一、高速Fabry-Perot激光二极管（论文文献综述）
白卓娅[1]（2021）在《基于超快光学技术的实时测量系统研究》文中进行了进一步梳理实时测量仪器是奠定工业、科学和医疗等一系列应用的基础平台。当今社会对数据带宽不断增长的需求正推动着通信行业提高组件和系统的工作频率,因此,对于能够在短时间内执行快速检测或诊断的实时测量仪器的需求也在快速增长。尽管短光散射（频闪）可以作为一种有效方法来提供瞬态事件的宝贵信息,但自然界中存在的大量瞬态信息和罕见事件都具有瞬时和不确定性,因此仍需要借助具有足够高分辨率和足够大存储长度的真正的实时测量仪器才能将其捕获。基于色散傅里叶变换原理的光学时间拉伸技术是一种新兴的数据采集方法,它克服了传统电子模数转换器的速度限制,能够以每秒数十亿帧的刷新率完成连续超快的单次光谱、成像以及太赫兹等测量,且不间断地记录上万亿个连续帧。该技术开辟了测量科学的新前沿,揭示了非线性动力学,如光流氓波、孤子分子以及相对论电子束等瞬态现象。此外,通过与人工智能相结合,它还创造出多种用于传感和生物医学诊断等应用的新型实时测量仪器。本论文结合所参与的国家自然科学基金等项目,针对基于超快光学技术的实时测量需求,开展了一系列深入的理论以及实验研究,扩展了超快光学技术在实时器件表征、瞬时频率测量以及传感方面的应用,取得的主要创新及成果如下:1.提出并验证了一种基于光学时间拉伸技术的实时器件表征系统,该系统使用相位分集技术和时间拉伸数据采集方法,消除了仪器中存在的色散惩罚问题,并扩展了测量系统的有效带宽。系统具有2.5 Ts/s的等效采样率、27 ns的超快器件响应测量时间以及5.4 fs的超低等效时钟抖动。结合所提出的数字信号处理算法,该系统对两个商用宽带电放大器的频率响应特性进行了测量,测得的频响曲线与器件指标高度一致。相比于传统网络分析仪,所提出的器件表征系统的测量速度至少提高了三个数量级。2.提出并验证了一种基于差分探测和光学时间拉伸技术的瞬时频率测量系统,可以对多频信号进行实时测量。仪器通过差分探测消除了由于脉冲光源光谱不均匀引起的待测信号失真,同时有效提高了系统的测量精度和动态范围。通过使用数字信号处理算法,该系统以100 MHz的采集速度,实现了3～20 GHz范围内单/多频信号测量,其频率分辨率为82.5 MHz,且测量误差不超过70 MHz。3.提出并验证了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪和波长-时间映射原理的实时应力解调系统,可以实现超快、对温度不敏感的应变测量。该系统的原理是将经过干涉仪频谱整形后的脉冲光源光谱映射到时域,将应变引起的波长偏移测量转换为时移测量,相比于使用光谱仪进行频域解调的传统方案,大大提高了系统的解调速度,实现了100 MHz的超快解调速率以及-0.17 ps/με的应变灵敏度。4.提出并验证了一种基于单模-两模-单模光纤梳状滤波器和波长-时间映射原理的实时应力解调系统。该自制滤波器通过将两模光纤与单模光纤进行偏芯熔接而制成,具有制作简单、波长间隔可调等优点,且滤波器在系统中被同时用作光谱整形器和传感元件。波长-时间线性映射通过使用色散元件实现,经滤波器整形后的光谱被映射到时域,从而可以通过测量时移大小在时域解调应变。系统在100 MHz的超快解调速率下,实现了0.3 ps/με的应变灵敏度以及167με的应力分辨率,并且该自制传感器在实验中表现出较低的热敏性,为1.35 pm/℃,使该系统可作为实现超快、稳定应力解调的理想选择。
张博[2]（2021）在《多程吸收增强型光纤光声气体传感技术研究》文中研究表明随着社会发展,微量气体检测成为人类生活中不可或缺的工具,活跃在大气环境检测、电力系统油中溶解气分析、煤矿采空区自然发火监测、无创医疗诊断等领域。光声光谱微量气体检测方法具有灵敏度高、选择性好、响应速度快的优势。针对诸多领域对于光声光谱技术小采气量、高灵敏度的应用需求,本文立足于设计小型化多程吸收池以及优化微音器灵敏度,取得了如下研究成果:第一、设计了一种基于钛膜的光纤法布里-珀罗膜片式声波传感器,膜片的半径为4.5mm、厚度为3μm。实验结果表明,该光纤麦克风（FOM）的共振频率为410Hz,在110Hz处的灵敏度达到126.6nm/Pa,在110Hz处的信噪比比电学麦克风高20.8d B。第二、设计并制作一种灵敏度极高的FOM,该FOM使用圆柱空芯聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride,PVC）管作为声学换能器,空芯管的外径为17.85mm,厚度为0.45mm,长度为100.22mm。该FOM能够克服传统基于膜片或基于强度解调的FOM的诸如正交点漂移、对环境干扰敏感等缺陷。实验结果表明,FOM在共振频率处的灵敏度超过6800nm/Pa,在1000Hz处的声压灵敏度和最小可检测声压水平（Minimum Detectable Sound Pressure Level,MDSPL）分别达到315.3nm/Pa以及-20.4d B/Hz1/2(1.9μPa/Hz1/2)。第三、搭建了一种基于侧壁多次反射的光声光谱微量气体检测系统。在所设计的光声池中,激光从光声管的侧壁倾斜入射,在光声腔的内表面上发生多次反射,气体吸收路径大幅度增加,相应的光声信号强度得到放大。光声腔的内径为6mm,长度为30mm,体积仅为848μL,吸收程达到258mm,实现了小型化光声池的吸收程放大,吸收程-体积比达到300(103 m-2)。实验结果表明,当准直器倾角为5.1°时,光声信号的放大倍数为6.4。系统的归一化噪声等效吸收（NNEA）系数达到1.1×10-8cm-1·W·Hz-1/2。当积分时间为400s时,系统对乙炔的最小检测极限（MDL）达到31ppb。第四、搭建了一种基于多程吸收增强的光纤光声气体传感系统。该系统使用小型化Herriott多程吸收池以及基于钛膜片的FOM。光声腔的体积仅为622μL,气体吸收程却达到374mm,吸收程体积比达到600(103 m-2)。实验结果表明,系统的NNEA系数为1.4×10-9W·cm-1·Hz-1/2。在平均时间为100s时,系统对乙炔的MDL达到8.4ppb。
黄致远[3]（2021）在《VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用》文中研究表明浮法玻璃是当今世界生产效率最为高效、生产质量良好的平板玻璃生产方式之一。为了进一步优化浮法玻璃的生产效率,除了改进浮法玻璃的生产制造工艺外,还需要在浮法玻璃生产线的成型区域对玻璃厚度等重要参数进行长期实时的监测。尤其当浮法玻璃生产线开始对玻璃厚度进行转换时,对于玻璃厚度的实时监控显得极其重要。本文根据浮法玻璃生产行业的应用需求和现有技术的局限性,研制了一套基于游标调谐分布式布拉格反射（Vernier Tuned-Distributed Bragged Reflector,VT-DBR）激光器的白光干涉测量解调方法的非接触式厚度测量系统。通过对玻璃表面反射干涉激光信号的测量以及数据分析,实现了玻璃厚度的在线高精度测量。该技术的测量探头没有电气成分,位于玻璃表面高温区域之外即可实现玻璃厚度的测量,减少对探头冷却和高温保护措施的要求,适合于浮法玻璃生产线的热端应用。本文分析了玻璃测厚领域的国内外研究背景,讨论了几何光学测厚、激光干涉测厚、激光外差测厚和激光共焦测厚等多种激光检测方法,对比几种激光检测方法的优缺点后,选择基于波长移相的白光干涉测量作为本文的主要研究方法。VT-DBR激光器凭借其宽的波长调谐范围（>40 nm）、小的调谐间隔（pm）、短的波长切换时间（<20 ns）、快的调谐频率（k Hz）和低成本等优越特性,在众多光源中脱颖而出。本文利用Altium Designer对测厚系统进行硬件电路设计,其中包括激光器驱动电路、光电探测电路、模数采集电路、通信电路和温控电路;利用Quartus II编写测厚系统控制代码;利用Lab VIEW编写测厚系统的上位机控制程序。本文对系统功能进行了可行性验证实验,如激光器点亮实验、单波长稳定性实验、模数采集实验等等。实验结果表明,自研测厚系统具有良好的稳定性、实用性。本文利用测厚系统对厚度为2 mm、7 mm和12 mm的玻璃样品进行了静态与动态测厚实验,并于实验室已有的干涉光谱测量设备作了性能对比。实验结果表明该系统在技术性能和产品成本上都具有较大的竞争力,能够为提高浮法玻璃的生产效率发挥作用。本文还对一种三层结构样品进行了厚度测量,结果表明自研系统有能力完成对透明介质结构的测量。
