一、K-F系统中的波前相位调制与光强调制的转换（论文文献综述）
刘佑祺[1]（2021）在《光纤传感器测量三维微观表面形貌系统的优化设计》文中认为随着测量技术的更新,光纤传感器作为一类重要的传感技术,被广泛应用于航空研究,国防军用,信息交互,医学仪器,机器生产自动化等领域。其作为一种非接触式传感测量的方式为微观表面形貌测量提供了一种新的测量方案,逐渐取代传统的接触测量方式,成为信息传感技术的先锋,本文设计了一套反射式强度调制型光纤位移传感器测量系统,目的是实现三维微观表面形貌的重构。研究内容如下:（1）分析光纤传感器表面形貌测量的理论。文中研究了光纤的光学特性,光纤传感器的测量原理,不同探头结构的调制特性以及反射式强度调制型光纤传感器的测量原理,并给出影响系统测量精度与稳定性的具体因素。（2）设计光强补偿系统。通过分析传统光强度补偿方法及其光强补偿效果,提出了本文使用的双通道光强补偿法以及智能算法补偿法,分别使用粒子群和萤火虫两种智能算法对BP神经网络进行了优化,同时分析了基于硬件和软件两大类光强补偿方法的性能。（3）构建反射式光纤传感器表面形貌测量系统。主要说明了测量系统硬件构成,以及硬件各部分基本特性以及参数选型,基于系统测量功能要求用labview模块化程序进行了系统控制软件设计,实验调试确保测量系统可以正常工作,标定减少初始误差,通过光强补偿方法优化了系统性能,最后分析了系统各种测量因素的影响,对三维表面微观形貌进行了测量重构。研究结果表明,本文研究的反射式光纤位移传感器测量系统实现三维微观形貌表面重构这一方案是可行的,并用硬件方面和软件方面的光强补偿提升了其测量准确度。
范佳鑫[2]（2021）在《液晶空间光调制器光束指向控制方法研究》文中研究说明液晶空间光调制器（Liquid Crystal Spatial Light Modulator,LCSLM）是一种可编程相位调制光学器件,通过施加电压来调制入射光束的波前相位,从而实现光束偏转,具有扫描速度快、波束捷变、分辨率高等特点。在激光雷达系统、激光整形和空间光通信等领域得到广泛应用。由于液晶空间光调制器制造工艺水平的限制以及大气干扰等影响,导致光束偏转角度误差增大,指向精度下降。因此采用基于粒子群算法的优化方法和BP神经网络PID控制策略,分别开展液晶空间光调制器光束指向精度优化和LCSLM光束偏转闭环控制系统研究,具体内容如下:（1）研究液晶空间光调制器光束调制机理,分析液晶分子的电光特性,介绍了反射式液晶空间光调制器基本结构,计算液晶盒内总的吉布斯自由能,采用差分迭代法求解自由能密度,推导出液晶分子指向矢分布,由单轴晶体折射率各向异性得到电压与液晶相位延迟对应关系;基于基尔霍夫衍射理论,探究了液晶空间光调制器偏转光束的远场光强分布,为液晶空间光调制器指向精度优化提供理论支撑。（2）光束调制过程中因受扰动因素影响导致指向精度下降,基于光束偏转基本原理,建立了液晶空间光调制器光束偏转模型;分析了边缘效应、电极占空比、液晶盒面起伏、电压量化和外加电场频率等因素对出射光束波前相位造成的畸变,提出基于粒子群算法的指向精度优化方法,以远场光束偏转角为优化目标,经仿真结果表明,该算法能够很好地降低光束偏转角度误差,优化后的光束偏转角接近于理想角度。（3）针对光束偏转响应速度慢、稳定性差、易受干扰等问题,开展液晶空间光调制器系统建模及控制系统设计研究,分析液晶的弛豫特性,通过系统辨识建立了液晶空间光调制器的控制模型;由于传统PID控制系统具有超调大、调节时间长,易受干扰等缺点,因此采用BP神经网络控制策略,搭建液晶空间光调制器光束偏转闭环系统。仿真结果表明,基于BP神经网络PID控制系统可以在线学习调节控制参数,对超调有很好的抑制效果,系统抗干扰能力也得到提升,BP神经网络PID控制策略对于液晶空间光调制器光束偏转闭环系统具备更好的稳定性和鲁棒性,为液晶相控阵高精度光束指向的需求提供了理论依据和指导。
吴琰[3]（2020）在《复杂大气对自由空间光通信影响及改善方法的研究》文中研究表明自由空间光通信（FSO）是一种以光束为信息载体,在视线无遮挡的空间信道中进行点对点传输的无线通信技术。自由空间光通信系统同时具备了微波通信与光纤通信优点,比如容量大、建网快、无需授权、保密性好等,可用于电信“最后一公里”或者局域网的楼宇间链路。然而,地面自由空间光通信系统性能不仅受系统指向误差的影响,还受大气信道的影响较大（在大气信道中,复杂大气,如云、雾、雨、雪、气溶胶、湍流等情况经常发生）。因此,研究复杂大气环境对自由空间光通信系统性能的影响机理以及相应改善方法具有重要的工程应用价值。本文针对自由空间光通信系统的工程应用,从理论上研究了复杂大气环境对通信系统的影响机理及其改善方法,并且通过仿真的方法对系统性能进行了对比分析。本文主要工作内容与创新点:（1）空地激光通信系统性能主要受自由空间与复杂大气影响,分析空地激光通信信道中常见的大气环境（雾霾、云、湍流）、光束扩展、天空背景光、指向性误差对通信系统接收光功率的影响;利用接收信号光功率和接收天空背景光功率得到基于强度调制/直接检测的自由空间光通信系统链路余量、可达速率和误码率等系统性能参数的数学表达式。仿真计算了大气环境对空地激光通信系统性能的影响,分析了海拔高度与通信系统性能的关系,比较了非归零码开关键控调制方案和脉冲位置调制方案对系统性能的影响。（2）考虑到天气环境、不同湍流模型（Malaga模型和Exponential Weibull模型）以及零视轴指向性误差模型等因素对FSO通信系统的影响,建立了不同的联合信道统计模型,并利用数学工具H函数和Meijer-G函数推导出基于OOK调制的FSO通信系统的平均误码率、平均信道容量以及中断概率等参数及其新的数学解析式。仿真分析了在不同的湍流强度、不同能见度和不同抖动程度的条件下,不同的光束发散角和不同接收机孔径尺寸对系统性能的影响。（3）考虑天气环境、Exponential Weibull湍流、以及非零视轴广义指向性误差等因素对部分相干光FSO通信系统建立联合信道模型,并利用H函数和Meijer-G函数推导出基于开关键控调制的FSO通信系统的平均误码率、平均信道容量以及中断概率等性能参数的新的数学表达式。对激光波长为1550nm且链路长度为lkm的部分相干光FSO通信系统性能进行仿真,并分析空间相干长度、发射机平面光斑尺寸、接收机孔径直径、以及视轴偏移等参数对通信系统性能的影响。（4）在Malaga湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,对基于选择合并技术的混合自由空间光通信/射频（FSO/RF）通信系统性能进行研究。在考虑零视轴指向性误差的情况下,推导了采用副载波调制和强度调制直接检测方案的选择合并混合FSO/RF系统的平均误码率和中断概率,并利用Meijer-G函数和扩展广义双变量Meijer-G函数获得其新的闭合解。在不同的副载波调制方式、湍流强度、指向性误差和RF信道衰弱参数m情况下,比较分析了混合FSO/RF系统和单FSO系统的误码率和中断概率性能。（5）对联合孔径平均、相干调制和选择合并技术的混合FSO/RF通信系统（Exponential Weibull湍流信道和Nakagami-m衰弱信道）性能进行了分析。利用数学工具Meijer-G函数、扩展广义双变量Meijer-G函数以及广义高斯拉盖尔积分的级数展开式,推导出了系统的平均误码率和中断概率的新数学解析式。在不同的副载波调制方式、湍流强度、指向性误差和RF信道衰弱参数m情况下,比较分析了混合FSO/RF并行系统、混合FSO/RF双跳系统和单FSO系统的误码率和中断概率性能;考察了孔径平均技术对混合FSO/RF系统性能的影响。
