色散展平减小纤维中超连续谱产生特性的研究

色散展平减小纤维中超连续谱产生特性的研究

一、色散平坦渐减光纤中超连续谱产生的特性研究(论文文献综述)

孙剑[1](2019)在《高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究》文中认为随着信息时代到来,虚拟现实、物联网、高清视频直播等技术和业务深入人们的日常生活和工作,光纤通信系统时刻面对着巨大的带宽需求。研究人员通过提高单通道速率、优化频谱效率以及开发新的复用维度等方法不断增加系统容量,总结近30年来OFC会议上Post Deadline文章,可以发现实验室中的光纤通信系统容量平均每四年提高10倍。使用多种技术相结合的方式可以非常有效地提高通信系统容量,但也将同时大幅增加网络节点复杂度,进而对光信号处理能力提出更高的要求,如高质量光信号源生成、多路信号同时处理、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等。能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中的超大容量系统成功商用化的关键因素。本文结合参与课题内容,对正常色散区超连续谱生成机理、光时分复用(Optical Time Division Multiplexing,OTDM)分插复用器、全光波长转换、宽度调谐脉冲生成以及全光相关器等这些光信号处理相关技术进行理论和实验研究,得到一些有益的结论和成果,主要的创新点和研究成果如下:(1)理论研究了脉冲在高非线性光纤(Highly Non-linear Fiber,HNLF)正常色散区超连续谱演化过程中的光谱收缩现象。在正常色散区,脉冲光谱存在能量由两侧波长向内侧转移的机制,这种机制主要由四波混频(Four Wave Mixing,FWM)过程中的能量回传和群速度色散(Group Velocity Dispersion,GVD)导致的走离效应共同作用引起,出现在光波分裂(Optical Wave Breaking,OWB)现象发生之后,其发生的传输距离与脉冲峰值功率和光纤色散成反比。另外受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS)和交叉相位调制(Cross-Phase Modulation,XPM)效应对光谱收缩现象具有不同影响,表现为:当脉冲内同一时刻重叠的频率分量间隔达到拉曼增益范围时,在SRS的作用下短波长分量会将能量转移给长波长分量,导致短波长分量收缩速度快于长波长分量;XPM在脉冲前后沿表现为不同特性,分别体现为红移和蓝移,这会导致两侧光谱收缩不同步。(2)理论研究了 HNLF正常色散区脉冲前后沿尾部非频移部分演化过程。SRS加速了前沿非频移部分的能量减弱过程,减缓了后沿非频移分量能量减弱过程,三阶色散和自陡峭效应虽然可以导致光谱不对称展宽,但对于尾部非频移分量影响较小;XPM对非频移部分影响表现为脉冲不同频率分量在前后沿重合时,能量较强的部分对能量较弱的非频移部分进行相位调制,最先在靠近脉冲中心的位置发生,前沿的非频移部分出现红移,而后沿部分出现蓝移,传输过程中非频移部分一直受到XPM作用,红移部分持续红移,蓝移部分持续蓝移,波长逐渐靠近前后沿频移部分。(3)分别基于XPM和自相位调制(Self-Phase Modulation,SPM)效应提出了双向使用高非线性光纤结构的全光分插复用和波长转换方案,并进行了实验验证,相比于已有的方案,文中提出方案在仅使用一段HNLF的条件下实现了同时对两路OTDM信号分别进行处理,减少了使用器件数量,简化了系统结构,进行了 2*80 Gbit/s OTDM信号分插复用实验以及50 Gbit/s和20 Gbit/s信号同时波长转换实验,实验结果表明提出的结构都实现了信号无误码接收,具有良好的信号处理能力。(4)分别基于铌酸锂调制器的偏振特性和行波特性提出了两种宽度可调谐脉冲生成方案,并进行了理论分析和实验验证。相比于现有方案,提出的方案在仅采用一个单驱动强度调制器情况下实现了脉冲占空比21%-50%范围内连续可调,简化了系统结构。利用提出的宽度可调谐脉冲生成结构分别进行了 40Gb/s OTDM信号解复用和80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验,都实现了实现了无误码接收,实验表明提出的结构具备对高速光信号处理的能力。(5)提出了一种基于多模光纤中模式色散的全光相关器。理论和实验研究证明短脉冲光以不同角度从不同位置注入到多模光纤中可以激励起离散的模式群,这些模式群因模式色散在光纤输出端会形成特有的脉冲响应,依此可以建立空间到时间的一一对应关系。搭建了基于模式色散的全光相关器实验结构,完成了对8-bit码元的全光检测实验。另外当相关器脉冲响应为矩形时,提出的结构可以用于实现全光积分,并进行了实验验证。

