一、现代光通信测试技术发展动态（论文文献综述）
湖北省人民政府[1]（2021）在《湖北省人民政府关于印发湖北省科技创新“十四五”规划的通知》文中研究指明鄂政发[2021]18号各市、州、县人民政府,省政府各部门:现将《湖北省科技创新"十四五"规划》印发给你们,请结合实际,认真贯彻执行。2021年9月24日湖北省科技创新"十四五"规划目录第一章塑造在全国科技创新版图中的领先地位一、发展形势二、指导思想三、基本原则四、主要目标第二章构建全域科技创新新格局一、全力争创武汉国家科技创新中心和湖北东湖综合性国家科学中心二、高标准建设以东湖科学城为核心的光谷科技创新大走廊
李姗姗[2]（2021）在《卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究》文中指出大数据和高速率通信业务的蓬勃发展,对卫星通信系统传输容量、信息传输速率等性能提出了更高的要求,具备宽带宽、高速率、高能效等优点的卫星激光通信技术弥补了微波通信在卫星通信应用中的不足。随着对卫星激光通信关键技术的研究逐渐深入,在卫星与地面间建立激光通信链路进行数据传输是未来实现星地高速数据传输的发展趋势,对激光的高速传输和可靠接收关键技术进行研究成为卫星激光通信领域的研究热点。但是,实现星地激光通信系统的高速数据传输面临如下问题:激光信号经过星地链路大气信道段时由于受到湍流效应的影响导致光束相干性的劣化,对通信质量造成不良影响;为满足不同用户和业务的需求,充分利用信道容量,卫星激光通信系统中信号调制格式的复杂性日益增加,接收端需要准确识别出信号所采用的调制格式才能正确解调。为了解决卫星激光通信系统中的上述问题,以提高激光信号的相干性和保障激光信号识别的可靠性为目标,开展卫星激光通信系统的自适应光学技术和信号识别技术研究。面向校正激光光束畸变和无需先验知识识别激光信号的需求,本文重点研究卫星激光通信中涉及的自适应光学技术、单载波信号识别技术以及多载波信号识别技术,完成对激光光束畸变的实时校正,实现激光信号的可靠识别。本论文的主要研究内容和创新点如下:（1）大气信道建模与光传输特性分析在研究大气湍流特性和柯尔莫哥洛夫湍流理论的基础上,基于功率谱反演法和子谐波补偿法完成了随机相位屏的构造,模拟了高斯光束在大气湍流多相位屏信道中的传输过程并对其相干性劣化情况进行了分析,提出了一种基于光强变化指数的湍流影响衡量方法。该方法主要通过对比光束在多相位屏信道中传输与自由空间中传输在光场强度分布上的差异计算得到光束的畸变程度,从而对所受到的湍流影响做出衡量,仿真研究了所提方法衡量湍流影响的可行性。仿真结果表明,所提方法中的光强变化指数与闪烁指数随光束波长的变化趋势基本一致,光强变化指数随湍流强度的增强而递增。（2）基于混合输入输出算法的自适应光学补偿方法在研究自适应光学技术的基础上,提出了一种基于混合输入输出算法（Hybrid Input-Output Algorithm,HIOA）的自适应光学补偿方法。该方法设计了基于混合输入输出算法的自适应光学（Adaptive Optical Based on Hybrid Input-Output Algorithm,HIOA-AO）补偿模块完成对畸变激光光束的失真补偿,仿真研究了所提方法在不同传输距离和迭代次数下对畸变激光光束的失真补偿效果。仿真结果表明,所提方法可以有效补偿湍流效应导致的畸变激光光束相位失真,提高光束的模式纯度;HIOA经过50次或50次以上的迭代可以重构得到准确的波前畸变相位信息,通过相位校正可以对畸变激光光束的高斯分布进行较好的恢复。（3）基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法在研究大气时变信道下单载波激光信号特征的基础上,提出了一种基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法。该方法设计了基于分区分形维数（Fractal Dimension of Region,FDR）的特征提取算法得到单载波信号星座图的分区分形特征,采用支持向量机学习算法对特征数据进行学习的基础上完成信号识别分类器的构造,从而实现单载波信号的自动调制格式识别,仿真研究了所提方法在自由空间信道和大气时变信道两种传输条件下的识别效果。仿真结果表明,基于所提方法构造的分类器在自由空间信道中所有信噪比范围内整体分类精度达到89.8%以上,当信噪比大于7.5dB时分类器的分类精度性能收敛,实现单载波信号100%的精确识别;在大气时变信道弱湍流条件下,在所有湍流强度和信噪比范围内分类器的整体分类精度达到86.7%以上,随着信噪比增加而递增随后收敛;与其他识别方法相比,所提方法在有效提高分类精度和收敛速度的同时具备对信道变化的高鲁棒性。（4）基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法在研究大气时变信道下多载波激光信号特征的基础上,提出了一种基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法。该方法设计了基于多特征输入的混合训练神经网络（Hybrid Training Neural Network,HTNN）结构,将正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）子载波信号的高阶统计量特征及星座图特征作为网络的双输入特征,训练HTNN自主挖掘高阶关联性特征得到学习模型,实现OFDM子载波信号间的自动调制格式识别,仿真研究了所提方法在自由空间信道和大气时变信道两种传输条件下的识别效果。仿真结果表明,基于所提方法得到的识别模型在自由空间信道中所有信噪比范围内的整体分类精度达到93.37%以上,当信噪比大于7.5dB时学习模型的分类精度性能收敛,实现OFDM子载波信号100%的精确识别;在大气时变信道弱湍流条件下,在所有湍流强度和信噪比范围内学习模型的整体分类精度达到73.5%以上,随着信噪比增加而递增随后收敛;与其他识别方法相比,所提方法在保证分类精度的基础上降低了对信道变化的敏感性,提高了收敛速度,实现了大范围信噪比下对OFDM子载波信号的可靠识别。
常柳[3]（2021）在《基于FPGA的光纤通信损耗测试系统设计》文中研究说明光纤通信的快速发展,光无源器件的数量增长迅猛,对光无源器件损耗测试的准确性和效率提出了新的要求。本文基于FPGA设计的光纤通信损耗测试系统,主要针对光纤通信中光模块的稳定性和光节点无源器件偏振相关损耗、回波损耗三方面进行分析。本文的具体工作包括:首先调研国内外光纤通信损耗测试的研究现状,分析损耗产生原因及影响,针对目前国内损耗测试仪测试参数单一的问题,从光的偏振理论出发、研究光通过偏振器件后偏振态的变化及光无源器件偏振损耗和回波损耗测试方法。其次在理论分析的基础上,利用Optisystem仿真平台设计光纤通路模型,研究光纤通信中的光谱变化及光源、光电探测器类型等对系统性能的影响。设计光连续波反射法测试回波损耗模型。通过全偏振态扫描法仿真模型了解偏振控制器参数的设置,验证水平、垂直、45°线偏振光和圆偏振光的邦加球表示,基于此提出改进的偏振态扫描法。最后从硬件和软件两个方面设计测试系统,硬件进行模块化设计,包括光模块、两级放大模块、AD采集模块、FPGA模块等,关键解决微弱信号的放大与采集的问题。软件方面通过上位机和下位机设计,包括通信模块的配置、FPGA主程序设计、AD转换子程序、USB接口配置程序和上位机界面的设计。通过测试得出光纤通信误码率为5.14×10-13,光模块输出功率稳定性为0.3d Bm/8h,光源稳定性。通过标准件验证偏振相关损耗和回波损耗测试性能,分析实验数据得到偏振相关损耗值随测试时间越长越精确。
胡晓博[4]（2021）在《新型结构光场的产生及其在光学计量中的应用研究》文中进行了进一步梳理激光作为人类20世纪最伟大的发明之一,已被广泛应用于医疗、工业和激光武器等领域。随着现代光学的发展进步,激光技术日趋成熟,为诸多领域提供了新思想,新原理以及新应用。然而,高斯光束这一激光的基础模式在突破现有激光关键技术面前逐渐显得力所不及。因此,灵活地调控激光以产生结构更加丰富的光场受到了越来越多科研团队的广泛关注。所以,“结构光场”这一概念,应运而生。结构光场,顾名思义,指通过调控光场的振幅或相位等信息,所获得的具有特殊空间结构的一类光场。在过去的几十年时间里,众多具有空间变化相位与光强分布的结构光场逐渐被大众所认知。2018年,斩获诺贝尔物理学奖的光镊技术更加强有力地将一类具有空间螺旋相位结构的涡旋光束推向科普热潮。其他典型的结构光场有:贝塞尔光束、艾里光束、因斯光束、马修光束以及抛物线光束等。这些不同空间模式所展现出独特的物理性质与现象,如无衍射、光自旋霍尔效应、横向自加速等特性,为结构光场在高显微成像、光学计量、非线性光学、量子科学以及光通信等领域的应用打开了新的思路。除了空间模式,偏振态作为光的另一基本属性为光场的调控提供了新的自由度。将空间与偏振自由度以一种不可分离的方式耦合,能够获得一类空间偏振变化的结构光场,由于其横向偏振极化分布的不均匀性,此类光场又称为矢量光场。与矢量光场相对应的是标量光场,即在同一时刻同一波面的任意空间位置偏振状态保持不变。反之,矢量光场在同一波面上不同位置具有空间变化的偏振状态,这样独特的空间-偏振耦合性质为结构光场催生了更加广泛的应用。从量子力学角度出发,这种空间-偏振自由度所构成的不可分离的叠加态恰恰类似经典力学中的自旋-轨道量子纠缠态,因此,矢量光场又被称为经典纠缠光场。矢量光场的出现,不仅为诠释光与物质相互作用提供了一种全新的视角,而且对研究经典量子耦合系统等基础物理效应具有重要价值。目前,对结构光场的研究方兴未艾,无论是标量光场还是矢量光场,都存在着许多未知的科学问题值得深入探索。因此,本论文研究工作将围绕光场调控科学的前沿需求,以结构光场为引线,探索其在激光测速、散斑计量等光学测量领域中的技术与科学问题。