一、光谱位相干涉仪参数的优化选取（论文文献综述）
王晨[1]（2021）在《点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究》文中认为科学技术的快速发展对精密光学检测技术提出了重大挑战,推动着精密检测技术的发展。光学干涉检测技术作为高精度检测领域的重要工具,在光学元件的面形检测,光学系统的装调校准及性能评估领域发挥着关键作用。当前极紫外光刻技术对光刻投影物镜系统的波像差控制提出了极高要求,而点衍射干涉仪是最有力的检测手段,其采用基于衍射原理产生的近理想球面波作为干涉中的参考波,它消除了传统干涉仪中对于标准光学参考元件的需求,因此打破了标准光学参考元件的精度对检测精度的限制,提供了一种高精度的干涉检测手段。利用光的衍射产生近理想的球面波的衍射元件是点衍射干涉仪的关键部件,衍射波的质量制约着测量精度的上限,必须要对其进行精确的研究分析,以验证衍射波能否作为干涉检测中的高质量参考波。同时理论和实践表明,现有的衍射元件存在着一系列问题和缺陷,限制了点衍射干涉仪的应用和拓展。本文针对上述问题与缺陷,开展了点衍射干涉仪衍射波矢量分析及基于纳米线波导的衍射元件的研究。现有衍射波分析方法中常对远场衍射波只取主要分量分析,且波前误差分析基于泽尼克拟合方法,这些方法难以对衍射波进行高精度分析,针对这些不足,本文在已有工作基础上建立了一套全矢量的衍射波分析方法,为点衍射干涉仪衍射波的高精度分析提供了可靠的理论基础和方法支撑。该方法充分考虑光的矢量性,有着足够的严格性和广泛的通用性。首先基于电磁场的数值计算方法模拟光在衍射元件中的传播行为,得到衍射波的近场光场;然后基于矢量衍射理论由近场衍射波计算得到远场衍射波;最后对衍射波的质量进行高精度分析,在球坐标下考虑电场分量以对衍射波的偏振特性和振幅分布进行准确分析,采用最佳匹配球面拟合,以去除远场衍射波的计算球面与最佳匹配球面之偏离引入的误差,从而准确地评估衍射波的波前误差。针孔作为点衍射干涉仪最主要的衍射元件,现有的矢量分析均是从电磁场的数值方法出发,本文从波导理论出发,采用解析方法对波长量级的针孔衍射问题进行了准确而全面的分析。该方法在多方面与电磁场数值方法的结论相同,但对衍射波特性的背后机理做出了更深刻的诠释,这对针孔衍射波的准确分析有着重要的价值。探讨了金属膜层上的针孔,其作为圆形金属波导传导光场,入射光聚焦到针孔的前端面上,发生反射和耦合,在针孔中以模场的形式传输并在末端出射形成衍射波。由于波导的传导截止效应,当针孔尺寸过小时,能量透过率急剧降低,无法得到有效的衍射波;针孔中光以模场的形式传输,因此模场也决定着衍射波的性质,基于波导模场的解析解对针孔衍射波的性质进行全面的分析,衍射波为离心率接近于1的椭圆偏振光,衍射波光强和位相分布是旋转不对称的,主要的像差为初级像散,这是由光场与针孔波导壁相互作用而导致的模场非旋转对称性引起。这对点衍射干涉仪中针孔衍射元件的分析和设计有着重要的指导性意义。现有的衍射元件存在着一系列缺陷,光纤衍射元件的衍射波数值孔径较小,而针孔衍射元件的衍射波易受入射光波像差、对准误差等因素干扰,且光强较弱,针对上述问题,寻找更好的替代方式是一个值得关注的问题,本文创新性地将微纳光波导应用于点衍射干涉仪的衍射元件中,对微纳光纤和纳米线波导的衍射波进行了理论分析和建模研究。基于本征模有限差分方法来求解微纳光波导中的模场并分析其传输特性,通过矢量衍射理论求解其衍射波,并对衍射波的质量进行分析研究。微纳光波导的截面尺寸小,并且芯包层折射率差大,因此具有很强的光场约束能力,作为衍射元件有着突出的优势:首先,微纳光波导可以获得亚波长尺寸的光场截面,从而衍射得到一个大数值孔径的衍射球面波,相比于传统衍射元件有了显着提升;其次,单模传输条件带来优异的入射光滤波特性可以产生稳定的衍射波;最后,微纳光波导的衍射波波前均有着很高的球面度,这为将微纳光波导作为点衍射干涉仪的衍射元件提供了重要依据。纳米线波导的衍射波有着优良的性质,为将其应用于点衍射干涉仪,需要对弯曲损耗、耦合器等结构进行分析和设计,针对上述问题,本文提出并设计了可用于点衍射干涉的基于纳米线波导的衍射元件,并完成了该衍射元件的加工和制作。首先,对纳米线波导衍射元件中的弯曲部分损耗进行了分析,进而对弯曲曲率进行设计;其次,选取Y分支耦合器,并对其相应结构参数进行了优化设计,以提升耦合效率,进而提供更高能量的衍射波;最后,探索了纳米线波导加工工艺,完成了基于纳米线波导的衍射元件的制作,得到了一个较大数值孔径的高质量衍射波。