张琪昱[2](2019)在《基于色散渐减非线性氮化硅光波导的超短脉冲传输特性研究》文中进行了进一步梳理超短脉冲在光信息处理、高速光通信系统、光学成像等许多领域有着重要应用。基于光纤的色散和非线性效应实现光脉冲压缩和自相似抛物线脉冲产生的相关研究已经比较成熟。近年来,非线性集成光波导由于非线性系数较大,体积较小从而便于实现集成化超连续谱光源,研究者们开展了基于硅基非线性集成光波导的相关研究。但是硅在1550nm波段具有严重的双光子吸收效应,影响非线性效率,而氮化硅的双光子吸收效应较弱,波导损耗也较小。本文主要研究了超短脉冲在色散渐减氮化硅光波导中的传输特性,利用反常色散渐减波导实现光脉冲压缩,利用正常色散渐减波导实现自相似抛物线脉冲产生。本文主要的研究内容及创新点如下:1.对多模氮化硅光波导进行仿真设计,基于可实现工艺参数对多模氮化硅光波导的准TE基模的色散特性进行正常色散和反常色散调控设计。2.根据自相似孤子脉冲压缩原理,基于仿真得到的反常色散曲线,对脉冲压缩进行仿真研究,通过改变脉冲宽度和波导传输长度确定较佳的波导设计参数,并研究了高阶色散对脉冲压缩的影响。研究了色散值线性渐减和抛物线渐减两种函数型色散渐减情况下的脉冲压缩效果。对工艺可实现的40cm长的氮化硅光波导沿传输距离进行离散化分段设计,获得每个分段的色散、高阶色散等参数,并进行脉冲压缩仿真。3.根据自相似抛物线脉冲产生的原理,将色散渐减等效为增益,基于正常色散渐减波导近似实现自相似抛物线脉冲产生。研究了双曲正割脉冲在正常色散渐减氮化硅光波导中的传输特性,获得自相似抛物线脉冲产生。

秦伟轩[3](2019)在《特种光纤中超连续谱产生及在跨波段飞秒脉冲激光器中的应用》文中指出多波长同步相干超短脉冲激光在超快科学领域如时间解析泵浦探测光谱,非线性显微,光参量放大,以及相干脉冲合成等技术中有广泛的应用。而传统激光器中增益介质的天然特性限制了激光的输出波长跨度,如果采用多台激光器其同步系统往往非常复杂,价格昂贵或需要腔长严格匹配,环境敏感,稳定性差对其实用带来很多不便。本论文对跨波段多波长同步脉冲激光器展开研究。首次提出利用超连续谱技术将光谱展宽,实现增益波段的跨越,将不同掺杂成份,不同增益波段的激光器有机地构造在同一谐振腔内,实现脉冲激光的同步性和相干性,克服传统稀土掺杂光纤激光器固有工作波段的限制。本文主要研究了两个方面的内容,即针对锥形光纤超连续谱的产生和跨波段双波长飞秒脉冲激光器的设计进行了研究。论文的具体工作如下:(1)分析了拉锥光纤的色散和非线性特性,建立了飞秒脉冲在拉锥光纤中传输的数值模型,模拟了飞秒脉冲在拉锥光纤中超连续谱的形成过程,研究了不同色散区域超连续谱产生过程,研究了拉锥光纤中泵浦中心波长与色散零点的相对距离对超连续谱产生的影响,完成了用于1μm和1.5μm两个波长间脉冲相互转换的拉锥光纤设计。(2)首次提出利用超连续谱展宽增大Mamyshev脉冲再生波长间隔的方法来实现单腔跨波段双波长同步脉冲激光器。通过数值模拟在包含脉冲自相似放大和压缩以及超连续谱产生过程单环形谐振腔内成功实现了 1μm和1.5μm波段的同步跨波段飞秒脉冲输出。(3)利用传递函数对跨波段脉冲激光器的特性和器件参量进行了分析和优化,得出了具有指导性的规律,并对该激光器的噪声特性和启动特性进行了分析。

