一、皮秒级光控光开关研究现状（论文文献综述）
李刚[1]（2020）在《复合超表面结构的表面等离激元偏振控制光开关研究》文中认为表面等离激元（Surface Plasmon,SP）作为一种光与贵金属表面自由电子相互作用产生的电磁模式,具有局域场增强的能力,可以将光局域在很小的尺寸空间内,使光子器件达到亚波长尺寸,突破光学衍射极限。基于表面等离激元的超表面结构可在纳米尺寸上操控光子,为实现高集成化、小型化、高性能的纳米光子学器件提供了一种有效的途径。光开关作为集成光路的基本逻辑器件,它的发展对集成光路的构建尤为重要。目前,基于各种原理及调控方式的光开关相继被提出并设计,偏振态作为光的一个基本要素,在光与物质相互作用过程中对其光学特性起着决定性的作用,如果可以通过偏振态实现对光的开关控制将具有非常重要的研究意义。本论文基于有限元方法研究了几种不同纳米棒结构的偏振调控光开关效果及性能,主要工作如下:首先设计了由三组平行双纳米棒构成的类T型复合超表面结构,实现偏振控制的Fano光开关,该结构由四个水平纳米棒及两个竖直纳米棒组成。当入射光的偏振角度变化π/2时,可实现光开关功能,开关比分别为16.3 dB和18.5 dB,该结构具有较高的灵敏度1147.8 nm/RIU。同时,研究了结构参数变化对透射光谱的影响,光开关的响应特性可以通过改变间距d2及纳米棒长度l1、l2来调节,另外发现,当减小纳米棒上下间距d2时,在透射光谱上产生了一个新的透射谷。接着,当改变类T型纳米棒复合超表面结构的上下间距d2=0 nm时,形成了由两个L纳米棒和放置在其顶部的两个水平纳米棒构成的一种双IL纳米棒复合超表面结构。研究了双IL纳米棒形成的复合超表面结构的光开关特性,研究发现,该结构在θ=0°时具有两处透射谷,透射谷中间产生一个透射窗口,这种特殊的透射现象被称为等离激元诱导透明（PIT）,调整θ=90°下的透射谷使其正好处于该透射窗口处,因此当偏振角度改变π/2时,可同时实现三处波长的开关切换。且均具有较高的开关比,其开关比最分别为12.2 dB、11.8 dB、14.2 dB,灵敏度最高为986.7 nm/RIU。最后设计了一种类矩形纳米棒四聚体超表面结构,研究发现,当入射光的偏振角度改变π/2时,可实现同时切换两处波长的开关,且均具有很高的开关比,分别为27.8 dB和21.6 dB。由于纳米双棒肩并肩排列时可形成光学谐振腔,将局域光强束缚在腔内,可极大降低辐射损耗,因此线宽很窄,品质因子FOM最高为151.6。同时,研究了结构参数变化对透射光谱的影响,发现光开关的响应特性可以通过改变结构周期大小P、纳米棒间距d1及纳米棒长度l1、l2来调节。以上研究结果能够为纳米光开关的研究提供新的设计思路,为高性能偏振光开关的设计提供研究基础。另外,通过纳米棒RC谐振腔和表面晶格共振也给极窄带和高Q值Fano光开关及PIT光开关的研究奠定了基础。
徐雪朦[2]（2020）在《硅基集成波导延时的高精度测试技术研究》文中提出基于光学单边带的光矢量网络分析法因测试精度高,可以广泛用于光器件的振幅及延时响应测试,目前已实现了对许多光纤器件的高精度测量,但该技术对集成光子芯片的测试鲜有报道,尤其是较大的芯片插损、光源波长漂移、系统信噪比等因素都将影响芯片级的光矢量网络分析测试结果,产生较大的测试误差甚至错误,因此研究芯片级的光矢量网络分析技术非常重要。本文首先构建了光矢网延时测试模型,搭建了相应的测试系统,并基于Lab View实现了集仪器控制、数据处理、实时显示于一体的自动化测试系统。通过研究信噪比、扫频范围及点数、数据处理方法对延时测试稳定性的影响,优化了系统的测试参数,以实现高精度、稳定的延时测试。特别地,针对7bits硅基光开关切换波导延时线的测试,基于Lab View实现了芯片的自动输入输出耦合,并集成了自动切换延时路径的功能,大大提升了测试效率、降低了测试中人为干扰带来的影响,最终实现了延时偏差不超过0.1ps的高精度测试。另一方面,针对低损耗氮化硅微环延时单元的测试,由于测试系统中激光波长漂移给测试的稳定性带来了很大的影响,通过优化测试系统和数据处理,最终实现了延时分辨率为10ps、消光比分辨率为0.04d B的高分辨率测量。最后,为了降低对光电探测器的带宽要求,提出了一种基于级联“相位调制器-待测器件-强度调制器”的光器件振幅响应测试系统。该测试系统基于微波光子下变频技术和射频扫描测量的方法,将光器件的振幅响应下变频到电域低频上,实现了待测光器件频谱响应的固定低频探测。较基于并联结构实现下变频的器件测试方案而言,该方案的测试系统结构更简单、损耗更小。通过测试氮化硅微环及微盘的振幅响应,验证了该测试系统的有效性。
张天航[3]（2020）在《基于光延迟的微波信号处理技术研究》文中提出微波技术已经成为现代通信、雷达探测、卫星定位等众多应用领域的核心技术,宽带、高速、精准的微波信号处理技术成为人们关注研究的前沿热点。然而,基于电子技术的微波信号处理技术,在处理速率、传输损耗、带宽、抗干扰能力等方面都不能满足应用需求。微波光子技术以其高效、大带宽、低损耗、抗电磁干扰等方面的优势,可以全方位地提升微波信号处理能力。论文将围绕微波光子信号处理技术,重点研究了全光数模转换和光电模数转换技术,论文的主要内容包括:首先,对现有的光数模转换和光模数转换的技术方案进行了详细地研究,分析了这些方案的优缺点。阐述了微波光子信号处理的原理和关键技术,以及核心光电子器件的原理和工作特性,特别论述了光延迟的原理、测量以及控制方法。并分析了数模转换和模数转换的基本原理,并对其中的技术指标进行了讨论。其次,针对传统数模转换器转换速度受限的问题,提出了一种基于光延迟的全光串行数模转换方案。采用多只波长独立的半导体激光器输出不同权值的光载波并复用,将待转换的串行数字信号调制到该复用的光载波上。再利用光纤色散斜率控制实现多个波长分量之间的等差光延迟,使不同比特位带有权值的光信号在同一段时间窗口内实现非相干叠加。最后,利用时钟同步的光判决门将该时间窗口的叠加光信号切取出来,该光信号的强度即代表模拟量幅度。搭建了基于光延迟的4bit全光串行数模转换实验系统,对4bit数字信号的16个模拟量进行遍历,测得积分非线性误差和差分非线性误差分别为0.108和0.479。同时该数模转换还实现了正弦波、三角波和锯齿波的输出,其转换速率为3.125GS/s,生成的195.3 MHz正弦波,有效位数达到3.46 bit。理论分析和实验研究表明方案可行,实现了较好的技术指标,高精度的延时控制、光开关判决速度以及消光比都会影响系统的性能。再次,针对数模转换位数受限于光源光功率精度的问题,提出了一种基于光延迟插值的光电混合数模转换方案。工作原理为多路EDAC的转换结果分别调制到不同波长的光载波上并复用。然后,利用时钟同步的光判决门截取每个字节时间窗口内不同波长分量的光强度信息。最后,利用光纤色散在不同波长分量之间引入等差光延迟,使带有对应模拟量幅度信息的各个波长分量在时域上均匀展开,完成了基于光延迟的插值,最终输出模拟信号。搭建了基于光延迟的8波长通道和电数模转换器转换精度为16 bit的光电混合数模转换实验系统,实现了转换速率8.33 GS/s的运行,产生了正弦波、三角波、方波和锯齿波等模拟信号,产生的260.4 MHz正弦波,有效位数达到为5.05 bit。理论分析和实验研究表明方案可行,实现了优异的技术指标。利用光延迟插值实现了多路电数模转换器的并行转换,转换速率得到了较大提高。多通道幅度和延迟的失配是误差的主要来源。最后,提出了一种基于光延迟的光电混合模数转换方案。工作原理为采用窄的电脉冲调制宽谱光源产生采样光脉冲。然后,将采样脉冲功分多路并引入等差光延迟,形成多路并行采样脉冲提升了采样速率,模拟信号通过多路强度调制实现采样。随后,利用光纤传输的色散效应,将采样光脉冲展宽由电模数转换阵列完成电量化。理论上推导了多通道幅度和延迟的一致性以及调制的非线性对转换精度的影响。并在此基础上,提出了多通道一致性预校正方法和调制器非线性后处理方案。基于高精度光延迟测量和光纤延迟线制作技术,实现了多通道延迟一致性误差控制在1ps以内。通过添加调制非线性校正,可以提升有效位数,验证了非线性校正的有效性。搭建了基于光延迟的4通道光电混合模数转换实验系统,实现了采样速率12GS/s,对1.992GHz的正弦信号进行模数转换,其有效位数达5.84bit。理论分析和实验研究表明方案可行,实现了高速和宽带的模数转换,且实验系统具有实用价值。综上所述,基于微波光子技术及光延迟技术,实现了微波信号的全光数模转换和光电混合模数转换,具有较高的应用价值。
吕昊嵘[4]（2020）在《基于克尔效应的有机光子晶体光开关的研究》文中提出随着信息技术的高速发展,第二代网络的容量与速度越来越无法满足信息需求。全光网络具有传输信息量大、传递效率高、安全可靠等特点,是未来网络发展的方向。全光开关是全光网络中必不可少的器件,它的工作状态对通信网络的效率具有十分重要的作用。光子晶体全光开关具有体积小、易于集成、造价低等优点,为全光开关提供了崭新的研究方向,因此基于光子晶体全光开关的研究具有重要的物理意义和广阔的应用前景。本文设计了一种基于有机材料克尔效应Fano型双通道光子晶体全光开关。有机材料在制造各类性能优良的光电设备和非线性光学器件中有着无可替代的作用,材料在强电场或强光照射下发生非线性效应,非线性材料中的电荷发生偏移引起折射率的变化,基于有机材料克尔效应设计的光开关具有结构简单、易于集成等特点。Fano谐振是指离散态光束和连续态光束在一定的相位匹配条件下相互干涉产生。以耦合谐振为例,离散态光束可通过谐振腔获取,连续光束通常由普通的宽谱激光源提供,Fano谐振曲线的形状受连续态光束强弱的控制。基于Fano原理设计的光开关相比于其他类型光开关,具有泵浦能量低、响应时间快和消光比高的特点。本文通过分析二维GaAs介质柱光子晶体的带隙特点、有机非线性材料MEH-PPV的克尔效应、缺陷微腔的谐振模式和光波导与微腔之间的耦合方式,分别实现了面向工作波长1310nm和1550 nm的光子晶体开关结构。论文根据Fano谐振,仿真设计出1310 nm和1550nm的离散态和连续态并实现了效率较高的单通道全光开关。随后实现了面向工作波长1310 nm和1550 nm的双通道光子晶体开关结构,分析了影响开关性能的各个因素,确定了光子晶体光开关的最佳泵浦能量,及对应的响应时间和开关消光比。这些工作为探索低成本、高性能的光子晶体全光开关提供了理论基础。
