用于波分复用的薄膜干涉窄带滤波器的设计

用于波分复用的薄膜干涉窄带滤波器的设计

一、波分复用薄膜干涉窄带滤光片的设计(论文文献综述)

王凯旋[1](2021)在《近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究》文中提出随着激光雷达、自由空间光通信和激光测距测绘等技术的发展,新一代气象、海洋和环境观察卫星和激光高度计等空间光学仪器经常需要用到亚纳米带宽的光学滤波器件,来实现光谱的获取和背景光的抑制。相对于其他亚纳米带宽光学滤波技术,薄膜干涉滤光片具有体积小、结构紧凑、稳定性好、光学效率高等优点,因而更适用于空间探索等活动。本文对近红外1.064μm波长的0.2 nm带宽滤光片进行了设计和制备,对其光谱稳定性进行了分析和研究。研制出的超窄带薄膜干涉滤光片的透过率达到70%,通带宽度小于0.2 nm,光谱性能稳定。1.064μm是常用的激光波长,也可以用Si基CMOS探测器进行激光通信和遥感,有非常好的应用前景。本研究工作中,首先分析对比了常见的几种亚纳米带宽滤光片的设计方法,包括自动优化设计方法、类比微波滤波器的方法、类比LC电路滤波器的方法和迭代Chebyshev方法。它们各自存在一些优缺点,很难简单适用于本文的亚纳米带宽滤光片的设计。本文用Matlab程序编制了一种适用于亚纳米带宽滤光片的优选设计方法,通过该方法计算得到一系列符合要求的膜系设计,并对这些膜系的光谱特性依据评价函数进行了评估。按照实际需求和工艺技术条件,得到了中心波长为1.064μm,带宽为0.2 nm的最优膜系方案。对相关的薄膜制备技术进行了分析,选用双离子束溅射沉积(DIBS)技术作为滤光片的制备方法。采用Ta2O5作为高折射率膜层,Si O2作为低折射率膜层,熔融石英作为基片,对优选膜系的滤光片进行了制备。用包络法计算得到了Ta2O5和Si O2薄膜的光学常数。结合一种均匀性修正膜系,同时计算、设计和制作出了兼顾高低折射率两种靶材的均匀性修正板,利用一块修正板有效改善了两种沉积膜层的均匀性。探索了光学直接监控与时间监控相结合的方法,突破了两种监控方法各自的技术局限,实现了对整个膜系的高精度完整控制,研制出了近红外波段的亚纳米带宽滤光片,其半功率带宽只有0.19 nm,峰值透过率达到70%。构建了亚纳米带宽滤光片的光谱测量系统。把滤光片的测量结果与设计光谱进行了对比,分析了制备过程中的误差来源,讨论了光学直接监控产生误差的机理。误差来源主要体现在光学常数误差和厚度误差两方面,光学常数的误差主要是由沉积工艺导致的,DIBS的沉积工艺稳定,该项误差很小;膜层厚度误差的来源较多,除沉积工艺的影响之外,主要因为监控过程引入的误差。分析了监控过程引入误差对滤光片光谱性能的影响,0.01%的厚度随机误差就会对滤光片的光谱性能产生很大的影响,而不大于0.001%的膜层厚度随机误差才能使滤光片光谱性能的变化在可接受的范围内。最后分析了滤光膜系中高低折射率膜层光学厚度误差的影响,和间隔层、反射层及耦合层的光学厚度误差分别带来的影响。对滤光片的光谱稳定性进行了研究。对滤光片在湿度环境下的表现进行了研究,通过薄膜吸潮前后的光谱漂移计算出了膜层的聚集密度;对滤光片透射光谱的温度稳定性进行了研究,由于滤光片平均聚集密度很高,发现光谱的温度漂移主要与膜层的折射率温度系数、膜层和基片的线膨胀系数有关。在不同温度下对滤光片的透射光谱进行了测量,得到了光谱的温度漂移系数。对滤光片进行了退火处理并研究了退火温度对滤光片表面形貌和光谱特性的影响,发现300℃以内的退火未对表面形貌产生明显影响,但会使光谱曲线向长波方向漂移。考察了质子辐照对滤光片透射光谱的影响,在经受能量70 Ke V、通量2×1015个/(88)2、时长30分钟的质子辐照试验后,透射光谱保持稳定。