殷科[4](2017)在《光纤抽运2-5μm超连续谱激光光源研究》文中研究说明超连续谱(SC)激光在基础科学、环境监测、生物医疗和国防等众多领域都有着广泛的应用需求。尤其是2-5μm波段内超连续激光,可有效覆盖大气窗口,其在诸如红外照明、高光谱成像、光谱激光雷达、红外对抗等大气应用领域有重要前景。另外该波段包含众多分子材料的指纹吸收谱,因而2-5μm超连续谱激光还可以被广泛地应用到红外光谱学。全光纤结构的超连续谱激光可以保持光纤激光固有的稳定性好、热管理方便、结构紧凑、空间相干性好等优点,避免价格高昂的固体激光器以及分离器件带来的不良影响。开展高亮度高稳定的2-5μm超连续谱激光研究,对于促进波段内光源走向实际应用有重要意义。为此,论文以光纤抽运的2-5μm波段内超连续谱激光光源为研究对象,展开了全面系统的理论和实验研究,主要内容包括:提出了固定坐标系下频域广义非线性薛定谔方程(GNLSE)的求解方法,数值仿真研究了掺铥光纤放大器(TDFA)、氟化物ZBLAN光纤和硫系玻璃光纤中超连续谱产生的物理过程。首次从理论上揭示了TDFA对超快种子激光脉冲放大,逐渐形成孤子群脉冲,并输出2-2.5μm超连续谱激光的物理过程。指出了与孤子相关的频率红移效应是超连续谱激光输出光谱不断自展宽涉及的主要非线性效应。开展了二维新材料碲化铋作为可饱和吸收体在2μm锁模孤子脉冲产生方面的实验研究,并对比研究了基于非线性偏振旋转效应的2μm锁模孤子脉冲产生以及基于“1.5→2μm”频率变换的孤子群脉冲产生,丰富了2μm激光脉冲的产生方法。通过“1.5→2μm”频率变换方法,获得了2μm波段占空比可调的孤子群脉冲种子,为实现高功率2-2.5μm超连续谱激光打好了研究基础。实现了单模和大模场TDFA中瓦量级和百瓦量级的光谱平坦型2-2.5μm超连续谱激光光源,发现了高占空比种子激光可以大幅度提升TDFA的工作效率。利用单模TDFA对啁啾脉冲进行功率放大,获得了最高功率为41.6 W的2-2.5μm超连续谱激光输出。利用大模场TDFA分别对重复频率2 MHz和4 MHz的高占空比孤子群脉冲种子进行功率放大,获得了最高功率为101.6 W和203.4 W的光谱平坦型2-2.5μm超连续谱激光输出。当输出功率为203.4 W时,超连续谱的3 dB光谱带宽为550 nm,对应波长范围为1987-2537 nm,取得功率指标是国际上同类研究报道中的最高记录。开展了软玻璃光纤的后处理技术研究,实现了石英光纤与软玻璃光纤、软玻璃光纤与软玻璃光纤的高强度、低损耗熔接。首次搭建了全光纤结构ZBLAN光纤超连续谱激光光源,分别研究了光纤长度、熔接通过率、抽运脉冲能量大小等因素对ZBLAN光纤中超连续谱产生的影响。当ZBLAN光纤的纤芯直径为7μm时,获得了瓦量级光谱超平坦的2-4.5μm超连续谱激光输出,波长3.8μm以上光谱功率比例达到21.1%,其输出功率不稳定性小于0.6%。在功率指标提升方面,利用大模场TDFA抽运纤芯直径9μm的ZBLAN光纤,获得了最高功率15.2 W的2-4.5μm超连续谱激光输出,波长3.8μm以上的功率值达到了1 W以上。取得结果是全光纤结构中红外超连续谱激光的最高功率水平,也是光谱达到4μm以上的中红外超连续谱的最高功率记录。采用级联光纤抽运方案,选择ZBLAN光纤产生的2-4.2μm超连续谱激光光源作为抽运源,研究了As2S3光纤和As2Se3光纤中的超连续谱产生。在空间耦合方式下,选择抽运激光的重复频率为50 kHz时,在As2S3光纤中获得了平均功率为67.1 mW、光谱长波拓展到5.5μm的光谱超平坦2-5μm超连续谱激光输出;而选择抽运激光的重复频率10 kHz时,在As2Se3光纤中获得了平均功率为9.28 mW的2-5.8μm超连续谱激光输出,对应10 dB光谱带宽为3220 nm,覆盖波长范围为2230-5450 nm。采用光纤端面对接耦合和玻璃套管封装法,首次实现了全光纤结构的高亮度超平坦2-5μm超连续谱激光输出,最高输出功率为97.1 mW,10 dB光谱带宽为2840 nm,对应波长范围为2140-4980 nm。该结果为目前国际上全光纤结构2-5μm超连续谱激光的最高输出功率。

徐永钊,刘敏霞,张耿,叶海[5](2016)在《色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生》文中研究表明基于非线性薛定谔方程,数值研究了色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生。研究结果表明,初始啁啾对脉冲传输及超连续谱产生的影响与泵浦条件和光纤参量的选取有很大关系。当色散平坦渐减光纤具有小的归一化二次色散系数时,适当的正啁啾能显着增强超连续谱的带宽,而负啁啾和太大的正啁啾抑制超连续谱的带宽。能增强超连续谱带宽的正啁啾有一个较宽的范围,但随着输入脉冲孤子阶数的降低,该范围将变窄。当色散平坦渐减光纤具有大的归一化二次色散系数同时输入脉冲为低阶孤子时,初始啁啾对超连续谱带宽的增强效果不明显,初始啁啾接近为0时可产生最宽的超连续谱。

谌鸿伟[6](2014)在《基于光子晶体光纤的高功率全光纤超连续谱光源》文中认为相比传统的宽谱光源,超连续谱光源具有光谱范围宽、空间相干性好、光谱功率密度高等优点,因而在光谱学、生物医学以及光电对抗等领域有着广泛的应用前景。获得高平均功率和高光谱功率密度的超连续谱是相关领域的一个研究热点。本论文针对基于光子晶体光纤的高功率全光纤超连续谱产生技术开展了研究。本论文的研究工作主要包括以下几个方面:1、总结和归纳了光纤中超连续谱产生的相关机理,介绍了单芯和多芯光子晶体光纤的参数和特性,为后续超连续谱产生的实验研究工作提供了分析依据。攻克了15/130双包层大模场光纤与光子晶体光纤的超低损耗熔接技术,为搭建基于光子晶体光纤的高功率全光纤化超连续谱光源奠定了基础。2、对基于单芯光子晶体光纤的高功率超连续谱产生技术开展了研究:提出了在预放大器和功率放大器中分别采用高掺杂浓度和低掺杂浓度增益光纤的皮秒光纤激光MOPA放大方案,采用纤芯直径为15μm的双包层光纤搭建了最高平均输出功率为125 W、脉冲重复频率可调的高功率皮秒光纤激光器,并将其用作超连续谱产生的泵浦源。同时,采用纤芯直径较大的单芯光子晶体光纤作为超连续谱产生介质,研制了结构简单紧凑的高功率全光纤化超连续谱光源。该超连续谱光源的最高平均输出功率为101 W,光谱覆盖范围为700 nm至1700 nm以上,泵浦激光到超连续谱的转换效率为78.9%。这是首个公开报道的基于单芯光子晶体光纤实现的平均输出功率超过一百瓦的超连续谱光源。3、对基于多芯光子晶体光纤的高功率超连续谱产生技术开展了研究:研制了首个公开报道的全光纤化多芯光子晶体光纤超连续谱光源。采用高功率皮秒光纤激光器泵浦两种国产七芯光子晶体光纤,均实现了平均输出功率超过100 W的全光纤化超连续谱输出。对比研究了光纤结构和泵浦激光脉冲重复频率对七芯光子晶体光纤中超连续谱产生过程以及最终形成光谱的影响。对基于多芯光子晶体光纤的高功率超连续谱光源的光谱拓展能力和功率提升潜力进行了分析和讨论,结果表明高功率光纤激光器结合特殊设计的多芯光子晶体光纤,可以获得平均功率更高、光谱更优化的超连续谱。该研究成果对更高功率全光纤化超连续光源的研制具有重要的参考价值。