袁洪良[5]（2015）在《基于Kerr非线性效应全光逻辑门的研究》文中研究指明随着人类社会信息化时代的临近,对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。在目前的半透明光网络中,电子交换和信息处理网络的发展已接近了极限,为了解决电子瓶颈限制问题,在未来的全光网络中,全光开关将取而代之。全光开关作为实现全光网络的基础器件,在信息技术中有广泛的应用,其中一项重要的应用就是用来构成全光逻辑门,全光逻辑门在光域上能实现各种逻辑操作,是全光计算、全光通信传输系统等关键元器件。由于Kerr非线性效应,非线性耦合器能实现全光开关操作并能构成相应全光逻辑门,近年来备受关注,同时为了降低光开关的偏置功率,基于谐振腔光学双稳性的全光触发开关也逐渐成为研究的热点。因此,本文主要利用了Kerr非线性效应,对基于非线性耦合器交叉相位调制的全光逻辑门和基于谐振腔光学双稳性的全光触发开关进行了研究,具体的工作和主要研究结果如下：首先,我们简要地介绍了非线性光纤耦合器的结构,利用它的耦合模理论,对其开关特性和1所能实现的逻辑门操作进行了分析。同时还概述了微型谐振腔的工作原理,利用耦合器的耦合原理,分别对单耦合器和双耦合器谐振腔进行了分析,通过仿真透射率与相移的关系曲线对各自的开关特性进行了讨论。其次,我们通过合波器向耦合器输入一束强度可调的泵浦光,用交叉相位调制方式引起Kerr非线性效应,进一步对非线性耦合器的开关特性进行了研究。利用耦合模理论,当输入信号光的初始相位相同和不同时,通过仿真透射率与归一化泵浦光的关系曲线,讨论了各自所实现的全光逻辑门。研究指出：当输入信号光的初始相位相同时,我们可以通过改变输入泵浦光的功率,来实现开关功能,当取定一个泵浦光功率时,可以根据输入信号光的不同组合来实现不同的全光逻辑门；当输入信号光的初始相位不同时,可以通过改变输入信号光的相位差,来实现开关功能,当取定一个特定的相位差时,同样可以根据输入信号光的不同组合来实现不同的全光逻辑门。由此可见,我们不仅可以通过改变泵浦光功率来实现全光开关的操作,还可以改变输入信号光的相位差来实现。最后,主要介绍了基于双耦合器谐振腔的全光触发开关,用光学双稳特性产生的Kerr非线性效应,对微型谐振腔的开关特性进行了分析。根据耦合模理论,考虑并分析了失谐量对双稳特性的影响,利用数值法和解析法这两种不同的方法来求解微型腔内的双稳特性曲线,研究结果表明这两种方法得出的结果趋于一致。还分别计算了当考虑和忽略非线性损耗时的双稳情况,当把非线性损耗计算在内时,通过向微型腔中掺杂铒来获得增益,从而来补偿损耗,有效地降低了偏置信号功率。为实现微型谐振腔的触发开关功能,我们在偏置信号上增加了一个设置脉冲信号或重置脉冲信号,而且其信号的持续时间要比腔内电场建立时间要长,根据加入设置脉冲信号和重置脉冲信号之间的时间间隔,可实现谐振腔的开关功能,通过改变时间间隔,还可以得到不同的输出脉冲数字序列。
苏君[6]（2014）在《宽带光延迟移相网络波束形成技术研究》文中研究指明光控相控阵天线具有宽带宽角的技术特点,成为相控阵天线领域的研究热点。光延迟移相网络作为相控阵天线波束形成的核心部件,实现了对微波信号在光域的延迟移相和合波,克服了“孔径效应”和“渡越时间”对带宽的限制。光延迟移相网络的技术指标将直接影响相控阵天线空间波束形成的性能,因此,研究宽带、高精度、多波束的光延迟移相网络对实现高性能的光控相控阵天线具有重要意义。论文详细分析研究了光延迟移相网络的各种拓扑结构和实现方案,针对光控相控阵天线的工程应用,采用磁光开关、单模光纤、光分路器、波分复用器等器件,提出了满足宽带、高精度、多波束要求的光延迟移相网络拓扑结构,完成了实施方案的设计和关键技术参数的分析计算。采用相控阵波束形成理论和统计理论,推导了光延迟移相网络延迟误差和幅度误差与空间波束电平指标之间的理论关系式。基于光传输链路噪声理论,推导了模拟光收发模块噪声系数、输出信噪比、链路关键光电参数与空间波束电平之间的理论关系式。对上述理论推导结果进行了仿真研究,仿真结果表明:光延迟移相网络延迟误差对空间波束指标劣化起主导作用,幅度误差仅对副瓣电平影响较为明显;光载波传输链路中,束指向误差均方差与链路噪声系数的1/2次方成正比,与阵元数的3/2次方成反比;链路中激光器相对强度噪声、链路插入损耗、激光器输出平均光功率是导致空间波束指标劣化的主要因素,这些参量劣化均会导致波束主瓣指向误差增大和增益降低,副瓣出现电平升高,其中激光器相对强度噪声影响最为明显。当激光器相对强度噪声低于-140dB/Hz,链路插入损耗小于10dB,系统性能较佳。针对光延迟移相网络延迟时间的精确测量,采用相干长度包络顶点检测技术,设计了基于M-Z干涉仪相干零位检测的光纤长度测量系统,测量精度达到亚皮秒量级。同时,研制了高精度光纤切割工艺平台,实现10μm级切割精度。基于上述测量平台和工艺平台,完成了高延迟精度的波分复用延迟线和5bit磁光开关延迟线的研制,其中延迟误差均方差分别达到0.14ps和0.62ps,幅度一致性达到0.13dB和0.32dB。针对16阵元宽带（26GHz）相控阵接收线阵,研制了高精度宽带多波束光延迟移相网络。该网络包含256条延迟链路,在空间形成了15个固定波束和1个可变波束,主要技术指标为:固定波束和可变波束无源网络延迟误差均方差分别优于0.16ps和0.63ps,插入损耗误差均方差优于0.18dB和0.34dB,波束内光收发模块幅度误差均方差优于0.65dB,相位误差均方差优于1.96°。光延迟移相网络实现了高精度的延迟时间和幅度一致性,满足了相控阵天线的应用需求。
郁春潮[7]（2013）在《基于量子点的超快极化全光开关及慢光特性研究》文中认为全光通信一直以来是人们的梦想。它能突破当前光通信中必须使用部分电子器件而使得光通信速度受限即电子瓶颈的限制。这其中存在这两个技术难点：全光开关和全光缓存。量子点材料的出现,为人们解决上述问题提供了可能。本论文基于量子点的激子强限制作用及强非线性等特性,设计超快全光开关,研究量子点的慢光特性,为解决光通信中的电子瓶颈问题提供可能方案。主要工作包括以下几个方面。（1）研究了量子点的金属气相沉积（MOCVD）生长技术。探讨了量子点的生长方法和生长工艺。研究了生长温度、沉积速率、沉积厚度、Ⅴ/Ⅲ流量比、覆盖层等条件对量子点生长的影响。通过实验优化了量子点的生长。初步得出了最佳生长条件为生长温度500℃、沉积速率0.074ML/s、沉积厚度1.7ML、Ⅴ/Ⅲ流量比为10。量子点密度达到5×109/cm2。（2）设计了一种基于量子点的超快极化全光开关。利用传递矩阵方法计算了光开关的反射谱和对比度。分析了光开关对比度与控制光强的关系。分析了量子点驰豫速率即温度对光开关的影响。分析了量子点非均匀展宽对光开关对比度的影响。该光开关的对比度在不考虑非均匀展宽时,100周期量子点布拉格结构的光开关在泵浦光强为0.5MW/cm2可以达到930（30dB）；考虑非均匀展宽为20meV时,200周期量子点布拉格结构的光开关在泵浦光强为0.5MW/cm2可以达到350（25dB）。该光开关的理论开光时间可达ps量级。常温下工作稳定性,工作功率,对比度等参数优于同类型的量子阱光开关。（3）研究了量子点中基于电磁感应透明的慢光。分析计算了量子点中双激子-激子级联系统中基于电磁感应透明的慢光。通过求解稳态下的密度矩阵方程,我们获得了量子点中双激子-激子级联系统中电磁感应透明频谱烧孔。分析了泵浦光强、双激子驰豫速率对吸收谱的影响,计算了系统的折射率色散。最后分析了双激子能量重整化对系统吸收谱和慢光系数的影响。发现在不考虑双激子能级重整化时,慢光系数可达到3000；考虑重整化时,慢光系数减小为2500,且需要更大的泵浦光强。研究表明,由于双激子和激子在量子点中受到较强的限制作用,激子和双激子的寿命也较长、驰豫速率较小,同量子阱相比,具有更好的温度稳定性。期望可以在室温下观察到该现象。是常温下实现慢光的又一途径,可用于实现光缓存。另外,我们还通过密度矩阵理论理论研究了双量子点中“Y”型能级结构中的慢光。该系统最突出的特点是可以实现双窗口慢光。我们分别在每个窗口获得0.002c和0.01c的慢光。而且,慢光的速度和带宽都可以通过外加电压来调节。该系统除了用来做光缓存器外,也可用来设计可调光开关、可调光陷波器等,具有较好的开发前景。（4）研究了量子点中非电磁感应透明慢光。首先,我们分析计算了量子点在共振激发下,通过改变控制光强可实现从快光到慢光的连续转换。基于我们建立的简单二能级结构模型,采用密度矩阵方法计算了InGaAs/InGaAsP量子点的一阶和三阶吸收系数和折射率。我们研究了量子点中共振能量0.85eV附近的慢光和快光现象。当入射光强度小于临界强度时,量子点显示出快光特性,它起源于量子点的一阶吸收。当入射光强度超过临界强度时,量子点由于存在较大的三阶非线性而呈现出慢光特性。我们证明了量子点中的快光和慢光效应。它可能用于光通信中。接着,我们分析计算了非对称双量子点系统中基于双吸收的慢光特性。在两量子点共振频率的中间,显示出相对低折射率色散、宽带宽、适宜于光通信的特性。两量子点的共振频率的差异决定了慢光系数、吸收率和带宽。系统的带宽可以达到60G,并且信号光在1mm长度的色散材料中,相对于在真空中传输可以延迟许多脉冲宽度。模拟了光信号在其中的传输。信号光的延迟可以通过泵浦光强度来调制。总之,本论文研究了基于量子点的超快极化全光开关和慢光,对未来实现全光通信具有一定的借鉴意义。