冯嘉双[4]（2021）在《法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究》文中研究指明光纤法布里-珀罗传感器由于抗干扰、耐腐蚀、高稳定性等优点,被应用于各种领域中对温度、压力、应力等物理量进行检测,而光纤法布里-珀罗传感器在振动测量领域的应用,受到现有解调技术难以同时实现大动态范围、高精度和高速率这三种技术指标的限制。在现有解调技术中,双波长解调技术同时具有高速率和高精度的优点,最具潜力满足振动监测对解调技术的需求。论文深入探讨了光纤法布里-珀罗传感器双波长解调技术大动态解调范围的实现,主要研究内容有:1、研究了光纤法布里-珀罗传感器基本原理和现有的双波长解调技术的原理,研究限制现有双波长解调技术实现大动态范围解调的原因,提出将两束不同波长光信号结合为一束光信号进行解调的方案。2、基于所提出的方案在微分交叉乘算法的基础上进行研究,提出大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调算法,采用理论推导和仿真的方式研究双波长取值和解调范围的关系,并探讨了光信号带宽、初始腔长误差和噪声对算法的影响。3、基于双波长算法的特性构建了双波长解调系统,设计并完成系统的光路、电路和上位机部分。4、分别采用仿真和实验的方式对双波长算法进行了测试,依据测试结果分析研究了算法的解调性能。仿真和实验结果均表明,双波长微分交叉乘腔长解调算法可对法布里-珀罗传感器的大范围动态腔长进行解调,并且由实验结果可知,该算法可实现相对标准偏差小于0.0042%、分辨率小于15nm、均方根误差小于30nm的高精度解调,对该算法进行理论分析可知,该算法解调范围取决于算法中采用的两个波长的取值,两个波长的间隔越小动态解调范围越大,当两个波长大小分别为1553nm和1547nm时,可以实现100μm的动态腔长有效解调范围。基于上述研究内容,双波长微分交叉乘腔长解调法适用于大动态变化范围的光纤法布里-珀罗传感器腔长解调,并且具备高精度、高速率和大动态解调范围的优点,对于噪声监测和水声监测领域具备较高的应用价值。
寇琬莹[5]（2021）在《双段光楔式非扫描相关解调技术研究》文中研究说明光纤法-珀传感器由于体积小、结构简单以及不受电磁干扰等特性,被广泛应用于温度、压力等物理量的传感测量。但在实际的压力感测中,始终存在温度对压力交叉敏感的问题,必须同时测量温度来进行压力补偿。基于目前对光纤法-珀传感技术双参量测量的迫切需求,针对该类传感器解调技术的研究受到了越来越多的关注。因此本文提出了一种双段光楔式非扫描相关解调方案,该解调方案采用双段光楔和线阵电荷耦合器件（Charge coupled device,CCD）组合的方式,实现了基于复合式光纤法-珀传感器的压力-温度双参量测量。本文所做的具体工作如下:首先,从复合式光纤法-珀传感器的双参量测量需求出发,通过对比分析几种常见解调技术的优缺点,基于非扫描相关解调原理,提出了一种双段光楔式非扫描相关解调方案。根据该解调方案,建立了相应的数学模型,并利用此数学模型对系统输出的相关干涉信号进行仿真实验,验证了该解调方案的可行性。其次,设计并搭建解调系统光路,以SLED宽带光源为系统光源,选用小口径光纤准直器和鲍威尔棱镜的组合结构作为线状光斑整形装置,并根据复合式光纤法-珀传感器各腔体光学厚度的变化范围,采用具有不同倾角和厚度范围的双段光楔作为相关干涉信号发生器,设计相关模块,进行光路对准,完成解调系统光路的搭建。然后,根据双段光楔式非扫描相关解调系统输出信号的特征及性能要求设计对应的硬件电路和解调算法,先是通过FPGA控制电路驱动线阵CCD工作,使相关干涉信号由光信号转化为电压信号,之后将所得电压信号输入AD转换电路并以数字信号输出,输出信号进入包含解调算法的FPGA控制电路进行解调,由于输出信号中存在高、低频噪声,无法准确获取信号峰值位置,因此通过设计合理的解调算法,实现了相关干涉信号峰值位置对应像素序列号的精准提取,其结果通过串口通信电路传送到上位机进行显示,完成解调系统电路和算法设计。最后,搭建基于双段光楔式非扫描相关解调系统的压力-温度双参量测试实验平台,对初始腔长为80μm的真空腔和680μm的基底腔的复合式光纤法-珀传感器进行压力-温度测试,在压力范围为0.1-3.0MPa、温度范围为50-350℃的环境下进行实验,得到了压力灵敏度为-23.357/MPa,温度灵敏度为-0.226/℃,温度对压力的交叉灵敏度为0.019/℃的解调结果,并利用温度补偿压力测量结果,其校正后的压力与参考压力之间的误差小于0.02MPa。
张瑶[6]（2021）在《SiC法珀腔传感器腔长解调技术研究》文中提出随着光纤传感技术的发展,法珀腔传感器因其优越的特性被广泛应用在航空航天、桥梁大坝、医学研究等不同领域。法珀腔传感器通过对腔长变化信息的解调可以实现压力、温度等外界物理量的测量。SiC材料作为第三代宽禁带半导体材料,可耐高温高压,逐渐成为极端环境下法珀腔传感器的研究方向之一。对于SiC法珀腔传感器的实际应用而言,关键问题是准确提取法珀腔腔长值。由于SiC透光波段为可见光波段,而现阶段针对传感器的解调装置多为近红外波段,此类解调装置对于SiC法珀腔传感器解调精度过低,难以得到精确的腔长值。因此,本文针对SiC法珀腔传感器可见光波段腔长解调技术展开研究,主要工作内容如下:1.详细介绍了法珀腔传感器的传感原理,推导了反射光谱信号相位与腔长之间的关系,提出了 SiC法珀腔传感器解调的具体方案以及腔长解调算法,具体方案包括系统光路和硬件电路。2.根据SiC材料对光的响应特性,搭建了解调系统。由于SiC在可见光波段有较强的透射率,因此采用可见光LED作为系统光源,选用同波段的微型光纤光谱仪对法珀腔传感器的反射光谱信号进行采集,采用A/D模块对光谱信号完成模数转换,通过FPGA控制电路进行数据处理,完成腔长值的解算。3.对采集到的SiC法珀腔传感器的反射光谱信号进行分析,由于得到的信号对比度较弱,采用现有的光谱解调法解算误差大,因此提出了一种信号乘方-互相关解调算法,通过对15-25μm法珀腔腔长的仿真,结果表明该算法解调最大误差为0.005μm,相对误差为0.022%。4.搭建解调系统实验平台,利用封装好的SiC法珀腔传感器验证硬件电路系统和软件算法的可行性,完成对传感器腔长的解算,并对SiC法珀腔传感器进行压力测试,测试结果表明,解调速度可以达到500Hz,且法珀腔传感器输出腔长值与输入气压值成线性相关,解调系统工作正常,传感器灵敏度在0.19357nm/KPa时,可以分辨500KPa的压力变化。
