导读:本文包含了光调制特性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,石墨,时域,光栅,波导,磁控溅射,效应。
光调制特性论文文献综述
朱纪文[1]（2019）在《基于石墨烯包覆微纳光纤复合波导的光调制特性与器件研究》一文中研究指出自从2004年单层石墨烯在实验中被成功制备以来,石墨烯展现出了优异的光电性能,并被应用在科学研究的各个领域,如光电子器件、传感器、储能领域、柔性电子学、复合材料以及生物医学等。在光电子器件领域,石墨烯具有非常优异的物化性能,如它呈线性色散的能带结构,导致它具有非常宽的光谱响应范围;单层石墨烯对光只有2.3%的吸收率,并且吸收率随着层数增加而迭加;石墨烯对通过的光会产生泡利阻塞,从而会产生饱和吸收现象;石墨烯具有超快的载流子弛豫时间,其弛豫时间在皮秒量级;此外它还具有很强的柔韧性,可以很容易被转移到光学结构上。目前已被应用在调Q锁模、光调制、光电探测、传感等领域。微纳光纤由标准单模光纤熔融拉锥制备而成,具有可以和通讯系统完美兼容且制备简单等优点,引起了学者们的广泛关注。光在微纳光纤中传输时,部分光会以倏逝场的形式在微纳光纤外传输。呈原子层厚度的石墨烯薄膜可以贴附在微纳光纤表面,而在微纳光纤外传输的倏逝场则可以轻易的和石墨烯产生相互作用。本文主要研究了石墨烯微纳光纤复合波导光调制器在腔外调制时的光调制特性以及在腔内调制实现调Q锁模。在对复合波导器件光调制特性的研究时,我们在器件中发现了基于受激布里渊散射(SBS)现象的全光调制。为了研究这种非线性效应,在实验上,对比了不同直径的微纳光纤石墨烯复合波导,发现直径越小的微纳光纤石墨烯复合波导中非线性效应越强且阈值越低。还对比了有石墨烯和没有石墨烯波导对产生非线性效应的的影响,相同直径下在有石墨烯的复合波导中会产生非线性效应,在没有石墨烯的波导中不会产生非线性效应。在理论上,还计算了器件的非线性阈值并且模拟了微纳光纤的模场分布。经实验对比和理论分析,我们发现具有高叁阶非线性系数的石墨烯会增强器件的非线性效应,从而降低了产生非线性的阈值。该工作完善了复合波导中的基础研究,使器件在走向实际应用过程中迈出了新的一步。此外,还将石墨烯微纳光纤复合波导作为可饱和吸收体(SA)应用在主动调Q激光器中。将复合波导光调制器连接在调Q激光器腔内,用另一束调Q脉冲激光调制复合波导光调制器对腔内的Q值进行改变,实现主动调Q激光器的主动调Q脉冲输出。最后,使用羧酸氧化石墨烯结合微纳光纤制作了复合波导,将其应用在锁模激光器中实现了被动锁模。将复合波导应用在腔内调制可以有效地提高材料的损伤阈值,增强材料与光的相互作用。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）
王聪[2]（2019）在《基于二维材料MXene的激光及全光调制特性研究》一文中研究指出随着第五代移动通信技术(5G)的发展,通信网需要更高的数据处理速度和传输速度,目前,传统通信网中各个节点的信息处理要完成光/电/光转换,电子器件在面对高速、大容量的需求时,存在着带宽限制、高能耗等瓶颈问题。采用全光网方式可有效避免这种问题的出现,其中全光调制器是光通信中控制光的强度、相位、波长等参量的关键器件之一,并且光学材料是影响全光调制器性能的重要因素。将二维材料的宽带吸收和超快响应等特性应用于全光调制器,将会进一步提高器件的性能指标。目前,人们利用石墨烯的饱和吸收特性,实现了响应时间为2.2 ps的全光调制器,所对应的带宽为200 GHz,相比现有电子器件带宽,基于二维材料的全光调制器的调制速度有了较大的提升。但是,该调制器的调制深度和器件损耗仍难以满足实际需求,因此,基于新的光学材料和光学技术研究性能更加优异的全光调制器件成为当下的热点。通过采用相位调制技术,可有效平衡全光调制器的调制深度和器件损耗关系,在具有较大调制深度的同时,又具有低损耗。