首先,在标量结构光场方面,本文对激光散斑尺寸受入射结构光场的空间结构影响情况进行了系统的理论与实验研究;在矢量结构光场方面,提出了利用偏振无源数字全息器件—数字微镜（Digital Micromirror Device,DMD）实现任意矢量光束的动态产生及调控技术。同时,对目前现有数字全息编码方式进行优化,开发一种随机空间复用二进制新编码方式,最大程度利用了DMD的高刷新效率从而实现任意矢量光束的快速产生;基于以上矢量光束产生装置,创建并实验获得了三种新型矢量光束,丰富了目前现有矢量光束的模式种类。同时,对每种新型矢量光束的特性展开相关研究;最后,在实际应用方面,以三维运动物体为具体研究目标,利用单一矢量光场,提出了一种能够实现三维运动物体横向与纵向速度分量同时测量的新技术。本论文具体研究内容如下:1.光场的空间结构对激光散斑尺寸的影响研究在深入研究矢量光场之前,本文首先探索标量光场在散斑计量领域的基础科学问题。自激光被发现以来,围绕粗糙介质在相干激光照射条件下产生散斑现象的基础科学研究备受人们关注,已成为激光学科的重要分支和研究热点。激光散斑目前已成为一种强大的光学工具,在光学计量、图像处理、生物医学及粒子微操纵等领域都有着广泛的应用,尤其在量子通信方面,激光散斑可作为信息载体进行高保真信道传输。近年来,随着人们对结构光场认识的逐步加深,利用特殊结构光场产生激光散斑这一课题也逐渐引起了国内外学者的兴趣。然而,人们往往致力于研究激光散斑的奇异特性,却忽略了另一个非常重要的基本参数—散斑尺寸。因此,本文将围绕入射光场的结构对激光散斑尺寸的影响展开研究,提出了激光散斑尺寸大小只与入射光场的横截面积（也称为“光斑尺寸”）有关,与入射光场的空间复杂结构无关。理论上首次推导出激光散斑尺寸与入射结构光场模式特征参数的广义数学表达式。实验首先测量了具有相同入射光斑尺寸且横截面为圆形的平面波（振幅与相位信息恒定）和拉盖尔-高斯光束（空间非均匀振幅分布）分别作为照射光源时所产生激光散斑的尺寸。同时比较了入射光场横截面为矩形的平面波与厄米-高斯光束在入射光光斑尺寸完全相同的条件下所获得的激光散斑大小。两次对比实验的测量结果与理论仿真的高度吻合充分验证了入射光场结构并不能影响散斑尺寸这一结论。激光散斑的研究对于光通信去噪意义显着,该研究从本质上揭示了激光散斑非常重要的基本特性,同时为结构光场在恶劣环境下高保真多通道信息传输提供了新思路。2.基于偏振无源器件-数字微镜产生任意矢量光束的新方法矢量光场因其独特的空间-偏振耦合方式为光与物质相互作用过程提供多维度调控界面,俨然已成为当下光子学界多个基础及应用研究方向的前沿热点,如光学微操控、光学计量以及经典和量子光通信等。目前,单独调控光场的空间模式或者偏振态的技术已相对成熟,而同时对二者进行联合调控技术相对复杂。矢量光场的产生作为光场调控技术应用的前提和基础,近年来吸引了国内外众多学者的研究兴趣,多种多样的产生方法也逐步被提出,如:干涉阵列法、液晶波片法、玻璃锥法、超导材料法以及数字全息法。目前,大部分光场调控技术旨在快速、高效地多维度调控光场的位相、强度以及偏振等信息,从此种意义上说,数字全息技术具有调控灵活的明显优势,能够不受限制地产生任意空间形状的结构光场。其中,最具有代表性的数字全息器件为空间光调制器（Spatial Light Modulator,SLM）,可以通过相位调制或复振幅调制对光束按需整形,然而电压调控液晶旋向的工作机理限制了其为偏振相关器件,即SLM只能够对偏振态为水平线偏振的入射光进行调制。因此,在利用SLM产生矢量光场时,往往需要借助干涉仪的搭建,使用单一SLM的两个子区域或两个独立的SLM对矢量光场两个正交偏振分量分别进行各自空间模式调制的同时,分别及时调制入射光在入射至SLM前后的偏振状态,这不仅提高了实验成本,而且不可避免地增加了实验装置的复杂性。针对这一背景,另一数字全息器件—DMD的偏振无源特性为实现矢量光束的产生提供了新思路。目前已有相关研究表明:数字全息器件DMD可以产生具有任意空间结构的标量光场,而实现矢量光束的获得鲜有报道。基于这一背景,本文提出了一种利用DMD产生任意矢量光场的新方法。实验的基本思想是首先对矢量光场的两个空间模式基底进行偏振自由度的调制,拟获得偏振状态相互正交的两个子光束;其次分别对两光束进行空间自由度调制。通过计算机投影至DMD屏幕上一组由两个独立的二进制子全息图经权重叠加而成的单一全息图,其中每个子全息图以二进制振幅调制方式编码了两个偏振分量所各自对应的空间模式信息,而且,每个子全息图分别编码了一组可独立调节的线性光栅,这样,根据待调制光束入射至DMD的角度不同,通过调制各自光栅参数可以实现两个子光束的第一级衍射光同时沿着一个共同的轴传输,而此时共轴传输的光束即为目标矢量光束。为了验证该方法的可行性,实验产生了不同模式的柱对称矢量光束,并利用高阶庞加莱球对产生光束进行可视化表征。为了进一步定量分析矢量光束的质量,理论与实验分别对不同模式的相同横截面内每个偏振椭圆的起偏角及椭圆度进行逐一对比,获得两参数的均方根误差值均小于6%。结果表明该方法能够产生高质量的矢量光束。最后,通过引入纠缠度的概念再次对所产生的矢量光束进行表征,理论与实验结果的高度吻合证明了利用DMD能够灵活地产生介于标量与矢量之间的任意高质量光场。近年来,人们对能够高度利用DMD高刷新速率的激光技术兴趣日益浓厚,特别在光场调控领域。目前,为了满足对复杂光场结构整形的需要,DMD已由纯二进制器件升级为能够兼容显示灰度全息图的数字全息器件。但是,在光场调控过程中追求光场复杂结构的同时却牺牲了刷新速度。为了在产生任意矢量光场的过程中充分利用DMD的高刷新效率,基于上述实验装置,进一步将权重叠加编码方式优化为随机空间多路复用二进制编码方式。本研究工作首先从介绍随机二进制编码和空间随机多路复用的基本概念开始,并基于随机空间多路复用原理实现在单个二进制振幅全息图上空间复用两个光束模式,即:随机将DMD全部像素空间分成两部分,每一像素区域分别独立调制各子光束的空间模式,而不是简单的系数权重叠加。这样能够确保最终所获得的全息图仍具有二进制属性,从而在根本上充分利用DMD的高刷新速率。该编码技术能够实现完全独立地调制两子光束的所有信息,如:偏振状态,空间模式,权重分量,功率等,最终实现以仅受特定DMD种类限制的刷新速度限制任意形状的矢量光束的产生。总之,利用DMD产生矢量光束不仅在光场调控过程中不受限于入射光的偏振状态,而且对入射单色光的可调谐波长范围可覆盖整个可见波段,此外,相对低的价格成本以及刷新速率可高达30k Hz的特性也大大增加了DMD的竞争优势和应用前景。3.新型矢量光场的产生矢量结构光束与纠缠的量子态具有许多相似性,主要归因于其空间和偏振自由度之间的经典纠缠,因此也吸引了越来越多的关注。虽然偏振自由度局限于二维空间,但空间模式却具有无限维度,并且可以由近轴波动方程在不同坐标系中的任何一组本征解指定为基底,如柱坐标系下的贝塞尔和拉盖尔-高斯光束（柱对称结构）、椭圆坐标系下的马修和因斯-高斯光束（椭圆对称）、笛卡尔坐标系下的厄米-高斯光束以及抛物线坐标系下的抛物线-高斯光束。然而,目前对于形貌种类丰富的结构光场研究仍主要停留在标量场阶段,而关于矢量光场的研究仍局限于柱对称的空间模式,因此,试想如果可以打破传统结构光场空间模式呈柱对称分布的限制,构造出更多结构的新型矢量光束,揭示更多目前仍被隐藏的新颖物理性质与现象,即可模拟更丰富的粒子纠缠态,开启更多经典量子耦合性质的研究,衍生出更多基于结构光场的新技术,使得发展高维多通道大容量的量子和经典光通信技术成为可能。同时,新型矢量光束丰富的空间形状、奇异的非均匀横向偏振极化分布以及待挖掘的物理特性也将为光学传感以及精密测量等应用领域注入新鲜活力,使得目前所有以光作为传感工具的测量技术不再局限于结构简单的高斯光束。新型矢量结构光场的出现,有望为光学计量等领域带来技术革新。因此,如何产生更多种类的矢量光场,并基于其不同的新颖特性探索更多的应用背景,具有丰富的研究价值。针对以上研究背景,本文首次提出了利用傍轴波动方程在椭圆坐标系和抛物线坐标系下的三组本征解,即因斯-高斯、马修-高斯以及抛物线-高斯光束,构建了三种新型矢量结构光束。并基于DMD产生任意矢量光束的装置实验获得了高质量的因斯-高斯矢量光束、马修-高斯矢量光束以及抛物线-高斯矢量光束,同时通过斯托克斯偏振法对产生的新型矢量光场进行空间结构的偏振重建。最后,基于纠缠度的概念对所产生的光束进行表征,同时借助高阶庞加莱球对每一类结构光束进行可视化表征。实验结果与理论仿真的高度相似不仅验证了产生新型矢量结构光束的可行性,而且再次证明了利用DMD产生任意矢量结构光场装置的可靠性。本文所介绍的三种新型结构光束各自具有独特的物理特性。首先,因斯-高斯矢量光束:通过调节其特征参量-椭球率ε∈（0,∞）,此类光束能够实现在柱坐标系、椭圆坐标系与笛卡尔坐标系之间的任意切换,因此,因斯-高斯矢量光束不仅涵盖了具有椭圆分布的因斯-高斯矢量光束本身,同时还可以通过调节其特有的?实现自身从拉盖尔-高斯矢量光束（ε=0）到厄尔米特-高斯矢量光束（ε=0）的转换。马修-高斯矢量光束继承了标量马修-高斯光束的传输非衍射特性,在自由传播距离[-Zmax,Zmax]之内,其横向光强分布与偏振态分布几乎保持不变。虽然标量马修-高斯光束的非衍射特性已经在许多领域中显现应用价值,但本文提出的马修-高斯矢量光束额外提供了一个新的自由度,有望带来更有价值的应用空间。最后实验产生了从抛物线-高斯矢量光束派生出的一类传输抛物线-高斯矢量光束。这类光束的独特之处在于,在自由空间传输过程中,两自由度之间的不可分离度（纠缠度）,会从完全纠缠动态演变为完全非纠缠。在对此类矢量光束进行斯托克斯参量表征时,光场横向的非均匀偏振分布随着传输距离的增加而趋于区域均匀偏振。为了量化偏振分布的动态传输演化现象,借助纠缠度C的概念,在近场获得最大纠缠度C=1,而在光束传输至远场的过程中,纠缠度逐渐降低至C=0。这种纠缠度随传输距离动态变化的特殊矢量结构光场将为开发新型量子通信应用带来新的前景。4.