胡春霞[7]（2021）在《外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究》文中研究表明混沌的遍历性,以及对初始条件的极度敏感性,相空间中的不规则运动等标志性特征适用于保密通信、混沌密码学、图像加密、多媒体版权保护等领域。半导体激光器（SL）是一种非线性器件,在外部扰动下所产生的混沌光信号具有随机性高、带宽大等优点,受到人们的青睐,被广泛用于混沌雷达、物理随机数的获取及混沌光通信等领域。基于SL的混沌光通信技术旨在从通信网络的物理层进行数据的保密传输,安全性更高,且能够与目前的商用光通信系统良好兼容,具有宽带、高速、低衰减等显着优势。为此国内外已投入了大量的人力和物力进行研究,但由于还处于初级阶段,即使已经取得了一定的成果,仍然还有许多问题值得探讨,比如如何提高信息传输能力等。弱谐振腔法布里-珀罗激光器（WRC-FPLD）是在传统法布里-珀罗激光器（FP-LD）基础上进行改进,研发出的一种新型半导体激光器。与FP-LD相比,WRC-FPLD具有相对较长的腔长和较低的前端面反射率,从而具有更小的模式间隔及更宽的增益谱。因此,在一定的波长范围内WRC-FPLD可以激发更多模式。在多信道物理随机数的获取、多信道混沌雷达、多信道混沌光通信及其他多信道相关应用领域具有广泛的应用前景。因此研究在外部扰动下,WRC-FPLD的混沌动力学特征具有重要意义。目前,虽然已有研究报道基于WRC-FPLD产生混沌信号的初步研究工作,但将该混沌信号应用于安全通信还有一些关键问题尚未解决。其中包括针对不同外部扰动下WRC-FPLD产生适合混沌光通信的优质混沌信号,合理构建基于WRC-FPLD的混沌同步系统,掌握同步质量对通信性能的影响,保密通信中其它关键参量对传输能力的影响等亟待解决的问题。基于上述分析,本文以WRC-FPLD为激光源,围绕WRC-FPLD在外部扰动下混沌信号的获取、基于混沌同步的混沌光通信系统的构建,对混沌光通信系统的同步质量和安全光通信的性能进行系统研究。主要研究内容如下:1.基于多模速率方程模型,采用数值方法研究了WRC-FPLD在光纤布拉格光栅（FBG）滤波反馈下的混沌动力学特征;采用Lang-Kobayashi方程结合FBG,建立描述FBG滤波反馈WRC-FPLD动力学行为的速率方程。通过调节FBG的布拉格频率和反馈因子k,WRC-FPLD不同的纵模可以成为激射模,通过进一步调节反馈因子,所选的激射模呈现混沌状态。固定FBG布拉格频率之后,通过改变反馈因子k,系统地研究了k的变化对混沌带宽的影响。结果显示混沌带宽随着k的增加先增大后减小。所得的结果与我们之前的实验结果进行了对比,发现混沌带宽随着k的变化趋势与实验得到的结果相似。此外,进一步系统研究了FBG的3 d B反射带宽和FBG布拉格频率与自由运转WRC-FPLD各纵模之间的频率失谐Δf对混沌带宽的影响,结果表明通过调节合适的反馈参数FBG,滤波反馈WRC-FPLD可以输出波长可调、带宽可控的宽带混沌信号。2.提出并实验验证了一种基于两个模式间隔相同的单向耦合WRC-FPLDs（主WRC-FPLD和从WRC-FPLD）同时产生多信道宽带混沌信号的方案。将自由运行主WRC-FPLD的输出注入到另一个从WRC-FPLD。由于主WRC-FPLD与从WRC-FPLD模式间距相同,因此他们对应模式的频率失谐一致。通过设定适当的注入功率和频率失谐,从WRC-FPLD的多个纵模可以被激发到混沌状态,从而提供多信道混沌信号。利用一个中心波长可调谐光滤波器（TOF）,实验检测了9个信道混沌信号的性能。实验结果表明,在不同的注入条件下(Δf=5 GHz和Pin=1.08 m W,Δf=1 GHz,Pin=276.04μW,Δf=5 GHz和Pin=1.27 m W)9个信道混沌信号的混沌带宽略有不同,分布在8～15 GHz的范围内。此外,在功率谱中可以看到,与总混沌信号相比,每个单信道混沌信号位于低频区域的能量都要比总混沌输出的能量高。随后,进一步系统研究了注入参数对单个信道混沌信号带宽的影响,首先固定频率失谐Δf,改变注入功率Pin。结果显示随着注入功率Pin的增加,混沌信号的带宽表现出先增大,然后降低的趋势。锁定注入功率Pin的情况下,随着Δf在-30 GHz到30 GHz之间的变化,单信道混沌信号带宽的变化呈现出了一个近似M形对称分布。最后,基于Lang-Kobayashi模型,给出了用于描述两个单向耦合WRC-FPLDs动力学态的速率方程,采用四阶Rung-Kutta算法数值模拟。通过计算不同模式时序的互相关函数,揭示了单模混沌信号功率谱中低频能量比总模混沌信号功率谱中低频能量低的物理本质是激光器内部的模式竞争。具有反相关系的模式叠加时,低频能量相互抵消。由于该方案结构相对简单,且具有同时生成多信道混沌信号的能力,可为WDM混沌光通信和多路高速随机数生成等相关应用领域提供多信道混沌源;3.提出并实验验证了一种利用两个具有相同模式间隔的WRC-FPLDs实现可切换载波波长的混沌保密通信方案。该方案中,一个滤波反馈WRC-FPLD（T-WRC-FPLD）被用作为发射器,另外一个具有相同模式间隔的WRC-FPLD（R-WRC-FPLD）作为接收器。通过调节可调光滤波器（TOF）的中心波长,然后配合适当的反馈功率,可以在T-WRC-FPLD中选择所需的模式成为激射模,并输出混沌信号。TOF的中心波长可以用来选择该混沌信号的中心波长。因此,在滤波反馈下T-WRC-FPLD可以提供具有可切换中心波长的混沌载波。T-WRC-FPLD输出的混沌信号被注入R-WRC-FPLD,并驱动R-WRC-FPLD以产生同步的混沌信号。在适当的注入强度下,T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间可以实现高质量混沌同步,实现载波波长可切换的混沌光通信。以T-WRC-FPLD中三个不同模式提供的三种不同混沌信号作为混沌载波为例,检测了该通信系统的性能。在优化系统工作参数后的实验中,三种情况中T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间的互相关函数都可以达到0.94以上。利用T-WRC-FPLD和R-WRC-FPLD之间的高质量混沌同步,在三种情况下,5 Gb/s的信息都可以被成功的加密解密,误码率显着低于3.8×10-3。该方案为密集WDM（DWDM）混沌光通信网络提供了一种潜在的方法。
花翔[8]（2021）在《基于Fabry-Perot腔的高精度MEMS加速度传感器》文中认为MEMS光学加速度传感器是一种将惯性系统内部敏感质量块的位移变化,转化为光学系统中光信号的变化量（波长、频率、能量）来间接测量加速度的传感器件,具有精度高、抗电磁干扰性强等优良特点,广泛应用于飞机导航、人造卫星的姿态调整、国家基本重力网测量绘制以及石油地震勘探等领域。同时在军事领域,采用精度更高的加速度测量器件将给武器装备的性能带来极大的提升,具有极其重要的战略意义。本文设计了一种基于Fabry-Perot（F-P）腔的硅基光电集成MEMS加速度传感器,采用动态波长调谐原理,将硅基红外光源、半导体光电探测器与加速度敏感结构进行内部光电集成,实现光学传感器的微型化与集成化。加速度传感器的敏感结构由柔性支撑梁与中心质量块组成,在敏感质量块底部与光电探测层,分别利用薄膜沉积技术制备分布式布拉格反射镜,构成F-P光学微腔。建立传感器中加速度敏感单元与F-P光学微腔结构的物理模型,设计新型折叠支撑梁和维持器件可靠性的限位块结构,最终完成加速度传感器的整体建模。通过研究质量块位移与透射波长偏移之间的关系,结合S型支撑梁挠曲度与系统加速度之间的关系,建立系统加速度与透射波长之间的函数模型,其线性度>99.99%。利用有限元仿真软件对结构参数进行设计与优化,仿真结果得出设计的加速度传感器工作频率为510 Hz,测量范围为±5 g,得到加速度-波长灵敏度为54.8 nm/g,最高分辨率可达1 mg。根据仿真优化结果完成基于F-P光学微腔的硅基光电集成MEMS加速度传感器的光刻掩膜版版图设计。在三层硅基光电集成结构模型的基础上,对刻蚀、薄膜沉积、键合等主要制备工艺进行研究,利用各向异性干法刻蚀加工工艺释放敏感质量块,采用成熟的薄膜沉积技术制备光学微腔的反射镜,最后设计利用硅硅键合工艺对红外光源层、敏感结构层和光电探测层进行三维集成。