曹凤珍,张培晴,戴世勋,王训四,徐铁峰,聂秋华[7](2014)在《用于产生超连续谱的硫系光子晶体光纤的色散特性》文中研究说明光子晶体光纤具备的无截止单模、模场面积可调和色散可控的特性,使其在超连续谱的产生中具有独特的优势。超连续谱的产生条件之一,是所使用的光纤须具有高的非线性,而硫系玻璃非线性系数极高,因此利用硫系玻璃光子晶体光纤产生超连续谱的研究备受关注。采用熔融-淬冷法制备Ge23Sb12S65硫系玻璃,并以此为基质设计了用于超连续谱产生的高非线性光子晶体光纤。采用多极法分析光纤孔间距Λ、孔径比d/Λ等对光纤的色散零点位移、色散平坦调控、损耗及模场面积的影响,最终得到当Λ=2μm,d/Λ=0.43时,可获得24μm平坦色散的高非线性光子晶体光纤结构。

郭良[8](2013)在《色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生研究》文中认为基于光子晶体光纤的超连续谱光源具有光谱范围宽、亮度高和空间相干性好等优点,在光谱学、通信技术、计量学、医学以及国防等领域有重要的应用价值和广泛的应用前景,是近年来光子晶体光纤和超连续谱研究领域的热点。色散渐减光子晶体光纤的色散特性沿光纤纵向逐渐变化且可控,同时纤芯逐渐变细增大了非线性系数,从而有利于扩展超连续谱的光谱范围。本文对色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生进行了理论与实验研究,主要内容包括:一、详细阐述了光纤中超连续谱产生的物理机制,分析了光纤的色散特性在超连续谱产生过程中的重要性。介绍了色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的数学模型和求解方法。二、研究了基于傅里叶变换的光子晶体光纤色散测量方法。相对传统的测量方法,该方法只需一次测量即可获得待测光纤的全谱色散特性,简化了测量过程。利用该方法对某带隙型光子晶体光纤的色散特性进行了测量,在有效波长范围内实验结果与数值计算结果一致性较好。三、使用中心波长为1064 nm的亚纳秒脉冲激光器作为泵浦源,实验研究了不同结构参数色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生。与均匀光子晶体光纤相比,色散渐减光子晶体光纤输出的光谱更宽。在最优的结构参数下,获得了光谱范围为427 nm1700 nm的白光超连续谱输出,其中短波成分430 nm800 nm的光谱平坦度为5 dB。四、数值模拟了色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生,分析了光纤长度、输入端和输出端结构参数对超连续谱产生的影响,并根据模拟结果对结构参数进行了优化,设计了适用于可见光超连续谱产生的色散渐减光子晶体光纤。

马会芳[9](2013)在《微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究》文中研究表明本论文的研究工作是围绕以下项目展开的:以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划项目(项目编号:2010CB327600);国家自然科学基金项目(项目编号:61077049);新世纪优秀人才支持计划项目(项目编号:NCET-08-0736)和高等学校学科创新引智计划项目(项目编号:B07005)。超连续谱光源具有光谱范围宽、稳定性高等优点,在光通信系统、光度量学及生物医学等方面都有重要的应用。本论文主要对光通信用超连续谱的产生及其性能优化进行了理论和实验研究,主要研究内容和创新点如下:1.从光场的量子理论出发,推导得出了脉冲在光纤中传输时所遵循的含自发拉曼散射噪声的非线性传输方程。讨论了适用于求解该方程以及广义非线性薛定谔方程的数值方法:与对称分步傅里叶法结合的相互作用绘景中的四阶龙格-库塔法。2.基于广义非线性薛定谔方程,理论分析了在正常色散区超连续谱的展宽机制;讨论了光纤参量和泵浦脉冲对超连续谱宽度、平坦度的影响。在此基础上,设计了一种具有近零正色散值、色散平坦的高非线性微结构光纤,利用该光纤可在1550nm波段产生宽带、平坦的超连续谱。3.理论分析了泵浦脉冲的散粒噪声对光纤中超连续谱宽带幅度噪声的影响。以相对强度噪声,对正常色散区超连续谱宽带幅度噪声做了定量分析,结果表明:噪声沿光纤传输中有两次显着地放大,第一次噪声放大是由光谱初始展宽过程巾巾心部分的剧烈分裂造成的,是光谱展宽过程中固有的噪声放大;第二次噪声放大是由脉冲内拉曼散射效应带来的非线性能量损耗造成的,是造成超连续谱宽带幅度噪声放大的主要原因。通过合理设计光纤的色散特性可有效抑制脉冲内拉曼散射效应。4.利用高阶孤子压缩效应,实现了对微结构光纤中产生的超连续谱的展宽,光谱-10dB宽度由75nm展宽至140nm。对上述超连续谱的低频幅度噪声进行了定量分析,结果表明:当泵浦脉冲功率在压缩光纤中满足整数阶的高阶孤子,且压缩光纤的长度短于孤子发生分裂的长度时,获得的压缩脉冲可在增加超连续谱宽度的同时不引起光谱低频幅度噪声的恶化。5.分析了超连续谱的平坦度对泵浦脉冲脉冲沿陡峭程度的敏感性,结果表明:脉冲沿较为陡峭的脉冲产生的超连续谱具有更好的平坦度。与人合作,利用双通道Littman-Metcalf滤波器改变脉冲沿的陡峭度,实现了对超连续谱平坦度的优化。