徐志强[4]（2020）在《神经网络模型在光学变频哈特曼波前传感技术中的应用》文中指出波前传感技术作为一种光束像差测量手段已被广泛应用于天文观测、激光光束净化和光学检测等多个领域。在上述应用领域蓬勃发展的背景下,提高波前传感器探测性能的相关研究受到广泛关注,各种新颖的波前传感技术不断涌现。目前,波前传感技术的探测原理主要在线性光学范畴内,性能优化主要涉及测量速度、测量精度、动态范围等。而非线性光学变频技术作为一种拓展激光波长的有效技术手段,将其与波前传感技术相结合,可以使可见光、近红外波段高性能波前传感器的探测范围向长波方向拓展,对于提高红外波段激光的波前探测性能具有重要的应用价值。然而倍频过程中的相位映射关系拟合问题,以及倍频光波前的精准探测问题严重地限制了基于相位映射关系的变频波前传感技术的发展。得益于近年来计算机技术的进步,本文首次将神经网络模型用于变频波前探测领域,以光学变频哈特曼波前传感技术为研究对象,从理论上构建含波前畸变倍频理论模型,分析倍频过程的相位传递机制。在此基础上,借助神经网络模型的强大拟合性能,围绕变频探测中的复杂相位映射关系求解问题和倍频光波前精准探测问题进行了深入研究,并取得了一系列研究成果。首先,针对倍频过程中复杂相位映射关系的求解问题,推导了含波前畸变倍频理论模型,并对理论模型的准确性进行了仿真与实验验证。基于建立的理论模型,以Zernike模式系数作为参量分析了倍频过程中基频光与倍频光的相位映射关系及其影响因素。首次得到了忽略走离效应的情况下,基频光与倍频光在Zernike模式系数上的线性映射关系,并基于该线性关系简化了倍频光波前的数值计算过程。其次,针对上述数值模型逆向求解速度慢,难以满足实际波前探测应用的问题,提出了一种基于前馈神经网络模型的倍频波前预测算法。将基频光与倍频光的波前Zernike系数分别作为网络模型的目标输出和输入值,并针对网络参数进行了优化。测试结果表明在不同程度走离效应的影响下,该算法均可以准确拟合基频光、倍频光之间的相位映射关系,其预测时间不足0.1秒,相比数值计算方法可提高近3个数量级,该算法为实现变频波前的实时探测提供了可能性。此外,为了解决倍频光波前精准探测的问题,提出了一种针对稀疏子孔径哈特曼传感器的波前复原算法。该算法利用神经网络模型来拟合稀疏子孔径内高阶像差对质心位移造成的非线性影响。基于仿真模型,给出了该算法的基本结构及优化过程,并在不同子孔径采样数目下比较了该算法与传统模式法的波前复原精度。实验结果表明,神经网络复原算法在6×6子孔径数目下实现了对前65阶Zernike模式像差的精确复原,波前残差RMS相比于传统模式法降低了近80%。该方法在一定程度上突破了哈特曼传感器子孔径采样数目对空间分辨率的限制,实现了稀疏子孔径下倍频光高阶像差的精确复原。本论文围绕光学变频哈特曼波前传感技术进行了理论分析、数值仿真以及相关的实验研究,基于神经网络模型解决了光学变频波前探测中的两个关键问题:基频光、倍频光相位映射关系的拟合问题,以及倍频光波前的精准探测问题。从而为光学变频哈特曼波前传感技术研究提供了一种新的技术路线。
李显业[5]（2020）在《单像素成像理论及其在复光场成像与光学信息编码中的应用研究》文中提出随着科技的发展,光学探测需求不断增加,低成本、高分辨、低功耗的成像技术在高光谱、恶劣环境、超快成像、高维度、大视场成像等场景具有非常大的应用需求。然而,传统的成像方式大都采用高分辨的面阵探测器,通过确定的成像光路对待测物体进行探测,这种固定的光路以及直接的成像方式显然不能满足多元化的成像需求。如何扩展现有的成像关系使其胜任日益增加的成像需求是目前光学成像领域亟待解决的问题。计算成像在固有成像方案的基础上,将采集获得的物体特征采用数值计算的方式重建目标图像,极大地扩展了传统光学的成像范围,能够突破传统成像中成像维度、衍射极限、成像速度的限制。而单像素成像作为一种新型的计算成像技术,能够通过结构光编码,将二维图像压缩到时间变化的一维探测序列之中。此外,进一步结合时间、空间、光谱等复用技术,还能在有限的探测器件下,实现三维、超快、超光谱、超分辨等高维度成像。正因如此,单像素成像一经提出就引起了国内外研究者的广泛关注,并逐步形成了一系列的新理论、新方案。本文从单像素成像出发,前两章系统地介绍了单像素成像理论的产生与发展,从关联成像算法与压缩感知算法两个方面分别介绍了单像素成像在不同采样基下的不同意义。并针对单像素成像在信噪比提升、复光场探测以及光学信息安全领域的发展现状做了一定的介绍。第三章,基于单像素压缩成像,本文从实际实验场景出发,就实验中广泛存在的乘性噪声以及加性噪声,分析了其对成像质量的影响。针对乘性噪声,我们提出了适用于压缩成像的归一化成像方案,并在实验上对其实际表现做了验证分析;针对加性噪声,我们结合不同的优化过程,分析了不同优化方式对噪声的不同响应,并针对不同优化过程,提出了通过测量矩阵设计以降低加性噪声影响的新方式。相信相关讨论能够给压缩成像中的噪声抑制以及测量矩阵设计提供新的参考。第四章,基于单像素成像与相位恢复理论,本文提出了基于纯相位结构光编码的复振幅物体探测方案。提出的方案仅仅需要单点探测,便可以在没有任何先验约束的条件下同时重建待测物体振幅与相位透过率信息。针对提出的方案,我们根据实验中的探测信噪比与重建稳定性要求,就实验中的测量矩阵设计做了深入的讨论;根据冗余采样要求,在工作的最后还对测量过程的采样率问题做了相应的分析。第五章,为了提升单像素复振幅物体探测的成像速度,我们借助空间超像素编码技术,探索了在二元振幅调制的情况下,进行单像素复光场成像的可能性。针对实验中出现的调制频率限制问题,编码矩阵设计问题,成像分辨率与光强利用率问题做了深入的讨论。单像素成像的结构光编码特性非常适合应用于信号编码,基于这项内在优势,本文第五章提出了基于单像素压缩成像的光学图像加密与认证系统,并指出了单像素探测在编码与成像中的差异。在加密工作中,基于压缩感知的稀疏特性,提出了基于单像素压缩成像的多图像加密方案;在认证工作中,基于超平面信息提出了基于超平面的秘密分享算法,基于空间复用技术提出了广义复用的单像素成像过程,并结合两种技术实现了强弱两级的光学认证方案。最后,对本文的关键点及创新点做了总结,并对未来的计划方向以及需要改进的地方做了深入讨论。