另外,二维材料MXene对紫外、可见光、近红外和中红外波段均有吸收,具有较强的非线性效应,光热转化率高,热传导性好,因此,本论文对光学材料MXene的饱和吸收特性和光热特性进行了研究,并分别实现了脉冲激光和全光调制器。取得的创新性成果有:1.实现了基于MXene的1μm和1.3μm短脉冲激光输出。首先通过酸刻蚀法获得MXene二维纳米材料,对MXene进行基本的材料表征后,确保获得了高质量的二维材料;采用Z扫描技术和双臂探测技术对材料进行了非线性光学测试,发现其具有较好的非线性光学特性和宽带吸收特性;通过ABCD矩阵对谐振腔进行模拟和设计,MXene作为被动饱和吸收体,实现了1μm和1.3μm波段的脉冲激光输出。2.开展了基于MXene的迈克尔逊干涉仪全光调制特性研究。基于迈克尔逊干涉仪的干涉理论,模拟发现干涉仪两臂的功率差越小,输出光谱的调制深度越大;信号光的带宽越小,越容易实现全光强度调制。迈克尔逊干涉仪可有效的提高光与材料相互作用的长度,增大能量转化效率,另外,MXene具有优良的光热转化特性和热传导特性,有效提高了调制器的响应时间,利用MXene光学材料和迈克尔逊干涉仪光学结构,实现了全光相位调制、全光强度调制和全光信号加载等功能。3.开展了基于MXene的偏振干涉全光调制特性研究。在开展基于迈克尔逊干涉仪全光调制器的工作过程中,由于干涉结构采用的是单模光纤,易受光纤扰动的影响,进而导致调制器的不稳定,并且微纳光纤结构中,MXene材料会对信号光有吸收,造成了额外的器件损耗。因此,在利用偏振光干涉的全光调制器中,采用保偏光纤代替传统的单模光纤,并结合微纳光纤立体结构,实现了具有高稳定性和低损耗特点的全光调制器。4.开展了基于MXene的偏振旋转全光调制特性研究。传统的基于干涉仪结构的全光调制器,响应时间在毫秒量级,难以满足现实需求,需进一步提高响应速度,并且信号光带宽受限于全光调制器的自由光谱区,难以实现宽带全光调制。为解决上述问题,本文开展了基于偏振旋转的宽带全光调制特性研究,阐述了光偏振特性的基本理论知识,用matlab模拟了在线性坐标和极坐标下光偏振态随相位差的变化关系,发现可利用光的偏振旋转实现全光开关,在线偏振光振动方向与二维材料的主截面方向夹角为45°时调制深度最大。因此,利用MXene的光热特性和光的偏振变化特性,实现了低耗、宽带全光调制器,响应时间在微秒量级,结果表明,利用光的偏振旋转特性是提高调制速度,增加调制带宽的有效方式,这为发展新型二维材料全光调制器提供了新的思路。5.最后,对本文工作的进行了总结与归纳,阐述了文章的不足之处,并对基于二维材料的全光调制器进行了展望,具体如下:通过酸刻蚀法制备的MXene二维纳米片,利用材料的非线性效应、光热效应等特性,实现了脉冲激光输出和全光调制器。通过利用光的偏转旋转实现了宽带全光调制,避免了由于干涉仪结构引起的信号光带宽受限问题,但是基于热光效应的全光调制器,在长时间运转下,易造成材料的热损伤,因此,以后的进一步工作将探索新型二维材料,充分利用二维材料的超快响应特性,不断优化光学结构,努力实现高速、低耗、宽带、可集成的全光调制器。(本文来源于《山东师范大学》期刊2019-05-20）
王瑞多[3]（2018）在《石墨烯微纳光纤复合波导全光调制器件与特性》一文中研究指出呈原子层厚度的碳六边形结构的二维材料石墨烯具有极强的韧性,可轻易的包裹在光学器件的表面,因而其应用范围可扩大至功能化的光电子器件结构。石墨烯还具有呈现线性色散的能带结构,具有极强的载流子带间跃迁功能,因此其可以在非常宽的光谱范围中实现光和物质产生作用。电光调制由于在发射端和接收端存在电-光-电的转换,因此存在兼容性差,调制速率低的电子瓶颈等问题,若改用全光调制原理,将可以减少冗余的电路造成的负面影响,大大提升调制速率。氧化硅材质双倒锥型微纳光纤是从标准尺度的单模通信光纤中经由熔融拉锥的方式直接制得,光在微纳光纤锥区的这种传输的形式称为倏逝场,此传输形式能轻松的在微纳光纤的锥区表面处实现光与物质的相互作用,同时将微纳结构中的调制信号和现普遍使用的通讯光纤体系有效耦合。