一、Hybrid Optical Comb Filter with Multi-Port Fiber Coupler for DWDM Optical Network（论文文献综述）
唐子娟[1]（2021）在《基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究》文中研究指明光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）凭借其结构设计可控维度多、自由度大,能够实现传统光纤所无法实现的独特特性,如无尽单模特性、高双折射特性、高非线性特性等,而且其多孔结构也为气体、液体及金属等材料的填充修饰提供了天然的通道,成为当今光纤及光器件领域蓬勃发展的研究方向。基于PCF的滤波器,呈现出高的热稳定性、高消光比、结构紧凑等优势,为解决基于传统光纤滤波器的光纤器件中存在的诸多问题,提供了新的解决思路。本学位论文在国家自然基金面上项目等项目基金的支持下,以新型PCF滤波器研究为切入点,提出并研制出多种高性能连续波多波长光纤激光器,以及高灵敏度、结构简单、抗温度干扰的矢量曲率、拉力光纤传感器,并针对生物医学领域体液p H、呼吸氨浓度的测量需求,研制出具有生物兼容性的新型光纤生物传感器。论文取得的主要创新成果如下:1.首次提出并研制出一种基于拉锥型三芯PCF滤波器的可调谐掺铒多波长激光器。理论和实验相结合,研究拉锥型三芯PCF滤波器的拉力调谐特性。基于拉锥型三芯PCF滤波器,构建环形腔掺铒多波长激光器,实现了调谐范围分别为22.22 nm、14.36 nm、8.08 nm的可调谐单、双、三波长激光输出。其中,双波长激光实现的边模抑制比高达52 d B,波长间隔分别为自由谱宽两倍、三倍和四倍。与已报道的绝大多数基于特种光纤滤波器的激光器相比,该激光器具有优异的可调谐特性及高的激光边模抑制比,在光通信及微波光子学等领域具有广泛的应用前景。2.提出并研制出一种基于四叶草PCF模式干涉滤波器的可切换多波长激光器。建立了四叶草PCF滤波器的模式干涉理论模型,理论与实验相结合,分析滤波器的模式干涉特性及传输特性。以此为基础,构建了基于四叶草PCF滤波器的可切换掺铒多波长激光器,实现了边模抑制比达50 d B、峰值功率波动小于1.5 d B的可切换六波长激光器。与相似结构的激光器相比,边模抑制比提高了10 d B、峰值功率波动降低了2 d B。通过对滤波器施加轴向拉力,实现了波长间隔可调谐的双波长激光输出,调谐范围达41 nm,比已报道的多数具有相似结构的多波长激光器提高近一倍。3.设计并研制出一种基于拉锥型双芯PCF的弯曲曲率和应力双参量传感器。通过在熔接点处拉锥,提高了模式干涉强度;采用非对称结构的双芯PCF,实现了双弯曲方向的矢量曲率感测,感测灵敏度分别达18.29 nm/m-1和-18.13 nm/m-1。同时,该传感器对应力改变也具有良好的线性响应,实现的最高应力灵敏度为-10.65 pm/με。利用矩阵分析法,排除温度在矢量弯曲测量和拉力测量中的影响。相较其他矢量弯曲传感器,提出的传感器兼具结构简单、高灵敏度、低温度交叉敏感性且可实现多参量同时传感的显着优势。4.设计并研制出一种基于三芯PCF-赛格耐克环结构的高灵敏度拉力传感器。利用在拉力作用下三芯PCF耦合特性的改变,研制出三芯PCF拉力传感器。传感器灵敏度高达-29.8 pm/με,高于近年来报道的多数基于PCF的拉力传感器。由于三芯PCF由纯石英制成,传感器展现出极低的温度交叉灵敏度0.05με/℃。为进一步提升传感器的灵敏度,从理论上系统研究了三芯PCF模式耦合特性对传感器灵敏度的影响,研究结果表明,当光纤的占空比为0.84,理论上,在波长1561.47 nm处可将灵敏度提升两倍,为后续开展高灵敏度应力传感器提供了理论指导。5.设计并研制出一种TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。理论与实验相结合,研究TPPS敏感膜对氨气浓度的响应特性。以此为基础,利用完全填充法将TPPS染料填充至四叶草PCF包层的大空气孔中,研制出TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。实现了在0-10 ppm浓度范围内氨气的准确检测,检测精度达0.15 ppm。传感器的响应时间为150 s,且通过盐酸后处理能够实现可重复使用。TPPS染料和石英光纤均为细胞无毒性材料,满足生物兼容性氨气传感需求。本研究成果打破了目前氨气传感器检测精度无法满足生物氨气检测需求的瓶颈,对推进适合生物检测氨气传感器的发展具有重要的意义和实用价值。6.设计并研制出一种无染料的U形光纤pH传感器。采用溶胶凝胶技术将乙基纤维素包裹在二氧化硅网状基质中形成无染料的p H敏感膜。实验研究表明所制备的敏感膜具有稳定的不随p H变化的吸收特性,常温下成分均一的特性,和无细胞毒性。将该敏感膜涂覆在U形光纤上,研制出无染料的U形光纤p H传感器。实验研究了传感器的灵敏度、测量范围、精度、时间稳定性、温度稳定性及测量一致性。研究结果表明,传感器对在4.5-12.5范围内变化的溶液p H值具有良好的线性响应,在7.5-12.5 p H范围内的灵敏度为-0.42 d Bm/p H,在4.5-7.5 p H范围内为-0.14 d Bm/p H。此外,传感器展现出高的温度稳定性,在21℃-39℃温度变化范围内的p H值改变0.12 p H且不同时间段测量的p H值基本一致。传感器的测量范围高于已报道的多数无染料光纤p H传感器,且具有生物兼容性;实现的分辨率达0.02 p H,满足生物医学领域多数体液测量的精度需求。本研究成果为p H光纤生物传感器的发展及在生物医学领域的应用具有重要意义和应用价值。
郭姝颖[2]（2021）在《全光纤多波长调Q脉冲光纤激光器的研究》文中研究表明作为光纤激光器家族的一部分,多波长调Q光纤激光器在高精度光纤检测雷达测距系统以及生物医学等范畴具有潜在的应用价值,是近些年来科学研究人员争相研究的热点之一。本论文就是针对多波长调Q光纤激光器进行的实验研究,使用不同的调Q组件和滤波器设计了三种不同结构的多波长调Q光纤激光器。本文内容主要针对以下三种结构的激光器进行的探讨:第一,研究了一种基于电光调制器（EOM）和Sagnac环干涉仪的主动多波长调Q光纤激光器。首先分析了Sagnac环通过何种机理实现的滤波。然后通过给出的实验装置进行实验,并对实验结果加以分析,当输入功率为160 m W时,我们获得了50.06?s的双脉冲并对产生原理进行了分析,重点研究了泵浦功率、调制频率以及偏置电压对平均功率和双脉冲产生的影响。第二,研究了一种基于铒镱共掺光纤（EYDF）没有经过泵浦的部分作可饱和吸收体和并联的布拉格光栅（FBG）作为滤波器的多波长调Q光纤激光器。首先对未泵浦的EYDF可饱和吸收体（EYDF-SA）的非线性进行分析。然后给出实验装置和实验结果,获得了1545.63 nm的单波长以及中心波长在1545.63 nm和1553.6 nm的双波长。产生最大重复频率为24.27 k Hz的脉冲,最窄的脉冲宽度为5.48?s。并探讨了双波长所对应的脉冲调Q特性。第三,研究了一种基于EYDF-SA和并联复合型Sagnac干涉仪作为多波长选通器件的多波长调Q光纤激光器。首先分析了并联复合型Sagnac干涉仪涉及的理论,然后给出实验装置,在15-20 m W内获得了单波长可调谐、20-45 m W为双波长可调谐以及45-50 m W的三波长可调谐,并对实验结果进行分析。
