一、The Beam Propagation Factor M~2 of Fiber Cross-Section Diffraction（论文文献综述）
杨婧翾[1]（2021）在《模分复用系统中轨道角动量模式传输理论分析与应用研究》文中提出现如今,随着信息互联网络技术创新开展的如火如荼,人工智能、高清视频、网络直播等新应用方式引发大众的广泛关注,高速移动通信互连网络的推广,信息化社会的飞速发展,光通信技术也在不断的革新,人们对通信信息容量的不断需求,网络容量的局限性越来越明显,基于轨道角动量（OAM）模式的模分复用（MDM）技术作为一种新的复用形式,为扩大信道容量、提升通信质量提供了一种新的方案。MDM系统应用的关键问题是不同通信链路对OAM模式产生的影响,包括以光纤为代表的有线信道及以自由空间为代表的无线信道,因此,需要深入研究OAM模式的传输特性。针对以上存在的问题,本论文围绕MDM通信系统中的关键技术这一主题,主要进行了两个方面的研究,一是光纤通信系统中OAM模式传输特性,深入剖析外部扰动产生的物理机理,建立了一套相对完善的处理OAM光纤应力应变及扭转效应的理论计算及仿真分析模型。并在此基础上,提出了一种新型光子晶体OAM光纤模式选择耦合器的设计方案。另一个是针对自由空间通信系统,建立了OAM涡旋电磁波空间传输模型,提出了一种自适应补偿算法用于缓解空间信道中湍流效应的影响。本论文的主要研究工作如下:（1）OAM光纤应力应变及扭转特性研究研究了 OAM光纤在应力应变和扭转效应等外部扰动下的传输特性。建立了复杂结构OAM光纤应力双折射数学理论分析模型,并以一种性能良好的环形光子晶体OAM光纤为例建立仿真分析模型,最后分析了该光纤在实际应力作用下的模场质量和传输特性,主要包括:强度、相位、偏振、限制损耗、色散、非线性系数及应力双折射等。另外,在光纤应力特性理论分析基础上,建立了复杂结构OAM光纤扭转效应理论分析模型,分析了不同强度扭转效应下,扭转OAM光纤中的模式基组成,建立了扭转OAM光纤仿真分析模型,最后分析了该扭转OAM光纤的模式组成和传输特性,并与理论计算结果进行对比分析。（2）光子晶体OAM光纤模式选择耦合器设计设计了一种新型双平行结构的光子晶体OAM光纤模式选择耦合器。首先研究了双平行结构光纤耦合器工作原理,利用模式匹配法实现矢量OAM模式的转换,设计方案中以一种高性能光子晶体OAM光纤作为基底通过侧边研磨法制作全光纤型耦合器。其次,针对耦合器的可调参数光纤间距和耦合长度进行结构参数优化设计,获得最优的模式纯度和耦合效率。最后,对该光子晶体OAM光纤模式选择耦合器性能指标进行分析,主要包括:模式纯度、耦合效率、损耗特性和工作带宽等。在C+L波段内,该耦合器可以激发三阶OAM模式,模式纯度达到52%,耦合效率可达51%,插入损耗大于-1.73dB,附加损耗小于0.175dB。（3）OAM模式空间传输特性研究根据大气湍流效应的实际情况,基于联合大气湍流模型,建立了自由空间无线通信信道中OAM电磁涡旋波传输理论模型。针对湍流信道扰动造成的波前畸变和信号串扰,提出了一种自适应补偿算法,用以缓解大气湍流效应产生的影响,实现湍流信道中传输OAM模式波前扰动的有效恢复。并且,给出了自适应补偿前后单一OAM模式和多个OAM模式复用传输的模场质量和传输性能。最后,研究了自适应补偿后,自由空间无线通信系统中的重要性能参数的变化,包括:信噪比和信道容量等,用以验证该补偿方案的有效性及可行性。
谢永耀[2]（2021）在《基于YAG晶体衍生光纤的单频激光技术研究》文中研究表明单频光纤激光器具有线宽窄、噪声低和相干长度长等优点,在相干光合束、非线性频率变换、引力波探测、激光雷达、光纤传感和高精度光谱学等领域具有广泛的应用。实现单频激光器的结构主要包括环形腔结构、分布式反馈（DFB）结构和分布式布拉格反射式（DBR）结构。环形腔单频光纤激光器的腔长通常较长,因此,需要插入额外的滤波器件来实现激光器稳定的单纵模输出,这样便会不可避免的引入额外的插入损耗和不稳定性。不同于环形腔结构,DFB和DBR单频光纤激光器,采用短腔结构,激光纵模间隔较大,不需要额外的滤波器件,因而结构更加简单和紧凑。然而,DFB光纤激光器通过在有源光纤刻写相移光栅实现单频激光输出,其稳定性和输出功率通常会受到相移光栅中心严重的热效应影响。相比之下,DBR单频激光器的增益介质与反馈装置相互独立,因此具有更好的稳定性和更高的输出功率。为了实现足够大的纵模间隔,其腔长通常被限制在几个厘米。因此,需要高掺杂浓度的光纤用来确保实现足够的增益。然而,传统的石英光纤,由于浓度猝灭效应,其稀土掺杂浓度较低,使DBR单频激光器的输出功率受到限制。虽然多组分玻璃光纤能够实现较高稀土掺杂,但是其机械强度和热稳定性相对较差,不利于单频激光的长时间稳定运转。并且,由于软化点和热膨胀系数的差异,其与商用光纤之间的熔接也相对困难,这在一定程度上限制了它的推广和应用。因此,探索和制备具有高性能的新型增益光纤对于单频光纤激光器的发展具有非常重要意义。YAG晶体衍生光纤是一种新型、非常有潜力的光纤激光增益介质,这种光纤是以晶体作为纤芯材料,石英玻璃作为包层材料,使用传统的光纤拉丝塔拉制,形成的新的多组分玻璃纤芯,具有许多新颖的特性。首先纤芯内相对高含量的Al2O3和Y2O3的掺杂,适当地增大了纤芯内的稀土溶解度,能够实现更高的稀土掺杂;其次Al和Y组分也会降低纤芯内的声学折射率,造成声学波导损耗,有利于抑制受激布里渊效应（SBS）。另外,其石英包层也使其与商用石英光纤器件具有良好的兼容性。这些特点都有利于实现高功率的单频激光输出。然而,关于YAG晶体衍生光纤单频激光器的研究目前仍处在起步阶段,仅在1 μm波段获得了较低功率的单频激光输出。而1.5μm通讯波段的基于YAG晶体衍生光纤单频激光器的研究,目前还处于空白。另外,光纤的性能还需要通过改进制备工艺来进一步提升。然而,在制备工艺方面仍有许多问题亟待解决,如调控纤芯成分和减小扩散。本文主要对不同稀土离子掺杂的YAG晶体衍生光纤的制备、表征及基于晶体衍生光纤的单频激光技术开展了一系列的研究工作。系统研究了 Yb:YAG晶体衍生光纤制备及表征,并基于所制备的高增益Yb:YAG晶体衍生光纤实现了瓦量级的激光输出;研究了 Yb:YAG晶体衍生光纤的单频激光性能,成功实现了多种类型的DBR单频光纤激光器;通过熔融芯法制备了Er:YAG晶体衍生光纤,并基于此光纤成功实现了 1.5 μm的单频激光输出;对熔融芯法进行技术改进,并提出两种技术改进方案来实现对光纤基质的调控以及扩散的抑制。本文的具体工作内容如下:1.基于熔融芯法,制备了几种不同纤芯尺寸的Yb:YAG晶体衍生光纤。通过对比光纤的物理和光学特性,研究了晶体尺寸及拉制长度对光纤性能的影响。利用掺杂浓度为10 at.%,直径2.6 mm的Yb:YAG晶体作为纤芯材料,成功制备了增益达到3.3 dB/cm的Yb:YAG晶体衍生光纤,并利用高分辨率的透射电镜对其微观结构进行表征。基于全光纤结构,对光纤的激光性能进行了研究。采用纤芯泵浦方式,实现了斜效率55.4%的1064 nm激光输出;采用包层泵浦方式,获得了最高功率为6 W的连续激光输出。（第三章）2.以Yb:YAG晶体衍生光纤作为增益介质,搭建了几种不同类型的DBR单频光纤激光器。基于8 mm的Yb:YAG晶体衍生光纤,获得了功率为17.8 mW的976 nm单频激光输出,信噪比大于65 dB,线宽小于41 kHz。随后通过优化Yb:YAG晶体衍生光纤的长度,实现了功率为110 mW的1064 nm单频激光输出,对应的斜效率为18.5%,频率波动小于20 MHz。然后采用保偏光栅作为输出耦合器,获得了 60 mW的线偏振单频激光输出,并通过单级放大装置,实现了 14.5 W的保偏单频激光输出,激光线宽为87 kHz,在横向和纵向的光束质量因子分别为1.07和1.02。最后采用增益开关技术,实现了重复频率在10～250 kHz范围内可调的单频脉冲激光输出,输出激光脉冲宽度为79ns,激光线宽小于50 MHz。（第四章）3.对Er:YAG晶体衍生光纤的制备和表征进行了 一系列的研究。通过对YAG晶体衍生光纤中Er3+离子的掺杂浓度进行了优化,获得了最大1.46 dB/cm的增益系数。建立了一个评估SiO2浓度、纤芯折射率以及扩散比例关系的简化模型。（第五章）4.基于1.8 cm长的Er:YAG晶体衍生光纤,实现了一个1550 nm的自调Q脉冲单频激光输出。在泵浦吸收功率为174 mW时,激光器的最大输出功率为24.2 mW,对应的斜效率为15.1%,信噪比大于75 dB。在最大输出功率下,得到的最大单脉冲能量超过32.7 nJ,脉冲宽度为78 ns,重复频率为739 kHz。（第五章）5.对关于熔融芯法的工艺改进展开了研究。针对YAG晶体衍生光纤中元素及光谱特性调控问题,提出了一种有效的解决方式（管内共熔法）。并利用管内共熔法,以10-at.%Er:YAG晶体和10-at%Yb:YAG晶体作为前驱体材料,成功制备了增益系数达到2.33 dB/cm的Er/Yb共掺的YAG晶体衍生光纤,在976 nm处的泵浦吸收系数为2300 dB/m,相比于相同Er掺杂浓度的Er:YAG晶体衍生光纤,Er/Yb共掺的YAG晶体衍生光纤的泵浦吸收系数和增益系数都得到显着提高。