葛鹏飞[2](2021)在《基于多色LED的宽光谱通信理论与技术研究》文中认为在数据传输需求快速增长以及射频频谱资源日益紧张的背景下,可见光通信(VLC,Visible Light Communication)受到广泛地关注。可见光通信将数据调制到380nm-780nm的可见光频段上,在满足日常照明的同时,提供高速数据接入服务。与传统的射频(RF,Radio Frequency)通信相比,可见光通信具有速率较高、无电磁辐射、保密性好、成本低等优点。可见光通信通常利用日常照明的发光二极管(LED,Light-Emitting Diode)作为发射单元。日常照明用LED一般有两种:一类是单色蓝光LED通过激发荧光粉形成黄光从而混合得到白光,另一种是利用多色LED按照一定的比例混合形成白光。和单色白光LED相比,多色LED混合成白光的方式不仅能够灵活地调节照明的色温和显色指数,而且以多路复用的方式大大提升可见光通信传输速率。目前,多色可见光通信系统面临以下几个问题。1)各色LED的光谱不可避免地存在交叠,造成了色光间交叉干扰。此时光滤波器过窄或过宽的通带将严重影响接收信号的质量。如何设计光滤波器带宽和中心波长等关键参数是多色可见光通信需要考虑的问题。2)多色可见光通信通常采用薄膜干涉光滤波器。然而,薄膜干涉光滤波器的通带会随着入射角的增大向波长减小的方向偏移,造成移动场景下通信性能恶化。如何在移动场景下维持稳定的传输性能也是多色可见光通信系统的一个挑战。3)各色光利用正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是高速传输的重要方案,但是速率的提升受到LED信道非理想特性(低通特性和非线性特性)和所需照明质量(亮度和色温)的限制。在这些限制下,如何进行收发信机设计以提升传输速率也是亟需研究的问题。本文将围绕上述几个问题展开研究,并提出有效的解决方案。首先,本文研究了多色可见光通信中光滤波器通带核心参数(带宽和中心波长)的设计。本文考虑了三种准则:单色检测下信干噪比(SINR,Signal-to-Interference-plusNoise Ratio)最大化,线性最小均方误差(LMMSE,Linear Minimum Mean Square Error)多色联合检测下总均方误差最小化,最大似然(ML,Maximum Likelihood)多色联合检测下互信息最大化。在这三种准则下,本文分别建立了光滤波器通带核心参数的优化问题,并提出了有效的求解算法。仿真验证了优化后的光滤波器比现有的经验型光滤波器具有更优的性能。另外,本文还分析了不同接收机准则下设计的光滤波器的性能差异。其次,针对光滤波器通带随入射角改变而偏移的问题,本文研究了随机入射角下鲁棒性光滤波器的设计。本文考虑了两种常用的鲁棒性概念:统计平均鲁棒性(Statistical Robustness)和最差情况鲁棒性(Worst-Case Robustness)。统计平均鲁棒性是利用角度变化的统计信息,使得随机入射角下平均性能达到最优;最差情况鲁棒性是在系统工作的角度变化范围内,使得随机入射角下最差性能达到最优。针对这两种鲁棒性概念,本文分别建立了光滤波器优化问题,并提出了有效的求解算法。仿真验证了提出的鲁棒性光滤波器设计有效地提升了较大入射角下系统的性能,从而更好地支持接收机的移动性。然后,为了进一步提升随机入射角下的性能,本文对多色可见光通信中收发机的设计进行了改进。本文的改进设计从两方面入手。一方面,本文采用了大于色光个数的光滤波器来接收多色光信号,并提出了新型的适用于随机入射角场景下的光滤波器组结构。另一方面,本文对多色可见光通信发送端预编码和接收均衡矩阵设计算法进行了改进,并提出了高性能低复杂度的算法。仿真表明,所提出的新型光滤波器组结构与收发端设计算法相结合,可以使多色可见光通信系统在各个入射角下都能获得良好的性能。最后,本文对多色光DCO-OFDM(Direct-Current-Biased Optical OFDM)系统进行了分析和优化。在考虑LED低通特性和非线性特性的情况下,本文推导了DCO-OFDM预均衡和后均衡的可达速率,并对它们的可达速率进行了比较和分析。仿真和实验测试验证了理论结果的正确性。接着,本文从色度学和光度学角度分析了在照明亮度和色温的约束下各色LED光功率需要满足的条件,在有非线性削波的情况下给出了系统和速率表达式,从而建立了多色光直流偏置和交流功率的优化问题,并提出了有效的求解算法。仿真验证了优化后的各色光直流偏置和交流功率不仅能够保证照明质量,而且能够有效地提升系统的传输速率。

张明[3](2020)在《基于光学窄带滤光片影响因素的波长优化》文中指出光学薄膜干涉技术作为光学技术之一,在很多产品中都有着非常广泛的应用,尤其是基于薄膜干涉技术的光学窄带滤光片以其优良的光学特性在光通信系统中也有着举足轻重的作用。根据实际对光学窄带滤光片的角度以及温湿度特性进行分析和研究,扩大实际使用范围,并有效的增大产出,降低系统成本。

谢钟涛,余桂英[4](2020)在《高性能可调谐滤波片的优化设计方法》文中研究表明根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构来调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片。根据与密集波分复用(DWDM)系统相关的通道频率、插损、带宽、隔离度、偏振相关损耗(PDL)等八个标准,结合薄膜矩阵理论与新构造的评价函数,构建了一个可调谐滤光片膜系,通过改变各参数的权重因子,得到满足不同要求的最优膜系。利用构建的系统,优化设计了分别用于O波段和C波段100 GHz密集波分复用系统的具有高隔离度、低偏振相关损耗的角度调谐窄带滤光片。C波段膜系的最大调谐角度达11°,相邻通道隔离度可达-30.3 dB,最后对其透射特性以及影响调谐角度极限的因素进行了分析。

