一、High Spatial Resolution Electro -Optic Field -Mapping for Three Orthogonal Field Components in a Micro -Structured Electrode（论文文献综述）
冯永春[1]（2019）在《基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制》文中研究说明近代物理研究所承担的十二五大科学装置项目强流重离子加速器装置（HIAF）将建造新一代高流强、高能量、高束团功率的重离子加速器,电子束探针作为增强器（BRing）束诊设备之一,将为BRing提供非拦截式束流诊断。电子束探针除了能测量束流剖面,还可以测量束流中心位置、束团长度、束流中性化以及束流尾场。相比于传统探测器,电子束探针具有非拦截、可同时测量多个束流参数的优点。本课题的目的是研制一款电子束探针样机,实现对束流剖面的测量,测量误差小于剖面大小的10%。本课题从电子束探针的基本原理出发,采用数值模拟与束流实验相结合的研究思路,全面系统的介绍了如何搭建一套电子束探针系统。主要完成了电子枪的研制和电子束探针系统的搭建,同时,给出了处理实验数据的系统性算法,进而形成了一套完整的电子束探针在线测量系统。束流实验结果表明该系统达到了设计目标。本论文主要研究内容包括:1、编写了一套数值模拟算法。该算法求解的对象是电子束在主束空间电荷场下的运动以及剖面重建,用该算法模拟研究了电子束在coasting束流、三维Gaussian束团、三维Bi-Gaussian束团以及三维Halo束团下的偏转及分布重建,分析了偏转板上升沿时间对三维束团剖面重建的影响;从理论上解释了电子束斑在偏转过程中出现的展宽现象,并给出了解决方案;同时,对重建误差做了分析。2、成功研制了电子枪。分别用CST、SAM、SIMION三款软件优化模拟了电子枪引出结构,基于此,设计加工了电子枪硬件。用狭缝+屏方法测量了电子束发射度,结果比模拟值大0.5～1倍。给出了系统的发射度数据处理流程,通过对原始数据逐轴插值、小波降噪、基于阈值的有效区间（ROI）选择,获得阈值与发射度值的曲线,利用外插值算法可得到零阈值发射度值。测量结果表明电子枪满足电子束探针的要求,达到了设计预期。3、离线测试了电子束探针。用直径为1.5 mm的通电钨针代替主束的方式验证了电子束的偏转,最大偏转角与理论值的相对偏差为3%,重建的钨针轮廓与设计值之间的最大相对偏差为8.5%,最小为0.6%,从侧面验证了电子束探针数值模拟算法的正确性,同时保证了该测量系统对剖面重建的准确性。4、搭建了电子束探针系统并进行了在线测试。搭建了电子束探针在线测量系统,在ECR离子源束线上做了首次在线测试,与单丝测量值相比,相对偏差约为0.5%,达到了电子束探针的设计指标。针对含噪声离散数据点的求导操作,采用了基于先验分布的最小二乘拟合法和模型无关的基于机器学习的核岭回归（KRR）算法。5、给出了热电子发射五维相空间随机数生成算法。针对SIMION软件无法模拟热发射现象,作者通过理论公式推导,给出了满足Maxwell-Boltzmann分布的五维随机数生成算法,将生成的五维随机数导入SIMION,可用于热发射现象模拟。电子束探针是国内第一款基于电子束扫描原理而研制的用于高功率加速器剖面测量的非拦截式束诊设备,自制电子枪在1米远的屏上能得到σ～0.5 mm的束斑,在线测量结果与单丝测量值相比相对偏差约为0.5%。整体来看,电子束探针达到了设计目标。
周征[2]（2019）在《高时空分辨高能电子成像与电子衍射研究》文中进行了进一步梳理高时空分辨电子成像与电子衍射技术是用以观测微观、超快过程的强有力工具。相比于传统透射型电子显微镜以及电子衍射中的ke V量级电子束,基于光阴极注入器的高能电子束具有亮度更高、穿透能力更强、脉冲结构更短的优势,有望发展出具有更高时空分辨能力的高能电子成像以及电子衍射工具,并在高能量密度物理（high energy density physics,HEDP）诊断以及超快动力学研究等领域发挥重要作用。论文的主要工作就聚焦在先进光阴极注入器产生的高亮度电子束驱动的高时空分辨高能（>MeV）电子成像与电子衍射应用中的一些重要物理以及技术问题。为了提升高能电子成像系统的分辨能力以满足HEDP诊断的需求,论文工作首先开展了基于光阴极注入器和常规电磁透镜的高能电子成像实验。在实验中利用约50 MeV高能电子探针实现了对mm量级不透明厚靶的多维度分辨,空间分辨能力达到4μm,厚度分辨能力达到10μm,为高能电子成像技术用于HEDP的诊断做了开拓性工作。为进一步提高高能电子成像系统的空间分辨能力,并使成像系统更加灵活紧凑,本论文开展了基于高梯度永磁四极磁铁的级联放大高能电子成像技术的理论、设计与实验研究。在级联放大成像系统的验证实验中,获得了15倍的放大倍数下1.6μm的单发成像超高空间分辨能力。在高品质静态成像基础上,我们也开展了基于泵浦-探测方案的飞秒强激光触发的金属网格融化过程的动态试验,成功观测到融化过程中3个不同的阶段,证明了高能电子成像技术用于高能量密度物质动态演化过程诊断的可行性。论文工作的另一方面是兆电子伏超快电子衍射装置（MeV ultrafast electron diffraction,MeV UED）的研究。作为一种新兴的超快动力学研究的强力工具,体积紧凑、造价相对低廉的MeV UED装置得到了极大关注。为给用户提供良好的电子衍射平台,我们结合实验室现有条件,提出了发展清华百飞秒UED用户装置的目标,并从理论、模拟方面开展大量工作证明了装置的潜力。目前该专用装置搭建工作已经基本完成,即将进入综合调试及电子束出束阶段,为下一步用户实验的开展打下基础。此外,瞄准高重复频率UED这一重要趋势,与中物院应用电子学研究所进行合作,通过细致的束流动力学模拟,验证了在其超导THz-FEL束线基础上发展高重频飞秒分辨率UED装置的可行性。
方浚丞[3]（2019）在《面向高性能计算的柱矢量光束光互联》文中研究说明随着高性能计算机的不断发展,节点之间互联的容量需求持续增长,现有的光互联技术已经无法满足高性能计算机的发展需求,亟需发展节点之间光互联复用技术。柱矢量光束多路复用已经显示出具有增加自由空间和光纤通信信道容量的巨大潜力。复用和解复用器以及支持高阶模式传输的光纤是柱矢量光束光纤通信系统的关键器件,但是目前还缺少高效率和大动态范围的柱矢量光束解复用器以及支持高阶柱矢量光束传输的光纤。针对目前柱矢量光纤通信系统存在的问题,本文对现有的柱矢量光束产生和检测方法分析之后,提出以下研究:1、各向异性光学几何变换检测柱矢量光束;2、各向异性扇出光学几何变换高分辨率检测柱矢量光束;3、硅基超表面扇出光学几何变换检测柱矢量光束;4、柱矢量光束在空心光子晶体光纤复用通信。本论文主要内容包括:1.各向异性光学几何变换检测柱矢量光束的研究。柱矢量光束能够分解为左旋圆偏振和右旋圆偏振并且拓扑荷相反的两个轨道角动量。纯相位光学几何变换能高效检测轨道角动量,但无法直接检测柱矢量光束。各向异性材料具有独立调控柱矢量光束的左旋圆偏振分量和右旋圆偏振分量的能力。因此,本文提出各向异性光学几何变换检测柱矢量光束。