吴凯[6]（2020）在《基于点源调控的视窗全息动态三维显示方法研究》文中认为全息显示技术作为三维显示的重要组成,因其能表现三维景物的全部立体信息而成为未来的发展方向,国内外对此展开了广泛的研究。区别于普通显示技术,全息显示通过在承载器件上加载计算机生成的全息图来调控衍射光场波前的振幅、位相等参量,从而对空间中的再现像进行控制。而一个较为完善的全息图像应该具有类似光学全息效果,在连续视角下具有自然光照和遮挡表现,这种图像表现形式被称为“视窗”。目前计算全息算法的研究主要集中在提升成像质量、计算效率等方面,对于全面表现出具有视窗的三维物体立体感的综合性算法和相应的实际高效解决方案较为缺乏,难以提供给观看者足够的立体心理暗示。因此,本文围绕该问题提出一种基于LCOS器件和视窗的点源计算全息算法和配套实用解决方案实现实时动态地调控再现像立体信息的表达,从而能够再现出具有全视差、精准遮挡、各向异性自然光照效果并且可动态交互的三维景物,给予人们更真实生动的三维视觉体验。本文主要内容如下:1.介绍了全息技术的发展、国内外的三维显示技术研究现状,阐述了视窗的概念,对目前基于LCOS的计算全息相关算法进行了分析并比较各自特点。2.通过菲涅耳衍射理论推导了点源法的成像机理以及造成再现像点相互干扰的原因,分析了纯相位型LCOS的光栅化结构对成像造成的影响,并提出动态随机位相、振幅预调制因子、插值背景噪声项等方法加以解决,使像点光强能够被准确、个性化地调制。3.引入计算机图形学理论,遵照光照模型完成光强调控,并基于图形学提出更高效精准的全息遮挡算法,使得三维再现像效果更为自然逼真。基于算法提出了配套的计算机实现方案,利用C++编程语言和OpenGL接口,充分发挥GPU（图形处理器）平台高度并行化的架构特点,设计程序实现了三维模型的数据提取、变换、光照计算、遮挡处理和位相型全息图计算生成的实时自动化运行,同步输出至LCOS并形成可交互的三维立体图像。4.完成了基于LCOS全息系统的像光强分布实验,验证了本文提出的相应算法的有效性。并且搭建了全息动态三维显示系统,实验验证了相关算法和方案的有效性,实现了具有视窗表现的精确遮挡和自然材质的动态交互全息三维再现物体的实时生成。
罗琳[7]（2020）在《大气激光通信系统主动自适应光学关键技术研究》文中研究表明目前,大气激光通信技术面临的最紧要问题就是大气信道中湍流对光信号的影响。近几年来,将自适应光学技术加入到激光通信系统中用以改善大气湍流扰动的方法逐渐成为人们的研究热点。本文主要对大气湍流在激光通信系统中的影响机制及自适应光学对系统的改善作用进行了相关研究。主要工作内容如下:首先,从基本特征、模型和特征参数三个方面整体介绍了大气湍流效应,总结了含有自适应光学系统参数的激光通信系统耦合效率公式,分析了不同湍流强度下,耦合效率与Zernike拟合阶数、自适应光学校正带宽参数f G/f3d B的关系。然后,简述了大气激光通信自适应光学系统的组成,从波前的Zernike多项式表示、S-H传感器和变形镜的工作原理、波前校正算法几个方面研究了自适应光学的技术原理,并分析了自适应光学系统性能指标的选取。其次,本文将两种自适应光学波前校正算法进行组合,设计了一种组合校正算法,用数值仿真的方法对该算法合理性进行了验证,并在不同湍流强度和拟合精度两种情况下进一步分析了该算法的性能。结果证明,组合校正算法比单独使用两种算法时的校正效果更好,校正速度更快。最后,研究了一种基于二元光强调制的无波前自适应光学技术,通过对基于Walsh函数的重构波前进行相位解缠绕和平滑处理,验证了该技术可以满足较高的波前重构精度,根据波前样本在不同湍流强度下校正的仿真结果分析,证明了该技术对强湍流具有较高的适应性,具备大气激光通信系统在强湍流环境下的的应用潜质。
陆洋[8]（2019）在《基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究》文中认为飞秒激光作为本世纪最受关注的技术之一,为精密测量领域时空分辨力的提升提供了突破性的新方法和新技术。这主要体现在两个方面:（1）飞秒激光的脉冲重复频率可以溯源至原子钟频率基准,将脉冲与脉冲之间的空间距离精度锁定到原子跃迁的共振频率稳定性上,利用这绝对精确的距离作为一把标尺去测量几何量可以达到超高的空间分辨力;（2）飞秒激光的脉冲宽度为10-15s量级,该时间尺度在宇宙大统一作用力崩解与电弱对称崩解的时间之间,利用单个飞秒脉冲对物理现象进行曝光捕获,可以达到超高时间分辨力。本文以实现精密表面形貌测量中的超高时空分辨力为任务,开展了基于飞秒激光的静态表面和动态表面形貌测量理论和方法研究。论文的主要工作总结如下:1)开展了飞秒激光光源相干性定量测量方法研究。测量结果表明,光纤飞秒激光光源具有高空间相干性和低时间相干性。基于飞秒激光搭建的干涉系统可以消除寄生噪声条纹对测量的影响,验证了飞秒激光对提高光学干涉成像测量视场和条纹分辨力的可行性。2)提出了基于低相干扫描的大视场粗糙表面形貌测量方法。根据飞秒激光的相干特性,分析了飞秒激光相干扫描干涉理论,研究了干涉条纹的零级条纹识别算法。针对粗糙表面,提出了光强偏振调制的技术,保证了干涉对比度,以粗抛光中的巨型麦哲伦望远镜镜面碳化硅基板为例,实现了高精度、大视场粗糙表面的三维形貌测量。3)搭建了基于飞秒激光重复频率扫描的多目标表面形貌并行测量系统并彻底解决了在线测量精度溯源问题。利用溯源至原子钟的飞秒激光重复频率扫描,进行不同干涉仪站点中不同级脉冲之间的扫描干涉并实现了多个表面形貌测量,完成了从空间测量精度到频率测量精度的转化,彻底解决了现有相干扫描干涉垂直分辨力难以溯源以及难以实现并行检测等问题。利用所搭建的系统对硅晶片和量块进行了纳米精度的表面形貌测量,验证了该方法的高测量精度和在线并行检测能力。4)研究了光纤飞秒激光脉冲数字全息干涉测量方法。基于飞秒激光超短脉冲宽度特性,将单脉冲成像技术与数字全息干涉技术相结合,实现了动态表面形貌测量的超高时间分辨力。利用脉冲飞行时间与相机曝光时间的同步匹配对被测目标进行曝光和成像,深入研究了低重复频率飞秒激光放大的ASE干涉成像噪声抑制技术,并进行了不同方法对比和技术特点总结。以反射式离轴数字全息干涉系统为例,实现了声致薄膜振动的动态表面进行测量。5)结合泵浦探测技术,提出了基于单脉冲数字全息干涉的平面光声波瞬时测量方法。研究了光声波激发及传播原理,分析了热扩散和压力扩散限制对光声成像的要求,设计并搭建了透射式单脉冲数字全息泵浦探测系统,对飞秒激光泵浦激发丙酮溶液的瞬时光声波进行测量。和传统光声波测量方法相比,该测量方法无需区域扫描或电子噪声平均化,具有理想的图像对比度,首次实现了光声波超高时间分辨力和高空间分辨力的二维平面表征。
郑瑜[9]（2019）在《真空光镊及其反馈控制》文中研究说明真空光镊是一种近几年来得到很大关注并正在成为研究热点的光机械体系。相较于其它光机械体系,真空光镊具有超高位置探测灵敏度,与环境无机械接触,从飞克到纳克的可选有效质量范围,额外的旋转自由度和丰富的控制手段等优势。在精密测量方面,利用真空光镊可以构建仄牛级的极弱力探测器,亚飞克级的纳米颗粒质量探测器,微伽级的加速度计等超灵敏探测器。在物理学研究方面,真空光镊被用于宏观量子现象,微观热力学,超高速转子,近距力学现象等的研究。由于真空光镊的功能化离不开对光捕获纳米颗粒运动状态的控制,光动量反馈控制,参数反馈控制,腔冷却等控制技术是现阶段真空光镊的研究重点。弄清楚真空光镊控制方案的物理原理,提高真空光镊控制的效率与极限,拓展真空光镊控制的方式与功能,是真空光镊反馈控制的主要研究方向,也是本论文的研究重点。围绕该方向,本论文具体的研究内容和取得的进展包括:1.构建了一套基于单光束捕获的真空光镊实验系统。能实现对直径150纳米左右二氧化硅小球的真空光捕获。稳定捕获真空度达到10-7mbar,颗粒位置探测灵敏度达到皮米级别。可以通过控制光强的方式控制光捕获纳米颗粒的运动状态。2.利用道威棱镜实现光捕获颗粒的三维位置测量。研究了道威棱镜在真空光镊位置探测中的作用,简化了位置测量装置。3.提出利用方波调制实现真空光捕获颗粒参数反馈控制的实验方案。从理论上分析了该控制方案的性能和特点。利用FPGA实现了方波反馈控制的算法和实验装置并在真空光镊实验装置上进行了验证。分析了方波参数反馈冷却的实验现象,实现了 10mK的最低冷却温度。4.利用光捕获颗粒的非线性运动特性和紧聚焦光场分布特性,实现了利用实际光镊系统的非线性频移来完成的真空光镊校准。利用参数反馈控制原理提出反馈幅值锁定方案并在真空光镊实验中实现。利用反馈幅值锁定在实验中实现了对非线性频移的测量、真空光镊的校准。校准系数的系统误差约为1%,幅值锁定的误差可以控制在0.5%以内。利用校准结果实现了光悬浮纳米颗粒的质量与密度测量。