杨洋[9]（2020）在《光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究》文中认为光纤法布里-珀罗（F-P）传感器凭借其抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高、本质安全、分辨率高等特点,被认为具有广泛的工业应用前景。光纤F-P传感器的高分辨率动态解调技术对存在明显的振动干扰下的结构倾斜监测,航空涡轮发动机、核潜艇发动机以及核反应堆的动态应变监测具有至关重要的作用。本文主要对光纤F-P腔长的高分辨率动态解调技术及其在倾斜和应变动态测量方面的应用进行了深入的研究,对光纤F-P传感器的高速高分辨率稳定的测量工作具有重要意义。本论文的主要工作如下:针对目前光纤F-P腔全相位解调方法容易产生跳模的问题,对基于Buneman频率估计和全相位的F-P腔长解调算法的原理进行了深入的研究,分析了其跳模产生的原因和影响因素,在此基础上,采用干涉信号频谱和相位谱的直接读取法获得干涉条纹周期数和相位,并用干涉光谱初相位的预估计补偿技术,降低了因Buneman频率估计误差以及初相位漂移对跳模的影响,实现了 70 kHz的解调速率和0.027 nm的腔长解调分辨率。针对低光谱分辨率下FBG解调困难的问题,提出了一种基于Buneman频率估计公式的FBG中心波长动态解调方法。该方法在2 kHz的光谱采集速率以及0.156 nm光谱分辨率条件下,获得了 0.048 pm的FBG中心波长解调分辨率。面对振动干扰下倾斜测量困难的问题,设计了一种基于竖直悬臂梁结构的光纤F-P倾斜传感器,采用改进的F-P动态解调算法和高速光谱仪得到实时腔长信号,并从中分离出与倾角有关的直流量,实现在振动环境中的倾斜测量。该传感器在±1.048°的倾角范围实现了 0.01 "的静态倾角分辨率;存在振动情况下仍能得到0.91 "的动态倾角分辨率。为了实现倾斜与振动加速度双参量的同时测量,本文还设计了一种基于单摆结构的光纤F-P振动倾斜双参量传感器,采用轻柔、机械强度高和温度不敏感的碳纤维绳作为摆绳,凭借单摆模态较为单一的振动特性,利用实时解调的绝对腔长信号直流与交流信号的分离以及对振动频响曲线的非线性拟合实现了倾斜角度与振动加速度幅值的同时测量。提出了一种瑞利散射增强本征光纤F-P干涉（REIFPI）用于动态应变测量的方案,REIFPI由飞秒激光脉冲在纤芯上写入的纳米光栅缺陷构成。利用改进的F-P动态解调技术,实现了 800℃高温环境下动态应变检测,且应变测量分辨率达到0.6 με,解决了高温环境中振动测量的难题。
饶俏萌[10]（2020）在《光载射频系统信号处理以及光纤传感器相关技术研究》文中认为光载射频（Radio-over-Fiber,RoF）技术可有效解决无线通信中的损耗、复杂度以及带宽限制等问题,在无线宽带接入网、相控阵天线、光学传感器和雷达等多个领域有着重要应用。光载微波、毫米波信号产生与传输技术也得到了深入研究。此外,光纤声波传感技术通过将声波信息转化为光信号的强度、相位、波长等信息,利用不同的光学解调技术完成声波信息的感知重建。光纤声波传感器凭借其高灵敏度、宽频谱响应、低干扰等特点在国防安全、工业工程、医疗卫生等领域发挥着巨大的作用。本文主要研究光纤信号处理相关技术,以RoF链路为研究背景提出一种基于射频（Radio Frequency,RF）调制电压控制的单马赫曾德尔调制器（Mach Zendel Modulator,MZM）新型RF信号生成方法,并提出基于概率整形的智能波段选择自适应光载射频通信方案,以光纤传感器为研究背景提出一种基于π/2正交相位板的光纤声波传感器。本文主要完成内容和创新点如下:（1）提出一种RoF链路中基于RF调制电压控制的单MZM新型RF信号生成方法,并通过仿真验证该RF信号生成方案的可行性。（2）提出一种基于概率整形的智能波段选择自适应RoF通信方案。仿真结果表明,该方案在规避同频干扰的情况下可有效降低误码率。（3）提出一种基于π/2正交相位板的光纤声波传感器,建立光纤声波传感器振动膜的频率响应特性曲线,研究了基于π/2正交相位板的光纤声波传感研制方法。仿真与实验结果表明,本文提出的光纤声学传感器具有很高的灵敏度。（4）研究了短腔长干涉技术低温度交叉干扰方法基本原理,通过仿真和实验验证了本文提出的基于π/2正交相位板的低温度干扰光纤声学传感器具有温度自稳定机制。
二、高速Fabry-Perot激光二极管（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、高速Fabry-Perot激光二极管（论文提纲范文）
（1）基于超快光学技术的实时测量系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超快光学技术简介 |
| 1.2.1 色散傅里叶变换在实时测量中的优势 |
| 1.2.2 光学时间拉伸技术在测量高速信号中的优势 |
| 1.3 基于超快光学技术的实时测量系统及研究进展 |
| 1.3.1 超快实时成像系统 |
| 1.3.2 实时光谱测量系统 |
| 1.3.3 实时传感系统 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 2 超快光学技术理论与涉及的关键器件 |
| 2.1 色散傅里叶变换原理 |
| 2.1.1 色散傅里叶变换的实现条件 |
| 2.1.2 色散傅里叶变换的数学表达 |
| 2.2 光学时间拉伸技术原理 |
| 2.2.1 光学时间拉伸系统中的映射关系 |
| 2.2.2 光学时间拉伸过程的数学表达 |
| 2.2.3 光学时间拉伸系统中的非线性效应 |
| 2.3 超快光学技术中涉及的关键器件 |
| 2.3.1 用于产生超快激光的脉冲光源 |
| 2.3.2 马赫-曾德尔调制器 |
| 2.3.3 模数转换器以及光子时间拉伸模数转换器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于光学时间拉伸技术的实时器件表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于相位分集的实时器件表征原理 |
| 3.2.1 脉冲响应和频率响应 |
| 3.2.2 单电极双输出马赫-曾德尔调制器 |
| 3.3 基于光学时间拉伸原理的待测器件实时表征系统实验方案 |
| 3.3.1 系统结构 |
| 3.3.2 相位分集仿真 |
| 3.4 待测器件响应的数字信号处理 |
| 3.4.1 时间序列分割和帧对齐 |
| 3.4.2 包络修正与脉冲响应定位 |
| 3.4.3 Tikhonov正则化 |
| 3.5 实验结果与讨论 |
| 3.5.1 相位分集测试 |
| 3.5.2 电放大器频率响应测试 |
| 3.5.3 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于差分光学时间拉伸技术的瞬时频率测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 差分光学时间拉伸技术实现原理 |
| 4.2.1 双输出推挽式马赫-曾德尔调制器 |
| 4.2.2 差分光电探测 |