江浩[10](2013)在《超连续谱在光纤中产生的研究》文中研究指明随着互联网容量的快速增长,光纤通信也在向着大容量、高速率、长距离的方向不断发展。这对通信系统的信道数量以及输入频谱的宽度有着更高的要求。超连续谱在中心波长附近频谱平坦且覆盖范围大,用于多波长输出是非常有意义的。而光纤由于自身的一些优点,故可以被用于产生超连续谱。本论文将围绕下面几个方面来对光纤中的超连续谱进行研究。首先介绍了光脉冲在光纤中展宽的原理,在此基础上,重点阐述了对光纤中的超连续谱展宽的非线性效应:自相位调制(SPM),交叉相位调制(XPM),四波混频(FWM)以及受激拉曼散射(SRS);之后又介绍了光纤中的色散:模式色散,材料色散与波导色散。并指出影响脉冲在光纤中展宽的主要因素是SPM与因为色散导致的FWM。其次介绍了光波在光纤中所满足的基本方程。从麦克斯韦方程组出发,进一步阐述了光波在光纤中的传输过程并最终推导出描述光波传输特性的广义薛定谔方程。通过使用分步傅里叶方法可以对该方程进行数值求解。在Matlab平台上通过用分步傅里叶方法对光脉冲在光纤中的传播进行了仿真,仿真结果与前面介绍的各种效应产生的影响相吻合,对光纤可以将输入脉冲的频谱展宽这一重要特性进行了验证。最后介绍了基于光纤产生超连续谱系统的构成并重点介绍了各种用于产生超连续谱的特种光纤;并通过Matlab仿真了光脉冲在高非线性光纤、色散平坦渐减光纤以及光子晶体光纤中所产生的超连续谱,并对这些结果进行了定性的分析;随后,继续通过仿真系统的分析了输入脉冲的峰值功率、半高宽以及光纤长度对超连续谱带宽的影响,得到了符合理论分析的结果;通过前面的分析对仿真参数进行了优化,最终得到了在各个方面都满足课题要求,列出具体指标)且易于实现的输出结果。

二、色散平坦渐减光纤中超连续谱产生的特性研究(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、色散平坦渐减光纤中超连续谱产生的特性研究(论文提纲范文)