各向异性光学几何变换器由光控取向液晶加工。器件的总像素数为768×768,像素大小为11.7μm。柱矢量光束通过各向异性光学几何变换后聚焦形成长条形光斑,并且光斑的横向位移与柱矢量光束的阶数相关。实验中演示了-10阶到+10阶柱矢量光束的检测,检测效率高达61.7%。同时还将各向异性光学几何变换应用于自由空间和少模光纤的同轴柱矢量光束复用通信系统。柱矢量光束复用通信系统具有应用于下一代大容量短距离光互联的潜力。2.各向异性扇出光学几何变换高分辨率检测柱矢量光束的研究。虽然各向异性光学几何变换实现高效和大动态范围检测柱矢量光束,但是空间分辨率不足以分离相邻阶柱矢量光束,并且检测结果是不规则形状的长条形光斑。在各向异性光学几何变换的基础上引入扇出结构提高柱矢量光束的检测分辨率,并通过柱透镜将不规则的长条形光斑聚焦形成高斯光斑。实验上演示了-5阶到+5阶柱矢量光束的检测,并将变换后的高斯光斑同时耦合到多模光纤阵列,耦合的插入损耗小于8.7 dB,相邻阶模式串扰低于-6 dB。与不规则的长条形光斑相比,柱透镜聚焦形成的高斯光斑减少了7 dB的光纤耦合损耗。在自由空间和少模光纤演示了四路同轴柱矢量光束通信实验。各向异性扇出光学几何变换提高了柱矢量光束的检测分辨率,并将同轴柱矢量光束的检测结果同时耦合到光纤阵列。3.硅基超表面扇出光学几何变换检测柱矢量光束的研究。硅基超表面技术具有加工精度高、集成度高的优点,能够实现各向异性扇出光学几何变换的集成化。通过理论分析和模拟仿真设计了具有几何相位的椭圆柱纳米棒结构。以椭圆柱纳米棒结构为单个像素点,通过控制椭圆柱纳米棒阵列的取向角,实现硅基超表面扇出光学几何变换。所设计的硅基超表面器件大小为1.6 mm×1.6 mm,像素大小为0.8?m,整个系统的工作距离小于50 mm。数值模拟显示硅基超表面扇出光学几何变换能高效率和大动态范围检测柱矢量光束。4.柱矢量光束在空心光子晶体光纤复用通信的研究。相比于实心光纤,空心光纤的有效折射率差大、传输延时小,适合应用于高性能计算机内部的光互联。通过模拟显示空心光子晶体光纤支持±1阶到±4阶柱矢量光束的传输,比少模光纤多4个模式。而且空芯光子晶体光纤的有效折射率差比少模光纤大一个数量级,有效抑制光纤内部不同模式之间的串扰。在传输实验中演示了±1到±4阶柱矢量光束在8.25米的空心光子晶体光纤传输,输出的模式纯度高于76.5%。在通信实验中演示了同轴柱矢量光束在空心光子晶体光纤复用通信,相邻模式之间的串扰小于-9 dB,测试的误码曲线低于前向纠错阈值。
董悦[4]（2019）在《基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究》文中进行了进一步梳理传感技术是物联网的核心,其发展水平决定着物联网的发展水平,同时也是衡量一个国家信息化程度、科技创新与发展的重要标志。近年来,光纤传感器在生物化学、医疗、环境检测、军事安防等领域发挥着重要作用,可以利用光纤传感器实现对温度、应力、折射率、液位、磁场等参量单一或同时测量。和传统的电传感器相比,光纤传感器具有结构紧凑、耐腐蚀、耐高温,抗电磁干扰及灵敏度高等优点,其在小型化、智能化的传感网络中具有极大的优势。随着光纤制作技术的进步,基于特种光纤的光纤传感器展现出其优良的性能。本论文结合光纤传感器的高灵敏度、微型化、多参量集成等发展需求,在前人工作的基础上,对基于特种光纤的模式干涉结构传感器和基于受激布里渊散射效应的光纤传感器进行了理论和实验研究。主要研究成果如下:1.实验制作了一种少模D型光纤,对其模式特性进行了分析。研究了外界环境折射率和光纤研磨深度对D型光纤模式有效折射率的影响,为高灵敏度光纤传感器的制作提供途径。提出了一种新型基于D型光纤和布拉格光栅的折射率和温度传感器。结合光纤光栅的温度传感特性,可以通过同时监测模式干涉结构的下陷峰波长和光纤光栅布拉格波长的漂移实现折射率和温度的同时测量。实验结果显示,在折射率测量范围为1.333到1.428时,此结构传感器的折射率灵敏度为-31.79nm/RIU。当光谱仪分辨率为O.01nm时,折射率和温度的测量精度分别为1.4×10-3RIU和1.7℃。2.提出了一种无芯光纤-D型光纤-无芯光纤结构的液位传感器。利用D型光纤中高阶包层模式对外界环境参量变化更加敏感的原理,监测传感结构传输光谱下陷峰波长随D型光纤浸没在待测液体中长度的变化,实现液位的高灵敏度测量。在待测液体折射率分别为1.333、1.355和1.377时,对应的液位灵敏度为191.89pm/mm、208.11pm/mm和213.80pm/mm。进一步实验研究了传感结构的温度特性,在液体折射率为1.333的情况下,温度和液位的交叉敏感系数为-0.128mm/℃。此结构的液位传感器具有结构紧凑、制作简单等优点,适用于高灵敏度的液位测量。3.提出了一种基于D型光纤模式干涉结构和磁流体的磁场传感器。利用磁流体折射率随外界磁场强度改变的特性,传感器的传输光谱发生漂移实现磁场强度的测量。同时监测传输光谱中两个下陷峰波长的漂移,实现对磁场和温度进行同时传感。该传感器的磁场和温度灵敏度实验结果分别为99.68pm/Oe和-77.49pm/℃C。对比了此传感器与已报道的同类型传感器,此结构具有高灵敏度、结构紧凑和成本低廉等优点,有潜力应用于磁场和温度同时传感领域。4.提出了一种基于无芯光纤-单模光纤-保偏光纤-单模光纤-无芯光纤结构的扭转传感器。理论分析了无芯光纤长度对传感结构传输光谱的影响,并进行实验验证。扭转传感实验结果表明此传感结构传输光谱的消光比随光纤扭转角度发生改变。在扭转角度为-240°到360°范围内,扭转灵敏度为0.34dB/（rad/m）。进一步通过监测传输光谱下陷峰的波长漂移实现温度测量,实验得到温度灵敏度为41.89pm/℃。5.提出了一种基于受激布里渊散射的M型折射率分布单模光纤用于温度和应力同时测量。通过仿真计算研究了此光纤中的纵向声学模式,将此光纤与普通单模光纤性质进行对比,计算结果表明此光纤的布里渊增益谱中存在多个布里渊增益峰,分别对应不同阶数的声学模式。进一步研究了此光纤布里渊增益谱中的两阶布里渊增益峰对温度和应力的响应特性,温度和应力的测量精度分别为0.47℃和12.3με。