出于对以上背景的考虑,本论文提出对石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器研究。利用微纳光纤中传输光具有的强倏逝场,我们将石墨烯薄膜铺设在微纳光纤表面制备出复合波导从而实现光与石墨烯的相互作用。文中系统地探讨了基于石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器的制备。我们首先研究了微纳光纤在通光时的光传输特性、现有微纳光纤制造方法和本文中所用到的微纳光纤的制备方法。其次,研究了石墨烯薄膜的制备、刻蚀、转移到微纳光纤表面等方法,在此基础上详细探讨了本文所用调制器的制备方法。在此基础上介绍了偏振相关特性在此复合波导的全光调制研究中的应用,我们先介绍了石墨烯全光调制的工作原理,并在此基础上通过对波导在通入不同偏振态光的情况下的模场分布及光与石墨烯相互作用进行了数值模拟,并且搭建偏振相关的全光调制系统且进行了实验测量,结果显示出很好的全光强度调制效果,实现对信号光最高20.86 dB的调制深度。最后,通过机械斩波器对泵浦光进行斩波,对全光调制的时间特性进行研究,实现了对信号光5.13 KHz的调制速率。第四章中,我们对微纳光纤直径和石墨烯薄膜覆盖方式相关的全光强度调制进行了研究,经由对具备不同直径的微纳光纤波导的模场分布实行数值模拟,并依据模拟效果进行了对不同直径波导、铺设不同层石墨烯薄膜数量的波导、贴附不同长度石墨烯薄膜的波导依次进行的全光调制的实验测试,并对实验得出结果进行对比分析,对不同参量波导的调制特性进行了探讨。总的来说,本文对基于石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器从原理、制备流程、实验测试、性能等方面进行了深入研究,实现了光纤光学与石墨烯光子学应用领域的结合,也为光信息处理的后期实际应用提出了新的解决方案。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-01）
刘沫[4]（2016）在《石墨烯—D型光纤混合波导光调制特性和制备工艺研究》一文中研究指出在光纤通信和传感系统中,光调制器都发挥着巨大的作用,是集高速、长距离传输等优点于一体的集成光学器件。目前,对于光调制器的研究已经有了很大的进展,不仅性能有所提高,还很大程度上提高了调制速率和带宽,并且集成度也逐渐增加。但是随着光纤通信和传感技术的发展,对现有调制器的性能提出了更高的要求,在材料以及波导结构上又做了进一步的创新。石墨烯这种新型二维材料的出现,成为当前国内外研究的热点,由于其独特的结构以及良好的光学和电学特性,使它成为了集成光电器件领域的重要研究方向。并且,当石墨烯作为波导结构时,其传播常数各向异性,内部能态不同导致了其与众不同的特性。石墨烯对于D型光纤波导表面的光传输具有偏振相关的吸收增强特性,同时,可湿法转移的工艺实现石墨烯与D型光纤波导结构的有效结合,从而可以开展石墨烯与光纤结合的混合波导结构的光学新特性和新器件研究。首先,本论文提出通过湿法转移的方式尝试将化学沉积法生长的原子层厚度的石墨烯薄膜覆盖在D型光纤的表面,以增强石墨烯与D型光纤表面传输光场的相互作用。在设计出石墨烯涂覆D型光纤的混合波导结构之后,我们从理论上研究了其光传输特性,并对其模场传输和分布特性进行了仿真分析。其次,本论文对于单层石墨烯薄膜的制备、转移和表征方法以及D型光纤的抛磨技术进行了详细的工艺研究, 为石墨烯-D型光纤混合波导结构的制备工艺提供了参考。最后,论文利用制备完成的石墨烯-D型光纤混合波导结构开展了实验研究,我们分别对单模D型光纤以及多模D型光纤进行实验研究,其中包括石墨烯覆盖单模D型光纤波导结构的偏振相关饱和吸收特性实验以及石墨烯覆盖多模D型光纤混合波导结构的气体传感实验。通过以上相关实验验证了石墨烯-D型光纤混合波导结构在光调制以及气体传感应用中的可行性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-03-25）
