当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

基于啁啾脉冲的超快全光分幅成像技术研究

发布时间:2017-12-27 12:08

  本文关键词:基于啁啾脉冲的超快全光分幅成像技术研究 出处:《中国工程物理研究院》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 全光分幅成像 相干相位成像 窗口傅里叶变换 离散取样


【摘要】:超快物理过程、超快化学过程、超快生物过程等领域的研究都需要极高的时间分辨能力。为了突破传统高速摄影技术中的机械转动结构和电子学系统带宽的限制,并克服泵浦探测、超快体全息分幅成像、超快多色差分幅、序列时间映射全光分幅等技术的不足,本文提出了一种基于离散取样分幅记录的超快全光分幅成像方法。这种成像方法可实现:(1)全光分幅成像;(2)同轴分幅成像;(3)更多画幅数记录;(4)相干相位成像。本文围绕设计方案中的几项关键技术:脉冲展宽技术、脉冲整形技术、脉冲测量技术、离散取样分幅记录技术进行了研究,主要内容如下。对几种典型的脉冲展宽器进行了对比分析,选择了平行光栅对展宽器作为本项目的展宽方案。对脉冲展宽系统进行了数学建模和仿真分析,并搭建系统开展了实验研究,实验结果表明该方案可实现约10ps的脉冲展宽。对几种典型的脉冲整形技术进行了对比分析,选择了反射式液晶空间光调制器的4f脉冲整形系统作为本项目的整形方案。对脉冲整形系统进行了数学建模和仿真分析,重点对液晶空间光调制器的像素间隙、阶梯型相位调制以及非线性色散三个影响因素带来的整形失真情况进行了分析,并对整形系统进行了优化设计。搭建了反射式LC-SLM型4f脉冲整形系统,对液晶空间光调制器灰度相位关系进行了标定,实现了相位的精确控制。对几种常用的超短脉冲测量技术进行了对比分析,提出了基于窗口傅里叶变换的频域干涉测量技术。利用该技术对线性啁啾脉冲和复杂拍频信号的啁啾特性进行了测量,并将实验结果与传统频域干涉测量法所得结果进行了对比分析,验证了测量方案的可行性。设计了离散取样分幅记录系统,并利用仿真软件进行了光线追迹,验证了设计方案的可行性。搭建验证性实验光路,开展了激光光斑和分辨力板成像的分幅记录,并对系统的空间分辨力、时间分辨力、相位信息提取能力等指标进行了评估分析。结合脉冲展宽和脉冲整形部分的研究结论,计算了基于啁啾脉冲的超快全光分幅系统可实现的理论指标。
[Abstract]:Ultra fast physical processes, ultrafast chemical processes, ultra fast biological processes, and other fields require very high time resolution. In order to break through the traditional high-speed photography technology in the mechanical rotation system and electronics system bandwidth constraints, and overcome the shortage of pump probe, ultrafast holographic framing, ultrafast multi color framing, framing time sequence mapping all-optical technology, this paper proposes a method of framing ultrafast all-optical discrete sampling points records based on. The imaging method can be achieved: (1) all optical amplitude division imaging; (2) coaxial amplitude division imaging; (3) more picture number recording; (4) coherent phase imaging. This paper focuses on several key technologies in the design, including pulse widening technology, pulse shaping technology, pulse measurement technology and discrete sampling and amplitude recording technology. The main contents are as follows. Several typical pulse stretchers are compared and analyzed, and the broadening scheme is selected as the broadening of the broadening device. The mathematical modeling and simulation analysis of the pulse broadening system is carried out, and the system is built for experimental research. The experimental results show that the scheme can achieve pulse width of about 10ps. Several typical pulse shaping technologies are compared and analyzed. The 4f pulse shaping system of reflective liquid crystal spatial light modulator is selected as the shaping scheme of this project. The pulse shaping system for mathematical modeling and simulation analysis, the key to bring plastic clearance, pixel liquid crystal spatial light modulator ladder type phase modulation and nonlinear dispersion of three factors of distortion is analyzed, and the optimized design of shaping system. A reflective LC-SLM type 4f pulse shaping system is set up. The phase relation of the liquid crystal spatial light modulator is calibrated, and the precise phase control is realized. Several commonly used ultrashort pulse measurement techniques are compared and analyzed, and a frequency domain interferometry based on window Fourier transform is proposed. The chirped characteristics of linear chirped pulse and complex beat signal are measured by this technology, and the experimental results are compared with the results obtained by the traditional frequency-domain interferometry, which verifies the feasibility of the measurement scheme. The discrete sampling and recording system is designed and the ray tracing of the simulation software is used to verify the feasibility of the design scheme. A validated experimental optical path was built, and the laser spot and resolution plate imaging were recorded. The spatial resolution, time resolution and phase information extraction ability of the system were evaluated and analyzed. Combined with the research conclusions of pulse broadening and pulse shaping, the theoretical indexes of the ultra fast all optical amplitude splitting system based on chirped pulse are calculated.
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN78

