一、Fast Tunable Wavelength Sources Based on the Laser Diode Array（论文文献综述）
高文杰[1]（2021）在《基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现》文中进行了进一步梳理通信量的爆炸式增长以及与之相关的巨大带宽需求,面向新兴多媒体业务与互联网业务,密集波分复用技术经过了数十年研究与发展,始终是光传输网络的研究热点。密集波分复用技术能够提供更高的通信容量,提高传输效率,扩宽网络宽带业务。是未来实现全光网络通信的基础。全光网络是未来光传输网络的必然趋势。目前,市场对全光网络的需求与日俱增。全光波长转换作为全光网络的核心技术,是本文研究的重点。如何能够设计结构简单、易于集成、切换速度更快、延迟更低的快速全光波长转换系统,是提升全光网络性能的标准指标。快速全光波长转换技术的核心器件是光源以及波长转换器。因此在快速全光波长转换系统中,激光器以及波长转换器工作的稳定性和波长切换效率是系统设计的关键。因此,本文将对以下内容展开研究:（1）本文中基于半导体光放大器SOA的快速可调谐全光波长转换技术的研究,是根据目前学者对密集波分复用技术以及全光网络的研究进行调研并展开的。通过调研与分析,选取了快速可调谐全光波长转换方案中的核心器件:快速可调谐激光器MG-Y调制激光器与半导体光放大器SOA1117S。（2）本文基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术的开发,是在现有的软、硬件开发技术的基础上,对快速可调谐全光波长转换方案中的核心器件进行了合理的设计,包括了快速可调谐激光器的驱动稳定性、波长调谐稳定性,半导体光放大器的波长转换效率等。（3）本文基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术的实现,设计了一种并实现了纯光交叉增益调制波长变换处理板,并完成2路输入光信号的波长变换。通过本系统,能实现多路波长光数据收发、波长转换、波长路由等功能。
关晨[2]（2021）在《翠绿宝石全固态激光器研究》文中进行了进一步梳理近红外波段700～800nm宽带可调谐激光光源在医疗、雷达、显微等领域都有着广泛的应用。翠绿宝石晶体的发射波长调谐范围为701～858 nm,是一种在700～800 nm近红外波段性能优良的宽带可调谐激光增益介质和激光放大介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽宽以及热机械性能优良等特点;同时通过单次倍频即可获得350～400 nm波段紫外激光,能极大拓展小型的翠绿宝石固体激光器在军事等领域的应用。除传统的闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管（Laser Diode,LD）、红光LD、绿光激光器、黄光激光器等多种可见光光源进行泵浦。随着高功率红光LD技术的成熟及其商业化应用,利用638 nm红光LD泵浦的翠绿宝石激光器逐渐成为全固态激光领域的研究热点。另外,590 nm黄光激光器作为翠绿宝石晶体的泵浦源,其波长恰好处于翠绿宝石晶体b轴吸收谱线峰值处,具有最大的吸收系数,而且590 nm黄光激光器亮度高,更容易获得具有低阈值、高功率的翠绿宝石激光输出。因此,基于红光LD和黄光激光器泵浦的全固态翠绿宝石激光器研究,具有重要的科学意义。1.4μm波段激光器作为人眼安全波段激光器的重要成员,在激光医疗、测距等领域都有巨大的应用价值。另外,1.4 μm波段激光器通过单次倍频可以得到0.7μm的激光,是获得700～800 nm近红外波段激光输出的有效方法之一。目前,研究者们通常使用具有优良物理和化学特性的掺Nd3+离子激光晶体充当激光增益介质来获得1.4 μm激光输出,如Nd:YAG、Nd:YAG陶瓷等。因此,作为新型晶体的Nd:LuAG混晶在1.4 μm人眼安全波段的研究具有重大意义。本论文主要基于翠绿宝石激光增益介质,首先对其晶体特性进行了详细的研究,然后分别使用高亮度光纤耦合输出红光LD、高功率光纤耦合输出红光LD、基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器以及589 nm全固态高亮度黄光激光器作为泵浦源,系统开展了对翠绿宝石激光器的温度调谐特性、波长调谐特性以及调Q激光特性等方面的研究,旨在实现高性能的翠绿宝石全固态激光输出。另外,基于Nd:LuAG新型混晶,开展了 LD端面泵浦的、输出激光中心波长为1442.6 nm的连续光与被动调Q脉冲光输出特性研究。本文具体研究内容如下:1.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的温度调谐特性研究。在短腔翠绿宝石激光器中,水平偏振吸收泵浦功率为4.55 W时,实现了最大输出功率1.11 W、斜效率为37.7%的连续翠绿宝石激光输出;并通过调谐翠绿宝石晶体的温度,可以成功实现对输出激光的中心波长调谐,当使用R=99%反射率的输出镜,晶体温度从7℃变化到70℃时,对应的激光波长调谐变化范围为753.98～773.4 nm。2.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的自调Q激光特性研究。采用短腔和W型两种谐振腔结构,通过对谐振腔进行仔细调节,均实现了稳定的自调Q激光输出;在短腔结构中,获得了脉冲宽度约为409 ns、重复频率约为182.6 kHz、平均输出功率约为657 mW的自调Q激光;在W型结构中,实现的自调Q脉冲宽度约为4.36 μs,重复频率约为12.17kHz,输出平均功率约为560 mW。3.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的波长调谐特性研究。采用Ⅴ型谐振腔,利用厚度为0.5 mm的双折射滤光片（Birefringent Filter,BRF）作为调谐元件,在20℃和60℃两种晶体温度下,分别实现了波长可调谐范围为 721.9～786.5 nm（64.6 nm）和 731.8～797.6 nm（65.8 nm）的翠绿宝石激光输出。在普克尔盒电光调Q翠绿宝石激光特性研究中,使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF作为起偏器,实现了窄线宽、波长调谐范围为735.2～787.9 nm的电光调Q激光输出;使用偏振片（Beam Polarizer,BP）和厚度为6 mm的BRF作为起偏器,通过精细调节,首次实现了基于翠绿宝石晶体的双波长电光调Q激光输出,对应的波长分别为744.4 nm&767.4 nm和 751.1 nm&761.8 nm。4.