唐杰[10]（2019）在《双光子空间模式纠缠态产生与调控的研究》文中认为量子纠缠在量子光学与量子信息处理中占有非常重要的地位;空间模式作为光子的自由度之一也是很重要的研究课题。围绕这两个方面,本文作了一些简单的工作,对已经十分完善的现有理论进行了一些补充。具体包括以下几个方面:1、我们展示了具有可调制奇点图案的光子对的纠缠特性,并且计算了依赖于角参量的特定广义高斯模式之间的关联函数。测量一个光子的横向模式可以非定域操纵另一个光子相位奇点的分布,有望在量子成像和拓展量子秘钥分配方案上得到应用。同时讨论了广义高斯模式光子的角动量性质,验证了携带小数角动量的横向模式在非线性相互作用中的守恒关系。2、从双光子角动量纠缠态出发,我们提出了一种基于Hong-Ou-Mandel干涉架构的量子成像方案。传统全息成像中光束的一阶干涉被替换为双光子几率幅的量子干涉。我们分析了参考光子和通过物体光子的联合角动量谱,从角动量关联测量的符合计数率中可以提取出物体透射函数的完整信息。这种成像方案可用于恢复未知光子的振幅和相位信息,避开了基于经典干涉方法的成像方案在这一问题上的困难。同时也是压缩感知技术在双光子成像系统中的拓展,有望在遥感领域得到应用3、我们从光子矢量模式出发讨论了空间模式纠缠光子对的HOM干涉效应。通过使用特殊设计的q波片,我们可以制备各种类型的双光子矢量模式纠缠态包括贝尔态及其线性组合、杂化矢量模式纠缠态、和高维矢量模式纠缠态。我们的推导结果表明只有入射态中的反对称矢量模式分量可以产生符合计数,而其它对称的模式将对符合计数没有效果。这个效果可以用在来在矢量模式编码的高维空间有效的筛选出反对称分量,分离同阶和不同阶的矢量模式,表明HOM干涉可以被用来产生和调控矢量模式纠缠的双光子态。4、我们将非线性全息拓展到了自发参量下转换过程中。通过在普通周期极化银酸锂中引入横向周期调制的光栅结构,可以用来调控自发参量下转换过程产生的双光子波函数。光子之间的横向模式关联可控,在固定闲频光子探测位置的情况下,可以得到任意所需的信号光模式。在移动闲频光子探测位置后,信号光子的空间模式函数发生整体平移,但横向强度分布不变。在双周期结构产生的偏振纠缠态基础上,依照非线性全息方法引入横向调制,相当于对每个自发参量下转换过程产生的下转换光子对进行空间模式局域操作。通过选取与高斯模式空间对称性相同的偶数阶厄米-高斯模式和对称性相反的奇数阶厄米-高斯模式分别赋予两个自发参量下转换过程,我们得到了双光子在偏振-空间模式的超纠缠态。
二、K-F系统中的波前相位调制与光强调制的转换（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、K-F系统中的波前相位调制与光强调制的转换（论文提纲范文）
（1）光纤传感器测量三维微观表面形貌系统的优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 光纤传感器的研究现状 |
| 1.2.2 RIM-FOS强度调制特性的研究现状 |
| 1.2.3 表面轮廓形貌测量方法概述以及不同方法的对比 |
| 1.2.4 光强补偿技术的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及框架 |
| 2 光纤传感器表面形貌测量的理论研究 |
| 2.1 反射式强度调制型光纤传感器测量原理 |
| 2.1.1 光纤传感器测量原理 |
| 2.1.2 光纤传感器强度调制原理 |
| 2.1.3 反射式强度型光纤传感器的几何分析 |
| 2.1.4 反射式强度调制型光纤传感器理论分析 |
| 2.2 表面形貌测量原理 |
| 2.3 本章总结 |
| 3 光强度补偿系统优化设计 |
| 3.1 传统光强度补偿方法 |
| 3.1.1 .光源负反馈稳定法 |
| 3.1.2 分光参考补偿法 |
| 3.1.3 双波长补偿法 |
| 3.1.4 网络补偿法 |
| 3.2 光强度补偿优化设计方法 |
| 3.2.1 双光路光强补偿法 |
| 3.2.2 神经网络补偿法研究与设计 |
| 3.3 本章总结 |
| 4 反射式光纤传感器表面形貌测量系统设计 |
| 4.1 测量系统硬件构成 |
| 4.1.1 光源选择 |
| 4.1.2 光纤探头的选择 |
| 4.1.3 光功率计选择 |
| 4.1.4 电动位移台的选择 |
| 4.2 系统软件功能设计 |
| 4.3 本章总结 |
| 5 系统测量实验及结果分析 |
| 5.1 影响系统因素分析 |
| 5.2 测量系统的标定 |
| 5.3 表面形貌测量实验 |
| 5.4 实验数据处理 |
| 5.4.1 实验数据预处理 |
| 5.4.2 基于神经网络法补偿光强度 |
| 5.5 还原工件表面微观形貌 |
| 5.6 本章总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文研究总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）液晶空间光调制器光束指向控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 液晶光学相控阵器件国内外研究现状 |
| 1.2.2 液晶光学相控阵光束调制国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 液晶空间光调制器光束调制机理研究 |
| 2.1 液晶的电光特性 |
| 2.1.1 液晶的类型及结构 |
| 2.1.2 液晶的电光效应 |
| 2.2 液晶空间光调制器相位调制机理 |
| 2.2.1 液晶空间光调制器结构 |
| 2.2.2 液晶指向矢分布计算 |
| 2.2.3 液晶的电压-相移特性曲线 |
| 2.3 液晶空间光调制器远场光强分布 |
| 2.3.1 基尔霍夫衍射 |
| 2.3.2 液晶空间光调制器衍射模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 液晶空间光调制器光束指向精度优化 |
| 3.1 液晶空间光调制器光束偏转模型 |
| 3.1.1 光束偏转基本原理 |
| 3.1.2 离散角度偏转模型 |
| 3.1.3 连续角度偏转模型 |
| 3.2 光传输质量影响因素分析 |
| 3.2.1 边缘效应 |
| 3.2.2 电极占空比 |
| 3.2.3 液晶盒面起伏 |
| 3.2.4 电压量化 |
| 3.2.5 外加电场频率 |
| 3.3 基于粒子群算法光束指向精度优化 |
| 3.3.1 算法原理 |
| 3.3.2 算法流程 |
| 3.3.3 仿真及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 液晶空间光调制器系统建模及控制系统设计 |
| 4.1 液晶空间光调制器系统建模 |
| 4.1.1 液晶空间光调制器系统理论模型 |
| 4.1.2 液晶空间光调制器系统辨识模型 |
| 4.2 液晶空间光调制器控制策略研究 |
| 4.2.1 传统控制策略 |
