一、Splicing on Condensed Photonic Crystal Fiber Using CO_2 Laser（论文文献综述）
朱松[1]（2020）在《功能化的氧化硅光学微腔及其应用研究》文中认为氧化硅材料由于光学吸收系数较低且易于加工,是制备超高品质因子（Quality factor,Q）微腔的理想材料。氧化硅回音壁模式光学微腔具有超高Q值和小模式体积,在高灵敏度传感、微型激光器、非线性光学、腔光力学和腔量子电动力学等领域有广阔的应用前景。然而,氧化硅微腔在应用上也存在一些挑战:在掺铒氧化硅微腔方面,如何进一步提升其Q值;在氧化硅微腔的调控性能方面,如何在保持其超高Q值的同时实现高效调控。本文研究了功能化的氧化硅回音壁模式微腔,实现了高效的全光调控,拓展了其在微型激光器、非线性光学等领域的应用。研究内容主要包括:超高Q氧化硅微瓶腔的全光调控及其中可控的电磁诱导透明效应;基于超高Q掺铒微瓶腔的可调谐微型激光器;基于功能化微瓶腔的低阈值、可调谐布里渊和拉曼微型激光器;混合微球腔中可控的光学频率梳;基于光流环形谐振腔的偏振分束器和磁场传感应用。论文具体研究内容如下:（1）基于四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒非常强的光热效应,实现了超高Q氧化硅微瓶腔的全光调控。由于回音壁模式远离Fe3O4纳米颗粒分布区域,在调控过程中微腔可以保持超高Q值,该结构实现了85.9 GHz（0.68 nm）的调谐范围。通过进一步优化微腔结构,使之带有球形末端,可以将更多纳米颗粒包覆在微瓶末端区域。该器件结构简单且稳定,实现了282.32 GHz（2.25 nm）的调谐范围。基于耦合的可调谐混合微瓶腔实现了可控的电磁诱导透明效应,获得了2.3 MHz的诱导透明窗口,电磁诱导透明线型整体位移了71.52 GHz。（2）提出了一种新型铒离子掺杂工艺,避免了微腔表面产生裂纹和缺陷,获得了超高Q掺铒微瓶腔。通过改进Fe3O4纳米颗粒包覆工艺,使纳米颗粒包覆区域更加可控。该制备工艺简单且重复率高,掺铒微瓶腔Q值高达5.2×107,明显优于传统的溶胶-凝胶法实现的Q值。由于Q值超高,基于非谐振泵浦,该器件实现了1.65 m W的激光阈值。由于其调谐性能优异,激光波长调谐范围高达4.4 nm。此外,基于受激布里渊散射和受激拉曼散射,实现了低阈值的可调谐布里渊和拉曼微型激光器,激光波长调谐范围分别为2.68 nm和2.32 nm。（3）基于功能化的氧化硅微球腔实现了可控的克尔与拉曼-克尔光频梳。Fe3O4纳米颗粒包覆区域与回音壁模式的模场区域没有交叠,因此不会影响回音壁模式的Q值和群速度色散,同时,控制光沿支撑光纤传输到微球末端区域能被纳米颗粒高效吸收。在直径248μm的微球腔中实现了0.42 m W的超低阈值参量振荡,并实现了可控的克尔光频梳产生。然后以拉曼光作为辅助光,在直径139μm的微球腔中实现了光谱宽度为164 nm的拉曼-克尔光频梳,所需泵浦功率仅为954μW,光频梳梳齿的调谐范围为2.67 nm。（4）基于光流环形谐振腔实现了偏振分束和磁场传感应用。基于光流环形谐振腔的双折射效应提出了一种光流可调的偏振分束器件,在直通端和下载端分别获得了38 d B和20 d B的消光比。此外,通过流体置换有效地调谐其谐振波长,实现了7.02nm的调谐范围。纳米磁流体具有良好的磁控折射率特性,通过将纳米磁流体填充进光流环形谐振腔的流体通道实现了磁场传感应用,其传感灵敏度可达到75.7 pm/m T。
张斌[2]（2020）在《用于双正交光源的摇摆滤波器设计和制作研究》文中进行了进一步梳理光源是光学通讯和光学传感的核心器件,常见的宽谱光源有LED光源、SLD光源、ASE光源等,然而这些宽谱光源不具备偏振特性,需要在光源后衔接偏振器获取具有偏振特性的光,这种偏振光往往会因为光源的不稳定导致光谱的改变。本文以光纤摇摆滤波器为核心器件,设计了一种二维正交偏振光源,使得常见的宽谱光源能够输出两束光谱强度正交且偏振方向正交的光,这两束光互相补偿,兼具滤波的效果,能够由一束光的变化而测得另一束光的变化。本文对摇摆滤波器进行了深入研究,通过探究摇摆滤波器的基本原理、双折射光纤对摇摆滤波器的影响,设计了双峰和多峰的摇摆滤波器;以此为基础,设计了一种二维正交偏振光源,并搭建了摇摆滤波器的制作平台,制备了摇摆滤波器,探究了在制备过程中摇摆滤波器的几种误差来源。本文的研究内容主要包括以下几个方面:一、通过对光纤摇摆滤波器的研究,分析了摇摆滤波器各个参数对光谱的影响,并设计了摇摆滤波器的旁瓣抑制函数;通过对不同种类双折射光纤的研究,分析了高阶摇摆滤波器的光谱特性。二、以摇摆滤波器为基础,通过对双折射光纤色散的研究,设计了以边孔光纤为载体的双峰摇摆滤波器,通过对摇摆滤波器相移的研究,设计了π相移双峰摇摆滤波器;介绍了两种摇摆滤波器的拼接方式,以并联和串联的方式设计了多峰摇摆滤波器;以双峰摇摆滤波器和多峰摇摆滤波器为核心器件,设计了一种二维正交光源。三、搭建了摇摆滤波器制作平台,分别对摇摆滤波器制备过程中整体的周期长度误差、角度旋转误差进行了分析,其次对熔融区域角度变化、熔融区长度变化以及熔融区损耗对光谱的影响进行了分析;最后制作了摇摆滤波器,对摇摆滤波器的光谱进行了分析。
关哲[3]（2018）在《太阳光泵浦固体激光器及应用的研究》文中研究说明太阳能以其资源丰富、使用清洁和储量巨大等特点,成为人类未来的主要新型能源之一。太阳光泵浦激光器是一种将太阳光直接转换成激光的装置,具有系统结构简单,能量转换环节少,能量传递效率高,使用寿命长等优点,适合在无人值守的空间系统中应用。论文在充分调研了国内外太阳光泵浦激光技术的基础上,对太阳光泵浦激光振荡技术、太阳光泵浦激光放大技术和太阳光泵浦多频激光输出技术进行了深入的理论分析和仿真研究。分析了太阳光泵浦激光器能量转换效率的影响因素和激光增益介质的温度特性。实验研究了太阳光泵浦激光振荡器、太阳光泵浦激光放大器和太阳光泵浦多频激光器,最后提出了基于太阳光泵浦激光技术的自由空间光通信系统整体方案,搭建地面演示系统并进行了实验研究。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）研究了太阳光泵浦激光振荡技术理论模型,给出了太阳光泵浦激光振荡器的系统结构和基本组成。建立了基于光线追迹软件Trace Pro@的太阳光泵浦系统模型和基于有限元分析软件LASCAD@的激光谐振腔模型,为太阳光泵浦激光器的优化设计提供理论依据。以进一步提升激光器收集效率和输出光束质量为目标,对热效应问题进行了分析和研究。（2）开展了基于菲涅尔透镜会聚系统和抛物面反射镜会聚系统的太阳光泵浦激光振荡器实验研究,设计了液体光波导透镜、螺纹工艺晶体棒和键合型Nd:YAG/YAG晶体等优化方案。在地面太阳光辐射功率密度980W/m2的条件下,获得了目前国内外最高收集效率指标32.1W/m2的连续1064nm激光输出。（3）以激光谐振腔的纵模选择理论为依据,推导了激光器输出纵模个数与激光增益介质参数的关系。建立了基于Tracepro@和LASCAD@的微片激光器仿真模型,分析了增益介质内泵浦光的分布与吸收情况,研究了微片激光器的热效应、泵浦阈值功率和输出特性等。分别搭建LD泵浦和太阳光泵浦多频激光器系统,实验验证了激光器频率个数可控输出,分别获得了线宽16KHz的单频激光输出、频差约74.4GHz的双频激光输出和频差约34.3GHz的三频激光输出。（4）研究了太阳光泵浦激光放大器理论模型,数值分析了基于Nd:YAG激光增益介质的放大器阈值功率和系统增益。设计了键合型YAG/Nd:YAG/YAG激光放大器增益介质,对太阳光泵浦激光放大器系统的理论增益进行了计算并对影响增益的热效应问题进行了分析。搭建了太阳光泵浦YAG/Nd:YAG/YAG激光放大器实验系统,进行了激光放大器的实验研究。（5）开展了太阳光泵浦激光器的应用研究,研制适用于空间光通信系统的低阈值、高效率、高质量太阳泵浦激光振荡器,搭建自由空间激光通信系统,实现了速率不低于125Mbps、误码率低于10-6的高清视频信号实时传输,完成了基于太阳光泵浦激光振荡器的自由空间光通信地面演示实验。