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了高功率红光LD单端泵浦的翠绿宝石连续激光特性研究。在最大水平偏振吸收泵浦功率25 W下,获得了最大输出功率为6.4 W的翠绿宝石连续激光输出。基于两台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了高功率红光LD双端泵浦的翠绿宝石激光特性研究。采用对称U型谐振腔结构,在最大水平偏振吸收泵浦功率50 W下,获得了平均输出功率为10.5 W的760 nm可见光波段激光输出,光光转换效率为20%,这是目前国内利用红光LD泵浦翠绿宝石晶体实现的最高输出功率。5.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,利用普克尔盒电光调Q技术,开展了高功率翠绿宝石激光器的波长可调谐及单波长电光调Q、腔倒空调Q激光特性研究。当使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF时,实现了窄线宽、波长调谐范围为728.32～793.27 nm的电光调Q激光输出,其中,当电光调Q的重复频率设置为10 kHz,谐振腔工作在特殊波长755 nm和744 nm下,最终可实现的最大调Q平均输出功率分别为1160 mW和610 mW,脉冲宽度为961 ns和962 ns;当使用偏振片BP作为起偏器时,在重复频率10 kHz下,实现了中心波长为767.12 nm、输出功率600 mW、最短脉冲宽度919 ns的电光调Q激光输出;同时,基于偏振片BP,实现了脉冲宽度为10.2 ns、输出功率为167 mW的腔倒空调Q短脉冲激光输出。6.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了基于SESAM的翠绿宝石被动调Q激光输出特性研究。采用长度为1.54 m的W型谐振腔,在泵浦功率为24 W下,实现了最大平均输出功率为1004 mW、重复频率为33 kHz、脉冲宽度为5.87 μs的750 nm被动调Q激光输出,为国际上首次实现基于SESAM的瓦量级翠绿宝石被动调Q激光输出。7.基于单台掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器作为泵浦源,开展了翠绿宝石的高效率单波长、可调谐波长激光特性研究。在短腔结构中,589 nm最大泵浦功率7.7 W下,实现了最高输出功率为2.51 W、斜效率高达41%的翠绿宝石连续激光输出,这是首次利用589 nm黄光激光器作为泵浦源实现翠绿宝石激光输出。在V型腔中,利用1 mm厚度的BRF,实现了727.2～787.3 nm的连续波长调谐范围;同时,利用6 mm厚度的BRF实现了最大输出功率为1.8 W、输出波长为755.2 nm&764.2 nm的双波长激光输出。基于单台589 nm全固态高亮度黄光激光器作为泵浦源,首次开展了黄光激光器泵浦的翠绿宝石电光调Q激光输出特性研究。在X型腔中,使用偏振片BP作为起偏器,在最大泵浦功率为3.4 W,电光调Q的重复频率设置为10 kHz时,可以实现最短脉冲宽度为721 ns、输出功率为176 mW的763.04 nm电光调Q激光输出。8.基于Nd:LuAG新型混晶,开展了 LD端面泵浦的、输出激光中心波长为1442.6 nm的连续光与被动调Q脉冲光输出特性研究。当工作在连续激光状态时,泵浦吸收功率为11.1 W下,可获得的最大平均输出功率和对应的光光转换效率分别为1.83 W和16.5%。利用V3+:YAG作为可饱和吸收体,最终实现的被动调Q激光的最短脉冲宽度和单脉冲能量分别为72 ns和24.4 μJ。本文主要创新点如下:1.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,在短腔结构中实现了稳定的翠绿宝石激光器自调Q激光输出,获得的平均输出功率约为657 mW、重复频率约为182.6 kHz,脉冲宽度约为409 ns,此脉冲宽度是目前翠绿宝石自调Q激光器公开报道的最短的脉冲宽度。2.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,分别使用偏振片BP和厚度为6 mm的BRF作为起偏器时,首次实现了基于翠绿宝石晶体的双波长电光调Q激光输出,对应的波长分别为744.4nm&767.4 nm和751.1 nm&761.8nm。3.基于两台40W高功率光纤耦合输出红光LD,采用对称U型谐振腔结构,实现了功率高达10.5 W的翠绿宝石激光输出,这是目前国内利用红光LD泵浦的翠绿宝石激光器实现的最高输出功率。4.在红光LD泵浦的翠绿宝石电光调Q激光器中,首次使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF作为起偏器实现了线宽较窄、波长调谐范围较宽的电光调Q激光输出。当分别使用8 W高亮度光纤耦合输出红光LD和40 W高功率光纤耦合输出红光LD作为泵浦源时,获得的电光调Q波长调谐范围分别为735.2～787.9 nm 和 728.32～793.27 nm。5.基于单台40W高功率光纤耦合输出红光LD,在国际上首次实现了基于SESAM的瓦量级翠绿宝石被动调Q激光输出,获得的被动调Q激光对应的最大平均输出功率为1004 mW、重复频率为33 kHz。6.首次实现了基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石的高效率单波长、双波长以及宽带可调谐波长激光输出。另外,实现了基于单台589 nm全固态高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石电光调Q激光输出,对应的最大输出功率和最短脉冲宽度分别为176 mW和721 ns。7.首次实现了LD端面泵浦的基于Nd:LuAG新型混晶的1.44μm人眼安全波段连续光与被动调Q脉冲光输出。