周森[2]（2021）在《基于共线光外差的微位移测量系统研究与应用》文中研究表明随着科学技术的发展,微位移测量技术已经被应用在了各个领域,微位移测量主要包括两种测量方式,一种是接触式测量,另一种是非接触式测量。其中非接触式测量以其不存在接触力且有着测量范围广、速度快、量程大等优点,逐渐成为了微位移测量技术的主要发展方向。其中,光电位置传感器（PSD）作为非接触式测量的优秀器件和光外差测量技术作为非接触式测量优越的测量方法在非接触式测量中都起着极其重要的作用。首先,本文在对PSD的发展、结构和测量原理理解掌握的基础上设计了一套PSD微位移测量系统。本文设计并制作了PSD后续的信号采集与处理电路,对运算放大电路模块、A/D转换电路模块、单片机电路模块以及液晶显示电路模块进行了器件的选型和电路设计,之后设计了系统的采集处理程序。其次,本文深入研究了激光外差干涉系统的测量原理,在传统的单声光调制器光外差测量系统的基础上设计了双声光调制器共线光外差测量系统。介绍了改进的共线光外差测量系统的测量原理,并选取了该系统各个光学元件。针对共线光外差测量系统的特点提出了一种对波片位相延迟测量的新方法。最后,搭建了共线光外差测量系统,验证了波片位相延迟测量的新方法,并分析了实验结果,提出了该系统应用于对波片光轴的寻找的可能。测试了PSD微位移测量系统的测量精度,组建了基于共线光外差的微位移测量系统,测量了古斯-汉欣位移。
汤明[3]（2021）在《基于数字全息显微成像技术的微小型浮游生物监测系统研究》文中研究说明微小型浮游生物在海洋生态系统中扮演着极其重要的角色。它是其他高等海洋生物赖以生存的物质基础和能量来源,且其多样性和丰度是判定珊瑚、红树林等海洋生态系统健康发展的重要指标。因此研究新型的微小型浮游生物的监测方法开展监测系统研究具有重要的理论研究意义和工程指导意义。本文基于数字全息显微成像技术对尺度在5-200 μm的微小型浮游生物进行监测研究,目标是实现微小型浮游生物的大景深清晰再现、三维成像和准确识别,并在此基础上研制一套适用于微小型浮游生物监测的数字全息显微成像仪样机并完成初步试验。主要的研究内容和成果包括:1.探究对比了不同结构的数字全息显微成像光路,确定可行方案。先后在光学平台上搭建了 Gabor结构（无透镜结构）光路,基于马赫-曾德尔干涉仪结构的同轴光路、离轴光路和单臂光路。利用以上四种光路拍摄了分辨率板和微小型浮游生物的全息图像,对比分析了它们在全息图重建质量、再现景深、相位恢复、三维重构以及抗外界干扰能力等方面的特点,并结合微小型浮游生物的尺寸与分辨率要求确定了以马赫-曾德尔干涉仪结构的同轴光路作为样机的光学系统。2.研究了再现景深延拓的方法。推导了基于马赫-曾德尔干涉仪结构的同轴光路的再现像面点扩散函数（pointspread function）的表达式,根据点扩散函数的尺寸得到了再现景深与光学参数之间的关系,并通过分辨率板的成像实验验证了该关系。依据上述关系从增大全息图的尺寸入手,提出了波前编码（Wave Front Code）技术和全息图外扩（bicubic extrapolation iteration）技术相结合的再现景深延拓方法。3.研究了多焦距微小型浮游生物的自动聚焦方法和再现图像的融合方法。针对微小型浮游生物尺寸小、数量多、全息图背景噪声强的问题,提出了一种先从全息图中提取微小型浮游生物区域,然后依次应用面积准则进行判定的自动聚焦方法;为了消除微小型浮游生物周围的高频条纹和内部的斑点噪声,提出了一种基于标记图的改进型小波变换图像融合方法。