田原[5](2019)在《可见光通信系统基带传输关键技术研究》文中研究指明近年来,随着无线频谱资源稀缺问题严峻,可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC)应运而生。可见光通信技术是以可见光取代传统射频通信中的射频或微波频段的电磁波作为无线通信信号传递的载体来进行通信的技术。它具有节能环保、频段不受限、电磁干扰小和安全防窃听等优点,因此近些年各国研究人员对VLC技术进行了广泛的关注,系统传输速率不断提升,实用性不断变强,体现了VLC技术的巨大潜力和应用价值。本文在多色可见光传输场景中主要开展了扩展LED带宽的预均衡技术以及削弱多色光间干扰的发送预编码技术的研究,并在实验平台中加以测试与验证。本文具体研究内容如下:首先本文介绍可见光通信系统的基本原理,并结合多色可见光传输系统中核心器件(包括了LED,滤光片以及光电接收器等)的特征对点对点传输信道进行了建模。之后为了最大限度的提高可见光传输系统的谱效率,本文将采用改进的直流偏置正交频分复用方案,即直流偏置OFDM(Direct Current Biased OFDM,DCO-OFDM)。为了充分挖掘可见光系统的传输资源,本文还针对多色传输系统进行研究,并为有色域间干扰的情况下对信道建立了多输入与多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的模型。为了最大限度地拓展商用LED的传输带宽,论文研究了点对点可见光通信系统中的发射预均衡技术。本文从传统的均衡器方案出发,根据单发单收可见光通信系统的信道特性,提出三种预均衡方案:模拟滤波器预均衡、数字迫零频域预均衡、模拟和数字联合预均衡方案;随后结合实际系统,分别设计模拟滤波器预均衡和数字迫零预均衡方案,通过仿真和硬件验证以上两种方案在性能上的差别。最后综合考虑该两种方案在实现成本、难度和性能等多方面指标,确定了数字预均衡作为发送预均衡方案。之后考虑到单色光可见光通信系统对于提升系统信道容量的局限性,本文研究了多色可见光通信技术。但由于滤光片的非理想特性,多色可见光系统存在色域串扰,并且串扰随着用户的位置的变化而发生改变。为此,本文将考虑采用发送预编码技术来缓解上述串扰的影响。首先以最小化均方误差准则给出存在色域串扰的可见光通信系统预编码优化问题描述;然后,通过数学推导,提出了针对预编码矩阵行分块的求解方案。仿真表明本文提出的方案比现有文献中的收发循环迭代优化方法和梯度投影优化方法的性能更好,我们在硬件实验平台上验证了提出的预编码方案的有效性。最后本文介绍了两种可见光通信离线测试平台的FPGA设计方案以及DCO-OFDM多色可见光通信系统的演示平台的设计和实现方案;并给出了演示平台的硬件展示和关键性能指标。通过实际系统的搭建,我们证明了通过预均衡等技术,在红绿蓝(Red Green Blue,RGB)三色光通道的传输下,在3m的传输范围内,系统的净速率达到938.7Mbps,空口速率为1.25Gbps,误帧率小于10-4。

王敏[6](2019)在《高功率激光合束二向色镜研究》文中研究指明基于二向色镜的激光光谱合束系统主要是通过利用二向色镜的截止滤光特性来实现输出功率的倍增,具有合束效率高、光束质量好、输出功率大、系统简洁稳定等优点,是近年来高功率激光光谱合束领域新的研究方向。二向色镜作为系统的核心器件,其光学特性对合束系统的输出效果具有重大影响。本文首先介绍了激光合束系统的发展及应用现状,概述了其基本原理,并对粗糙表面散射理论的发展历程及二向色镜镀膜工艺、监控技术的发展进行了阐述。通过分析光在粗糙表面多层膜系结构的反射现象,建立了多层膜系粗糙表面反射模型。其次采用TFCalc软件设计优化得到二向色镜的膜系结构,并对二向色镜的反射现象进行模拟仿真,分析致使二向色镜的反射率产生变化的主要因素。进一步建立合束系统的输出评价指标,对系统的合束效率、光束质量等参量进行建模与仿真分析。总结仿真结果,对高功率激光合束二向色镜的关键参数提出指标要求。联合高端生产机构镀制得到高功率激光合束二向色镜,对二向色镜的实际参数进行测量,将模拟仿真所得到的结果与实际测量所得的结果进行对比,验证所建模型的合理性,并分析差异原因。最后,将二向色镜应用到激光合束系统中,对整个系统的实际输出结果进行测量。目前合束系统已经得到了10.12k W以上的高能激光输出,系统的合束效率高于97%,满功率输出下的合束效率可达98.9%。

王凯旋,刘定权[7](2017)在《亚纳米带宽滤光片的研究与发展》文中认为光学干涉滤光片是建立在光学薄膜干涉原理上的精密光学滤光器件,通过设计和改变膜系的结构和膜层的光学参数,可以获得各种光谱特性。本文从窄带滤光片的应用和发展入手,调研并总结了亚纳米带宽滤光片的设计和制备研究进展,并对亚纳米带宽滤光片的发展前景进行了展望。

李乃庚[8](2014)在《全波段薄膜滤波型CWDM系统研究》文中研究表明随着城域网建设的加快,更高速率、更大容量的信息传输成为了热点,人们希望得到更好的网络服务,但也希望有更低的消费支出,在这样的背景下,粗波分复用(CWDM,Coarse Wavelength Division Multiplexing)以其更低造价、较高速率、更好的适应性得到了日益广泛的应用。本文以法布里-珀罗滤光片为基础设计了单通道薄膜滤光片和多通道薄膜滤光片,用于CWDM系统的复用/解复用,并设计了CWDM的系统结构,测试薄膜滤波型复用器/解复用器的性能指标是否合格,并提出了高速率CWDM传输系统的系统结构,为进一步扩容打下了基础。在单通道薄膜滤波器的设计中,考虑到材料的稳定性,我们仍然选用Ta2O5和SiO2这两种常用材料做为高低折射率膜层的材料。为了设计出性能更佳的滤波器,先对单通道的特性影响因素:不同高低折射率之差、不同干涉级次、不同反射层数、不同腔数、不同的入射角度进行了分析,在此基础之上,运用数学上的计算方法找到了性能较好的基本膜层结构,然后将这些膜层结构作对比分析,确定一个相对最优解,并制作出了18个单通道薄膜滤波器。在多通道薄膜滤波器的设计中,采用了均衡型结构的设计,这样构成的波分复用/解复用器结构更加合理,大大减小了插入损耗。为了提高设计效率,增强滤波器性能,分析了多通道特性影响因素:不同间隔层厚对通道间隔的影响、不同间隔层厚对纹波的影响、反射膜系对带宽的影响、不同位置的间隔层对带宽和纹波的影响。在此基础上提出8通道复用器/解复用器的基本结构,并将几种性质较优的结构进行了对比分析,设计了用于8通道的复用器/解复用器。薄膜滤波器设计完成后,对CWDM传输系统进行了结构设计,将8通道复用器/解复用器应用于CWDM系统中进行了性能的检测,参照CWDM系统技术标准对重要参数进行了对比,证明了均衡型薄膜滤波器的优越性,同时,针对CWDM容量较小的问题进行了研究,提出了高速率CWDM传输系统的方案。