林康龙[3]（2020）在《基于DFB激光器阵列的快速可调谐激光器的设计与实现》文中进行了进一步梳理5G网络的构建和全球数据中心数量的快速增长要求光通信网络能够承载更大的数据流量。与传统的信息传输方式相比,光交换技术不需要任何的光电交换,能提供更高的宽带和更低的延时,且大大降低了成本。作为光交换网络中的关键器件,可调谐激光器的波长切换速度很大程度上决定了光交换网络的性能。此外,快速可调谐激光器在激光雷达探测、传感等领域也能发挥重要作用。然而目前市场上缺少理想的快速可调谐激光器光源,因此,有必要研究快速可调谐激光器的实现方法。本论文在串并联分布反馈（DFB）激光器阵列芯片的基础上搭建了可实现波长快速切换的控制系统,该阵列芯片采用重构等效啁啾（REC）技术研制而成。论文首先介绍了可调谐激光器的种类和各自的工作原理,并且通过调研市场产品总结了可调谐激光器的发展现状。接着介绍了REC技术的原理、DFB激光器阵列的波长切换方式以及波长切换过程中系统的稳定控制方法。然后文章介绍了八通道快速波长切换系统的设计方案,该系统由控制、稳流、开关切换、温度控制等模块组成。控制模块负责与上位机通信并向其它模块发送控制信息;稳流模块接收来自控制模块的电流控制指令后,为激光器提供稳定的驱动电流;开关模块接收开关控制信号实现激光器通道的快速开关;温控模块采用比例-积分-微分（PID）算法对半导体制冷器（TEC）进行控制,保证激光器工作温度的稳定。接下来我们根据设计方案研制出了快速可调谐激光器模块实物,并搭建测试系统对该模块进行测试。测试发现,该模块具有良好的出光性能和稳定性,且波长切换速度可快至300ns。然而实际的应用场景要求可调谐激光器具有更多的波长通道和更快的波长调谐速度。因此我们改进八通道快速波长切换系统的稳流和开关切换部分,得到了十六通道快速可调谐激光器。稳流模块改用数模转换芯片获得高速的单端电压信号,从而控制稳流电路输出驱动电流;开关切换模块则选用多路复用器芯片进行通道选择。最后搭建了测试系统对改进的十六通道快速可调谐激光器进行了性能测试。测试结果表明,十六通道快速可调谐激光器通道间的波长切换时间在25ns左右。本文研制的基于DFB激光器阵列的快速可调谐激光器调谐速度快,成本低且支持通道数的拓展。经过进一步的改良和测试,该控制系统有望被广泛应用于光交换网和激光雷达等领域。
刘斌[4]（2016）在《高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究》文中进行了进一步梳理受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）显微成像技术是一种新兴的无标记显微成像技术,其成像衬度来源于分子振动特性,因而具有优异的化学选择性和化学特异性。除此之外,由于SRS显微成像具有高分辨率、高灵敏度和无侵入性等特点,在不到十年的时间里已经发展成为生命科学领域研究中的一项重要工具。基于高光谱SRS和多元SRS的受激拉曼光谱显微成像更是在每一个像素点都拥有一段光谱,因此其不仅可以区分拥有重叠拉曼谱带的不同分子,还能提供更加丰富的化学信息,成为最近两三年来研究的前沿和热点。然而受发展时间限制,目前受激拉曼光谱显微成像的研究还有很多方面需要完善,其应用仍然需要开拓。鉴于此,本文利用光谱聚焦以及非线性光谱压缩和脉冲整形相结合的方法开展了高分辨受激拉曼光谱成像技术以及其在膜电位检测和木质素化学成分分析中的应用研究。理论上,本文首先利用非线性耦合波方程对SRS信号的产生过程进行了推导,给出了SRS信号的表达式。分析并比较了不同非共振背景下的SRS和CARS光谱线型的差异。研究了入射激光偏振对不同退偏比拉曼振动模SRS信号强度的影响,揭示了偏振调制SRS成像的基本原理。详细讨论了SRS成像中的噪声、信噪比以及背景等问题,指出在理想情况下SRS显微成像系统应具有散粒噪声极限探测能力。分析了光谱聚焦方法实现高光谱相干拉曼散射显微成像的机理,并利用玻璃棒引入线性啁啾建立了一套基于光谱聚焦方法的高光谱SRS显微成像系统,针对该方法中存在的拉曼频移校准和信号强度校准问题,给出了具体的解决方案。同时在应用研究方面,首次探讨了利用SRS信号无标记探测细胞膜电位的可行性。以红细胞血影为模型,完成了单个自然细胞膜的振动光谱成像,证实了高光谱SRS显微成像探测单个细胞膜的灵敏度。通过操控细胞膜内外离子成分改变跨膜电位,同时利用受激拉曼光谱成像观察不同电势下的细胞膜,发现SRS光谱线型随膜电位改变发生显着变化,结果表明SRS成像有望用于细胞膜电位的无标记测量。考虑光谱聚焦方法光谱分辨率较差,难以满足指纹区的成像应用,而脉冲整形技术又不能有效利用激励激光功率,通过理论分析非线性光谱压缩机理和总结已报导的实验方案,开发了一套灵活、紧凑的非线性光谱压缩装置,该装置可将宽带飞秒激光线宽压缩至几个波数,同时维持一半以上的激光功率,利用搭建的非线性光谱压缩装置所提供的高功率斯托克斯激励光源,分别在指纹区和静默区建立了两套光谱分辨率优于10 cm-1的高光谱SRS显微成像系统,同时在静默区系统中改进了光谱扫描装置,设计了一种基于检流计振镜的新型脉冲内部光谱扫描器。针对当前高光谱SRS成像主要用于动物细胞、组织和模型生物研究的现状,利用分子指纹振动,开展了高光谱SRS显微成像用于分析描绘木质素化学成分分布的研究。以拟南芥作为模型,运用高光谱SRS显微成像观察对比转基因拟南芥与野生型拟南芥,确立了高光谱SRS显微成像定量区分木质素中不同化学组份并实时监测木质素化学成分变化的能力。将研究进一步拓展至长狗尾草和玉米秸秆,利用高光谱SRS显微成像观察维管束内纤维细胞,结合多元曲线分辨（multivariate curve resolution,MCR）分析,首次揭示了木质素中醇和醛两种不同组份在植物细胞壁内的渐变分布。最后,针对目前多元SRS成像光谱探测范围较窄的问题,提出了一种利用反向啁啾脉冲实现多元SRS显微成像的新方法,利用玻璃棒和光栅对分别对泵浦光和斯托克斯光引入正、负啁啾,建立了一套基于反向啁啾脉冲的多元SRS显微成像系统,同时通过对DMSO样品进行成像观察,验证了该方法的可行性。本文的研究成果推动了受激拉曼光谱显微成像技术的进步,丰富并拓展了其成像应用研究,对SRS显微成像的进一步发展具有重要的科学意义。
柴路,牛跃,栗岩锋,胡明列,王清月[5]（2016）在《差频可调谐太赫兹技术的新进展》文中指出太赫兹技术在最近30年来得到快速发展,并在医学、生物、农业、材料、安检、通信、天文等领域得到广泛应用.从太赫兹源的频谱特性可以分为窄带（单频）太赫兹源和宽带太赫兹源.从频谱技术方面来说,相干的宽带和窄带太赫兹谱是一种互补性关系,具有各自的技术特点和应用范围.宽带太赫兹谱可以用于快速获取较宽频谱范围的分子振转谱,实现混合特征谱的快速检测或成像.窄带太赫兹源具有很好的光谱灵敏度和分辨率,适用于太赫兹抽运-探测、分子振转能级谱精细结构分辨以及太赫兹远程探测和成像.因此研制具有可调谐的高峰值功率的窄带太赫兹源是适用于探测和识别分子振转能级指纹谱的应用需求,而差频技术是获得高功率和宽调谐窄带太赫兹源最重要的技术之一.为了突出该技术的最新进展,本综述引证论文仅仅限于近5年来基于差频技术产生太赫兹波的研究进展,分为光学激光差频源和量子级联激光器差频源两大部分.对于光学激光差频源,分别对目前文献报道的各种双波长差频源和太赫兹产生用的非线性晶体进行分类介绍,并给出所采用的技术和实验结果;对于量子级联激光器差频源,分别介绍了量子级联激光器中的差频产生技术和波长调谐技术的最新进展.量子级联激光器差频太赫兹源是目前实现量子级联激光器在太赫兹波段室温运转的惟一技术,是实现小型化、窄带宽调谐和室温运转太赫兹源的新发展领域,值得关注.