结构光场在光学计量领域的应用研究光学计量是一个非常广泛的科学和技术领域,涵盖了以光为主要测量工具的所有测量技术,可测量固体、液体和气体的物理性质,如温度、压力、几何特征、距离和速度等。光学测试技术因具有高可靠性、速度快、精度高和非接触测量等优势而广泛应用在军事、医疗和科研等诸多重要领域,然而这些应用技术大多基于模式简单的高斯光束。随着科学的不断发展,现有的激光技术往往因存在难以突破的技术瓶颈而无法满足日益增长的社会需求。结构光场的出现,有望打破这一僵局,为开发新型光学测量技术提供了新思路。比如在激光遥感测速领域,高斯光束只能够测量物体运动的纵向速度却无法测量横向速度,而利用拉盖尔-高斯光束作为探测光束却能够直接获取物体运动的横向速度。目前,绝大部分激光遥感技术主要应用在自然界中物体的二维运动,并不能直接测量三维运动物体全部速度分量。为了解决激光束遥感应用技术中无法同时测量三维运动物体完整速度矢量的问题,本文提出了基于单一矢量光束面向三维运动物体同时实现完整速度分量的激光遥感技术,并首次原理性实验验证了该技术的可行性。首先三维运动速度矢量能够分解为两个正交运动分量,即一个在沿物体纵向传输方向的运动（纵向速度分量）,另一个在垂直于传输方向的圆周运动（横向速度分量）。通过将左旋圆偏振态的高斯光束与右旋圆偏振态的涡旋光束相互纠缠叠加获得一类特殊的矢量光场,并将此单一矢量光束作为探测光束。该探测光场内禀的相互正交偏振态允许其各自携带的空间模式同时独立精准地完成两速度分量的测量,即:基于传统多普勒原理,利用左旋圆偏振态的高斯光束测量三维运动物体纵向速度分量,而利用旋转多普勒效应,具有右旋圆偏振态的涡旋光束?叠加态能够完成物体横向速度分量的测量。这里,具有相反拓扑荷（?）的涡旋光束相互叠加形成光强分布呈花瓣状的标量结构光场,其中拓扑荷+的部分为可看作探测光束,-部分作为参考光束,反之亦然。即在不需要额外参考光束的情况下,单一花瓣状的标量光场即可完成物体横向速度的测量。因此,本文首先理论上验证了利用单一矢量结构光场实现同时测量三维运动物体的完整速度矢量的可行性。实验上,由于利用高斯光束探测物体纵向速度技术相对成熟,本文首先对单一花瓣标量光场能够探测物体横向运动速度进行验证。为此,利用DMD的高刷新速率可精准模拟速度可控粒子的横向圆周运动,并通过SLM编码?涡旋光束相叠加的相位全息图以产生目标探测光束。分别研究了粒子以不同角速度运动以及测试光束加载不同拓扑荷时,实验所获得的傅里叶频谱情况,实验结果与理论预测的高度吻合表明利用单一标量结构光场能够实现物体横向运动速度的测量。在此基础上,再次对单一矢量光束能否同时探测三维运动物体的完整速度分量进行验证。为了模拟更真实的粒子圆周运动,进一步拓展该技术的实际应用范围,此次实验将转速可控的旋转电机置于纵向偏移台上模拟物体三维运动,其中电机的表面粘合有高折射率反光粉以加强散射光中目标信号强度。入射高斯激光束经二分之一玻片与偏振分束片组成的能量调节装置后被分束成能量可任意调节的两束子光束,其中一束经过SLM产生?涡旋光束叠加态,另一束不做任何调制保持高斯光强分布不变,同时分别对两光束进行偏振态调制,最后通过搭建干涉仪对其进行合束产生目标探测光束。值得注意的是,实验过程中可以通过调节二分之一玻片,能够实现两子光束能量比的任意调节。实验过程中,首先研究了测试光束中只含有高斯光束或?涡旋光束叠加态时,所获得的单一频谱情况并从该频谱进行信息读取获得物体运动速度情况;其次研究了同时含有两光束信息的矢量光束作为测试光束时所产生的双频谱情况。实验获得的结果与理论相吻合,从而验证了该技术的可行性。尽管在此次原理验证实验中使用SLM作为结构光场调制器件,但这些特制的结构光束也可以使用体积更小巧且价格低廉的元件（例如q-plate和J-plate）来获得,因此该测速装置仍存在体积优化空间,为实现该激光遥感测速装置的器件化与集成化提供潜在可能。综上所述,光学计量涵盖了很多科学与技术领域,如散斑计量与激光遥感测速等。基于这一背景,本文主要围绕结构光场在光学计量应用领域展开一系列基础与技术研究。分别从标量结构光场在散斑计量领域的基础研究与矢量结构光场的产生、特性以及在激光遥感测速中的应用两个角度出发,系统的综述了国内外相关研究工作进展与现状,分析了目前现有研究中存在的缺点与不足,针对不同问题提出改良技术方案,结合理论分析和实验验证的方法,验证了本论文所提出技术方案的可行性及准确性,所得的具体结论如下:1.理论推导出在标量结构光场入射条件下,所产生激光散斑尺寸与结构光场模式参数之间的数学表达式。通过对比实验验证了结构光场的空间结构对所产生的激光散斑尺寸不影响这一结论。该特性研究有望为结构光场在恶劣环境下高保真信息传输提供新思路。2.提出利用偏振无源器件—DMD实现任意矢量光场产生的新技术。该方法具有成本低、实验装置简单以及适用波长范围宽等优势。通过实验产生柱对称矢量光束验证该方法的可行性。同时提出随机空间复用编码新方法,该方法最大程度利用DMD的高刷新效率,为矢量光场在更多实时应用场景提供了技术支撑。3.创建并实验产生了三种新型矢量光场,分别为因斯-高斯矢量光束、马修-高斯矢量光束以及抛物线-高斯矢量光束。分别通过斯托克斯参量、质量因子以及高阶庞加莱球对产生的光束进行表征。实验结果与理论预期的高度相似不仅验证了利用DMD产生任意矢量光场的可行性,同时也打破了传统矢量光束具有柱对称分布结构的局限。因斯-高斯矢量光束在LG及HG矢量光束之间的无缝转换、马修-高斯矢量光束的非衍射特性以及抛物线-高斯光束的传输特性为新型矢量光束开拓了更多应用领域。4.在激光遥感测速领域,针对目前现有激光技术无法同时测量三维运动物体完整速度矢量的问题,提出了利用单一矢量光束同时实现三维运动物体纵向速度与角速度分量的测量方案,并实验原理性验证了三维运动物体两速度分量同时测量的可行性。同时分别以高斯光束与花瓣结构光束单独作为探测光束,与以二者为模式基底构成的单一矢量光束作为单一探测光束所获得的频谱信息相对比,实验结果进一步验证了该技术的准确性。在单独研究物体横向运动速度的过程中,验证了利用外差探测法所获得的频移量与探测光束的拓扑荷及物体运动的角速度成正比。基于该特性,在同时测量两速度分量时,通过灵活调控探测光空间结构,实现了目标频谱特性识别及区分。本论文工作的创新点如下:1.揭示了结构光场的空间结构与激光散斑尺寸无关特性,为结构光场在恶劣环境下高保真多通道信息传输提供了新思路。2.提出了数字微镜随机空间复用二进制编码产生任意矢量光束的方法,有效提升了矢量光场的产生效率。3.提出了基于矢量光场的三维多普勒测速技术,实现了运动物体横向与纵向速度分量的同时测量。未来工作展望:1.将本文提出的基于DMD产生任意矢量光束技术与光学传感应用背景相结合,基于DMD高刷新效率开发更多新型矢量光束传感技术;2.创建更多新型矢量光束,深入研究不同矢量光束的新特性,同时基于这些独特的新现象、新物理性质在非线性光学、光通信以及光学测量等领域展开相关应用研究;3.在激光遥感测速领域,基于新型结构光束的新特性,深入研究沿不同运动轨迹运动的粒子速度测量情况。
孙钰莹[5]（2021）在《空间激光通信系统仿真软件的设计与实现》文中研究表明随着当前信息技术的发展,能够获得信息控制权对世界各国是相当重要且必要的。而空间激光通信相比于其它无线通信方式具有通信带宽宽、信息容量大、抗干扰能力强、通信可靠性高、保密性好等优点,因此成为了空间宽带信息传输的重要途径。但空间激光通信的环境十分复杂、卫星研制的风险高、投入大,所以开展在轨激光通信实验之前,对空间激光通信系统建立仿真模型,研究其各方面的性能是必要的。目前对于空间激光通信系统的仿真没有专门的仿真软件,市面上主要有数值仿真软件、专门用于光纤通信系统的仿真软件和空间光网络仿真软件。本文针对目前对空间信息传输的需求,进行了空间激光通信系统仿真软件的功能分析,设计了仿真软件的总体架构和功能模块,研究了空间激光通信系统仿真软件的实现方法,完成了空间激光通信系统仿真软件的开发,并对仿真软件的可用性进行了测试。论文的主要工作和成果如下:1、研究了空间激光通信系统的组成,设计了系统仿真模型。研究了空间激光通信系统的工作原理、空间环境、关键技术和仿真建模理论,建立了空间激光通信系统仿真模型,包括光发射系模型,光接收系统型、空间光信道模型、可视化器件模型和APT系统模型。2、设计了仿真软件的功能和总体框架,研究了空间激光通信系统仿真软件实现的数据库技术、设计模式、混合编程技术、Qt技术、事件驱动与时间推进联合仿真技术。实现了人机交互界面模块、文件管理模块、数据库模块、资源管理模块、拓扑管理模块、参数设置模块、系统仿真模块和性能分析模块的开发。3、完成了空间激光通信系统仿真软件的开发,并对软件进行了测试。完成了 LEO卫星激光通信系统的仿真测试,结果显示发射光功率越大,系统的性能更好。
刘忠源[6]（2021）在《基于QD的光斑位置检测与快速跟踪系统技术研究》文中提出空间激光通信（Free Space Optical Communication,FSO）需要建立稳定的通信链路来保障通信质量,并且空间中环境复杂多变,因此对通信两端的端机对准程度和通信过程中的实时跟踪性能要求很高。针对这一需求,本文本将主要从激光光斑位置检测和跟踪控制技术两方面入手进行重点研究,来保证FSO的通信链路的稳定,主要工作内容如下:1、首先通过对光通信常用的3种光电探测器进行性能的分析对比,结合实验需求,决定采用四象限探测器（Quadrant Detector,QD）作为本文研究内容的光电探测器。接着介绍了QD的工作原理、分析了造成光斑位置检测误差的的误差来源,并设计了带通滤波器滤除噪声。接着设计了基于QD的光斑位置检测方案。为了提高光斑位置检测精度,提出了使用BP神经网络位置算法作为本文的光斑位置检测算法。2、对QD的后端电路进行了硬件实现,并且使用verilog语言编写了FPGA数据处理模块的软件,搭建基于QD的光斑位置检测实验平台,采集实验数据。将采集到的数据,用设计的神经网络进行训练,对比不同的训练函数和不同的传递函数的效果,选择出最合适的配置。接着重新采集x轴方向上其他区间段的数据,用于对训练好的神经网络结构体进行实验验证,实验在QD的x轴方向上整体的误差精度能达到10-4 mm级别,最大误差仅为4×10-4mm,误差很小,验证了神经网络光斑位置检测算法的有效性和优越性。3、激光通信过程中环境复杂多变,为了提高激光通信系统对准的精度和应对跟踪过程中如大气湍流、机械抖动等扰动,利用QD检测出光斑中心偏差后,需要利用控制器控制伺服机构对扰动进行抑制。分析了影响激光对准和跟踪的因素,设计了跟踪伺服控制方案,提出使用自适应控制技术作为系统的控制技术。随后着重介绍了数字式PID控制算法、神经网络PID控制算法、神经网络滑膜控制算法的理论知识,并对这几种控制算法进行了设计。4、利用MATLAB软件对设计的几种控制算法的控制效果和抗干扰性能进行验证,在3种不同的扰动下进行仿真。仿真结果显示,相比于传统的PID控制算法,在面对复杂多变的扰动时,神经网络控制器能够自适应调整权值,控制精度能够达到10-4mrad级别,动态响应时间能够达到10-1 s级别。在面对扰动时,神经网络滑膜控制器相比神经网络PID控制器,性能更加优异,其在变化比较大的正弦扰动下,神经网络滑膜控制器能将控制精度达到1.49×10-4 mrad,动态响应时间为0.2s,跟踪控制性能满足通信需求。