汪银风[4]（2016）在《基于马赫—曾德尔干涉的光子晶体光纤传感器的研究》文中指出光子晶体光纤因其独特的结构特性和导光原理在光纤传感领域越来越被广泛应用,因此,对实用新型光子晶体光纤传感器的研究对于其在各种领域中更加便捷低成本的应用有着非常重要的意义。本文主要围绕基于马赫-曾德尔模间干涉的光子晶体光纤传感器进行其特性研究。本文主要内容及创新点如下:（1）综述了光纤传感器的发展和应用概况,介绍了其工作原理、分类和应用领域;介绍了马赫-增德尔干涉仪（MZI）光纤传感器的国内外研究和发展情况;介绍了光子晶体光纤（PCF）的结构、特性和分类,并概述了其在光纤传感器领域的发展和应用情况。（2）概述了对光子晶体光纤的接续有影响各种因素,其中较详细的介绍了电弧熔接方法;综述了了折射率引导型光子晶体光纤（TIR-PCF）、空心光子带隙光纤（HC PBG-PCF）、全固体光子带隙光纤（AS PBG-PCF）三种光子晶体光纤在不同熔接参数下熔接产生的不同结构,并结合它们各自的结构特性分别分析了原因。（3）根据MZI的工作原理,结合TIR-PCF的结构特性,提出了一种双微腔MZI PCF传感器,它主要用于折射率（RI）测量;实验结果表明,当双微腔MZI PCF传感器的第一个微腔的径向尺寸越大时,传感器的RI灵敏度越大,第一个微腔的径向尺寸是44.6μm时,RI敏度可达244.16nm/RIU,比直接熔接一段TIR-PCF的MZI传感器的RI灵敏度68.69nm/RIU大了3.55倍;同时这种传感器对温度是不敏感的,温度灵敏度仅为0.005nm/℃;综上所述,这种传感器制作方法简单,结构鲁棒性好,并且灵敏度也较高,将会在化学溶液折射率测量方面有良好的应用前景。（4）基于MZI的基本原理,以及AS PBG-PCF的结构特性,提出了一种拼接型AS PBG-PCF MZI光纤传感器用于温度测量;实验结果表明,这种AS PBG-PCF MZI光纤传感器的应变灵敏度仅为1.19 pm/με,而其温度灵敏度达到了70.03pm/℃,并且这种传感器制作简单、鲁棒性好、温度灵敏度高,因此,它在温度测量中有良好的应用前景。
侯峙云[5]（2013）在《新型中红外空芯光纤的制备及其性能和应用研究》文中提出本文首先回顾了红外传能光纤的发展史，尤其是对用于传输波长10.6μm的CO2激光空芯氧化物介质光纤的探索与发展现状进行了论述。从理论上分析了衰减全反射（ATR）光纤在中红外波段折射率nr<1的特征，通过射线理论和光纤理论阐述Ge/GeO2双层介质膜空芯光纤的传输机理，运用光子带隙理论设计并制备出微结构空气孔为包层的Ge/GeO2双层介质膜空芯光纤，改进了MCVD与拉丝一体化的工艺及设备，发展了相应的制备技术，并针对其在医疗诊断和工艺加工等方面进行了应用研究。从理论上分析了氧化物材料在中红外波段nr<1的特征，利用K-K关系，并通过实验测出材料正入射反射谱，由此计算出在反常色散区的复折射率n+ik。应用光子晶体的带隙理论，设计并制备出具有光子带隙效应和nr <1机理的带有光子晶体光纤结构的空芯传能光纤。采用改进的化学气相沉积（MCVD）方法与拉制一体化技术进一步制备出纯GeO2膜的空芯光纤，通过氧化还原反应，将部份多晶态GeO2介质膜还原成富Ge层，由此成功地制备出以超微结构的多晶态GeO2为基的双层介质膜空芯传能光纤，同时进行了多种状态下的损耗测试。采用紫外光（UV）固化法在空芯传能光纤的外表面涂覆硅胶，以加强光纤的机械强度和柔软性。另外，本论文还采用Auastar360FTIR红外光谱仪以及KYKY-2800型扫描电镜等设备对制备的光纤样品进行了性能检测和实验分析。实验结果表明：用改进的MCVD与拉丝一体化设备拉制中红外传能光纤具有非常好的光学特性。提出测量传输CO2激光能量光纤的能量分布的新实验方案，首次使用针孔扫描法、热敏直接曝光法。通过实验比较，得到了热敏直接曝光法效果较好，并根据光斑的照射时间绘制出了光纤输出光模式的变化。本论文还对具有自主知识产权的光纤双透镜、三透镜聚焦系统进行了设计，并通过实验研究了由不同透镜组成的光学系统对光束聚焦及缩束作用的影响。将已制备的新型结构的中红外传输CO2激光能量光纤用于医疗临床开展实验。通过研制“带光纤的CO2激光治疗机”应用于腹腔手术说明了光纤所具有的独特优势，也为腹腔镜进入人体进行微创手术提供了前期准备。同时，还利用自主研制的新型中红外光纤配合医学红外光谱仪在生物体表进行检测，经光谱检测分析，该光纤可传输波长为312μm，并且中间没有出现大的吸收峰，完全达到了临床使用的要求。
林锦海,张伟刚[6]（2010）在《光纤耦合器的理论、设计及进展》文中提出系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。
席涛[7]（2020）在《孔助少模光纤特性及应用研究》文中研究表明光纤作为光的传导工具,由于其损耗低、质量轻,抗干扰能力强及成本低等特点,已经从传统的光通信扩展到工业的各个领域并且在一些高端产业起到不可代替的功能。目前,微结构光纤针对其自身性能衍生出一批高性能,多参量测量的光纤器件。目前基于空气孔辅助的光纤得到研究人员的广泛关注,空气孔辅助光纤制备的光纤传感器对高温,高压及二维弯曲等传感特性就有较高的灵敏度。本课题主要研究了空气孔辅助的少模光纤包层内空气孔的数量、位置对于光纤传输特性的影响,以及基于三孔光纤制备长周期光纤光栅的制备方法和对其应力、扭转、温度、弯曲、折射率等传感特性测量。针对孔助少模光纤的耦合机制和传感特性,我们从理论和实验方面对其做出一系列的探究工作:1.利用Matlab和Comsol等仿真软件,构造孔助少模光纤模型,研究其导光机制。同时对于孔助少模光纤包层内内空气孔数量和间距对其光束传输特性的影响进行分析,包括模场直径、电场分布、有效折射率等;2.搭建压力辅助二氧化碳激光写直法的光纤光栅制备平台,该装置可通过控制外源性气压泵来实现周期性形变光纤光栅的制备。3.利用压力源向孔助少模光纤内充气的同时激光器周期性放光加热熔融光纤,制备成膨胀性光纤,两端焊接普通单模光纤形成膨胀型长周期光纤光栅,并且对温度,扭转,弯曲,轴向应力等外界环境参量进行了实验验证。4.利用真空气压源对孔助少模光纤抽气,使光纤空气孔内处于负压状态,激光器周期性放光加热制备塌缩型光纤,光栅两端焊接普通单模光纤形成塌缩型长周期光纤光栅,并且对轴向应力,弯曲,温度、扭转和折射率等外界环境参量进行实验研究。本文主要对实验室自制的孔助少模光纤光栅进行理论分析,同时,基于三孔少模光纤制备了塌缩型长周期光纤光栅和膨胀型长周期光纤光栅,通过实验来验证了两种不同类型光栅对于环境参量的响应,验证了该类型的光栅可作为不同类型的传感器,广泛应用于光纤传感和光纤通信领域。
李平[8]（2021）在《基于偏芯与线性阵列多芯光纤的传感器件研究》文中研究表明随着科技进步,物联网高速发展,从生产加工到物流汇通,从精细控制到全球物联,从医疗检测到国家安防,对信息获取的需求正向多元化发展。光纤传感器具有灵敏度高、响应速度快,稳定性好、能适应恶劣环境等优点,在工程领域已经得到了广泛的应用。传统光纤传感器已经无法满足低串扰、高集成和多功能的需求,提出新型光纤传感器件成为的应用研究的热点。本文开展的工作是利用特种光纤在模式、结构等方面的多样性,提出了多种功能各异的光纤传感器,从理论和实验的角度对其传感特性进行了深入研究,并探索了纤内集成传感。本论文的主要工作包括:1、研究基于偏芯少模光纤的芯模-芯模型Mach-Zehnder干涉仪的传感特性。利用光纤错位熔接技术同时激发少模光纤纤芯中的LP01与LP11模式,并利用光纤腐蚀技术减弱了包层模式的激发,实现纤芯内LP01模与LP11模的模式干涉。与同种光纤构建的芯模-包层模干涉仪相比,芯模-芯模型双模干涉仪具有更高的折射率灵敏度和较低的温度灵敏度。当折射率在1.335～1.400范围内时,该干涉仪的平均折射率灵敏度为1300.4nm/RIU,在环境折射率约为1.400时可达2565.2 nm/RIU。当温度在20°C～200°C范围内时,温度灵敏度仅为-9.6 pm/°C。该芯模-芯模型Mach-Zehnder干涉仪可以实现低温度串扰的高灵敏度折射率传感器。2、研究基于少模孔助偏芯光纤的Mach-Zehnder干涉仪的传感特性。仿真分析了孔助偏芯光纤空气孔中填充和未填充液体两种情况下的模式激发特性,确定了两种情况下构成Mach-Zehnder干涉仪的最佳耦合错位熔接距离,并对其折射率传感及温度传感特性进行了仿真分析和实验验证。由于空气孔的存在,孔助偏芯光纤少模干涉仪可用作低温度串扰的光纤微流通道折射率传感器。