唐昊龙[9](2014)在《混合型波分复用系统中薄膜滤光片的研究》文中指出混合型波分复用技术通过对传统稀疏波分复用技术与宽光谱掺铒光纤放大技术的结合使用,具备了数据传输距离远、通信效率高、抗干扰和保密性能好、结构简单、可快速组建等特点,一经问世就引起了光纤通信领域的广泛关注。但该技术对所使用的复用/解复用滤光片和增益平坦滤光片技术要求特别严格,以目前的光学薄膜制备技术研制两种滤光片难度很大,这也成为了限制混合型波分复用技术发展的主要因素。为此,本文针对混合型波分复用系统中复用/解复用滤光片和增益平坦滤光片的使用要求,通过对合金靶溅射特性、复合薄膜沉积工艺、膜系设计、制备技术、测试技术进行了详尽的理论分析和实验研究,简化了实验步骤,并利用更少的膜层研制出了低损耗CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)滤光片和高增益平坦度GFF(Gain Flattering Filter)滤光片,具体研究内容如下。首先采用Ta-Nb合金作为溅射靶材,02为反应气体,采用离子束反应溅射技术制备了一种新型复合薄膜。分别利用分光光度计、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜和原子力显微镜对制备的复合薄膜的光学特性、结晶状态、成份配比、薄膜表面微结构和表面形貌进行了表征与分析,实验结果显示:相比于Ta2Oj和Nb2O5薄膜,复合薄膜更适用于研制薄膜层数多、薄膜吸收损耗低的滤光片,因此可替代Ta205或Nb2O5作为研制混合型波分复用系统中薄膜器件的薄膜材料。其次对不同离子束工艺参量下制备的复合薄膜、Si0:薄膜的特性进行了深入研究,系统的分析了氧气充入方式对复合薄膜特性产生的影响,并对膜厚均匀性进行修正,为研制低损耗CWDM滤光片与GFF滤光片提供了必要的条件。通过正交矩阵法进行离子源工艺参量优化实验,与传统实验方法进行对比可知,正交矩阵法需要更少的实验次数即可获取较理想的工艺参量,这对简化实验步骤、缩短滤光片的研发周期有较大帮助。另外,还建立了一套完善的膜系寻优设计方法,并对膜堆叠加、匹配层优化等技术进行了深入研究,选用复合薄膜与SiO2作为高低折射率薄膜材料,以WMS-13作为基底玻璃,利用较少的膜层数设计出了满足混合型波分复用系统使用要求的低损耗CWDM滤光片和高增益平坦度的GFF滤光片膜系。根据膜系的结构,研究并制定了采用双离子束溅射法制备CWDM滤光片、GFF滤光片的膜厚监控方案。在低损耗CWDM滤光片研制过程中,采用光电极值法控制各腔内的规整膜层厚度,采用平均时间法控制耦合层厚度。在GFF滤光片研制过程中,采用时间监控法控制膜层厚度。并分别对两种薄膜进行多次沉积,将其结果进行最小二乘拟合得到复合薄膜、SiO2薄膜的沉积速率。实验结果显示:采用上述方法可一定程度上提高离子束溅射系统的膜厚控制精确度,保证低损耗CWDM滤光片和GFF滤光片制备工作可顺利完成,并为高精密薄膜器件的制备提供了更好的膜厚控制方案。研制的低损耗CWDM滤光片和GFF滤光片经过光谱特性测试系统检测,具体数据为低损耗CWDM滤光片的通带中心波长为1551.1nm,通带峰值最大插入损耗-0.09dB,通带波纹在0.04dB范围内变化,在-0.5dB处通带宽17.1nm,在-35dB处带宽24.2nm,通带矩形度为0.707,截止区域的截止度均高于-40dB;GFF滤光片的波长独立损失WIL=0.063dB,误差函数EF的极大值与极小值之差为EFp-p=0.198dB;经过测试所研制的滤光片均可满足混合型波分复用系统的使用要求,本文的相关研究均取得了较满意的实验结果。