李庆[7]（2020）在《空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究》文中认为空间光通信技术具有数据传输速率高和抗干扰能量强等优点,逐步应用于深空通信和大规模组网等领域。星载光通信终端通过捕获、跟踪、瞄准（Acquisition,Tracking and Pointing,ATP）系统检测入射光束角度,控制光学天线指向,以建立稳定的通信链路。为降低终端的功耗和体积,新一代ATP系统正在向无独立信标光的光束位置检测技术演进。此类ATP系统舍弃了单独的信标激光器,而是从信号光中分离出部分光束作为信标光,这使得光束位置探测器接收到的光束能量降低。此外,为满足卫星大规模组网的灵活性,通信终端中收发激光束处于相同的波段并共用部分光学组件,造成部分本地出射信号光会被反射,并和接收光一起进入光束位置探测器中。因此,如何对微弱信标光进行精确位置检测是一个非常重要的问题。针对该问题,论文选用了灵敏度高,可直接输出连续光电流信号的四象限探测器（Four-quadrant detector,QD）,从线谱信号增强的角度研究对强噪声的抑制和对强干扰信号的分离。论文的主要工作如下:（1）研究了QD的检测模型,分析了其主要噪声分布模型。QD根据其输出的4路光电流幅度的比值来检测光斑位置,其检测精度受光斑半径、光斑位置和输出信噪比（Signal to noise ratio,SNR）的影响。因此,基于QD的光斑位置检测技术的核心是:如何在强噪声环境中提高对光电流信号幅度值的检测精度。而影响QD的主要噪声有背景辐射噪声、热噪声和散粒噪声,这几类噪声都可以等效为宽带高斯噪声。（2）论文利用单频信号对光束进行强度调制,将QD输出信号转换为线谱信号,从而用线谱信号分析的方法提高光束位置检测精度。线谱信号的能量集中在某一频点之上,因而常用的快速傅里叶变换（Fast Fourier-transform,FFT）可从噪声中提取到QD输出光电流的幅度值。实验中,在输出信噪比为-7.83d B时,直接FFT法对光斑的位置检测的绝对误差维持在0.016mm以内。但直接FFT法的缺点在于:没有抑制噪声,导致噪声基底过高,当信噪比降至-10d B以下时,该方法无法提供足够的信噪比增益,不能保证光束位置的检测精度。（3）针对直接FFT法提供的信噪比增益不足的问题,论文提出了加窗时域反卷积（Windowed time reversal convolution,TRC）和循环互相关（Cyclic cross-correlation,CCR）线谱增强算法抑制强噪声,以获得较大的信噪比增益,解决了极低信噪比条件下,对微弱光斑进行精确位置检测的问题。TRC算法利用线谱信号在时域中的自相关特性,改变了有效信号和噪声的能量分布状态,将有效信号的能量分散在信号包络之中,而将相互独立的宽带噪声信号能量集中在0时刻处。由此,可通过窗函数抑制噪声而保留有效信号,增强信号线谱,达到精确检测微弱光电流信号谱线幅度的目的。但该方法在抑制噪声的同时,牺牲了部分有效信号能量,导致光束位置检测结果的线性度降低。针对TRC算法检测结果线性度较低的问题,论文提出了CCR算法进行微弱光电流信号的幅度检测。该算法通过构建一组无限长的参考信号,可循环与检测信号进行多次互相关运算,在时域中对有效信号进行反复累积,而互不相关的强噪声则在无法产生累积效果。因此,CCR算法可在不损耗有用信号能量的前提下,抑制强噪声。在实验中,两种方法都能够精确的检测光斑位置。当QD的输出信噪比降低至-17.86d B时,TRC算法仍可将绝对误差控制在0.0162mm以内,CCR方法可将绝对误差控制在0.0183mm以内。（4）针对同波长强反射光干扰问题,论文使用偏振态隔离技术抑制反射光,对反射光的衰减达到-63d B左右。但偏振隔离技术无法完全隔离反射光,入射探测器的反射光功率比信号光功率高出14d B。论文提出利用线谱增强算法的谱线选择能力,解决了强反射光干扰的问题。论文分别使用不同频率的单频信号分别对收发光束进行强度调制,然后利用自适应陷波器（Adaptive notch filter,ANF）进行线谱分离,再使用TRC算法增强有用信号谱线,从而实现对微弱光电流信号幅度的检测。针对ANF-TRC方法检测结果线性度较差的问题,论文推导了CCR算法抑制单频干扰信号的条件,并按条件构建了参考信号,成功完成对强干扰线谱信号的分离。实验中,当照射在QD靶面上的两个光束功率相差100倍时,两种方法都成功的完成了对光斑位置的检测,检测精度分别达到了0.0148mm和0.0165mm。
范志强[8]（2020）在《光电振荡器及其应用研究》文中进行了进一步梳理具有低相位噪声、高频率稳定度的微波信号源是现代通信、雷达、导航及测量等电子系统的核心器件。光电振荡器是一种通过光电反馈环路将光能量转换为微波能量的微波光子信号产生技术,具有相位噪声低、频率稳定度高、频率调谐范围大的优点。该技术突破了电子技术产生微波信号的技术瓶颈,对提高电子系统性能具有重要意义,已经成为微波光子学的研究热点。本论文对光电振荡器进行了系统的理论与实验研究,包括基础理论、测试方法、新型结构及其应用研究。主要研究内容及创新点如下:1.光电振荡器基础理论研究研究了注入锁定光电振荡器的基础理论。通过推导时域相位差微分方程,建立了注入锁定OEO的理论模型,明晰了注入锁定OEO的锁定条件,解释了频率牵引现象,分析了相位噪声特性的影响因素。并通过实验验证了理论分析结果,该结果为注入锁定光电振荡器的研发提供了理论依据。2.光电振荡器相位噪声测试方法研究提出了基于波分复用结构的光延迟互相关微波信号相位噪声测量方法。在传统光延迟互相关相位噪声测量技术中,引入波分复用技术使两个测量通道共享数公里长延时光纤,降低了系统复杂度和双通道延时匹配的难度。搭建测试平台,实现了4-11GHz微波信号的相位噪声测量,在10GHz频点处的系统噪底为-152.6d Bc/Hz@10k Hz。该测量方法为宽带、低相噪微波信号源提供了一种相位噪声测量手段。基于光延迟互相关相位噪声测量系统,提出采用波分复用技术将光电振荡器与相位噪声测量系统相融合的光电振荡器相位噪声测量方法。搭建了共享光纤的双环路光电振荡器,边模抑制比达到82.4d B,并采用上述测量方法建立了相位噪声测试平台,在10.66GHz频点处测得相位噪声为-122d Bc/Hz@10k Hz,与商用相位噪声测量仪器的测试结果一致,降低了光电振荡器相位噪声测量的技术难度。3.新型结构光电振荡器研究研制了基于注入锁定和延时补偿技术的光电振荡器,通过延时补偿系统实时补偿由于温度等因素引起的环路延时变化,将振荡频率维持在注入信号的锁定范围内,实现了稳定的单模振荡。该光电振荡器在1000s时间内,温度波动范围22-31℃时,10.66GHz频点处实现了±0.1ppb的频率稳定度,边模抑制比达到78d B,频率调谐步进为10Hz。该成果提高了光电振荡器的边模抑制比和频率稳定度。研制了基于宇称-时间对称原理的可调谐光电振荡器。利用硅基集成微盘振荡器的互易性实现了宇称-时间对称结构,其强大的模式选择能力大大降低了对滤波器的带宽要求。利用硅基集成微盘振荡器的热调谐性,实现了可调谐光电振荡器。建立了实验系统,实现了15d Bm、2GHz至12GHz可调谐微波频率输出。当反馈环路长度约1km时,在10k Hz频率处的相位噪声达到了-117.3d Bc/Hz。该方法降低了对滤波器带宽的要求和实现了宇称-时间对称光电振荡器的调谐。研制了基于微波非线性放大技术的双频输出光电振荡器。实现了含有基频信号和三次谐波信号的双频输出。基频信号的频率调谐范围为6.68GHz至10.6GHz,调谐步进为50MHz/m A,输出功率为12.774±0.8d Bm;三次谐波信号的频率调谐范围为20.04GHz至31.9GHz,调谐步进为150MHz/m A,输出功率为-5.41±1.47d Bm。为实现高性能双频微波源提供了一种有效解决方案。4.光电振荡器应用研究基于互参考结构光电振荡器,提出了温度不敏感型应变和位移测量方法,其中互参考结构采用波分复用技术实现。分别研制了基于光电振荡器的应变和位移测量系统,其中应变测量系统测量范围大于600με,测量误差优于±0.3με,且不受温度影响;位移测量系统在模拟待测目标距离约为8km,采样时间为1ms时,位移测量误差为±11.14μm,速度测量误差为±3.90μm/ms,结果也不受温度影响。该方法克服了温度对测量系统的影响,同时兼有测量精度高、速度快的优点。