同时,将深度学习应用到微小型浮游生物的自动聚焦和其再现图像融合,获得了较好结果。4.研究了微小型浮游生物的三维重构方法。分析对比了基于扫描成像原理的扫描电子显微镜重构法和基于全息成像原理的位相重构法、高度-灰度重构法、灰度层析重构法以及光学衍射层析重构法。以更适合于微小型浮游生物现场监测的灰度层析重构方法作为本文主要研究方法,针对其面临的微小型浮游生物前半部分轮廓难以被分辨,以及再现图像存在严重离焦像的问题,提出了一种改进型灰度层析重构方法,从硬件和算法两个方面获得了微小型浮游生物整个部分的轮廓,进而实现了微小型浮游生物的三维成像。5.研究了微小型浮游生物的识别方法。分别采用了传统的机器学习方法和深度学习方法对微小型浮游生物进行识别。在传统的机器学习方法中,分别选取了传统特征和HOG特征,对分类器SVM进行训练;在深度学习方法中,通过Faster-RCNN深度神经网络,完成对微小型浮游生物特征的选取及其自身的训练。6.研制了一套微小型浮游生物数字全息显微成像仪样机。通过关键光学参数的确定和光学元件及其支架的选型,设计光学系统模块,并完成其装调;通过样机的工作流程设计控制电路模块,控制激光器和图像传感器的开启与关闭,以及蠕动泵的运行;初步设计了与样机配套的“微小型浮游生物分析应用软件”,调用数值重建、自动聚焦、图像融合、三维重构算法和识别模型,并进行结果的保存、显示等。利用该样机进行了初步试验,获得了预期的结果。
邹峰[4]（2020）在《无光学干涉扫频测距方法研究》文中研究指明绝对距离测量研究在计量测试学科中占据举足轻重的地位,广泛地应用于工业制造、国防建设和基础学科等领域。近年来,激光干涉扫频测距方法得到了深入的研究,该方法具有高精度、大范围测距潜力,但是易受环境噪声、激光噪声的影响。本文针对上述不足,研究了无光学干涉扫频测距方法,所研究的测距方法对实验环境噪声、被测物体噪声、激光噪声具有较强的抑制能力,同时为测距提供了新的研究思路。以下是对无光学干涉扫频测距开展的主要研究内容:进行了无光学干涉扫频绝对距离测量理论推导,得到了被测距离与位相、频率的表达式,建立了测距理论模型,验证了该方法的正确性。并基于该模型,对测距理论误差来源进行了分析。搭建了测距实验装置,激光光源经过双频光产生装置、测距光路后,得到了双频光、测距光。介绍了双频光频率扫描原理,开展了信号探测实验,验证了测距实验装置的可行性。开展了无光学干涉扫频测距实验,得到了测距实验数据。实验数据采用了FFT与曲线拟合两种数据处理方法,结果显示:曲线拟合优于FFT;当待测距离为24m时,统计误差为0.04m。本文的研究解决了大量程、高精度绝对距离测量中环境噪声、激光噪声和被测物体振动噪声对测量精度影响的问题,在计量测试领域具有潜在的应用前景。
马龙[5]（2020）在《连续变量高阶模非经典光场的实验研究》文中进行了进一步梳理非经典光场,尤其是压缩光与纠缠光,是量子信息处理中重要的资源,其产生、传输、控制和测量在量子通信和量子计量的发展中扮演着重要的角色。目前大部分研究集中在基模非经典光场。高阶模的空间分布比基模更复杂,同时不同模式的特点及其正交特性,为量子信息处理、精密测量物理提供更多的选择与应用领域。例如,利用高阶模压缩光可以对空间转角、光束小位移等物理量进行精密测量,以及在超分辨量子成像中提高信噪比。此外,高阶模相比基模,可应用于多通道量子计算以及量子超密集编码等领域,提高信道容量。除了空间模这一自由度,人们还关注偏振、频率等其他自由度,高维纠缠的研究应运而生。高维纠缠提供了比普通二维纠缠态更高的信息密度及安全性,使其在量子通讯中具有更为突出的优势。在高的噪声环境或窃听者已经掌控随机数产生装置等情况下,高维纠缠可以完成普通纠缠无法胜任的工作,高维纠缠相比普通纠缠可以极大地降低被成功克隆的概率,并且系统的维度越高,被成功克隆的概率越低。再则,高维纠缠可以优化量子计算系统,加速量子计算执行过程。