| 4.2.2 BP神经网络PID控制策略 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 动态特性分析 |
| 4.3.2 扰动抑制特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）复杂大气对自由空间光通信影响及改善方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 复杂大气对激光大气传输影响的研究现状 |
| 1.2.1 恶劣天气对激光大气传输影响的研究现状 |
| 1.2.2 湍流对激光大气传输影响的研究现状 |
| 1.3 复杂大气对FSO通信系统性能的主要影响 |
| 1.4 FSO通信系统的主要改善方法 |
| 1.4.1 ATP技术 |
| 1.4.2 湍流抑制技术 |
| 1.4.3 分集技术 |
| 1.4.4 调制技术 |
| 1.4.5 编码技术 |
| 1.5 FSO通信系统的最新技术研究进展 |
| 1.5.1 FSO/RF混合技术 |
| 1.5.2 其他技术 |
| 1.6 本文研究的主要问题及文章结构 |
| 1.6.1 本文研究的主要问题 |
| 1.6.2 本文结构 |
| 第2章 FSO通信系统基础知识 |
| 2.1 FSO通信系统结构与组成 |
| 2.2 FSO系统模型 |
| 2.2.1 FSO通信系统与水平信道模型(统计视角) |
| 2.2.2 FSO通信系统的斜程传输信道模型(功率视角) |
| 2.3 光学湍流理论及其统计模型 |
| 2.3.1 功率谱模型 |
| 2.3.2 光在湍流中的传输模型 |
| 2.3.3 大气湍流的统计模型 |
| 2.4 指向误差的统计模型 |
| 2.4.1 零视轴指向性误差模型 |
| 2.4.2 非零视轴的广义指向性误差模型 |
| 2.5 斜程大气传输透过率与衰减模型 |
| 2.5.1 雾霾对光的衰减 |
| 2.5.2 云对光的衰减 |
| 2.5.3 湍流对光的等效衰减 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 云雾霾天气对空地激光通信系统性能影响 |
| 3.1 空地激光通信系统性能分析 |
| 3.1.1 可达数据率 |
| 3.1.2 链路余量 |
| 3.1.3 信噪比与误码率 |
| 3.2 空地激光通信系统的仿真分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 不同时段湍流和不同光束发散角对FSO通信系统性能的影响 |
| 4.1 联合信道模型分析 |
| 4.2 FSO系统性能分析 |
| 4.2.1 误码率 |
| 4.2.2 平均信道容量 |
| 4.2.3 中断概率 |
| 4.3 FSO系统性能仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 孔径平均技术对自由空间光通信系统性能的影响 |
| 5.1 联合信道模型分析 |
| 5.2 FSO系统性能分析 |
| 5.2.1 误码率 |
| 5.2.2 平均信道容量 |
| 5.2.3 中断概率 |
| 5.3 FSO系统性能仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于孔径平均技术的部分相干光通信系统性能分析与设计 |
| 6.1 部分相干光束模型 |
| 6.2 联合信道模型分析 |
| 6.3 FSO系统性能分析 |
| 6.3.1 误码率 |
| 6.3.2 平均信道容量 |
| 6.3.3 中断概率 |
| 6.4 部分相干光FSO系统仿真与设计 |
| 6.4.1 相干性对部分相干光FSO通信系统的影响分析 |
| 6.4.2 孔径平均效应对部分相干光FSO通信系统的影响分析 |
| 6.4.3 发射机平面束腰半径对部分相干光FSO通信系统的影响分析 |
| 6.4.4 指向性误差对部分相干光FSO通信系统的影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 混合Málaga湍流信道与Nakagami衰弱信道的FSO/RF系统性能分析 |
| 7.1 混合信道模型分析 |
| 7.1.1 FSO链路 |
| 7.1.2 RF链路 |
| 7.1.3 基于选择合并方案的混合FS0/RF系统 |
| 7.2 混合系统性能分析 |
| 7.2.1 平均误码率 |
| 7.2.2 中断概率 |
| 7.3 混合系统性能仿真 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 联合多种改善方法的混合FSO/RF通信系统的性能分析 |
| 8.1 混合信道模型分析 |
| 8.1.1 FSO链路 |
| 8.1.2 RF链路 |
| 8.1.3 基于选择合并方案的混合FS0/RF系统 |
| 8.2 混合系统性能分析 |
| 8.2.1 平均误码率 |
| 8.2.2 中断概率 |
| 8.3 混合系统性能仿真 |
| 8.4 本章小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 本文总结 |
| 9.2 下一步将开展的研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）神经网络模型在光学变频哈特曼波前传感技术中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非线性变频技术及其在波前探测领域的应用 |
| 1.2.1 非线性变频技术 |
| 1.2.2 非线性变频技术在波前探测领域的研究进展 |
| 1.3 现有波前传感技术的研究现状 |
| 1.3.1 剪切干涉波前传感技术 |
| 1.3.2 相位反演波前传感技术 |
| 1.3.3 曲率波前传感技术 |
| 1.3.4 角锥波前传感技术 |
| 1.3.5 夏克-哈特曼波前传感技术 |
| 1.4 神经网络模型及其在波前传感技术中的应用 |
| 1.4.1 神经网络模型 |
| 1.4.2 神经网络在相位反演波前传感技术中的应用 |
| 1.4.3 神经网络在哈特曼波前传感技术中的应用 |
| 1.5 光学变频波前传感技术的限制因素 |
| 1.6 课题的主要研究内容及论文结构 |
| 第2章 含波前畸变倍频理论模型 |
| 2.1 倍频理论模型的推导 |
| 2.1.1 非线性变频波动方程 |
| 2.1.2 相位匹配 |
| 2.1.3 走离效应 |
| 2.1.4 含相位畸变二倍频耦合波方程组 |
| 2.2 倍频理论模型的数值计算及验证 |
| 2.2.1 数值计算方法 |
| 2.2.2 计算结果 |
| 2.3 倍频理论模型的实验验证 |
| 2.3.1 倍频实验方案设计 |
| 2.3.2 倍频实验结果 |
| 2.3.3 实验误差分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 倍频过程中相位映射关系的理论研究 |
| 3.1 Zernike系数映射关系分析 |
| 3.1.1 单阶Zernike模式像差分析 |
| 3.1.2 Zernike系数线性映射关系研究 |