陈经纬[8]（2012）在《有机π电子共轭化合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究》文中认为现代社会已进入信息化时代,人们对通信容量和通信速度的需求与日俱增,传统的电通信已经很难满足这种需求。作为光通信技术的代表,光纤通信技术因具有传输速率高、信息容量大、传输损耗小、抗电磁干扰能力强、保密性好以及节省资源等特点得到广泛的应用。目前的光纤通信系统中,在信号发送端和接收端都需要进行光信号与电信号之间的转换,而这些光/电、电/光转换器件存在着切换速度慢、严重串话和高功耗等缺点,大大影响了系统的信号传输速度,形成了光纤通信系统中的“信息瓶颈”。为了解决这一问题,人们提出了“全光网络”的概念,它利用各种光学器件来实现信息的传输、再生、光交叉连接、光分插复用和交换/选路,不需要任何光/电、电/光转换器件,从而大幅度提高信息的传输速度。全光开关是光交叉连接和光分插复用的关键器件也是波长变换的重要器件,所以是全光网络的关键器件之一。在军事上,潜艇因具有隐蔽活动和突然攻击能力,成为军事武器系统中的重要一环,但是潜艇在水下的通信联络以及探测能力比较差,利用无线电通信或者声频信道都不能保证进行可靠的通信。光通信技术中的蓝绿光通信因为通信波长在450～570nm范围,而海水对此波段的可见光吸收损耗极小,因此蓝绿光在海水里穿透能力强而且方向性好,蓝绿光通信已经成为潜艇与地面联络以及相互间联络的重要通信方式。但是蓝绿光通信需要发射端先用电信号来调制光信号,使激光器发射的光频强度随信息的变化而变化；接收端也要经光电检测器把光信号还原成电信号,因此也存在着光/电、电/光转换的瓶颈问题。随着蓝绿光通信研究的深入,制造在蓝绿光通信领域应用的全光开关便相当重要。一种令人广泛关注的全光开关是利用材料的三阶非线性光学特性的非线性折射型全光开关。其工作原理是利用一束控制光产生材料的折射率变化,当信号光在材料中通过时就会带来相位的变化,从而实现开关动作。国际上关于全光开关的研究,既有技术与结构方面的创新,又有新的材料的寻找和探索。由于目前还没有找到非常理想的适用于全光开关器件制备的非线性光学材料,所以新型非线性光学材料的探索和合成显得尤为重要。通常人们用两个品质因子来衡量材料是否适用于研制全光开关：W=n2I/α0λ和T=βλ/n2,其中n2为三阶非线性折射率,I为激光光强,α0为线性吸收系数,λ为应用波长,β为非线性吸收系数。三阶非线性光学材料必须满足|W|>>1且|T|<<1才适用于研制全光开关。因此,要求三阶非线性光学材料在工作波段的三阶非线性折射率要大,可以降低控制光的功率,避免对器件造成损伤；线性和非线性吸收系数要小,可以降低信息传输过程中的损耗,也能减小热效应的影响；响应速度要快,可以提高开关速度；物理化学性质要稳定,易于制作成波导器件。本课题组基于全光开关对材料的要求,致力于探索和研究具有高三阶非线性光学效应和超快响应速度的三阶非线性光学材料。通过对大量材料的研究发现,查尔酮类和过渡金属1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基（DMIT）类材料具有大的平面π电子共轭结构,在激光入射情况下π电子趋于离域,易发生极化和电荷转移,使材料具有较大的三阶非线性光学效应。尤其是DMIT类材料,由于共轭体系中引入了金属离子,金属离子与有机体系之间的电荷转移使整个共轭体系的电子离域性更强；再加上分子中的阴离子是富含硫的基团,可以在分子间形成有效的轨道重叠,使材料的响应速度快。本文针对全光开关对材料三阶非线性光学性质的要求,从材料内部结构与外部条件两方面探讨了影响材料三阶非线性光学性质的各项因素。探索并合成了十余种DMIT类材料和查尔酮类材料,利用激光Z扫描技术筛选出适用于1064nm波段的金属离子分别为Au和Mn的DMIT类材料；适用于532nm波段的查尔酮类材料中的NNDC。利用聚合物包覆旋涂法将两类材料分别与PMMA聚合物复合,制备成复合薄膜,采用Z扫描方法研究了复合薄膜的三阶非线性光学性能,利用棱镜耦合、视频摄像和光谱技术等对复合薄膜的折射率、光吸收、热效应和光传输损耗等光学性能进行了系统地研究。目的是寻找提高材料的三阶非线性折射率,降低线性和非线性吸收和提高复合薄膜光学质量的方法,为材料的最终器件化提供实验依据。本论文的研究工作主要有以下几个方面：第一、探索并合成了十余种DMIT类和查尔酮类有机π电子共轭化合物新材料。其中中心金属离子为Mn的Mn（dmit）2材料为首次合成。首次报道了1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基合金苄基三乙基铵盐（BTEAADT）、1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基合镍苄基三乙基铵盐（BTEANDT）、二（1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基）合锰四丁基铵盐（BAMDT）和（2E）-1-（2,4-二氯-5-氟苯基）-3-[4-二甲氨基)苯基]丙-2-烯-1-酮（NNDC）等新型光学材料的晶体结构、线性吸收等物理化学性质。第二、搭建了研究材料三阶非线性光学性质的Z扫描实验装置和研究复合薄膜光传输损耗的视频摄像装置,并在数据处理等方面做了完善。Z扫描方法是研究材料三阶非线性光学性质的常用方法,具有实验装置简单,测量灵敏度高,并能区分三阶非线性折射和非线性吸收等优点。本论文对Z扫描方法进行了详细研究,并自行搭建了一套Z扫描实验装置,用Labview图形语言编写了自动控制数据采集和平移导轨移动的程序,用Mathcad编写了处理实验数据的程序,缩短了实验时间,提高了数据采集和结果分析的准确性。视频摄像法是能简便、准确研究复合薄膜光传输损耗的方法。本论文建立了视频摄像实验装置,利用C语言编写了处理实验数据的程序,研究了复合薄膜的光传输损耗。第三、研究了DMIT类材料的中心金属离子和外部阳离子对材料三阶非线性光学性质的影响。利用激光Z扫描方法研究了Au（dmit）2、Ni（dmit）2、Mn（dmit）2等材料的三阶非线性光学性质,经计算得到了材料的非线性折射率、非线性吸收以及分子二阶超极化率等光学参数,和全光品质因子等性能参数。通过对材料性质的研究,得到了一些重要研究结果：1, DMIT类材料的三阶非线性光学性质与材料中心金属离子密切相关。在1064nm处,Au（dmit）2材料表现出自散焦效应,非线性吸收效应可以忽略；Ni（dmit）2材料表现出自聚焦效应,非线性吸收效应为饱和吸收；Mn（dmit）2材料表现出自聚焦效应,非线性吸收效应可以忽略。进一步计算得到Au（dmit）2和Mn（dmit）2材料的三阶非线性光学参数满足全光开关对材料品质因子的要求,而Ni（dmit）2材料则因|T|>>1而不满足要求。2, DMIT类材料的三阶非线性光学性质与材料外部阳离子有一定关系。在1064nm处,具有相同中心金属离子的BTEAADT、1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基合金三苯基乙基膦盐（TPEPADT）、1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基合金四丙基铵盐（TPAADT）和1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基合金四乙基铵盐（TEAADT）等Au（dmit）2材料表现出相似的非线性折射性质,但是因为阳离子的不同而具有不同的三阶非线性折射率。第四、研究了DMIT类材料的三阶非线性光学性质与外部条件（激光波长、光强）的关系。1,同种材料在研究波长处于材料线性吸收的不同区域时表现出不同的三阶非线性光学性质。处于共振区或近共振区时,较强的线性吸收会加强材料的非线性光学效应。Au（dmit）2材料在1064和532nm处均表现出自散焦效应,但非线性吸收效应在1064nm处可以忽略,在532nm处为反饱和吸收,且532nm处三阶非线性光学参数比1064nm处大。这是因为532nm处于材料线性吸收的近共振区域,线性吸收较大,更容易发生非线性吸收,非线性光学效应也被加强。2,同种材料在不同光强下的三阶非线性光学参数大小不同。Ni（dmit）2材料在1064nm处,当实验光强在一定范围内逐渐变大时,材料的非线性饱和吸收效应在逐渐减弱,非线性吸收系数在逐渐变小,同时三阶非线性折射率和Z扫描曲线的峰谷差值也在逐渐变小。