陈立伟,柴路,胡明列,栗岩锋,庞冬青[5]（2015）在《基于太赫兹时域光谱的SBN:Ce陶瓷介电的光调制特性》一文中研究指出在室温条件下,基于太赫兹时域频谱(THz-TDS)技术研究了SBN:Ce陶瓷在532 nm连续激光激发下的介电响应.在外加光场的作用下,该陶瓷的介电常数表现出良好的调制特性,介电改变量达到8.5%;同时,介电损耗增加了15%.实验结果表明,该材料折射率的变化|Δn|与外加光场强度呈现线性关系.通过建立模型,分析了SBN:Ce陶瓷的光-铁电机理,这些实验结果可以被归结为,激发的自由载流子在样品内部形成的内建电场导致的介电常数改变.探索铁电陶瓷材料在太赫兹波段的光-铁电性质对于太赫兹波调制器件的研究具有指导意义.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2015年05期）
郝如龙,李毅,刘飞,孙瑶,唐佳茵[6]（2015）在《基于FTO/VO_2/FTO结构的VO_2薄膜电压诱导相变光调制特性》一文中研究指出采用直流磁控溅射和后退火工艺在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃衬底上制备VO2薄膜,研究了不同退火时间和不同比例的氮氧气氛对VO2薄膜性能的影响,对VO2薄膜的结晶取向、表面形貌、表面元素的相对含量和透过率随波长变化进行了测试分析,结果表明在最佳工艺条件下制备得到了组分相对单一的VO2薄膜.基于FTO/VO2/FTO结构在VO2薄膜两侧的透明导电膜上施加电压并达到阈值电压时,观察到了明显的电流突变.当接触面积为3 mm×3 mm时,阈值电压为1.7 V,阈值电压随接触面积的增大而增大.与不加电压的情况相比,FTO/VO2/FTO结构在电压作用下高低温的红外透过率差值可达28%,经反复施加电压,该结构仍保持性能稳定,具有较强的电致调控能力.(本文来源于《物理学报》期刊2015年19期）
王运河[7]（2015）在《基于声光调制的倾斜光纤光栅的研制与特性分析》一文中研究指出声光器件由于其体积小、损耗小、易于实现动态调制等优点,被广泛应用于光纤通信系统中。采用磁控溅射的方法,实验在倾斜的YAG晶体上蒸镀了基于ZnO薄膜压电特性的体声波超声换能器,并通过将体声波机械耦合进入光纤中,利用声光调制实现了倾斜的光纤光栅结构,在研究声光相互作用的基础上,分析了体声波倾斜光纤光栅的特性。通过对体声波在一般声学层的传输、在介质界面的入射以及晶体的弹性性质进行分析,为光纤中体声波的传输和倾斜光纤光栅结构的形成作铺垫。基于声光效应,研究了布拉格衍射效率以及声光耦合理论,对体声波换能器的结构设计提出要求。分析了基于声光调制的倾斜光纤光栅的结构,对倾斜角度和高阶模式对倾斜光纤光栅的模式耦合系数进行模拟分析,为体声波倾斜光纤光栅的倾斜角度的选择和测试提供理论指导。根据材料的压电特性,设计了夹心式结构的体声波超声换能器。采用磁控溅射的方式,在倾斜的YAG晶体上依次蒸镀了Ag底电极、ZnO压电层、Ag顶电极,并通过台阶仪检测了薄膜的生长质量。通过分析换能器的Mason等效电路模型,计算了换能器的最佳匹配阻抗,实验测试体声波换能器的谐频特性和双面结构的电声-声电转换特性,证实了基于Zn O的体声波换能器具有较好的电声转换特性。通过将去除涂敷层的光纤固定于YAG晶体的凹槽中,使体声波斜入射耦合进入光纤中,形成基于声光调制的倾斜光纤光栅。根据对倾斜光纤光栅的衍射与模式耦合理论,实验测试了不同倾角和不同超声功率下体声波倾斜光纤光栅的透射损耗并设计实验在光纤外探测接收了光纤逸出光信号。实验结果表明,应用基于声光调制的倾斜光纤光栅能够应用于光纤通信系统的选择性滤波和实时监测。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-05-01）