并以此光纤作为增益介质,成功实现了 1570 nm的DBR单频光纤激光输出。对光纤拉制过程中影响扩散的参数进行了详细的研究,总结了光纤拉制过程中影响纤芯扩散的几个主要因素,并针对这些因素,对光纤拉制参数进行调整,利用低缩径比一次拉制方式成功将YAG晶体衍生光纤纤芯内的SiO2浓度降低至40 wt.%以下。（第六章）本文主要创新点如下:1.利用浓度为10 at.%的Yb:YAG晶体作为纤芯前驱体材料,成功制备了增益系数达到3.3 dB/cm的Yb:YAG晶体衍生光纤,远高于传统石英光纤的增益。并利用所制备光纤,成功实现了 6W的1064 nm连续激光输出,为目前报道的基于此类光纤获得的最大输出功率。2.首次实现了基于Yb:YAG晶体衍生光纤的976 nm单频激光输出。以0.8 mm的Yb:YAG晶体衍生光纤作为增益介质,在泵浦功率为203 mW时,获得了 17.8 mW的单频激光输出,激光线宽小于41 kHz。3.通过优化Yb:YAG晶体衍生光纤长度,在泵浦功率为616 mW时,获得了输出功率为110 mW的1064 nm单频激光,这是目前基于此类光纤在1064 nm波段获得的最高单频激光输出功率。4.首次实现了 YAG晶体衍生光纤在1.5 μm波段的单频激光输出。通过优化Er离子掺杂浓度,成功制备了增益系数为1.46 dB/cm的Er:YAG晶体衍生光纤,并基于此光纤实现了 24.2 mW的1550 nm脉冲单频激光输出,斜效率为15.1%。5.首次提出一种基于熔融芯法的成分调控工艺,并利用此工艺首次制备出Er/Yb共掺的YAG晶体衍生光纤,实现了 2.23 dB/cm的增益系数,是目前报道的此类光纤在1.5 μm波段获得的最大增益。
王涛[3]（2021）在《光电信息功能单晶光纤的设计、生长及器件应用研究》文中研究说明人工晶体作为推动科技进步、社会发展的关键材料,受到了各国政府和科研工作者的广泛关注。进入21世纪以来,现代工业与军事国防领域的飞速发展对人工晶体材料提出了新的要求,也驱动着人工晶体材料的发展,功能晶体材料的研究也逐渐进入“百花齐放,百家争鸣”的新阶段。单晶光纤作为一种“准一维”功能晶体材料,继承了体块单晶优异的物理和化学性能同时兼具了传统光纤材料大长径比的结构优势,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等众多领域都有着广泛的应用前景。目前以美国、法国、日本为代表的西方国家在单晶光纤领域的研究处于领先地位,其中以法国Fibercryst与美国Photran为代表的企业已经实现了单晶光纤材料及器件的产业化。与此同时,美国陆军实验室于2015年开展了一项基于单晶光纤的激光武器研发项目,更加凸显出单晶光纤在军事国防以及社会民生领域的重要地位。我国单晶光纤领域的相关研究起步较晚,系统性研究相对匮乏,缺乏先进的晶体生长设备以及成熟的晶体生长工艺,为了不在关键材料领域受制于人,亟需开展相关研究。激光加热基座法是目前应用最为广泛的单晶光纤制备技术之一,其具有原料用量少、加热温度高、升温速度快、实验周期短、无坩埚生长等特点,多用于制备高熔点单晶光纤或超细直径柔性单晶光纤。美国海军实验室通过激光加热基座法成功制备出直径17μm的柔性YAG单晶光纤,这也是目前已知的直径最细的单晶光纤。本论文以单晶光纤在光电信息领域的应用需求为牵引,以激光加热基座法单晶光纤制备技术为出发点开展相关研究,解决了单晶光纤制备过程中出现的直径波动、应力集中、气泡包裹等问题,成功制备出高质量的柔性YAG单晶光纤,实现了技术突破。同时提出并完善了单晶光纤的质量表征体系,结合体块晶体与玻璃光纤的表征方法,从晶体质量、直径起伏、光损耗、光学均匀性等多个维度对YAG单晶光纤进行了质量评估。在应用研究方面,开展了单晶光纤激光器以及单晶光纤高温传感器的相关研究:探究了 Yb:YAG单晶色心缺陷产生的原因及影响,以无色心缺陷的Yb:YAG单晶光纤作为激光增益介质,实现了 1μm波段瓦级连续激光输出;首次将超声测温技术与石榴石、尖晶石结构单晶光纤相结合,研制出使役温度>1800℃的高温传感器,掌握了声波模式、晶体结构、离子掺杂、晶体取向等因素对单晶光纤声学性能的影响规律,实现了对传感器性能的调控;面向2500℃以上的超高温测温需求,设计了基于Y2O3-ZrO2单晶光纤的高温电学性能的高温传感器,对使役温度范围、测温灵敏度等关键性能进行了表征。本论文的主要研究工作和结论如下:Ⅰ.激光加热基座法柔性单晶光纤制备技术本课题组引进了商品化激光加热基座单晶生长炉,系统研究了单晶光纤生长过程中所面临的偏斜生长、直径起伏、应力集中、气泡包裹、柔性单晶光纤制备等主要问题。通过对光路的优化以及机械装置的改进,解决了单晶光纤的偏斜生长;通过对料棒均匀性的优化以及对CO2激光器功率波动的控制,降低了单晶光纤的直径起伏;通过理论模拟指导,适当降低单晶光纤的生长直径,同时辅助电阻/光学后热降低固液界面处的温度梯度,缓解了单晶光纤内部的应力集中,避免了晶体开裂;通过提高料棒致密度,调整固液界面形状为平坦/凹界面,设置负压生长环境等措施降低了熔体内气泡的含量并促进了气泡的排出,实现了对气泡缺陷的优化;通过改进激光加热基座设备,将原有的球面反射镜替换为抛物面反射镜,消除了聚焦像差,提高了聚焦精度,为超细直径柔性单晶光纤的制备创造了条件。在此基础上,首次通过激光加热基座法以36:1的拉送比实现了直径150μm,长径比>2000:1的柔性Yb:YAG激光单晶光纤制备,相关制备工艺处于国内领先水平。Ⅱ.Yb:YAG单晶光纤的优化生长、质量表征及激光性能在前期工作的基础上,通过激光加热基座法在惰性气氛下制备了无色心缺陷的高质量Yb:YAG单晶光纤,通过XRD、XPS、拉曼光谱、吸收光谱以及第一性原理计算等方法确定了 Yb:YAG晶体中色心缺陷产生的原因是氧空位和Yb2+离子的存在。Yb:YAG单晶光纤中没有色心缺陷的主要原因是单晶光纤巨大的比表面积以及激光加热基座技术敞开式的熔区环境,使得氧离子能够充分与熔体接触并传输。色心缺陷的消除大幅度提升了 Yb:YAG单晶光纤的光学和热学性能,其在近红外波段的透过率达到了 85%以上,室温热导率达到了 8 W.m-1·K-1。我们从单晶质量、直径起伏、掺杂均匀性、应力分布、光传输损耗、光学均匀性等多个维度对所得的Yb:YAG单晶光纤进行质量评估。Yb:YAG单晶光纤沿长度方向劳厄衍射斑点清晰明亮且衍射图样一致,说明整根单晶光纤具有一致的晶体取向,单晶性良好。其在808 nm波段的光损耗约为0.01 dB/cm,与美国陆军实验室的实验数据相当。ZYGO激光平面干涉仪测试结果显示直径1 mm与2 mm的Yb:YAG单晶光纤光学均匀性可达10-6次方量级,展现出了优异的光学性能。在此基础上,以掺杂浓度2 at.%的Yb:YAG单晶光纤为增益介质,实现了最大功率3.93 W的连续激光输出,最大斜效率为28.2%。Ⅲ.石榴石结构单晶光纤超声温度传感器研究将超声测温技术与YAG/LuAG单晶光纤相结合,研制出使役温度>1800℃的超声温度传感器。系统探究了超声波模式、光纤直径、晶体结构、离子掺杂以及晶体取向对单晶光纤高温声学特性以及传感器性能的影响。实验结果显示声速随温度的升高而降低且相同温度下横波声速远低于纵波声速,YAG单晶光纤在1100℃时的横波声速为4860.6 m/s,较纵波降低了近3000 m/s。并且,随着Yb3+离子掺杂浓度的提高,YAG单晶光纤的声速进一步降低,2 at.%掺杂的Yb:YAG单晶光纤在1100时的横波声速为4680.8 m/s。在各向异性的研究中发现,石榴石结构单晶光纤声学各向异性相对较弱,YAG、LuAG的各向异性因子分别为1.05与1.07。通过声波模式、离子掺杂和晶体取向的调控,10 at.%[111]-Yb:LuAG单晶光纤超声温度传感器在20-1100℃范围内的横波声速达到了 4198.26 m/s-3929.95m/s,最大单位灵敏度为34.83 ns·℃-1·m-1,最大分辨率为2.87。Ⅳ.声学各向异性MgAl2O4单晶光纤超声温度传感器研究单晶光纤声学各向异性取决于弹性各向异性,MgAl2O4晶体具有明显的弹性各向异性,其各向异性因子A=2.13,是YAG/LuAG的两倍以上。其在横波和纵波模式下表现出不同的声学各向异性,纵波模式下V[100] 苏宁[4]（2020）在《百瓦级超短脉冲掺镱光纤放大器及超连续谱产生的研究》文中认为高功率超短脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、光光转换效率高、抗干扰性好以及可以实现全纤化等优势,广泛地应用于各种重要领域。基于此,本论文开展了高功率百瓦级超短脉冲掺镱光纤激光器的研究,通过对全光纤保偏及非保偏高功率超短脉冲掺镱光纤激光振荡器、放大器、压缩器及其在超连续谱光源中的应用进行理论分析和实验研究,获得了高平均功率、高脉冲能量的窄脉冲输出。本论文的主要研究工作从以下几个方面进行:一、全光纤锁模激光振荡器的理论和实验研究。对光纤锁模激光振荡器进行了相关理论研究,分析了锁模的物理机制以及实现锁模的几种方式,在实验中分别采用了三种被动锁模技术进行锁模,在准三能级系统和准四能级系统中都实现了稳定的皮秒锁模脉冲输出。