郑爽[3]（2020）在《光场物理维度调控的光子集成器件研究》文中提出光场具有多个物理维度资源,包括光的波长/频率、幅度、相位、偏振、时间以及空间结构等,已经广泛应用于与光相关的各个领域。其中,在光通信领域,为进一步提升光通信系统的通信容量,与光波长维度相关的波分复用技术已被广泛使用,与空间结构相关的空分/模分复用技术也被视为一种极有前景的解决方案。传统用来操控光场的光学器件大多存在功能单一、集成度不高、可重构和可调谐性不足等缺点,不利于光通信系统中的灵活管理。相比之下,近年来,新兴的硅基光子集成技术快速发展,以其与CMOS兼容、高集成度等突出优点引起了广泛关注,为光与电的真正融合提供了新的平台和契机,大大促进了光电子集成技术的发展。本文主要研究利用光子集成器件对光波长、常规波导模式和结构光场等维度的调控,具体内容如下:（1）理论和实验研究了硅基光子集成器件对波长/频率维度的调控。（1）理论和实验研究了基于法布里-珀罗（Fabry–Pérot,FP）谐振腔的可调谐梳状滤波器,其中通过调控萨格纳克（Sagnac）环的反射和透射系数,实现对滤波器波长和带宽的调控。（2）通过控制微环谐振腔与FP腔之间的耦合状态,理论和实验实现了片上法诺（Fano）共振和电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）谱型。（3）实验制备了多功能处理器,通过集成两个16通道阵列波导光栅和16个可全场调控的马赫-曾德尔干涉仪结构（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）,成功实现了间隔可调的可编程滤波器和16通道的可重构上传下载功能,并基于该器件演示了高速信号的传输实验验证。（4）通过借鉴传统电子FPGA（Field Programmable Gate Array）的概念,设计并制备了光“FPGA”结构,实验验证了该器件的可编程能力,包括构建各种滤波器、延时线和光开关等。（2）理论和实验研究了硅基集成器件对常规波导模式的调控。（1）研制了基于微环谐振腔辅助的高阶模式复用器。（2）将Fano共振的概念引入到模式领域,提出了多模Fano共振,理论和实验实现了两模式的Fano共振,并将该器件应用于低功耗的模式光交换。（3）实验制备了片上中红外波段的4模式（解）复用器,并进行了片上模分复用高速通信实验。（3）理论和实验研究了有源和无源集成器件对结构光场的调控。（1）基于简洁的环形光栅结构,理论和实验研究了高阶涡旋光的检测。（2）通过特殊设计凹槽波导结构,理论提出并仿真验证了基于平面硅基波导的涡旋光产生器和复用器。（3）理论和实验研究了高速直调的集成矢量光激光器。基于有源的微环谐振腔结构,通过设计微环腔顶部和侧壁的二阶光栅结构实现了高边模抑制比的单模激射,该激射模式为矢量结构光场。此外,制备的直调激光器速率可达20 Gbits/s,并应用于2 km光纤矢量本征模传输实验。同时,提出了同心环谐振腔结构,可应用于矢量模式高速复用通信。（4）基于硅基光子集成平台,设计制备了多维度光发射阵列,实现对光场空间幅度、相位、偏振三个维度的动态独立调控。制备了4×4光发射阵列,通过对超过70个电极控制单元的调控,实验测得了各种复杂光场的产生结果,包括±1和±2阶涡旋光、高阶邦加球上8种矢量光场以及更为复杂的矢量涡旋光。
向登锋[4]（2020）在《基于Python的EDFA自动测试系统的设计》文中认为随着云计算、物联网、移动互联网等方面的新型应用对于带宽需求,以及“宽带中国”、“5G”、“加快建设网络强国”等战略的相继提出,迫使通信系统朝着超高速、超大容量、超长距离的传输方向快速发展。掺铒光纤放大器作为光纤通信系统中至关重要的器件,随着光纤通信技术的发展,对其功能的要求越来越高。在生产掺铒光纤放大器时对其性能的测试也越来越严格,测试数据也越来越庞大,测试过程也越来越复杂。传统的人工测试测试速度慢,容易引入不必要的误差,影响测试结果,造成人力物力的浪费,显然已经不能满足生产测试的需求。因此,设计一个精确、高效的掺铒光纤放大器的自动测试系统就显得尤为重要。本文首先对掺铒光纤放大器工作原理、方式和性能参数进行了研究,介绍了增益、噪声指数、瞬态等性能指标的测试方法、原理和步骤,并通过对比分析了每种测试方法的优缺点。再联合实际的测试需求,设计出最优的硬件测试线路。然后通过使用python编程语言基于PyQt5模块设计出用户操作界面,通过总线接口技术实现对整个测试系统的自动化控制,完成对掺铒光纤放大器各项性能指标的测量。根据所测得的增益数据,运用线性回归算法的原理采用最小二乘法求解出增益斜率和增益起伏等参数,并且可以利用NumPy和matplotlib模块将测试数据可视化,方便进行分析。本文所设计的掺铒光纤放大器的自动测试系统无论是图形用户界面还是具体的功能代码都是基于Python设计的,具有良好的通用性和扩展性,便于维护,易于升级。本测试系统功能齐全,操作简单、方便,能够在最大程度上减少人为误差对测试的影响,在一定程度上节约了时间成本和物质成本,具有很好的使用价值和实际意义。
孙策[5]（2020）在《多波长调Q光纤激光器及其性能研究》文中研究指明随着信息技术的发展,人类已经进入信息时代,传统的通讯方式已不能满足人们对多媒体等大带宽的通信容量需要,波分复用（WDM）技术能够在同一根光纤中加载多个不同波长的载波信号,在很大程度上可以增加系统的传输容量,成为满足需求的重要手段。多波长调Q光纤激光器同时兼具多波长振荡和Q开关脉冲输出的优点,在波分复用无源光网络、高精度气体传感、雷达测距系统和生物医疗等方面展现出巨大的潜力和应用价值,近年来已成为科研人员的研究热点之一。本文对同时兼具多波长振荡和Q开关特性的三种不同结构的多波长调Q光纤激光器进行了研究,所研究的内容涵盖了多波长被动调Q光纤激光器和多波长主动调Q光纤激光器,重点探讨了泵浦功率、腔内色散和滤波器的线宽、波长间隔和相位等参数对多波长调Q光纤激光器性能的影响。具体工作内容如下:第一,研究了一种基于未泵浦的铒镱共掺光纤（EYDF）作为可饱和吸收体和Sagnac环干涉仪作为多波长选通器件的多波长调Q光纤激光器。首先通过琼斯矩阵法分析了Sagnac环干涉仪多波长实现机理,给出Sagnac环干涉仪的波长间隔和透射率影响因素。通过双平衡功率探测法给出了EYDF-SA的非线性透射率曲线。在给出实验装置的基础上对实验现象进行讨论,主要研究了泵浦功率和滤波器波长间隔对多波长调Q光纤激光器的影响,所提出的激光器在每个波长处均具有Q开关的特性。激光器具有结构紧凑、波长数量和波长间隔可变的特点。第二,研究了一种基于EYDF-SA和可编程光处理器（Wave Shaper）的多波长调Q光纤激光器。我们首先给出了实验中用到的重要滤波器件Wave Shaper的滤波原理,给出了该激光器的实验装置和实验结果并对结果进行了分析,重点研究了泵浦功率和色散对调Q激光器性能的影响,包括调Q激光器的光谱特性、脉冲特性以及功率特性的影响,除此之外,还研究了滤波器的线宽、相位和波长间隔对调Q激光器性能的影响。第三,研究了一种基于电光调制器（EOM）和Wave Shaper的主动调Q光纤激光器。首先给出该激光器的实验装置,并对实验结果加以分析,针对实验中出现的多脉冲现象,重点研究了泵浦功率对多脉冲形成的影响以及调制器的调制频率和调制幅度对平均功率和脉冲宽度的影响。除此之外,我们发现滤波器的线宽、群时延、中心波长位置对多脉冲的形成也具有一定的影响。
孙春然[6]（2019）在《基于扭转光纤和无芯光纤的新型滤波器特性及其应用研究》文中进行了进一步梳理光纤滤波器是一类不可缺少的重要光学器件,其应用范畴广泛且渗透到了光通信系统的各个环节之中。随着滤波技术的快速发展,基于光纤滤波器的光纤传感器以及光纤激光器逐渐成为了研究热点。因其具有容易制造、成本低、结构紧凑、抗电磁干扰等特点在通信系统以及物联网领域具有重要的意义和应用前景。本论文主要对基于扭转光纤的双折射型滤波器和基于无芯光纤的模式干涉型滤波器进行了详细的理论研究和实验测试,将它们应用至光纤传感领域以及光纤激光传感系统。利用扭转光纤和无芯光纤特有的光学特性与光纤光栅等器件相结合,实现了复合型光纤滤波器的制作并应用至光纤激光器和多参量同时传感测量。取得研究成果如下:1、提出了基于椭圆芯扭转光纤的类索尔克可调谐双折射光纤滤波器,并基于该滤波器研制了全光纤高灵敏度扭转传感器。利用了琼斯矩阵分析法,首次建立了扭转光纤的离散理论模型,并使用传输矩阵方程推导出了该滤波器的透射率表达式,研究了其传输特性。通过选择适当参数的扭转光纤以及偏振控制器的调节,获得了具有波长可调谐、高精细度和高消光比的滤波器光谱输出。利用类索尔克结构滤波器设计了一款高灵敏度全光纤扭转传感器,并对传感系统的传输特性以及传感特性进行了理论和实验研究。结果表明,该扭转传感器对外界具有很低的温度灵敏度和应力灵敏度,可以非常有效地避免存在于大多数扭转传感器中的交叉敏感问题。2、对类索尔克结构光纤滤波器进行了优化,提出并搭建了一种具有全光纤结构、波长可调谐以及偏振不相关等特点的类索尔克萨格纳克（Sagnac）环梳状滤波器。建立了更具普适性的双折射扭转光纤模型,可应用于线性双折射光纤。