提出了基于孔助偏芯光纤的弯曲补偿型长周期光纤光栅。利用光纤错位熔接技术使孔助偏芯光纤纤芯在光纤径向反方位熔接,在熔接点两侧对称地写入长周期光栅。由于径向弯曲熔接点两侧的光栅具有完全相反的弯曲响应,因此具有抗弯效应,弯曲灵敏度仅为0.47 nm/m-1,在温度30°C～210°C,该结构对温度响应灵敏度约为55 pm/°C。基于少模孔助偏芯光纤的Mach-Zehnder干涉仪折射率传感器可作为一种抗弯型温度传感器。3、研究基于线性阵列5芯光纤的Mach-Zehnder干涉仪传感特性。对线性阵列5芯光纤超模的模间干涉进行了研究。芯模间的干涉对轴向应变和曲率变化不敏感,芯模和包层模间的干涉对垂直于纤芯排列方向的应变和弯曲非常敏感,应变和弯曲灵敏度分别为-0.8 pm/με和10.37 nm/m-1。所提出的Mach-Zehnder干涉仪能够利用不同的模式干涉实现对不同物理参量的传感。4、研究基于双周期线性阵列6芯光纤的布拉格光栅的传感特性。讨论了异质双周期线性阵列6芯光纤的超模特性,两组不同尺寸的纤芯形成两个独立的超模群,并在6个纤芯上分别刻写了布拉格光栅。每个纤芯内布拉格光栅的温度灵敏度约为10 pm/°C,轴向应变灵敏度约为1 pm/με。所提出的异质双周期线性阵列6芯光纤可以将不同谐振波长的布拉格光栅集成到同一平面。
董志鹏[9]（2020）在《基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生》文中指出近十几年来,光纤激光器由于其紧凑的结构、良好的散热性、优越的稳定性和较低的成本等优点,在科研、医学和工业领域具有十分广阔的潜在应用远景,其中高功率超短脉冲光纤激光器和矢量光束激光器更是广大科研人员研究的热门方向。实现高功率超短脉冲输出的方法通常采用啁啾脉冲放大技术（Chirped Pulse Amplification,CPA）,该技术不仅可以避免脉冲发生非线性畸变和光损伤,与此同时可输出高功率、超短脉冲、高光束质量,因此运用CPA技术极大地促进了光纤激光器的输出功率的提高。CPA系统主要包括:种子源激光、脉冲展宽器、光放大器、脉冲压缩器,其中,种子源激光通常源自锁模激光器,而锁模技术的实现一般需要用到可饱和吸收体,因此可饱和吸收体的可靠性对激光器运行稳定具有决定性的作用。虽然目前有许多材料可作为可饱和吸收体,例如:石墨烯、二硫化钨、碳纳米管、黑磷、半导体可饱和吸收镜等,然而这些材料通常存在造价高、损伤阈值低、易潮解等缺点,因此严重影响激光器运行稳定性。综上所述,寻找一种稳定、廉价、易制作的可饱和吸收体材料就具有非常重要的意义。基于多模干涉原理的单模光纤-多模渐变光纤-单模光纤（SMS）结构作为可饱和吸收体,具有高稳定性、成本低、结构紧凑的优势。然而在SMS结构中,多模渐变光纤的长度需要严格控制,使其满足干涉条件,其长度精度在数十微米量级,这在实际操作过程中较难实现。因此,若想利用SMS结构作为可饱和吸收体,还需解决多模光纤的长度限制的问题。矢量光束与传统光束的主要区别在于矢量光束的光场存在孤立奇点,且横向光场为中空强度分布。按照其所携带的奇点类型可以分为两类,携带偏振奇点的称为柱矢量光束（Cylindrical Vector Beams,CVBs）,携带相位奇点的称为轨道角动量光束（Orbital Angular Momentum,OAM）。由于矢量光束独特的偏振和相位特性,使得其在光镊、表面等离子激发、超高分辨率成像、光通信等领域具有重要运用。通常矢量光束是在普通少模光纤中产生和传输,然而由于普通少摸光纤模式间的有效折射率相差很小,导致模式间的串扰十分严重,矢量光束不能稳定传输。因此如何产生稳定、紧凑、高效率、高纯度的矢量光束是一个十分值得探索的问题。本文首先介绍了超短脉冲激光器的应用、锁模技术产生超短脉冲的原理、SMS结构作为可饱和吸收体的原理以及制作过程、CPA技术的原理,并结合数值模拟结果,解决SMS作为可饱和吸收体时多模光纤的长度限制。其次,介绍了矢量光束光纤激光器的应用、常见产生方式、光纤耦合理论以及少模保偏光纤中的模式分布,并以此为基础,提出了利用保偏光纤解决普通光纤中模式串扰问题,以达到稳定、高效的矢量光束输出的目的。本论文的主要研究工作与成果如下:1.利用多模干涉原理,在单模光纤-多模渐变折射率光纤-单模光纤结构（SMS）中实现了可饱和吸收效应,并提出了一种解决SMS结构中的多模光纤长度限制问题的方法。通过利用两种不同芯径错位拼接,可以有效解决SMS结构中多模光纤的长度限制。通过改变两段多模光纤间的错位偏移量,可以有效调节可饱和吸收体的调制深度。基于这种方案,制作了调制深度为15.28%的可饱和吸收体,并搭建了一台全光纤的锁模激光器。2.基于多模干涉原理与非线性偏振旋转的混合锁模原理搭建了一台光纤激光器,通过混合锁模机制有效地提高了激光器的稳定性同时压缩了脉冲宽度。3.研究了一种基于多模干涉的逆可饱和吸收效应的锁模方型脉冲光纤激光器,通过调节偏振控制器,可以输出方形脉冲和h型脉冲,并利用本研究组提出的简易啁啾测量装置,探究这两种脉冲的啁啾特性。该激光器可以分别输出最大脉冲能量为0.14 μJ和23.8 nJ的方形和h型脉冲。4.基于啁啾脉冲放大技术,使用啁啾光纤光栅和闪耀光栅分别作为脉冲展宽器和脉冲压缩器,实现了全光纤结构的高功率超短脉冲激光系统,可输出平均为4.7 W,脉冲宽度为1.6 ps的超短脉冲。5.设计一种全保偏光纤结构的OAM光束激光器,利用保偏光纤可以有效解决模式串扰问题,同时具有免调试、高稳定性的特点,可输出平均功率为83 mW,纯度为93.6%、±1阶的OAM光束激光。6.设计一种基于模式叠加原理的全保偏光纤TM01模式的柱矢量激光器,该激光器具有免调试、高稳定性、有效减小模式串扰问题等优点,可输出功率为19.20 mW,纯度为91.8%的柱矢量光束。本文创新点:1.提出了利用多模光纤错位偏置解决SMS结构中多模光纤的长度限制,并通过调节偏置位移长度可有效调节可饱和吸收体的调制深度。2.利用多模干涉中的逆可饱和效应实现了多形状的锁模脉冲输出,并分别测量脉冲的啁啾特性。3.设计了一种基于非线性偏振旋转和多模干涉效应原理的混合锁模激光器,有效地提高了激光器的稳定性和输出脉冲的宽度。4.设计了一种基于模式叠加原理的全保偏光纤结构的矢量光束激光器,可以输出高纯度、高稳定性的矢量光束。
毛倩楠[10]（2020）在《过渡金属离子掺杂宽带近中红外发光材料的研究》文中研究表明因为光纤通讯具有传输频带宽、通信容量大、传输损耗低、重量轻、抗电磁干扰性能强、抗腐蚀能力强、保密性强等诸多优势,所以自从光纤诞生以来就被广泛应用到信息传输领域,我国家战略中“宽带中国”的核心任务就是加快建设超宽带光纤通讯网络。光纤放大器是实现超远距离传输的光纤通讯网络中的重要组成器件,其可放大补充信号的波长和带宽取决于内置增益材料。因为中红外波段具有高大气透过率和生物组织吸收特性,使得中红外激光在无创医学诊断、工业过程控制、环境监测、大气感应和自由空间通信,石油勘探,以及众多的国防相关（如红外对抗、弹药处置监测等爆炸危险的隔离检测）领域应用广泛,而中红外激光器的主要工作物质就是具有中红外发光特性的材料。因此开发具有超宽带发光性能的材料来实现近中红外超宽带发光性能的应用变得极为迫切。本论文中我们以过渡金属离子掺杂微晶玻璃和复合玻璃为主要研究对象,针对拓宽过渡金属离子近中红外发光波段带宽的问题,选择具有代表性的过渡金属离子Ni和Cr作为发光中心,采用微晶玻璃材料设计-结构性能表征-光学性能表征及调控-应用演示探索的研究路线展开研究。通过热处理制度对微晶玻璃的微晶相种类、晶体场强度和所掺杂过渡金属离子种类的合理调控,实现了过渡金属离子掺杂微晶玻璃的发光峰位和带宽的可控调节。本文的研究内容主要围绕以下五个方面:（1）制备Ni2+离子掺杂Li2O-Al2O3-Si O2氧化物微晶玻璃,探究Ni2+离子掺杂的硅酸盐微晶玻璃体系中,随着微晶结构、掺杂浓度和玻璃组分的改变,其宽带发光的变化规律,实现对其宽带发光中心位置的调节,并且通过实验论证制备该组分微晶玻璃光纤的可行性;（2）研究了新型氟硅酸盐微晶相,通过组分调整使其在20Rb F-20Cd F2-60Si O2和20CsF-20Cd F2-60Si O2玻璃体系中析出。