第一种是NPR锁模技术,在环形腔结构中实现了脉冲宽度为567 ps的百皮秒锁模脉冲输出。第二种是SESAM锁模技术,采用商用的SESAM对不同工作波长和不同腔长的直线腔光纤激光振荡器进行对比实验,获得了不同中心波长（1031 nm和1064 nm）及不同的重复频率（16.68 MHz和36.41 MHz）的稳定锁模脉冲输出。采用具有不同周期的材料涂层的三种自制SESAM,两种可以在直线腔中实现稳定的锁模,体现了自制SESAM优异的锁模特性。第三种是碳纳米管锁模技术,采用管径为0.8 nm的碳纳米管及环形腔结构的振荡器,在准三能级系统的979 nm和准四能级系统的1032 nm处都实现了稳定的锁模,这也是碳纳米管作为可饱和吸收体首次在980 nm的全光纤掺镱激光振荡器中实现稳定锁模。二、全光纤百瓦级皮秒脉冲MOPA放大器的理论和实验研究。首先对掺镱光纤放大技术及衍射光栅对脉冲压缩器的工作原理进行了详细的理论分析与推导,利用MATLAB软件对主放大级的放大过程进行了理论模拟。然后采用中心波长为1033 nm的全光纤皮秒NPR锁模振荡器作为种子源,其输出的百皮秒脉冲可以直接进行放大,不需要再引入正色散进行脉冲的展宽。信号光经过两级的MOPA放大器进行放大,最终在6 m的10/130μm的光纤中得到了100 W的皮秒脉冲激光输出,与理论模拟结果相匹配。使用光栅对对放大后的221 ps的脉冲进行脉冲压缩,最终得到了0.84 ps的百飞秒量级压缩脉冲输出。三、全光纤保偏皮秒脉冲MOPA放大器的实验研究。线偏振态是超短脉冲光纤激光器的关键参数之一,是高效率倍频激光产生、生物成像和精细激光测距等应用中至关重要的特性。采用中心波长为1031 nm的保偏SESAM锁模激光振荡器为种子源,利用其峰值功率和单脉冲能量都很高的特点,可以在放大器中产生强烈的非线性效应,信号光不经过脉冲展宽直接在放大器中边放大边进行光谱展宽,经过两级的保偏MOPA放大器后获得了35 W的宽光谱激光输出,光谱范围为1020 nm～1700 nm。四、全光纤百瓦级保偏皮秒脉冲CPA放大器的实验研究。首先利用MATLAB软件对主放大级的放大过程进行了理论模拟,然后在实验中采用重复频率为16.68 MHz的保偏SESAM锁模激光振荡器作为种子源,为了减小系统中的非线性效应,得到高功率的线偏振超短脉冲激光输出,信号光通过保偏单模光纤展宽器进行脉冲展宽后,在高掺杂的保偏掺镱光纤放大器中进行放大,最终在0.9 m的30/250μm的高掺杂增益纤中得到了100.8 W的高功率线偏振光输出,其峰值功率为21.58 k W,单脉冲能量为6.04μJ,与理论模拟结果基本匹配。用光栅对对其进行脉冲压缩,得到了12.5 ps的压缩脉冲激光输出。通过采用更高重复频率的振荡器作为种子源,进一步降低放大器中的峰值功率和非线性效应,采用重复频率为36.41 MHz的振荡器及相同结构的放大级,同样实现了100 W的百瓦级线偏振光输出,为后续的压缩实验提供了基础。五、全光纤超连续谱光源的实验研究。超短脉冲光纤激光器的一个重要应用就是作为泵浦源泵浦非线性PCF产生超连续谱。首先使用MATLAB软件对不同长度的七芯PCF中超连续谱的产生进行理论模拟仿真,然后实验中采用全光纤皮秒MOPA放大器作为泵浦源,利用其光谱宽、脉宽窄、中心波长与七芯光子晶体光纤的零色散波长接近等特性,泵浦大模场七芯PCF获得高功率、宽光谱范围的超连续谱输出。使用长度为10 m和2 m的七芯PCF,分别得到输出功率为11.7 W,光谱展宽范围为620 nm～1700nm及输出功率20.4 W,光谱范围为680 nm～1700 nm的超连续谱输出,输出的超连续谱可以保持长时间稳定,且与理论模拟仿真结果比较吻合。 胡星[5]（2020）在《大芯层尺寸Yb：YAG晶体波导激光器特性研究》文中进行了进一步梳理采用无胶热键合制备的全晶体材料矩形波导激光器是实现小体积、高亮度、紧凑型激光器的有效途径,是未来固体激光器发展方向之一。本文主要围绕无胶热键合制备的矩形晶体波导激光器开展研究,包括晶体波导结构设计,制备工艺和激光输出实验三部分,具体工作包括:（1）晶体波导结构设计中,通过采用折射率匹配和模式竞争的方法将现有40-60μm基模芯层扩大到332μm,并且保证好的光束质量输出。其中,在微小折射率差测量方法研究的基础上,通过采用折射率匹配,即选择1at.%的Yb:YAG为芯层材料、0.5at.%的Er:YAG为内包层材料与芯层材料匹配,折射率差可减小到4×10-6,将现有40-60μm晶体矩形波导单模芯层扩大到185μm,为常规YAG作为内包层设计的5倍。考虑晶体波导为有源器件,提出并引入模式竞争的方法设计晶体波导芯层尺寸,基模输出的芯层尺寸扩大到332μm,为折射率匹配设计的1.79倍,为常规设计（40-60μm）的8倍。上述设计分别用解析法和模拟的方法进行了计算和分析,结果一致。设计了双包层晶体波导结构参数,其内包层厚度的上限依据吸收效率>95%的原则,确定尺寸为小于190μm;内包层厚度下限依据波导条件,确定尺寸为大于73μm。外包层厚度的设计没有特定要求,但需要保证足够的机械强度和较小的热应力。（2）在晶体波导的制备中,基于键合面缝隙闭合理论,给出了激光晶体的键合条件,即-R曲线,给出键合面需要满足的条件:粗糙度小于0.5nm,面形精度的PV值小于λ/20,峰值半径0.16-0.18mm的基本要求。通过不断的摸索,制定出了一套从预处理、研磨抛光、清洗、光胶、热处理、后处理的完整制备工艺。利用动态检测法及时发现工艺中出现各种问题,保证每一道工艺的精度和质量。最终经过4次键合制备出了大芯层尺寸的Yb:YAG/Er:YAG单包层晶体波导,经过8次键合制备出了Yb:YAG/Er:YAG/spinel双包层晶体波导,实现了同种和异种材料的大面晶体键合。（3）晶体波导激光输出特性研究中,主要针对大芯层尺寸晶体波导近衍射极限光束输出进行了实验验证。制备的大芯层尺寸晶体波导,芯层材料为1at.%Yb:YAG,截面尺寸320μm×400μm,内包层材料为0.5at.%的Er:YAG,截面尺寸为7mm×30mm,晶体波导长77mm。首先用该晶体波导搭建平平谐振腔激光器,在泵浦功率102.8W,吸收泵浦光53.6W时,获得输出功率26W,光光转化率为48.5%,测量输出功率26W时的光束质量M2=1.22×1.05,近衍射极限输出,实验结果和理论设计一致。在腔内插入Cr:YAG被动调Q晶体,实现了窄脉宽脉冲激光输出,在泵浦功率为58W时,吸收泵浦功率29W,输出能量0.36m J@20k Hz,脉冲宽度23ns,在输出功率7.2W时,测得光束质量为M2=1.12×1.06。采用电光主动调Q方式,实现了高峰值功率的脉冲激光输出,当泵浦功率为122W时,吸收泵浦功率60W,输出脉冲能量为1.3m J@10k Hz,对应光光效率22%,脉宽10ns。在继续升高泵浦功率的过程中发现了功率饱和现象,通过分析,推测晶体波导包层内可能出现寄生振荡,通过在晶体波导表面溅射一层红外吸收材料Ge,用于减少包层内形成的寄生振荡,在波导吸收泵浦功率68W时,获得脉冲能量1.75m J@10k Hz输出,对应的光光效率26%,测量脉宽和光束质量基本不变,验证了镀Ge材料抑制晶体波导寄生振荡的有效性,实现了峰值功率为175k W,亮度1304MW/cm2·sr,功率密度54.8MW/cm2,高于普通的光纤和固体激光器。 李丹[6]（2020）在《1064nm掺镱光纤激光器泵浦的MgO:PPLN中红外光参量振荡器研究》文中研究表明3～5μm位于大气窗口波段,在军事对抗、光谱分析、遥感、通信及环境监测等军事民用领域表现出重要的应用价值和深远的发展意义,使中红外激光成为各个课题组的热点研究方向。基于非线性光学变频技术的准相位匹配光参量振荡器（Quasi-phase-matching Optical Parametric Oscillator,QPM-OPO）具有较宽的调谐范围、较高的转换效率、灵活的调谐方式和简单紧凑的结构的特点,这种技术方法能够有效产生中红外波段的相干光束。传统全固态OPO存在较严重的热效应问题,并且整体结构复杂,难以同时兼顾高重复频率和高峰值功率,本论文针对以上问题,采用1064nm掺镱光纤激光器（Ytterbium-doped Fiber Laser,YDFL）作为泵浦源,基于准相匹配光参量振荡技术理论和超阈值倍数模型,系统研究中红外Mg O:PPLN-OPO的结构设计、输出特性分析,获取高功率、高光-光转换效率的3.8μm激光。理论方面:首先基于三波耦合方程,简要阐明QPM技术和光参量振荡技术的原理,并计算了非线性增益介质Mg O:PPLN的调谐曲线。然后分析了Mg O:PPLN-OPO的阈值特性,建立了超阈值倍数模型,随后理论计算了OPO增益、阈值及线宽与其影响因素的变化趋势,并总结了1064nm基频光的峰值功率、线宽及偏振消光比对OPO的影响,提出了对1064nm YDFL作为抽运源的要求,在此基础上针对OPO腔进行了优化设计,确定了具体谐振腔参数。