利用琼斯矩阵对该滤波器的光谱特性进行了建模仿真,分析指出通过改变偏振控制器参数可以实现波长的动态调谐,并得到了实验验证。实验表明,波长的调谐范围可以达到整个自由谱宽并保持最大的传输强度,透射光谱消光比大于25 dB。该滤波器的入射光偏振不相关性也通过实验进行了验证。3、研究并搭建了一种基于单模-无芯-单模光纤（SNS）模式干涉结构的光纤环形激光传感器,并分别进行了曲率和温度测量。进一步将SNS结构与光纤光栅结合构造复合光纤滤波器,研制了一种双波长光纤环形腔激光传感器,并进行液位和温度双参量测量。与传统的光纤传感系统相比,激光传感系统具有更高光信噪比以及更窄3dB带宽。所研制的双波长光纤环形腔激光传感系统核心器件是由光纤布拉格光栅和SNS模式干涉仪并联而成的复合光纤滤波器,其既是传感单元,又用于激光波长筛选。实验测量了四种不同液体折射率条件下的液位灵敏度以及温度特性,液位灵敏度最高可达106.3 pm/mm。4、基于无芯光纤、扭转光纤和相移光纤光栅两两组合,设计并研制了两种复合型光纤滤波器,并分别应用至磁场温度同时传感测量和波长可调谐可切换的光纤激光器之中。第一种复合滤波器结构是将无芯光纤嵌入至扭转光纤环形镜中,可同时产生多模干涉以及Sagnac干涉效应。利用两种光纤对于外界磁场和温度的不同响应,实现了同时传感测量,磁场和温度的最高灵敏度高达713.07 pm/mT和-304.55 pm/℃。另一种复合型光纤滤波器结构由类索尔克Sagnac滤波器和相移光纤光栅级联组成,接入到掺铒光纤环形激光系统后,通过改变谐振腔偏振态,实现了波长可调谐可切换的单、双波长激光稳定输出。
周南[7]（2019）在《可重构光场维度资源调控的基础理论及应用研究》文中研究表明光场的物理维度资源包括幅度、相位、时间、波长/频率、偏振、横向空间结构等。将这些维度通过调制或复用的方式应用于光通信可以有效提升系统的通信容量。为了实现对这些光场维度的利用,需要对其进行有效的操控。其中,针对波长/频率维度和空间维度的操控技术对未来可持续增长的容量需求非常重要。传统用来操控波长/频率维度的光学器件存在功能单一、调谐范围有限、无法实现光谱可重构等缺点,不利于光网络中的灵活管理。对于空间维度的操控,目前使用的光学元件存在占用空间大、操控精度低等不足,不利于实现紧凑高精度的空间光场操控。相比之下,硅基光子集成器件在结构紧凑、操控灵活等方面具有传统光学元件所不具备的优势。因此,为了解决光场维度操控中存在的关键问题,本文主要从集成器件对波长/频率维度的操控、传统光学元件和集成器件对空间维度的操控、空间维度复用技术在光通信中的应用等方面就这些问题展开了相关的理论及实验研究,具体内容如下:（1）理论和实验研究了基于硅基器件的波长/频率维度操控。（1）理论研究了级联微环滤波器的光谱响应。（2）提出并制备了一种可重构的微纳光子滤波器,通过适当选择滤波器的状态,可以实现滤波器谱型在梳状滤波和交织滤波之间灵活切换。此外,通过调节滤波器的结构参数,该滤波器可以实现消光比和中心波长的调谐。（2）理论和实验研究了基于传统光学元件和集成器件对空间维度的调控。（1）设计了基于超表面的贝塞尔激光器,利用超表面反射镜替换谐振腔中的传统光学元件,谐振腔结构更加紧凑。通过在谐振腔内部插入模式选择元件,激光器可以直接输出携带轨道角动量（OAM）的贝塞尔高斯光束。（2）实验构建了基于自由空间和光纤混合平台的OAM可重构波长可调谐激光器,利用自由空间中的空间光调制器（SLM）实现输出OAM可重构的激光束,利用光纤中的可调滤波器实现了激光器输出波长覆盖通信波段（C波段）。（3）设计、制备并测试了基于叉型光栅的片上OAM发射器,利用不同的光栅结构,实验产生了OAM+1、OAM+2、OAM+1和OAM-1的叠加态等多种空间模式,其中通过在OAM+1和OAM-1两路模式间引入相位差实现了叠加态方位角的可重构。（4）利用全息法设计、制备和测试了宽带偏振多样OAM发射器,通过不同端口入射片上波导模式,全息光栅可以将这些波导模式转换为自由空间的偏振多样OAM模式(x-pol.OAM+1,x-pol.OAM-1,y-pol.OAM+1,y-pol.OAM-1)。（5）利用反向设计方法设计了两种OAM发射器（偏振多样OAM发射器、多OAM态发射器）,基于这种方法设计的器件结构紧凑同时具有宽谱特性。相比于全息法得到的偏振多样OAM发射器,反向设计得到的OAM模式纯度更高,而多OAM态发射器能够产生4种不同拓扑电荷数的OAM模式(OAM+1,OAM-1,OAM+2,OAM-2)。（3）理论研究了空分复用的通信容量极限。首先介绍了空分复用的基本类型,以及光视线（LOS）通信系统的相关参数。针对三种具体的复用/解复用方式分析了各自的谱效率和有效自由度。进一步,将接收端的解复用复杂度对系统的影响考虑在内,结果表明OAM完美解调优于其他两种方式。
袁志林[8]（2019）在《可重构光分插复用波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列研究》文中研究说明可重构光分插复用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer,ROADM）是智能全光网络系统中的核心功能模块,可通过远程软件配置,实现网络资源之间的任意连接和有效配置。经过多个技术发展阶段之后,ROADM已发展成一种新型光传输网络架构,具有无色性、无方向性、无阻塞性、灵活栅格（Colorless,Directionless,Contentionless,Flexible,CDCF）的显着优势,是光通信网络的研究热点之一。结合所参与的国家“863”课题要求,本文对基于阵列液晶技术的波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列进行了深入研究并完成样机制作,实现8×16波长选择交叉和16通道宽带可调滤波器阵列在CDCF ROADM网络中的传输验证。本文工作对CDCF ROADM核心光器件的设计和工程化应用具有重要参考价值,主要研究内容如下:（1）研究了基于双硅基液晶芯片的波长选择交叉器件,基于高斯光束耦合理论和自由空间光学设计,实现了具有多路输入输出端口的多波长交叉切换功能的光路系统,制作了具备完全无阻塞功能的8×16波长选择交叉器件;任意灵活带宽的光谱信号或组合可在任意输入端口或输出端口之间实现任意切换、衰减或阻断,最大插入损耗<14 dB,带宽可调范围50 GHz5000 GHz,光阻断值>27 dB。该8×16波长选择交叉器件是目前报道的最大输入输出端口数目的完全无阻塞波长选择交叉器件,对M×N高维度波长选择交叉器件的进一步发展有重要指导意义。（2）研究了基于二维透射式液晶阵列芯片的低维度波长选择交叉器件,通过液晶芯片和楔形双折射晶体组合,实现光信号在多路输入和多路输出之间的灵活切换,完成了2×2波长选择交叉器件的设计及指标分析;该器件可实现完全无阻塞功能的光信号切换,设计带宽调谐步进为25 GHz,完全覆盖C波段,可满足低维度CDCF ROADM节点技术要求。（3）研究了基于硅基液晶芯片的多通道宽带可调滤波器阵列,采用分层光学设计原理,制作了16通道宽带可调滤波器阵列样品,每个通道均可实现中心波长和传输带宽的灵活调节,且具备多波长同时调谐的功能;插入损耗<6 dB,带宽调谐步进为12.5 GHz,可覆盖50 GHz5000 GHz的调谐范围,相邻通道隔离度>30 dB,是目前报道的通道数目最多的宽带可调滤波器阵列。（4）研究了基于透射式液晶阵列的宽带可调滤波器,通过精密半导体刻蚀工艺实现小于1.5μm的液晶阵列间距,制作了插入损耗<3 dB的宽带可调滤波器样品;带宽调谐步进为50 GHz,光衰减范围015 dB,衰减分辨率0.1 dB,可覆盖50GHz5000 GHz的调谐范围,光信号消光比>45 dB;该样品指标优异,可通过多个光路分层并联实现宽带可调滤波器阵列,适合应用于通信维度较少的CDCF ROADM节点。（5）研究了4节点、4方向CDCF ROADM系统架构,并将所研制的8×16波长选择交叉和16通道宽带可调滤波器阵列应用于系统中,建立10 Gb/s、100 Gb/s和400Gb/s的数据混传业务,完成了该ROADM系统的CDCF光传输实验,验证了所研究的波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列器件可满足CDCF ROADM技术发展要求。