| 4.3 瞬时频率测量系统结构 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 单音信号测量 |
| 4.4.2 双音信号测量 |
| 4.4.3 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于频谱整形和频时映射原理的实时应力传感系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 频谱整形和频时映射原理 |
| 5.3 基于由PM-PCF构成的Sagnac干涉仪和频时映射原理的实时应力解调系统 |
| 5.3.1 保偏光子晶体光纤 |
| 5.3.2 光纤Sagnac干涉仪原理 |
| 5.3.3 基于PM-PCF的 Sagnac干涉仪原理与制作 |
| 5.3.4 基于PM-PCF的 Sagnanc干涉仪用于实时应力解调的系统结构 |
| 5.3.5 实验结果与分析 |
| 5.4 基于单模-两模-单模光纤滤波器和频时映射原理的实时应力解调系统 |
| 5.4.1 少模光纤 |
| 5.4.2 光纤M-Z干涉仪原理 |
| 5.4.3 单模-两模-单模光纤滤波器原理与制作 |
| 5.4.4 基于自制单模-两模-单模光纤滤波器的实时应力解调系统结构 |
| 5.4.5 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的研究内容与成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 参考文献 |
| 附录 A 缩略语 |
| 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）多程吸收增强型光纤光声气体传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 传统的气体检测手段 |
| 1.1.2 光学气体检测手段 |
| 1.2 光声光谱技术研究进展 |
| 1.2.1 国外光声光谱技术的发展 |
| 1.2.2 国内光声光谱技术的发展 |
| 1.2.3 多程吸收池 |
| 1.3 光纤声波传感与光声光谱技术 |
| 1.4 论文结构及主要内容 |
| 2 基本原理 |
| 2.1 分子的电偶极矩与红外振转跃迁 |
| 2.2 极性分子的红外吸收谱线 |
| 2.2.1 分子振转能级 |
| 2.2.2 振转跃迁选择定则与红外光谱分支 |
| 2.3 谱线展宽与光声信号的产生机理 |
| 2.3.1 吸收谱线的展宽机制 |
| 2.3.2 光声光谱技术的机理 |
| 2.4 基于Buneman频率估计的光谱解调法 |
| 3 光纤声波传感器的设计与性能评估 |
| 3.1 光纤F-P膜片式声波传感器 |
| 3.1.1 FOM的设计与优化 |
| 3.1.2 FOM的幅频响应特性 |
| 3.1.3 FOM的白光干涉谱与时域响应 |
| 3.1.4 FOM的极限检测声压 |
| 3.2 超高灵敏的基于无膜结构光纤声波传感器 |
| 3.2.1 FOM的设计 |
| 3.2.2 FOM的测试系统 |
| 3.2.3 FOM的白光干涉谱与时域响应 |
| 3.2.4 FOM的幅频响应特性 |
| 3.2.5 FOM的长期稳定性分析 |
| 3.2.6 FOM的线性响应特性 |
| 3.2.7 FOM的极限检测声压 |
| 3.2.8 FOM的应用展望 |
| 4 基于长程吸收的光声光谱气体检测系统 |
| 4.1 基于侧壁反射的长程吸收池 |
| 4.1.1 光声池的设计 |
| 4.1.2 测试装置的搭建 |
| 4.1.3 设计的光声气体传感器的幅频响应 |
| 4.1.4 系统的信噪比 |
| 4.1.5 系统对于不同浓度气体的二次谐波检测及线性响应特性评估 |
| 4.1.6 长程池和单程池的对比 |
| 4.1.7 系统的极限检测灵敏度 |
| 4.2 基于长程吸收的光纤光声光谱气体检测系统 |
| 4.2.1 光声池的设计 |
| 4.2.2 实验装置 |
| 4.2.3 气体吸收线选择以及调制深度优化 |
| 4.2.4 光声池的幅频响应特性与信噪比优化 |
| 4.2.5 微量气体检测与线性响应特性评估 |
| 4.2.6 系统极限检测气体浓度评估 |
| 5 论文的结论、创新点与展望 |
| 5.1 论文的结论 |
| 5.2 论文的创新点 |
| 5.3 论文的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文以及申请专利情况 |
| 致谢 |
（3）VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及来源 |
| 1.2 在线玻璃光学测厚技术玻璃厚度测量方法 |
| 1.2.1 机械测厚方法 |
| 1.2.2 几何光学测厚方法 |
| 1.2.3 激光干涉测厚方法 |
| 1.3 在线玻璃光学测厚技术国内外研究发展现状 |
| 1.4 可调谐半导体激光器研究发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 白光干涉厚度测量系统原理 |
| 2.1 VT-DBR激光器原理 |
| 2.1.1 半导体激光器工作原理 |
| 2.1.2 Vernier调谐原理 |
| 2.1.3 VT-DBR激光器工作原理 |
| 2.2 基于波长移相的白光干涉测厚原理 |
| 2.2.1 基于波长移相的白光干涉测厚模型 |
| 2.2.2 基于波长移相的白光干涉解调技术 |
| 3 白光干涉厚度测量系统搭建 |
| 3.1 白光干涉厚度测量系统设计 |
| 3.2 被动光学系统设计 |
| 3.3 硬件系统设计 |
| 3.3.1 FPGA选型及配置电路 |
| 3.3.2 激光器驱动电路 |
| 3.3.3 自动温控电路 |
| 3.3.4 数据采集电路 |
| 3.3.5 数据传输电路 |
| 3.3.6 系统PCB设计 |
| 3.4 软件系统设计 |
| 3.4.1 VT-DBR激光器波长-电流查询 |
| 3.4.2 白光干涉厚度解调 |
| 3.5 软硬件系统测试 |
| 3.5.1 VT-DBR激光器长期稳定性测试 |
| 3.5.2 数据采集及上传测试 |
| 3.5.3 温度控制测试 |
| 4 白光干涉厚度测量系统实验 |
| 4.1 实验流程 |
| 4.2 样品厚度测量 |
| 4.2.1 2mm玻璃样品 |
| 4.2.2 7mm玻璃样品 |
| 4.2.3 12mm玻璃样品 |
| 4.2.4 多层结构样品 |
| 4.3 测量系统对比 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 双波长解调技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 单波长双腔正交解调技术研究现状 |
| 1.2.2 偏振双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.3 相位正交双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.4 时域分离双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.5 载波双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.6 微分交叉乘双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.7 差分双波长光强度比双波长解调技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 OFFPS工作原理及其解调方法研究 |