因此,开展连续变量高阶模压缩光与纠缠光理论和实验研究,对量子物理、量子信息研究都有重要的科学意义和重要的应用前景。本文主要内容如下:1.分析了Ⅱ类非简并光学参量振荡器（NOPA）中纠缠稳定性与晶体温度波动的关系,利用光热效应实现了NOPA内晶体温度的高精度锁定,纠缠的稳定性得到了显着的提升。与目前市面上销售的商用控温仪相比,温度反馈回路可以快速并且更精确的对晶体温度进行控制。最终在实验上得到了两小时5.4dB稳定纠缠的输出,纠缠的波动为0.13dB。2.通过光束整形系统（BSS）实现了任意复振幅压缩态光场的实验产生,其最高模式转换效率达到0.77。在空间光调制器上加载不同的相息图即可产生不同模式压缩态光场,并且能够很好地保持量子特性,最后对产生模式的纯度进行定量的分析。3.研究了Ⅱ类NOPA中不同纠缠类型及其高维纠缠,利用单个阈值以下II类NOPA制备了5对基于光学频率梳纠缠,纠缠度为-4.5dB。通过空间模式操控技术,控制光学参量振荡器的空间模式,实现了同时具有频率、空间模式、偏振三个不同自由度纠缠的高维纠缠态光场。博士期间的创新工作有:1.利用光热效应对晶体温度进行反馈控制,实现了5.4 dB纠缠的稳定输出,两小时内纠缠的波动为0.13 dB。2.通过级联空间光调制器对基模压缩光高效的进行整形,实现了任意复振幅压缩态光场的产生。3.利用高阶模NOPA多模共振技术,实现了同时具有偏振、频率、空间模式三个自由度纠缠的高维纠缠。
曹洪玉[6]（2020）在《生物显微系统中高分辨相衬元件的研制》文中提出随着生物医学的深入研究,相衬显微镜在细胞、微生物和组织病理学等方面得以广泛应用。相衬元件置于相衬显微系统物镜后焦面上,将物体的位相信息转换为振幅信息,从而大大提高了微小透明物体的可分辨性,因此提升相衬元件的精度是改善相衬成像效果的重要途径。本文基于Zernike相衬法原理和相衬板设计理论,利用金属材料Ag具有宽角度消偏振的特性,设计了一种低偏振效应的移相膜,抑制了系统由于不同角度的杂散光引起的偏振效应,解决了传统相衬板由此产生的成像误差问题。材料折射率以及物理厚度是影响位相厚度的直接因素,本课题基于薄膜透过率理论和色散模型,对薄膜材料的光学常数进行反演计算,并进行工艺优化最终拟合了材料的光学常数。基于膜系设计理论,并结合计算得到的光学常数,采用定量法对移相膜进行设计,通过调整Al2O3膜层的厚度,克服了剥离过程中出现圆环边缘破碎的现象,同时保证了Ag膜附着力,最终确定Al2O3膜层的物理厚度为15 nm。并采用光刻以及物理气相沉积的方法,研制了可用于相衬显微镜中的新型薄膜结构的相衬板。移相膜镀制过程中,利用TFCalc软件进行逆向反演分析,优化Ag膜和Al2O3膜的沉积工艺,通过控制介质膜和金属膜的物理厚度,分别调节相衬板的位相和透过率,提高了相衬度;同时通过优化光刻及薄膜的制备工艺参数,得到图形边缘整齐、环宽度为0.722 mm的相衬圆环结构。最终获得环宽度符合系统要求、消偏振效果良好、振幅透过率为18.03%、相移量为0.49π的相衬板,针对相衬板的应用环境进行相应测试,并使用相衬显微系统测试其可靠性,经过对细胞的观察证实了本课题所研制的相衬板成像效果良好,细胞内部结构较为清晰。
蔚娟[7]（2020）在《基于压缩态光场的量子增强相位估算》文中研究表明计量学是一门研究测量以及测量误差的综合性学科。随着量子力学的飞速发展以及量子资源的不断提高,计量学与量子力学在微观层面的结合逐渐形成量子精密测量这一广受关注的前沿领域。量子精密测量是以实现高分辨率和高灵敏度的物理量测量为研究目标,通过运用量子力学理论来描述物理系统,期望达到比经典测量更高的测量精度。对物理量进行精确测量是科学和技术进步的基础,而量子力学在这一挑战中起着核心作用。一方面,由于量子涨落带来的不可避免的统计不确定性给高精度测量带来基本限制,量子力学给出经典计量学无法突破的测量精度极限,即标准量子极限;另一方面,利用量子力学的一些非经典特性,如纠缠、相干和压缩等可以突破标准量子极限,实现量子增强型计量。