胡翔[5]（2017）在《太赫兹波主动调控和时域光谱氧化物材料研究》文中提出太赫兹波段处于低能量的电子学和高能量的光子学之间的过渡地带,是最后一段被人类了解和认识的电磁波波段,也是目前公认的具备很多优良特性的波段。太赫兹辐射的产生,传输,调控和探测构成了太赫兹科学这门新型科学的关键技术,在高速宽带通信,国防安全,医疗诊断,材料研发等多个领域具有重要的应用价值。然而,由于太赫兹光子的能量较低,很多物质对于太赫兹光的响应十分微弱,致使太赫兹功能器件的研究和发展仍然相对滞后,高效、主动的太赫兹器件仍然十分匮乏。同时,太赫兹的产生-测量系统,作为太赫兹应用系统中的关键部分,仍然有很多的不完善;在前沿研究领域,自行搭建高性能参数、可扩展性强的太赫兹产生-测量系统是必要的选择。本论文首先在太赫兹主动功能器件方面进行了探索,提出了一种新颖的主动调控太赫兹波的方法,设计并验证了应用该方法调制太赫兹辐射的器件的性能;然后系统地开展了太赫兹产生-测量系统的设计和搭建工作,并利用该系统针对一些氧化物功能材料开展了相关的研究。本论文的具体研究内容如下:1.提出了一种基于石墨烯的利用外加磁场和栅极电场来主动调控太赫兹波的新颖方法。该方法从石墨烯在磁场下不均匀分布的郎道能级入手,通过栅极电场的方式调控朗道能级间的光学跃迁,进而可以选择性地吸收不同频率的太赫兹光子。这样,通过主动地选择不同强度的磁场和栅极电场的组合,基于该方法的器件就可以灵活的针对不同频率的太赫兹波进行主动调制,在频率选择上拥有的自由度极高。2.在基于石墨烯的双外场主动调控太赫兹方法的基础上,提出了一种平板型太赫兹主动调控原型器件。数值仿真的结果显示,该原型器件在双外场下具有非常优异的调制性能,可在四个独立的频率通道上主动调制太赫兹光的振幅,调制深度高达35dB。同时,在不同的通道间切换所需的能量最低低至1OmeV,验证了我们提出的这种新颖的太赫兹波主动调制方法还具有非常高的调制效率的优点。3.通过引入表面等离激元的近场增强效应,在基于石墨烯的透射式双外场主动太赫兹调制器件中,显着地增强了器件对于透射太赫兹辐射的调制效果。在该透射式主动太赫兹调制器中,通过将互补开口环阵列（CSRRs）嵌入到器件栅极电容层的下方,将入射太赫兹波的能量局域在石墨烯层和CSRRs层之间,极大的增强了石墨烯与太赫兹电磁场相互作用的强度,从而显着地增强了器件的调制深度。数值仿真的结果显示,该主动器件在双外场的控制下对透射太赫兹波的振幅调制深度高达95.1%。进一步的分析显示,该方法也可以针对太赫兹光的偏振进行主动调制,通过合适强度的磁场和栅极电场搭配,可以将入射的线偏振太赫兹光调制为圆偏振出射的太赫兹光。4.实验方面,搭建了两套基于不同原理的太赫兹时域光谱测量系统。其中,基于光电导天线的太赫兹时域光谱系统具有大带宽、高信噪比、高稳定性等特点:整套系统工作在0.1到4.8THz波段、时域峰值与噪声的比值高达30000:1、单次扫描的动态范围达到90dB、频域分辨率达到5GHz。与文献中报导的各类TDS相比,该套系统均达到了先进水平。另一套基于非线性效应的太赫兹时域光谱测量系统则具有高可扩展性、高太赫兹脉冲能量等特点,能在下一步的研究中通过更换非线性晶体实现更宽的频谱覆盖,以及亚mJ级的太赫兹脉冲。此外,这两套系统均通过协同控制步进电机和锁相放大器的内部参数,为不同的测量场合实现了不同的扫描方式:快速扫描可以在2s的时间内迅速给出太赫兹时域光谱,而精细扫描则能最高以30000:1的信噪比和5GHz的频谱分辨率给出精细的太赫兹时域光谱。5.利用太赫兹时域光谱测量系统对一些典型的钙钛矿和层状钙钛矿氧化物进行了太赫兹波段的光学表征,通过对这些材料的太赫兹波段介电特性的测量、分析、理解和积累,为以后更加深入的参量复合量子功能材料的研发、高通量近场物性表征等方向的研究打下了扎实的基础。特别的,发现了 La0.7Sr0.3MnO3薄膜在太赫兹波段下所兼具的高透过率和高导电性的特点,使其可以被应用为太赫兹科学技术中一种新型的透明导电薄膜电极材料。6.应用自主加工的温控台将太赫兹时域光谱系统升级为原位变温太赫兹时域光谱系统,可精确控温到0.2℃;并利用该系统测量了变温条件下VO2/Al203外延薄膜的太赫兹时域光谱,对VO2的相变行为进行了简单的分析和讨论;同时,利用VO2的金属-绝缘体相变特性,在温度场的调控下,对太赫兹光进行主动振幅调制,实现了高达84.6%的调制深度。7.应用动态孔径近场成像方法改建了太赫兹时域光谱测量系统,使得我们的太赫兹时域光谱系统获得了超衍射极限的空间分辨成像能力;通过利用该系统表征光电导天线表面的天线结构,获得了水平方向40微米,约为λ/8的近场扫描图像,证实了这套系统在亚波长尺度上的成像能力。特别的,设计并加工了基于超薄银膜的无泵浦吸收地可见光/太赫兹光双色分束镜,可以在反射可见光的同时无泵浦吸收的透过太赫兹光。该双色分束镜在动态孔径太赫兹近场成像系统中扮演了关键的角色。
戚涛[6]（2017）在《基于液芯光纤的可编程热致长周期光纤光栅》文中认为动态可调谐的光纤器件是光纤通信网络动态化和智能化的基础。石英光纤作为优秀的光通信传输媒介,其可调谐性能受限于材料本身,例如石英材料对温度和电磁作用不敏感,这些特点在光纤器件的调谐中成为其限制因素。借助于其他材料构建的混合材料光纤,譬如在现有微结构光纤中注入液体、聚合物、液晶等材料的研究在近些年得到重视和发展。通过附加材料对温度、电场、磁场等可控物理量的高敏感性,可以增强光纤器件的调谐性能或者实现该类物理量的光纤传感。而温度调谐作为一种光学器件重要的调谐方式,在研究中常用于器件整体温度的调谐。这种整体温度调谐方式缺乏灵活性,例如仅对某些滤波器件的谐振波长做整体调谐,而非对器件的功能做根本改变。能否通过动态、局部地对具备高热光系数的混合材料光纤进行温度控制,实现更为复杂的温度调谐甚至可数字控制光学器件?基于该研究思路本文提出并在液芯光纤（Liquid core optical fiber,LCOF）上通过精密可调的温度梯度控制,动态地生成了一种可编程热致长周期光纤光栅（Thermo-induced long period fiber grating,TI-LPFG）,该TI-LPFG的重要参数如周期、调制深度、长度、占空比、内部相移均可数字编程,其系列优异特性在光通信、光信号处理等领域有诸多潜在应用。本论文主要完成了以下几方面工作。1.可实现编程的液芯光纤制备方法研究LCOF的制备方式创新。LCOF是一种纤芯为液体,包层为石英的混合材料光纤。为了达到良好的光纤稳定性和低损耗传输,LCOF需要实现良好的密封性以及输入输出的低损耗耦合,其制备是目前LCOF应用中的一大难点。本文在总结当前LCOF制备工艺的基础上,提出了一种创新性的制备方式,该方式极大地降低了LCOF的制备难度、易于在实验室环境完成、具备大批量生产的潜力。利用该制备方法可以制备出性能稳定、传输损耗低的LCOF,该光纤为可编程TI-LPFG及其他应用的实现打下基础。2.在液芯光纤上实现可编程的热致长周期光纤光栅实现了一种实时可编程的TI-LPFG。受益于其较长的周期,当前LPFG有诸多实现方式,如紫外光掩模板曝光法,以及CO2激光器写入法等。虽然制备方式多样化,但基于这些传统方式所制备的LPFG大部分均为永久写入,必须依靠温度或者应变对谐振波长进行调谐,且调谐范围有限;而部分动态LPFG如机械压印法和机械行波法虽然并非永久写入,但其可调谐的参数有限,且集成较为困难。目前尚无能够对LPFG关键参数均能进行调谐的集成式解决方案,针对该现状本文提出了一种基于LCOF的可编程TI-LPFG:通过一个加热阵列,可以精确地控制沿着光纤轴向的温度分布以形成TI-LPFG;而通过对该加热阵列进行高精度的数字控制,可以实现对该TI-LPFG周期、调制深度、长度,以及占空比等重要参数的实时数字编程。通过对该可编程TI-LPFG进行合适的控制参数选择,本文实现了大于30 d B的耦合效率。在谐振波长外,该光栅引起的插入损耗小于0.5 d B。因此该可编程TI-LPFG具备可数字控制、高耦合效率以及低插入损耗的等优点,极大地提升了LPFG在光信号处理各个领域（如光频域滤波、光时域脉冲处理、光波导模式转换）应用中的灵活性。