为了获得靠近中红外的宽带发光特性,选择将Ni2+离子掺杂入声子能量较低的氟硅酸盐体系基质玻璃中,析出含有新型氟硅酸盐晶相Rb2Si F6和Cs2Si F6的透明微晶玻璃,并对其析出的微晶结构和光学性能进行表征,分别在1520 nm和1540 nm附近获得了宽带发光,发光强度随微晶相的析出逐渐增强。并且通过实验探究了过渡金属掺杂浓度和热处理制度变化对发光性能的影响,结果表明,受发光离子浓度淬灭效应等原因的影响,发光强度随温度和浓度的增加呈现先增强后减弱的趋势;（3）完成新型近中红外波段宽带发光氟硅酸盐光子微晶玻璃的制备和实验测试。证明KF-Cd F2-Si O2微晶玻璃体系中纳米晶相的种类可以受热处理温制度的影响。通过控制热处理温度在微晶玻璃中实现了多种晶相的析出,并且通过进一步调节不同微晶相的相对含量,实现了发光覆盖1200-2400 nm波段的平坦宽带发光,半高宽达到了605 nm;（4）除了微晶玻璃之外,还探究了过渡金属离子掺杂荧光粉与玻璃复合而得的复合玻璃的发光性能。制备Cr2+:Zn S荧光粉复合的硼磷酸盐玻璃复合材料（CZPB）,该复合材料在1700-2900 nm范围内表现出中红外波段的宽带发光,最大半高宽的值（FWHM）约为690 nm,保留了Cr2+:Zn S荧光粉的发光特性。在非硫系玻璃体系中获得了Cr2+离子在中红外波段的宽带发光。此外,该材料还可以在保留Cr2+:Zn S荧光粉中红外宽带发光现象的情况下加工成玻璃光纤,并对其光纤结构和元素分布进行详细的表征,证明该复合材料存在光纤化的可能性;（5）制备出基于过渡金属离子掺杂的微晶玻璃和微晶玻璃光纤的梯度光学活性材料。发现这些玻璃和玻璃光纤对热处理温度场敏感,在不同温区表现出不同的光学特征,包括中心波长以及不同荧光峰强度比的规律性变化,结合材料结构与光谱分析解释了其梯度结构的形成和对应光学响应的机理。基于该类材料对温度的光学响应,可以用来指示温度并且可以满足特殊应用条件的需要,例如复杂结构器件和复杂温度分布等。此外,表征该类材料在电场和激光作用后的光学响应并探索其应用,发现这种材料在不同区域同样表现出不同的光学特性,在可视化探测方面也具有潜在应用价值。
二、Splicing on Condensed Photonic Crystal Fiber Using CO_2 Laser（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、Splicing on Condensed Photonic Crystal Fiber Using CO_2 Laser（论文提纲范文）
（1）功能化的氧化硅光学微腔及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 回音壁模式光学微腔的研究背景 |
| 1.2 氧化硅微腔的类型 |
| 1.3 氧化硅微腔的典型应用 |
| 1.4 功能化氧化硅微腔的研究进展 |
| 1.5 本论文的研究内容及其创新点 |
| 2 回音壁模式微腔的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微纳光纤基本特性 |
| 2.3 回音壁模式微腔的理论模型 |
| 2.4 微纳光纤与回音壁模式微腔的耦合模理论 |
| 2.5 回音壁模式微腔的基本参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 超高Q氧化硅微瓶腔的全光调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超高Q氧化硅微瓶腔的全光控制 |
| 3.3 多参量可控的电磁诱导透明效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于功能化氧化硅微瓶腔的可调谐微型激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于超高Q掺铒微瓶腔的可调谐激光器 |
| 4.3 基于功能化氧化硅微瓶腔的可调谐布里渊和拉曼激光器 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于功能化氧化硅微球腔的可控光频梳产生 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件制备和色散特性 |
| 5.3 可控的克尔光频梳与拉曼-克尔光频梳产生 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于光流环形谐振腔的偏振分束器和磁场传感 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 可调谐的光流偏振分束器 |
| 6.3 基于光流环形谐振腔的磁场传感 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词含义 |
（2）用于双正交光源的摇摆滤波器设计和制作研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤滤波器的分类与原理 |
| 1.2.1 干涉仪型光纤滤波器 |
| 1.2.2 光栅型光纤滤波器 |
| 1.3 光纤摇摆滤波器的研究进展 |
| 1.3.1 摇摆滤波器的制作方式 |
| 1.3.2 摇摆滤波器的应用 |
| 1.4 本文研究的目的和意义 |
| 1.5 本论文研究的主要工作 |
| 第2章 摇摆滤波器的传输特性 |
| 2.1 双折射器件的基本理论 |
| 2.1.1 双折射光纤的分类与原理 |
| 2.1.2 琼斯矩阵 |
| 2.2 摇摆滤波器的基本原理 |
| 2.2.1 Solc滤波器的两种形式 |
| 2.2.2 摇摆滤波器的理论分析 |
| 2.2.3 摇摆滤波器的旁瓣抑制分析 |
| 2.3 高阶摇摆滤波器的传输特性分析 |
| 2.3.1 高阶摇摆滤波器的原理 |
| 2.3.2 双折射光纤的色散特性 |
| 2.3.3 高阶摇摆滤波器的仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于摇摆滤波器的二维光源设计 |
| 3.1 双峰摇摆滤波器的研究 |
| 3.1.1 边孔光纤双峰摇摆滤波器 |
| 3.1.2 相移双峰摇摆滤波器 |
| 3.2 多峰摇摆滤波器的研究 |
| 3.3 二维正交偏振光源的设计 |
| 3.3.1 二维正交偏振光源结构图 |
| 3.3.2 二维正交偏振光源仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 摇摆滤波器的制作 |
| 4.1 摇摆滤波器制作平台 |
| 4.2 摇摆滤波器的设计仿真与误差分析 |
| 4.2.1 摇摆滤波器的角度误差分析 |
| 4.2.2 摇摆滤波器的周期长度误差分析 |
| 4.2.3 摇摆滤波器的熔融区误差分析 |
| 4.3 摇摆滤波器的制作与光谱分析 |
| 4.3.1 摇摆滤波器实验仪器介绍 |
| 4.3.2 摇摆滤波器实验制作过程 |
| 4.3.3 摇摆滤波器的光谱分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）太阳光泵浦固体激光器及应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳光泵浦激光器的研究背景及意义 |
| 1.2 太阳光泵浦激光器的应用前景 |
| 1.2.1 空间激光通信 |
| 1.2.2 激光途径空间太阳能电站 |
| 1.2.3 空间激光无线能量传输 |
| 1.3 太阳光泵浦固体激光器的研究进展 |
| 1.3.1 太阳光泵浦激光振荡器 |
| 1.3.2 太阳光泵浦多频激光器 |
| 1.3.3 太阳光泵浦激光放大器 |
| 1.4 本论文主要内容 |
| 第2章 太阳光泵浦固体激光器理论研究 |
| 2.1 固体激光增益介质 |
| 2.2 激光器能量转换研究 |
| 2.3 Nd:YAG激光器连续运转模型 |
| 2.3.1 激光速率方程 |
| 2.3.2 阈值功率和输出功率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 太阳光泵浦固体激光器系统建模 |
| 3.1 基于Trace Pro@的泵浦系统建模 |
| 3.1.1 太阳光源建模 |
| 3.1.2 会聚系统建模 |