(1)高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 正常色散区超连续谱生成理论研究进展
    1.3 OTDM分插复用和全光波长转换技术
        1.3.1 OTDM分插复用技术研究现状
        1.3.2 全光波长转换技术
    1.4 光脉冲生成技术
    1.5 全光相关技术
    1.6 全文安排
2 正常色散区超连续谱演化的研究
    2.1 引言
    2.2 超连续谱基础理伦和数值计算方法
        2.2.1 广义非线性薛定谔方程
        2.2.2 噪声和相干度模型
        2.2.3 数值计算方法
    2.3 皮秒脉冲正常色散区超连续谱生成机理
    2.4 HNLF正常色散区超连续谱光谱收缩现象的研究
    2.5 HNLF正常色散区脉冲尾部非频移部分演化的研究
        2.5.1 拉曼散射和三阶色散对脉冲尾部非频移分量影响
        2.5.2 XPM对脉冲尾部非频移分量的影响
        2.5.3 啁啾脉冲尾部非频移分量在HNLF正常色散区演化的研究
    2.6 本章小结
3 OTDM分插复用器和全光波长转换的研究
    3.1 引言
    3.2 基于XPM效应的分插复用和基于SPM的波长转换原理
        3.2.1 基于XPM效应的分插复用器原理
        3.2.2 基于SPM的全光波长转换原理
    3.3 双向使用HNLF的全光信号处理
    3.4 双向使用HNLF的全光分插复用器
    3.5 双向使用HNLF的全光波长转换
    3.6 本章小结
4 基于铌酸锂马赫曾德尔调制器的宽度可调谐脉冲生成研究
    4.1 引言
    4.2 铌酸锂马赫曾德尔调制器原理
    4.3 基于MZM偏振特性的脉冲宽度调谐
        4.3.1 仿真分析
        4.3.2 实验验证
    4.4 基于Sagnac环和调制器生成宽度可调谐脉冲
        4.4.1 基本原理
        4.4.2 仿真分析和实验验证
        4.4.3 80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验
    4.5 本章小结
5 基于模式色散的全光相关器
    5.1 引言
    5.2 基础理论
        5.2.1 模式理论
        5.2.2 模式色散
        5.2.3 模式激励
        5.2.4 模式耦合
    5.3 基于模式色散的全光相关器
        5.3.1 工作原理
        5.3.2 实验验证
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步要展开的工作
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(2)基于色散渐减非线性氮化硅光波导的超短脉冲传输特性研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 超连续谱产生的研究现状及应用
    1.2 氮化硅的光学特性
    1.3 基于非线性光学的脉冲压缩及抛物线脉冲产生
        1.3.1 基于非线性光学的脉冲压缩技术
        1.3.2 基于非线性光学的抛物线脉冲产生
    1.4 论文的结构安排
2 光脉冲在非线性介质中的传输特性
    2.1 波导中脉冲传输的非线性薛定谔方程
    2.2 非线性薛定谔方程的数值解法
    2.3 色散和非线性效应对脉冲传输特性的影响
    2.4 本章小结
3 自相似孤子脉冲压缩研究
    3.1 自相似孤子脉冲压缩原理
    3.2 氮化硅光波导的色散调控设计
        3.2.1 氮化硅波导色散调控
        3.2.2 氮化硅波导长度选择
    3.3 高阶色散和脉冲宽度对脉冲压缩的影响
        3.3.1 高阶色散对超短脉冲的影响
        3.3.2 输入脉冲宽度的影响
    3.4 脉冲在反常色散渐减氮化硅波导中的传输特性
        3.4.1 脉冲在线性函数型色散渐减波导中的传输特性
        3.4.2 脉冲在类抛物线函数型色散渐减波导中的传输特性
        3.4.3 氮化硅波导的设计仿真
    3.5 反常色散渐减氮化硅波导中的超连续谱产生
    3.6 本章小结
4 基于色散渐减的自相似抛物线型脉冲研究
    4.1 正常色散渐减波导中自相似抛物线脉冲产生
        4.1.1 无源光波导中自相似抛物线脉冲产生理论模型
        4.1.2 基于正常色散渐减波导的自相似抛物线脉冲产生
    4.2 初始脉冲参数对自相似抛物线脉冲产生的影响
        4.2.1 输入脉冲峰值功率对自相似抛物线脉冲产生的影响
        4.2.2 输入脉冲宽度对自相似抛物线脉冲产生的影响
    4.3 基于氮化硅波导的设计
    4.4 本章小结
5 结论
    5.1 结论
    5.2 不足与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(3)特种光纤中超连续谱产生及在跨波段飞秒脉冲激光器中的应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 跨波段双波长激光器
        1.2.2 Mamyshev再生激光器
        1.2.3 超连续谱的研究现状
    1.3 研究内容
2 光纤中超连续谱产生的基本理论
    2.1 光纤中光脉冲传输基本理论
        2.1.1 光波传输的基本规律
        2.1.2 广义非线性薛定谔方程
    2.2 非线性薛定谔方程的数值求解方法
        2.2.1 分步傅里叶方法
        2.2.2 龙格库塔相互作用绘景
    2.3 本章小结
3 拉锥标准单模光纤中超连续谱的产生研究
    3.1 光脉冲在锥形光纤中的传输
        3.1.1 锥形光纤中的非线性
        3.1.2 锥形光纤中的色散特性