这是因为随着光强的增大,材料的激发态吸收截面在逐渐变小,从而导致材料的三阶非线性光学效应逐渐变弱。第五、采用聚合物包覆旋涂法制备了Au（dmit）2/PMMA和NNDC/PMMA复合薄膜。用激光Z扫描方法研究了它们的三阶非线性光学性质,并讨论了复合薄膜的非线性基元和掺杂质量比的不同对复合薄膜的三阶非线性光学性质、折射率、光吸收、热效应和光传输损耗等光学性能的影响。1,选取Au（dmit）2材料与PMMA制备成复合薄膜。用Z扫描方法在1064nm处研究了它们的三阶非线性光学性质。发现复合薄膜的非线性吸收效应小到可以忽略,且其他三阶非线性光学参数比溶液中高三个数量级。品质因子满足全光开关对非线性光学材料的要求：|W|>>1和|T|<<1,在全光开关器件化方面具有应用潜力。2,制备了五种不同掺杂质量比的NNDC/PMMA复合薄膜,用Z扫描方法在532nm处研究了它们的三阶非线性光学性质,发现随着复合薄膜掺杂质量比的提高,复合薄膜的线性吸收、折射率和三阶非线性折射率在逐渐增大,但是非线性吸收效应仍然可以忽略。品质因子|W|在逐渐增大,且都满足全光开关对材料品质因子的要求：|W|>>1和|T|<<1。同时,查尔酮类材料的响应时间在2.0ps左右。以上结果说明NNDC在蓝绿光通信领域的全光开关器件研制中具有重要的应用潜力。3, Au（dmit）2/PMMA复合薄膜的热效应因为Au（dmit）2系列材料的掺入而明显大于纯PMMA薄膜的热效应。利用有温度控制装置的棱镜耦合仪在632.8nm处测量Au（dmit）2/PMMA复合薄膜的热光系数在10-5/℃量级。由热效应引起的热致折射率变化因为其响应时间远大于电子云畸变引起的折射率变化的响应时间,所以它是阻碍全光开关器件实现超快响应速度的主要因素。通过降低复合薄膜的线性和非线性吸收或者控制复合薄膜波导工作的外部条件,可以有效减小热效应的影响。4,利用视频摄像法研究NNDC/PMMA复合薄膜的光传输损耗,发现随着掺杂质量比的提高,光传输损耗系数呈近似线性增加的趋势。降低复合薄膜的光传输损耗,可以提高复合薄膜的稳定性和实用性。完善复合薄膜制备工艺和复合薄膜表面处理技术,提高复合薄膜的光学质量,是有效降低复合薄膜光传输损耗的途径。第六、DMIT类材料的时间响应特性的研究。利用飞秒分辨光克尔方法获取了DMIT类材料的光克尔信号的响应时间,其中部分材料的响应时间是首次报道。发现DMIT类材料的响应时间都在200fs左右,响应速度比目前常用的电光开关约快4-6个数量级。说明DMIT类材料的响应速度可以满足全光开关对材料的要求。综上所述,本论文针对全光开关对材料三阶非线性光学性质的要求,从材料内部结构与外部条件两方面探讨了影响材料三阶非线性光学性质的各项因素。研究了具有大的平面π电子共轭结构的查尔酮类和过渡金属DMIT类材料,研究了具有不同金属离子的材料、具有同种金属离子和不同阳离子的材料、同种材料在不同激光强度和波长下的非线性光学现象,揭示了阳离子和金属离子对材料三阶非线性光学效应的影响。发现Au（dmit）2材料和NNDC具有三阶非线性折射率大、线性和非线性吸收系数小及响应速度快的特点,分别可以满足光纤通信和蓝绿光通信中全光开关对材料品质因子的要求。通过制备复合薄膜,系统研究了复合薄膜的非线性基元和掺杂质量比对复合薄膜的三阶非线性光学性质、折射率、光吸收、热效应和光传输损耗等光学性能的影响,找到了一些解决问题的有效方法和途径,为下一步优化波导器件性能及设计制作全光开关器件提供了重要的依据。
张爱辛[9]（2012）在《非对称波导耦合器开关和传输特性研究》文中研究指明在目前半透明光网络中，仍然采用以电开关为核心的交换技术，但是随着光纤通信技术的不断进步与业务数据量的不断增长，电开关极大的限制了光网络的吞吐量，成为限制其进一步发展的瓶颈。为了有效的克服电开关带来的电子瓶颈，在未来全光网络中，全光开关将取而代之。全光开关作为超高速、超大容量光网络的基石，一直以来备受关注。由于非线性定向耦合器能够实现全关开关操作并且具有较快的开关速度，近年来成为了研究的热点。以往的非线性定向耦合器的研究中，一般情况下都假设组成耦合器的两波导是对称的。但是，生产两个完全一样的波导是十分困难的，甚至是不可能的。因此，本文主要研究两种两波导不相同的非对称非线性定向耦合器，具体的工作和主要研究结果如下：首先，我们介绍了两种非对称非线性定向耦合器。其中一种由两不相同的传统光纤波导组成，称为传统光纤非对称非线性定向耦合器；另一种由一正折射材料波导和一负折射率材料波导组成，称为非线性反向耦合器。在传统光纤非对称非线性定向耦合器的研究中，我们首先引入了四个非对称参数来表示耦合器的非对称量度，分别为：相速度失配、群速度失配、色散特性差异、有效模场面积差异。在非线性反向耦合器的介绍中，我们首先对负折射率材料进行了简单介绍，另外，还对两波导之间的传播常数失配做了介绍，并仿真分析了反射谱和传播常数失配之间的关系曲线图。其次，我们分别对描述两种耦合器中光脉冲传输的非对称非线性耦合模方程组和非线性反向耦合模方程组进行了简单介绍。另外，分别采用了适当的归一化变量对两耦合模方程组进行了归一化。再次，分别采用变分法和分步傅里叶变换数值模拟法对光纤非对称非线性耦合器中的孤子开关特性和孤子传输特性进行了分析。研究结果表明，不但开关的阈值功率与非对称参数有关，而且脉冲的传输演化特性也与非对称参数有关。因此，我们可以通过选择合适的非对称参数，使非对称非线性定向耦合器具有良好的开关和传输特性。最后，介绍了有限时域差分法并首次引入了有限空域差分法对非线性反向耦合模方程进行分析。通过上述两种方法，首先，分析了非线性情况下，非线性反向耦合器的反射谱和透射谱，另外，重点研究了非线性反向耦合器的孤子开关特性和脉冲演化特性。研究结果表明：增大第一波导的传播常数能够有效的降低开关的阈值功率；与此同时，无论两波导的传播常数失配是否存在，耦合过程中都存在脉冲走离现象。
范贺良[10]（2010）在《适用于全光开关的具有三阶非线性光学效应的dmit材料聚合物复合薄膜的性能研究》文中研究指明全光开关可以突破限制电、声、热、机械等光开关单通道传输速率的瓶颈,实现数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。因而,研究解决可实现全光开关的关键材料与器件是当今国际光电科学技术发展的前沿问题,受到了人们高度关注。全光开关的类型有多种,其中最具代表性的Mach-Zehnder干涉型全光开关主要利用了材料的三阶非线性光学效应。用一束控制光引起材料的折射率变化,信号光在其中通过时就会带来相位的变化,从而实现光开关的开关动作。其非线性相移与2πn2IL／λ成正比,其中I是光强,L是光波相互作用长度,n2是非线性折射率。全光开关的交换速度、能耗、对偏振态的敏感性、插入损耗等性能,均取决于用于器件制备的三阶非线性光学材料。长期以来,国际上对三阶非线性光学材料的研究主要集中在基于分子取向的铁电液晶、基于带隙共振吸收的半导体、金属氧化物类、硫系玻璃、有机染料、富勒烯衍生物及以聚乙二炔、聚乙炔、聚苯乙炔为代表的聚合物等材料上。其中,液晶的响应速度偏慢,有机染料和聚乙二炔等导电聚合物的非线性折射率较小,半导体材料由于其带隙共振作用导致非线性吸收较大、响应速度也变慢,总之,以上几类材料都难以满足全光开关器件化的要求。本论文基于全光开关应用的需要,致力于探索集高三阶非线性光学效应和高迁移率性能于一体的配合物型材料,即从有机配合物超导体、导体和半导体一类材料中探索高迁移率的材料,从而避开线性吸收区域工作并响应速度极快。特别是当配合物型材料在有机共轭体系中引入金属离子以后,金属与有机体系之间的电荷转移使得整个共轭体系的电子离域性更强,可以进一步增强有机化合物的三阶非线性光学特性并提高迁移率,产生具有快速响应的非共振三阶非线性光学效应。早期,1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基（简称dmit）类有机配合物材料导电特性被人们广泛关注,对它们的三阶非线性光学特性以及其它相关性能进行深入研究。近年来,人们渐渐发现这类材料的分子具有优良的π电子共轭体系,离域π电子很容易带来大的三阶非线性光学效应。本文将研究对象集中于dmit这一类有机／无机配合物型半导体材料,对它们的三阶非线性光学特性以及其它相关性能进行深入研究。在前期工作中,本课题组已经对dmit类材料在溶液中的三阶非线性光学特性做了较为深入地研究,筛选出了几种具有较大非线性折射和较小非线性吸收的材料。本论文在前人工作基础上,有针对性的对几种dmit类材料在薄膜中的三阶非线性光学特性做了系统性的研究,从内部机理探讨了影响材料非线性光学特性的各项因素,并对影响薄膜非线性响应和光学质量的热致损耗和光传输损耗性质做了初步探索。目的是为了探索到适用于全光开关器件应用的非线性光学材料和提高材料三阶非线性折射,降低线性和非线性吸收的理想途径,为材料的最终器件化提供实验和理论依据。本论文的研究工作主要体现在以下几个方面：1、Dmit/PMMA聚合物复合薄膜三阶非线性光学特性研究。筛选出了几种具有较大非线性折射和较小非线性吸收,能够被考虑用在全光开关器件制作上的候选材料,并发现了其三阶非线性光学性质与中心金属离子及结构密切相关的规律。全光开关器件要求材料不仅具有大的非线性折射率,而且需要具有小的线性和非线性吸收。对于采用Z-扫描方法得到的材料非线性折射率、非线性吸收以及二阶分子超极化率等光学参量,我们用两个品质因子W=n2I／α0λ和T=βλ/n2来分析dmit材料是否适合于全光开关器件的研制,当|W|>>1而且|T|<<1时,就认为这种材料符合全光开关器件研制要求。