段玉华[10](2009)在《光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究》文中进行了进一步梳理随着光通信等行业对光学薄膜型滤波器件的要求越来越高,光学薄膜的设计正面临新的挑战。光学介质薄膜窄带滤波器要求有极低的插入损耗,极小的波纹,高隔离,优良的热能和环境稳定性等,在设计中要考虑这些因素。论文较系统的研究了光学薄膜窄带滤波器件的设计方法,设计了几种类型的薄膜,探讨了一种优化能力强的设计方法,主要涉及以下几个方面内容:首先,介绍了光通信用光学薄膜型滤波器件的发展现状,论述了光学薄膜设计方法的国内外研究现状和发展趋势。分析了影响光谱特性的因素和解决方法。给出光学薄膜设计的理论基础,推导出了薄膜系统的反射和透射率的数学计算公式,并导出多层膜的特征矩阵,为后面的薄膜优化设计做了必要的理论准备。其次,研究了窄带滤波器常用的两种解析设计方法,比较它们之间的优劣并研究其分别适用的领域。用这两种方法分别设计了单腔、双腔和多腔窄带滤光片。并指出随着设计难度的增加,这两种设计方法的不足。最后,分析了窄带滤波器的膜系结构特点,以及影响其光谱特性的因素。将模拟退火遗传算法应用于滤波器膜系的优化设计中。通过分析计算膜系的特征矩阵,建立了对膜系结构敏感的适应度函数,并在多腔后加一反射层来减小通带的波纹。以分插复用3-skip-1 100 GHz滤波器为例,来设计通带带宽和截止带宽等各项指标满足设计要求的窄带滤波器。

二、波分复用薄膜干涉窄带滤光片的设计(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、波分复用薄膜干涉窄带滤光片的设计(论文提纲范文)

(1)近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景介绍
    1.2 亚纳米带宽滤波技术
        1.2.1 声光调制技术
        1.2.2 原子滤波技术
        1.2.3 法布里-珀络标准具形式的滤波器
        1.2.4 薄膜干涉滤光技术
    1.3 窄带干涉滤光片的原理及应用
        1.3.1 窄带干涉滤光片的原理
        1.3.2 超窄带干涉滤光片的应用
    1.4 本论文的研究内容及成果
第2章 亚纳米带宽滤光片的设计与分析
    2.1 自动优化设计方法
    2.2 基于F-P滤光片的设计
        2.2.1 类比微波滤波器的设计方法
        2.2.2 类比LC电路滤波器的设计方法
        2.2.3 迭代Chebyshev方法
    2.3 用Matlab程序实现的亚纳米带宽滤光片设计
        2.3.1 构建评价函数
        2.3.2 程序设计
        2.3.3 膜系设计实例
    2.4 小结
第3章 薄膜沉积与滤光片的制备
    3.1 常见的光学薄膜制备技术
        3.1.1 热蒸发技术
        3.1.2 离子束辅助沉积技术
        3.1.3 离子束溅射沉积技术
        3.1.4 原子层沉积技术
    3.2 薄膜沉积设备介绍
    3.3 膜层沉积工艺
    3.4 薄膜材料的选择及其特性
        3.4.1 光学薄膜材料的选择
        3.4.2 光学常数的测定方法
        3.4.3 Ta_2O_5薄膜的光学特性
        3.4.4 SiO_2薄膜的光学特性
    3.5 膜厚分布均匀性的调整
    3.6 监控方法分析
        3.6.1 时间监控技术
        3.6.2 石英晶体监控
        3.6.3 光电极值法
        3.6.4 监控实施
    3.7 小结
第4章 测量与误差分析
    4.1 滤光片的测量
        4.1.1 测量设备的搭建
        4.1.2 测量前的调试与准备
        4.1.3 测量结果及分析
    4.2 制备过程中的误差分析
        4.2.1 光学常数误差
        4.2.2 厚度误差
    4.3 误差对滤光片光谱曲线的影响
        4.3.1 膜系误差灵敏度分析
        4.3.2 随机膜厚误差对设计滤光片的影响
    4.4 小结
第5章 滤光片的可靠性和光谱稳定性研究
    5.1 可靠性实验
    5.2 湿度对滤光片光谱特性的影响
    5.3 温度对滤光片光谱特性的影响
        5.3.1 温度对膜层材料物理特性的影响
        5.3.2 基片的线膨胀系数对滤光片温度稳定性的影响
        5.3.3 滤光片的温度稳定性实验
    5.4 入射角度对滤光片光谱特性的影响
    5.5 退火温度对滤光片表面形貌和光谱特性的影响
        5.5.1 光谱特性变化
        5.5.2 表面形貌变化
        5.5.3 截面形貌变化
    5.6 质子辐照对滤光片光谱特性的影响
    5.7 小结
第6章 总结与展望
    6.1 研究过程
        6.1.1 确定膜系设计方法
        6.1.2 滤光片的制备
        6.1.3 光谱测量与误差分析
        6.1.4 可靠性和稳定性研究
    6.2 主要研究结果
    6.3 主要创新点
    6.4 展望及后续工作建议
参考文献
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果