姚文明[6]（2013）在《连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究》文中研究表明尽管激光已经出现了50多年，但获得从紫外和可见光波段到近红外和中红外波段宽光谱范围的连续波激光输出仍然是一大难题。光学参量振荡器（OPO）作为一种可调谐相干光源，拓宽了激光输出波长范围，已成为非线性光学频率变换与激光调谐技术领域的重要组成部分。将在高分辨率光谱、军事和激光医疗领域有重要的应用价值。论文在理论分析的基础上，研制光束质量好、效率高、结构紧凑的Nd:YVO4激光器作为泵浦源，采用周期极化掺氧化镁铌酸锂（PPMgLN）晶体作为非线性晶体，实现了准相位匹配连续波光学参量振荡器，获得了近红外波段和中红外波段低阈值、宽连续调谐范围、高功率、高效率的稳定输出。理论方面：从非线性光学的基本原理出发，推导了介质中的三波相互作用的耦合波方程；介绍了基于周期极化晶体的准相位匹配理论和PPMgLN晶体的特性；根据光学参量振荡器的基本原理，分析了单谐振连续波光学参量振荡器的增益，讨论了平面波近似和高斯光束近似下光学参量振荡器的阈值和转换效率；基于PPMgLN晶体，对光学参量振荡器的泵浦波长调谐、周期调谐、温度调谐和角度调谐的调谐特性进行了模拟计算，并结合实验对周期和温度调谐进行了深入分析；对常规Nd:YVO4晶体和键合Nd:YVO4晶体的热透镜效应进行了对比分析；对伴随产生的受激拉曼散射的阈值及耦合波方程进行了推导和分析。实验方面：首先对连续波光学参量振荡器的泵浦源进行研究。实验采用激光二极管阵列（LDA）端面泵浦方式和两镜直线腔结构，通过选择单端键合Nd:YVO4晶体降低由晶体端面形变引起的热透镜效应，实现了转换效率高、光束质量好、最大输出功率达到11.79W的1064nm连续波激光输出，满足了连续波光学参量振荡器对泵浦源的要求。然后，在理论分析的基础上，采用连续波1064nm激光器和两镜线性腔结构，对基于周期间隔为0.5μm的PPMgLN晶体的连续波光学参量振荡器进行了实验研究。通过优化模式匹配，提高了光学参量振荡器的输出功率和转换效率。连续波光学参量振荡器的工作阈值仅为0.3W；通过周期调谐，实现了连续波光学参量振荡器在近红外1.431.67μm和中红外2.934.12μm宽波段可调谐输出；当泵浦功率为11.79W时，在30.5μm周期处，总输出功率达到4.29W，光-光转换效率为36.4%，信号光1.55μm和闲频光3.40μm输出功率分别为3.14W和1.15W。其次，对高功率连续波光学参量振荡器中伴随输出的受激拉曼散射现象进行了研究和分析。研究发现，受激拉曼散射的产生对闲频光的输出存在重要影响。通过调整光学参量振荡器的输出镜，增加受激拉曼散射的振荡阈值，可有效抑制高阶受激拉曼散射的出现，同时将闲频光3.40μm的输出功率由1.15W提高到1.98W，光-光转换效率达到16.8%；由于受到低光子能量和非谐振等因素的影响，在闲频光波段没有发现受激拉曼散射。最后，对连续光学参量振荡器的连续调谐输出特性进行了实验研究。泵浦源为连续波Nd:YVO4激光器，基于0.2μm间隔的PPMgLN晶体的29.831.4μm极化周期，在周期调谐的基础上进行温度调谐，实现了信号光1.491.68μm和闲频光2.883.68μm连续无分离可调谐输出。采用小周期间隔的非线性晶体，大大降低了组合调谐所需的温度范围，有效提高了组合调谐的调谐速度和效率。该套装置的最大特点是调谐范围宽，速度快，可实现宽波段范围连续无分离的激光输出。
刘景旺[7]（2012）在《DFB激光器的调谐动态特性及测量方法研究》文中研究说明分布反馈（Distributed-Feedback Diode Lasers，DFB）二极管激光器是性能优异的窄线宽、动态单模、波长可调谐激光器，被广泛应用于光通信、光传感和光测量等技术领域。作为系统核心器件，DFB激光器调谐的动态特性，包括动态边模抑制比、动态波长、动态线宽等特性，影响系统的整体性能，对其进行实时监测十分必要。然而，由于调谐的动态特性瞬息万变，要求测量仪器必须具备高分辨率和极快响应速度等性能，常规方法均难以达到测量要求。此外，由于DFB激光器电流调谐的非线性，加之调谐动态特性测量的困难，导致激光器调谐的波长特性描述尚缺少数学模型。论文提出了激光器调谐动态特性的光纤延时自外差测量方案，理论分析了测量动态波长及线宽的可行性，搭建了测量系统，实验研究了DFB激光器调谐的动态波长和线宽特性。此外，从二极管激光器调谐机理出发，提出了激光器调谐的波长解析模型，利用光谱仪测量四个不同厂家DFB激光器稳态模谱特性，辨识出解析模型的六个参数。利用可调谐激光吸收光谱技术测量CO2气体在1582nm附近的8吸收线，与HITRAN谱库中CO2气体标准吸收线位置比对，验证了波长解析模型的有效性。主要的工作内容和创新点包括以下三个方面：1、调谐动态特性的测量方法：研究了二极管激光器在快速调谐过程中的动态波长及线宽特性，提出一种基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤延时自外差法（fiber delayed self-heterodyne interferometer，FDSHI）测量方案，测量了DFB激光器在锯齿波电流调谐下的动态波长及线宽特性。同时，利用CO2气体的2条吸收谱线与HITRAN谱库中吸收线位置比对，辨识出激光器的动态波长，该吸收线确定的波长值具有绝对可靠性，将FDSHI系统得到的动态波长测量值与之比较，二者误差仅为0.001nm，验证了调谐动态特性FDSHI测量方法的有效性。2、得到了DFB激光器调谐动态线宽的最佳范围：应用FDSHI实验系统，测量了DFB激光器的动态线宽特性，实验结果表明，在整个调谐电流范围内，激光器动态线宽随注入电流先变窄后又增宽，工作电流为最大电流的0.6倍左右时，激光器的动态线宽最窄，激光器动态线宽最佳工作电流为最大电流的0.5～0.8倍之间。3、激光器调谐的波长解析模型：从DFB激光器的工作原理及调谐机理出发，提出了激光器调谐的波长解析模型，该解析模型精确给出了激光器输出波长与注入电流及工作温度的定量函数关系，通过实验测量结果辨识出模型参数。将模型应用于四个不同厂家的商用DFB激光器，波长的模型预测值与实验测量值比较，相关系数均在0.9999以上。此外，利用热传导模型得到激光腔内温度，代入解析模型得到波长模型预测值，与利用激光吸收光谱技术测量CO2气体HITRAN谱库中的8条吸收谱线位置波长值比对，二者误差在3pm内，验证了解析模型的有效性。该解析模型能够精确预测激光器在给定电流及温度下的稳态波长值，其精度能够满足光谱分析、光学相干测量等实用要求。论文的研究工作，展示了一种有效的二极管激光器调谐动态特性的测量方法。论文中所得到的实验研究结果，为二极管激光器调谐动态特性的实时监测与控制优化提供了理论和实验依据。
樊碧璇[8]（2010）在《基于腔内四波混频的单光子源产生和应用》文中指出自从1905年光量子概念被提出以来,光子作为一个基本的量子客体一直活跃在基础量子力学研究中。借助于光子的各种实验,人们研究并洞明了量子物理中的许多重要问题,如量子关联、EPR佯谬的验证等等。同时,作为一个容易操控的量子信息载体和飞行的量子比特被广泛应用于量子信息领域,尤其是量子保密通信。目前实验上所用的单光子源,主要有两类。一类是通过光学参量下转换（PDC）的方式来获取光子对,从而得到有触发的单光子源。另一类是利用单原子、单分子、单量子点等单发射器来制备单光子源。前一种方式由于光子对到达的随机性,影响了其在现实中的应用;后一种方式由于单发射器的制备和操作对设备和控制的要求较高,所以不容易实现。本论文在第二章中提出了一个利用腔中四波混频过程来制备高效、纯净的单光子源的方案。在我们的方案中,要得到单光子,只需控制两束输入光的强弱以及使其频率与腔共振。我们首先在耗散表象下,证明了我们方案中的四波混频过程可以等效为一个双光子吸收过程,并得到了单光子输出的解析表达式。然后,采用蒙特卡洛-波函数（MCWF）方法,数值上佐证了解析结果。为了进一步纯化所得的单光子源,在后一节中,我们提出了用后置处理的方式去除真空态来纯化单光子源以及用光学奇数光子猫态作为输入来获得单光子纯态的优化方案。单光子源最重要的应用之一是量子密码术,确切的说,量子密钥分配（QKD）。当前的量子通信协议和密钥分配系统,大多是基于点对点、一对一的单行系统,而现实中的通信网络是一对多、多对多的复杂系统。因此,近年来,有些小组提出波分复用（WDM）系统和量子密钥分配系统结合的方案。论文第三章首先回顾波分复用技术和量子密钥分配系统,然后介绍了波分复用-量子密钥分配（WDM-QKD）系统并回顾了既有的两个典型的WDM-QKD源的制备方案。在第二节中,我们提出运用光梳作为初态来制备良好相干性的多波长单光子光源的方案。这个源不仅有多个频率成分,每个频率成分都是单光子,而且各频率成分之间有着良好的相干性,将是WDM-QKD系统的理想光源。