本文提出的可编程TI-LPFG温度灵敏度（温度调谐能力）是目前作者所了解的最高值:132.9 nm/?C,比传统基于石英材料的LPFG高出两到三个数量级,且其可调谐范围超过200 nm。这使得该可编程TI-LPFG可以在非常小的温度变化范围内（<2?C）实现谐振波长的大范围调谐,从而极大地拓展了该器件在多个波段的适用性。相对于传统LPFG调谐过程可能需要上百摄氏度的温度变化,该TI-LPFG极小范围的调谐温度需求降低了器件调谐所需功率消耗。另外,其成栅所需要的纤芯温度变化仅为2.75?C左右,与此对应的功率消耗仅为55 m W左右。结合上述极低的调谐温度需求,进一步保证了该器件的运行稳定性。理论仿真与实验结果吻合度良好。对于上述实验,本文对所制备的LCOF传输模式进行了理论分析,并对可编程TI-LPFG进行了建模,数值分析结果与实验数据具备良好的吻合度。LCOF的材料色散特性使得该可编程TI-LPFG具备独特的性质,如低阶包层模式中阶数越高所对应的谐振波长更短。通过对材料的热学性质进行分析,本文深入研究了TI-LPFG高温度灵敏度的成因,理论计算与实验结果高度吻合。3.基于可编程热致长周期光纤光栅的拓展与应用实现了相移可编程TI-LPFG以及可编程光纤干涉仪。利用已制备可编程TI-LPFG的数字控制特性,在光栅内部插入可数字控制的相移,实现了可编程的相移LPFG（phase shift LPFG,PS-LPFG）,解决了长久以来对于PS-LPFG内部相移量以及位置的精确控制问题。更进一步,该相移可编程TI-LPFG的相移值以及相移位置均可通过数字化的方式实时控制,而通过在该TI-LPFG内部插入多个相移,可以生成更为复杂的波长滤波特征如平顶滤波器;通过在TI-LPFG内部置入一个长度可控的间隔,实现了可编程的光纤干涉仪,其干涉长度可进行编程控制。针对以上可编程光栅器件,进行了理论仿真并得到了与实验数据良好的吻合度。该研究成果为后续高级频谱整形技术提供了理论和实验基础。以上述功能为基本模块,该可编程器件有望实现更为复杂的滤波特性以及更高级的光信号处理功能。
谌廷政[7]（2004）在《微光学器件灰度掩模制作及应用技术的研究》文中研究指明随着微光学元件在现代通讯、军事应用、空间技术、超精加工、信息处理、生物医学及娱乐消费等众多领域中的广泛应用,与微光学领域相关的设计、制作与应用技术的研究受到越来越多的重视。本文主要针对微光学技术发展的瓶颈问题——器件制作进行重点研究,并初步探讨了微光学器件的设计与应用。本文的主要研究内容和结论有: 1.在全面分析了现有衍射光学标/矢量理论的基础上,提出了一种简单通用的光程差积分法,可用于复杂面形衍射器件的标量分析。 （1） 通过与角谱分析法和严格耦合波分析法之间计算结果的对比,证明了光程差积分法在标量领域的有效性; （2） 利用光程差积分法设计了一种新型同面相位补偿等腰闪耀光栅,解决了异面相位补偿二次衍射及加工对准的难题,并采用时域有限差分法验证了设计结果的正确性。 2.首次提出了彩色等效灰阶细分扩展实现掩模曝光深度精细控制的方法。 （1） 通过对掩模曝光深度与曝光光强之间的关系分析,得出等效灰阶细分扩展的必要性和扩展需求; （2） 提出了两种彩色等效灰度的颜色选择方法:测试选取法和解析计算法; （3） 针对彩色胶片制作模拟掩模易受外部环境影响及重复性不好的缺点,首次提出了彩色数字掩模,并以三彩色LCD（Liquid Crystal Display）组合彩色数字掩模制作为例,给出了3LCD组合方法及灰阶细分扩展计算公式。 3.首次建立了一套基于DMD（Digital Micromirror Device）的微光学数字化灰度掩模制作系统。利用实时并行直写数字掩模精缩曝光技术,提高了掩模制作的速度和分辨率,获得了较好的实验结果。 4.基于DMD数字化灰度掩模制作系统,首次提出了以下一系列适用于数字灰度掩模制作的新技术: （1） 数字移动掩模技术。数字移动掩模可用于制作柱透镜、正弦光栅、大数值孔径微透镜阵列等。建立了一个非整数周期移动曝光累积能量模型和一个多周期掩模阵列移动曝光边框效应模型,并给出了仿真和实验结果; （2） 数字旋转掩模技术。数字旋转掩模可用于制作大数值孔径微透镜、圆对称整形器件、锥形棱镜等。以几种常用微光学器件为例,构建了旋转掩模的数学模型并分别给出了仿真和实验结果; （3） 数字分形掩模技术。掩模分形可用于解决精缩投影系统入瞳透镜孔径有限导致的边缘能量损失。本文首次提出了多种数字掩模分形方法,如周期放大法、台阶分
二、High Spatial Resolution Electro -Optic Field -Mapping for Three Orthogonal Field Components in a Micro -Structured Electrode（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、High Spatial Resolution Electro -Optic Field -Mapping for Three Orthogonal Field Components in a Micro -Structured Electrode（论文提纲范文）
（1）基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 常用剖面探测器介绍 |
| 1.2 电子束探针发展历史 |
| 1.3 论文背景 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 电子束探针相关理论及模拟 |
| 2.1 电子偏转及束流分布重建理论 |
| 2.2 平行电子束扫描理论 |
| 2.3 数值模拟 |
| 2.3.1 算法描述 |
| 2.3.2 用快速扫描方式重建束流横向分布(单粒子程序) |
| 2.3.3 用快速扫描方式重建束流横向分布(多粒子程序) |
| 2.3.4 用慢速扫描方式重建束流横向分布 |
| 2.3.5 束团纵向分布重建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电子枪研制及测试 |
| 3.1 热电子发射理论 |
| 3.2 电子枪模拟 |
| 3.2.1 CST软件优化枪引出结构 |
| 3.2.2 SAM软件模拟热发射 |
| 3.2.3 SIMION软件模拟电子光学系统 |
| 3.2.4 三款软件模拟对比 |
| 3.3 电子枪设计加工 |
| 3.3.1 阴极选择 |
| 3.3.2 高压电源选择 |
| 3.3.3 机械设计 |
| 3.3.4 机械加工及准直测量 |
| 3.4 电子枪调试 |
| 3.4.1 电子枪调试束线搭建 |
| 3.4.2 电子枪伏安特性测量 |
| 3.4.3 发射度测量 |
| 3.5 电子束偏转测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电子束探针设计以及搭建 |
| 4.1 总体设计 |
| 4.2 磁屏蔽模拟及设计 |