(2)基于多色LED的宽光谱通信理论与技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
英文缩略词说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 可见光通信发展动态
        1.2.1 可见光通信国际发展动态
        1.2.2 可见光通信国内发展动态
    1.3 多色可见光通信技术简介
        1.3.1 信道模型
        1.3.2 调制方式
        1.3.3 实验系统研发
    1.4 前人相关工作综述
        1.4.1 多色可见光通信中的光滤波器设计
        1.4.2 光滤波器通带偏移效应的对抗方法
        1.4.3 多色可见光通信中收发机改进设计
        1.4.4 多色OFDM可见光通信的信道均衡
        1.4.5 多色OFDM可见光通信的功率分配
    1.5 论文的研究内容和章节安排
第二章 多色可见光通信中光滤波器设计
    2.1 引言
    2.2 系统模型
        2.2.1 光滤波器模型
        2.2.2 LED光谱模型
        2.2.3 信道模型
        2.2.4 信号模型
    2.3 单色检测下SINR最大化光滤波器设计
    2.4 多色联合检测下光滤波器设计
        2.4.1 LMMSE多色联合检测下总MSE最小化
        2.4.2 ML多色联合检测下互信息最大化
    2.5 仿真结果分析
        2.5.1 系统配置
        2.5.2 多色光传输信道模型的实验验证
        2.5.3 单色检测下SINR最大化设计结果
        2.5.4 LMMSE多色联合检测下总MSE最小化设计结果
        2.5.5 ML多色联合检测下互信息最大化设计结果
    2.6 不同准则下优化的光滤波器比较
    2.7 本章小结
第三章 随机入射角度下鲁棒性光滤波器设计
    3.1 引言
    3.2 系统模型
        3.2.1 光滤波器通带随入射角的偏移效应
        3.2.2 信道模型
        3.2.3 度量指标:归一化MSE
    3.3 统计平均鲁棒性光滤波器设计
        3.3.1 问题建立
        3.3.2 优化算法
    3.4 最差情况鲁棒性光滤波器设计
        3.4.1 问题建立
        3.4.2 优化算法
    3.5 仿真结果分析
        3.5.1 统计平均鲁棒性光滤波器设计结果
        3.5.2 最差情况鲁棒性光滤波器设计结果
        3.5.3 不同鲁棒性准则优化的光滤波器比较
        3.5.4 BER比较
    3.6 本章小结
第四章 多色可见光通信中收发机改进设计
    4.1 引言
    4.2 新型的重叠覆盖光滤波器组结构
        4.2.1 结构描述
        4.2.2 信道模型
    4.3 基于重叠覆盖光滤波器组的接收机设计
        4.3.1 信号模型
        4.3.2 接收机分析与设计
        4.3.3 仿真结果分析
    4.4 基于重叠覆盖光滤波器组的收发机联合设计
        4.4.1 信号模型
        4.4.2 问题建立
        4.4.3 优化求解
        4.4.4 复杂度分析
        4.4.5 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 多色OFDM可见光通信系统分析与优化
    5.1 引言
    5.2 DCO-OFDM可见光通信系统模型
        5.2.1 发射机
        5.2.2 VLC信道
        5.2.3 接收机
        5.2.4 多色光DCO-OFDM传输
    5.3 DCO-OFDM预均衡和后均衡性能分析
        5.3.1 预均衡和后均衡方案介绍
        5.3.2 可达速率比较
        5.3.3 信道参数对可达速率之差的影响
        5.3.4 讨论
        5.3.5 仿真和实验结果分析
    5.4 多色光DCO-OFDM直流偏置和交流功率优化
        5.4.1 多色光照明条件的约束
        5.4.2 多色DCO-OFDM功率优化问题的建立
        5.4.3 多色DCO-OFDM功率优化问题的求解
        5.4.4 仿真结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文研究内容总结
    6.2 未来研究方向展望
参考文献
作者攻读博士学位期间的研究成果
致谢

(3)基于光学窄带滤光片影响因素的波长优化(论文提纲范文)

0 引言
1 光学薄膜干涉窄带滤光片的性能要求
2 滤光片性能参数影响的主要因素
    2.1 实际入射角度对其光学性能的影响
    2.2 温度特性对光学性能的影响
    2.3 湿度特性对光学性能的影响
3 滤光片特性在器件中的应用及测试
    3.1 角度特性在器件应用的实验及结果
    3.2 温度特性应用烘烤工艺的实验及结果
4 结语

(4)高性能可调谐滤波片的优化设计方法(论文提纲范文)

1 引 言
2 理论分析
    2.1 薄膜特征矩阵与角度调谐原理
    2.2 膜系评价的关键参数及计算方法
3 膜系优化算法设计
    3.1 评价函数的构造
    3.2 优化方法
        3.2.1 腔数的选择
        3.2.2 单腔结构的优化设计
4 100 GHz DWDM滤波片的膜系设计及结果分析
5 最大可调谐角度的影响因素分析
6 结 论

(5)可见光通信系统基带传输关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略词
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景
        1.1.1 可见光通信中的正交频分复用技术
        1.1.2 可见光MIMO技术研究现状
        1.1.3 多色光通信系统研究现状
    1.2 硕士主要研究工作和本文章节安排
第二章 可见光通信系统概论
    2.1 引言
    2.2 可见光通信基本原理
        2.2.1 电光、光电转换器件
        2.2.2 发射模拟后端电路
        2.2.3 滤光片特性
        2.2.4 接收模拟前端电路
    2.3 单发单收可见光通信系统信道特性
        2.3.1 系统模型
        2.3.2 可见光通信信道特性
    2.4 OFDM可见光通信系统模型
    2.5 多色可见光MIMO通信系统
        2.5.1 系统模型
        2.5.2 多色可见光MIMO信道测量结果
    2.6 本章小节
第三章 OFDM可见光通信系统发送预均衡技术研究
    3.1 引言
    3.2 常用均衡器方案
        3.2.1 接收后均衡器方案
        3.2.2 发送预均衡器方案
    3.3 可见光通信系统预均衡方案
        3.3.1 模拟预均衡方案
        3.3.2 数字预均衡方案
        3.3.3 模拟与数字联合预均衡方案
    3.4 仿真性能分析及硬件平台验证
        3.4.1 模拟预均衡滤波器硬件测试结果
        3.4.2 数字预均衡仿真结果
        3.4.3 不同预均衡方案在实际信道下的验证与分析
    3.5 本章小结
第四章 RGBA多色可见光MIMO系统预编码优化
    4.1 引言
    4.2 最小化均方误差预编码优化问题的提出
    4.3 最小化均方误差预编码优化问题的求解
        4.3.1 基于循环迭代的优化算法
        4.3.2 梯度投影优化算法
        4.3.3 基于行分块的优化算法
    4.4 仿真性能分析及硬件平台验证
        4.4.1 仿真结果
        4.4.2 硬件平台测量结果
    4.5 本章小节
    4.6 附录
        4.6.1 引理1 证明
        4.6.2 引理2 证明
第五章 可见光通信系统硬件平台设计
    5.1 引言
    5.2 可见光通信离线测试平台
        5.2.1 基于Microblaze和 JTAG的离线测试平台
        5.2.2 基于以太网和DDR3 的离线测试平台
    5.3 室内可见光实时通信系统
        5.3.1 演示平台器件选型
        5.3.2 演示平台基带设计方案
        5.3.3 演示平台性能及展示
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 进一步研究方向
参考文献
作者简介
致谢