周源[8]（2015）在《太赫兹表面等离子体波在半导体表面的传输特性及光调制研究》一文中研究指出本论文主要是对太赫兹表面等离子体波(THz SPPs)的应用做了理论、仿真以及实验研究。太赫兹表面等离子体波集太赫兹(THz)与表面等离子体波(SPPs)两者优点于一身,在通讯、检测、分析领域有着广阔的应用前景。本项目通过改变光强来调控半导体等离子体频率,从而利用半导体吸收对其上传输的THz SPPs的衰减长度进行调制。论文中研究了THz SPPs在半导体表面的传输特性。计算了THz SPPs在半导体表面的特征长度,推导了THz SPPs在半导体表面传播的表面等离子体频率方程、色散关系以及光调制下半导体的等离子体频率与光强的关系。在理论研究的基础上,使用了有限元法对太赫兹表面等离子体波光强调制系统进行了仿真研究。观察了THz SPPs在半导体表面的二维电场分布情况,并且讨论了刀片与半导体之间的间隙大小以及入射光角度对THz SPPs耦合效率的影响。最后,通过搭建的太赫兹时域光谱仪对数据信息的采集对太赫兹频谱信息所造成的影响进行了讨论。利用搭建的太赫兹时域光谱仪采集数据信息,进而对太赫兹频谱信息所造成的影响进行了讨论。并且在此基础上搭建了太赫兹表面等离子体波光强调制系统,并使用了型号为GREE U2的可见光光源进行了调制。通过对实验结果的讨论,分析并证明了太赫兹表面等离子体波光强调制系统的可行性。与传统光栅调制的方法相比,它具有调控频带宽、幅度大、速度快、成本低等优点。通过本项目的研究,可以进一步掌握THz SPPs在半导体表面的传输特性,扩展THz SPPs在相关领域的应用,为我国太赫兹产业发展作出贡献。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2015-05-01）
李卓轩[9]（2013）在《光纤光栅器件的V-I传输矩阵法特性分析及声光调制、级联检测研究》一文中研究指出摘要：基于光纤布拉格光栅(FBG)的光器件在高速光通信系统及物联网应用中发挥着重要作用。快速有效地获得单个或级联FBG器件的光谱特性,是优化设计基于FBG型光纤激光器、滤波器、放大器等各种光纤器件以及复杂分布式光传感网的重要基础和保障。本文采用V-I传输矩阵法(VITMM)对基于FBG的光器件特性进行了深入的理论和实验研究,理论分析并优化设计了全光纤声光光栅调制器,研究了准分布式FBG和啁啾迭栅两类级联光纤光栅检测系统的设计及应用。主要创新成果如下：1、首次建立了用于分析光纤光栅法布里-珀罗(F-P)腔谱特性的V-I传输矩阵模型,证明了该模型与常见的四种理论分析方法(类传输矩阵法、平行板干涉迭加法、递推法及多层膜法)相比,在理论分析和仿真计算光纤光栅法布里-珀罗腔反、透射谱特性时,能够在保证计算精度的前提下有效提高运算效率。2、采用VITMM,从谱线间隔与谱线数目、光栅反射率对谱线深度的影响、单纵模输出条件及阈值腔长叁方面分析了分布布拉格反射(DBR)光纤激光器谐振腔参数对模式选择及激光输出特性的影响。分析了基于FBG的单腔谐振腔和双腔谐振腔两种类型光纤激光器的传输谱特性。制作了由均匀光纤布拉格光栅(UFBG)和啁啾光纤光栅(CFBG)作为谐振腔反射镜的DBR光纤激光器,实验获得的激光输出谱与仿真分析结果一致。3、针对FBG型超声探测,首次提出利用VITMM分析超声波的几何应变效应和弹光效应对FBG折射率分布以及周期的调制,获得了超声波波长与FBG长度比值变化对FBG反射光谱漂移的影响,所设计装置的声频率响应范围为15-1380KHz。4、采用叁层均匀圆波导结构建立了单模光纤型声光光栅理论模型,并对其应变特性进行了实验验证。采用傅里叶模式耦合算法(FMC)获得了FBG型声光光栅在不同超声波频率及声致应变幅度下的反射谱,与传统计算方法相比,FMC算法可以有效提高运算效率。提出利用剪切模PZT产生纵向声波,具有较高的声光耦合效率。