| 3.1.3 光线追迹与体量分析 |
| 3.2 基于LASCAD@的激光器谐振腔建模 |
| 3.2.1 有限元分析 |
| 3.2.2 激光谐振腔建模 |
| 3.2.3 激光光束传输(BPM)运算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 太阳光泵浦激光振荡器研究 |
| 4.1 太阳光泵浦激光振荡器系统组成 |
| 4.1.1 会聚系统设计 |
| 4.1.2 激光增益介质热效应分析 |
| 4.2 菲涅尔透镜会聚太阳光泵浦激光振荡器实验研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 抛物面反射镜会聚太阳光泵浦激光振荡器实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 太阳光泵浦多频激光器研究 |
| 5.1 多频激光振荡理论 |
| 5.2 多频激光器系统设计 |
| 5.2.1 聚光系统 |
| 5.2.2 激光谐振腔 |
| 5.2.3 温控结构 |
| 5.3 多频激光器系统建模 |
| 5.4 微片型Nd:YAG多频激光器实验研究 |
| 5.4.1 LD泵浦Nd:YAG微片多频激光实验研究 |
| 5.4.2 太阳光泵浦Nd:YAG微片多频激光实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 太阳光泵浦激光放大器研究 |
| 6.1 太阳光泵浦激光放大器理论研究 |
| 6.1.1 放大器阈值分析 |
| 6.1.2 放大器增益 |
| 6.2 太阳光泵浦激光放大器系统设计与建模 |
| 6.2.1 激光放大器系统设计 |
| 6.2.2 激光增益介质温度特性研究 |
| 6.3 太阳光泵浦激光放大器实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 -太阳光泵浦固体激光器空间通信应用研究 |
| 7.1 基于太阳光泵浦激光振荡器空间光通信实验研究 |
| 7.1.1 太阳光泵浦激光振荡器设计 |
| 7.1.2 激光通信发射/接收机 |
| 7.1.3 空间光通信地面演示实验 |
| 7.2 太阳光泵浦激光放大器与多频激光器的通信应用概念设计 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 1 主要研究工作 |
| 2 主要创新点 |
| 3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）基于马赫—曾德尔干涉的光子晶体光纤传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器的综述 |
| 1.2.1 光纤传感器的基本原理及分类 |
| 1.2.2 光纤传感器的发展及应用 |
| 1.2.3 基于马赫-泽德干涉仪的光纤传感器研究现状 |
| 1.3 光子晶体光纤传感器 |
| 1.3.1 光子晶体光纤介绍与分类 |
| 1.3.2 光子晶体光纤传感器的发展及分类 |
| 1.4 本文研究内容及研究意义 |
| 第2章 光子晶体光纤的熔接特性研究 |
| 2.1 影响光子晶体光纤接续的因素 |
| 2.2 光子晶体光纤熔接过程 |
| 2.3 光子晶体光纤熔接产生的不同结构 |
| 2.3.1 折射率引导型光子晶体光纤的熔接 |
| 2.3.2 空芯光子带隙光子晶体光纤的熔接 |
| 2.3.3 全固光子带隙型光子晶体光纤的熔接 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双微腔马赫-曾德尔光子晶体光纤传感器 |
| 3.1 基于模间干涉的马赫-曾德尔光纤传感器基本原理 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 外界折射率传感机理 |
| 3.1.3 外界温度传感机理 |
| 3.2 双微腔马赫-曾德尔光子晶体光纤传感器的制作 |
| 3.3 双微腔马赫-曾德尔光子晶体光纤传感器的折射率特性 |
| 3.3.1 折射率测试的相关仪器装置和前期准备 |
| 3.3.2 折射率测试实验和结果及分析 |
| 3.4 双微腔马赫-曾德尔光子晶体光纤传感器的温度特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 全固光子带隙光纤马赫-曾德尔干涉仪传感器 |
| 4.1 全固光子带隙光纤的介绍 |
| 4.2 全固光子带隙光纤马赫-曾德尔干涉仪传感器的制作 |
| 4.3 全固光子带隙光纤马赫-曾德尔干涉仪传感器应变特性 |
| 4.3.1 马赫-曾德尔干涉仪传感器拉应变传感机理 |
| 4.3.2 全固光子带隙光纤马赫-曾德尔干涉仪传感器应变特性 |
| 4.4 全固光子带隙光纤马赫-曾德尔干涉仪光纤传感器的温度特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（5）新型中红外空芯光纤的制备及其性能和应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 光纤的分类及特点 |
| 1.2.1 按用途分类 |
| 1.2.2 按光纤材料分类 |
| 1.2.3 光纤按结构的分类 |
| 1.3 国内外发展情况 |
| 1.3.1 国内外空芯光纤的研究种类与进展 |
| 1.3.2 中红外空芯传能光纤的应用进展 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 创新结构红外光纤的理论基础 |
| 2.1.2 反常色散区 n、k 的测量与计算 |
| 2.1.3 用复折射率计算由空气界面任意角度入射的反射率 |
| 2.2 光子晶体及光子带隙型光子晶体光纤的理论 |
| 2.2.1 光子晶体及光子带隙 |
| 2.2.2 光子晶体光纤导光条件的研究 |
| 2.2.3 光子带隙型光子晶体光纤带隙结构的计算 |
| 2.3 ATR 型红外空芯传能光纤 |
| 2.3.1 双层介质膜的反射理论 |
| 2.3.2 中红外双层结构 Ge/GeO_2空芯光纤 |
| 2.3.3 空芯光纤传输损耗的理论计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 创新结构的红外空芯光纤的制备 |
| 3.1 GeO_2/Ge 双层介质膜的制备及特性研究 |
| 3.1.1 GeO_2膜的气相沉积机理 |
| 3.1.2 样品的检测与光学常数的计算 |
| 3.1.3 富 Ge 层的制备机理 |
| 3.1.4 Ge/ GeO_2性能检测及结果分析 |
| 3.2 应用光子带隙光纤的原理制备新型结构的光纤 |
| 3.3 创新型光纤的制备 |
| 3.3.1 光纤拉制工艺设计与流程 |
| 3.3.2 光纤传输能量和传输损耗的检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 中红外光纤光学特性的研究 |
| 4.1 中红外空芯光纤输出 CO_2激光的能量分布特性 |
| 4.1.1 测量能量分布采用的实验方法 |
| 4.1.2 光斑照射时间与模式的变化 |
| 4.1.3 在直线和弯曲状态下空芯传能光纤的模式特性 |
| 4.1.4 激光功率的稳定性 |
| 4.2 聚焦系统的设计与实验 |
| 4.2.1 激光光纤聚焦光路的设计实验 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.2.3 实验误差分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 新型红外光纤的应用研究 |
| 5.1 体表检测的红外光纤光谱仪装置 |
| 5.1.1 研究背景 |
| 5.1.2 红外光谱仪实验装置与光纤探头的设计方案 |
| 5.1.3 中红外空芯光纤传输特征谱的分析 |
| 5.2 应用情况 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）光纤耦合器的理论、设计及进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 光纤耦合器的发展历程 |