实验方面:以1064nm YDFL为本实验的激励源,首先对1064nm YDFL进行了输出特性测试,确定了1064nm泵浦源的运转特性;接下来开展了基于1064nm YDFL泵浦的Mg O:PPLN-OPO实验研究,对比了不同泵浦峰值功率、脉宽及线宽下参量光的阈值、输出功率及转化效率,最终在抽运功率为40W,占空比0.4%,脉宽100ns,线宽2.5nm时,获得3.8μm参量光的最大功率为3.6W,脉宽56ns,对应光-光转换效率为9%,光束质量M2为2.34。 谢兆鑫[7]（2020）在《掺镱高功率窄线宽光纤激光器及单频种子源的研究》文中进行了进一步梳理高功率窄线宽线偏振光纤激光器具有线宽窄、光束质量高、偏振度高等优势,被广泛应用于相干合成、光谱合成、非线性频率变换等领域,本文重点研究了高功率短波长（≤1030 nm）窄线宽线偏振掺镱光纤激光器。此外将短波长（1018 nm）掺镱光纤激光器作为泵浦源应用在单频系统当中,研究了同带泵浦技术对单频光纤激光系统的影响。具体研究工作如下:1.从理论和实验两方面研究了高功率1018 nm窄线宽线偏振光纤激光器。基于传统掺镱光纤激光的稳态速率方程建立数值仿真模型,优化了激光系统的参数并且有效抑制了ASE,最终实现了工作波长1018 nm、激光输出功率104 W、3 d B和20 d B的光谱宽度分别是～21 GHz和～72 GHz、偏振消光比>17.5 d B、高光束质量（M x2～1.62和My2～1.63）、斜率效率79%的激光器系统。2.从理论和实验上两方面研究了基于主振荡功率放大结构的1030 nm全光纤千瓦级窄线宽线偏振光纤激光器。通过理论计算表明增大种子激光的线宽可以有效抑制SBS,缩小增益光纤长度可以有效抑制ASE。实验中利用光谱宽度较宽的种子源从而有效抑制了SBS效应,采用正向泵浦方式实现了925 W输出激光功率、中心波长1030.1 nm、偏振消光比～15.2 d B、光谱宽度～60 GHz、近衍射极限光束质量（M2<1.3）的激光系统。3.从理论和实验两方面研究了两种不同腔体结构的单频1018 nm光纤激光器。通过数值仿真模型,优化了单频1018 nm线性腔激光器的参数,理论分析了环形腔中实现1018 nm激光激射时SMS器件的光谱透射损耗特性。线性腔激光器输出功率120 m W、光谱信噪比72 d B、线宽5 k Hz、RIN约为-134 d B/Hz。环形腔激光器输出功率24.2 m W、光谱信噪比63 d B、线宽3.95 k Hz、RIN约为-131d B/Hz。4.研究了利用1018 nm光纤激光器同带泵浦的环形腔单频1064 nm光纤激光器。当单频1018 nm泵浦功率1.4 W时,单频1064 nm激光器最大输出功率为231 m W,信噪比、线宽和RIN分别为72 d B、1.4 k Hz和-141 d B/Hz。与976 nm半导体激光器泵浦相比,单频1018 nm泵浦时1064 nm单频激光的线宽明显变窄。此外,还研究了单频和多纵模1018 nm泵浦下的系统性能,研究结果表明,单纵模1018 nm泵浦源有助于改善系统的噪声特性。 康世亮[8]（2020）在《近/中红外光纤激光用稀土离子掺杂微晶玻璃光纤制备及其光学性能研究》文中提出光纤激光器作为第三代激光技术的代表具有激光输出功率高、光学转换效率高、波长可调谐、稳定性好、小型化、集约化等优势,在现代通信、高速信息网络、工业加工、生物医学等高新技术领域发挥着至关重要的作用。在构成光纤激光器的三要素中,增益介质占据核心地位。目前,研究的大部分增益光纤是以玻璃基质为载体。由于其弱的晶体场效应,所产生的激光性能在波长、功率和转换效率等方面已达到瓶颈状态。因此,开发新型的增益光纤材料是当前迫切需要解决的问题。微晶玻璃结合了玻璃良好的可塑性、组分和光学性能可调、低的传输损耗和晶体强大的晶体场、尺寸可控性、优异的发光性能等特性,用于光纤激光器增益介质将展现出独特的优势。本论文首先通过查阅文献调研了微晶玻璃光纤的可控制备方法—管内熔融法。然后,根据此方法的工作原理设计、优化、拉制了一系列不同稀土离子掺杂的透明微晶玻璃光纤。最后,对所制备的光纤展开激光性能的研究并探索其在单频光纤激光器、超短脉冲光纤激光器以及中红外光纤激光器等领域的潜在应用。基于实验探究和理论分析,取得了一系列创新性研究成果,具体内容总结如下:（1）Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及～1.0μm超短脉冲激光性能研究。该实验从芯包层组分设计、微晶玻璃光纤制备工艺、光纤结构表征到脉冲激光性能等方面进行了系统的探索,并率先在微晶玻璃光纤中实现了超短脉冲锁模激光输出。基于芯包层材料良好匹配的热和光学性能,所制备的光纤表现出完好的波导结构并且没有发生明显的元素迁移现象。热处理后纤芯中均匀析出Na YF4纳米晶,为Yb3+提供了良好的配位环境,从而促使光学性能得到显着增强。通过搭建光学测试平台在微晶玻璃光纤中实现了阈值为70 m W,斜率效率为30.0%的1064 nm激光输出。进一步利用被动锁模技术获得了脉宽为8.1 ps,重复频率为56.92 MHz的超短脉冲激光输出。（2）Er3+掺杂氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及1.55μm单纵模激光性能研究。该实验利用纳米晶复合玻璃材料的优势在微晶玻璃光纤中获得了增强的激光输出并在此基础上进一步实现了高光束质量的单频激光输出。根据管内熔融法制备原理设计并拉制了结构良好的Er3+/Yb3+共掺单模氟氧化物微晶玻璃光纤。热处理后,在纤芯区域中均匀析出KYF4纳米晶,并通过分子动力学模拟阐述了纤芯玻璃结构的演变过程。由于晶化后激活离子优先进入到低声子能量的KYF4晶格中,抑制了多声子非辐射弛豫,因此在微晶玻璃光纤中获得了增强的1.55μm激光输出。此外,通过采用线性短腔结构,在微晶玻璃光纤中进一步实现了线宽为7.4 k Hz,相对强度噪声为-141.8 d B Hz-1的单频激光输出。（3）Tm3+掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的制备及～2μm激光性能研究。该实验以改善～2μm激光性能为目的,进行了基于微晶玻璃光纤的激光性能研究。通过组分设计、Tm3+最佳掺杂浓度、管内熔融法光纤制备工艺等一系列探索,制备了含有Bi2Te4O11纳米晶的微晶玻璃光纤。结构测试表明光纤具有完整的芯包结构和良好的连续性。得益于纳米晶较强的晶体场效应,在微晶玻璃光纤中获得了增强的1950 nm激光输出,斜率效率由8.8%增加到14.1%。此外,通过进一步采用被动锁模技术在微晶玻璃光纤中实现了调Q脉冲激光输出,并结合理论分析阐述了脉冲激光输出机理。（4）Er3+/Ho3+共掺氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及～3μm宽带发光性能研究。该实验主要通过稀土离子掺杂设计和有效的能量传递,在低声子能量的氟氧化物微晶玻璃光纤中获得了～3μm宽带中红外荧光输出。首先优化Er3+和Ho3+掺杂浓度并结合荧光强度和衰减寿命变化以及能级示意图系统分析了Er3+、Ho3+之间的能量传递机理。然后利用管内熔融法可控制备了含有Na YF4纳米晶的微晶玻璃光纤,芯包层结构保持良好,没有发生明显的元素扩散现象。最后通过搭建光路测试了微晶玻璃光纤的中红外荧光输出性能。由于晶化后Er3+和Ho3+进入到低声子能量的Na YF4晶体中,在微晶玻璃光纤中探测到增强的中红外荧光输出,而在高声子能量的前驱体玻璃光纤中没有探测到明显的中红外荧光信号。基于Er3+和Ho3+之间有效的能量传递,引入Ho3+不仅改善了2.7μm发光,而且将发光范围由2.6-2.82μm拓宽到2.6-2.95μm。此外,我们进一步利用理论模拟计算演示了微晶玻璃光纤在中红外光纤激光领域的潜在应用。 张秀[9]（2020）在《光子晶体光纤中矢量光场特性及应用的数值研究》文中研究指明光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）具有周期性结构和无截止单模特性,通过改变光纤的结构参数即可实现模场尺寸可调、色散可控等特性,被广泛应用于光场调控以及非线性光纤光学领域,在超连续谱产生（Supercontinuum generation,SCG）的研究中具有重要应用。光纤中的矢量光场是一种非均匀偏振光场,由于其偏振状态会随着空间分布的变化而发生改变,在光束的单色横截面上,偏振状态各不相同,因而表现出很多新的光学现象,成了光学领域的研究热点之一。本文基于纤芯中心具有空气孔的石英PCF和As2Se3PCF研究了不同矢量模式的光场分布、限制损耗、有效折射率及色散特性,并对As2Se3PCF中基模(HE11)以及高阶模(TE01、HE21、TM01)泵浦情况下的SCG进行模拟研究。主要研究结果如下:一、设计PCF结构,建立光纤结构的物理模型。通过控制结构参数来获取理想的光纤有效折射率特性及色散、损耗特性。数值分析了光纤中心空气孔直径（从0到1.5μm）以及占空比（从0.70到0.87）对PCF相关特性的影响。在石英PCF和As2Se3PCF中,当占空比为0.75时,随着光纤中心空气孔直径的增大,基模与高阶模之间的有效折射率差异(δneff)减小,而三个高阶模式之间的δneff在逐渐增大。