相位估算作为精密测量的核心研究内容之一,可应用于长度、速度和位移等物理量的精确测量,其核心问题是在资源（光子/测量样本数）固定的情况下,如何提高相位估算的精确度和灵敏度。由于相位不是厄米算符,光场的相位不能直接测量得到。因此只能通过与相位有确定关系的可观测厄米算符的测量结果来间接推导得出,例如基于干涉装置的场或者强度等,这样的间接测量过程就被称为参量估算。而基于量子资源的相位估算机制则被称为量子相位估算,能够提供一种测量精度优于标准量子极限的相位估算方法。压缩态由于某一正交分量的方差低于相应的标准量子极限,是一种很灵敏的相位估算资源,其估算精度受压缩态光场的性质影响。本人博士期间的主要研究内容是基于压缩态光场的量子增强相位估算,从研制用于量子相位估算所需要的量子光源出发,对固体激光器输出光场的频率及噪声特性进行优化,制备了可长时间稳定工作的压缩态光场,并以此为探针态,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验方案。基于连续变量非经典光场的确定性优势,该方案在量子精密测量领域有非常广阔的应用前景。本文的主要研究内容如下:1.首先对产生非经典光场的固体激光器输出光场频率及噪声等特性进行优化。选择一个精细度为50000的超稳Fabry-Perot腔作为激光器的频率参考,在激光器外部利用声光调制器（AOM）作为快反馈执行器件提高锁定系统的响应带宽,实现了一种级联的Pound-Drever-Hall稳频技术,将激光器锁定在超稳腔上。最终激光器的频率漂移降至4小时内7.72 MHz,强度噪声降至300 kHz处达到标准量子极限。完成对光场的频率与噪声特性优化工作。2.利用实验产生的稳定压缩态光场实现了量子增强相位估算。将上述优化后的光场作为非简并光学参量放大器的种子光与泵浦光,利用带锲角的KTP晶体实现无走离效应的II类非临界相位匹配,制备得到可长时间稳定工作的压缩态光场。对实验制备的压缩态光场加载任意未知相移后与一束强的Local光在50/50分束器上耦合,并进行平衡零拍探测,从而获得压缩态光场在所加载相移角度下的正交分量起伏信息。最后利用贝叶斯推断对测量结果进行参量估计,给出关于相移的后验概率分布,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验方案。实验结果表明在同样光子数的情况下,利用压缩态光场进行相位估算,可以突破标准量子极限,且压缩纯态是能够达到量子Cramér-Rao边界的最佳资源。本文的创新点如下:1.通过在固体激光器外部增加反馈器件的方法,利用级联的Pound-Drever-Hall稳频技术将激光器锁定在一个高精细度F-P腔上,实现了对固体激光器输出光场频率与噪声特性的优化。2.利用制备的压缩态光场,结合平衡零拍探测与贝叶斯推断,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验研究,测量灵敏度突破标准量子极限,且利用压缩纯态可以达到量子Cramér-Rao边界。
李嘉敏[8]（2020）在《级联光纤参量放大器量子特性及应用的理论与实验研究》文中研究指明量子技术为通信、计算、成像、计量等信息处理提供了突破传统极限的可能,有助于信息安全、处理速度、测量精度的提升。但目前量子信息处理大多还处于实验演示阶段,若要真正实现广泛的应用,还需要克服很多技术方面的瓶颈和困难。例如需要进一步提升量子光源的质量、改进测量系统、开发新颖的信息处理技术以适应不同的需求。本文就针对现阶段量子光源质量有待提升、以及精密测量量子增强效应受到探测效率影响这两个方面的问题,提出了基于级联参量放大器的解决方案,并从理论和实验两方面开展了研究。首先分析并实验验证了高增益级联参量放大器的量子特性以及在精密测量和纠缠测量方面的应用;之后分析了低增益级联参量放大器的输出特性及其在光子对频谱调控中的应用,制备了宣布式纯态单光子源,并对影响单光子效率和纯度的因素进行了深入的分析。