杨薇[9]（2010）在《声光可调谐环形掺铒光纤激光器》文中研究说明可调谐掺铒光纤激光器（EDFL）作为一种新型激光源,是目前国际上研究的热点。EDFL的激射波长处在光通信1550nm波段,与光纤通信系统完全兼容,并且具有泵浦效率高、插入损耗低以及支持动态波长分配、提高网络灵活性等优点,在光通信系统、光纤传感、现代光谱技术等诸多领域有着重要的应用价值。本文研究的声光可调谐EDFL采用声光可调谐滤波器（AOTF）为调谐元件,具有调谐范围宽（覆盖整个C波段）,调谐速度快（达微秒量级）且调谐方便（无机械调谐）等优点。论文首先介绍了可调谐EDFL的发展背景及其研究现状。接下来,阐述了声光可调谐EDFL的关键器件——AOTF的滤波原理,推导了多级级联滤波的转换特性表达式,给出了两级和三级AOTF的滤波特性曲线,计算了它们的旁瓣高度。为了抑制滤波器的旁瓣高度,研究了多个单级AOTF的级联,进行了两级滤波的实验,得到的旁瓣高度为-19dB左右。在两级滤波实验的基础上,再级联入一支AOTF,从而构成三级滤波器,并对其滤波特性进行了实验,测得旁瓣高-27dB左右,而且带宽的压窄效果也非常好。详细分析了偏振无关的准共线型AOTF的频移补偿特性,设计了声光可调谐的环形EDFL。采用掺铒光纤的均匀展宽三能级系统理论模型,分析了该激光器的工作原理,并对其输出特性进行了数值模拟。利用偏振无关的准共线型AOTF,进行了可调谐环形EDFL的实验,获得了宽达38nm（1524.7-1562.4nm）的连续可调谐激光输出,得出该激光器实现了频移补偿。最后,研究了增加AOTF滤波带宽的方法,提出了双宽带叉指AOTF的结构,并对其应用于声光光谱仪的可行性进行了分析讨论。本课题得到国家自然科学基金项目“基于集成AOTF的宽带可调谐的单频光纤激光器的研究”,以及天津市科技攻关重点项目“与偏振无关的多级波导声光可调谐滤波器（IAOTF）技术研究”的支持。
吴彩缘[10]（2009）在《高功率双包层光纤激光器及其应用》文中认为稀土掺杂双包层光纤激光器是光电子技术研究领域的重大前沿课题。采用双包层光纤和包层泵浦技术可大大提高光纤激光器的转换效率和输出功率,并能有效抑制各种非线性效应,已成为发展高功率激光器的重要途径之一。由于Yb3+离子能级结构简单,不存在激发态吸收和浓度淬灭效应,具有很高的量子效率和光光转换效率,掺Yb3+双包层光纤激光器是目前最受重视的一种双包层光纤激光器。由于采用反射光栅调谐激光波长技术已成功应用于其他激光器,预期商品化的波长可调谐双包层光纤激光器将很快在国际市场上出现。研究开发波长可调谐高功率掺Yb3+双包层光纤激光器,具有重大的社会和经济意义。作为福建省科技重点研究项目“可调谐高功率Yb3+双包层光纤激光器”研究成员,本人参与对掺双包层光纤激光器理论和实验的深入研究,设计研发高功率可调谐掺Yb3+双包层光纤激光器样机一台。本学位论文主要内容如下:回顾了双包层光纤激光器的发展背景,对国内外相关课题的研究进展、发展趋势及其主要应用作了系统综述。从双包层光纤结构、掺杂元素离子能级分布和光谱特性、双包层光纤激光器泵浦耦合方式等方面介绍了双包层光纤激光器研究的理论基础。从稳态条件的速率方程出发,建立后向泵浦掺Yb3+双包层光纤激光器理论模型,采用Newton-Raphson算法进行数值模拟,分析腔镜反射率、光纤长度、散射损耗、激射波长等参数对激光器输出特性的影响,为掺Yb3+双包层光纤激光器的优化设计提供了理论依据。选用优化参数设计、建立后向泵浦掺Yb3+双包层光纤激光器实验系统,对其关键技术和输出特性进行研究。采用975nm大功率LD后向泵浦约14m长的掺Yb3+双包层光纤,获得斜效率为82%的连续激光输出,1088nm处输出功率达85.1W。采用闪耀光栅构成后向Littrow腔对掺Yb3+双包层光纤激光器可调谐特性进行实验研究,实现1041～1121nm波长可调谐单模激光输出,调谐范围达80nm,并在1089nm处获得30.1W功率输出。输出激光光束质量参数M2x.y=1.23,1.20,接近衍射极限。设计加工高功率可调谐掺Yb3+双包层光纤激光器样机一台,其器件性能指标达到国内领先水平。对于进一步开展双包层光纤激光器的研究及其开发应用创造了良好的条件。
二、Fast Tunable Wavelength Sources Based on the Laser Diode Array（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、Fast Tunable Wavelength Sources Based on the Laser Diode Array（论文提纲范文）
（1）基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 波分复用技术 |
| 1.1.2 全光波长转换技术 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 半导体光放大器与连续波可调谐激光器 |
| 2.1 半导体光放大器 |
| 2.1.1 半导体光放大器工作原理 |
| 2.1.2 半导体光放大器的主要特性 |
| 2.1.3 半导体光放大器的主要应用 |
| 2.2 连续波可调谐激光器 |
| 2.2.1 可调谐激光器分类 |
| 2.2.2 可调谐DBR激光器工作原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 可调谐激光器与SOA驱动控制系统的设计 |
| 3.1 可调谐激光器系统总体设计 |
| 3.1.1 可调谐激光器驱动控制模块设计 |
| 3.1.2 可调谐激光器温度控制模块设计 |
| 3.2 SOA控制模块设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 快速可调谐全光波长转换系统开发与实现 |
| 4.1 基于SOA的快速可调谐全光波长转换系统的开发 |
| 4.1.1 SOA控制板 |
| 4.1.2 可调谐激光器控制板 |
| 4.1.3 全光波长交换功能测试 |
| 4.2 基于SOA的快速可调谐全光波长转换系统的实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（2）翠绿宝石全固态激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪言 |
| §1.1 翠绿宝石激光器的研究背景及意义 |
| §1.1.1 激光医疗 |
| §1.1.2 激光雷达 |
| §1.1.3 多光子显微镜 |
| §1.2 国外翠绿宝石激光器的研究进展 |
| §1.2.1 连续激光器 |
| §1.2.2 调Q激光器 |
| §1.2.3 锁模激光器 |
| §1.2.4 再生放大器 |
| §1.2.5 紫外光源 |
| §1.3 国内翠绿宝石激光器的研究进展 |
| §1.4 全固态人眼安全激光器 |
| §1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 翠绿宝石晶体的特性及理论模型 |
| §2.1 翠绿宝石晶体的晶体结构和物理特性 |
| §2.1.1 晶体结构 |
| §2.1.2 物理特性 |
| §2.2 翠绿宝石晶体的能级跃迁和光谱特性 |
| §2.2.1 能级跃迁 |
| §2.2.2 光谱特性 |
| §2.3 翠绿宝石晶体的温度特性 |
| §2.3.1 荧光寿命 |
| §2.3.2 受激发射截面 |
| §2.3.3 基态吸收 |
| §2.3.4 激发态吸收 |
| §2.3.5 与其他晶体的对比 |
| §2.4 翠绿宝石晶体的激光理论模型 |
| §2.4.1 激光理论模型 |
| §2.4.2 热转换系数 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §3.1 红光LD的发展现状 |
| §3.2 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦源 |
| §3.3 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的短腔翠绿宝石激光器 |
| §3.4 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的自调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.5 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的可调谐翠绿宝石激光器 |
| §3.5.1 双折射滤光片(BRF)的原理 |
| §3.5.2 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的可调谐翠绿宝石激光器实验研究 |