对金属离子分别为Au和Cu的dmit类材料的三阶非线性光学特性研究发现,两类材料都具有较大的非线性折射效应,而Cu（dmit）2类材料相对于Au（dmit）2类材料则具有更大的非线性吸收。得到的两种Au（dmit）2类材料[C16H33（CH3）3N][Au（dmit）2] （CTAu）和[（CH3）4N][Au（dmit）2] （MeAu）的品质因子W和T都满足|W|>>1而且|T|<<1的要求,而Cu（dmit）2材料的|T|>>1。由此可断定,CTAu和MeAu两种材料满足全光开关器件对非线性光学材料的要求,在全光开关器件化方面具有较好的应用前景,而Cu（dmit）2类材料则不适合用在全光开关应用上。通过提高BFDT／PMMA聚合物复合薄膜中非线性基元的掺入量,薄膜的非线性光学响应得到显着提高,其中非线性折射增强的同时非线性吸收的变化很小。并且该类材料除了表现出较强的非线性折射效应以外,它们的非线性吸收效应很小以致于可以忽略不计,其品质因子W的值在1.05～3.87之间,而T≈0,基本满足|W|>>1和|t|<<1的要求,所以该类材料也是将来可以用在全光开关器件制作上的良好候选材料。2、dmit类材料的超快时间响应特性研究。采用飞秒时间分辨光克尔技术得到了dmit类材料的光克尔信号的响应时间都在200 fS左右,其响应速度比当前通用的电光开关的响应速度约快4～6个数量级。其中一些材料的响应时间是首次报道。以dmit类材料作为研究对象,除了由于它们具有较大的由π共轭结构引起的三阶非线性光学效应之外,更多的是因为其相对于其它材料具有超快响应速度的特性。3、Dmit／PMMA聚合物复合薄膜热效应因素研究。得出了随着薄膜体系内非线性基元掺入量的增加,薄膜非线性光学效应增强的同时,热效应影响也相应增大的规律。利用带有温度控制装置的棱镜耦合系统得到的dmit／PMMA薄膜的热光系数在10-5/℃量级。由热效应引起的热致折射率变化是阻碍全光开关器件实现开关状态和超快响应速度的主要因素。通过降低薄膜体系的线性吸收和非线性吸收,可以有效减小热效应的影响。4、BFDT/PMMA聚合物复合薄膜的光传输损耗研究。降低波导薄膜中的光传输损耗,可以提高薄膜光学稳定性和实用性,进而优化波导器件开关性能。通过比较不同掺杂浓度下BFDT/PMMA聚合物复合薄膜的光传输损耗系数,得出随着掺入量的增加,薄膜的传输损耗也呈近似线性增加的趋势。改善薄膜的制备工艺和表面处理技术,减少薄膜中的散射点,是有效降低光传输损耗的途径之一。采用聚合物包覆法制备的dmit/PMMA聚合物复合薄膜,以表面活性剂作为包覆剂,所制备的薄膜在扫描探针显微镜的观察下发现其表面均匀分布着dmit材料析出的纳米晶颗粒,颗粒的尺度约在20～50 nm之间。Dmit材料被均匀地掺入进了聚合物PMMA基质中去。用此种方法制备的BFDT/PMMA聚合物复合薄膜的光传输特性得到明显改善。5、Cu（dmit）2类材料在纳秒脉冲激发条件下的光限幅特性研究。通过一个五能级模型分析,得到Cu（dmit）2类材料在18ns脉冲激发条件下会发生反饱和吸收的结论,然后对其由反饱和吸收引起的光限幅特性做了详细研究。获得了的丙酮溶液样品在纳秒激光通过三个不同光学厚度后的光限幅阈值,其高的线性透过率和低的非线性透过率性质揭示了Cu（dmit）2类材料在激光防护等光限幅领域良好的应用前景。并对这两种材料之间光限幅效应的差异从其内部分子不同阳离子结构的角度做了阐述,明确了阳离子半径更小是导致EtCu的光限幅特性强于BuCu的原因。综上所述,本论文对dmit类材料的三阶非线性光学特性以及时间响应特性做了分析,研究了含金属离子和不含金属离子材料、具有同种金属离子和不同阳离子的材料、不同金属离子的材料在不同脉宽和波长下的非线性光学现象,揭示了阳离子和金属离子对材料非线性光学响应的影响和非线性吸收与不同脉宽之间的关系。另外,通过对不同掺杂浓度的dmit／PMMA聚合物复合薄膜的热效应和光传输损耗的研究,揭示了薄膜中非线性基元的掺入量对其热致损耗和光传输损耗的影响。通过对材料的筛选,获得了一些可以在全光开关及光限幅等领域有着良好应用前景的非线性光学材料。在现有材料的探索和性能研究的基础上,通过揭示材料分子结构以及外部因素与材料功能特性之间的内在联系,找到了一些解决问题的有效方法和途径,重要的是为将来进一步的深入研究指明了方向。本论文的工作将为下一步的波导器件制作与研究工作,提供重要的实验基础。
二、皮秒级光控光开关研究现状（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、皮秒级光控光开关研究现状（论文提纲范文）
（1）复合超表面结构的表面等离激元偏振控制光开关研究（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 表面等离激元概述 |
| 1.2.1 表面等离激元基本概念 |
| 1.2.2 表面等离激元性质及应用 |
| 1.3 表面等离激元光开关研究现状分析 |
| 1.3.1 表面等离激元热光开关 |
| 1.3.2 表面等离激元电光开关 |
| 1.3.3 表面等离激元全光开关 |
| 1.3.4 光开关现阶段存在的问题 |
| 1.4 本论文主要研究内容及工作安排 |
| 2 表面等离激元理论及计算方法 |
| 2.1 表面等离激元基本理论 |
| 2.1.1 金属粒子表面等离激元共振理论 |
| 2.1.2 表面等离激元共振耦合模式理论 |
| 2.1.3 周期性阵列结构表面晶格共振理论 |
| 2.2 有限元计算方法 |
| 2.2.1 有限元方法介绍 |
| 2.2.2 有限元方法基本原理 |
| 2.2.3 COMSOL Multiphysics仿真建模方法 |
| 2.3 光开关参数指标计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 平行双纳米棒复合的类T型超表面结构偏振控制光开关 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面等离激元共振金纳米棒耦合模式研究 |
| 3.3 类T型纳米棒复合超表面结构及参数 |
| 3.4 类T型纳米棒超表面结构偏振控制光开关效果及其性能研究 |
| 3.5 类T型纳米棒超表面结构参数对光开关特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 双IL纳米棒复合超表面结构偏振控制PIT光开关 |
| 4.1 双IL纳米棒复合超表面结构及参数 |
| 4.2 双IL纳米棒复合超表面结构偏振控制光开关效果及其性能研究 |
| 4.3 双IL纳米棒复合超表面结构参数对光开关特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 类矩形纳米棒四聚体超表面结构的偏振控制光开关 |
| 5.1 类矩形纳米棒四聚体超表面结构设计 |
| 5.2 类矩形纳米棒超表面结构开关效果 |
| 5.3 类矩形纳米棒超表面结构偏振调控效果 |
| 5.4 类矩形纳米棒超表面结构偏振光开关的性能研究 |
| 5.5 类矩形纳米棒超表面结构参数透射光谱的影响 |
| 5.5.1 周期参数对透射光谱的影响 |
| 5.5.2 结构参数对透射特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）硅基集成波导延时的高精度测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 硅基集成光波导延时芯片研究现状 |
| 1.2.2 光延时测试技术研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第二章 光学矢量网络分析测试系统 |
| 2.1 延时测量原理 |
| 2.2 光学矢量网络分析测试系统搭建 |
| 2.3 光学矢量网络分析测试系统软件 |
| 2.3.1 软件流程 |
| 2.3.2 软件GUI及功能 |
| 2.4 光学矢量网络分析测试系统性能测试 |
| 2.4.1 光学单边带调制性能测试 |
| 2.4.2 系统稳定性测试 |
| 2.4.3 延时测试系统性能验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 硅基光开关切换光波导延时芯片的延时测试 |
| 3.1 硅光芯片自动耦合对准系统 |
| 3.1.1 光栅耦合原理 |
| 3.1.2 光栅耦合硬件系统 |
| 3.1.3 硅光芯片自动耦合系统 |
| 3.2 硅基光开关切换延时光波导芯片 |
| 3.3 硅基7bit延时线测试结果 |
| 3.3.1 测试方案与流程 |
| 3.3.2 测试流程及结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 低损耗氮化硅微环芯片的高精度矢量网络分析 |
| 4.1 低损耗氮化硅微环测试 |
| 4.1.1 低损耗氮化硅微环 |
| 4.1.2 低损耗氮化硅微环测试 |
| 4.2 级联氮化硅微环测试 |
| 4.2.1 级联氮化硅微环结构 |
| 4.2.2 级联氮化硅微环测试 |
| 4.3 测试结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于微波光子下变频的光器件光谱测试技术 |