李康[9]（2020）在《宽带微功率无线通信模块射频一致性测试系统的设计与实现》文中认为随着智能电网建设的不断推进,采用物联网技术的智能抄表方式正逐渐取代传统的人工抄表。宽带微功率无线通信技术作为一种新的抄表方式,将满足智能电网不断拓展的业务需求。在研发和生产阶段有必要设计射频一致性测试系统,对宽带微功率无线通信模块进行射频一致性测试,保证模块的性能、通信质量以及模块互换性满足要求。本文首先介绍了宽带微功率系统的应用场景和原理,并对宽带微功率无线通信模块的射频测试指标和测试系统进行了需求分析。其次对通信模块射频指标的测试方案进行设计。在发射机测试中,由于仪表不能直接测量调制类射频指标,因此将其测试方案设计为通过测量仪表抓取发射信号的I/Q数据,在上位机通过Lab VIEW进行数据处理计算出测试结果。并对测量数据的处理方法进行了研究,提出了一种基于匹配滤波插值的频偏估计方法。仿真结果表明,相较于匹配滤波和传统的快速傅里叶变换后进行插值的频偏估计方法,该方法在整个相对频偏估计范围内性能稳定,并有效地提高了估计的精度。在接收机测试中,由于没有可用的综测仪进行误帧率测试,因而使用软件无线电平台模拟综测仪进行回环测试方案设计,并在回环测试的基础上完成射频指标的测试方案设计。最后设计并实现射频一致性测试系统的软硬件平台。通过整合发射机与接收机的测试链路设计出硬件平台的整体结构,再使用分层式和模块化的思路设计软件架构,并利用Lab VIEW完成软件平台各个功能模块的开发。接着搭建实际的测试环境对测试系统进行验证分析,测试结果表明本测试系统可以稳定和可靠地运行,能够准确地测量通信模块射频一致性测试的各项指标,满足设计要求。
张哲恺[10]（2020）在《高速光模块微结构热设计和电磁兼容设计研究》文中提出光网络因其高速稳定并具有巨大的带宽资源已经成为现代信息社会通信系统中的重要组成部分。高速光模块作为光网络中不可或缺的元组件也受到广泛关注。高速光模块小型化集成化的趋势导致模块内的热状态问题和电磁兼容问题愈发凸显。针对高速光模块的散热和电磁兼容问题,本文主要开展了以下研究工作:（1）分析了高速光模块的热环境和模块内部散热路径并建立了热阻模型。概述了高速光模块的内部结构与组件功能;系统地分析了高速光模块的热环境以及内部散热路径;利用等效热网络法建立了高速光模块热阻模型。（2）提出了基于微通道、石墨烯和微池、气液相变结构的高速光模块热优化设计。分析了光模块内部的空气流动迹线并对组件布局进行优化;提出了基于直型微通道和Ω型微通道结构的光模块热设计方案并利用散热孔进行优化设计;提出了基于石墨烯和微池结构的光模块热设计;提出了基于气液相变结构的光模块热设计。（3）分析了光模块的电磁环境并提出了基于阵列波导通风板的高速光模块电磁兼容设计。针对散热孔带来的光模块封装结构的电磁兼容问题进行了研究;采用阵列波导通风板对光模块进行电磁兼容优化设计。（4）利用仿真软件对所提出的优化方案进行仿真分析与验证。利用热仿真软件Solidworks和有限元仿真软件HFSS对光模块的热设计和电磁兼容设计进行仿真分析与验证。仿真结果表明,基于微通道结构的热优化设计对于光模块散热以及组件温差均有较好的改善作用:在机箱风速为5m/s时,光模块内最高结温由259.73℃降低至130℃以下;在冷却液流速高于3×10-5kg/s时,组件温差稳定在8℃以内;当冷却液流速较高时,Ω型微通道方案的性能明显优于直型微通道方案。采用散热孔对光模块封装进行优化之后,散热性能也得到很大的提升;基于石墨烯和微池结构的热优化设计对于光模块散热也有很好的改善作用。仿真结果还表明采用阵列波导对高速光模块进行电磁兼容优化设计后,电磁屏蔽效能得到很大的提高,由83d B提高至163d B;阵列波导分布越稀疏,电磁屏蔽效果越好。本文针对高速光模块的散热和电磁兼容问题提出了热设计和电磁兼容设计优化方案,降低了高速光模块内组件的结温,并在提高光模块散热效率的前提下兼顾一定的抗电磁干扰的性能,为未来高速光模块以及其它电子设备的热管理和电磁兼容管理提供了理论模型和工程原型。
二、现代光通信测试技术发展动态（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、现代光通信测试技术发展动态（论文提纲范文）
（2）卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星激光通信发展现状 |
| 1.2.2 卫星激光通信传输保障性技术现状 |
| 1.2.3 信号调制格式识别技术现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 大气湍流特性与信道建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大气湍流特性概述 |
| 2.2.1 大气湍流产生原理 |
| 2.2.2 柯尔莫哥洛夫湍流理论 |
| 2.3 基于多相位屏的湍流信道建模方法 |
| 2.4 激光的光强分布模型 |
| 2.4.1 Log-Normal模型 |
| 2.4.2 Gamma-Gamma模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大气激光传播特性与自适应光学补偿方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大气激光传输特性 |
| 3.2.1 光的波动方程与菲涅尔衍射 |
| 3.2.2 高斯光束的传输特性 |
| 3.2.3 基于光强变化指数的湍流影响衡量方法 |
| 3.3 基于HIOA的自适应光学补偿方法 |
| 3.3.1 设计思路 |
| 3.3.2 基于HIOA的波前相位重构原理及实现 |
| 3.4 基于HIOA的自适应光学补偿方法性能分析 |
| 3.4.1 仿真设置 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法 |
| 4.2.1 设计思路 |
| 4.2.2 基于FDR的特征提取算法 |
| 4.2.3 基于支持向量机的分类器设计 |
| 4.3 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法性能分析 |
| 4.3.1 仿真设置 |
| 4.3.2 自由空间信道中的识别性能 |
| 4.3.3 大气时变信道中的识别性能 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法 |
| 5.2.1 设计思路 |
| 5.2.2 OFDM信号模型及特征 |
| 5.2.3 基于多特征输入的混合训练神经网络结构设计 |
| 5.2.4 基于多特征输入的混合训练神经网络训练过程 |
| 5.3 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法性能分析 |
| 5.3.1 仿真设置 |
| 5.3.2 自由空间信道中的识别性能 |
| 5.3.3 大气时变信道中的识别性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录和其他成果 |
（3）基于FPGA的光纤通信损耗测试系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信研究现状 |
| 1.2.2 光纤通信损耗测试研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 2.系统理论分析 |
| 2.1 光的偏振理论分析 |
| 2.1.1 偏振光的琼斯矢量法表示 |
| 2.1.2 偏振光的斯托克斯矢量法表示 |
| 2.1.3 偏振光的邦加球表示 |
| 2.2 偏振相关损耗理论分析 |
| 2.2.1 偏振相关损耗的影响 |
| 2.2.2 偏振扫描法概述 |
| 2.2.3 Muller矩阵法概述 |
| 2.3 回波损耗理论分析 |
| 2.3.1 回波损耗的影响 |
| 2.3.2 回波损耗测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.光纤通路仿真与搭建 |
| 3.1 光纤通信系统的仿真测试 |
| 3.1.1 Optisystem仿真平台简介 |
| 3.1.2 光纤通路仿真设计 |
| 3.1.3 光纤通路仿真结果分析 |
| 3.2 系统器件选型 |
| 3.2.1 光源的选择设计 |
| 3.2.2 偏振控制器的选择设计 |
| 3.2.3 高响应度光电探测器的选择设计 |
| 3.3 系统设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.系统硬件电路设计 |
| 4.1 光模块设计 |
| 4.2 偏振控制器驱动电路设计 |
| 4.3 光电二极管跨阻放大电路设计 |
| 4.4 二级放大电路设计 |
| 4.5 AD 转换电路设计 |
| 4.6 FPGA 及其外围电路的设计 |
| 4.7 USB 接口电路设计 |
| 4.8 电源电路设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 5.系统软件设计 |
| 5.1 下位机软件 |
| 5.1.1 光纤通信程序配置 |
| 5.1.2 FPGA主程序设计 |
| 5.1.3 异步FIFO设计 |
| 5.1.4 AD转换程序设计 |
| 5.1.5 数据处理程序 |
| 5.2 上位机软件设计 |
| 5.2.1 上位机软件流程设计 |
| 5.2.2 USB接口程序设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.系统测试与结果分析 |
| 6.1 光纤接口仿真与验证 |
| 6.2 SFP光模块稳定性测试 |
| 6.2.1 光模块电信号测试 |
| 6.2.2 光模块光信号测试 |
| 6.3 偏振相关损耗测试验证 |
| 6.3.1 测试结果 |
| 6.3.2 误差分析 |
| 6.4 回波损耗测试结果 |
| 6.4.1 测试结果 |