| 4.3 束线安装及机械准直 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电子束探针初步调试 |
| 5.1 离子源介绍 |
| 5.2 电子束斑聚焦调试 |
| 5.3 偏转板测试 |
| 5.4 基于束流的准直 |
| 5.5 初步测量结果 |
| 5.5.1 离散点求导算法 |
| 5.5.2 第一次测量 |
| 5.5.3 第二次测量 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 格林函数推导 |
| 附录 B 多项式分布电场求解 |
| 附录 C 三维椭球对称GAUSSIAN分布电场求解 |
| 附录 D 三维BI-GAUSSIAN分布电场求解 |
| 附录 E 三维HALO分布电场求解 |
| 附录 F 五维MAXWELL-BOLTZMANN分布随机数生成 |
| 附录 G 实验数据处理算法 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）高时空分辨高能电子成像与电子衍射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 利用电子探针进行物质探测的方法简介 |
| 1.2 高能电子成像简介 |
| 1.3 兆电子伏超快电子衍射与电子成像 |
| 1.4 论文工作的主要内容与创新点 |
| 1.4.1 论文工作的主要内容 |
| 1.4.2 论文工作的创新点 |
| 第2章 高能电子成像与衍射物理 |
| 2.1 电子成像物理分析 |
| 2.1.1 电子穿透样品 |
| 2.1.2 束流光学系统 |
| 2.1.3 电子探测系统 |
| 2.1.4 空间分辨能力 |
| 2.2 电子衍射的物理分析 |
| 2.2.1 布拉格衍射 |
| 2.2.2 劳厄衍射 |
| 2.2.3 时空分辨电子衍射 |
| 2.3 成像及衍射对高品质电子探针的需求 |
| 2.4 束流光学设计方法 |
| 2.4.1 电子成像束流光学设计 |
| 2.4.2 电子衍射束流光学设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于常规电磁透镜的高能电子成像实验 |
| 3.1 高能电子成像实验研究背景 |
| 3.2 实验装置 |
| 3.2.1 加速器实验平台 |
| 3.2.2 成像光学系统 |
| 3.2.3 实验样品 |
| 3.2.4 成像信号探测系统 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 成像系统分辨率标定 |
| 3.3.2 厚靶成像以及厚度分辨 |
| 3.3.3 暗场成像 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于高梯度永磁四极透镜的电子成像实验 |
| 4.1 成像透镜长度与磁铁梯度定标律 |
| 4.2 基于PMQ的级联放大高能电子成像系统 |
| 4.2.1 PMQ的设计、制造与测量 |
| 4.2.2 级联放大成像的电子光学设计 |
| 4.2.3 成像过程的动力学模拟 |
| 4.3 级联放大成像实验 |
| 4.3.1 实验布局 |
| 4.3.2 静态成像结果 |
| 4.4 基于泵浦-探测方案的动态成像实验 |
| 4.4.1 动态成像实验布局 |
| 4.4.2 时间零点的确定 |
| 4.4.3 金属网格的融化过程成像 |
| 4.5 面向超高时空分辨的CHEER系统 |
| 100 放大倍数的CHEER实验'>4.6 >100 放大倍数的CHEER实验 |
| 4.6.1 大放大比成像实验设计 |
| 4.6.2 大放大比成像实验布局 |
| 4.6.3 实验结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 兆电子伏超快电子衍射 |
| 5.1 清华UED装置 |
| 5.1.1 百飞秒电子探针 |
| 5.1.2 百飞秒电子束到达时间抖动 |
| 5.1.3 微米量级电子束斑 |
| 5.1.4 UED平台整体设计与实现 |
| 5.1.5 平台后续工作计划 |
| 5.2 高重频飞秒UED束线 |
| 5.2.1 束线设计 |
| 5.2.2 电子源 |
| 5.2.3 发射度和束团尺寸优化 |
| 5.2.4 纵向聚焦以及时间分辨率 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）面向高性能计算的柱矢量光束光互联（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 轨道角动量光束 |
| 1.1.1 轨道角动量的产生和检测 |
| 1.1.2 轨道角动量在光纤传输 |
| 1.2 柱矢量光束 |
| 1.2.1 柱矢量光束的产生与检测 |
| 1.2.2 柱矢量光束在光纤传输 |
| 1.3 研究内容、创新性及研究意义 |
| 第2章 柱矢量光束的光场调控 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 柱矢量光束的基本原理 |
| 2.3 几何相位 |
| 2.4 光控取向液晶器件的加工 |
| 2.5 液晶波片产生和检测柱矢量光束 |
| 2.6 相干法产生柱矢量光束 |
| 2.7 达曼光栅检测柱矢量光束 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 各向异性光学几何变换 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 各向异性光学几何变换检测柱矢量光束的原理 |
| 3.3 各向异性光学几何变换的加工 |
| 3.4 各向异性光学几何变换检测柱矢量光束 |
| 3.5 各向异性光学几何变换检测柱矢量光束的分离效率 |
| 3.6 基于各向异性光学几何变换的柱矢量光束复用通信 |
| 3.7 各向异性光学几何变换的极限 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 各向异性扇出光学几何变换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 各向异性扇出光学几何变换的原理 |
| 4.3 各向异性扇出光学几何变换检测柱矢量光束的模拟分析 |
| 4.4 各向异性扇出光学几何变换高分辨率检测柱矢量光束的原理 |
| 4.5 各向异性扇出光学几何变换高分辨率检测柱矢量光束 |
| 4.6 基于各向异性扇出光学几何变换的柱矢量光束光纤通信 |
| 4.7 各向异性扇出光学几何变换小型化设计 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 硅基超表面扇出光学几何变换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.3 椭圆柱结构纳米棒设计 |