姜新红[9]（2018）在《基于硅基微谐振器的光滤波器和光开关研究》文中进行了进一步梳理硅基集成电路在电子工业发展中占据着主导地位,在各个领域得到了大量的应用。随着高性能计算和高速互连的发展,铜线逐渐无法满足高速数据传输的需求。全光互连具有大带宽和长距离传输的优点,因此被认为是一种有前途的解决方案。为实现低成本的全光互连,集成光子器件已成为学术界和工业界的热门研究领域。在这些技术中,硅基集成光子器件兼容于现有的硅基集成电路制造工艺,是光电子领域最热门的研究方向之一。硅基微谐振器具有小尺寸、低功耗和波长选择性等特点,因而在光通信系统中具有非常广泛的应用。本文研究了基于硅基微谐振器的光滤波器和光开关技术,首先理论分析了光波导器件的基本结构,然后在此基础上研究了硅基微谐振器在硅基交织器、梳状滤波器和光开关中的应用。本文的研究成果概括如下:1.基于硅基微谐振器的交织器波分复用（WDM）和高频谱效率是提升光通信系统容量的主要方式。交织器可以实现波分复用信号的复用和解复用,降低信道串扰和噪声。为了实现小尺寸和低功耗的交织器,本部分提出并实验演示了三种硅基交织器结构。1)基于迈克尔逊-吉莱-图努瓦干涉仪（MGTI）的波长可调交织器:提出并实验演示了硅基集成的波长可调MGTI交织器,该交织器具有较小尺寸和方形滤波谱。与基于微环的交织器相比,由于吉莱-图努瓦标准具（GTE）的驻波特性,实现相同信道间隔时具有更小的尺寸和更高的波长调节效率。器件尺寸为125μm×376μm,20-dB与3-dB带宽比为1.63,热调效率为0.02 nm/mW。2)基于级联萨格纳克环干涉环路的波长可调交织器:提出了含有一个法珀谐振器的干涉环路结构,并根据最大平坦准则设计了平顶滤波的交织器,该器件具有小尺寸、平顶滤波和方便调节的优点。器件尺寸为120μm×60μm,20-dB与3-dB带宽比为1.42,热调效率为0.08 nm/mW。3)基于一维法珀谐振器干涉环路的粗波分复用（CWDM）交织器:首次利用小尺寸和大自由光谱范围（FSR）的一维法珀谐振器实现了平顶滤波的CWDM交织器,该交织器具有小尺寸、大FSR、低插损（IL）和平顶滤波的优点,可用于构建CWDM复用器。器件尺寸为64μm×70μm,IL为0.5 dB,信道间隔为19 nm,1-dB带宽为13 nm。2.基于硅基微谐振器的波长带宽可调滤波器光网络中存在多种不同信道间隔和带宽的信号,为了适应网络的动态变化需要设计可重构的光滤波器。波长带宽调节是可重构滤波器研究中的一个重要课题。本部分围绕波长带宽独立调节的目标,提出并实验演示了一种波长带宽可调的梳状滤波器。基于级联萨格纳克环的波长带宽可调梳状滤波器:提出并实验演示了波长和带宽可调的梳状滤波器。该滤波器由两个带有马赫-曾德干涉仪（MZI）耦合器的萨格纳克环构成,通过对MZI两臂实现共模和差模调节,可以改变萨格纳克环的相移和反射率,进而调节梳状谱的波长和带宽。所设计的梳状滤波器在30-nm波长范围内具有间隔为0.322 nm的93个梳状谱线。波长热调效率为0.019 nm/mW,热调范围为0.462 nm。当差分热调功率从0 mW增加到0.53 mW时,滤波带宽从5.88 GHz增加到24.89 GHz。3.基于硅基微谐振器的光开关大规模光开关是光网络中的关键器件,基于硅基微谐振器的光开关具有小尺寸、低功耗和波长选择性等特点。本部分研究两类基于硅基微谐振器的光开关,开关单元（SE）结构分别为双纳米梁（nanobeam）MZI和双环谐振器。1)基于双纳米梁MZI的2×2热光开关:实验演示了基于双纳米梁MZI的2×2热光开关,该开关结构是将两个纳米梁嵌入到MZI两臂。由于纳米梁具有超小模场体积和高Q值的特点,因此适用于实现小尺寸和低功耗的光开关。器件尺寸为38μm×84μm,通过对两个纳米梁的热调实现开关切换。交叉（cross）和直通（bar）状态的热调功率分别为2.66 mW和2.36 mW。上升沿和下降沿的响应时间分别为7.1μs和3.9μs。2)基于双环谐振器的N×N光开关:实验演示了O波段基于双环谐振器的2×2和4×4热光开关,以及4×4电光开关,并设计了基于双环谐振器的16×16电光开关。电光开关单元中,微加热器（heater）、p-i-n结和光电探测器（PD）分别用于谐振波长对准、开关切换和功率监测。双环热调效率为0.057 nm/mW,热调一个FSR所需功率为210 mW。电调效率为0.034 nm/mW,上升和下降沿时间分别为5.5 ns和6.9 ns。PD响应率为0.53 A/W。4×4电光开关的最大插损为10.3 dB,电调的消光比为27.5 dB。
朱丽娟[10]（2017）在《基于拉锥光纤和LiNbO3介质的光学梳状滤波器的研究》文中指出光通信技术极大地促进了波分复用技术（WDM）发展,而目前DWDM技术也早已成为了光通信的核心技术支撑。在密集波分复用技术中,随着信道的利用密度不断提升,生产生活中信息传输的刚需,使得光学梳状滤波器（combfilter）得以萌芽,壮大,并且实践过程中不断得到技术创新和应用创新。本文主要对于目前较为少见的利用倏逝场耦合形成的的梳状滤波器进行较为全面理论分析、仿真分析和实验平台搭建,并取得了一定的成果。1、通过阅读大量国内外文献,总结了目前出现过的梳状滤波器的类型（主要是6种）,并比较各自的优劣势。进而在理论上讨论了本文所研究类型梳状滤波器的特性和优势。2、由于该种耦合型梳状滤波器的优势,故而从生产制作角度,设计了一款基于拉锥光纤和铌酸锂介质的光学梳状滤波器,给出结构设计和结构参数。进一步从现有的理论上分析其能够发生倏逝波耦合的原理,并结合公式来进行阐述。根据公式演算,来说明发生耦合、产生梳状滤波效果的条件和所设计器件的结构参数。3、针对所设计梳状滤波器模型,用软件仿真来进行论证该器件的真实可行性。根据现有的研究和大致区间建立模型的结构参数。继而利用COMSOL Multiphysics软件来进行仿真分析和结论验证,得到具有周期性的梳状滤波效果图。故而证明所设计模型是符合预期猜想的。进一步利用软件仿真来优化结构参数和研究影响该器件梳状效果的相关参数。4、利用实验室现有资源完成实验设计,搭建实验平台。由于实验所需要控制的条件远多于理论分析,目前尚未完全作出十分符合预期的实验效果。目前已完成实验平台的基本搭建工作。并总结出若干注意事项为相关研究提供借鉴和参考。
二、Hybrid Optical Comb Filter with Multi-Port Fiber Coupler for DWDM Optical Network（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、Hybrid Optical Comb Filter with Multi-Port Fiber Coupler for DWDM Optical Network（论文提纲范文）
（1）基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤概述 |
| 1.2 基于光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.2.1 基于保偏光子晶体光纤的Sagnac环 |
| 1.2.2 基于PCF的在纤式模式干涉仪 |
| 1.2.3 基于PCF的法布里珀罗干涉仪 |
| 1.2.4 基于多芯光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.3 基于PCF滤波器的多波长光纤激光器 |
| 1.3.1 可切换多波长光纤激光器 |
| 1.3.2 可调谐多波长光纤激光器 |
| 1.4 基于PCF滤波器的光纤传感器 |
| 1.4.1 PCF传感器用于结构健康监测 |
| 1.4.2 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 2 基于多芯光子晶体光纤滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多芯光纤的耦合模理论 |
| 2.2.1 双芯耦合模方程的推导 |
| 2.2.2 多芯耦合理论 |
| 2.3 DCPCF滤波器 |