本文的主要内容和创新点包括:一、首次提出了级联参量放大器（非线性干涉仪）实现多参数精密测量的方案,实现了两个非对易编码物理量同时超越经典极限的测量,并采用双臂传感结构进一步提升了位相测量信噪比。发现了量子资源分配原则——量子资源可以分配给某一分量使其达到最优极限,也可分配给两非对易量;并依据Fisher信息论进行了严格证明,为设计最优测量方案提供了依据。二、提出并理论分析了利用相敏放大器辅助的平衡零拍探测系统,可用于测量连续变量纠缠态。这种方案可通过对任一输出场的测量得出两不同类型场之间的纠缠关联,且具有探测损耗不敏感、适用于多时间模式纠缠测量的优点,有助于实用化量子技术的研发。基于光纤系统进行了实验验证,测量到该纠缠源的不可分离度为4.6 dB,是目前光纤系统中测量到的最好指标。三、深入研究了级联参量放大器调控关联光子对频谱特性的方法,包括两级和多级。利用两级方案制备了高质量偏振纠缠光源,利用三级方案制备了高纯度宣布式单光子源,宣布效率>90%,模式纯度达0.95,且中心波长灵活可调。另外,通过理论分析给出了级间损耗对级联参量放大器频谱调控的影响,为非线性实验系统的选择和参数优化提供了依据。
臧天阳[9]（2020）在《微纳结构光场调控及精密位移测量研究》文中研究指明随着激光技术的发展和微纳光子学的进步,在微纳尺度有效地调控光场受到广泛的关注。基于表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）、布洛赫表面波（Bloch Surface Wave,BSW）以及超表面（Metasurface）的微纳结构能够有效进行光场调制并产生各种新型结构光场,同时由于其振幅、偏振、位相的空间分布特点,结构光场在与物质相互作用时能产生诸多新颖特性,使其在光集成、光子芯片、高精度纳米测量等领域有重要的应用价值。基于此,本论文开展了结构光场的生成、调制及其超高精度位移测量的理论与实验研究。本论文的主要研究成果如下:1.发明了基于迈克耳孙干涉仪的新型空间光场生成方法与装置,该装置具有较高的集成度,能够同时实现偏振与位相调制并可以多路输出,能便捷地实现偏振基矢切换、功能性元件插入,具有极高的光场调制自由度,同时可以进行光场的无干扰检测;2.利用自由空间艾里光束与多层介质膜表面的光栅结构间耦合,生成了动态可调的布洛赫表面波艾里光束,实现了微纳结构对表面光场的动态调控,具有低损耗优势。通过复合表面等离激元与Tamm等离激元设计了荧光偏振开关,结合仿真计算进行了参数优化,获得了圆偏光手性调制的荧光垂直出射,可实现6.5dB的对比度;3.提出了残余透射光在超表面光场生成中的光场调制效应,分析并仿真了非理想超表面生成的光场形式。结合时域有限差分法,设计了在可见光范围工作的全硅超表面,并在实验上利用超表面柱矢量光生成器验证了残余光场对超表面生成光场的调制特性,为超表面光场调制提供了新的自由度;4.建立了金属膜双狭缝天线结构的双磁偶极子耦合模型,解析了结构光场与双狭缝天线间位置敏感的SPPs非对称激发过程。实验上利用聚焦高阶厄米高斯光场和傅里叶面泄露成像技术,实现了3.3nm位移横向分辨率以及3.1A位移敏感度的超高精度位移测量。本论文的创新点与特色:1.通过空间光调制器生成自由空间艾里光束,并利用多层介质膜表面光栅结构耦合,生成了介质负载且动态可调的低损耗布洛赫表面波艾里光束,为微纳结构的表面光场动态调控提供了简捷可靠的方法;2.分析了系统内残余光场对超表面生成场的调制作用,设计并制备了可见光波段的全硅超表面柱矢量光生成器,实验验证了残余光场对生成光场的影响,为超表面设计与光场调制提供了新思路和调控自由度;3.提出了金属双狭缝天线的双磁偶极子耦合模型,分析了其在结构光场激发下的SPPs非对称激发特性,并在实验上利用SPPs的傅里叶面泄露成像技术实现了纳米量级精度的横向位移分辨率,为光学校准、非接触位移测量提供了新思路与方法。