| 5.4 硅基超表面扇出光学几何变换检测柱矢量光束 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 光子晶体光纤 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光子晶体光纤的模态分析 |
| 6.3 柱矢量光束在光子晶体光纤传输 |
| 6.4 柱矢量光束在光子晶体光纤复用通信 |
| 6.5 基于光子晶体光纤与各向异性扇出光学几何变换的柱矢量光束复用通信 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1、主要工作总结 |
| 2、拟开展工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（4）基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器概述 |
| 1.2.1 光纤传感器中光纤结构 |
| 1.2.2 光纤传感器的分类及研究热点 |
| 1.3 模式干涉型光纤传感器的研究进展 |
| 1.3.1 基于单模光纤的模式干涉型传感器研究现状 |
| 1.3.2 基于特种光纤的模式干涉型传感器研究现状 |
| 1.4 基于布里渊散射效应的光纤传感器研究进展 |
| 1.4.1 基于单模光纤布里渊散射效应的光纤传感器 |
| 1.4.2 基于特种光纤布里渊散射效应的光纤传感器 |
| 1.5 本论文的主要研究内容与成果 |
| 2 模式干涉型光纤传感器和光纤光栅传感器工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤的模式理论 |
| 2.3 模式干涉型光纤传感器工作原理 |
| 2.3.1 温度传感原理 |
| 2.3.2 折射率传感原理 |
| 2.3.3 液位和磁场传感原理 |
| 2.4 光纤光栅传感器工作原理 |
| 2.4.1 光纤光栅理论分析 |
| 2.4.2 光纤光栅的温度传感特性 |
| 2.5 光纤传感器双参量测量原理及误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于D型光纤的模式干涉型传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 D型光纤的制作和性质 |
| 3.2.1 D型光纤的制作 |
| 3.2.2 D型光纤的性质 |
| 3.3 基于D型光纤的折射率传感器 |
| 3.3.1 传感器理论分析和仿真 |
| 3.3.2 传感器的制作与折射率实验 |
| 3.3.3 基于腐蚀D型光纤的折射率传感实验研究 |
| 3.4 基于无芯光纤-D型光纤-无芯光纤结构的传感器 |
| 3.4.1 模式干涉理论分析 |
| 3.4.2 液位传感器结构设计与实验分析 |
| 3.4.3 磁场传感器结构设计与实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于保偏光纤和无芯光纤的MZI传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于无芯光纤-单模光纤-无芯光纤结构工作原理 |
| 4.2.1 无芯光纤的自映像效应 |
| 4.2.2 光谱特性分析 |
| 4.3 基于无芯光纤-单模光纤-无芯光纤结构的传感器 |
| 4.3.1 应力传感特性分析 |
| 4.3.2 温度传感特性分析 |
| 4.3.3 PD-CSC结构的扭转传感特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于受激布里渊散射效应的光纤传感器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤中受激布里渊散射效应与传感原理 |
| 5.2.1 光纤中受激布里渊散射理论 |
| 5.2.2 光纤中受激布里渊散射传感原理 |
| 5.3 基于M型光纤布里渊散射效应的传感器 |
| 5.3.1 M-SMF中的纵向声学模式 |
| 5.3.2 M-SMF的温度和应力传感特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文工作总结 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 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 |
（5）太赫兹波主动调控和时域光谱氧化物材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太赫兹基础理论概述 |
| 1.1.1 太赫兹波的基本特性 |
| 1.1.2 太赫兹波的产生和探测手段 |
| 1.1.3 太赫兹技术的应用 |
| 1.1.4 太赫兹科学的发展现状 |
| 1.2 太赫兹调制器件研究现状 |
| 1.2.1 被动调制器件 |
| 1.2.2 主动调制器件 |
| 1.3 太赫兹测量系统研究背景和进展 |
| 1.3.1 太赫兹时域光谱技术 |
| 1.3.2 时域光谱成像技术 |
| 1.3.3 太赫兹近场成像技术 |
| 1.4 本论文的主要内容和章节安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 电磁学数值分析方法 |
| 2.1 转移矩阵理论 |
| 2.1.1 各向同性介质 |
| 2.1.2 圆二色性导电界面 |
| 2.2 有限元方法基础 |
| 2.2.1 边值问题和变分方法 |
| 2.2.2 有限元方法的基本步骤 |
| 2.3 石墨烯电磁学建模 |
| 2.3.1 Kubo方程 |
| 2.3.2 磁光电导率的解析表达 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 利用双外场和石墨烯调制太赫兹波的新颖方法 |
| 3.1 石墨烯的基本性质 |
| 3.1.1 石墨烯的发现历史及其电子能带结构 |
| 3.1.2 石墨烯中的电子态密度和费米面 |
| 3.1.3 石墨烯的光学性质 |
| 3.1.4 磁场下石墨烯的电子能带 |
| 3.2 基于石墨烯的太赫兹主动调制器件研究现状 |
| 3.3 利用双外场和石墨烯调制太赫兹波的新颖方法 |
| 3.3.1 双外场调制基本思路 |
| 3.3.2 双外场调制下的石墨烯电导率 |
| 3.4 原型器件验证主动太赫兹波振幅调制 |
| 3.4.1 器件结构 |
| 3.4.2 栅极电压和费米能级间的关系 |
| 3.4.3 固定频点处GAM的双外场响应 |
| 3.4.4 稳态栅极电场下GAM四通道调制的实现 |
| 3.4.5 稳态外磁场下GAM多通道调制的实现 |
| 3.4.6 小结 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 等离激元增强的双外场太赫兹波主动调控器件 |