| 2.3.1 DCPCF模式及耦合特性 |
| 2.3.2 基于DCPCF耦合型滤波器 |
| 2.3.3 实验结果及关键技术 |
| 2.4 基于DCPCF-MZI复合滤波器的可调谐双波长激光器 |
| 2.4.1 MZI滤波器的原理 |
| 2.4.2 复合滤波器的传输特性 |
| 2.4.3 基于DCPCF-MZI滤波器的激光器的结构及原理 |
| 2.4.4 激光输出特性分析 |
| 2.5 TCPCF滤波器 |
| 2.5.1 TCPCF模式特性分析 |
| 2.5.2 基于TCPCF的耦合型滤波器 |
| 2.6 基于锥形TCPCF滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.6.1 锥形TCPCF滤波器的耦合特性 |
| 2.6.2 锥形TCPCF滤波器的制作及传输特性 |
| 2.6.3 基于锥形TCPCF滤波器的激光器结构 |
| 2.6.4 影响激光可调谐特性的参数分析 |
| 2.6.5 多波长可调谐激光输出及稳定性测试 |
| 2.7 小结 |
| 3 基于光子晶体光纤滤波器的可切换多波长激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于PMPCF-SI滤波器的多波长激光器及输出稳定性研究 |
| 3.2.1 PMPCF的双折射特性分析 |
| 3.2.2 基于PMPCF的 Sagnac干涉仪理论 |
| 3.2.3 PMPCF-SI滤波器制作及传输特性分析 |
| 3.2.4 多波长激光器的结构及输出特性分析 |
| 3.2.5 PMPCF对输出激光稳定性的影响 |
| 3.3 基于四叶草PCF模式干涉型滤波器的多波长激光器 |
| 3.3.1 FLCPCF的模式特性分析 |
| 3.3.2 FLCPCF滤波器的原理及制作 |
| 3.3.3 滤波器传输谱特性分析 |
| 3.3.4 激光器结构及输出分析 |
| 3.3.5 激光器可调谐特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于多芯光子晶体光纤的传感技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双锥形DCPCF的多参量传感器 |
| 4.2.1 传感器结构及传感机制 |
| 4.2.2 传感器制备及传输谱分析 |
| 4.2.3 矢量曲率传感特性 |
| 4.2.4 拉力传感特性 |
| 4.2.5 温度传感特性 |
| 4.2.6 传感器性能优化 |
| 4.3 基于TCPCF的拉力传感器 |
| 4.3.1 拉力传感机制 |
| 4.3.2 拉力灵敏度的理论计算 |
| 4.3.3 传感器制作及传输谱测量 |
| 4.3.4 拉力传感测试及结果 |
| 4.3.5 传感器性能分析 |
| 4.3.6 灵敏度优化 |
| 4.4 小结 |
| 5 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于倏逝波的光纤传感理论 |
| 5.2.1 直线形EW光纤传感机制 |
| 5.2.2 U形光纤的EW传感理论 |
| 5.3 TPPS染料功能化的FLCPCF氨气传感器 |
| 5.3.1 FLCPCF的特性分析 |
| 5.3.2 TPPS染料膜的吸收特性 |
| 5.3.3 FLCPCF传感器的制备 |
| 5.3.4 传感器的实验测试系统与传输特性 |
| 5.3.5 传感性能分析 |
| 5.4 无染料薄膜功能化的U形光纤PH传感器 |
| 5.4.1 U形光纤的特性分析及制作 |
| 5.4.2 EC/Sol-gel敏感膜的原理及制备 |
| 5.4.3 敏感膜的特性分析 |
| 5.4.4 传感器的制备及传输特性 |
| 5.4.5 传感器的性能分析 |
| 5.4.6 传感器应用前景的讨论分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 本论文的研究成果总结 |
| 6.2 下一步拟开展的工作 |
| 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 |
（2）全光纤多波长调Q脉冲光纤激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 多波长调Q光纤激光器的国内外研究现状 |
| 1.3 多波长调Q光纤激光器的应用前景 |
| 1.4 本文的主要研究内容及各章节安排 |
| 1.5 本文的主要创新点 |
| 第二章 多波长调Q光纤激光器理论 |
| 2.1 激光特性与激光产生条件 |
| 2.2 多波长光纤激光器的实现方法 |
| 2.3 调Q光纤激光器基本原理与实现方法 |
| 2.3.1 调Q光纤激光器基本原理 |
| 2.3.2 调Q光纤激光器实现方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于EOM和 Sagnac环的双脉冲主动调Q光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Sagnac干涉仪原理分析 |
| 3.3 实验装置 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 总结 |
| 第四章 基于并联FBG的全光纤被动调Q光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EYDF可饱和吸收原理与非线性特性 |
| 4.2.1 EYDF-SA可饱和吸收原理 |
| 4.2.2 EYDF的非线性特性 |
| 4.3 实验装置 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于并联Sagnac环的波长可调谐被动调Q光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 并联Sagnac环滤波器原理 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 工作总结与前景展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）光场物理维度调控的光子集成器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光子集成器件光场维度调控研究进展 |
| 1.3 本论文的工作及创新点 |
| 1.4 本论文的课题来源 |
| 2 光子集成单元器件及光场调控理论基础 |
| 2.1 微环谐振器 |
| 2.2 马赫-曾德尔干涉仪 |
| 2.3 阵列波导光栅 |
| 2.4 波导模式复用解复用器 |
| 2.5 光场调控与结构光场 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 光子集成器件的设计、制备和测试 |
| 3.1 光子集成单元器件的设计仿真 |
| 3.2 硅基光子集成器件的工艺制备 |
| 3.3 硅基光子集成器件的性能测试及优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 用于波长维度调控的硅基光子集成器件研究 |
| 4.1 硅基可调谐梳状滤波器 |
| 4.2 硅基片上Fano和EIT效应 |
| 4.3 硅基光子集成FPGA |
| 4.4 可重构硅基光子集成信号处理器件 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 用于波导模式维度调控的硅基光子集成器件研究 |
| 5.1 硅基微环辅助的模式复用解复用器 |
| 5.2 硅基波导模式复用解复用器 |
| 5.3 基于多模Fano效应的硅基低功耗模式光交换 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 用于结构光场调控的光子集成器件研究 |
| 6.1 基于环形光栅的涡旋光检测 |
| 6.2 基于平面硅基波导的涡旋光产生器 |
| 6.3 高速直调集成矢量光激光器 |