在石英PCF中,中心空气孔直径为1.0μm时,随着占空比的增大,相邻模式之间的δneff也在逐渐增大。在波长2μm处,占空比为0.70时,基模与高阶模之间的δneff最大达到0.03053,而高阶模之间的δneff最大达到0.01199。As2Se3PCF中,在长波处,由于中心空气孔的大小（0.5-1.5μm）远小于传输的波长范围（5-10μm）,所以基模中心空气孔中有场增强的现象发生。在波长5μm处,占空比为0.75时,基模与高阶模之间的δneff为0.03098,高阶模之间的δneff达到0.06867。模式的色散特性受结构波动较大,基模的色散曲线相对高阶模变化更平稳。高阶模式的反常色散区也比基模的反常色散区更宽,这一特性对于SCG的产生有重要影响。优化后的As2Se3PCF的损耗在1-9μm波段保持在～1 d B/m以内,保证了PCF在中红外波段的应用。二、基于As2Se3PCF,研究了基模(HE11)以及高阶模(TE01、HE21、TM01)泵浦情况下的SCG以及SC的相干性。对光纤中心空气孔直径从0到1.5μm每隔0.5μm进行模拟,HE11模式泵浦时,超连续谱（Supercontinuum,SC）的范围依次是1.2-6.0μm、1.9-8.5μm、2.0-8.0μm和1.7-7.3μm。TE01模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-6.0μm、1.2-5.5μm、1.2-6.0μm和1.4-6.5μm。HE21模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-7.5μm、1.2-5.0μm、1.2-5.0μm和1.2-5.5μm。TM01模式泵浦时,SC的范围依次是1.2-8.1μm、1.2-7.0μm、1.2-6.4μm和1.1-6.6μm。HE11模式的第一个零色散波长（Zero-dispersion wavelength,ZDW）长于其他高阶矢量模式,有利于通过孤子效应的产生更长波段的光。TM01模式的第二个ZDW低于其他矢量模式,因此两个ZDW之间的间隔更短,有利于长波方向产生色散波。因此HE11与TM01模式产生了相对较宽的SC。由于峰值功率过高,噪声被放大,导致产生的SC的光谱的相干性普遍较差。 滕雷[10]（2020）在《基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术研究》文中提出目前,分布式布里渊光纤传感技术已广泛应用于公路、桥梁、隧道和油气管道等大型基础设施的结构健康监测领域。但是受限于传感器原理,传统的分布式布里渊光纤传感技术只能测量温度和应变信息。为了满足不断衍生出的实际测量需求,本论文提出基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术。该技术基于光纤的相双折射对流体静压强或盐度的敏感性,利用布里渊动态光栅测量光纤相双折射变化,从而实现对静压强/盐度的分布式测量。首先,本论文开展了布里渊动态光栅的理论研究,理论分析了影响传感性能的诸多因素,为优化实验系统参数、提高测量精度和传感距离提供理论支撑。本论文以布里渊增强型四波混频为理论模型,描述了布里渊动态光栅激发和读取过程。通过求解耦合波方程,数值分析探测光功率对光栅反射谱的影响,结果表明:提高探测光功率会降低反射率、展宽反射谱,降低信噪比和测量精度;研究了泵浦抽空效应对传感距离的限制,表明连续泵浦光会引起泵浦抽空效应,限制传感距离。因此,为了提升传感距离,应该采用脉冲泵浦光激发布里渊动态光栅。该内容为进一步优化系统、提高测量精度提供理论支撑。进而,针对相关学者对布里渊动态光栅能否测量相双折射仍存在争议的问题,开展了布里渊动态光栅测量相双折射的验证性研究工作。首先,基于有限元分析方法开展了保偏光纤相双折射和群双折射的理论分析,明确了保偏光纤（特别是形状型保偏光纤）具有的相双折射与群双折射差异性。然后,利用Sagnac干涉仪测量保偏光纤的群双折射,结果与理论模型得到的群双折射相符,证明了理论模型的正确性。最后,利用布里渊动态光栅测量光纤双折射,实验结果与理论模型得到的相双折射值吻合,证实了布里渊动态光栅测量光纤相双折射的能力。该研究内容为通过布里渊动态光栅测量相双折射,实现流体静压强/盐度分布式传感提供了理论依据。基于上述研究,本论文开展了基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量技术研究。首先,建立流体静压强调制光纤相双折射的有限元分析模型,分析了流体静压强与双折射频移的关系,仿真对比了不同保偏光纤对静压强的灵敏度。结果表明:双折射频移的静压强灵敏度比布里渊频移的静压强灵敏度至少提高100倍,保偏光子晶体光纤的静压强灵敏度比熊猫光纤的静压强灵敏度至少提高两倍。然后,以保偏光子晶体光纤为传感光纤,开展了基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量实验,实现在1.05Mpa的测量范围内,测量灵敏度为199 MHz/MPa,测量精度为0.03 MPa的流体静压强分布式测量。为了解决流体静压强测量中存在的温度串扰问题,提出了以布里渊光时域分析仪（BOTDA）辅助补偿温度串扰的静压强测量方法,实现温度无关型静压强分布式测量。该方法不增加系统复杂度,利用BOTDA测量光纤布里渊频移变化以解调温度变化,利用温度与双折射频移的关系补偿温度对双折射频移的影响。所述方法解决了流体静压强分布式测量系统温度交叉串扰的问题,且可以应用于本文提出的盐度分布式测量技术。最后,本文提出了一种基于光纤布里渊动态光栅的盐度分布式测量技术。该技术以聚酰亚胺涂覆层保偏光子晶体光纤为传感光纤,基于盐度变化引起聚酰亚胺涂层溶胀,进而调制光纤的相双折射这一特性。首先建立盐度调制光纤相双折射理论模型,获得了盐度对光纤相双折射的影响规律。然后,进行基于布里渊动态光栅的光纤盐度分布式测量实验,证明了该实验系统具有盐度分布式测量能力,并具有良好的重复性和温度串扰补偿能力。实现了最大测量灵敏度为139.6 MHz/（mol/L）,最大测量精度为0.072 mol/L的盐度分布式测量。综上所述,本论文提出基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术,有效扩展了布里渊光纤传感技术的应用领域,为光纤分布式传感技术的工程应用提供指导。 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。 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。 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。二、The Beam Propagation Factor M~2 of Fiber Cross-Section Diffraction（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
写法范例：
（2）本文研究方法
三、The Beam Propagation Factor M~2 of Fiber Cross-Section Diffraction（论文提纲范文）
（1）模分复用系统中轨道角动量模式传输理论分析与应用研究（论文提纲范文）
摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 1.1 光通信的研究现状与发展趋势 1.2 OAM光纤通信研究进展 1.2.1 OAM光纤及光纤特性研究进展 1.2.2 OAM光纤耦合器研究进展 1.3 OAM空间通信研究进展 1.3.1 OAM空间光通信研究现状 1.3.2 OAM空间无线通信研究现状 1.4 论文研究内容与创新点 1.5 论文结构安排 参考文献 第二章 基于OAM模式通信的基础理论 2.1 OAM模式基本理论 2.1.1 矢量亥姆霍兹方程 2.1.2 矢量OAM模式求解 2.2 矢量模式耦合器原理及数值分析方法 2.2.1 双平行光纤耦合器原理 2.2.2 数值分析方法 2.3 自由空间信道基本理论 2.3.1 大气湍流理论 2.3.2 大气湍流谱模型 2.4 本章小结 参考文献 第三章 OAM光纤应变特性研究 3.1 OAM光纤应变特性研究背景 3.2 环形光子晶体OAM光纤应力特性 3.2.1 理论分析模型 3.2.2 光子晶体OAM光纤仿真分析模型 3.2.3 光子晶体OAM光纤应力特性分析 3.2.4 小结 3.3 环形光子晶体OAM光纤扭转特性 3.3.1 理论分析模型 3.3.2 光子晶体OAM光纤仿真分析模型 3.3.3 光子晶体OAM光纤扭转特性分析 3.3.4 小结 3.4 本章小结 参考文献 第四章 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器设计 4.1 光子晶体OAM光纤耦合器研究背景 4.2 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器结构设计 4.2.1 OAM模式耦合器结构与设计原理 4.2.2 OAM模式耦合器参数设计与优化 4.3 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器特性分析 4.4 本章小结 参考文献 第五章 OAM模式空间传输特性研究 5.1 无线通信中OAM模式传输特性研究背景 5.2 自由空间无线通信信道建模 5.3 无线通信信道自适应补偿算法 5.4 OAM模式空间传输特性 5.4.1 单一OAM模式传输特性 5.4.2 复用OAM模式传输特性 5.5 本章小结 参考文献 第六章 总结与展望 6.1 工作总结 6.2 未来展望 缩略词对照表 致谢 攻读学位期间发表的学术论文目录 （2）基于YAG晶体衍生光纤的单频激光技术研究（论文提纲范文）