| 1.1 萌芽阶段 |
| (1) 物质基础——低损耗光纤问世 |
| (2) 理论依据——耦合模方程推导 |
| 1.2 早期阶段 |
| (1) 光纤耦合器雏形——光纤连接器 |
| (2) 光纤系统集成化基元——星型耦合器 |
| (3) 光纤定向耦合器问世——光纤定向耦合器出现 |
| (4) 光纤耦合器新思路——腐蚀锥形光纤耦合器 |
| (5) 光纤耦合器技术突破——熔融光纤定向耦合器 |
| (6) 光纤耦合器手工化——抛磨型光纤耦合器 |
| 1.3 发展阶段 |
| (1) 熔融与拉锥结合——熔锥形光纤耦合器 |
| (2) 抛磨法的成熟——抛磨型多模光纤耦合器 |
| (3) 封装腐蚀法——可调谐单模光纤耦合器 |
| (4) 光纤耦合器多芯化——双芯光纤耦合器 |
| (5) 化学汽相沉积法与熔锥法结合——保偏型熔锥光纤耦合器 |
| (6) 光栅和光纤耦合器结合——光纤光栅耦合器 |
| (7) 周期性微弯法——光纤模式耦合器 |
| (8) 抛磨法与熔融法结合——抛磨熔融耦合器 |
| (9) 多芯与单芯光纤耦合——混合型光纤耦合器 |
| (10) 保偏光纤新制作方法——新型保偏光纤耦合器 |
| (11) 特种光纤耦合器制作——塑料光纤活性耦合器 |
| (12) 光纤耦合器的小型化——熔锥微型光纤耦合器 |
| (13) 长周期光纤光栅间的耦合——长周期光纤光栅耦合器 |
| (14) 光子晶体光纤耦合器的问世——双芯光子晶体光纤耦合器 |
| (15) 布喇格光纤耦合器的出现——布喇格光纤耦合器 |
| (16) 非常规光纤耦合器——太赫兹光纤耦合器 |
| (17) 新型光纤光栅耦合器——超长周期光纤光栅耦合器 |
| 2 光纤耦合器类型及性能参数 |
| 2.1 光纤耦合器类型 |
| 2.2 光纤耦合器制作方法 |
| 2.3 光纤耦合器的性能参数 |
| (1) 插入损耗 (insertion loss) |
| (2) 附加损耗 (excess loss) |
| (3) 分光比 (coupling ratio) |
| (4) 隔离度 (isolation) |
| 3 光纤耦合器的理论分析方法 |
| 3.1 耦合模理论 |
| 3.1.1 耦合模方程 |
| 3.1.2 两根光纤耦合 |
| (1) 两根平行光纤耦合 |
| (2) 两根弯曲光纤耦合 |
| 3.1.3 光纤耦合器耦合系数 |
| 3.2 有效折射率法 |
| 3.2.1 基本思想 |
| 3.2.2 分析方法 |
| 3.3 有限单元法 |
| 3.3.1 基本思想 |
| 3.3.2 分析方法 |
| (1) 泛函公式 |
| (2) 三角形边单元 |
| (3) 有限单元离散 |
| 3.4 光束传播法 |
| 3.4.1 基本思想 |
| 3.4.2 分析方法 |
| (1) 光束传播方程 |
| (2) 全波方程 |
| 4 典型光纤耦合器结构及原理 |
| 4.1 2×2光纤耦合器 |
| 4.1.1 抛磨型2×2光纤耦合器 |
| (1) 制作方法 |
| (2) 调谐特性 |
| (3) 包层厚度测量方法 |
| 4.1.2 熔锥型2×2光纤耦合器 |
| (1) 工作原理 |
| (2) 影响因素 |
| 4.2 星型光纤耦合器 |
| 4.2.1 熔锥式星型光纤耦合器 |
| (1) 制作方法 |
| (2) 耦合特性 |
| 4.2.2 组合式星型光纤耦合器 |
| (1) 透射组合式星型光纤耦合器 |
| (2) 反射组合式星型光纤耦合器 |
| 4.2.3 其他类型的星型光纤耦合器 |
| 4.3 双包层光纤耦合器 |
| 4.3.1 抛磨型双包层光纤耦合器 |
| (1) 制作方法 |
| (2) 耦合特点 |
| 4.3.2 熔锥型双包层光纤耦合器 |
| (1) 制作方法 |
| (2) 耦合特点 |
| 4.4 空芯布喇格光纤耦合器 |
| (1) 耦合原理 |
| (2) 影响因素 |
| 4.5 单芯光纤与多芯光纤耦合器 |
| 4.6 长周期光纤光栅耦合器 |
| 4.6.1 2×2长周期光纤光栅耦合器 |
| (1) 耦合原理 |
| (2) 影响因素 |
| (3) 耦合特性 |
| 4.6.2 3×3长周期光纤光栅耦合器 |
| 4.7 光纤光栅耦合器 |
| 4.7.1 抛磨型光纤光栅耦合器 |
| (1) 包层型光纤光栅耦合器 |
| (2) 纤芯型光纤光栅耦合器 |
| 4.7.2 熔锥型光纤光栅耦合器 |
| (1) 工作原理 |
| (2) 光谱特性 |
| 4.8 光子晶体光纤耦合器 (PCFC) |
| 4.8.1 熔锥型光子晶体光纤耦合器 |
| 4.8.2 侧面打磨型光子晶体光纤耦合器 |
| 4.8.3 双芯光子晶体光纤耦合器 |
| (1) 折射率引导型双芯光子晶体光纤耦合器 |
| (2) 双芯光子带隙光纤耦合器 |
| (3) 混合型双芯光子晶体光纤耦合器 |
| (4) 掺杂型双芯光子晶体光纤耦合器 |
| 4.8.4 多芯光子晶体光纤耦合器 |
| (1) 超宽带同心光子晶体光纤耦合器 |
| (2) 液晶渗透型可调谐光子晶体光纤耦合器 |
| 4.9 混合型光纤耦合器 |
| 4.9.1 单模与空芯光纤形成定向耦合器 |
| (1) 耦合原理 |
| (2) 耦合特性 |
| 4.9.2 单模与高非线性光子晶体光纤形成定向耦合器 |
| 4.10 非线性光纤耦合器 |
| (1) 非线性光纤耦合器的原理 |
| (2) 非线性光纤耦合器的应用 |
| a. 连续波光开关 (CWOS) |
| b.孤子光开关 (SOS) |
| 4.11 宽带单模微光纤耦合器 |
| (1) 耦合器设计 |
| (2) 光谱特性 |
| 5 超长周期光纤光栅耦合器的设计与实验 |
| 5.1 超长周期光纤光栅的写制 |
| (1) 写制准备 |
| (2) 写制实验 |
| 5.2 超长周期光纤光栅耦合器设计与实验 |
| 6 新型光纤耦合器总结与展望 |
（7）孔助少模光纤特性及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 少模光纤发展与应用 |
| §1.3 孔助光纤及应用国内外研究现状 |
| §1.4 本课题的研究意义 |
| 第二章 孔助少模光纤的制备方法及理论模型 |
| §2.1 常见的光纤制备流程 |
| §2.2 孔助少模光纤制备 |
| §2.3 空气孔数量对光纤传输的影响 |
| §2.3.1 周期性折射率调制机理 |
| §2.3.2 周期性模场调制机理 |
| 第三章 长周期光纤光栅理论研究 |
| §3.1 长周期光纤光栅匹配条件 |
| 第四章 基于三孔少模光纤制备的塌缩型长周期光纤光栅 |
| §4.1 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.1.1 实验方案 |
| §4.1.2 确定实验参数 |
| §4.1.3 三孔少模光纤的结构 |
| §4.1.4 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.2 塌缩型长周期光纤光栅传感特性实验和分析 |
| §4.2.1 塌缩型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| §4.2.2 塌缩型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §4.2.3 塌缩型长周期光纤光栅的折射率传感特性研究 |
| §4.2.4 塌缩型光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §4.2.5 塌缩型长周期光纤光栅的弯曲传感特性研究 |
| 第五章 基于三孔少模光纤制备的膨胀型长周期光纤光栅 |
| §5.1 膨胀型长周期光纤光栅的制备 |
| §5.2 膨胀型长周期光纤光栅的传感特性实验和分析 |
| §5.2.1 膨胀型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §5.2.2 膨胀型长周期光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §5.2.3 膨胀型长周期光纤光栅的曲率传感特性研究 |