| 6.4 硅基多维度结构光场调控光子芯片 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表主要论文目录 |
| 附录2 中英文缩写对照表 |
（4）基于Python的EDFA自动测试系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本论文研究背景和意义 |
| 1.2 掺铒光纤放大器的研究背景和意义 |
| 1.3 自动测试系统的发展现状 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 掺铒光纤放大器的特点和性能指标 |
| 2.1 光放大器的分类及特点 |
| 2.2 掺铒光纤放大器的基本原理和结构 |
| 2.2.1 掺铒光纤放大器的工作原理 |
| 2.2.2 掺铒光纤放大器的基本结构 |
| 2.3 掺铒光纤放大器的应用方式 |
| 2.4 掺铒光纤放大器的增益性能 |
| 2.4.1 增益与增益系数 |
| 2.4.2 增益平坦度 |
| 2.4.3 增益倾斜 |
| 2.4.4 增益起伏 |
| 2.4.5 动态增益斜率 |
| 2.5 掺铒光纤放大器的噪声性能 |
| 2.5.1 噪声指数的定义 |
| 2.5.2 光信噪比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 掺铒光纤放大器的测试方法 |
| 3.1 增益和输出功率的测量 |
| 3.1.1 单波长输入、输出功率和增益的测量方法 |
| 3.1.2 单波长放大器的最大小信号增益 |
| 3.1.3 输出功率稳定度 |
| 3.1.4 多波长光放大器输出功率和增益的测试步骤 |
| 3.2 噪声指数的测量 |
| 3.2.1 内插减源法基本原理和方法 |
| 3.2.2 偏振消除法 |
| 3.2.3 时域消光法 |
| 3.3 EDFA瞬态测试 |
| 3.3.1 瞬态产生的机理和相关参数的定义 |
| 3.3.2 多波上/下路,剩余信道为单波的瞬态测试 |
| 3.3.3 3dB多信道上/下路瞬态测试 |
| 3.3.4 单信道上/下路瞬态测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 EDFA自动测试系统的设计 |
| 4.1 自动测试系统的功能 |
| 4.2 自动测试系统的硬件要求 |
| 4.3 自动测试系统的结构 |
| 4.4 自动测试系统编程语言的介绍 |
| 4.4.1 Python语言的特点 |
| 4.4.2 NumPy库介绍 |
| 4.4.3 matplotlib库介绍 |
| 4.5 自动测试系统的软件模块结构 |
| 4.6 线性回归算法 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 EDFA自动测试系统的实现和误差分析 |
| 5.1 Pycharm介绍 |
| 5.2 PyQt介绍 |
| 5.3 自动测试系统的实现 |
| 5.3.1 自动测试系统的主界面 |
| 5.3.2 自动测试系统的测试流程 |
| 5.4 EDFA瞬态测试系统的实现 |
| 5.5 自动测试系统的误差分析与修正 |
| 5.5.1 内插减源法和增益的测量误差分析 |
| 5.5.2 自动测试系统测量误差修正 |
| 5.5.3 自动测试系统测试结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文 |
| 附录2 线性回归算法代码 |
（5）多波长调Q光纤激光器及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 多波长调Q光纤激光器的研究现状与应用前景 |
| 1.2.1 多波长调Q光纤激光器的研究现状 |
| 1.2.2 多波长调Q光纤激光器的应用前景 |
| 1.3 本文的主要研究内容及各章节安排 |
| 1.4 本文的主要创新点 |
| 第二章 多波长调Q光纤激光器理论分析 |
| 2.1 激光产生条件与光纤激光器激射原理 |
| 2.1.1 激光产生的条件 |
| 2.1.2 光纤激光器的激射原理 |
| 2.2 多波长光纤激光器激射原理与实现方法 |
| 2.2.1 多波长光纤激光器激射原理 |
| 2.2.2 多波长光纤激光器实现方法 |
| 2.3 调Q光纤激光器基本原理与实现方法 |
| 2.3.1 调Q光纤激光器基本原理 |
| 2.3.2 调Q光纤激光器实现方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于EYDF与 Sagnac干涉仪的多波长被动调Q光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤Sagnac干涉仪与EYDF-SA的非线性特性 |
| 3.2.1 光纤Sagnac干涉仪 |
| 3.2.2 EYDF-SA的非线性特性 |
| 3.3 实验装置 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 3.4.1 泵浦功率对被动调Q激光器的影响 |
| 3.4.2 滤波器波长间隔对被动调Q激光器的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于EYDF与 Wave Shaper的多波长被动调Q光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 可编程光处理器Wave Shaper滤波原理 |
| 4.3 实验装置 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.4.1 泵浦功率对被动调Q激光器的影响 |
| 4.4.2 腔内色散对被动调Q激光器的影响 |
| 4.4.3 滤波器线宽对被动调Q激光器的影响 |
| 4.4.4 相位对被动调Q激光器的影响 |
| 4.4.5 波长间隔对被动调Q激光器的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于EOM与 Wave Shaper的多波长主动调Q光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 泵浦功率对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.3.2 色散对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.3.3 滤波器线宽对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.3.4 群延时对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.3.5 中心波长对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.3.6 相位对主动调Q激光器多脉冲形成的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工作总结与前景展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）基于扭转光纤和无芯光纤的新型滤波器特性及其应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光滤波器的概述和研究热点 |
| 1.3 双折射光纤滤波器的发展及应用现状 |
| 1.3.1 双折射光纤滤波器的研究现状 |
| 1.3.2 双折射光纤滤波器在光纤传感领域的应用现状 |
| 1.3.3 双折射光纤滤波器在光纤激光器的应用现状 |
| 1.4 模式干涉型光纤滤波器的发展及应用现状 |
| 1.4.1 模式干涉型光纤滤波器的研究现状 |
| 1.4.2 多模干涉型光纤滤波器在光纤环形激光传感系统的应用现状 |
| 1.5 本论文的主要研究内容与成果 |
| 2 基于扭转光纤的类索尔克光纤滤波器及扭转传感研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 琼斯矢量与琼斯矩阵的光学表达 |