| §3.6 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.6.1 电光调Q及腔倒空调Q原理 |
| §3.6.2 实验装置图 |
| §3.6.3 基于三片组合式BRF的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.6.4 双波长电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.7 本章小结 |
| 第四章 高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §4.1 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦源 |
| §4.2 40W高功率光纤耦合输出红光LD单端泵浦的短腔CW翠绿宝石激光器 |
| §4.3 40W高功率光纤耦合输出红光LD双端泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §4.4 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.1 基于三片组合式BRF的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.2 基于偏振片的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.3 基于偏振片的腔倒空调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.5 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的SESAM被动调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.5.1 SESAM工作原理 |
| §4.5.2 基于SESAM的瓦量级被动调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §5.1 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §5.1.1 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦源 |
| §5.1.2 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的短腔翠绿宝石激光器研究 |
| §5.1.3 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的可调谐翠绿宝石激光器研究 |
| §5.2 589nm全固态高亮度黄光激光器泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 基于Nd:LuAG晶体的1442nm激光器 |
| §6.1 基于Nd:LuAG晶体的1442nm连续激光器 |
| §6.1.1 实验装置图 |
| §6.1.2 实验结果与讨论 |
| §6.2 基于Nd:LuAG晶体的1442nm被动调Q激光器 |
| §6.2.1 实验装置图 |
| §6.2.2 实验结果与讨论 |
| §6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 研究内容总结 |
| §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 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）基于DFB激光器阵列的快速可调谐激光器的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 快速可调谐激光器的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 可调谐半导体激光器的发展现状 |
| 1.2.2 可调谐激光器产品的最新进展 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 快速可调谐激光器的设计原理 |
| 2.1 重构等效啁啾技术的原理与优势 |
| 2.2 基于REC技术的串并联DFB激光器阵列 |
| 2.3 快速可调谐激光器的稳定控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 八通道快速可调谐激光器设计与测试 |
| 3.1 快速可调谐激光器参数指标 |
| 3.2 系统总体设计方案 |
| 3.3 控制模块设计 |
| 3.3.1 控制模块硬件设计 |
| 3.3.2 控制模块软件设计 |
| 3.4 稳流模块设计 |
| 3.5 开关模块设计 |
| 3.6 温控模块设计 |
| 3.7 电源模块设计 |
| 3.8 模块PCB设计 |
| 3.9 八通道快速可调谐激光器测试 |
| 3.9.1 芯片结构 |
| 3.9.2 测试系统与测试方法 |
| 3.9.3 系统稳定性测试 |
| 3.9.4 激光器出光性能测试 |
| 3.9.5 波长切换速度测量 |
| 3.10 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 十六通道快速可调谐激光器设计与测试 |
| 4.1 系统总体设计方案 |
| 4.2 稳流模块设计 |
| 4.2.1 高速DAC电路 |
| 4.2.2 I-V转换电路 |
| 4.2.3 稳流电路 |
| 4.3 开关切换模块设计 |
| 4.4 模块PCB设计 |
| 4.5 十六通道快速可调谐激光器测试 |
| 4.5.1 芯片结构 |
| 4.5.2 测试系统 |
| 4.5.3 激光器出光性能测试 |
| 4.5.4 波长切换速度测量 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
| 致谢 |
（4）高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 自发拉曼散射显微成像 |
| 1.1.2 相干拉曼散射显微成像 |
| 1.1.3 受激拉曼散射显微成像 |
| 1.2 SRS显微成像技术研究进展 |
| 1.2.1 早期SRS成像 |
| 1.2.2 STE-SRS及多色SRS成像 |
| 1.2.3 受激拉曼光谱成像 |
| 1.2.4 其他方面 |
| 1.3 SRS显微成像应用研究进展 |
| 1.3.1 单细胞成像 |
| 1.3.2 组织成像 |
| 1.3.3 模型生物成像 |
| 1.3.4 转化医学成像 |
| 1.3.5 其他方面 |
| 1.4 研究进展分析 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 SRS显微成像理论及实现方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SRS过程理论分析 |
| 2.2.1 SRS效应 |
| 2.2.2 SRS信号理论推导 |
| 2.2.3 SRS与CARS信号比较 |
| 2.2.4 激光偏振对SRS信号的影响 |
| 2.3 SRS成像噪声及信噪比分析 |
| 2.4 SRS成像背景及抑制方法研究 |
| 2.4.1 SRS成像中背景信号形式 |
| 2.4.2 SRS成像背景抑制方法 |
| 2.5 SRS显微成像实现方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 光谱聚焦高光谱SRS显微成像及其在细胞膜电位探测中的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用光谱聚焦方法实现高光谱SRS显微成像 |
| 3.2.1 光谱聚焦方法理论分析 |
| 3.2.2 高光谱SRS显微成像系统 |
| 3.2.3 拉曼频移校准 |
| 3.3 单个自然细胞膜的受激拉曼光谱成像研究 |
| 3.3.1 红细胞血影样本制备 |
| 3.3.2 单个红细胞血影的受激拉曼光谱成像研究 |
| 3.4 SRS显微成像探测细胞膜电位的探索研究 |
| 3.4.1 膜电位测量方法 |
| 3.4.2 控制细胞膜内外离子成分改变膜电位 |
| 3.4.3 膜电位引起SRS光谱形状变化研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 利用非线性光谱压缩实现高分辨受激拉曼光谱成像研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用自相位调制实现非线性光谱压缩机理分析 |