| 2.1 法布里-珀罗干涉原理 |
| 2.2 OFFPS工作原理 |
| 2.3 OFFPS单波长解调技术 |
| 2.3.1 传统单波长解调技术 |
| 2.3.2 单波长双腔正交解调技术 |
| 2.4 OFFPS双波长解调技术 |
| 2.4.1 双波长解调光路 |
| 2.4.2 双波长解调算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术及其研究 |
| 3.1 双波长微分交叉乘腔长解调法 |
| 3.2 双波长取值和解调范围的关系 |
| 3.2.1 双波长取值对解调范围的影响 |
| 3.2.2 待解调范围对双波长取值的影响 |
| 3.3 光信号的带宽对解调的影响 |
| 3.4 初始腔长误差对解调的影响 |
| 3.4.1 初始腔长误差对解调结果的影响 |
| 3.4.2 最小均方差法解调技术 |
| 3.5 噪声对于解调的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 双波长解调系统构建及其研究 |
| 4.1 OFFPS解调系统总体方案 |
| 4.2 光路部分 |
| 4.2.1 双波长光路设计 |
| 4.2.2 器件选型 |
| 4.3 电路部分 |
| 4.3.1 电源模块 |
| 4.3.2 光电采集模块 |
| 4.3.3 最小系统模块 |
| 4.3.4 电路实物 |
| 4.4 上位机部分 |
| 4.4.1 滤波处理 |
| 4.4.2 归一化处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术性能验证 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 实验装置搭建 |
| 5.2.1 压电陶瓷促动器及其控制器 |
| 5.2.2 信号发生器 |
| 5.2.3 精密定位器 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.4 微分交叉乘腔长解调技术仿真验证 |
| 5.4.1 仿真模型 |
| 5.4.2 腔长解调实验仿真 |
| 5.5 微分交叉乘腔长解调技术实验验证 |
| 5.5.1 初始腔长对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.2 振幅对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.3 频率对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.4 重复性实验 |
| 5.5.5 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（5）双段光楔式非扫描相关解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤法-珀传感器研究现状 |
| 1.2.1 单参量传感研究现状 |
| 1.2.2 压力-温度双参量传感研究现状 |
| 1.3 国内外解调技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 2 复合式光纤法-珀传感器干涉原理与解调方案 |
| 2.1 光纤法-珀传感器干涉原理 |
| 2.1.1 单腔光纤法-珀传感器干涉原理 |
| 2.1.2 复合式光纤法-珀传感器干涉原理 |
| 2.2 光纤法-珀传感器解调方案研究 |
| 2.2.1 强度解调法 |
| 2.2.2 载波解调法 |
| 2.2.3 相位解调法 |
| 2.3 双段光楔式非扫描相关解调系统原理分析 |
| 2.3.1 相关干涉信号数学模型 |
| 2.3.2 相关干涉信号仿真实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 双段光楔式非扫描相关解调系统光路搭建 |
| 3.1 光源的选型 |
| 3.2 相关干涉信号发生器的设计 |
| 3.3 相关干涉信号的优化 |
| 3.4 电荷耦合传感器的选型 |
| 3.5 相关模块的设计 |
| 3.6 整体光路的搭建 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 双段光楔式非扫描相关解调系统电路设计 |
| 4.1 电源模块电路设计 |
| 4.2 FPGA最小系统电路设计 |
| 4.3 CCD驱动电路设计 |
| 4.4 相关干涉信号采集电路设计 |
| 4.5 数据传输电路设计 |
| 4.6 整体电路设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 相关干涉信号的算法设计及解调系统实验验证 |
| 5.1 相关干涉信号解调算法整体设计 |
| 5.2 解调系统实验验证 |
| 5.2.1 解调系统实验装置 |
| 5.2.2 信号处理算法验证 |
| 5.2.3 压力-温度双参量测试实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（6）SiC法珀腔传感器腔长解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 法珀腔光纤传感器国内外研究现状 |
| 1.2.1 法珀腔光纤传感器分类 |
| 1.2.2 SiC法珀腔传感器 |
| 1.3 解调方法国内外研究现状 |
| 1.3.1 强度解调 |
| 1.3.2 相位解调 |
| 1.4 主要研究内容和安排 |
| 2 SiC法拍腔传感器传感原理及解调方法 |
| 2.1 SiC法珀腔传感器结构及测量原理 |
| 2.1.1 原理分析 |
| 2.1.2 SiC法珀腔传感器的结构及测量原理 |
| 2.2 光谱法解调原理 |
| 2.2.1 单峰法 |
| 2.2.2 双峰法 |
| 2.2.3 多峰法 |
| 2.2.4 互相关法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 SiC法珀腔传感器解调系统设计 |
| 3.1 SiC法珀腔传感器解调系统光路设计 |
| 3.1.1 光源的选型 |
| 3.1.2 光谱仪的选型 |
| 3.1.3 其它光学器件的选型 |
| 3.2 SiC法珀腔传感器解调系统电路设计 |
| 3.2.1 电源电路设计 |
| 3.2.2 FPGA控制模块电路设计 |
| 3.2.3 恒流源电路设计 |
| 3.2.4 光谱仪采样模块电路设计 |
| 3.2.5 A/D转换模块电路设计 |
| 3.2.6 串口通信及显示电路设计 |
| 3.3 PCB版图设计 |
| 3.4 SiC法珀腔传感器解调系统软件设计 |
| 3.4.1 光谱仪模块驱动设计 |
| 3.4.2 A/D数据采集驱动设计 |
| 3.4.3 串口通信 |
| 3.4.4 LCD显示 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SiC法珀腔传感器信号乘方-互相关解调算法研究 |
| 4.1 光谱解调算法整体设计 |
| 4.1.1 信号乘方算法研究 |
| 4.1.2 信号乘方-互相关算法研究 |
| 4.2 光谱解调算法仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 SiC法珀腔传感器解调系统测试及实验分析 |