| 2.2.1 偏振光的琼斯矢量 |
| 2.2.2 常见光学器件的琼斯矩阵 |
| 2.3 类索尔克可调谐双折射光纤滤波器的理论研究 |
| 2.3.1 扭转光纤的离散理论模型 |
| 2.3.2 类索尔克双折射光纤滤波器的理论分析 |
| 2.4 类索尔克双折射光纤滤波器的数值仿真及实验结果 |
| 2.4.1 离散模型参数N的设定及分析 |
| 2.4.2 滤波器相关特性的仿真模拟分析 |
| 2.4.3 滤波器的实验测量和结果分析 |
| 2.5 基于类索尔克结构滤波器的全光纤扭转传感器 |
| 2.5.1 实验装置及测量结果 |
| 2.5.2 光纤扭转传感器的理论模型 |
| 2.5.3 扭转传感理论分析及讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于类索尔克结构的双折射Sagnac梳状滤波器的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于双折射扭转光纤的Sagnac干涉仪的理论研究 |
| 3.2.1 相关光学器件的琼斯矩阵表达 |
| 3.2.2 双折射扭转光纤及Sagnac干涉仪的琼斯矩阵模型 |
| 3.2.3 透射率理论推导及参数关系 |
| 3.3 类索尔克Sagnac梳状滤波器数值仿真结果及分析 |
| 3.3.1 离散模型参数N的收敛 |
| 3.3.2 Sagnac滤波器的自由谱宽特性 |
| 3.4 滤波器的波长可调谐性研究 |
| 3.4.1 偏振控制器的琼斯矩阵理论 |
| 3.4.2 最大透射率波长可调谐 |
| 3.5 类索尔克Sagnac梳状滤波器的实验验证及讨论 |
| 3.5.1 实验装置及透射光谱测量 |
| 3.5.2 波长可调谐性的实验验证 |
| 3.5.3 入射光偏振不相关的实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于多模干涉型滤波器的光纤激光传感器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤模式干涉效应的理论分析 |
| 4.2.1 光纤模式耦合理论 |
| 4.2.2 线偏振模的特征方程 |
| 4.3 多模干涉型光纤环形腔激光传感系统 |
| 4.3.1 原理及仿真结果 |
| 4.3.2 SNS带通滤波器光谱测量及光纤激光传感系统 |
| 4.3.3 曲率传感实验结果 |
| 4.3.4 温度传感实验结果 |
| 4.4 基于多模干涉仪与光纤布拉格光栅并行的双波长光纤激光传感器 |
| 4.4.1 传感原理及理论 |
| 4.4.2 双波长光纤激光传感系统实验装置 |
| 4.4.3 液位传感实验结果 |
| 4.4.4 不同折射率溶液对液位传感影响 |
| 4.4.5 温度传感实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于两类特种光纤和光纤光栅的复合滤波器的应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤光栅的理论分析 |
| 5.2.1 光纤光栅的耦合模理论 |
| 5.2.2 光纤光栅的传输矩阵法及仿真分析 |
| 5.3 基于无芯-扭转光纤环形镜的磁场和温度同时传感测量 |
| 5.3.1 磁场和温度测量传感原理 |
| 5.3.2 传感器实验装置及结构 |
| 5.3.3 磁场传感实验结果 |
| 5.3.4 温度传感实验结果 |
| 5.4 基于复合梳状谱滤波器的可调谐可切换光纤环形激光器 |
| 5.4.1 基于类索尔克Sagnac干涉仪和相移光栅的复合滤波器 |
| 5.4.2 实验装置及可调谐单波长激光输出 |
| 5.4.3 可切换双波长光纤激光器 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 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 |
（7）可重构光场维度资源调控的基础理论及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基本光场维度调控的方法及应用研究进展 |
| 1.3 轨道角动量光场简介及产生操控方法 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 1.5 论文的课题来源及项目情况 |
| 2 光场调控的基本概念及相关技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波长/频率调控的技术方法 |
| 2.3 光场的轨道角动量及其分类 |
| 2.4 携带轨道角动量光束的产生和检测基本方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于硅基光子器件的光场波长维度调控研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硅基光子器件的设计及加工工艺 |
| 3.3 梳状滤波器 |
| 3.4 可重构滤波器 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于有源无源器件对光场空间维度调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涡旋光束激光器 |
| 4.3 集成涡旋光束发射器 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 利用光场空间维度空分复用光通信的容量极限研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空分复用及其通信系统简介 |
| 5.3 自由空间轨道角动量和多进多出的通信特性比较分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 附录2 论文中缩略词的含义 |
（8）可重构光分插复用波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 ROADM技术发展阶段 |
| 1.3 波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列的发展历程及现状 |
| 1.4 本论文的研究意义 |
| 1.5 本论文的研究成果 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 2 8×16 波长选择交叉研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 8×16波长选择交叉的总体设计方案 |
| 2.3 LCoS光束偏转原理及相关参数的优化计算 |
| 2.4 光学系统的设计及优化 |
| 2.5 样品制作与测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 2×2波长选择交叉研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液晶技术工作原理 |
| 3.3 2×2波长选择交叉的技术方案设计 |
| 3.4 关键参数计算及分析 |
| 3.5 2×2 WXC波长选择交叉光学系统设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 16通道宽带可调滤波器阵列研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 16 通道宽带可调滤波器阵列的总体设计方案 |
| 4.3 光学系统设计与性能分析 |
| 4.4 样机制作与测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于透射式液晶阵列的宽带可调滤波器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 透射式液晶阵列滤波原理分析与方案设计 |