摘要 ABSTRACT 第一章 绪言 §1.1 单频光纤激光器的应用 §1.2 单频光纤激光器的实现方式 §1.2.1 环形腔结构 §1.2.2 DFB结构 §1.2.3 DBR结构 §1.3 国内外DBR单频光纤激光器的研究进展 §1.3.1 国外研究进展 §1.3.2 国内研究进展 §1.4 晶体衍生光纤的研究进展 §1.5 本论文的主要研究内容 第二章 光纤制备、表征技术及设备 §2.1 光纤制备方法与设备 §2.1.1 光纤制备方法 §2.1.2 光纤拉制设备 §2.1.3 光纤拉制参数及流程 §2.2 光纤表征技术方法 §2.2.1 XRD测试 §2.2.2 光纤端面检测 §2.2.3 光纤截面元素分析测试 §2.2.4 光纤折射率分布测量 §2.2.5 透射电子显微镜测试 §2.2.6 传输损耗测试 §2.2.7 插入损耗测试 §2.2.8 吸收谱测试 §2.2.9 受激发射光谱测试 §2.2.10 增益测试 §2.2.11 光暗化效应测试 §2.3 单频激光参数测试 §2.3.1 单纵模特性测试 §2.3.2 线宽测试 §2.3.3 强度噪声测试 §2.3.4 偏振测量 §2.3.5 频率稳定性测量 §2.3.6 光束质量测量 §2.4 本章小结 第三章 Yb:YAG晶体衍生光纤制备及表征 §3.1 样品制备 §3.2 样品性能表征 §3.2.1 物理特性表征 §3.2.2 光学特性表征 §3.3 全光纤结构Yb:YAG晶体衍生光纤激光器 §3.3.1 熔接优化 §3.3.2 纤芯泵浦测试 §3.3.3 包层泵浦测试 §3.4 本章小结 第四章 基于Yb:YAG晶体衍生光纤的单频光纤激光器 §4.1 976nm连续单频光纤激光器 §4.1.1 增益及激光性能测试 §4.1.2 DBR单频光纤激光器 §4.2 1064nm单频光纤激光器 §4.2.1 百毫瓦量级单频光纤激光器 §4.2.2 线偏振单频光纤激光器及放大器 §4.2.3 增益开关脉冲单频光纤激光器 §4.3 本章小结 第五章 Er:YAG晶体衍生光纤制备及性能研究 §5.1 Er: YAG晶体衍生光纤制备及表征 §5.1.1 样品制备 §5.1.2 样品性能表征 §5.2 1550 nm单频光纤激光器 §5.3 本章小结 第六章 熔融芯法技术工艺改进研究 §6.1 基于熔融芯法的组分调控技术 §6.1.1 管内共熔法 §6.1.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺YAG晶体衍生光纤制备 §6.1.3 样品性能表征 §6.2 基于熔融芯法的扩散控制技术 §6.2.1 扩散的影响因素 §6.2.2 低扩散YAG晶体衍生光纤制备 §6.3 本章小结 第七章 全文总结 §7.1 工作总结 §7.2 论文创新点 §7.3 工作展望 参考文献 致谢 攻读学位期间参加的项目及发表的论文 附：外文论文两篇 附件 学位论文评阅及答辩情况表 （3）光电信息功能单晶光纤的设计、生长及器件应用研究（论文提纲范文）
中文摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 §1.1 引言 §1.2 激光加热基座法(LHPG)晶体生长 1.2.1 激光加热基座法(LHPG)概述 1.2.2 激光加热基座法发展历程 1.2.3 激光加热基座法单晶光纤生长国内外发展现状 §1.3 单晶光纤 1.3.1 单晶光纤概述 1.3.2 激光单晶光纤的优势及特点 1.3.3 高温传感的单晶光纤优势及特点 1.3.4 单晶光纤生长方法及包层制备 1.3.5 单晶光纤的主要应用与发展现状 §1.4 本论文的选题意义、目的及主要研究内容 §1.5 参考文献 第二章 激光加热基座法单晶光纤生长技术研究 §2.1 引言 §2.2 生长工艺优化 2.2.1 偏斜生长 2.2.2 直径起伏 2.2.3 气泡包裹 2.2.4 应力集中 2.2.5 球面反射镜像差 §2.3 本章小结 §2.4 参考文献 第三章 Yb:YAG单晶光纤的优化生长及激光性能研究 §3.1 引言 §3.2 Yb:YAG单晶光纤优化生长 §3.3 色心问题研究 3.3.1 单晶解析 3.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS) 3.3.3 光学性能表征 3.3.4 氧空位形成能 3.3.5 热学性能表征 §3.4 单晶光纤基本性能表征 3.4.1 直径起伏 3.4.2 晶体质量 3.4.3 应力分布 3.4.4 掺杂均匀性 3.4.5 光传输损耗 3.4.6 光学均匀性 §3.5 连续激光性能 §3.6 本章小结 §3.7 参考文献 第四章 石榴石结构YAG/LuAG单晶光纤超声高温传感器(～1800℃)研究 §4.1 引言 §4.2 单晶光纤超声温度传感器原理 §4.3 YAG单晶光纤超声温度传感器 4.3.1 单晶光纤制备 4.3.2 超声波模式优化 4.3.3 超声波导直径影响 4.3.4 掺杂改性 §4.4 LuAG单晶光纤超声高温传感器 4.4.1 LuAG单晶光纤制备 4.4.2 声学特性及灵敏度 4.4.3 各向异性研究 §4.5 本章小结 §4.6 参考文献 第五章 声学各向异性MgAl_2O_4单晶光纤超声高温传感器(～2000℃)研究 §5.1 引言 §5.2 各向异性研究 5.2.1 MgAl_2O_4单晶光纤制备与表征 5.2.2 MgAl_20_4单晶光纤弹性各向异性 5.2.3 传感器性能表征 §5.3 Zn:MgAl_2O_4单晶光纤超声高温传感器 5.3.1 (Mg_(1-x)Zn_x)Al_2O_4单晶光纤的制备及表征 5.3.2 传感器性能表征 §5.4 Zn,Cr:MgAl_2O_4单晶光纤超声高温传感器 5.4.1 (Mg_(0.9)Zn_(0.1))(Al_(0.995)Cr_(0.005))_2O_4单晶光纤的制备及表征 5.4.2 传感器性能表征 §5.5 本章小结 §5.6 参考文献 第六章 基于高温电学特性的Y_2O_3-ZrO_2单晶光纤高温传感器(～2500℃)研究 §6.1 引言 §6.2 YSZ单晶光纤优化生长与性能表征 §6.3 传感器原理与制备 §6.4 电导率与灵敏度 §6.5 本章小结 §6.6 参考文献 第七章 总结与展望 §7.1 主要结论 7.1.1 激光加热基座单晶光纤制备技术研究 7.1.2 Yb:YAG单晶光纤的优化生长、质量评估及激光应用 7.1.3 石榴石、尖晶石结构单晶光纤超声温度传感器 7.1.4 基于高温电学特性的Y_2O_3-ZrO_2单晶光纤高温传感器研究 §7.2 主要创新点 §7.3 有待深入研究的内容 致谢 攻读学位期间的学术论文及专利 攻读学位期间所获的奖励 攻读学位期间参加的会议 攻读学位期间参与的项目 附件 学位论文评阅及答辩情况表 （4）百瓦级超短脉冲掺镱光纤放大器及超连续谱产生的研究（论文提纲范文）
摘要 Abstract 第1章 绪论 1.1 超短脉冲激光器的研究背景及意义 1.2 超短脉冲光纤激光器的研究进展 1.2.1 超短脉冲光纤激光振荡器的研究进展 1.2.2 超短脉冲光纤激光放大器的研究进展 1.3 本论文主要研究工作 第2章 全光纤超短脉冲振荡器的理论和实验研究 2.1 光纤激光振荡器锁模原理 2.2 NPR锁模光纤激光振荡器的研究 2.2.1 NPR锁模技术的理论研究 2.2.2 全光纤NPR锁模激光振荡器的实验研究 2.3 SESAM锁模光纤激光振荡器的研究 2.3.1 SESAM锁模技术的理论研究 2.3.2 全光纤保偏SESAM锁模激光振荡器的研究 2.4 自制SESAM锁模激光振荡器的研究 2.4.1 SESAM的制作原理 2.4.2 全光纤自制 SESAM 锁模激光振荡器的实验研究 2.5 全光纤SWCNTs锁模激光振荡器的研究 2.5.1 SWCNTs锁模技术的理论研究 2.5.2 全光纤SWCNTs锁模激光振荡器的实验研究 2.6 本章小结 第3章 全光纤超短脉冲放大器的理论和实验研究 3.1 光纤激光放大器的理论研究 3.1.1 保偏光纤 3.1.2 镱离子的能级结构及吸收/发射截面 3.1.3 光纤色散特性 3.1.4 光纤的非线性效应 3.1.5 速率方程 3.2 脉冲展宽器与压缩器的理论研究 3.3 百瓦级全光纤皮秒脉冲MOPA放大器 3.3.1 理论模拟 3.3.2 实验装置 3.3.3 实验结果及分析 3.4 高功率全光纤保偏皮秒脉冲MOPA放大器 3.4.1 实验装置 3.4.2 实验结果及分析 3.5 百瓦级全光纤保偏皮秒脉冲CPA放大器 3.5.1 理论模拟 3.5.2 实验装置 3.5.3 实验结果及分析 3.6 本章小结 第4章 全光纤超连续谱光源的研究 4.1 超连续谱光源的理论研究 4.1.1 超连续谱的产生机理 4.1.2 超连续谱产生的理论模拟 4.2 实验装置 4.3 实验结果及分析 4.4 本章小结 第5章 论文总结与工作展望 5.1 论文的总结与结论 5.2 后续研究工作的展望 参考文献 攻读博士学位期间所发表的学术论文 致谢 （5）大芯层尺寸Yb：YAG晶体波导激光器特性研究（论文提纲范文）
