基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信号全光测量技术研究

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1、分类号．．．．．．＿．．．．＿密级＾ＵＤＣ编号—————中圃工程物理妍究院学位论文基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信号全光测量技术研究－－…－…－．．一张４宁—彭魁贼Ｓ指导教师姓名＿＿申请学位级别业名称光＾＾＿论文提交口期２０１６年５月论文答辩ｎ期２０１６年Ｓ月学位授予单位和。期中国工程物理研究院朱建华教授答辩委员会主化一－＾ＴＩ津斗ＴＲ巧阅人粟敬钦干．伟￥＿２０１６年５ｒ／Ｕｊｊ独创性声明本入声明所呈交的学位论文是本人在导师指导了进行的硏巧工作及取得的所究成果。据我所知＞除了文

2、中特知加［＾＾标注和致谢的化方外，论文中不包含其工程物理研巧院或其他他人己经发表或撰写过的研巧成果ｉ也不包含为获得中国一教育机构的学位或证书使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；签字Ｂ期；＞八年支月如円球卑３学位论文版极使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理硏巧院研巧生部有关保存、使用学位论文的规定，允许论文被查阅、借阐和送交国家有关部鬥或机构，同时授权中国工程物理研巧院研巧生部可Ｗ将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可影印、缩巧或扫描等复制手段保存

3、、汇编学位论文。学位论文作者签名：杂幸导师签名；９。／签字日期：日签字日期＞／ｔ年巧如；义备年姑＞日基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信号全光测量技术研究摘要超短激光脉冲为人类提供了强有力的研究超快现象的手段。利用超短脉冲组成的累ａ开究物理ｆｗｉ浦／探测系统，人们可、化学、生物学中许多动力学过程和超快现象。（ｉ研一究高速光脉冲振幅和相位的测量方法，有助于人们研究超短光脉冲的产生机理，对进步促进超短脉冲激光技术的发展和应用有着重要的意义，尤其是在瞬态光信号测量领域。本文提出了一种基于宽光谱粟浦四波混频光－光采样结合色散傅里叶变换时间拉伸

4、－一的瞬态光信号全光实时测量技术，采用时间波长映射粟浦光通过四波混频效应将单－波长信号光脉冲无失真转换为时间波长映射闲频光脉冲，从而对信号光脉冲实现超分辨连续光－光采样。时间拉伸则将被测光脉冲信号的带宽进行大幅度压缩，使其能被现。有的光电探测系统捕捉，两种技术的结合实现了对瞬态光信号的实时测量论文的主要工作包括：一１．提出了种巧态光信号测量技术介绍了目前针对瞬态光信号的测量方法，包括光电条纹相机扫描、快速脉冲取样等直接测量方法，二次谐波产生、频率分辨光学口和光谱位相相干直接电场重建等间接测一一量方法，分析了送些方法的优缺点。提出种将光子学运用到瞬态

5、光信号测量的方法一色散傅里叶变换时间拉伸技术。２．理论研究了宽光谱四波混频和色散傅里叶变换时间拉伸从麦克斯韦方程组出发，，推导了四波混频的親合振幅方程给出了其解析解；介绍了相位匹配条件，给出了单模光纤中实现近似相位匹配的Ｈ种方法：通过对拽合振幅方程的数值求解，分析了信号光频率、累浦功率和光纤色散特性（光纤长度）等影响四波海频效率的因素５３０ｎｍ－巧５０；给出了波长范围在１ｎｍ的宽累浦光四波混频增益的仿真计算结果。分析了用于描述色散傅里叶变换的非线性薛定ｉ粤方程，研究了色散傅里叶变换空间分辨率、扫描频率、时域采样点等参数，并给出其相互关系，及时间拉伸对散

6、粒噪声、热噪声、抖动噪声、拍频噪声信噪比的影响。３．设计了基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信号测试系统－对包括累浦光源、时间波长映射模块、四波混频波长变换模块、滤波结构、时间拉伸模块、信号处理方法等在内的各部分进行了分析和设计。给出了信号增益倍数、时间拉伸系数等关键技术参数。４．实验验证了宽光谱四坡混频和色散傅里叶变换时间拉伸方案的有效性Ｉ基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信巧全光测量技术研究开展了单频系浦四波混频和宽光谱四波混频的实验，测量了四波混频闲频光功率，５．８，对比研究了不同亲浦光波长范围的四波混频效率设计了拉伸系数为的色散傅里叶

7、变换时间拉伸模块，滤波、放大后的信号信噪比达到了２７地。５．对相关实验的结果和测试技术的局限性进行了分析，提出了改进意见－关键词：全光采样，四波絕频，时间波长映射，色散傅里叶变换ＩＩ基于四波混频和时间拉伸的瞬态光信号全光测量技术研究ＡｂｓｔｒａｃｔＵｌｔｒａｓｈｏｒｔｌａｓｅｒｐｕｌｓｅｐｒｏｖｉｄｅｓａＳｔｒｏｎｇｍｅａｎｓｆｏｒ化ｅＳｔｕｄｙｏｆｕｌｔｒａｆａｓｔｐｈｅｎｏｍｅｎａ．Ｕｓｉｎｇ