| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-9页 |
| 第一章 绪论 | 第20-44页 |
| 1.1 激光和激光的相干性 | 第20-24页 |
| 1.1.1 相干激光技术 | 第20-21页 |
| 1.1.2 激光的相干性 | 第21-22页 |
| 1.1.3 激光线宽以及激光噪声的描述 | 第22-24页 |
| 1.1.4 激光频率的重复性和不确定性 | 第24页 |
| 1.2 激光动态相干性及其控制技术 | 第24-28页 |
| 1.2.1 激光相干性控制 | 第24-26页 |
| 1.2.2 激光动态相干性控制 | 第26-28页 |
| 1.3 激光动态相干性应用背景 | 第28-36页 |
| 1.3.1 激光光谱学 | 第28-29页 |
| 1.3.2 频率计量和精密测量 | 第29-30页 |
| 1.3.3 光频率综合 | 第30-33页 |
| 1.3.4 激光雷达和3D成像 | 第33-34页 |
| 1.3.5 光相干断层扫描 | 第34-35页 |
| 1.3.6 微波光子学 | 第35-36页 |
| 1.4 相干性控制技术的演进和应用 | 第36-41页 |
| 1.5 本论文的研究目的和结构安排 | 第41-44页 |
| 第二章 基于光锁相的激光相干性控制 | 第44-88页 |
| 2.1 光锁相环基本原理 | 第44-51页 |
| 2.1.1 光锁相环基本结构 | 第44-45页 |
| 2.1.2 光锁相环的时域模型 | 第45-48页 |
| 2.1.3 小信号模型和相位传递特性 | 第48-49页 |
| 2.1.4 噪声传递特性 | 第49-51页 |
| 2.1.5 环路稳定性判别 | 第51页 |
| 2.2 光锁相环性能指标的评估 | 第51-55页 |
| 2.2.1 环路带宽和相位裕量 | 第52页 |
| 2.2.2 环路带宽的限制：环路延时和OVCO调频响应 | 第52-53页 |
| 2.2.3 捕获范围和锁定保持范围 | 第53-54页 |
| 2.2.4 残余相位噪声 | 第54-55页 |
| 2.2.5 周期滑步 | 第55页 |
| 2.3 从电锁相到光锁相Ⅰ：光鉴相器 | 第55-60页 |
| 2.3.1 光鉴相器基本原理 | 第55-56页 |
| 2.3.2 零差锁相 | 第56-58页 |
| 2.3.3 外差光锁相 | 第58-60页 |
| 2.4 从电锁相到光锁相Ⅱ：环路滤波 | 第60-62页 |
| 2.4.1 环路滤波器的结构 | 第60-61页 |
| 2.4.2 有源和无源环路滤波器 | 第61-62页 |
| 2.5 从电锁相到光锁相Ⅲ：光振荡器 | 第62-68页 |
| 2.5.1 直接调制 | 第63-66页 |
| 2.5.2 外部调制 | 第66-68页 |
| 2.6 新型复合光锁相技术 | 第68-79页 |
| 2.6.1 复合环路光锁相技术 | 第68-71页 |
| 2.6.2 线性小信号模型 | 第71-73页 |
| 2.6.3 关键器件分析 | 第73-77页 |
| 2.6.4 半导体激光器之间的直调光锁相 | 第77-79页 |
| 2.7 基于复合光锁相的激光相干性传递 | 第79-86页 |
| 2.7.1 半导体激光器之间的直调光锁相 | 第79-83页 |
| 2.7.2 光纤激光器的延时自外差光锁相 | 第83-85页 |
| 2.7.3 不同光纤激光器之间的相干性传递 | 第85-86页 |
| 2.8 本章小结 | 第86-88页 |
| 第三章 延迟自锁相动态相干性控制 | 第88-104页 |
| 3.1 激光动态相干性控制 | 第88-89页 |
| 3.2 光调频连续波干涉仪 | 第89-97页 |
| 3.2.1 光调频连续波干涉仪基本结构 | 第89-90页 |
| 3.2.2 LFM-OFMCWI基本原理 | 第90-91页 |
| 3.2.3 OFMCWI的关键技术指标 | 第91-95页 |
| 3.2.4 动态相干性和扫频非线性 | 第95-97页 |