5、利用由1000个弱反射FBG构成的级联光纤光栅传感系统进行了温度测试,温度变化范围为40℃-150℃, FBG的温度灵敏度为10.7pm/℃。给出了当输入光功率一定时,不同FBG反射率下,任意FBG反射光功率及一阶串扰光功率与FBG个数的关系。提出了系统的信噪比优化方案,通过调整电光调制器的工作状态以及采用增加可调谐滤波器的方法,将系统的信噪比由5dB提高到15dB。分别采用移动相位掩膜板法和调节应力法实验制作了啁啾迭栅,其自由光谱范围可以通过改变相位掩膜板的位移量或者改变光纤轴向应力加以调节,其作为传感探头可实现温度、应力及应变等的检测。(本文来源于《北京交通大学》期刊2013-05-01）
纪红柱[10]（2013）在《基于磁流体的新型磁场传感方法和磁光调制特性的研究》一文中研究指出纳米磁流体是将包裹上表面活性剂的纳米级强磁性颗粒均匀分散在合适载液中所形成的一种稳定胶体溶液，也就是说磁流体是一种具有强磁性的新型复合功能材料。它不但具有固体磁性材料的磁性，还具备液体材料的流动性。由于磁流体的微观结构在磁场作用下可形成规律性的有序分布，使得磁流体表现出许多独特的光学性质。本论文主要研究基于磁流体的可调折射率特性实现的两种磁场传感器，以及基于磁流体动态微观结构特性所研究的周期型磁场对磁流体透射特性的影响。磁流体的可调折射率特性作为磁流体众多磁光特性的一种典型性质，一直以来都是人们研究的热点。我们利用此特性设计了两种磁场传感系统，一种称之为“V形槽传感系统”。当激光束通过填充磁流体的V形槽时，由于出射光的传播方向受到V形槽填充磁流体折射率大小的影响，另磁流体折射率大小与磁场强度有关，因此可通过测量出射光在探测平面上的位置间接得到磁场强度的大小。这种传感系统避免了传统传感器的诸多缺陷以及基于法拉第效应磁场/电流传感中所存在的本征双折射的影响，具有结构简单，且可工作于任意入射角下等特点。另一种称之为“毛细管传感系统”，当激光束通过填充磁流体的毛细管时，由于毛细管所形成的四透镜模型，使得出射光的焦线位置受到磁场强度大小的影响，因此可通过测量出射光的焦线位置得到磁场强度的大小。这种传感系统除具有V形槽传感系统的优越性之外，还具有传感媒质用量少、设备微型化、易于操作等优点。理论分析了这两种传感方法的测量原理、精确度和灵敏度，数学上表征了光通过这两种系统的传播情况，并进行了实验验证。在我们的实验参数和条件下，对于V形槽传感系统，其磁场传感灵敏度最大可达7.5mm/T；对于毛细管磁场传感系统，其磁场传感灵敏度最大可达3.75mm/T。磁流体在外磁场作用下的磁光调制作为磁流体的另一典型特性，也一直受到研究者的青睐。我们在传统的磁流体磁光调制研究基础上，通过周期性开关磁场改变磁流体薄膜样品的透过率随时间的变化，研究了透射光的调制特性与磁场周期之间的定量关系。实验发现在方波式调制与振荡式调制之间存在一个过渡调制周期，且此过渡调制周期与磁场强度和磁流体浓度成反比。当磁场强度为0.505T时，对于浓度为5.62%的样品，其最小过渡调制周期为40s；当磁场强度为0.134T时，对于浓度为1.87%的样品，其最大过渡调制周期为282s。研究发现，这种磁流体透射特性与磁场周期的关系对开发实际基于方波式调制的磁流体光子器件具有很好的参考价值和指导意义。(本文来源于《上海理工大学》期刊2013-02-01）
光调制特性论文开题报告
（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：