(6)高功率激光合束二向色镜研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外发展情况简介
        1.2.1 光谱合束系统发展
        1.2.2 粗糙表面散射理论发展
        1.2.3 二向色镜镀制相关技术发展
    1.3 本文主要工作
2 二向色镜反射性质理论研究
    2.1 粗糙表面反射理论
    2.2 粗糙表面多层膜系反射模型
    2.3 粗糙表面多层膜系分层模型
    2.4 本章小结
3 二向色镜关键参数分析
    3.1 二向色镜激光合束系统
    3.2 激光合束二向色镜设计
    3.3 二向色镜参数仿真分析
        3.3.1 表面粗糙度对二向色镜反射率曲线的影响
        3.3.2 膜厚误差对二向色镜反射率曲线的影响
        3.3.3 入射角度对二向色镜反射率曲线的影响
    3.4 本章小结
4 合束系统输出评价
    4.1 合束效率评价
        4.1.1 合束效率理论模型
        4.1.2 合束效率仿真分析
    4.2 合束光光束质量评价
        4.2.1 桶中环围功率理论
        4.2.2 光束质量仿真及结果分析
    4.3 本章小结
5 二向色镜实际效果
    5.1 二向色镜主要参数实测
    5.2 仿真与实测结果对比分析
    5.3 二向色镜激光合束系统实际输出效果
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况:

(8)全波段薄膜滤波型CWDM系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 WDM 的发展现状
    1.2 光学薄膜技术的设计基础
        1.2.1 光学薄膜的设计理论
        1.2.2 光学薄膜的制备技术
    1.3 光学薄膜的应用领域
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 波分复用(WDM)及薄膜滤波器的理论分析
    2.1 波分复用(WDM)理论分析
        2.1.1 波分复用(WDM)原理
        2.1.2 波分复用系统组成及功能
    2.2 薄膜滤波器的理论基础
        2.2.1 光的电磁理论
        2.2.2 薄膜滤波器光学特性分析
    2.3 薄膜滤波器的基本原理
        2.3.1 法布里-珀罗滤光片
        2.3.2 全介质法布里-珀罗滤光片
    2.4 本章小结
第3章 用于 CWDM 的单通道 F-P 型薄膜滤波器的设计
    3.1 CWDM 复用器和解复用的选择
    3.2 CWDM 薄膜滤波器的设计基础
        3.2.1 CWDM 系统对薄膜滤波器的设计要求
        3.2.2 CWDM 薄膜滤波器的结构
    3.3 单通道 CWDM 薄膜滤波器的设计
        3.3.1 薄膜材料的选择
        3.3.2 单通道特性影响因素分析
        3.3.3 薄膜滤波型 CWDM 的设计过程
        3.3.4 薄膜滤波器的设计结果
    3.4 本章小结
第4章 用于 CWDM 的多通道 F-P 型薄膜滤波器的设计
    4.1 薄膜滤波型 CWDM 复用器和解复用的结构
    4.2 多通道 CWDM 窄带滤光片的设计基础
    4.3 多通道 CWDM 窄带滤光片的设计
        4.3.1 多通道特性影响因素分析
        4.3.2 多通道滤波器设计过程
    4.4 插入损耗特性的计算
    4.5 本章小结
第5章 薄膜滤波型 CWDM 系统性能测试
    5.1 CWDM 的性能指标
        5.1.1 中心波长的标准化
        5.1.2 CWDM 的器件性能参数指标
    5.2 实验验证
        5.2.1 系统搭建
        5.2.2 数据分析及对比
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
作者简介
致谢