    3.2 1.5μm超短脉冲泵浦拉锥SMF-28中超连续谱的产生
        3.2.1 反常色散锥腰中超连续谱的产生
        3.2.2 近零色散点反常色散锥腰中超连续谱的产生
        3.2.3 近零色散点正常色散锥腰中超连续谱的产生
        3.2.4 正常色散锥腰中超连续谱的产生
        3.2.5 结论
    3.3 1μm超短脉冲泵浦拉锥SMF-28中超连续谱的产生
        3.3.1 近零色散点正常色散区超连续谱的产生
        3.3.2 近零色散点反常色散区超连续谱的产生
        3.3.3 反常色散区超连续谱的产生
        3.3.4 结论
    3.4 本章小结
4 跨波段双波长激光器的设计方案和特性研究
    4.1 Mamyshev环形激光器谐振腔分析方法
    4.2 跨波段双波长单Mamyshev环腔激光器设计和结果分析
        4.2.1 系统结构
        4.2.2 系统模拟结果及讨论
    4.3 跨波段双波长单Mamyshev环腔激光器的稳定特性研究
        4.3.1 系统传输函数
        4.3.2 不同滤波器带宽对腔稳定性的影响
        4.3.3 非线性光纤长度对腔稳定性的影响
        4.3.4 单臂脉冲再生对腔稳定性的影响
        4.3.5 放大器噪声特对谐振腔稳定性的影响
        4.3.6 稳定的谐振腔参数配比方法
    4.4 跨波段双波长单Mamyshev环腔激光器的启动特性研究
        4.4.1 种子脉冲的峰值功率和宽度与环形腔启动的关系
        4.4.2 种子脉冲的啁啾特性与环形腔启动的关系
    4.5 本章小结
5 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(4)光纤抽运2-5μm超连续谱激光光源研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超连续谱激光光源概述
    1.2 2-5μm超连续谱激光光源的研究进展
        1.2.1 光纤材料
        1.2.2 研究进展
    1.3 2-5μm超连续谱激光光源的应用前景
        1.3.1 大气相关应用
        1.3.2 分子指纹谱识别
        1.3.3 中红外成像光谱学
    1.4 论文研究思路及组织结构
第二章 非线性效应及超连续谱产生
    2.1 光纤色散与非线性效应
        2.1.1 光纤色散
        2.1.2 非线性效应
        2.1.3 超连续谱产生
    2.2 被动光纤中超连续谱产生
        2.2.1 广义非线性薛定谔方程
        2.2.2 固定坐标系
    2.3 增益光纤中超连续谱产生
        2.3.1 带增益的广义非线性薛定谔方程
        2.3.2 掺铥光纤放大器的增益建立过程
    2.4 本章小结
第三章 掺铥光纤放大器中超连续谱产生
    3.1 石英光纤中超连续谱产生
        3.1.1 被动石英光纤中超连续谱产生
        3.1.2 掺铥光纤放大器中超连续谱产生
    3.2 超快激光脉冲放大和超连续谱产生的物理过程研究
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 数值仿真
    3.3 2μm波段超快激光脉冲产生
        3.3.1 基于二维材料碲化铋的锁模孤子脉冲
        3.3.2 基于非线性偏振旋转效应的锁模孤子脉冲
        3.3.3 基于“1.5→2μm”频率变换的孤子群脉冲
    3.4 瓦量级2-2.5μm超连续谱产生
        3.4.1 锁模孤子脉冲
        3.4.2 基于“1.5→2μm”频率变换的孤子群脉冲
        3.4.3 啁啾脉冲
    3.5 百瓦量级2-2.5μm超连续谱产生
        3.5.1 高占空比1.5-2.4μm超连续谱
        3.5.2 101.6W2-2.5μm超连续谱激光光源
        3.5.3 203.4W2-2.5μm超连续谱激光光源
        3.5.4 相关讨论
    3.6 本章小结
第四章 氟化物光纤中超连续谱产生
    4.1 ZBLAN光纤中超连续谱产生
        4.1.1 氟化物光纤
        4.1.2 色散与非线性
        4.1.3 数值仿真
    4.2 软玻璃光纤处理方法
        4.2.1 涂覆层剥离和光纤切割
        4.2.2 光纤熔接
        4.2.3 光纤端帽制备
    4.3 瓦量级2-4.5μm超连续谱激光光源
        4.3.1 单模掺铥光纤放大器抽运
        4.3.2 大模场掺铥光纤放大器抽运
    4.4 高功率2-4.5μm超连续谱激光光源
        4.4.1 单模掺铥光纤放大器抽运
        4.4.2 大模场掺铥光纤放大器抽运
        4.4.3 关于进一步提高平均功率的讨论
    4.5 本章小结
第五章 硫系玻璃光纤中超连续谱产生
    5.1 数值仿真与方案设计
        5.1.1 硫系玻璃光纤
        5.1.2 数值仿真
        5.1.3 级联光纤抽运方案
    5.2 As_2S_3 光纤中超连续谱产生
        5.2.1 空间耦合
        5.2.2 对接耦合
    5.3 As2Se3 光纤中超连续谱产生
        5.3.1 实验装置
        5.3.2 光谱特性
        5.3.3 功率特性
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 主要创新点
    6.3 后续工作展望
致谢一
致谢二
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间取得的荣誉和奖励
附录一 文中用到的缩写
附录二 不同光纤材料的拉曼响应函数
附录三 不同光纤的材料折射率