摘要 Abstract 第1章 绪论 1.1 课题研究背景及意义 1.2 晶体波导国内外发展现状 1.2.1 晶体圆波导国内外研究现状 1.2.2 平面波导国内外研究现状 1.2.3 晶体方波导/矩形晶体波导国内外研究现状 1.3 本文主要研究内容 第2章 晶体波导导模传播特性及结构设计 2.1 晶体波导内导模传播特性分析 2.1.1 晶体矩形波导特征方程表达 2.1.2 晶体波导特征方程归一化表达 2.1.3 晶体波导功率约束因子 2.2 小折射率差的测量 2.3 晶体波导结构设计 2.3.1 芯层材料的确定 2.3.2 内包层材料的确定 2.3.3 折射率匹配确定的芯层尺寸 2.3.4 外包层材料的确定 2.3.5 模式竞争确定的芯层尺寸 2.3.6 晶体波导内包层尺寸下限的确定 2.3.7 晶体波导内包层尺寸上限的确定 2.4 本章小结 第3章 晶体波导热效应分析 3.1 单包层晶体方波导热分析 3.1.1 解析法求解温度分布和应力分布 3.1.2 模拟法求解温度分布和应力分布 3.2 双包层晶体波导热分析 3.2.1 解析法求解温度分布、应力分布和热透镜 3.2.2 模拟法求解温度分布和应力分布 3.3 本章小结 第4章 晶体波导制备 4.1 波导的制备技术 4.2 晶体无胶热键合可键合条件 4.2.1 σ-R公式推导 4.2.2 σ-R公式应用举例 4.3 无胶热键合工艺制备晶体方波导 4.3.1 晶体方波导键合次序设计 4.3.2 无胶热键合技术及工艺过程 4.3.3 键合晶体预处理 4.3.4 晶体键合表面加工 4.3.5 键合晶体光胶 4.3.6 键合晶体热处理 4.3.7 键合晶体成功举例 4.4 本章小结 第5章 单包层晶体波导激光器输出特性研究 5.1 大芯层晶体波导近衍射极限输出实验验证 5.1.1 泵浦参数 5.1.2 泵浦光斑的整形 5.1.3 晶体波导激光器的实验结构和方案 5.1.4 实验结果及讨论 5.2 端泵被动调Q晶体波导激光器输出特性研究 5.2.1 可饱和吸收体Cr4+:YAG能级结构 5.2.2 被动调Q的原理过程 5.2.3 被动调Q的速率方程模型 5.2.4 晶体波导激光器的实验结构和方案 5.2.5 实验结果和讨论 5.3 主动调Q晶体波导激光器输出特性研究 5.3.1 电光调Q晶体的选型 5.3.2 电光调Q原理 5.3.3 主动调Q的速率方程模型 5.3.4 主调Q晶体波导激光器的实验结构和方案 5.3.5 实验结果和讨论 5.4 本章小结 第6章 总结与展望 6.1 主要结论 6.2 主要创新点 6.3 进一步研究及改进的问题 参考文献 攻读博士学位期间所取得的学术成果 致谢 （6）1064nm掺镱光纤激光器泵浦的MgO:PPLN中红外光参量振荡器研究（论文提纲范文）
摘要 Abstract 第1章 绪论 1.1 引言 1.2 中红外脉冲光纤激光器研究现状 1.3 中红外固体激光器研究现状 1.4 光纤激光器泵浦OPO研究现状 1.5 论文主要研究内容 第2章 准相位匹配的MgO:PPLN-OPO理论研究 2.1 光参量振荡器的基本理论分析 2.1.1 准相配匹配技术 2.1.2 光参量振荡器原理 2.1.3 基于准相配匹配的光参量振荡器原理 2.2 基于准相位匹配的MgO:PPLN-OPO调谐特性 2.2.1 MgO:PPLN晶体工作温度调谐 2.2.2 MgO:PPLN晶体极化周期调谐 2.2.3 MgO:PPLN晶体泵浦波长调谐 2.4 本章小结 第3章 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO输出特性分析 3.1 1064nm光纤激光器脉冲泵浦MgO:PPLN-OPO增益分析 3.2 1064nm光纤激光器脉冲泵浦MgO:PPLN-OPO阈值分析 3.2.1 基于MgO:PPLN-OPO的阈值特性分析 3.2.2 基于MgO:PPLN-OPO超阈值倍数模型 3.3 1064nm光纤激光器脉冲泵浦MgO:PPLN-OPO线宽分析 3.4 本章小结 第4章 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO结构设计 4.1 1064nm掺镱光纤激光器泵浦源结构设计 4.1.1 1064nm光纤主振荡放大器基本结构 4.1.2 1064nm光纤激光器输出特性分析 4.2 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO腔型设计 4.3 本章小结 第5章 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO实验研究 5.1 1064nm掺镱光纤激光器实验研究 5.1.1 1064nm光纤激光器实验研究 5.1.2 1064nm光纤激光器线宽调制实验研究 5.2 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO实验研究 5.2.1 1064nm光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO实验研究 5.2.2 1064nm窄线宽光纤激光器泵浦MgO:PPLN-OPO实验研究 5.3 本章小结 第6章 总结与展望 6.1 结论 6.2 论文创新点 6.3 研究展望 参考文献 攻读硕士期间发表的论文和专利 致谢 （7）掺镱高功率窄线宽光纤激光器及单频种子源的研究（论文提纲范文）
摘要 abstract 第1章 绪论 1.1 引言 1.2 高功率光纤激光器研究现状与进展 1.2.1 半导体激光器泵浦的高功率光纤激光器 1.2.2 同带泵浦技术的泵浦源及激光器系统 1.2.3 高功率窄线宽光纤激光器 1.3 单频光纤激光器研究现状与进展 1.3.1 线性腔单频光纤振荡器 1.3.2 环形腔单频光纤激光器 1.3.3 单频光纤激光器的线宽和噪声的优化 1.4 本文主要研究工作与内容 第2章 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤激光器的理论及实验研究 2.1 1018 nm窄线宽线偏振光纤振荡器的理论研究 2.1.1 线偏振掺镱光纤激光发射特性和产生机理 2.1.2 理论模型 2.1.3 数值计算 2.2 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤放大器理论研究 2.2.1 理论模型 2.2.2 数值计算 2.3 1018 nm窄线宽线偏振光纤振荡器实验研究 2.3.1 实验光路图 2.3.2 实验结果和讨论 2.4 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤放大器实验研究 2.4.1 实验光路图 2.4.2 实验结果和讨论 2.5 本章小结 第3章 单模千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤激光器的理论及实验研究 3.1 1030 nm窄线宽线偏振光纤振荡器数值计算 3.1.1 数值仿真1030 nm激光振荡器输出功率及光谱 3.1.2 数值仿真1030 nm激光振荡器上能级反转粒子数 3.1.3 数值仿真1030 nm激光振荡器温度分布特性 3.2 1030 nm窄线宽线偏振光纤振荡器实验研究 3.2.1 实验光路图 3.2.2 实验结果和讨论 3.3 1030 nm窄线宽线偏振光纤预放大器数值计算 3.3.1 数值仿真1030 nm预放大器输出功率及光谱特性 3.3.2 数值仿真1030 nm预放大器温度分布特性 3.4 1030 nm窄线宽线偏振光纤预放大器实验研究 3.4.1 实验光路图 3.4.2 实验结果和讨论 3.5 千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤主放大器理论研究 3.5.1 理论模型 3.5.2 千瓦级1030 nm主放大器理论计算 3.6 千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤主放大器实验研究 3.6.1 实验光路图 3.6.2 实验结果和讨论 3.7 本章小结 第4章 基于超短腔和环形腔结构的单频1018 nm光纤激光器 4.1 单频的实现原理 4.1.1 超短腔实现单频运转的原理 4.1.2 饱和吸收体实现单频运转的原理 4.1.3 单频激光器中激光输出频率的影响因素 4.2 单频光纤激光器的参数测量 4.2.1 单频运转特性的测量方法 4.2.2 单频光纤激光器线宽特性的测量原理及方法 4.2.3 单频光纤激光器RIN特性的测量原理及方法 4.3 超短腔单频1018 nm光纤振荡器 4.3.1 超短腔单频振荡器的基本概念 4.3.2 数值仿真976 nm泵浦DBR型单频1018 nm激光器输出特性 4.3.3 实验光路图 4.3.4 实验结果与讨论 4.4 环形腔单频1018 nm光纤振荡器 4.4.1 自制SMS器件波长选择特性数值模型及理论计算 4.4.2 实验光路图 4.4.3 实验结果与讨论 4.5 本章小结 第5章 环形腔单频1064 nm光纤激光器的研究 5.1 976 nm半导体激光器泵浦的环形腔单频1064 nm实验研究 5.1.1 实验光路图 5.1.2 实验结果与讨论 5.2 基于同带泵浦技术的环形腔单频1064 nm实验研究 5.2.1 实验光路图 5.2.2 实验结果与讨论 5.3 本章小结 第6章 本文的总结与展望 6.1 主要工作内容和创新点 6.2 不足之处与未来的工作展望 参考文献 发表论文和参加科研情况说明 致谢 （8）近/中红外光纤激光用稀土离子掺杂微晶玻璃光纤制备及其光学性能研究（论文提纲范文）