| 4.3 非线性光谱压缩实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 光谱压缩器输出特性测量 |
| 4.4 高光谱分辨率的高光谱SRS显微成像系统 |
| 4.4.1 用于指纹区成像的高光谱SRS系统 |
| 4.4.2 用于静默区成像的高光谱SRS系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 利用高光谱SRS显微成像无标记观察木质素化学组分分布 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 高光谱SRS显微成像系统 |
| 5.2.2 拉曼光谱的测量及处理 |
| 5.2.3 样品制备 |
| 5.2.4 高光谱数据分析 |
| 5.2.5 MCR分析 |
| 5.3 利用高光谱SRS成像观察转基因拟南芥 |
| 5.3.1 利用转基因实现醛丰富拟南芥 |
| 5.3.2 转基因和野生型拟南芥的高光谱SRS成像对比 |
| 5.4 高光谱SRS成像实时监测木质素中醛还原成醇化学反应过程 |
| 5.5 高光谱SRS成像揭示长狗尾草细胞壁中醇和醛的渐变分布 |
| 5.6 玉米秸秆的高光谱SRS成像研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 利用反向啁啾脉冲实现多元SRS显微成像研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 利用反向啁啾脉冲实现多元SRS成像原理 |
| 6.3 基于反向啁啾脉冲的多元SRS成像系统 |
| 6.3.1 多元SRS显微成像系统 |
| 6.3.2 焦点处脉冲宽度的测量和匹配 |
| 6.4 DMSO样品的多元SRS光谱成像研究 |
| 6.5 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 |
（6）连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学参量振荡器的应用 |
| 1.2 连续波光学参量振荡器的研究概况 |
| 1.3 本论文的主要研究内容及创新 |
| 第2章 非线性光学基础 |
| 2.1 非线性光学效应 |
| 2.2 非线性介质中的耦合波方程 |
| 2.3 相位匹配 |
| 2.4 光学参量振荡技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 连续波光学参量振荡器的设计 |
| 3.1 非线性晶体材料 |
| 3.2 泵浦源 |
| 3.3 外腔连续波光学参量振荡器的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高功率连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激Raman散射 |
| 4.1 受激Raman散射效应 |
| 4.2 LDA端面泵浦Nd:YVO4激光器实验 |
| 4.3 高功率连续波光学参量振荡器实验研究 |
| 4.4 受激Raman散射及其对OPO的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 宽带可连续调谐PPMgLN光学参量振荡器 |
| 5.1 OPO的调谐方式 |
| 5.2 连续波PPMgLN OPO的调谐特性 |
| 5.3 连续波PPMgLN OPO的调谐实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（7）DFB激光器的调谐动态特性及测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景及意义 |
| 1.2 本课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 二极管激光器的发展历程 |
| 1.2.2 二极管激光器的种类及应用 |
| 1.2.3 二极管激光器的调谐特性 |
| 1.2.4 二极管激光器调谐特性的测量方法 |
| 1.3 论文的研究内容和组织结构 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的组织结构 |
| 第二章 二极管激光器的调谐特性与测量方法 |
| 2.1 二极管激光器的工作原理 |
| 2.1.1 粒子数反转条件 |
| 2.1.2 增益的阈值条件 |
| 2.2 可调谐二极管激光器的调谐机理 |
| 2.2.1 TDL 的结构 |
| 2.2.2 DFB 激光器的调谐机理 |
| 2.2.3 二极管激光器的调谐方式 |
| 2.3 TDL 的工作特性 |
| 2.3.1 边模抑制比 |
| 2.3.2 线宽特性 |
| 2.3.3 波长特性 |
| 2.3.4 转换效率功率效率和内量子效率 |
| 2.4 TDL 调谐特性的测量方法 |
| 2.4.1 光谱仪法 |
| 2.4.2 F-P 标准具法 |
| 2.4.3 延时自外差/零差法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤延时自外差动态特性测量方法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 激光器调谐动态特性的测量方法 |
| 3.2.1 光纤延时自外差（FDSHI）测量方法 |
| 3.2.2 动态波长测量 |
| 3.2.3 动态线宽测量 |
| 3.3 动态测量方法的评价 |
| 3.3.1 测量误差与精度分析 |
| 3.3.2 动态特性测量的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 DFB 激光器动态波长和线宽的实验研究 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.1.1 稳态波长测量系统 |
| 4.1.2 稳态线宽测量系统 |
| 4.1.3 激光器动态特性测量系统 |
| 4.1.4 动态特性测量方法的验证系统 |
| 4.2 DFB 激光器稳态特性的实验结果及分析 |
| 4.2.1 稳态模谱特性的实验结果 |
| 4.2.2 稳态波长特性的实验结果 |
| 4.2.3 稳态线宽特性的实验结果 |
| 4.3 DFB 激光器的动态特性实验结果及分析 |
| 4.3.1 调谐动态波长特性的实验结果 |
| 4.3.2 调谐动态线宽特性的实验结果 |
| 4.4 调谐动态特性与稳态特性的比较及分析 |
| 4.4.1 动态波长与稳态波长的实验结果比较及分析 |
| 4.4.2 动态线宽与稳态线宽的实验结果比较及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 DFB 激光器调谐的波长解析模型 |
| 5.1 DFB 激光器调谐波长解析模型的理论分析 |
| 5.2 DFB 激光器波长解析模型的参数辨识实验 |
| 5.3 DFB 激光器波长解析模型的验证方法及实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 创新点总结 |
| 6.3 下一步的研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于腔内四波混频的单光子源产生和应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 单光子源 |
| 1.1 单光子 |
| 1.1.1 单光子的概念 |
| 1.1.2 光子的关联探测及相关实验 |
| 1.2 常用的单光子源制备方案 |
| 1.2.1 衰减激光束方式制备单光子 |
| 1.2.2 纠缠光子对方式制备单光子 |
| 1.2.3 通过态截断的方式制备单光子 |
| 1.2.4 单个微发射器方式制备单光子 |
| 1.3 单光子源的应用 |
| 1.3.1 单光子在随机数产生中的应用 |
| 1.3.2 单光子在量子保密通信中的应用 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 基于腔内四波混频的单光子源产生 |
| 2.1 物理模型及解析和数值结果 |
| 2.1.1 物理模型和理论分析 |
| 2.1.2 数值分析 |
| 2.2 单光子源的优化 |
| 2.2.1 通过后置处理方法优化源 |
| 2.2.2 通过引入猫态来优化源 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 量子多波长源及其在波分复用-量子密钥分配系统中的应用 |
| 3.1 波分复用(WDM)技术 |
| 3.1.1 WDM技术的概念和发展历程 |