| 5.1 测试链路及原理 |
| 5.2 测试系统搭建 |
| 5.3 测试系统软件 |
| 5.3.1 软件流程 |
| 5.3.2 软件面板及功能介绍 |
| 5.4 器件测试 |
| 5.4.1 微环测试 |
| 5.4.2 微盘测试 |
| 5.5 测试结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）基于光延迟的微波信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 部分缩写中英文对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微波光子学研究背景及意义 |
| 1.2 光数模转换技术的发展及研究现状概况 |
| 1.2.1 并行光DAC结构 |
| 1.2.2 串行光DAC结构 |
| 1.3 光模数转换技术的发展及研究现状概况 |
| 1.3.1 光学辅助ADC |
| 1.3.2 电采样光量化ADC |
| 1.3.3 光采样电量化ADC |
| 1.3.4 全光数模转换结构 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 微波光子信号处理技术基础 |
| 2.1 关键光电子器件工作特性 |
| 2.1.1 电光调制器工作特性 |
| 2.1.2 光电探测器工作特性 |
| 2.1.3 光源工作特性 |
| 2.2 光延迟技术 |
| 2.2.1 光延迟技术简介 |
| 2.2.2 光纤延迟线种类 |
| 2.2.3 光纤延迟测量 |
| 2.2.4 基于光纤色散的延迟控制 |
| 2.3 DAC和ADC技术 |
| 2.3.1 数模转换器工作原理 |
| 2.3.2 模数转换器工作原理 |
| 2.3.3 转换器参数指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于光延迟的全光数模转换系统 |
| 3.1 基于多波长延迟加权的全光串行数模转换系统方案 |
| 3.2 全光串行数模转换系统性能分析 |
| 3.2.1 转换速率分析 |
| 3.2.2 转换精度分析 |
| 3.2.3 延迟误差分析 |
| 3.3 基于多波长光延迟的全光串行数模转换系统实验方案 |
| 3.4 全光串行数模转换系统实验系统搭建 |
| 3.4.1 光源部分搭建 |
| 3.4.2 光延迟部分搭建 |
| 3.5 全光串行数模转换系统实验结果及分析 |
| 3.5.1 全光串行数模转换实验系统 |
| 3.5.2 全光串行数模转换系统实验结果 |
| 3.5.3 全光串行数模转换系统实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于光延迟的光电混合数模转换系统 |
| 4.1 基于多通道光延迟插值的光电混合数模转换系统方案 |
| 4.2 光电混合数模转换系统性能分析 |
| 4.2.1 转换速率分析 |
| 4.2.2 转换精度分析 |
| 4.3 基于光延迟插值的光电混合数模转换系统实验方案 |
| 4.4 光电混合数模转换系统实验搭建 |
| 4.4.1 电子部分搭建 |
| 4.4.2 光路部分搭建 |
| 4.5 光电混合数模转换系统实验结果及分析 |
| 4.5.1 光电混合数模转换系统实验 |
| 4.5.2 光电混合数模转换系统实验结果 |
| 4.5.3 光电混合数模转换系统实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于光延迟的模数转换系统 |
| 5.1 基于光延迟的模数转换系统方案 |
| 5.1.1 系统工作原理 |
| 5.1.2 光源选择与脉冲展宽分析 |
| 5.2 多通道一致性分析 |
| 5.2.1 幅度一致性分析 |
| 5.2.2 时域一致性分析 |
| 5.2.3 通道偏置一致性分析 |
| 5.2.4 多通道一致性预校正分析 |
| 5.3 调制非线性分析 |
| 5.3.1 调制深度非线性分析 |
| 5.3.2 调制器工作点偏移分析 |
| 5.3.3 调制器非线性后处理 |
| 5.4 基于光延迟的光电混合模数转换系统实验方案 |
| 5.5 光电混合模数转换系统实验系统搭建 |
| 5.5.1 电子部分配置 |
| 5.5.2 光路配置 |
| 5.6 光电混合模数转换系统实验结果及分析 |
| 5.6.1 光电混合模数转换实验系统 |
| 5.6.2 光电混合模数转换系统实验结果及分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）基于克尔效应的有机光子晶体光开关的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光开关的研究意义及应用 |
| 1.2 光开关的研究现状 |
| 1.2.1 非光控光开关 |
| 1.2.2 光控光开关 |
| 1.3 光子晶体简介 |
| 1.3.1 光子晶体基本概念 |
| 1.3.2 光子晶体特性 |
| 1.3.3 光子晶体制备工艺 |
| 1.3.4 光子晶体全光开关研究进展 |
| 1.3.5 光子晶体全光开关的工作原理 |
| 1.4 有机非线性材料 |
| 1.5 本论文的研究内容及结构安排 |
| 第二章 光子晶体理论基础 |
| 2.1 光子晶体的电磁理论 |
| 2.2 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.3 仿真软件 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于有机材料单通道光子晶体Fano型全光开关的设计 |
| 3.1 Fano谐振的基本原理 |
| 3.2 基于克尔效应的全光开关原理 |
| 3.3 基于单通道共振耦合光子晶体全光开关设计 |
| 3.3.1 器件晶格结构 |
| 3.3.2 光子晶体波导 |
| 3.4 单通道光子晶体全光开关的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双通道光子晶体全光开关的设计及性能研究 |
| 4.1 双通道光子晶体全光开关 |
| 4.1.1 线性情况下的仿真计算 |
| 4.1.2 非线性情况下的仿真计算 |
| 4.1.3 双通道光子晶体全光开关结构优化 |
| 4.2 双通道光子晶体全光开关的性能研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于Kerr非线性效应全光逻辑门的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 全光开关概论及意义 |
| 1.1.1 未来光通信发展对全光开关的需求 |
| 1.1.2 全光开关在光通信技术中的应用 |
| 1.2 全光开关的分类 |
| 1.2.1 非光控光类 |
| 1.2.2 光控光类 |
| 1.3 非线性光纤耦合器全光逻辑门的研究现状 |
| 1.4 基于光学双稳特性全光触发开关的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 1.5.1 本文要研究的内容 |
| 1.5.2 本论文的结构安排 |
| 第2章 耦合器及微型谐振腔的工作原理 |
| 2.1 非线性光纤耦合器结构 |
| 2.2 耦合模方程及其归一化 |
| 2.3 非线性光纤耦合器的开关特性及全光逻辑门 |
| 2.3.1 耦合器的开关特性曲线 |
| 2.3.2 实现的开关逻辑功能 |
| 2.4 微型谐振腔的结构 |
| 2.4.1 单耦合器谐振腔工作原理 |
| 2.4.2 双耦合器谐振腔的工作原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非线性耦合器交叉相位调制全光逻辑门的研究 |
| 3.1 非线性耦合器交叉相位调制全光逻辑门的结构 |
| 3.2 耦合模方程 |
| 3.3 非线性耦合器交叉相位调制全光逻辑门的特性分析 |
| 3.3.1 初始相位相同时耦合器的开关特性 |
| 3.3.2 初始相位相同时耦合器实现的全光逻辑门 |
| 3.3.3 初始相位不同时耦合器的开关特性 |
| 3.3.4 初始相位不同时耦合器实现的全光逻辑门 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于双耦合器谐振腔全光触发开关的研究 |
| 4.1 双耦合器谐振腔的基本结构 |
| 4.2 基于无源双耦合器谐振腔的双稳全光触发器 |
| 4.2.1 耦合模方程 |
| 4.2.2 双稳特性 |
| 4.2.3 全光触发器的实现 |
| 4.3 基于有源双耦合器谐振腔的双稳全光触发器 |
| 4.3.1 双耦合器谐振腔的耦合特性 |
| 4.3.2 光学双稳性 |
| 4.3.3 双稳触发器的实现 |
| 4.4 基于双耦合器谐振腔全光触发器实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）宽带光延迟移相网络波束形成技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 相控阵天线 |