| 5.1 硬件电路及软件程序的测试 |
| 5.2 SiC法珀腔传感器的封装 |
| 5.3 实验平台的搭建及光谱解调算法的验证 |
| 5.4 解调系统压力实验分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果 |
| 致谢 |
（7）外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 |
| 1.2 混沌概述 |
| 1.2.1 混沌的定义 |
| 1.2.2 混沌的基本特征 |
| 1.2.3 通向混沌的道路 |
| 1.2.4 混沌在确定系统中常见的研究方法 |
| 1.3 混沌同步及混沌保密通信的研究进展 |
| 1.3.1 混沌同步的定义及研究进展概述 |
| 1.3.2 混沌保密通信研究进展概述 |
| 1.4 基于SL的混沌同步及保密通信研究进展 |
| 1.4.1 基于SL的混沌同步研究概述 |
| 1.4.2 基于SL混沌同步的保密通信研究现状综述 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于半导体激光器的混沌及通信模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由运行SL的理论模型 |
| 2.2.1 边发射激光器的理论模型 |
| 2.2.2 垂直腔面发射激光器的理论模型 |
| 2.2.3 弱谐振腔法布里-珀罗激光器的理论模型 |
| 2.3 Runge-Kutta算法 |
| 2.4 基于外部扰动下SL产生混沌模型 |
| 2.4.1 基于光反馈SL产生混沌模型 |
| 2.4.2 基于光注入SL产生混沌模型 |
| 2.4.3 基于光电反馈SL产生混沌模型 |
| 2.5 基于SL的混沌同步系统理论模型 |
| 2.5.1 基于SL的单向注入混沌同步系统 |
| 2.5.2 基于SL的双向互注入混沌同步系统 |
| 2.5.3 基于SL的相同混沌光驱动混沌同步系统 |
| 2.5.4 基于SL混沌同步的保密通信方式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于FBG滤波反馈WRC-FPLD产生波长可调带宽可控混沌信号 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FBG的理论模型 |
| 3.3 FBG滤波反馈WRC-FPLD系统模型和原理 |
| 3.4 数值计算结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于两个单向耦合WRC-FPLDs同时产生多信道宽带混沌信号 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 两个自由运行WRC-FPLDs的输出特性 |
| 4.3.2 S-WRC-FPLD总模混沌输出特性 |
| 4.3.3 S-WRC-FPLD输出的单信道混沌信号特性 |
| 4.4 理论模型和数值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于两个WRC-FPLDs载波波长可切换混沌保密通信系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统结构 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 自由运行WRC-FPLDs输出特性 |
| 5.3.2 T-WRC-FPLD滤波反馈下的输出特性 |
| 5.3.3 两个WRC-FPLDs的混沌同步质量 |
| 5.3.4 系统的通信性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和研究展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间工作情况 |
| 致谢 |
（8）基于Fabry-Perot腔的高精度MEMS加速度传感器（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS传感器技术概述 |
| 1.1.1 MEMS技术 |
| 1.1.2 MEMS传感器技术 |
| 1.2 MEMS加速度传感器及其分类 |
| 1.3 光学式加速度传感器国内外研究现状 |
| 1.4 论文的研究背景和意义 |
| 1.5 论文的工作安排 |
| 第二章 F-P腔光学加速度传感器理论分析 |
| 2.1 F-P光学微腔理论分析 |
| 2.2 加速度传感器理论模型分析 |
| 2.3 红外光源理论分析与设计 |
| 2.4 光电探测器理论分析设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 F-P腔光学加速度传感器设计与仿真 |
| 3.1 光学加速度传感器结构设计 |
| 3.1.1 总体结构设计 |
| 3.1.2 敏感结构设计 |
| 3.1.3 可靠性结构设计 |
| 3.2 光学微腔设计 |
| 3.2.1 光学反射镜设计 |
| 3.2.2 光学微腔仿真分析 |
| 3.3 加速度传感器静力学仿真分析 |
| 3.4 加速度传感器模态仿真分析 |
| 3.5 数据拟合与结果分析 |
| 3.6 加速度传感器测试平台设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 F-P腔光学加速度传感器制备工艺与版图设计 |
| 4.1 主要加工工艺介绍 |
| 4.1.1 光刻 |
| 4.1.2 薄膜沉积 |
| 4.1.3 等离子体刻蚀 |
| 4.1.4 硅-硅键合 |
| 4.2 光刻掩膜版图设计 |
| 4.3 工艺制备流程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的学术活动与成果情况 |
（9）光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光纤F-P传感器解调算法国内外研究现状 |
| 1.2.1 强度解调 |
| 1.2.2 相位解调 |
| 1.3 光纤倾斜传感器的国内外研究现状 |
| 1.3.1 光纤FBG倾斜传感器 |
| 1.3.2 干涉型光纤倾斜传感器 |
| 1.3.3 多参量光纤倾斜传感器 |
| 1.4 光纤振动传感器的国内外研究现状 |
| 1.4.1 强度检测型光纤振动传感器 |
| 1.4.2 干涉型光纤振动传感器 |
| 1.4.3 光纤FBG振动传感器 |
| 1.4.4 应对高温环境的光纤振动传感器 |
| 1.5 本文主要研究思路 |
| 2 光纤法布里-珀罗干涉传感原理 |
| 2.1 光学法布里-珀罗干涉仪原理 |
| 2.2 非本征光纤法布里-珀罗干涉(EFPI)原理与干涉对比度 |
| 2.2.1 空气介质EFPI干涉腔中基模光场模场半径与传播距离的关系 |
| 2.2.2 光纤EFPI双光束干涉原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高分辨率高速动态测量绝对腔长解调算法 |
| 3.1 解调算法原理 |
| 3.1.1 基于光谱解析信号的离散傅里叶变换腔长解调 |
| 3.1.2 Buneman频率估计 |
| 3.1.3 改进的Buneman频率估计与全相位结合解调方法 |
| 3.2 解调方法性能分析 |