| 3.1.2 WDM系统的源 |
| 3.2 量子密钥分配(QKD) |
| 3.2.1 QKD的量子力学基础 |
| 3.2.2 常见的QKD协议 |
| 3.2.3 常见的QKD编码方式 |
| 3.2.4 QKD的最新进展 |
| 3.3 WDM-QKD系统及量子多波长源 |
| 3.3.1 现有的量子多波长源 |
| 3.3.2 量子多波长源的应用前景 |
| 3.4 基于腔内多个四波混频过程的多波长单光子源的制备方案 |
| 3.4.1 多波长单光子源的制备 |
| 3.4.2 分析源的可行性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 总结 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（9）声光可调谐环形掺铒光纤激光器（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的发展历史、现状及趋势 |
| 1.1.1 光纤通信的发展历史 |
| 1.1.2 光纤通信技术的现状 |
| 1.1.3 光纤通信技术的趋势 |
| 1.2 光纤激光器 |
| 1.2.1 光纤激光器的发展历史 |
| 1.2.2 光纤激光器的研究现状 |
| 1.3 可调谐的掺铒光纤激光器 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 集成光学声光可调谐滤波器 |
| 2.1 耦合模理论 |
| 2.2 偏振依赖的共线型声光可调谐滤波器 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 数值模拟及性能测试 |
| 2.3 模分离器与偏振无关的声光可调谐滤波器 |
| 2.3.1 TE/TM模分离器 |
| 2.3.2 偏振无关的声光可调谐滤波器结构设计 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 声光可调谐滤波器旁瓣抑制的研究 |
| 3.1 声光可调谐滤波器的旁瓣抑制方案介绍 |
| 3.1.1 双折射切趾 |
| 3.1.2 权重耦合切趾 |
| 3.2 偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器 |
| 3.2.1 基本结构 |
| 3.2.2 滤波原理 |
| 3.2.3 数值模拟及性能测试 |
| 3.3 多级声光可调谐滤波器 |
| 3.3.1 两级AOTF |
| 3.3.2 三级AOTF |
| 3.3.3 多级级联滤波结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 光纤激光器的基本原理及结构 |
| 4.1 工作原理 |
| 4.1.1 光与激光工作介质的相互作用 |
| 4.1.2 速率方程 |
| 4.1.3 稳态粒子数反转及饱和效应 |
| 4.1.4 光在介质中的增益及增益饱和 |
| 4.1.5 激光的形成 |
| 4.2 泵浦源 |
| 4.2.1 泵浦源简介 |
| 4.2.2 泵浦方式 |
| 4.3 谐振腔 |
| 4.3.1 线形腔 |
| 4.3.2 环形腔 |
| 4.4 增益介质 |
| 4.4.1 基质材料 |
| 4.4.2 掺杂光纤中的稀土元素和离子 |
| 4.4.3 稀土金属离子的浓度 |
| 4.5 掺铒光纤放大器 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 声光可调谐环形掺铒光纤激光器 |
| 5.1 激光器的基本结构及频移补偿分析 |
| 5.1.1 结构设计 |
| 5.1.2 单级偏振无关的准共线型AOTF频移补偿分析 |
| 5.2 环形掺铒光纤激光器的理论模型及输出特性分析 |
| 5.3 声光可调谐环形掺铒光纤激光器的实验研究 |
| 5.3.1 掺铒光纤自发辐射谱的实验测量 |
| 5.3.2 声光可调谐环形掺铒光纤激光器的实验研究 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 宽带声光可调谐滤波器的研究 |
| 6.1 叉指换能器 |
| 6.1.1 叉指换能器的基本结构及工作原理 |
| 6.1.2 叉指换能器的基本特性 |
| 6.1.3 倾斜式变周期宽带叉指换能器 |
| 6.2 宽带集成光学声光光谱仪 |
| 6.2.1 宽带声光光谱仪的结构设计 |
| 6.2.2 声光光谱仪的特性分析 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）高功率双包层光纤激光器及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤激光器简介 |
| 1.2 双包层光纤激光器简史与发展现状 |
| 1.2.1 国外在高功率双包层光纤激光器方面的研究进展 |
| 1.2.2 国内的相关研究进展 |
| 1.3 双包层光纤激光器的应用前景 |
| 1.4 双包层光纤激光器的发展趋势 |
| 1.5 本文的选题依据及研究工作的意义 |
| 1.6 本文的主要工作 |
| 第二章 双包层光纤激光器的基本原理 |
| 2.1 双包层光纤的基本结构 |
| 2.2 双包层光纤中的掺杂稀土离子 |
| 2.3 双包层光纤激光器的泵浦方式 |
| 2.3.1 端面泵浦耦合 |
| 2.3.2 侧面泵浦耦合方式 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的理论分析 |
| 3.1 泵浦方案的选择 |
| 3.1.1 泵浦方式的选取 |
| 3.1.2 泵浦波长的选择 |
| 3.2 后向泵浦掺Yb~(3+)双包层光纤激光器理论分析 |
| 3.2.1 腔镜反射率对激光器输出特性的影响 |
| 3.2.2 双包层光纤的散射损耗系数及长度与激光器输出特性的关系 |
| 3.2.3 掺Yb~(3+)双包层光纤激光器在不同激射波长处的输出功率 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的研制 |
| 4.1 后向泵浦掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的实验研究 |
| 4.1.1 泵浦源 |
| 4.1.2 增益光纤 |
| 4.1.3 透镜组耦合系统 |
| 4.1.4 激光谐振腔腔镜 |
| 4.1.5 光纤端面处理 |
| 4.1.6 实验研究及结果 |
| 4.2 可调谐掺Yb~(3+)双包层光纤激光器实验研究 |
| 4.2.1 可调谐特性研究 |
| 4.2.2 光束质量因子M~2值测量 |
| 4.3 样机设计、封装与测试 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要研究成果 |
| 5.2 存在的问题及课题展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表文章 |
| 致谢 |
四、Fast Tunable Wavelength Sources Based on the Laser Diode Array（论文参考文献）
- [1]基于SOA的快速可调谐全光波长转换技术研究与实现[D]. 高文杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]翠绿宝石全固态激光器研究[D]. 关晨. 山东大学, 2021(11)
- [3]基于DFB激光器阵列的快速可调谐激光器的设计与实现[D]. 林康龙. 南京大学, 2020(02)
- [4]高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究[D]. 刘斌. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [5]差频可调谐太赫兹技术的新进展[J]. 柴路,牛跃,栗岩锋,胡明列,王清月. 物理学报, 2016(07)
- [6]连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D]. 姚文明. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2013(10)
- [7]DFB激光器的调谐动态特性及测量方法研究[D]. 刘景旺. 天津大学, 2012(05)
- [8]基于腔内四波混频的单光子源产生和应用[D]. 樊碧璇. 华东师范大学, 2010(03)
- [9]声光可调谐环形掺铒光纤激光器[D]. 杨薇. 天津大学, 2010(11)
- [10]高功率双包层光纤激光器及其应用[D]. 吴彩缘. 厦门大学, 2009(12)