| 3.3 延时自锁相的动态相干性控制系统模型 | 第97-102页 |
| 3.3.1 延时自锁相系统 | 第97-98页 |
| 3.3.2 延迟自锁相的时域模型 | 第98-100页 |
| 3.3.3 线性小信号分析和噪声传递模型 | 第100-101页 |
| 3.3.4 系统增益和带宽的矛盾以及稳定性限制 | 第101-102页 |
| 3.4 本章小结 | 第102-104页 |
| 第四章 频率牵引式动态相干性控制 | 第104-156页 |
| 4.1 光学频率梳 | 第105-110页 |
| 4.1.1 光学频率梳基本原理和应用 | 第105-107页 |
| 4.1.2 相位连续可调谐光频梳 | 第107-110页 |
| 4.2 梳齿间隔灵活光频梳 | 第110-114页 |
| 4.2.1 基于延时匹配的梳齿间隔灵活光频梳 | 第110-111页 |
| 4.2.2 理论模型 | 第111-112页 |
| 4.2.3 精确光电延时测量和校准 | 第112-114页 |
| 4.3 梳齿间隔灵活光频梳实验结果 | 第114-116页 |
| 4.3.1 扫频光梳实验结果 | 第114-115页 |
| 4.3.2 扫频平坦性 | 第115-116页 |
| 4.3.3 系统性误差 | 第116页 |
| 4.4 非线性四波混频 | 第116-123页 |
| 4.4.1 非线性效应和光纤中的四波混频 | 第117-118页 |
| 4.4.2 相位匹配 | 第118-119页 |
| 4.4.3 非线性介质与四波混频 | 第119-122页 |
| 4.4.4 耦合模方程 | 第122-123页 |
| 4.4.5 参量过程的相位敏感特性 | 第123页 |
| 4.5 双泵浦非简并FWM和多波模型 | 第123-139页 |
| 4.5.1 双泵浦非简并FWM的技术挑战 | 第123-125页 |
| 4.5.2 高阶泵浦和信号边带——七波模型 | 第125-127页 |
| 4.5.3 基于三波和七波模型的增益谱 | 第127-130页 |
| 4.5.4 有效相位失配和其相关物理过程 | 第130页 |
| 4.5.5 零色散区域 | 第130-132页 |
| 4.5.6 正常色散区 | 第132-134页 |
| 4.5.7 反常色散区 | 第134-135页 |
| 4.5.8 色散对增益谱的影响 | 第135-137页 |
| 4.5.9 增益谱的相位敏感性 | 第137-139页 |
| 4.6 基于FWM的光频梳非线性频谱扩展 | 第139-144页 |
| 4.6.1 频谱扩展原理 | 第139-140页 |
| 4.6.2 泵浦功率的限制 | 第140页 |
| 4.6.3 色散限制下的增益谱带宽 | 第140-142页 |
| 4.6.4 泵浦简并和非简并时的增益谱 | 第142-143页 |
| 4.6.5 梳齿间隔灵活光频梳非线性频谱扩展 | 第143-144页 |
| 4.7 基于梳齿间隔可调灵活光频梳的频率牵引式动态相干性控制 | 第144-149页 |
| 4.7.1 频率牵引式动态相干性控制 | 第144-146页 |
| 4.7.2 实验系统 | 第146-148页 |
| 4.7.3 系统稳态噪声 | 第148-149页 |
| 4.8 频率牵引式动态相干性控制实验结果 | 第149-154页 |
| 4.8.1 光谱测量结果 | 第149-150页 |
| 4.8.2 相干性传递 | 第150-152页 |
| 4.8.3 快速灵活性和线性度 | 第152-154页 |
| 4.8.4 静态特性 | 第154页 |
| 4.9 本章小结 | 第154-156页 |
| 第五章 光频域后向散射测量仪 | 第156-182页 |
| 5.1 分布式光后向散射测量 | 第156-164页 |
| 5.1.1 分布式光后向散射测量技术 | 第156-158页 |
| 5.1.2 OFDR应用背景 | 第158-162页 |
| 5.1.3 国内外研究现状 | 第162-163页 |