(5)色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生(论文提纲范文)

1 引言
2 理论模型
3 数值模拟与结果分析
    3. 1 C = 0,归一化参量N、Δ2、ξ0保持不变时的超连续谱
    3. 2 Δ2值较小时,初始啁啾对超连续谱的影响
    3. 3 Δ2值较大时,初始啁啾对超连续谱的影响
4 结论

(6)基于光子晶体光纤的高功率全光纤超连续谱光源(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 超连续谱产生技术的新发展
        1.1.2 光纤激光泵浦的超连续谱光源
        1.1.3 高功率超连续谱光源
    1.2 基于光子晶体光纤的高功率超连续谱光源研究进展
        1.2.1 发展历程
        1.2.2 研究现状
    1.3 全文的研究内容和结构安排
第二章 超连续谱产生机理及光子晶体光纤
    2.1 超连续谱产生的相关机理
    2.2 单芯光子晶体光纤
    2.3 七芯光子晶体光纤
        2.3.1 多芯光子晶体光纤的耦合模理论
        2.3.2 两种七芯光子晶体光纤的超模分布
    2.4 光子晶体光纤的低损耗熔接技术
        2.4.1 大模场光纤与单芯光子晶体光纤的低损耗熔接
        2.4.2 大模场光纤与多芯光子晶体光纤的低损耗熔接
    2.5 本章小结
第三章 基于单芯光子晶体光纤的高功率超连续谱光源
    3.1 高功率超连续谱光源的系统设计
    3.2 百瓦量级的超连续谱光源
        3.2.1 基于 15 μm芯径双包层光纤的高功率皮秒光纤激光器
        3.2.2 百瓦量级超连续谱产生的实验研究
    3.3 光子晶体光纤的特性对超连续谱产生的影响
        3.3.1 不同光子晶体光纤产生超连续谱的对比实验
        3.3.2 短波光谱增强高功率超连续谱光源
    3.4 本章小结
第四章 基于多芯光子晶体光纤的高功率超连续谱光源
    4.1 全光纤化七芯光子晶体光纤超连续谱光源
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 结果和讨论
    4.2 高功率超连续谱产生的对比实验研究
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 光纤特性对超连续谱产生过程的影响
        4.2.3 脉冲峰值功率对超连续谱产生过程的影响
        4.2.4 分析和讨论
    4.3 七芯光子晶体光纤输出模式研究
        4.3.1 实验装置
        4.3.2 单一波长情形的近场光斑分布
        4.3.3 超连续谱情形的近场光斑分布
        4.3.4 分析和讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要研究工作
    5.2 论文主要创新点
    5.3 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(8)色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的研究进展
        1.2.1 级联光子晶体光纤中的超连续谱产生
        1.2.2 拉锥光子晶体光纤中的超连续谱产生
        1.2.3 锥形光子晶体光纤中的超连续谱产生
    1.3 论文的主要内容及结构安排
第二章 光子晶体光纤的色散特性及超连续谱产生
    2.1 光子晶体光纤的色散特性
        2.1.1 光纤的色散
        2.1.2 光子晶体光纤的色散特性
        2.1.3 基于傅里叶变换的光子晶体光纤色散测量方法
    2.2 光子晶体光纤中的非线性效应
        2.2.1 自相位调制与交叉相位调制
        2.2.2 光孤子与色散波
        2.2.3 四波混频与调制不稳定性
        2.2.4 受激拉曼散射与孤子自频移
        2.2.5 孤子俘获
    2.3 超连续谱产生的理论模型与数值模拟
        2.3.1 广义非线性薛定谔方程
        2.3.2 超连续谱产生的数值模拟
    2.4 本章小结
第三章 色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的实验研究
    3.1 均匀PCF与色散渐减PCF中超连续谱产生的对比实验
    3.2 色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生
        3.2.1 不同输入端结构色散渐减PCF中的超连续谱产生
        3.2.2 不同输出端结构色散渐减PCF中的超连续谱产生
    3.3 本章小结
第四章 色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的数值模拟与优化设计
    4.1 色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的数值模拟
        4.1.1 光纤长度对超连续谱产生的影响
        4.1.2 光纤输入端结构对超连续谱产生的影响
        4.1.3 光纤输出端结构对超连续谱产生的影响
    4.2 用于可见光超连续谱产生的色散渐减PCF的优化设计
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(9)微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超连续谱的研究现状
    1.2 超连续谱技术的应用
    1.3 用于生成超连续谱的光纤
    1.4 生成超连续谱的光源
    1.5 本文的研究意义及工作
    参考文献
第二章 光纤中超连续谱的产生基础
    2.1 光纤中的非线性效应
    2.2 光纤中的色散
    2.3 光纤中脉冲传输的理论基础
        2.3.1 非线性薛定谔方程
        2.3.2 包含拉曼自发辐射噪声的非线性薛定谔方程
        2.3.3 数值方法
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 光纤正常色散区超连续谱产生的研究
    3.1 正常色散区超连续谱的产生
    3.2 光纤参量及泵浦脉冲条件对超连续谱的影响
        3.2.1 色散和泵浦脉冲宽度对SC谱的影响
        3.2.2 自相位调制对脉冲沿陡峭程度的依赖及其对SC谱的影响
        3.2.3 脉冲内拉曼散射和泵浦脉冲功率对SC谱的影响
        3.2.4 自陡效应对SC谱的影响
    3.3 适于在1.55μm产生超连续谱的高非线性色散平坦微结构光纤
        3.3.1 设计方法与结构
        3.3.2 计算结果与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 正常色散光纤中超连续谱的宽带幅度噪声特性分析
    4.1 基础知识
        4.1.1 光散粒噪声
        4.1.2 幅度噪声的计算
    4.2 正常色散光纤中SC谱宽带幅度噪声演化特性
    4.3 泵浦脉冲参量对宽带幅度噪声的影响
    4.4 宽带幅度噪声的抑制
        4.4.1 GVD对宽带幅度噪声的影响及抑制
        4.4.2 TOD对宽带幅度噪声的影响及抑制
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 基于孤子压缩效应展宽超连续谱的理论和实验研究
    5.1 理论基础
    5.2 实验装置
    5.3 实验结果与分析
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 基于带通滤波的超连续谱平坦度优化研究
    6.1 理论基础
    6.2 实验装置与结果分析
    6.3 本章小结
    参考文献
总结与展望
缩略语
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文

(10)超连续谱在光纤中产生的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国外对超连续谱研究的现状
    1.3 国内对超连续谱的研究现状
    1.4 超连续谱的发展和前景
    1.5 本论文的主要研究内容
2 光纤中超连续谱的产生的理论基础
    2.1 超连续谱展宽原理
    2.2 光纤中的非线性效应以及色散
    2.3 光纤中的色散
    2.4 本章小结
3 光纤中光波传输的理论与特性
    3.1 脉冲传输的基本理论
    3.2 数值计算方法
    3.3 光波在光纤中传播的仿真
    3.4 本章小结
4 光纤中超连续谱产生的研究
    4.1 用光纤产生超连续谱系统的组成
    4.2 用于产生超连续谱的光纤
    4.3 光纤中产生超连续谱的数值仿真与改进
    4.4 超连续谱特性的研究与优化
    4.5 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献

四、色散平坦渐减光纤中超连续谱产生的特性研究(论文参考文献)

  • [1]高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究[D]. 孙剑. 北京交通大学, 2019(01)
  • [2]基于色散渐减非线性氮化硅光波导的超短脉冲传输特性研究[D]. 张琪昱. 北京交通大学, 2019(01)
  • [3]特种光纤中超连续谱产生及在跨波段飞秒脉冲激光器中的应用[D]. 秦伟轩. 北京交通大学, 2019(01)
  • [4]光纤抽运2-5μm超连续谱激光光源研究[D]. 殷科. 国防科技大学, 2017(02)
  • [5]色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生[J]. 徐永钊,刘敏霞,张耿,叶海. 发光学报, 2016(04)
  • [6]基于光子晶体光纤的高功率全光纤超连续谱光源[D]. 谌鸿伟. 国防科学技术大学, 2014(11)
  • [7]用于产生超连续谱的硫系光子晶体光纤的色散特性[J]. 曹凤珍,张培晴,戴世勋,王训四,徐铁峰,聂秋华. 红外与激光工程, 2014(04)
  • [8]色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生研究[D]. 郭良. 国防科学技术大学, 2013(03)
  • [9]微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究[D]. 马会芳. 北京邮电大学, 2013(01)
  • [10]超连续谱在光纤中产生的研究[D]. 江浩. 华中科技大学, 2013(06)

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色散展平减小纤维中超连续谱产生特性的研究
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