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈颖;张书仙;;基于分裂超连续光谱的全光量化方案研究[J];光通信技术;2010年02期

2 赵永鹏,叶培大;光网络中的全光再生[J];半导体光电;2001年03期

3 李利平;王博;;一种新型全光因特网方案设计及性能仿真[J];光通信技术;2014年01期

4 纪越峰,柏琳,徐大雄;全光地址识别机理的研究[J];光学学报;2004年01期

5 沈鑫;邱昆;;一种新型的全光再生节点[J];电子科技大学学报;2006年06期

6 李将;邓大鹏;钱凤臣;曹东东;;一种全光3R再生方案的研究[J];光通信技术;2013年03期

7 刘汝斌;于晋龙;王菊;孟天晖;王文睿;苗旺;孙斌;杨恩泽;;全光3R系统再生能力的测试方法研究[J];光电子.激光;2013年07期

8 刘颖;王荣;;全光交换关键技术—全光标签交换[J];山西电子技术;2008年02期

9 王菊;于晋龙;罗俊;王文睿;韩丙辰;吴波;郭精忠;杨恩泽;;基于信号抽运的光纤光参量放大的全光3R再生系统[J];物理学报;2011年09期

10 杨祥林;;全光接力通信技术[J];东南大学学报;1992年03期

相关会议论文 前5条

1 陈颖;陈向宁;;基于光纤延迟线的全光量化编码方案研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年

2 周云峰;伍剑;林金桐;;利用TOAD实现全光逻辑操作的实验研究[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

3 王凌;张民;赵永鹏;叶培大;;新型基于SOA-MZI的高速全光非门及其性能分析[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年

4 牛长流;张民;叶培大;;基于SOA-MZI的高速全光逻辑门设计[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年

5 周敏娟;孙军强;;基于非线性光纤环镜的40-Gb/s全光异或门[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 康哲;全光模数转换若干关键问题研究[D];北京邮电大学;2015年

2 冯欢;超快光网络中全光再生系统研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年

3 孙振超;全光伪随机序列发生与速率倍增系统的研究[D];北京交通大学;2016年

4 张圆成;基于半导体光放大器的全光缓存技术[D];清华大学;2011年

5 韩丙辰;多波长全光3R再生及全光逻辑关键技术的研究[D];天津大学;2010年

6 赵乃峰;基于微结构光纤的全光功能器件研究[D];北京邮电大学;2009年

7 邱吉芳;基于高非线性器件的全光逻辑信号处理技术[D];北京邮电大学;2010年

8 彭越;移相光量化与全光数模转换[D];清华大学;2010年

9 文峰;磁光四波混频全光再生技术研究[D];电子科技大学;2013年

10 王耀天;全光3R再生系统理论分析和实验研究[D];天津大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 林_g茜;BPSK光信号光子晶体全光逻辑器件的设计与性能优化[D];大连理工大学;2015年

2 刘金璐;高精度全光量化的关键技术研究[D];电子科技大学;2014年

3 杨帆;基于全光量化的光谱压缩方法研究[D];电子科技大学;2014年

4 周鹏;基于半导体光放大器的全光异或逻辑门及加密解密技术[D];上海交通大学;2015年

5 谭斯斯;基于微分和积分器件的微分方程的全光求解[D];华中科技大学;2014年

6 崔乐乐;基于QD-SOA-XGM的全光逻辑门研究[D];曲阜师范大学;2016年

7 黄标;高速全光逻辑与全光存储的研究[D];天津大学;2014年

8 李雨;基于啁啾脉冲的超快全光分幅成像技术研究[D];中国工程物理研究院;2016年

9 胡瀚元;地面激光通信全光捕获试验装置研制[D];长春理工大学;2015年

10 王同刚;全光正交频分复用技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年



本文编号:1341640

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1341640.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c8939***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com