| 6.4.2 误差分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 所做工作的总结 |
| 7.2 下一步工作建议与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文以及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）新型结构光场的产生及其在光学计量中的应用研究（论文提纲范文）
| Abstract |
| Chapter 1 Introduction |
| 1.1 Background |
| 1.2 Generation of structured light |
| 1.2.1 Generation via geometric phase elements |
| 1.2.2 Generation via dynamic phase elements |
| 1.3 Applications of structured light |
| 1.3.1 Optical metrology |
| 1.3.2 Optical tweezers |
| 1.3.3 High-resolution microscopy |
| 1.3.4 Optical communications |
| 1.4 Summary and analysis of research status of structured light |
| 1.5 Outline |
| Chapter2 The mathematical description of structured light |
| 2.1 The Helmholtz equation for light fields |
| 2.1.1 The Paraxial wave equation for laser beams |
| 2.2 Mathematical description of some spatial modes |
| 2.2.1Gaussian and Hermite-Gaussian beams in Cartesian coordinates |
| 2.2.2 Laguerre-Gaussian beams in Cylindrical coordinates |
| 2.2.3 Ince-and Mathieu-Gaussian beams in Elliptical coordinates |
| 2.3 Bloch sphere representation for paraxial spatial modes |
| 2.4 Basic description of polarization |
| 2.4.1 Elliptical polarization |
| 2.4.2 Stokes parameters for polarization reconstruction |
| 2.4.3 Poincaré sphere representation of polarization |
| 2.5 Basic description of vector beams |
| 2.5.1 Mathematical description of vector beam |
| 2.5.2 High-order Poincarésphere representation of structured light |
| 2.6 Chapter summary |
| Chapter3 Fundamental study of scalar structured beams in scattering media |
| 3.1 Theoretical framework |
| 3.1.1 Statistical measurements of the speckle size under homogenous illumination |
| 3.1.2 Speckle size of the Laguerre- and Hermite-Gaussian mode |
| 3.2 Speckle size of structured light |
| 3.2.1 Experimental implementation |
| 3.2.2 Speckle size of Laguerre-Gaussian mode and circular apertured light |
| 3.2.3 Speckle size for Hermite-Gaussian modes and rectangular apertures |
| 3.3 Chapter summary |
| Chapter4 Generation of vector light beams using a digital micromirror device |
| 4.1 The principle of the digital micromirror device |
| 4.2 Polarization-insensitive generation of vector beams from a digital micromirror device |
| 4.2.1 Theoretical framework |
| 4.2.2 Experimental implementation |
| 4.2.3 Results |
| 4.3 High-speed generation of singular vector modes through random spatial multiplexing |
| 4.3.1 Theoretical framework |
| 4.3.2 Experimental implementation |
| 4.3.3 Results |
| 4.4 Chapter summary |
| Chapter5 New types of structured light |
| 5.1 Ince-Gaussian vector modes in elliptical coordinates |
| 5.1.1 Theoretical framework |
| 5.1.2 Experimental generation of Ince-Gaussian vector beams |
| 5.2 Helical Mathieu-Gaussian vector modes in elliptical coordinates |
| 5.2.1 Theoretical framework |
| 5.2.2 Experimental generation of helical Mathieu-Gaussian vector beams |
| 5.3 Parabolic-Gaussian vector modes in parabolic coordinates |
| 5.3.1 Theoretical framework |
| 5.3.2 Experimental generation of traveling parabolic vector modes |
| 5.3.3 Observation of free-space entanglement delay properties both in simulation and experiments |
| 5.4 Chapter summary |
| Chapter6 Laser remote sensing using structured light |
| 6.1 Theoretical description of Doppler shift |
| 6.1.1 The longitudinal Doppler shift |
| 6.1.2 The transverse Doppler shift |
| 6.2 Experimental measuring rotational velocities of particles with structured light |
| 6.2.1 Experimental implementation |
| 6.2.2 Data analysis |
| 6.3 Simultaneous detection of both the longitudinal and rotation velocity of cooperative targets using structured light |
| 6.3.1 Theoretical framework |
| 6.3.2 Experimental implementation |
| 6.3.3 Experimental results and discussion |
| 6.4 Chapter summary |
| Conclusions |
| Bibliography |
| Publications |
| Acknowledgments |
| Supplementary(Synopsis in Chinese) |
（5）空间激光通信系统仿真软件的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究工作及结构安排 |
| 第二章 空间激光通信系统概述 |
| 2.1 空间激光通信系统 |
| 2.1.1 空间激光通信系统的研究现状和发展趋势 |
| 2.1.2 空间激光通信类型 |
| 2.1.3 空间激光通信系统的组成及工作原理 |
| 2.1.4 光发射系统 |
| 2.1.5 光接收系统 |
| 2.1.6 APT子系统 |
| 2.2 空间环境对卫星链路的影响 |
| 2.3 空间激光通信关键技术 |
| 2.3.1 高灵敏度抗干扰的微弱光信号接收技术 |
| 2.3.2 快速、高精度APT技术 |
| 2.3.3 高功率高稳定光源 |