| 4.1 表面等离激元简介 |
| 4.1.1 表面等离子体的色散关系 |
| 4.1.2 表面等离激元的近场增强 |
| 4.1.3 表面等离激元的激发方式 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 等离激元增强型的器件设计 |
| 4.2.1 激发方式的选择 |
| 4.2.2 器件结构 |
| 4.2.3 仿真方法 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 等离激元增强的双外场太赫兹波调制 |
| 4.3.1 双外场下的石墨烯电导率 |
| 4.3.2 等离激元增强的双通道振幅调制 |
| 4.3.3 等离激元增强的主动偏振调制 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 太赫兹时域光谱测量技术的实现 |
| 5.1 基于光电导天线的太赫兹时域光谱仪的搭建 |
| 5.1.1 光电导天线技术产生和探测太赫兹辐射的原理 |
| 5.1.2 光电导天线的数值仿真 |
| 5.1.3 系统的光路设计和搭建 |
| 5.1.4 影响太赫兹信号的因素分析 |
| 5.1.5 噪声分析与屏蔽 |
| 5.1.6 控制软件的编写 |
| 5.1.7 无热式再生干燥气体系统 |
| 5.2 基于光整流晶体的太赫兹时域光谱仪的搭建 |
| 5.2.1 光整流方法产生和探测太赫兹辐射的原理 |
| 5.2.2 系统的光路设计和搭建 |
| 5.2.3 噪声分析和屏蔽 |
| 5.2.4 控制软件的编写 |
| 5.2.5 可扩展性分析 |
| 5.3 时域光谱的数据处理 |
| 5.3.1 基本算法原理 |
| 5.3.2 介电常数的提取 |
| 5.4 两种时域光谱测量方案的比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 太赫兹时域光谱技术在材料科学中的应用 |
| 6.1 变温太赫兹时域光谱在二氧化钒相变中的应用 |
| 6.1.1 二氧化钒简介 |
| 6.1.2 变温太赫兹时域光谱 |
| 6.1.3 VO_2的太赫兹相变特性 |
| 6.1.4 利用VO_2主动调制太赫兹光 |
| 6.1.5 本节小结 |
| 6.2 一些典型钙钛矿和层状钙钛矿氧化物的太赫兹介电特性研究 |
| 6.2.1 (LaAlO_3)_(0.3)(Sr_2AlTaO_6)_(0.7)单晶衬底 |
| 6.2.2 SrTiO_3单晶衬底 |
| 6.2.3 Bi_6FeCoTi_3O_(18)单晶薄膜 |
| 6.2.4 La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3单晶薄膜 |
| 6.2.5 小结 |
| 6.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 太赫兹近场显微技术初探 |
| 7.1 太赫兹近场成像基础理论 |
| 7.2 基于动态孔径的太赫兹近场成像系统的搭建与测试 |
| 7.2.1 光路设计和搭建 |
| 7.2.2 无泵浦吸收的太赫兹/可见光分束镜 |
| 7.2.3 动态孔径的生成和表征 |
| 7.2.4 光电导天线的太赫兹近场成像 |
| 7.3 散射针尖近场初探 |
| 7.3.1 动态孔径与散射针尖 |
| 7.3.2 散射针尖的场增强效应 |
| 7.3.3 本节小结 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结和展望 |
| 8.1 本论文主要研究工作 |
| 8.2 展望 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于液芯光纤的可编程热致长周期光纤光栅（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 LPFG研究背景 |
| 1.1.1 传统LPFG制备方法 |
| 1.1.2 LPFG的主要应用 |
| 1.2 动态LPFG研究现状 |
| 1.2.1 动态LPFG的主要实现技术 |
| 1.2.2 混合材料光纤对于可调谐性的实现意义 |
| 1.3 可编程TI-LPFG的研究意义 |
| 1.4 本论文结构安排 |
| 第二章 用于热致长周期光纤光栅的液芯光纤制备研究 |
| 引言 |
| 2.1 LCOF的研究现状 |
| 2.1.1 LCOF历史及研究意义 |
| 2.1.2 LCOF主要应用 |
| 2.2 基于光纤耦合的LCOF制备方法 |
| 2.3 本文所提出的LCOF制备方法 |
| 2.3.1 LCOF纤芯材料的选择 |
| 2.3.2 LCOF的制备流程 |
| 2.3.3 LCOF的传输特性 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 可编程热致长周期光纤光栅的实现 |
| 引言 |
| 3.1 温度在光学器件中的意义 |
| 3.2 动态热致光纤器件实现原理 |
| 3.3 基于LCOF的可编程长通滤波器 |
| 3.4 动态TI-LPFG实现 |
| 3.4.1 传统LPFG的局限 |
| 3.4.2 在LCOF上实现动态TI-LPFG |
| 3.4.3 TI-LPFG的调谐速度 |
| 3.4.4 TI-LPFG的偏振特性 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 可编程热致长周期光纤光栅的数字控制 |
| 引言 |
| 4.1 可编程LPFG的研究意义 |
| 4.1.1 动态可调谐光学器件的应用需求 |
| 4.1.2 可重复配置LPFG研究现状 |
| 4.2 TI-LPFG的编程控制 |
| 4.2.1 周期调谐 |
| 4.2.2 调制深度调谐 |
| 4.2.3 长度调谐 |
| 4.2.4 占空比调谐 |
| 4.2.5 温度调谐 |
| 4.3 本章小节 |
| 第五章 可编程热致长周期光纤光栅的拓展与应用 |
| 引言 |
| 5.1 相移可编程TI-LPFG |
| 5.1.1 PS-LPFG的研究现状 |
| 5.1.2 PS-LPFG理论分析方法 |
| 5.1.3 相移可编程TI-LPFG实验 |
| 5.2 基于可编程TI-LPFG的动态光纤干涉仪 |
| 5.2.1 光纤干涉仪的研究现状 |
| 5.2.2 可编程光纤干涉仪的实现 |
| 5.3 本章小节 |
| 第六章 总结和未来展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.2.1 光纤波导结构的创新 |
| 6.2.2 更高自由度的数字编程 |
| 6.2.3 更小的器件封装以及更低的功率消耗 |
| 6.2.4 液体之外其他材料的拓展 |
| 6.2.5 其他形式混合材料波导结构 |
| 附录A 部分代码实例 |
| 附录B 液芯光纤内模式及其耦合的计算 |
| B.1 光纤模式的计算 |