| 3.2 走离效应影响分析 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 基于前馈神经网络模型的倍频波前预测方法研究 |
| 4.1 倍频过程逆运算的数值计算方法 |
| 4.2 前馈神经网络模型基本概念 |
| 4.2.1 BP神经网络 |
| 4.2.2 极限学习机 |
| 4.3 基于前馈神经网络模型的倍频波前预测算法 |
| 4.3.1 数据集构成 |
| 4.3.2 网络模型的构成及优化 |
| 4.4 神经网络模型波前预测结果 |
| 4.4.1 基频光波前预测 |
| 4.4.2 走离效应明显时基频光波前预测 |
| 4.4.3 倍频光波前预测 |
| 4.4.4 计算时间 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 针对倍频光波前探测的神经网络波前复原算法研究 |
| 5.1 神经网络复原算法基本概念 |
| 5.1.1 传统模式复原算法的局限性 |
| 5.1.2 神经网络波前复原算法的基本思路 |
| 5.2 神经网络复原算法的数值仿真与分析 |
| 5.2.1 训练集构成及网络参数优化 |
| 5.2.2 波前复原结果 |
| 5.2.3 质心位移分析 |
| 5.2.4 不同子孔径数目下探测精度分析 |
| 5.3 神经网络复原算法的实验验证 |
| 5.4 倍频光波前探测仿真实验 |
| 5.4.1 经典模式法-倍频光波前复原结果 |
| 5.4.2 神经网络复原算法-倍频光波前复原结果 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究内容 |
| 6.2 本论文的主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 博士学位论文自评书 |
（5）单像素成像理论及其在复光场成像与光学信息编码中的应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 单像素成像的产生与发展 |
| 1.2 单像素成像中的噪声问题 |
| 1.3 复光场探测与单像素复场成像 |
| 1.4 光学信息安全与单像素光学信息编码 |
| 1.5 本文主要的工作 |
| 第二章 基本知识概要 |
| 2.1 基于关联算法的单像素成像理论 |
| 2.1.1 基于随机测量的关联成像 |
| 2.1.2 基于正交基测量的关联成像 |
| 2.2 基于压缩感知理论的单像素成像 |
| 2.2.1 单像素压缩成像的探测与重构 |
| 2.2.2 压缩感知中感知矩阵的选择与设计 |
| 2.2.3 压缩感知中常用的稀疏变换 |
| 2.3 复光场探测与波前重建 |
| 2.3.1 基于计算全息技术的波前重建 |
| 2.3.2 基于相移计算全息的波前重建 |
| 2.3.3 相干衍射成像 |
| 第三章 单像素压缩成像中的噪声响应研究 |
| 3.1 乘性噪声分析 |
| 3.2 加性噪声分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 单像素复光场成像技术 |
| 4.1 相干调制成像及复波前重建 |
| 4.1.1 相干调制成像理论 |
| 4.1.2 相干调制成像的波前重建 |
| 4.2 基于单像素成像理论的复光场成像 |
| 4.2.1 实验原理 |
| 4.2.2 编码矩阵设计 |
| 4.2.3 实验验证与分析 |
| 4.2.4 采样率分析与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 基于二元编码的快速单像素复光场成像技术 |
| 5.1 基于二元振幅编码的复光场调制 |
| 5.1.1 二元振幅编码计算全息技术 |
| 5.1.2 空间超像素编码技术 |
| 5.2 基于空间超像素编码的单像素复光场成像 |
| 5.2.1 实验设置 |
| 5.2.2 编码矩阵设计 |
| 5.2.3 实验验证与讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 基于单像素压缩成像的光学信息编码技术 |
| 6.1 基于单像素压缩成像的光学加密与认证技术 |
| 6.2 基于单像素压缩成像稀疏特性的多图加密技术 |
| 6.2.1 加密原理描述 |
| 6.2.2 解密原理描述 |
| 6.2.3 实验验证与可行性分析 |
| 6.3 基于单像素成像与超平面密钥分享的光学多级认证技术 |
| 6.3.1 基于单像素压缩成像的多级认证方案 |
| 6.3.2 实验验证与可行性分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及获得的奖励 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）基于点源调控的视窗全息动态三维显示方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 三维显示及分类 |
| 1.2 全息技术概述 |
| 1.2.1 计算全息的诞生 |
| 1.2.2 计算全息的发展 |
| 1.3 视窗概念与基于LCOS的计算全息算法 |
| 1.3.1 视窗 |
| 1.3.2 按基元划分的计算全息基本算法 |
| 1.3.3 表现光照、材质、纹理及遮挡等心理暗示效果的算法 |
| 1.3.4 点源法中的光强失真、伪像点问题与相关算法 |
| 1.4 GPU的架构和GPGPU计算用途 |
| 1.5 本文工作 |
| 第二章 实时计算全息基本理论 |
| 2.1 计算全息基本理论 |
| 2.1.1 波动理论基础 |
| 2.1.2 标量衍射理论基础 |
| 2.2 LCOS器件结构 |
| 2.3 三维物体的着色计算与实现 |
| 2.3.1 计算机图形学基础理论 |
| 2.3.2 OpenGL概述 |
| 第三章 基于纯相位LCOS的点源计算全息算法研究 |
| 3.1 基于点源法的纯相位全息图计算 |
| 3.1.1 点源全息图的重建仿真 |
| 3.1.2 动态随机位相法 |
| 3.2 LCOS结构对点源光强的影响 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 数值仿真分析及算法改进 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 实时动态计算全息实验 |
| 4.1 实验的计算全息三维成像光学系统 |
| 4.2 着色计算方法详述 |
| 4.2.1 通过遮挡关系确定方法A_(occ) |
| 4.2.2 应用光照模型计算A_(Dm)、A_(di) |
| 4.3 计算机相关程序的运作流程 |
| 4.4 简单场景的实验验证 |
| 4.4.1 遮挡关系的验证 |
| 4.4.2 实时性和动态性验证 |
| 4.4.3 动态光照效果验证 |
| 4.4.4 光强定向调制验证 |
| 4.5 复杂模型的再现效果验证 |
| 4.5.1 面部模型三维成像效果 |
| 4.5.2 不同光照方式下的面部模型成像效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
| 致谢 |