(9)混合型波分复用系统中薄膜滤光片的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 离子束溅射技术的发展
    1.3 波分复用技术的发展
        1.3.1 光网络复用技术简介
        1.3.2 波分复用系统主要形式
        1.3.3 波分复用系统在传输网中的定位
        1.3.4 混合型波分复用系统简介
    1.4 混合型波分复用系统中的薄膜滤光片
    1.5 本论文主要研究内容
    1.6 小结
第二章 合金靶的离子束溅射特性解析
    2.1 离子束溅射参量的表征
    2.2 合金靶溅射特性的理论分析
        2.2.1 溅射合金靶面成分的稳定时间条件
        2.2.2 表面原子结合能模型
        2.2.3 合金成分的选择性溅射现象及分析
    2.3 离子束溅射沉积化合物薄膜主要方式
    2.4 离子束反应溅射沉积过程的基本方式
        2.4.1 不同离子束反应溅射沉积薄膜生长机理
        2.4.2 反应气体与材料的作用形式
    2.5 离子束反应溅射沉积化合物薄膜的表征
        2.5.1 透射光谱特性分析
        2.5.2 X射线衍射(XRD)分析
        2.5.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
        2.5.4 原子力显微镜(AFM)分析
        2.5.5 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.5.6 薄膜应力分析
    2.6 小结
第三章 复合薄膜的沉积特性研究
    3.1 实验设备
        3.1.1 真空系统
        3.1.2 溅射系统
        3.1.3 膜厚控制系统
    3.2 复合薄膜性质的表征
    3.3 离子源气体充入方式研究
    3.4 不同辅助源参数沉积薄膜特性研究
        3.4.1 薄膜的光学特性研究
        3.4.2 薄膜的表面形貌研究
        3.4.3 薄膜的应力研究
    3.5 薄膜厚度的均匀性修正研究
    3.6 正交矩阵实验研究
        3.6.1 正交矩阵实验的基本原理
        3.6.2 正交矩阵实验流程
    3.7 小结
第四章 低损耗稀疏波分复用窄带滤光片的研制
    4.1 低损耗稀疏波分复用滤光片技术指标
    4.2 低损耗稀疏波分复用滤光片的膜系设计
        4.2.1 法布里珀罗滤光片基本结构
        4.2.2 多腔法布里珀罗滤光片设计原理
        4.2.3 低损耗稀疏波分复用滤光片寻优设计
        4.2.4 短波截止带的展宽设计
        4.2.5 匹配层的优化设计
        4.2.6 背面增透膜的设计
    4.3 薄膜厚度监控技术研究
        4.3.1 极值法监控曲线分析
        4.3.2 导纳轨迹图分析
    4.4 低损耗稀疏波分复用滤光片的制备
    4.5 低损耗稀疏波分复用滤光片测试
        4.5.1 稀疏波分复用滤光片测试系统简介
        4.5.2 稀疏波分复用滤光片透射光谱测试
        4.5.3 稀疏波分复用滤光片使用环境测试
    4.6 小结
第五章 增益平坦滤光片的研制
    5.1 增益平坦滤光片的技术指标
    5.2 增益平坦滤光片的膜系设计
    5.3 薄膜沉积速率的精确标定
        5.3.1 增益平坦滤光片膜层敏感度研究
        5.3.2 多层膜沉积速率随机误差研究
        5.3.3 沉积速率标定实验及结果
    5.4 增益平坦滤光片的制备
    5.5 增益平坦滤光片的测试
        5.5.1 增益平坦滤光片测试系统简介
        5.5.2 增益平坦滤光片透射光谱测试
        5.5.3 增益平坦滤光片使用环境测试
    5.6 小结
结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的学术成果
作者简介

(10)光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光学薄膜设计方法的发展历史和现状
    1.3 光学薄膜型波分复用器件
    1.4 光分插复用连接器
        1.4.1 OADM 在 WDM 通信技术发展中的作用
        1.4.2 OADM 功能结构分类
    1.5 论文的研究目的与意义
    1.6 论文的主要内容
第2章 光学薄膜设计的基本理论
    2.1 薄膜光学系统的理论分析基础
        2.1.1 介质中的电磁波
        2.1.2 导纳方程
        2.1.3 光波在介质界面上的反射与折射
        2.1.4 光学薄膜的特征矩阵
        2.1.5 光学膜系的光学性质
    2.2 光学膜系优化设计的基本原理
    2.3 本章小结
第3章 窄带滤波器的两种设计方法
    3.1 引言
    3.2 法布里-珀罗滤光片
        3.2.1 单腔滤光片
        3.2.2 多腔滤光片
    3.3 史密斯方法
    3.4 等效周期法
    3.5 解析设计方法的不足
    3.6 本章小结
第4章 遗传模拟退火算法设计膜系
    4.1 引言
    4.2 遗传模拟退火算法概述
        4.2.1 遗传算法概述
        4.2.2 遗传算法基本原理的研究与分析
        4.2.3 遗传算法与其它搜索方法的比较
        4.2.4 遗传算法在应用中的主要缺陷
        4.2.5 模拟退火算法
        4.2.6 遗传算法与模拟退火算法的结合
    4.3 优化处理过程
        4.3.1 窄带滤光片结构分析
        4.3.2 3-skip-1 滤波器
        4.3.3 理论模型
        4.3.4 优化设计
    4.4 设计结果
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

四、波分复用薄膜干涉窄带滤光片的设计(论文参考文献)

  • [1]近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究[D]. 王凯旋. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
  • [2]基于多色LED的宽光谱通信理论与技术研究[D]. 葛鹏飞. 东南大学, 2021(02)
  • [3]基于光学窄带滤光片影响因素的波长优化[J]. 张明. 信息通信, 2020(01)
  • [4]高性能可调谐滤波片的优化设计方法[J]. 谢钟涛,余桂英. 光学学报, 2020(08)
  • [5]可见光通信系统基带传输关键技术研究[D]. 田原. 东南大学, 2019(03)
  • [6]高功率激光合束二向色镜研究[D]. 王敏. 南京理工大学, 2019(06)
  • [7]亚纳米带宽滤光片的研究与发展[A]. 王凯旋,刘定权. 2017年光学技术研讨会暨交叉学科论坛论文集, 2017
  • [8]全波段薄膜滤波型CWDM系统研究[D]. 李乃庚. 吉林大学, 2014(10)
  • [9]混合型波分复用系统中薄膜滤光片的研究[D]. 唐昊龙. 长春理工大学, 2014(07)
  • [10]光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究[D]. 段玉华. 燕山大学, 2009(07)

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用于波分复用的薄膜干涉窄带滤波器的设计
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