| 1.2 光控相控阵天线与光延迟移相波束形成网络 |
| 1.3 光延迟移相波束形成网络国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本论文研究的背景、意义及主要内容 |
| 1.4.1 研究的背景和意义 |
| 1.4.2 研究的主要内容及全文安排 |
| 第二章 光控相控阵波束形成基础理论 |
| 2.1 天线辐射的基本原理 |
| 2.1.1 波动方程和理想电偶极子 |
| 2.1.2 远场条件及远场辐射场特性 |
| 2.1.3 辐射方向图 |
| 2.2 相控阵空间波束形成原理 |
| 2.2.1 线阵天线方向图函数 |
| 2.2.2 线阵天线主要波束参数 |
| 2.2.3 线阵天线的带宽特性 |
| 2.3 光控相控阵空间波束形成原理 |
| 2.3.1 光延迟移相原理 |
| 2.3.2 基于光延迟移相空间波束参数 |
| 2.3.3 基于光延迟移相相控阵的带宽特性 |
| 2.4 线阵天线综合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光延迟移相网络拓扑结构研究 |
| 3.1 电控相控阵馈电网络结构 |
| 3.2 光延迟移相网络拓扑结构 |
| 3.2.1 基于开关延迟线的多波束光延迟移相网络 |
| 3.2.2 基于波分复用的多波束光延迟移相网络 |
| 3.2.3 基于开关选路固定延迟的光延迟移相网络 |
| 3.2.4 基于复合延迟的光延迟移相网络 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 光延迟移相网络幅相误差对波束形成影响研究 |
| 4.1 无源移相合波网络延迟和幅度误差分析 |
| 4.1.1 延迟误差类型分析 |
| 4.1.2 幅度误差类型分析 |
| 4.2 光延迟移相网络延迟误差对波束参数影响 |
| 4.2.1 延迟误差对波束指向的影响 |
| 4.2.2 延迟误差对波束电平的影响 |
| 4.3 光延迟移相网络幅度误差对波束参数影响 |
| 4.3.1 幅度误差对波束指向的影响 |
| 4.3.2 幅度误差对波束电平的影响 |
| 4.4 光延迟移相网络延迟精度分布对波束电平影响 |
| 4.5 光延迟移相网络光收发模块噪声对波束参数影响 |
| 4.5.1 光收发模块噪声系数对空间波束的影响 |
| 4.5.2 光收发模块光电参数对空间波束的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高精度光纤延迟移相技术研究 |
| 5.1 高精度相位法延迟测量平台 |
| 5.2 高精度光纤干涉长度测量系统的研制 |
| 5.2.1 零位检测长度测量系统 |
| 5.2.2 相干定位原理 |
| 5.2.3 测量精度分析 |
| 5.2.4 测量系统搭建及功能模块 |
| 5.2.5 系统测试及延迟测量对比实验 |
| 5.2.6 系统误差分析及优化 |
| 5.3 高精度光纤延迟线的研制 |
| 5.3.1 波分复用光纤延迟线 |
| 5.3.2 磁光开关光纤延迟线 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 高精度宽带多波束光延迟移相网络研制 |
| 6.1 光延迟移相网络理论设计 |
| 6.1.1 相控阵天线技术要求 |
| 6.1.2 光延迟移相网络拓扑结构设计 |
| 6.1.3 光延迟移相网络延迟参数计算 |
| 6.2 光延迟移相网络功能模块研制及测试 |
| 6.2.1 无源延迟移相合波网络 |
| 6.2.2 宽带模拟光收发模块 |
| 6.2.3 通信及电源模块 |
| 6.3 光延迟移相网实验结果与波束形成仿真研究 |
| 6.3.1 无源延迟移相合波网络仿真研究 |
| 6.3.2 全光延迟移相网络总体仿真研究 |
| 6.3.3 仿真研究结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的成果 |
（7）基于量子点的超快极化全光开关及慢光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光开关简介 |
| 1.3 慢光简介 |
| 1.4 国内外研究状态 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 2 量子点MOCVD生长技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子点MOCVD生长技术 |
| 2.3 量子点生长MOCVD实验 |
| 2.4 小结 |
| 3 量子点超快极化全光开关研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于量子点超快极化全光开关 |
| 3.3 量子点非均匀展宽对光开关的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 量子点中EIT慢光研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 密度矩阵 |
| 4.3 量子点中双激子-激子级联系统中的EIT慢光 |
| 4.4 量子点“Y”型能级结构中的慢光 |
| 4.5 小结 |
| 5 量子点中非EIT慢光研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子点三阶非线性与慢光 |
| 5.3 非对称双量子点双吸收共振慢光 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（8）有机π电子共轭化合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信技术的发展和全光开关 |
| 1.1.1 光通信技术的发展和光开关 |
| 1.1.2 全光开关 |
| 1.2 三阶非线性光学材料 |
| 1.2.1 无机非线性光学材料 |
| 1.2.2 有机非线性光学材料 |
| 1.3 DMIT类材料和查尔酮类材料的三阶非线性光学效应的国内外研究现状 |
| 1.4 本论文研究的前期工作 |
| 1.5 论文的立题基础、研究思路以及主要内容 |
| 1.5.1 立题基础 |
| 1.5.2 研究思路 |
| 1.5.3 主要研究内容 |
| 第二章 材料三阶非线性光学性质研究的基本方法 |
| 2.1 三阶非线性光学原理概述 |
| 2.1.1 非线性极化率 |
| 2.1.2 非线性折射和非线性吸收的物理机制和常见现象 |
| 2.2 几种常用的三阶非线性光学性质的研究方法 |
| 2.3 激光Z扫描方法基本原理及理论推导 |
| 2.3.1 激光Z扫描方法基本原理 |
| 2.3.2 无非线性吸收时的理论推导 |
| 2.3.3 有非线性吸收时的理论推导 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 复合薄膜的制备与线性光学性质的研究 |
| 3.1 复合薄膜的制备 |
| 3.1.1 几种常用的复合薄膜的制备方法 |
| 3.1.2 DMIT/PMMA和查尔酮/PMMA复合薄膜的制备 |
| 3.2 复合薄膜的线性折射率与厚度 |
| 3.2.1 棱镜耦合仪研究复合薄膜线性折射率与厚度的原理 |
| 3.2.2 复合薄膜线性折射率和厚度的研究 |
| 3.3 复合薄膜热光系数和光传输损耗 |
| 3.3.1 复合薄膜热光系数的研究 |
| 3.3.2 复合薄膜光传输损耗特性的研究 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 DMIT类材料的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.1 Z扫描实验装置及部分常用溶剂的三阶非线性光学性质 |
| 4.1.1 Z扫描实验装置 |
| 4.1.2 常用溶剂的三阶非线性光学性质 |
| 4.2 Au(dmit)_2系列配合物的Z扫描实验研究 |
| 4.2.1 532nm,皮秒脉冲下Au(dmit)_2系列配合物的Z扫描研究 |
| 4.2.2 基态吸收截面与激发态吸收截面的理论计算 |
| 4.2.3 1064nm,皮秒脉冲下Au(dmit)_2系列配合物的Z扫描研究 |
| 4.3 Au(dmit)_2/PMMA复合薄膜的性能研究 |
| 4.3.1 Au(dmit)_2/PMMA复合薄膜的线性光学特性研究 |
| 4.3.2 Au(dmit)_2/PMMA复合薄膜的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.3.3 Au(dmit)_2/PMMA复合薄膜热光系数的研究 |
| 4.4 Mn(dmit)_2系列配合物的Z扫描实验研究 |
| 4.5 Ni(dmit)_2系列配合物的Z扫描实验研究 |
| 4.5.1 1064nm,皮秒脉冲下Ni(dmit)_2系列配合物的Z扫描研究 |
| 4.5.2 532nm,皮秒脉冲下Ni(dmit)_2系列配合物的Z扫描研究 |
| 4.6 DMIT类材料时间响应特性的研究 |
| 4.6.1 飞秒分辨光克尔方法的实验装置及原理 |