| 5.3 光学系统设计与优化 |
| 5.4 样机制作与测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 CDCF ROADM系统传输验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CDCF ROADM传输验证方案 |
| 6.3 CDCF ROADM系统搭建与传输实验 |
| 6.4 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、专利和标准 |
| 附录2 攻读博士学位期间所参与的科研项目 |
| 附录3 攻读博士学位期间所获奖项 |
（9）基于硅基微谐振器的光滤波器和光开关研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基光子学概述 |
| 1.2 硅基微谐振器的基本结构 |
| 1.3 硅基微谐振器的研究现状 |
| 1.3.1 基于硅基微谐振器的激光器 |
| 1.3.2 基于硅基微谐振器的调制器 |
| 1.3.3 基于硅基微谐振器的探测器 |
| 1.3.4 基于硅基微谐振器的滤波器 |
| 1.3.5 基于硅基微谐振器的光开关 |
| 1.4 本文的研究工作和创新点 |
| 1.5 本文的章节安排 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 光波导器件基本结构与加工工艺 |
| 2.1 非谐振结构 |
| 2.1.1 定向耦合器 |
| 2.1.2 马赫-曾德干涉仪 |
| 2.1.3 萨格纳克环 |
| 2.1.4 迈克尔逊干涉仪 |
| 2.2 微环谐振器 |
| 2.2.1 全通滤波型微环谐振器 |
| 2.2.2 分插复用型微环谐振器 |
| 2.3 法珀谐振器 |
| 2.3.1 基于级联萨格纳克环的法珀谐振器 |
| 2.3.2 基于光子晶体纳米梁的法珀谐振器 |
| 2.4 硅基器件加工 |
| 2.5 本章小结 |
| 2.6 参考文献 |
| 第三章 基于硅基微谐振器的波长交织器 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于MGTI的波长可调交织器 |
| 3.2.1 器件结构与原理 |
| 3.2.2 器件制备与测试 |
| 3.3 基于级联萨格纳克环干涉环路的波长可调交织器 |
| 3.3.1 器件结构与原理 |
| 3.3.2 器件制备与测试 |
| 3.4 基于一维法珀谐振器干涉环路的CWDM交织器 |
| 3.4.1 器件结构与原理 |
| 3.4.2 器件制备与测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 3.6 参考文献 |
| 第四章 基于硅基微谐振器的波长带宽可调滤波器 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 基于级联萨格纳克环的波长带宽可调梳状滤波器 |
| 4.2.1 器件结构与原理 |
| 4.2.2 器件制备与测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 4.4 参考文献 |
| 第五章 基于硅基微谐振器的光开关 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 基于双纳米梁MZI的2 ×2 热光开关 |
| 5.2.1 器件结构与原理 |
| 5.2.2 器件制备与测试 |
| 5.3 基于双环谐振器的N× N光开关 |
| 5.3.1 基于双环谐振器的2×2 热光开关 |
| 5.3.2 基于双环谐振器的4×4 热光开关 |
| 5.3.3 基于双环谐振器的4×4 电光开关 |
| 5.3.4 基于双环谐振器的16×16 电光开关 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作总结和创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录 缩略语 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）基于拉锥光纤和LiNbO3介质的光学梳状滤波器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信发展的背景和意义 |
| 1.2 梳状滤波器进展和现状 |
| 1.2.1 F-P腔形光学梳状滤波器 |
| 1.2.2 M-Z-I干涉型光滤波器 |
| 1.2.3 基于AWG光栅的滤波器 |
| 1.2.4 光纤布拉格光栅滤波器 |
| 1.2.5 介质膜滤波器 |
| 1.2.6 原子共振滤波器 |
| 1.3 梳状滤波器的功能和应用 |
| 1.4 论文组织结构和创新点 |
| 第二章 光学梳状滤波器基本理论 |
| 2.1 光波导耦合理论 |
| 2.1.1 横向耦合 |
| 2.1.2 纵向耦合 |
| 2.2 模耦合损耗 |
| 2.2.1 弯曲损耗 |
| 2.2.2 微弯损耗 |
| 2.2.3 其他模耦合损耗 |
| 2.3 模型分析方法 |
| 2.3.1 有限元分析法 |
| 2.3.2 圆锥形光纤传输分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于铌酸锂介质和拉锥光纤的光学梳状滤波器的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学梳状滤波器的设计 |
| 3.2.1 光学梳状滤波器的结构设计 |
| 3.2.2 光学梳状滤波器的理论可行性分析 |
| 3.2.3 COMSOL Multiphysics软件建模展示 |
| 3.3 光学梳状滤波器的仿真与结果 |
| 3.3.1 双边介质仿真与结果 |
| 3.3.2 单边介质仿真与结果 |
| 3.3.3 铌酸锂介质对耦合效果的影响 |
| 3.3.4 耦合波长的比较分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于铌酸锂介质和拉锥光纤的光学梳状滤波器的实验研究 |
| 4.1 实验设计 |
| 4.1.1 实验目的和原理 |
| 4.1.2 实验过程和方法 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.3 弯曲损耗比较实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、Hybrid Optical Comb Filter with Multi-Port Fiber Coupler for DWDM Optical Network（论文参考文献）
- [1]基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究[D]. 唐子娟. 北京交通大学, 2021
- [2]全光纤多波长调Q脉冲光纤激光器的研究[D]. 郭姝颖. 天津理工大学, 2021(08)
- [3]光场物理维度调控的光子集成器件研究[D]. 郑爽. 华中科技大学, 2020
- [4]基于Python的EDFA自动测试系统的设计[D]. 向登锋. 武汉邮电科学研究院, 2020(11)
- [5]多波长调Q光纤激光器及其性能研究[D]. 孙策. 天津理工大学, 2020(05)
- [6]基于扭转光纤和无芯光纤的新型滤波器特性及其应用研究[D]. 孙春然. 北京交通大学, 2019(12)
- [7]可重构光场维度资源调控的基础理论及应用研究[D]. 周南. 华中科技大学, 2019
- [8]可重构光分插复用波长选择交叉和宽带可调滤波器阵列研究[D]. 袁志林. 华中科技大学, 2019(03)
- [9]基于硅基微谐振器的光滤波器和光开关研究[D]. 姜新红. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]基于拉锥光纤和LiNbO3介质的光学梳状滤波器的研究[D]. 朱丽娟. 浙江工业大学, 2017(01)