| 5.1.4 OFDR核心技术——LFM-FMCW中的相干性控制 | 第163-164页 |
| 5.2 基于延迟自锁相的光频域后向散射测量系统 | 第164-168页 |
| 5.2.1 基于半导体激光器的自锁相系统 | 第164-166页 |
| 5.2.2 电流调制预畸变 | 第166-167页 |
| 5.2.3 平衡混频式偏振分集接收机 | 第167页 |
| 5.2.4 残余相位噪声补偿 | 第167-168页 |
| 5.3 延时自锁相实验结果和系统性能评估 | 第168-174页 |
| 5.3.1 自锁相相位拍频相噪和延时自相干测试 | 第168-170页 |
| 5.3.2 扫频时动态相干性的增强 | 第170-171页 |
| 5.3.3 扫频速度对动态相干性的影响 | 第171-172页 |
| 5.3.4 实际测试结果 | 第172-173页 |
| 5.3.5 测量精度和灵敏度限制 | 第173-174页 |
| 5.4 频率牵引式互锁相高精度、长距离OFDR原型样机 | 第174-180页 |
| 5.4.1 系统设计 | 第175-176页 |
| 5.4.2 长距离测试 | 第176-178页 |
| 5.4.3 空间分辨率测试 | 第178-179页 |
| 5.4.4 原型样机参数总结 | 第179-180页 |
| 5.5 本章小结 | 第180-182页 |
| 第六章 线性扫频光生微波信号 | 第182-196页 |
| 6.1 从光频到射频——相干性的动态传递 | 第182-184页 |
| 6.1.1 从光频到射频 | 第182-183页 |
| 6.1.2 光生调频微波信号 | 第183-184页 |
| 6.2 灵活射频信号的光学产生系统 | 第184-188页 |
| 6.2.1 相位稳定的光生灵活微波信号 | 第184-185页 |
| 6.2.2 系统描述和系统原理分析 | 第185-187页 |
| 6.2.3 灵活调频的带宽限制 | 第187-188页 |
| 6.3 实验结果 | 第188-195页 |
| 6.3.1 分离路径噪声抑制 | 第188-189页 |
| 6.3.2 光谱测试结果 | 第189-190页 |
| 6.3.3 扫频信号的直接测量 | 第190-191页 |
| 6.3.4 光载微波信号的延时相干 | 第191-194页 |
| 6.3.5 扫频非线性误差 | 第194-195页 |
| 6.4 本章小结 | 第195-196页 |
| 第七章 全文总结 | 第196-202页 |
| 7.1 全文工作总结主要创新点 | 第196页 |
| 7.2 主要创新点 | 第196-199页 |
| 7.2.1 光锁相理论建模和复合光锁相技术仿真与实验研究 | 第196-197页 |
| 7.2.2 延迟自锁相激光动态相干性控制技术研究 | 第197页 |
| 7.2.3 频率牵引式互锁相动态相干性控制技术研究 | 第197-198页 |
| 7.2.4 梳齿间隔可宽范围连续调谐的灵活光频梳生成技术研究 | 第198页 |
| 7.2.5 光频域后向散射测量仪原型样机研制 | 第198-199页 |
| 7.2.6 低噪声微波光子倍频和灵活可控的高频宽带微波信号生成 | 第199页 |
| 7.3 研究展望 | 第199-202页 |
| 7.3.1 可重构全相参微波光子雷达系统 | 第199-200页 |
| 7.3.2 混合片上集成光频综 | 第200页 |
| 7.3.3 长距离、高精度激光雷达 | 第200-201页 |
| 7.3.4 高精度分布式光纤传感 | 第201-202页 |
| 参考文献 | 第202-222页 |
| 附录Ⅰ 英文缩略语说明 | 第222-226页 |
| 附录Ⅱ 数学、物理符号说明 | 第226-228页 |
| 致谢 | 第228-230页 |
| 攻读博士学位期间已发表或提交在审的论文 | 第230-234页 |
| 攻读博士学位期间已授权或公开的专利 | 第234-236页 |
| 攻读博士学位期间参与的项目 | 第236-238页 |
| 攻读博士学位期间所获荣誉和奖励 | 第238-240页 |
