【摘 要】
:
空间自成像效应是一种近场衍射的结果,即当平面波透过周期性的光栅传播时,在离光栅特定距离的位置上,会有与光栅相同的图案出现。为了纪念其发现者H.F.Talbot,空间自成像效应也被称为Talbot效应。后来,根据时空对偶性,T.Jannson发现在时域上也存在着相应的Talbot效应。将周期性的光脉冲序列通过色散器件传输,根据一阶色散量与光脉冲序列周期之间的关系,时域Talbot效应可以分为整数阶和
论文部分内容阅读
空间自成像效应是一种近场衍射的结果,即当平面波透过周期性的光栅传播时,在离光栅特定距离的位置上,会有与光栅相同的图案出现。为了纪念其发现者H.F.Talbot,空间自成像效应也被称为Talbot效应。后来,根据时空对偶性,T.Jannson发现在时域上也存在着相应的Talbot效应。将周期性的光脉冲序列通过色散器件传输,根据一阶色散量与光脉冲序列周期之间的关系,时域Talbot效应可以分为整数阶和分数阶效应。其中,整数阶时域Talbot效应可以产生与输入周期性光脉冲序列相同的信号。而分数阶时域Talbot效应可以应用产生高重复频率的光脉冲序列。在输入脉冲序列占空比的倒数大于输出信号倍增因子的情况下,可以保持单个脉冲的特征不改变。至今,基于其噪声波动小、能量利用率高的特点,时域Talbot效应在信号强度的无源放大、高重复频率脉冲信号的产生、模拟信号的实时频谱分析等领域展现了良好的应用前景。本论文针对时域Talbot效应及其应用开展研究,设计了基于逆时域Talbot效应来实现离散傅里叶变换系统,并设计了基于时域Talbot效应的任意波形产生系统。分别对上述系统进行了完整的理论分析和公式推导,通过仿真模拟进一步证明了所述两种系统理论结果的有效性,并探讨所提出系统在光信号分析和处理中的潜在应用。本文的主要研究内容和研究成果如下:1、基于逆时域Talbot效应,提出实现离散傅里叶变换的新方案,可得到复数值的输出。结合理论分析,得到了输入数据序列幅度与该系统输出之间的关系,满足离散傅里叶变换。同时解决了已有方案中,数据序列离散傅里叶变换后相位信息丢失的问题,并且输入输出脉冲的重复频率保持不变。最后通过数值仿真,将重复周期为0.03 ns的光脉冲序列,传输经过色散量满足逆时域Talbot效应的色散介质,验证了该系统的有效性;2、基于时域Talbot效应中存在实时傅里叶变换特性,提出了全新的高速任意波形产生方案。给出完整的理论推导,来论证输入射频信号与该系统输出之间的关系,通过改变输入信号中频率成分来获得任意的时间波形。最后通过数值仿真,利用重复周期为205 ps的光脉冲序列,对模拟信号进行采样,然后通过色散量满足整数阶时域Talbot效应的色散介质,即一阶色散量为6738 ps2,验证了其正确性。该方案有望成为高速可重构任意波形产生的潜在解决方案。
其他文献
本文基于分析我国大型枢纽机场当前多航站楼建设现状与存在的挑战,重点选取芝加哥奥黑尔、伦敦希斯罗、巴黎戴高乐主要世界级枢纽机场为案例,研究其多航站楼建设发展历程和经验。在此基础上,提出我国大型枢纽机场多航站楼一体化改造的具体措施建议和规划建设中需要关注的问题。中国大型枢纽机场多航站楼建设现状与存在的挑战
测量是人类探知自然界的一种重要的手段,也是物理学和工程科学中的一项重要的内容。科学研究中经常需要精度极高的测量,如量子频标、原子钟以及对引力波的探测。测量的精度是由观测数据中的随机性所决定的。而在量子力学中,量子测量本身就具有随机性。这种量子测量的随机性,将会决定测量误差的基本极限,而达到这一基本极限的测量方法是最优的。量子参数估计是研究量子系统中参数估计误差基本量子极限的一套理论。该理论中最有用
太赫兹在工业无损检测、国防安全、生物医药、通讯等领域具有广阔的应用前景,传统金属在太赫兹频谱由于电子迁移率低,衰减大,不适宜制作高效小型化天线。石墨烯在太赫兹频谱中具有独特的电子特性,成为毫米波/太赫兹小型化天线的极佳选择。将未来的5G天线与现有的3G/4G天线平台集成是构建5G无线通信系统最初的主要挑战之一。这种短期的复杂特性将对基站天线提出更加严格的要求,因此,移动通信行业迫切需要开发新的天线
本文主要研究二维材料的光学和电学性质,通过分析二维材料的电输运和光学二次谐波方面的性质,进一步深入了解二维材料的研究方法和研究现状,达到对二维材料的研究既有整体的把握,又有侧重点的深入研究的目的。本文的第一章概括总结了二维材料及其研究领域的相关进展,对石墨烯、层状过渡金属二硫化物进行了简单的举例说明,随后就二维材料在能带性质、谷极化、各项异性以及外场对二维材料作用方面的研究进行了概述。在第二章,本
瑞利-泰勒不稳定(Rayleigh-Taylor instability,RTI)现象广泛存于自然界及工程应用中。在本文中,我们采用格子Boltzmann方法研究了长微通道内非混相单模RTI现象,探究其后期的发展,分析了雷诺数、Atwood数、表面张力等因素对相界面动力学和气泡及尖钉增长的影响。首先本文研究了在中高Atwood数下雷诺数的影响,数值模拟结果表明高雷诺数下的单模RTI的发展会经历四个
CoFeB磁性材料由于自旋轨道耦合作用,表现出了明显的反常霍尔效应,在磁场传感领域具有广阔的应用前景。同时,CoFeB薄膜材料和氧化物如MgO会形成很强的界面各向异性,而界面各向异性对沿薄膜垂直方向上的电压比较敏感。因此,基于电压调控各向异性的原理,可以用来研究基于反常霍尔效应的灵敏度可调的磁场传感器件。本论文从薄膜的性能测试、器件加工工艺、器件性能测试和灵敏度调节四部分展开分析,主要研究的内容如
二维过渡金属硫属化合物(TMDs)以其独特的结构和性质引起了研究人员极大的兴趣。硒化钼(MoSe2)和硒化钨(WSe2)分别为N型和P型的过渡金属硫族化合物。研究表明,二维材料的性能受到材料层数和缺陷等因素的巨大影响,并且本征的二维材料光电性能却有待改善。为此本文分别以少数层MoSe2和少数层WSe2为研究对象制备光电探测器,通过引入氧缺陷等方法,调控光电器件的性能,最后获得高性能的光电探测器。本