（7）大气激光通信系统主动自适应光学关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 大气激光通信的研究背景 |
| 1.1.2 自适应光学在大气激光通信中的研究意义 |
| 1.2 自适应光学的发展现状 |
| 1.2.1 国外自适应光学的发展现状 |
| 1.2.2 国内自适应光学的发展现状 |
| 1.3 无波前自适应光学的研究进展 |
| 1.3.1 基于SPGD算法的无波前自适应光学技术 |
| 1.3.2 基于PD算法的无波前自适应光学技术 |
| 1.3.3 基于二元光强调制的无波前自适应光学技术 |
| 1.4 本文研究内容及结构安排 |
| 第2章 大气湍流对激光通信的影响 |
| 2.1 大气湍流的特征及模型 |
| 2.1.1 大气湍流基本特征 |
| 2.1.2 大气湍流基本模型 |
| 2.2 大气湍流特征参数 |
| 2.2.1 大气折射率结构常数C_0~2 |
| 2.2.2相干长度γ_0 |
| 2.2.3 Greenwood频率 |
| 2.3 大气湍流对激光通信系统的影响分析 |
| 2.3.1 大气湍流对系统耦合效率的影响 |
| 2.3.2 自适应光学对湍流作用下系统耦合效率的作用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 自适应光学在大气激光通信系统中的应用 |
| 3.1 大气激光通信自适应光学系统的组成及原理 |
| 3.1.1 大气激光通信系统的组成及原理 |
| 3.1.2 自适应光学系统的组成及原理 |
| 3.2 自适应光学关键技术基础 |
| 3.2.1 波前像差的Zernike多项式表示 |
| 3.2.2 S-H传感器的波前重构原理 |
| 3.2.3 变形镜的工作原理 |
| 3.2.4 性能指标的选取 |
| 3.3 自适应光学的波前校正算法 |
| 3.3.1 直接斜率法 |
| 3.3.2 最速下降法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 自适应光学组合校正算法研究 |
| 4.1 组合校正算法原理 |
| 4.2 组合校正算法验证 |
| 4.2.1 组合校正算法理论基础验证 |
| 4.2.2 组合校正算法校正能力验证 |
| 4.3 组合校正算法效果分析 |
| 4.3.3 不同湍流强度下组合校正算法效果分析 |
| 4.3.4 不同波前拟合精度下组合校正算法效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于二元光强调制的自适应光学技术研究 |
| 5.1 基于二元光强调制的自适应光学技术原理 |
| 5.1.1 Walsh函数 |
| 5.1.2 波前重构原理 |
| 5.2 基于二元光强调制的自适应光学系统组成 |
| 5.2.1 系统构成及工作原理 |
| 5.2.2 算法结构 |
| 5.3 仿真结果分析 |
| 5.3.1 波前重构精度分析 |
| 5.3.2 波前校正效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（8）基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 静态表面高精密形貌测量技术及其研究现状 |
| 1.2.1 触针式表面轮廓仪 |
| 1.2.2 非光学扫描显微镜 |
| 1.2.3 光学相移干涉测量系统 |
| 1.2.4 相干扫描干涉表面形貌测量系统 |
| 1.2.5 共焦显微镜 |
| 1.2.6 光谱分辨干涉表面形貌测量 |
| 1.2.7 数字全息显微镜 |
| 1.3 超高时间分辨力动态表面测量技术及其研究现状 |
| 1.3.1 光谱成像干涉技术 |
| 1.3.2 超快数字全息显微镜 |
| 1.3.3 光谱时空编码成像显微镜 |
| 1.3.4 超快空间相移干涉仪 |
| 1.4 课题的意义和作者主要工作及创新 |
| 第二章 飞秒激光空间相干性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光源空间相干性测量理论 |
| 2.3 飞秒激光空间相干性测量系统构成 |
| 2.3.1 分波前杨氏双缝干涉系统 |
| 2.3.2 分振幅Michelson干涉系统 |
| 2.4 飞秒激光相干性测量结果分析 |
| 2.5 光源相干性对光学干涉表面形貌测量的影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 大视场粗糙表面低相干扫描形貌测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相干扫描干涉系统及测量理论 |
| 3.2.1 大视场相干扫描干涉表面形貌测量系统 |
| 3.2.2 飞秒激光相干扫描干涉理论 |
| 3.2.3 相干扫描干涉中的零级条纹识别算法 |
| 3.3 粗糙表面低相干干涉系统配置及光强调制 |
| 3.4 测量结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 飞秒激光重复频率扫描多目标表面形貌测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量系统构成 |
| 4.3 飞秒激光扫频脉冲干涉原理 |
| 4.4 光纤飞秒激光器的重复频率控制 |
| 4.4.1 重复频率控制方法 |
| 4.4.2 重复频率控制精度分析 |
| 4.5 干涉系统光纤光路延时设计 |
| 4.6 fr扫描相干干涉的表面形貌重构算法 |
| 4.7 测量结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 光纤飞秒激光脉冲数字全息干涉技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单脉冲数字全息干涉方法 |
| 5.2.1 数字全息干涉记录 |
| 5.2.2 数字全息干涉再现 |
| 5.2.3 数字全息再现算法 |
| 5.2.4 单脉冲数字全息干涉 |
| 5.3 基于声光调制器的光纤飞秒激光降频 |
| 5.3.1 声光调制器降频工作原理 |
| 5.3.2 声光调制降频实验结果 |
| 5.4 低重复频率飞秒激光放大与成像噪声 |
| 5.4.1 激光放大工作原理及自发辐射噪声 |
| 5.4.2 ASE噪声对单脉冲干涉成像的影响 |
| 5.5 单脉冲干涉ASE噪声的抑制方法 |
| 5.5.1 时间平均相位调制技术 |
| 5.5.2 相邻脉冲干涉技术 |
| 5.5.3 串联脉冲选择技术 |
| 5.5.4 非线性倍频技术 |
| 5.5.5 几种ASE噪声抑制方法对比 |
| 5.5.6 飞秒激光脉冲时间对比度测量 |
| 5.6 声致薄膜振动动态表面测量 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 光声波的瞬时二维平面测量 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光声波激发及传播原理 |
| 6.2.1 调制连续激光光热效应的热传导 |
| 6.2.2 脉冲激光光热效应的热传导 |
| 6.2.3 光传播介质内光声压与折射率的关系 |