| §5.2.4 膨胀型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| 第六章:总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（8）基于偏芯与线性阵列多芯光纤的传感器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 特种光纤传感器研究现状 |
| 1.2.1 干涉型特种光纤传感器研究现状 |
| 1.2.2 基于特种光纤布拉格光纤光栅传感器研究现状 |
| 1.2.3 基于特种光纤长周期光纤光栅传感器研究现状 |
| 1.3 本论文的研究意义和主要研究内容 |
| 第2章 光纤耦合模及超模理论 |
| 2.1 光纤模式耦合和模式干涉理论 |
| 2.1.1 光纤的模式 |
| 2.1.2 光纤对接的模式激发原理 |
| 2.1.3 光纤模式干涉理论 |
| 2.2 光纤光栅耦合模理论 |
| 2.2.1 布拉格光纤光栅耦合模理论 |
| 2.2.2 长周期光纤光栅耦合模理论 |
| 2.3 线性阵列多芯光纤超模理论 |
| 2.3.1 均匀周期线性阵列多芯光纤超模特性 |
| 2.3.2 非均匀周期线性阵列多芯光纤超模特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 偏芯少模光纤双模干涉仪及其传感特性 |
| 3.1 偏芯少模光纤双模干涉仪结构设计 |
| 3.1.1 偏芯少模光纤结构 |
| 3.1.2 偏芯少模光纤模式特性分析 |
| 3.1.3 偏芯少模光纤双模干涉仪结构 |
| 3.2 偏芯少模光纤双模干涉仪的制备 |
| 3.2.1 腐蚀偏芯少模光纤芯模-芯模型双模干涉仪的制备 |
| 3.2.2 未腐蚀偏芯少模光纤芯模-包层模型双模干涉仪的制备 |
| 3.3 偏芯少模光纤双模干涉仪的传感特性研究 |
| 3.3.1 腐蚀偏芯少模光纤芯模-芯模型双模干涉仪的折射率传感特性 |
| 3.3.2 腐蚀偏芯少模光纤芯模-芯模型双模干涉仪的温度特性 |
| 3.3.3 未腐蚀偏芯少模光纤芯模-包层模型双模干涉仪的折射率传感特性 |
| 3.3.4 未腐蚀偏芯少模光纤芯模-包层模型双模干涉仪的温度特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 孔助偏芯光纤的传感器及其特性研究 |
| 4.1 孔助偏芯光纤Mach-Zehnder干涉仪型折射率传感器研究 |
| 4.1.1 孔助偏芯光纤Mach-Zehnder干涉仪设计 |
| 4.1.2 孔助偏芯光纤Mach-Zehnder干涉仪传感特性 |
| 4.2 基于孔助偏芯光纤的弯曲补偿型长周期光栅研究 |
| 4.2.1 弯曲补偿型长周期光栅设计 |
| 4.2.2 弯曲补偿型长周期光栅制备 |
| 4.2.3 弯曲补偿型长周期光栅传感特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 线性阵列多芯光纤传感器件研究 |
| 5.1 线性阵列 5 芯光纤 Mach-Zehnder 干涉仪传感器研究 |
| 5.1.1 线性阵列5 芯光纤Mach-Zehnder干涉仪传感器设计 |
| 5.1.2 线性阵列5 芯光纤Mach-Zehnder干涉仪传感性能研究 |
| 5.2 双周期线性阵列多芯光纤传感应用研究 |
| 5.2.1 双周期线性阵列多芯光纤结构 |
| 5.2.2 双周期线性阵列多芯光纤超模特性分析 |
| 5.2.3 双周期线性阵列多芯光纤基光纤布拉格光栅制备 |
| 5.2.4 双周期线性阵列多芯光纤基光纤布拉格光栅传感性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤激光器的发展 |
| 1.2 超短脉冲激光器的产生与应用 |
| 1.2.1 锁模技术原理 |
| 1.2.1.1 主动锁模技术 |
| 1.2.1.2 被动锁模技术 |
| 1.2.2 超短脉冲光纤激光器应用 |
| 1.3 矢量光束激光器产生与应用 |
| 1.3.1 CVBs |
| 1.3.1.1 CVBs的数学推导 |
| 1.3.1.2 CVBs的产生 |
| 1.3.2 OAM |
| 1.3.2.1 OAM数学推导 |
| 1.3.2.2 OAM产生 |
| 1.3.3 矢量光束激光器的运用 |
| 参考文献 |
| 第2章 多模光纤中的多模干涉效应理论分析 |
| 2.1 光纤的模式理论 |
| 2.1.1 光纤波导电磁理论 |
| 2.1.2 光纤特征参数 |
| 2.1.3 光纤模式的特征方程 |
| 2.1.4 光纤中的模式 |
| 2.2 多模光纤中自成像效应 |
| 2.3 多模渐变折射率中的多模干涉效应 |
| 2.3.1 只考虑两种模式 |
| 2.3.2 考虑五种模式 |
| 2.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于多模干涉效应的锁模激光器 |
| 3.1 基于错位拼接结构的可饱和吸收体 |
| 3.2 基于多模干涉原理的全光纤超短脉冲锁模激光器 |
| 3.2.1 可饱和吸收的制作 |
| 3.2.2 激光器搭建 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 基于非线性偏振旋转与多模干涉原理的混合锁模光纤激光器 |
| 3.3.1 激光器搭建 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 基于多模干涉的逆可饱和吸收效应产生方型脉冲激光器 |
| 3.4.1 方形脉冲形成原理 |
| 3.4.2 激光器搭建 |
| 3.4.3 实验结果与分析 |
| 3.5 多模渐变光纤克尔自清洁效应和超连续谱产生 |
| 3.5.1 光束自清洁效应 |
| 3.5.2 超连续谱产生 |
| 3.6 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于CPA技术的高功率超短脉冲光纤激光器 |
| 4.1 啁啾脉冲放大技术 |
| 4.2 脉冲展宽器、放大器与脉冲压缩器 |
| 4.3 高功率超短脉冲光纤激光器 |
| 4.3.1 种子源 |
| 4.3.2 CPA系统 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第5章 全保偏光纤结构的矢量光束光纤激光器 |
| 5.1 基于全保偏光纤结构的OAM光束激光器 |
| 5.1.1 光纤光栅 |
| 5.1.1.1 光纤光栅耦合模理论 |
| 5.1.1.2 光纤布拉格光栅 |
| 5.1.1.3 长周期光栅 |
| 5.1.2 保偏光纤中的模式分析 |
| 5.1.3 激光器搭建 |
| 5.1.4 实验结果与讨论 |
| 5.2 基于模式叠加原理的全保偏光纤TM_(01)模式激光器 |
| 5.2.1 激光器搭建 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 在读期间学术成果 |
| 致谢 |
（10）过渡金属离子掺杂宽带近中红外发光材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 过渡金属离子 |
| 1.2.1 过渡金属离子的概述 |
| 1.2.2 过渡金属离子的发光机理 |
| 1.2.3 过渡金属离子的掺杂基质 |
| 1.2.4 过渡金属离子的研究现状 |
| 1.2.4.1 Ni~(2+)离子的研究现状 |
| 1.2.4.2 Cr~(4+)离子的研究现状 |
| 1.2.4.3 Cr~(3+)和Mn~(2+)离子的研究现状 |
| 1.2.4.4 Cr~(2+)和Fe~(2+)离子的研究现状 |
| 1.3 过渡金属离子的光学应用 |
| 1.3.1 超宽带光纤放大器用材料 |
| 1.3.2 白光LED光源 |
| 1.3.3 生物成像用材料 |
| 1.3.4 脉冲激光饱和吸收体 |
| 1.3.5 非线性光学 |
