本文關(guān)鍵詞：平頂寬譜種子注入式布里淵散射信號增強(qiáng)技術(shù)研究

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【摘要】：布里淵散射現(xiàn)象在光纖環(huán)形激光器、分布式光纖傳感、光纖陀螺儀、光學(xué)存儲和慢光形成等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值,布里淵散射信號的產(chǎn)生及增強(qiáng)方法目前仍是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。增強(qiáng)布里淵散射信號通常利用脈沖式泵浦光和基于受激布里淵散射(SBS)的泵浦-探測技術(shù)等方法,但是實(shí)驗裝置復(fù)雜、成本較高。近年來又提出外差探測法、多譜線增強(qiáng)法、平衡探測器法、脈沖編碼和改善特種光纖耦合法等方式,然而這些方法只是在信號測量與處理環(huán)節(jié)增強(qiáng)已經(jīng)形成的布里淵弱信號,布里淵增益譜(BGS)信噪比(SNR)增加不大。針對上述問題,本文提出平頂寬譜種子注入式布里淵散射信號增強(qiáng)技術(shù),并對該方法的增強(qiáng)特性進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗驗證。首先,基于布里淵散射基本原理與信號增強(qiáng)理論模型,利用Fortran軟件進(jìn)行了不同帶寬平頂寬譜種子光增強(qiáng)布里淵散射信號的仿真,實(shí)現(xiàn)了選擇種子光帶寬的目的;進(jìn)行了不同功率平頂寬譜種子光增強(qiáng)布里淵散射信號的仿真,驗證了該方法能夠有效增強(qiáng)布里淵散射信號。結(jié)合分布式反饋(DFB)激光器內(nèi)調(diào)制理論和頻移計算公式,利用Matlab軟件采用周期性三角波信號,進(jìn)行了DFB激光器內(nèi)調(diào)制輸出種子光的仿真;分析了輸出光譜質(zhì)量與帶寬大小隨著調(diào)制信號頻率、占空比和幅度的變化規(guī)律。其次,搭建了利用DFB激光器產(chǎn)生種子光實(shí)驗系統(tǒng),以頻率為2.8MHz、占空比為38%、幅度為28mVpp的調(diào)制信號對理論結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗驗證。實(shí)驗分別研究了自發(fā)輻射(ASE)源和DFB激光器種子注入式布里淵散射信號增強(qiáng)技術(shù)。證明了ASE源光經(jīng)帶通濾波器形成帶寬約2.58GHz的種子光,能夠有效增強(qiáng)布里淵散射信號,將BGS-SNR提高約15dB;采用DFB激光器內(nèi)調(diào)制形成帶寬約300MHz的種子光,在拍頻偏振匹配檢測中可將BGS-SNR提高約11.46dB,在拍頻偏振失配檢測中可將BGS-SNR提高約24dB。
【關(guān)鍵詞】：受激布里淵散射 種子光 信號增強(qiáng) 信噪比
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O437.2;TN911.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外增強(qiáng)布里淵信號技術(shù)研究進(jìn)展11-18
• 1.2.1 信號產(chǎn)生過程增強(qiáng)布里淵信號11-13
• 1.2.2 信號測量方式增強(qiáng)布里淵信號13-18
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 光纖中布里淵散射基本原理19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 光纖介質(zhì)中光散射現(xiàn)象19-20
• 2.3 光纖中的布里淵散射20-23
• 2.3.1 自發(fā)布里淵散射20-21
• 2.3.2 受激布里淵散射21-23
• 2.3.3 受激布里淵放大23
• 2.4 布里淵散射光譜特性及SBS閾值23-27
• 2.4.1 布里淵增益譜特性23-24
• 2.4.2 光纖溫度和應(yīng)變對布里淵信號的影響24-26
• 2.4.3 受激布里淵散射閾值26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 布里淵散射信號增強(qiáng)技術(shù)理論研究28-37
• 3.1 引言28
• 3.2 獲取布里淵散射信號方法分析28-31
• 3.2.1 單端法測量布里淵散射信號28-29
• 3.2.2 泵浦-探測法測量布里淵散射信號29-30
• 3.2.3 平頂寬譜種子光注入式增強(qiáng)布里淵散射信號30-31
• 3.3 布里淵散射信號增強(qiáng)理論模型31-34
• 3.4 布里淵信號增強(qiáng)仿真結(jié)果與分析34-36
• 3.4.1 不同帶寬種子光仿真34-35
• 3.4.2 不同布里淵頻移仿真35-36
• 3.4.3 不同功率種子光仿真36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 DFB激光器內(nèi)調(diào)制理論與實(shí)驗研究37-50
• 4.1 引言37
• 4.2 DFB激光器特性介紹37-38
• 4.3 DFB激光器內(nèi)調(diào)制理論分析38-41
• 4.3.1 內(nèi)調(diào)制基本原理38-39
• 4.3.2 內(nèi)調(diào)制頻移計算39-41
• 4.4 DFB激光器內(nèi)調(diào)制平頂寬譜仿真結(jié)果分析41-44
• 4.4.1 不同頻率內(nèi)調(diào)制仿真41-42
• 4.4.2 不同占空比內(nèi)調(diào)制仿真42-43
• 4.4.3 不同幅度內(nèi)調(diào)制仿真43-44
• 4.5 DFB激光器外差檢測系統(tǒng)介紹44-46
• 4.5.1 光電外差檢測44-45
• 4.5.2 DFB內(nèi)調(diào)制平頂寬譜實(shí)驗裝置介紹45-46
• 4.6 DFB激光器內(nèi)調(diào)制平頂寬譜實(shí)驗結(jié)果分析46-49
• 4.6.1 不同頻率內(nèi)調(diào)制實(shí)驗46-47
• 4.6.2 不同占空比內(nèi)調(diào)制實(shí)驗47-48
• 4.6.3 不同幅度內(nèi)調(diào)制實(shí)驗48-49
• 4.7 本章小結(jié)49-50
• 第5章 布里淵散射信號增強(qiáng)技術(shù)實(shí)驗研究50-57
• 5.1 引言50
• 5.2 光纖SBS閾值測量50-51
• 5.3 ASE源種子光增強(qiáng)布里淵信號51-53
• 5.4 DFB激光器種子光增強(qiáng)布里淵信號53-56
• 5.4.1 實(shí)驗光路介紹53-54
• 5.4.2 拍頻偏振匹配檢測54-55
• 5.4.3 拍頻偏振失配檢測55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64

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本文編號：662055