摘要 Abstract 第一章 绪论 1.1 近/中红外光纤激光器概述 1.1.1 光纤激光器研究意义 1.1.2 稀土离子的能带结构和发光特性 1.1.3 光纤激光产生机理 1.1.4 近/中红外光纤激光器研究进展 1.2 高功率高重复频率锁模光纤激光器 1.2.1 锁模光纤激光器研究意义 1.2.2 锁模光纤激光基本机理 1.3 窄线宽低噪声单频光纤激光器 1.3.1 单频光纤激光器研究意义 1.3.2 单频光纤激光基本机理 1.4 微晶玻璃光纤 1.4.1 微晶玻璃光纤的研究现状 1.4.2 微晶玻璃光纤面临的挑战及展望 1.5 本论文的课题来源和研究意义 1.5.1 课题来源 1.5.2 研究意义 1.6 本论文研究的主要内容 第二章 样品制备及表征 2.1 实验原料和来源 2.2 实验样品制备仪器和方法 2.2.1 样品制备仪器 2.2.2 样品制备方法 2.3 实验样品测试表征 2.3.1 热分析 2.3.2 热膨胀系数 2.3.3 玻璃和光纤折射率 2.3.4 电子探针 2.3.5 X射线衍射 2.3.6 拉曼光谱 2.3.7 扫描电子显微镜 2.3.8 透射电子显微镜 2.4 光学性能表征方法 2.4.1 吸收/透过光谱 2.4.2 发射光谱和荧光衰减曲线 2.4.3 光纤损耗 2.4.4 脉冲激光光谱 2.4.5 单频激光光谱 2.5 本章小结 第三章 Yb~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及~1.0μm超短脉冲激光性能研究 3.1 引言 3.2 实验过程 3.3 实验结果与讨论 3.4 本章小结 第四章 Er~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及1.55μm单纵模激光性能研究 4.1 引言 4.2 实验过程 4.2.1 样品制备 4.2.2 理论计算和模拟 4.3 实验结果与讨论 4.4 本章小结 第五章 Tm~(3+)掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的制备及~2μm激光性能研究 5.1 引言 5.2 实验过程 5.3 实验结果与讨论 5.4 本章小结 第六章 Er~(3+)/Ho~(3+)共掺氟氧化物微晶玻璃光纤的制备及~3μm宽带光学性能研究 6.1 引言 6.2 实验过程 6.3 实验结果与讨论 6.4 本章小结 第七章 结论与展望 7.1 结论 7.2 展望 参考文献 攻读博士学位期间取得的研究成果 致谢 附件 （9）光子晶体光纤中矢量光场特性及应用的数值研究（论文提纲范文）
致谢 摘要 abstract 第一章 绪论 1.1 石英光纤和软玻璃光纤简介 1.1.1 石英光纤简介 1.1.2 软玻璃光纤简介 1.2 光子晶体光纤简介 1.2.1 光子晶体光纤的结构 1.2.2 光子晶体光纤的种类 1.3 矢量光束产生的发展及现状 1.4 超连续谱产生的发展及现状 1.5 本论文的主要内容 第二章 光纤中超连续谱产生理论 2.1 光纤中的色散 2.2 光纤中的非线性效应基本理论 2.2.1 自相位调制与交叉相位调制 2.2.2 受激拉曼散射与受激布里渊散射 2.2.3 四波混频效应 2.2.4 孤子效应 2.3 光纤中非线性薛定谔方程及数值方法 2.4 本章小结 第三章 光子晶体光纤中矢量光场的基本理论 3.1 矢量光场基本理论 3.1.1 矢量光束的数学描述 3.1.2 光纤模式理论 3.1.3 矢量光场的分类 3.2 矢量光场的产生方法 3.3 本章小结 第四章 石英光子晶体光纤中矢量光场的特性分析 4.1 基于有限元法的模拟分析 4.2 基于PCF矢量光场研究的模型构建 4.2.1 材料选择 4.2.2 光纤的结构设计 4.3 石英PCF的矢量光场分布 4.4 石英PCF的有效折射率和色散特性 4.5 本章小结 第五章 硒化物光子晶体光纤中矢量光场的特性分析 5.1 As_2Se_3 PCF的矢量光场分布 5.2 As_2Se_3 PCF的损耗特性 5.3 As_2Se_3 PCF的有效折射率特性 5.4 As_2Se_3 PCF的色散特性 5.5 光纤传输性能的优化 5.6 本章小结 第六章 矢量光场在硒化物光子晶体光纤中超连续谱产生的应用分析 6.1 模拟参数设置 6.2 超连续谱的产生 6.3 超连续谱的相干特性分析 6.4 本章小结 第七章 总结与展望 7.1 本文工作总结 7.2 论文的创新点 7.3 进一步研究展望 参考文献 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 （10）基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术研究（论文提纲范文）
摘要 ABSTRACT 第1章 绪论 1.1 课题背景及研究目的和意义 1.1.1 光纤分布式传感器的研究意义 1.1.2 光纤流体静压强/盐度分布式测量技术的需求分析 1.1.3 课题研究目的简述 1.2 光纤布里渊动态光栅分布式测量技术研究现状 1.2.1 布里渊动态光栅研究历程 1.2.2 布里渊动态光栅分布式测量的研究现状 1.3 光纤流体静压强/盐度测量研究现状 1.3.1 光纤流体静压强测量技术研究现状 1.3.2 光纤溶液盐度测量技术研究现状 1.3.3 传统静压强/盐度测量技术研究现状总结 1.4 本文的主要研究内容 第2章 光纤中布里渊动态光栅理论研究 2.1 引言 2.2 受激布里渊散射与布里渊动态光栅产生机理 2.3 光纤布里渊动态光栅特性分析 2.3.1 相位匹配条件 2.3.2 布里渊增强四波混频模型 2.3.3 探测光对布里渊动态光栅反射谱的影响 2.3.4 泵浦抽空效应对测量距离的限制 2.4 本章小结 第3章 光纤相双折射和群双折射差异研究 3.1 引言 3.2 保偏光纤相双折射和群双折射的特性分析 3.2.1 相双折射和群双折射介绍 3.2.2 基于Sagnac干涉仪的光纤双折射测量技术 3.3 保偏光纤中相双折射和群双折射的理论分析 3.3.1 保偏光纤双折射的理论计算 3.3.2 布里渊动态光栅测量相双折射的理论依据 3.3.3 Sagnac干涉仪测量群双折射的理论依据 3.4 光纤相双折射和群双折射的实验测量 3.4.1 基于Sagnac干涉仪的光纤群双折射测量 3.4.2 基于布里渊动态光栅的光纤相双折射测量 3.4.3 实验结果的对比分析 3.5 本章小结 第4章 基于布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量技术研究 4.1 引言 4.2 流体静压强分布式测量技术的理论分析 4.2.1 流体静压强对光纤布里渊频移的影响 4.2.2 流体静压强对光纤双折射频移的影响 4.3 基于布里渊动态光栅流体静压强分布式测量实验 4.3.1 实验装置 4.3.2 实验结果及分析 4.4 静压强分布测量系统温度串扰补偿技术 4.5 本章小结 第5章 基于布里渊动态光栅的盐度分布式测量技术研究 5.1 引言 5.2 基于溶胀材料光纤盐度传感器的理论分析 5.2.1 大分子聚合材料吸湿溶胀原理 5.2.2 聚酰亚胺材料溶胀特性 5.2.3 理论分析涂覆层溶胀对传感光纤的影响 5.3 基于布里渊动态光栅的光纤盐度分布式传感器 5.3.1 聚酰亚胺涂覆层传感光纤的制备 5.3.2 传感光纤及盐度测量过程介绍 5.3.3 传感光纤布里渊频移的特性分析 5.3.4 基于布里渊动态光栅的盐度分布式测量实验 5.3.5 系统重复性的验证及温度自补偿特性 5.4 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 四、The Beam Propagation Factor M~2 of Fiber Cross-Section Diffraction（论文参考文献）