能的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硅基波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1.1 脉冲交织器的设计 |
| 4.1.2 不同参数对脉冲交织模型的影响 |
| 4.2 实验验证 |
| 4.2.1 波长脉冲交织器 |
| 4.2.2 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 硅基波长-模式脉冲交织高速光采样 |
| 5.1 波长-模式脉冲交织光学采样架构 |
| 5.1.1 整体架构 |
| 5.1.2 核心组件的设计 |
| 5.2 实验验证 |
| 5.2.1 波分脉冲交织器 |
| 5.2.2 WDM带通滤波器组 |
| 5.2.3 多模EO调制器 |
| 5.3 总体性能评估 |
| 5.4 脉冲交织器的应用前景讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 符号与标记 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）基于LED的水下光无线通信技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 水下无线通信方式比较 |
| 1.3 水下无线光通信研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文的主要内容与结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 水下LED光通信系统及原理 |
| 2.1 水下无线光通信系统模型 |
| 2.2 水下无线信道特性 |
| 2.2.1 水体的吸收特性 |
| 2.2.2 水体的散射特性 |
| 2.2.3 水下光通信的传输损耗 |
| 2.3 光通信收发器件选型原理 |
| 2.3.1 发端光源种类 |
| 2.3.2 LED的结构及发光原理 |
| 2.3.3 接收端光电探测器的选取 |
| 2.4 水下调制技术 |
| 2.4.1 常用调制技术原理 |
| 2.4.2 调制性能比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于OOK的水下LED光传输系统研究 |
| 3.1 蓝光LED实时通信系统架构 |
| 3.2 VLC发射机硬件设计及实现 |
| 3.2.1 OOK调制技术 |
| 3.2.2 发射端硬件组成 |
| 3.2.3 基于Bias-Tee电路的OOK电路设计 |
| 3.2.4 基于开关模式的OOK电路设计 |
| 3.3 LED阵列的设计 |
| 3.4 接收机硬件设计及实现 |
| 3.4.1 光电检测电路的设计 |
| 3.4.2 滤波电路的设计 |
| 3.4.3 信号放大电路的设计 |
| 3.4.4 信号恢复电路的设计 |
| 3.4.5 多种接收电路的性能比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水下蓝光LED实时系统的实验验证 |
| 4.1 水下实时通信系统的设计与集成 |
| 4.1.1 系统的硬件组成 |
| 4.1.2 系统的软件组成 |
| 4.1.3 系统的集成和封装 |
| 4.2 水下实时通信系统的实验与结果分析 |
| 4.2.1 误码率测试实验 |
| 4.2.2 丢包率测试实验 |
| 4.2.3 实时的视频传输 |
| 4.3 LD与LED的混合集成 |
| 4.3.1 系统设计 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
（9）海水关键溶解气体高灵敏激光原位分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 海水溶解CH_4、CO_2气体原位检测技术概述 |
| 1.2.1 水下原位质谱检测方法 |
| 1.2.2 气敏传感技术 |
| 1.2.3 红外吸收检测技术 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于激光光谱溶解气体检测原理 |
| 2.1 气液分离方法研究 |
| 2.1.1 水气分离理论 |
| 2.1.2 膜分离传质模型 |
| 2.1.3 溶解气体分离提取方法 |
| 2.2 可调谐激光吸收光谱技术 |
| 2.2.1 光谱学基本理论 |
| 2.2.2 直接吸收光谱技术 |
| 2.2.3 调制吸收光谱技术 |
| 2.3 溶解气体红外吸收光谱检测的影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 溶解气体CH_4、CO_2高灵敏激光测量系统研制 |
| 3.1 溶解气体分离模块设计 |
| 3.1.1 标准溶解气体样品制备 |
| 3.1.2 水气分离富集验证 |
| 3.2 激光吸收光谱定量反演模型建立 |
| 3.2.1 吸收谱线选择 |
| 3.2.2 CH_4、CO_2激光器及其光电特性 |
| 3.2.3 气体测量光路设计 |
| 3.2.4 信号采集与处理电子学设计 |
| 3.3 小型化溶解气体检测系统设计 |
| 3.3.1 原位探测系统组成 |
| 3.3.2 调谐信号的产生与频率锁定 |
| 3.3.3 嵌入式光谱处理算法实现 |
| 3.3.4 系统中噪声分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 溶解气体测量系统性能测试与实验结果分析 |
| 4.1 系统性能分析 |
| 4.1.1 浓度标定实验 |
| 4.1.2 系统检测限分析 |
| 4.1.3 开放环境连续测量及对比 |
| 4.2 溶解气体测量实验结果与分析 |
| 4.2.1 配置溶液中溶解气体检测 |
| 4.2.2 自来水中溶解气体连续测量结果与比对 |
| 4.2.3 系统响应时间测量 |
| 4.3 外场试验及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）高速电光器件驱动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 高速电光器件概述 |
| 1.2.1 高速电光器件的应用 |
| 1.2.2 高速电光器件驱动 |
| 1.3 课题研究意义 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 本论文研究的目的和内容 |
| 第二章 电光器件工作原理及特性 |
| 2.1 电光效应 |
| 2.1.1 电控双折射效应 |
| 2.1.2 电控光散射效应 |
| 2.2 PLZT透明陶瓷的物理性能测试 |
| 2.2.1 电光系数的测量方法 |
| 2.2.2 PLZT样品电光系数的测量与分析 |
| 2.3 高速电光器件驱动性能要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高速电光器件驱动设计与制作 |
| 3.1 高压直流电源电路设计 |
| 3.1.1 开关电源的基本原理与工作方式 |
| 3.1.2 高压开关电源的设计方案 |
| 3.1.3 PWM调制器设计 |
| 3.1.4 高频变压器设计 |
| 3.1.5 误差比较器设计 |
| 3.1.6 倍压整流电路设计 |
| 3.1.7 保护电路设计 |
| 3.2 高压开关电路设计 |
| 3.2.1 高压开关设计 |
| 3.2.2 边沿检测电路设计 |
| 3.2.3 高压开关驱动电路设计 |
| 3.3 PCB的设计 |
| 3.3.1 PCB的设计流程 |
| 3.3.2 PCB的布局设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 驱动电路性能测试与分析 |
| 4.1 控制电路测试与分析 |
| 4.2 高压开关性能测试与分析 |
| 4.3 样机性能测试与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录:硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、日本电气制成低功耗光通信用半导体激光器（论文参考文献）
- [1]GaN悬浮微腔激光表面等离激元增强特性研究[D]. 周梦谣. 南京邮电大学, 2021
- [2]基于量子阱二极管发光探测共存现象的空间实时光输入系统[D]. 傅康. 南京邮电大学, 2021
- [3]光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究[D]. 武刚. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]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)
- [5]1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究[D]. 李儒颂. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [6]针对片上光互连网络通信可靠性的研究与优化[D]. 宋婷婷. 西南大学, 2021(01)
- [7]基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究[D]. 王心怡. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]基于LED的水下光无线通信技术研究[D]. 景涛. 北京邮电大学, 2020(04)
- [9]海水关键溶解气体高灵敏激光原位分析方法研究[D]. 李想. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]高速电光器件驱动研究[D]. 卫锐. 湖北大学, 2020