| 1.3.6 光储存用长余辉材料 |
| 1.4 本课题的来源、研究意义及研究主要内容 |
| 1.4.1 课题的来源 |
| 1.4.2 课题的研究意义 |
| 1.4.3 研究的主要内容 |
| 第二章 样品的制备与测试表征 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 样品制备方法 |
| 2.2.1 玻璃及微晶玻璃的制备方法 |
| 2.2.2 光纤的制备方法 |
| 2.2.3 多晶粉末的制备 |
| 2.3 材料测试方法与使用仪器 |
| 2.3.1 差热分析(DTA,Differential Thermal Analysis) |
| 2.3.2 X射线衍射(XRD,X-Ray Diffraction) |
| 2.3.3 拉曼光谱(Raman Spectra) |
| 2.3.4 透过/吸收光谱(Absorption Spectra) |
| 2.3.5 漫反射光谱(DRS,Diffuse Reflectance Spectrum) |
| 2.3.6 光学显微镜(Optical Microscope) |
| 2.3.7 扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Microscopy) |
| 2.3.8 透射电子显微镜(TEM,Transmission Electron Microscope) |
| 2.3.9 氙灯激发荧光光谱(Fluorescence Spectra) |
| 2.3.10 近中红外发光光谱与寿命(Photoluminescence Spectroscopy) |
| 2.3.11 微区元素分析(EPMA,Electron Probe Micro-analyzer) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ni~(2+)离子掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2氧化物微晶玻璃结构及光学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ni~(2+)离子掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2氧化物微晶玻璃样品的制备 |
| 3.3 Ni~(2+)离子掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2氧化物微晶玻璃结构表征 |
| 3.4 Ni~(2+)离子掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2氧化物微晶玻璃光谱表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Ni~(2+)离子掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的结构及光学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ni~(2+)离子掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的设计与制备 |
| 4.2.1 Ni~(2+)离子掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的设计 |
| 4.2.2 Ni~(2+)离子掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的制备 |
| 4.3 Ni~(2+)离子掺杂Rb F-ZnF_2-SiO_2微晶玻璃的结构与光学性能表征 |
| 4.3.1 Ni~(2+)离子掺杂RbF-ZnF_2-SiO_2微晶玻璃的结构表征 |
| 4.3.2 Ni~(2+)离子掺杂RbF-ZnF_2-SiO_2微晶玻璃的光学性能 |
| 4.4 Ni~(2+)离子掺杂CsF-ZnF_2-Ga_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结构与光学性能表征 |
| 4.4.1 Ni~(2+)离子掺杂CsF-ZnF_2-Ga_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结构表征 |
| 4.4.2 Ni~(2+)离子掺杂CsF-ZnF_2-Ga_2O_3-SiO_2微晶玻璃的光学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的多相调控及超宽带发光 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的设计与制备 |
| 5.2.1 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的设计 |
| 5.2.2 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备 |
| 5.3 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的可控析晶 |
| 5.4 Ni~(2+)离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的超宽带发光调控 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Cr~(2+)离子掺杂中红外宽带发光复合玻璃的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Cr~(2+)离子掺杂ZnS粉体的制备及发光性能表征 |
| 6.3 硼磷酸盐母体玻璃的制备及发光性能表征 |
| 6.4 Cr~(2+)离子掺杂ZnS复合玻璃的制备及发光性能表征 |
| 6.5 Cr~(2+)离子掺杂ZnS复合玻璃光纤的制备及发光性能表征 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 具有梯度结构的过渡金属离子掺杂微晶玻璃光学性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 具有梯度结构的Ni~(2+)离子掺杂氧化物微晶玻璃光学性能研究 |
| 7.3 具有梯度结构的Mn~(2+)离子掺杂氧化物微晶玻璃光学性能研究 |
| 7.4 具有梯度结构的材料体系拓展探索 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、Splicing on Condensed Photonic Crystal Fiber Using CO_2 Laser（论文参考文献）
- [1]功能化的氧化硅光学微腔及其应用研究[D]. 朱松. 华中科技大学, 2020
- [2]用于双正交光源的摇摆滤波器设计和制作研究[D]. 张斌. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [3]太阳光泵浦固体激光器及应用的研究[D]. 关哲. 北京理工大学, 2018(06)
- [4]基于马赫—曾德尔干涉的光子晶体光纤传感器的研究[D]. 汪银风. 北京理工大学, 2016(03)
- [5]新型中红外空芯光纤的制备及其性能和应用研究[D]. 侯峙云. 燕山大学, 2013(12)
- [6]光纤耦合器的理论、设计及进展[J]. 林锦海,张伟刚. 物理学进展, 2010(01)
- [7]孔助少模光纤特性及应用研究[D]. 席涛. 桂林电子科技大学, 2020(02)
- [8]基于偏芯与线性阵列多芯光纤的传感器件研究[D]. 李平. 哈尔滨工程大学, 2021
- [9]基于多模光纤的全光纤超短脉冲及矢量光束的产生[D]. 董志鹏. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]过渡金属离子掺杂宽带近中红外发光材料的研究[D]. 毛倩楠. 华南理工大学, 2020(01)