| 2.3.4 精密、可靠及高增益收发天线技术 |
| 2.3.5 高速率调制、解调技术 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 空间激光通信系统仿真模型设计 |
| 3.0 建模仿真理论 |
| 3.1 系统仿真模型 |
| 3.2 光发射系统设计 |
| 3.2.1 光源设计 |
| 3.2.2 数据源设计 |
| 3.2.3 调制器设计 |
| 3.2.4 光学发射天线设计 |
| 3.3 光接收系统设计 |
| 3.3.1 光接收天线设计 |
| 3.3.2 光电探测器设计 |
| 3.3.3 滤波器设计 |
| 3.4 空间光信道模型设计 |
| 3.4.1 大气信道模型设计 |
| 3.4.2 自由空间信道模型设计 |
| 3.5 APT分系统设计 |
| 3.6 可视化器件库设计 |
| 3.6.1 示波器设计 |
| 3.6.2 光信号时域分析仪设计 |
| 3.6.3 误码仪设计 |
| 3.7 本章小节 |
| 第四章 空间激光通信系统仿真软件设计与实现 |
| 4.1 仿真软件功能设计 |
| 4.1.1 仿真软件功能 |
| 4.1.2 仿真执行流程 |
| 4.2 仿真软件总体架构设计 |
| 4.2.1 软件系统模块 |
| 4.2.2 软件系统执行流程 |
| 4.3 仿真软件关键技术 |
| 4.3.1 开发准则 |
| 4.3.2 Qt开发框架及插件机制 |
| 4.3.3 设计模式 |
| 4.3.4 混合编程 |
| 4.3.5 事件机制和消息机制 |
| 4.3.6 数据库设计 |
| 4.3.7 事件驱动和时间推进联合仿真技术 |
| 4.4 仿真软件功能实现 |
| 4.4.1 人机交互功能的设计与实现 |
| 4.4.2 器件库功能的设计与实现 |
| 4.4.3 拓扑管理功能的设计与实现 |
| 4.4.4 仿真运行控制功能的设计与实现 |
| 4.4.5 性能分析功能的设计与实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统的仿真测试和结果分析 |
| 5.1 LEO星座通信系统仿真 |
| 5.1.1 场景设置 |
| 5.1.2 仿真总体框图及概述 |
| 5.1.3 链路距离变化 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间内成果目录 |
| 附录 |
（6）基于QD的光斑位置检测与快速跟踪系统技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究动态 |
| 1.3 APT技术介绍 |
| 1.4 论文的研究目标 |
| 1.5 论文的章节安排 |
| 第二章 基于QD的光斑位置检测技术 |
| 2.1 光电探测器的选择及性能对比 |
| 2.2 四象限探测器的基本原理 |
| 2.2.1 外形结构 |
| 2.2.2 光生伏特效应 |
| 2.2.3 四象限探测器的主要性能参数 |
| 2.3 基于QD的光斑位置检测方案 |
| 2.4 影响QD光斑位置检测精度的因素 |
| 2.5 基于QD的光斑位置检测算法 |
| 2.5.1 常用算法 |
| 2.5.2 神经网络位置检测算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 跟踪伺服控制方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 跟踪控制方案 |
| 3.3 精跟踪控制器 |
| 3.3.1 PID控制算法 |
| 3.3.2 神经网络PID控制算法 |
| 3.3.3 神经网络滑模控制算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 精跟踪的仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 精跟踪控制仿真 |
| 4.2.1 数字PID控制算法仿真 |
| 4.2.2 单神经元PID控制算法仿真 |
| 4.2.3 BP神经网络PID控制算法仿真 |
| 4.2.4 RBF神经网络PID控制算法仿真 |
| 4.2.5 神经网络滑膜变结构控制算法仿真 |
| 4.3 仿真效果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光斑位置检测系统的搭建及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件和软件实现 |
| 5.3 数据采样及样本的选取 |
| 5.4 不同训练算法的实验效果 |
| 5.5 不同传递函数的实验效果 |
| 5.6 实验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 空间光通信发展现状及趋势 |
| 1.2.1 星间和星地光通信实验 |
| 1.2.2 深空激光通信验证实验 |
| 1.2.3 国内激光通信 |
| 1.2.4 激光通信技术的发展趋势 |
| 1.3 无独立信标光的星间光通信系统 |
| 1.4 微弱光信号处理技术现状 |
| 1.5 主要研究工作及内容安排 |
| 1.5.1 论文技术路线和研究内容 |
| 1.5.2 论文各章节安排 |
| 第二章 无独立信标光ATP系统及其光斑位置检测技术 |
| 2.1 无独立信标光ATP系统 |
| 2.1.1 组成结构 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.1.3 捕获过程 |
| 2.2 光斑位置检测指标 |
| 2.2.1 跟踪、瞄准精度指标的确定 |
| 2.2.2 跟踪精度和系统带宽的关系 |
| 2.3 光斑定位精度需求 |
| 2.3.1 瞄准误差分析 |
| 2.3.2 光斑位置检测精度对误码率的影响 |
| 2.4 QD的工作原理 |
| 2.4.1 外形结构 |
| 2.4.2 光斑位置检测原理 |
| 2.4.3 QD性能评价参数 |
| 2.4.4 QD的检测模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低信噪比条件下的光电流信号幅度检测 |
| 3.1 信道对光束的影响 |
| 3.1.1 衰减作用 |
| 3.1.2 背景辐射 |
| 3.2 系统噪声分析 |
| 3.2.1 四象限探测器噪声 |
| 3.2.2 放大器噪声 |
| 3.2.3 系统总噪声 |
| 3.3 基于强度调制的光束信号检测 |
| 3.3.1 QD对调制光束的响应 |
| 3.3.2 基于FFT的线谱信号检测 |
| 3.4 基于时反卷积的线谱增强技术 |
| 3.4.1 时反卷积算法 |
| 3.4.2 TRC算法的信噪比增益 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 基于互相关算法的线谱增强技术 |
| 3.5.1 互相关算法推导 |
| 3.5.2 循环互相关算法 |
| 3.5.3 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 强光干扰下的光电流信号幅度检测 |
| 4.1 无独立信标光通信终端设计 |
| 4.2 基于偏振态的光束隔离实验 |
| 4.3 QD对多个入射光束的响应 |
| 4.4 基于ANF-TRC算法的线谱分离技术 |
| 4.4.1 LMS自适应陷波器 |
| 4.4.2 仿真分析 |
| 4.5 基于CCR算法的线谱分离技术 |
| 4.5.1 理论推导 |
| 4.5.2 仿真分析 |
| 4.5.3 调制频率的选取 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 光斑位置检测实验 |
| 5.1 实验系统电路结构 |
| 5.2 主要电路 |
| 5.2.1 QD参数 |
| 5.2.2 放大电路 |
| 5.2.3 模数转换电路 |
| 5.3 低信噪比条件下光斑位置检测实验 |
| 5.3.1 实验光路 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 强光干扰下光斑位置检测实验 |
| 5.4.1 实验光路 |
| 5.4.2 实验结果分析 |
| 5.5 闭环跟踪实验 |
| 5.5.1 基于TRC方法的闭环实验结果 |
| 5.5.2 基于CCR方法的闭环实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 工作总结 |
| 6.1.2 主要创新工作 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）光电振荡器及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波光子信号产生技术概述 |
| 1.2.1 非线性调制倍频 |
| 1.2.2 光学拍频 |
| 1.2.3 光电振荡器 |
| 1.3 光电振荡器发展现状 |
| 1.3.1 光电振荡器典型技术 |
| 1.3.2 光电振荡器典型应用 |
| 1.4 主要研究内容和章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 光电振荡器理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光电振荡器技术指标 |
| 2.2.1 相位噪声 |
| 2.2.2 频率稳定度 |
| 2.2.3 噪声谱与阿伦方差之间的关系 |