| 3.2.1 光程差解调动态范围 |
| 3.2.2 光程差解调分辨率 |
| 3.2.3 跳模的抑制 |
| 3.2.4 解调速率 |
| 3.3 实验装置 |
| 3.3.1 传感器解调系统构成 |
| 3.3.2 解调算法性能验证的实验装置 |
| 3.4 解调算法性能评估 |
| 3.4.1 腔长解调动态范围测量 |
| 3.4.2 腔长解调分辨率测量 |
| 3.4.3 解调结果跳变的抑制的测试 |
| 3.4.4 解调速率测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于改进的Buneman频率估计公式的FBG快速解调算法 |
| 4.1 FBG解调算法概述 |
| 4.2 基于Buneman频率估计公式的FBG动态解调算法原理 |
| 4.3 BBWE-FBG解调方法的实验验证 |
| 4.3.1 FBG样品的制备 |
| 4.3.2 验证BBWE-FBG解调方法的实验装置 |
| 4.4 BBWE-FBG解调方法的改进与实验验证 |
| 4.4.1 BBWE-FBG解调方法的改进 |
| 4.4.2 改进的BBWE-FBG解调方法的FBG静态应变测量实验 |
| 4.4.3 改进的BBWE-FBG解调方法的解调分辨率 |
| 4.4.4 改进的BBWE-FBG解调方法的动态测量性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 光纤F-P倾斜传感器动态测量研究 |
| 5.1 光纤F-P倾斜传感器动态测量概述 |
| 5.2 基于竖直悬臂梁的动态测量光纤F-P倾斜传感器 |
| 5.2.1 基于竖直悬臂梁的动态测量光纤F-P倾斜传感器设计 |
| 5.2.2 基于竖直悬臂梁的动态光纤F-P倾斜传感器实验装置 |
| 5.2.3 基于竖直悬臂梁的动态光纤F-P倾斜传感器动态测量性能测试 |
| 5.3 基于单摆结构的光纤F-P倾斜振动双参量传感器的研究 |
| 5.3.1 基于单摆结构的光纤F-P倾斜振动双参量传感器设计 |
| 5.3.2 基于单摆结构的光纤倾斜振动双参量传感器实验装置 |
| 5.3.3 基于碳纤维绳的光纤倾斜振动双参量传感器性能指标测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于飞秒激光直写技术的光纤IFPI在动态应变测量的研究 |
| 6.1 基于飞秒激光直写技术的光纤IFPI概述 |
| 6.2 基于飞秒激光直写技术光纤REIFPI原理 |
| 6.2.1 飞秒激光材料改性与纳米光栅缺陷形成的机理 |
| 6.2.2 基于飞秒激光直写技术的REIFPI干涉原理 |
| 6.3 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI制作 |
| 6.4 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI动态应变测量实验装置 |
| 6.5 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI动态应变测量实验测试 |
| 6.5.1 动态应变测量分辨率 |
| 6.5.2 频率响应 |
| 6.5.3 动态测量性能 |
| 6.5.4 高温环境下的动态应变测量 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）光载射频系统信号处理以及光纤传感器相关技术研究（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 RoF技术发展现状 |
| 1.2.2 光纤声波传感技术发展现状 |
| 1.3 论文研究内容组织结构 |
| 第二章 RoF链路下基于RF调制电压控制的单MZM新型RF信号生成方法 |
| 2.1 RoF系统 |
| 2.1.1 RoF系统简介 |
| 2.1.2 RoF系统分类与应用 |
| 2.1.2.1 RoF系统分类 |
| 2.1.2.2 RoF系统优点 |
| 2.2 RoF系统中的关键技术 |
| 2.3 RoF链路下基于RF调制电压控制的单MZM新型RF信号生成方法 |
| 2.3.1 系统模型和理论分析 |
| 2.3.2 仿真设置和结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于概率整形的智能波段选择自适应RoF通信方案 |
| 3.1 基于IQ调制器的RoF系统 |
| 3.1.1 IQ调制器 |
| 3.1.2 基于IQ调制器的RoF系统模型 |
| 3.1.3 基于IQ调制器的RoF系统下行链路 |
| 3.2 智能波段选择自适应 |
| 3.2.1 同频干扰 |
| 3.2.2 智能选择自适应 |
| 3.3 基于概率整形的智能波段选择自适应RoF通信系统方案 |
| 3.3.1 方案设计 |
| 3.3.2 性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于π/2正交相位板的光纤声波传感方法研究 |
| 4.1 基于π/2正交相位板的光纤声波传感基本原理 |
| 4.2 光纤声传感器振动膜性能仿真 |
| 4.3 基于π/2正交相位板的光纤声波传感研制方法 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 光纤声波传感器性能响应 |
| 4.4.2 光纤声波传感器的灵敏度和最小可测声压 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 短腔长干涉技术低温度交叉干扰方法研究 |
| 5.1 短腔长干涉技术低温度交叉干扰方法基本原理 |
| 5.2 温度稳定性性能分析 |
| 5.3 短腔长干涉技术低温度交叉干扰方法实验测试 |
| 5.4 其它因素短腔长干涉技术低温度交叉干扰方法影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
四、高速Fabry-Perot激光二极管（论文参考文献）
- [1]基于超快光学技术的实时测量系统研究[D]. 白卓娅. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]多程吸收增强型光纤光声气体传感技术研究[D]. 张博. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用[D]. 黄致远. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究[D]. 冯嘉双. 西安工业大学, 2021(02)
- [5]双段光楔式非扫描相关解调技术研究[D]. 寇琬莹. 西安工业大学, 2021(02)
- [6]SiC法珀腔传感器腔长解调技术研究[D]. 张瑶. 西安工业大学, 2021(02)
- [7]外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究[D]. 胡春霞. 西南大学, 2021(01)
- [8]基于Fabry-Perot腔的高精度MEMS加速度传感器[D]. 花翔. 合肥工业大学, 2021(02)
- [9]光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究[D]. 杨洋. 大连理工大学, 2020(01)
- [10]光载射频系统信号处理以及光纤传感器相关技术研究[D]. 饶俏萌. 北京邮电大学, 2020(05)