| B.1.1 光纤纤芯模式 |
| B.1.2 光纤包层模式 |
| B.1.3 模式之间的耦合系数 |
| B.2 光纤内模式耦合机理 |
| B.2.1 光纤光栅辅助下模式耦合 |
| 附录C 基于光纤光栅模式耦合的传感技术研究 |
| C.1 基于包层模式后向耦合的光纤传感结构 |
| C.2 基于FBG与光纤内干涉仪双参数测量 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（7）微光学器件灰度掩模制作及应用技术的研究（论文提纲范文）
| 目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词说明 |
| 插图和附表索引 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 衍射光学的分析理论和设计方法 |
| 1.3 微光学元件的制作方法及国内外发展现状 |
| 1.3.1 基于VLSI的套刻技术 |
| 1.3.2 直写技术 |
| 1.3.3 灰度掩模技术 |
| 1.3.4 掩模的记录材料与复制技术 |
| 1.4 目前取得的研究成果及发展趋势 |
| 1.4.1 研究成果 |
| 1.4.2 微光学的发展趋势 |
| 1.5 论文的研究思路及内容安排 |
| 1.5.1 本文的研究思路 |
| 1.5.2 本文的内容安排 |
| 1.6 本文的研究特色 |
| 第二章 衍射光学元件的理论分析方法 |
| 2.1 矢量衍射分析 |
| 2.1.1 矢量分析方法的对比 |
| 2.1.2 时域有限差分法 |
| 2.2 标量衍射分析 |
| 2.2.1 标量衍射分析方法的对比 |
| 2.2.2 光程差积分法原理 |
| 2.3 OPDI法在相位补偿等腰闪耀光栅设计中的应用 |
| 2.3.1 反面相位补偿型等腰闪耀光栅结构分析 |
| 2.3.2 同面相位补偿型等腰闪耀光栅结构设计 |
| 2.3.3 仿真优化计算 |
| 2.3.4 FDTD严格矢量计算验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 彩色等效灰阶扩展掩模制作方法研究 |
| 3.1 彩色等效灰度掩模制作原理 |
| 3.2 灰阶扩展的必要性分析 |
| 3.3 彩色等效灰阶细分扩展掩模制作方法 |
| 3.3.1 直接测试选取法 |
| 3.3.2 解析优化算法探讨 |
| 3.4 彩色等效灰度掩模制作实验 |
| 3.4.1 彩色等效灰度掩模制作 |
| 3.4.2 三种相似等效灰度掩模方法对比 |
| 3.5 彩色等效数字掩模制作方法研究 |
| 3.5.1 基于三彩色LCD组合的彩色等效数字掩模制作技术 |
| 3.5.2 三彩色LCD组合等效灰阶细分扩展的理论分析 |
| 3.5.3 彩色等效灰阶扩展数字掩模制作方法的优点 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于DMD的数字化灰度掩模制作方法研究 |
| 4.1 DMD简介 |
| 4.1.1 DMD的发展历史与现状 |
| 4.1.2 DMD与LCD的对比 |
| 4.1.3 DMD的工作原理 |
| 4.2 DMD数字化灰度掩模制作系统设计 |
| 4.2.1 系统结构设计 |
| 4.2.2 刷新率对掩模制作的影响 |
| 4.2.3 占空比因子对掩模制作的影响 |
| 4.3 单DMD灰度掩模制作技术的研究 |
| 4.3.1 灰度掩模制作方法对比 |
| 4.3.2 数字实时掩模制作技术的研究 |
| 4.3.3 数字移动掩模制作技术的研究 |
| 4.3.4 数字旋转掩模制作技术的研究 |
| 4.3.5 数字编码掩模制作技术的研究 |
| 4.3.6 数字分形掩模制作技术的研究 |
| 4.4 DMD组合等效灰阶细分扩展掩模制作技术的研究 |
| 4.4.1 2DMD灰阶细分扩展数字化掩模制作系统的结构设计 |
| 4.4.2 DMD组合与LCD组合等效灰阶扩展掩模制作技术的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 DMD数字化掩模实验制作与误差特性分析 |
| 5.1 计算机辅助设计与控制软件 |
| 5.2 DMD数字化灰度掩模制作实验 |
| 5.3 DMD灰度掩模制作误差特性分析 |
| 5.3.1 照明系统引入的误差 |
| 5.3.2 DMD的控制系统误差 |
| 5.3.3 曝光及显/定影误差 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 MOE在精密测量中的应用 |
| 6.1 激光整形器件在半焦斑边缘检出技术中的应用 |
| 6.1.1 激光光束整形的方法 |
| 6.1.2 高斯分布半焦斑技术 |
| 6.1.3 倒T型分布整形应用的理论分析 |
| 6.1.4 整形器件的位相设计与加工 |
| 6.1.5 实验验证 |
| 6.1.6 整形误差影响分析 |
| 6.1.7 几种能量分布在边缘定位应用中的对比 |
| 6.2 小角度衍射噪声光栅滤波方法研究 |
| 6.2.1 闪耀光栅滤波原理 |
| 6.2.2 仿真结果分析 |
| 6.2.3 加工误差对闪耀光栅滤波的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 同面相位补偿角谱分析 |
| A1 等腰闪耀光栅等闪耀角同面相位补偿角谱模型 |
| A2 等腰闪耀光栅变闪耀角同面相位补偿角谱模型 |
| A3 同面相位补偿的效果分析及扩展应用 |
| 附录B 作者在攻读博士学位期间发表的论文和获得的成果 |
四、High Spatial Resolution Electro -Optic Field -Mapping for Three Orthogonal Field Components in a Micro -Structured Electrode（论文参考文献）
- [1]基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制[D]. 冯永春. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2019(01)
- [2]高时空分辨高能电子成像与电子衍射研究[D]. 周征. 清华大学, 2019(01)
- [3]面向高性能计算的柱矢量光束光互联[D]. 方浚丞. 深圳大学, 2019(11)
- [4]基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究[D]. 董悦. 北京交通大学, 2019(01)
- [5]太赫兹波主动调控和时域光谱氧化物材料研究[D]. 胡翔. 中国科学技术大学, 2017(09)
- [6]基于液芯光纤的可编程热致长周期光纤光栅[D]. 戚涛. 上海交通大学, 2017(08)
- [7]微光学器件灰度掩模制作及应用技术的研究[D]. 谌廷政. 国防科学技术大学, 2004(11)