随着第五代移动通信技术(5G)的发展,通信网需要更高的数据处理速度和传输速度,目前,传统通信网中各个节点的信息处理要完成光/电/光转换,电子器件在面对高速、大容量的需求时,存在着带宽限制、高能耗等瓶颈问题。采用全光网方式可有效避免这种问题的出现,其中全光调制器是光通信中控制光的强度、相位、波长等参量的关键器件之一,并且光学材料是影响全光调制器性能的重要因素。将二维材料的宽带吸收和超快响应等特性应用于全光调制器,将会进一步提高器件的性能指标。目前,人们利用石墨烯的饱和吸收特性,实现了响应时间为2.2 ps的全光调制器,所对应的带宽为200 GHz,相比现有电子器件带宽,基于二维材料的全光调制器的调制速度有了较大的提升。但是,该调制器的调制深度和器件损耗仍难以满足实际需求,因此,基于新的光学材料和光学技术研究性能更加优异的全光调制器件成为当下的热点。通过采用相位调制技术,可有效平衡全光调制器的调制深度和器件损耗关系,在具有较大调制深度的同时,又具有低损耗。另外,二维材料MXene对紫外、可见光、近红外和中红外波段均有吸收,具有较强的非线性效应,光热转化率高,热传导性好,因此,本论文对光学材料MXene的饱和吸收特性和光热特性进行了研究,并分别实现了脉冲激光和全光调制器。取得的创新性成果有:1.实现了基于MXene的1μm和1.3μm短脉冲激光输出。首先通过酸刻蚀法获得MXene二维纳米材料,对MXene进行基本的材料表征后,确保获得了高质量的二维材料;采用Z扫描技术和双臂探测技术对材料进行了非线性光学测试,发现其具有较好的非线性光学特性和宽带吸收特性;通过ABCD矩阵对谐振腔进行模拟和设计,MXene作为被动饱和吸收体,实现了1μm和1.3μm波段的脉冲激光输出。2.开展了基于MXene的迈克尔逊干涉仪全光调制特性研究。基于迈克尔逊干涉仪的干涉理论,模拟发现干涉仪两臂的功率差越小,输出光谱的调制深度越大;信号光的带宽越小,越容易实现全光强度调制。迈克尔逊干涉仪可有效的提高光与材料相互作用的长度,增大能量转化效率,另外,MXene具有优良的光热转化特性和热传导特性,有效提高了调制器的响应时间,利用MXene光学材料和迈克尔逊干涉仪光学结构,实现了全光相位调制、全光强度调制和全光信号加载等功能。3.开展了基于MXene的偏振干涉全光调制特性研究。在开展基于迈克尔逊干涉仪全光调制器的工作过程中,由于干涉结构采用的是单模光纤,易受光纤扰动的影响,进而导致调制器的不稳定,并且微纳光纤结构中,MXene材料会对信号光有吸收,造成了额外的器件损耗。因此,在利用偏振光干涉的全光调制器中,采用保偏光纤代替传统的单模光纤,并结合微纳光纤立体结构,实现了具有高稳定性和低损耗特点的全光调制器。4.开展了基于MXene的偏振旋转全光调制特性研究。传统的基于干涉仪结构的全光调制器,响应时间在毫秒量级,难以满足现实需求,需进一步提高响应速度,并且信号光带宽受限于全光调制器的自由光谱区,难以实现宽带全光调制。为解决上述问题,本文开展了基于偏振旋转的宽带全光调制特性研究,阐述了光偏振特性的基本理论知识,用matlab模拟了在线性坐标和极坐标下光偏振态随相位差的变化关系,发现可利用光的偏振旋转实现全光开关,在线偏振光振动方向与二维材料的主截面方向夹角为45°时调制深度最大。因此,利用MXene的光热特性和光的偏振变化特性,实现了低耗、宽带全光调制器,响应时间在微秒量级,结果表明,利用光的偏振旋转特性是提高调制速度,增加调制带宽的有效方式,这为发展新型二维材料全光调制器提供了新的思路。5.最后,对本文工作的进行了总结与归纳,阐述了文章的不足之处,并对基于二维材料的全光调制器进行了展望,具体如下:通过酸刻蚀法制备的MXene二维纳米片,利用材料的非线性效应、光热效应等特性,实现了脉冲激光输出和全光调制器。通过利用光的偏转旋转实现了宽带全光调制,避免了由于干涉仪结构引起的信号光带宽受限问题,但是基于热光效应的全光调制器,在长时间运转下,易造成材料的热损伤,因此,以后的进一步工作将探索新型二维材料,充分利用二维材料的超快响应特性,不断优化光学结构,努力实现高速、低耗、宽带、可集成的全光调制器。
（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。
光调制特性论文参考文献
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