| 6.3 单脉冲数字全息泵浦探测系统设计 |
| 6.4 单脉冲数字全息泵浦探测实验结果 |
| 6.4.1 掺镱光纤激光放大器ASE噪声抑制结果 |
| 6.4.2 泵浦探测结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究内容和创新点 |
| 7.2 论文研究工作的进一步展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）真空光镊及其反馈控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 真空光镊研究现状 |
| 1.1.1 质心运动冷却 |
| 1.1.2 精密测量 |
| 1.1.3 实验装置与原理改进 |
| 1.1.4 转动自由度控制 |
| 1.1.5 微观热力学 |
| 1.1.6 非线性 |
| 1.1.7 多体系耦合 |
| 1.2 粒子在光阱中受力 |
| 1.2.1 几何模型 |
| 1.2.2 瑞利模型 |
| 1.2.3 米氏模型 |
| 1.2.4 光阱势能 |
| 1.2.5 单光束稳定捕获条件 |
| 1.3 阻尼系数 |
| 1.4 随机过程 |
| 1.4.1 维纳过程 |
| 1.4.2 朗之万方程 |
| 1.5 光捕获颗粒的运动描述 |
| 1.5.1 功率谱与自相关函数 |
| 1.5.2 交流力测量灵敏度 |
| 第2章 真空光镊系统组成 |
| 2.1 捕获光学系统 |
| 2.1.1 系统构型的确定 |
| 2.1.2 仪器选型与系统搭建 |
| 2.2 位置探测系统 |
| 2.2.1 零差位置测量原理 |
| 2.2.2 位置探测光路 |
| 2.2.3 自制平衡光电探测器 |
| 2.3 粒子投送装置 |
| 2.4 真空系统 |
| 2.5 电子学系统 |
| 2.5.1 信号记录系统 |
| 2.5.2 反馈控制系统 |
| 2.5.3 基于计算机的实验控制系统 |
| 2.6 软件系统 |
| 2.7 通用实验步骤 |
| 第3章 道威棱镜辅助位置测量 |
| 3.1 旋转前散射光位置测量理论 |
| 3.2 三维位置测量 |
| 3.3 热平衡光镊校准 |
| 3.4 任意转角测量信号 |
| 3.5 不同轴校准系数比值分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 方波参数反馈冷却 |
| 4.1 冷却方案设计 |
| 4.1.1 冷却基本原理与方案选择 |
| 4.1.2 参数反馈冷却物理原理 |
| 4.1.3 方波参数反馈冷却理论 |
| 4.1.4 三维运动反馈控制 |
| 4.1.5 正弦波与方波调制对比 |
| 4.2 方波参数反馈冷却的控制算法 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波 |
| 4.2.2 反馈信号生成 |
| 4.3 方波参数冷却的实验验证 |
| 4.3.1 控制相位的实验验证 |
| 4.3.2 调制深度与三轴冷却的实验验证 |
| 4.3.3 高真空下的冷却实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 振幅锁定与非线性校准 |
| 5.1 光势阱的非线性 |
| 5.1.1 非线性振子的运动 |
| 5.1.2 紧聚焦光场 |
| 5.1.3 非线性光力 |
| 5.2 参数反馈幅值锁定 |
| 5.2.1 幅值锁定算法 |
| 5.2.2 幅值锁定实验 |
| 5.3 幅值锁定非线性校准 |
| 5.3.1 真空光镊的校准 |
| 5.3.2 非线性校准原理 |
| 5.3.3 非线性校准的实验实现 |
| 5.4 热平衡运动状态数据提取 |
| 5.4.1 捕获颗粒质量与密度测量 |
| 5.4.2 三维校准系数获得 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（10）双光子空间模式纠缠态产生与调控的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 双光子纠缠 |
| 1.3 双光子干涉 |
| 1.4 光子空间模式的信息编码与测量 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 广义高斯模式的双光子纠缠 |
| 2.1 背景介绍 |
| 2.2 厄米-拉盖尔-高斯模式 |
| 2.3 二维纠缠与量子关联函数 |
| 2.4 HLG模式的角动量 |
| 2.5. 讨论分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于量子干涉的双光子角动量成像 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 多模式Hong-ou-Mandel干涉原理 |
| 3.3 角动量全息图 |
| 3.4 讨论分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于量子干涉调制光子矢量模式纠缠态 |
| 4.1 产生双光子矢量模式纠缠态 |
| 4.2 矢量模式光子的Hong-ou-Mandel干涉 |
| 4.3 调控矢量模式纠缠态 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 利用非线性全息调制双光子空间模式关联 |
| 5.1 非线性光学全息概述 |
| 5.2 基于非线性全息调制双光子横向关联函数 |
| 5.3 基于非线性全息制备双光子超纠缠态 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 已发表和待发表的论文 |
| 致谢 |
四、K-F系统中的波前相位调制与光强调制的转换（论文参考文献）
- [1]光纤传感器测量三维微观表面形貌系统的优化设计[D]. 刘佑祺. 中北大学, 2021(09)
- [2]液晶空间光调制器光束指向控制方法研究[D]. 范佳鑫. 长春理工大学, 2021(02)
- [3]复杂大气对自由空间光通信影响及改善方法的研究[D]. 吴琰. 中国科学技术大学, 2020(06)
- [4]神经网络模型在光学变频哈特曼波前传感技术中的应用[D]. 徐志强. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(02)
- [5]单像素成像理论及其在复光场成像与光学信息编码中的应用研究[D]. 李显业. 山东大学, 2020(01)
- [6]基于点源调控的视窗全息动态三维显示方法研究[D]. 吴凯. 苏州大学, 2020(02)
- [7]大气激光通信系统主动自适应光学关键技术研究[D]. 罗琳. 长春理工大学, 2020(01)
- [8]基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究[D]. 陆洋. 合肥工业大学, 2019(01)
- [9]真空光镊及其反馈控制[D]. 郑瑜. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [10]双光子空间模式纠缠态产生与调控的研究[D]. 唐杰. 南京大学, 2019(01)