| 4.6.2 DMIT类材料时间响应特性的研究 |
| 4.7 测量误差分析 |
| 4.8 本章总结 |
| 第五章 查尔酮类材料的三阶非线性光学性能研究 |
| 5.1 部分查尔酮类材料的Z扫描实验研究 |
| 5.2 NNDC材料的合成及分子结构分析 |
| 5.3 NNDC/PMMA复合薄膜的线性光学性质的研究 |
| 5.4 NNDC/PMMA复合薄膜的三阶非线性光学性能研究 |
| 5.5 NNDC/PMMA复合薄膜光传输损耗特性的研究 |
| 5.6 本章总结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要研究内容 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 有待深入研究的问题和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表和待发表的学术论文及所获主要奖励 |
| 附已发表外文论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）非对称波导耦合器开关和传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 全光开关的研究意义 |
| 1.1.1 未来光通信发展方向 |
| 1.1.2 全光开关在未来通信技术中的应用 |
| 1.2 光开关的研究现状 |
| 1.2.1 非光控光开关 |
| 1.2.2 光控光开关 |
| 1.3 对称非线性定向耦合器全光开关的研究现状 |
| 1.4 非对称非线性定向耦合器的研究意义和现状 |
| 1.5 本论文要解决的问题及结构安排 |
| 1.5.1 本文要解决的问题 |
| 1.5.2 本论文的结构安排 |
| 第2章 波导非对称定向耦合器结构及耦合模方程介绍 |
| 2.1 传统光纤波导非对称定向耦合器简介 |
| 2.2 耦合模方程 |
| 2.3 耦合模方程的归一化过程 |
| 2.4 负折射率材料及含有负折射率材料非对称波导耦合器介绍 |
| 2.4.1 负折射率材料 |
| 2.4.2 负折射率材料波导非对称反向耦合器 |
| 2.5 负折射率材料波导非对称反向耦合器理论 |
| 2.6 反向耦合器中输入连续波情况 |
| 2.6.1 输入低功率连续波情况下反向耦合器的反射谱与透射谱 |
| 2.6.2 输入高能量连续光束情况下 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 光纤非对称非线性定向耦合器的孤子开关特性和传输特性 |
| 3.1 变分法 |
| 3.2 分步傅里叶变换数值模拟法 |
| 3.3 非对称参数的引入对耦合长度、开关和传输特性的影响 |
| 3.3.1 对称耦合情况下耦合特性 |
| 3.3.2 相位失配带来的影响 |
| 3.3.3 群速度失配带来的影响 |
| 3.3.4 色散特性差异带来的影响 |
| 3.3.5 有效模场面积差异带来的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 含负折射率材料波导的非对称非线性反向耦合器开关和传输特性研究 |
| 4.1 有限时域差分法 |
| 4.2 有限空域差分法 |
| 4.3 考虑非线性效应时脉冲的反射谱和透射谱 |
| 4.4 连续波的开关特性 |
| 4.5 孤子脉冲开关特性分析 |
| 4.6 孤子脉冲演化图 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）适用于全光开关的具有三阶非线性光学效应的dmit材料聚合物复合薄膜的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全光开关及其在光通信技术发展中的重要意义 |
| 1.1.1 光通信的产生和发展 |
| 1.1.2 全光开关 |
| 1.2 三阶非线性光学材料 |
| 1.3 DMIT类配合物材料的三阶非线性光学效应国内外研究现状 |
| 1.4 本论文研究的前期工作 |
| 1.5 本论文的研究思路、目标及主要内容 |
| 1.5.1 研究思路 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.5.3 主要研究内容和方法 |
| 参考文献 |
| 第二章 材料的三阶非线性光学原理及其测试表征方法 |
| 2.1 三阶非线性光学原理的概述 |
| 2.1.1 非线性极化率 |
| 2.1.2 非线性极化率与非线性折射率和非线性吸收系数的关系 |
| 2.1.3 非线性折射和非线性吸收现象 |
| 2.2 三阶非线性光学效应的几种测试表征方法 |
| 2.3 Z-扫描技术基本原理及计算过程 |
| 2.3.1 Z-扫描基本原理 |
| 2.3.2 非线性折射率的计算 |
| 2.3.3 非线性吸收系数的计算 |
| 2.4 Z-扫描技术的研究进展 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 DMIT类材料在溶液中的三阶非线性光学性能研究 |
| 3.1 实验测试装置介绍和常用溶剂的三阶非线性效应的Z-扫描测量 |
| 3.1.1 Z-扫描实验装置准备 |
| 3.1.2 焦点处光功率密度的计算推导过程 |
| 3.1.3 常用溶剂的三阶非线性效应的Z-扫描测量 |
| 3.2 材料的Z-扫描研究 |
| 3.2.1 金属dmit类配合物的合成 |
| 3.2.2 Dmit类材料的皮秒Z-扫描测量 |
| 3.3 DMIT类材料的时间响应特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 DMIT类材料在薄膜中的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.1 DMIT/PMMA聚合物复合薄膜的制备 |
| 4.1.1 有机薄膜的几种制备工艺 |
| 4.1.2 Dmit材料/PMMA聚合物复合薄膜的制备 |
| 4.2 薄膜样品线性折射率与厚度的测量 |
| 4.2.1 棱镜耦合测量薄膜折射率与厚度原理 |
| 4.2.2 薄膜折射率和厚度的测量 |
| 4.3 DMIT/PMMA聚合物复合薄膜三阶非线性光学特性研究 |
| 4.3.1 Au(dmit)_2/PMMA聚合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.3.2 BuCu/PMMA聚合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.3.3 BFDT/PMMA聚合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究 |
| 4.4 DMIT/PMMA聚合物复合薄膜的热光系数和传输损耗的研究 |
| 4.4.1 Dmit/PMMA聚合物复合薄膜的热光系数的测定 |
| 4.4.2 BFDT/PMMA系列聚合物复合薄膜传输损耗特性的研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 CU(DMIT)_2类材料纳秒脉冲激发下的光限幅性能研究 |
| 5.1 光限幅技术的研究背景和意义 |
| 5.2 Cu(DMIT)_2类材料在皮秒和纳秒脉冲下的开孔Z-扫描研究 |
| 5.3 Cu(DMIT)_2类材料在纳秒脉冲下的光限幅性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本论文主要创新点 |
| 6.3 下一步工作计划和展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所发表学术论文 |
| 发表论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、皮秒级光控光开关研究现状（论文参考文献）
- [1]复合超表面结构的表面等离激元偏振控制光开关研究[D]. 李刚. 中北大学, 2020(09)
- [2]硅基集成波导延时的高精度测试技术研究[D]. 徐雪朦. 东南大学, 2020(01)
- [3]基于光延迟的微波信号处理技术研究[D]. 张天航. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]基于克尔效应的有机光子晶体光开关的研究[D]. 吕昊嵘. 中央民族大学, 2020(01)
- [5]基于Kerr非线性效应全光逻辑门的研究[D]. 袁洪良. 杭州电子科技大学, 2015(06)
- [6]宽带光延迟移相网络波束形成技术研究[D]. 苏君. 电子科技大学, 2014(03)
- [7]基于量子点的超快极化全光开关及慢光特性研究[D]. 郁春潮. 华中科技大学, 2013(02)
- [8]有机π电子共轭化合物复合薄膜的三阶非线性光学性能研究[D]. 陈经纬. 山东大学, 2012(12)
- [9]非对称波导耦合器开关和传输特性研究[D]. 张爱辛. 杭州电子科技大学, 2012(10)
- [10]适用于全光开关的具有三阶非线性光学效应的dmit材料聚合物复合薄膜的性能研究[D]. 范贺良. 山东大学, 2010(09)