| 2.3 单环结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.3.1 单环结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.3.2 单环结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.4 注入锁定结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.4.1 注入锁定结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.4.2 注入锁定结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光电振荡器的相位噪声测试方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微波源相位噪声测试方案 |
| 3.2.1 相位噪声测试方案概述 |
| 3.2.2 光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.2.3 基于波分复用技术的光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.3 光电振荡器相位噪声测试 |
| 3.3.1 基于波分复用技术的光电振荡器 |
| 3.3.2 基于光子延时互相关技术的光电振荡器相位噪声测试方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型光电振荡器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于注入锁定和延时补偿的光电振荡器 |
| 4.2.1 模型及工作原理 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 基于宇称-时间对称原理的光电振荡器 |
| 4.3.1 宇称-时间对称的选模机制 |
| 4.3.2 宇称-时间对称光纤激光器 |
| 4.3.3 宇称-时间对称光电振荡器 |
| 4.4 双频输出光电振荡器 |
| 4.4.1 模型及工作原理 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光电振荡器应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光电振荡器应变传感研究 |
| 5.2.1 模型及工作原理 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 光电振荡器远距离位移传感研究 |
| 5.3.1 模型及工作原理 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 光电振荡器准分布式传感结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）宽带微功率无线通信模块射频一致性测试系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 射频一致性测试技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第2章 宽带微功率系统及需求分析概述 |
| 2.1 宽带微功率系统的应用场景 |
| 2.2 宽带微功率系统的原理 |
| 2.2.1 宽带微功率系统框架 |
| 2.2.2 Chirp信号的脉冲压缩特性 |
| 2.2.3 Chirp-BOK调制 |
| 2.3 需求分析 |
| 2.3.1 射频一致性测试指标需求分析 |
| 2.3.2 射频一致性测试系统需求分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 射频一致性测试方案的设计 |
| 3.1 发射机射频测试方案设计 |
| 3.1.1 功率频谱类射频指标 |
| 3.1.2 调制类射频指标 |
| 3.1.3 测量数据处理方法研究 |
| 3.2 基于匹配滤波插值的频偏估计方法 |
| 3.2.1 匹配滤波频偏估计 |
| 3.2.2 插值方法原理 |
| 3.2.3 仿真结果与复杂度分析 |
| 3.2.4 匹配滤波插值的联合估计 |
| 3.3 接收机射频测试方案设计 |
| 3.3.1 回环测试方案设计 |
| 3.3.2 接收机射频指标 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 射频一致性测试系统的设计与实现 |
| 4.1 测试系统总体设计 |
| 4.2 硬件平台设计 |
| 4.2.1 仪器选型 |
| 4.2.2 硬件平台结构设计 |
| 4.3 软件平台整体架构设计 |
| 4.3.1 软件开发工具 |
| 4.3.2 软件体系结构 |
| 4.4 软件平台主要功能模块设计与实现 |
| 4.4.1 图形化用户界面模块 |
| 4.4.2 状态检测模块 |
| 4.4.3 射频链路校准模块 |
| 4.4.4 射频测试模块 |
| 4.4.5 功耗测试模块 |
| 4.4.6 数据处理模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 射频一致性测试系统验证与分析 |
| 5.1 测量数据处理方法验证 |
| 5.2 测试环境搭建 |
| 5.3 测试系统功能验证 |
| 5.4 测试系统性能验证 |
| 5.5 测试结果分析 |
| 5.6 与其他射频一致性测试系统比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 后续展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 |
（10）高速光模块微结构热设计和电磁兼容设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 研究背景 |
| 1.1.1. 光网络传输技术的最新进展 |
| 1.1.2. 高速光模块发展趋势 |
| 1.1.3. 光组件的研究进展 |
| 1.2. 高速光模块封装设计的研究现状 |
| 1.2.1. 高速光模块中的热状态问题和电磁兼容问题 |
| 1.2.2. 热设计与电磁兼容设计的仿真软件 |
| 1.3. 本文主要研究工作 |
| 第二章 光模块热设计与电磁兼容设计理论基础 |
| 2.1 热设计理论基础 |
| 2.1.1. 热量传递基本形式 |
| 2.1.2. 湍流传热理论 |
| 2.1.3. 沸腾传热与凝结传热 |
| 2.1.4. 强化传热 |
| 2.1.5. 微通道换热器 |
| 2.1.6. 纳米多孔蒸发薄膜与薄膜蒸发技术 |
| 2.2.电磁设计理论基础 |
| 2.2.1. 电磁屏蔽原理和表示方法 |
| 2.2.2. 电磁屏蔽材料的选择 |
| 2.2.3. 阵列波导通风板 |
| 2.3. 本章小结 |
| 第三章 高速光模块热设计及电磁兼容设计 |
| 3.1. 高速光模块热设计 |
| 3.1.1. 高速光模块热环境分析及建模 |
| 3.1.2. 基于微通道的光模块散热设计 |
| 3.1.3. 基于散热孔的散热优化设计 |
| 3.1.4. 基于石墨烯和微池的光模块散热设计 |
| 3.1.5. 基于气液相变的光模块散热设计 |
| 3.2. 高速光模块电磁兼容设计 |
| 3.2.1. 高速光模块电磁环境分析 |
| 3.2.2. 高速光模块电磁兼容设计 |
| 3.3. 本章小结 |
| 第四章 光模块热设计与电磁兼容设计仿真分析 |
| 4.1. 热设计仿真与分析 |
| 4.1.1. 光模块内部空气迹线分析与组件布局优化 |
| 4.1.2. 基于微通道的光模块热设计仿真与分析 |
| 4.1.3. 基于散热孔的散热优化设计仿真与分析 |
| 4.1.4. 基于石墨烯和微池的光模块热设计仿真与分析 |
| 4.2. 电磁兼容设计仿真与分析 |
| 4.3. 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1. 总结 |
| 5.2. 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、现代光通信测试技术发展动态（论文参考文献）
- [1]湖北省人民政府关于印发湖北省科技创新“十四五”规划的通知[J]. 湖北省人民政府. 湖北省人民政府公报, 2021(21)
- [2]卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究[D]. 李姗姗. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于FPGA的光纤通信损耗测试系统设计[D]. 常柳. 中北大学, 2021(09)
- [4]新型结构光场的产生及其在光学计量中的应用研究[D]. 胡晓博. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [5]空间激光通信系统仿真软件的设计与实现[D]. 孙钰莹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]基于QD的光斑位置检测与快速跟踪系统技术研究[D]. 刘忠源. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究[D]. 李庆. 电子科技大学, 2020(03)
- [8]光电振荡器及其应用研究[D]. 范志强. 电子科技大学, 2020(03)
- [9]宽带微功率无线通信模块射频一致性测试系统的设计与实现[D]. 李康. 重庆邮电大学, 2020(02)
- [10]高速光模块微结构热设计和电磁兼容设计研究[D]. 张哲恺. 东南大学, 2020(01)