李奥波[10]（2019）在《零位光干涉中短相干光源移相关键技术研究》文中研究指明移相干涉是数字波面干涉测量中最常用的技术,具有算法简单、精度高、重复性好等优点,在光学元件面形高精度测量中得到广泛的应用。大口径光学元件面形干涉测量技术中存在移相难题是制约发展的主要原因。利用PZT直接驱动大型镜面存在结构稳定性、多点驱动一致性等方面问题;波长移相高度依赖于精密调谐的激光光源,该光源研制技术难度大存在光束质量差,功率低寿命短等问题。本论文从光源出发研究一种适用于大口径移相干涉测量的短相干分光延迟移相方法,将大口径干涉腔光程匹配及移相问题转移至小口径短相干光源模块。该方法通过对光源进行分光延迟、光程匹配及移相解决目前存在的问题,具有精度高、稳定性好、与大口径干涉腔分离等优点,并且可应用于不同腔长测量及平行平板测量需求。全文研究内容如下:阐述了移相干涉术基本原理及移相算法,分析了波长移相和PZT移相的基本原理及特点。阐述了短相干干涉理论,并进一步对短相干光源移相方法进行了探讨。从移相需求出发,对满足测量需要的短相干光源进行深入分析。同时,设计并搭建实验系统,利用延迟相干匹配方法测量了光源相干长度。另外,对短相干光源分光延迟移相系统关键元件进行分析和研究。针对短相干光源分光延迟移相中的延迟匹配、移相控制、条纹对比度控制进行深入分析。在分光延迟技术中引入角锥棱镜组及光程匹配算法方案,解决了干涉腔长变化范围大、光程匹配困难的问题。同时,对光源PZT移相存在的移相误差进行了分析和校正。利用（37）600mm口径干涉系统进行测试验证,将分光延迟测量结果与波长移相方法测量结果的相对比,验证了光源PZT移相方案在大口径干涉仪中的可行性。除此以外,利用该系统对方砖进行测量并与Zygo干涉仪进行对比,证明了短相干光源系统测量平行平板的可靠性。
二、光谱位相干涉仪参数的优化选取（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、光谱位相干涉仪参数的优化选取（论文提纲范文）
（1）点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 点衍射干涉仪研究历程 |
| 1.2.1 共路点衍射干涉仪 |
| 1.2.2 非共路点衍射干涉仪 |
| 1.3 点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.3.1 共路点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.3.2 非共路点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.4 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 2 衍射波矢量分析的理论与方法 |
| 2.1 光与衍射结构的作用——基于电磁场数值方法的近场仿真 |
| 2.1.1 电磁场的时域有限差分方法 |
| 2.1.2 基于电磁场FDTD方法仿真近场衍射波 |
| 2.1.3 衍射问题中的光源建模 |
| 2.2 衍射波近远场传播——基于矢量衍射理论 |
| 2.2.1 基尔霍夫衍射理论 |
| 2.2.2 场等效原理 |
| 2.2.3 衍射波的近场远推 |
| 2.3 远场衍射波的质量分析 |
| 2.3.1 远场衍射波的振幅分析 |
| 2.3.2 远场远射波的位相分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于波导理论的针孔衍射波分析 |
| 3.1 针孔中的光场——基于波导理论求解 |
| 3.1.1 理想金属波导的模场求解 |
| 3.1.2 针孔中的光场——波导理论与电磁场数值方法的求解对比 |
| 3.2 针孔的传导截止效应——基于波导的传输特性 |
| 3.2.1 圆形金属波导的传输特性 |
| 3.2.2 针孔的传导截止效应 |
| 3.3 针孔衍射波的性质分析 |
| 3.3.1 针孔模式场的衍射波求解 |
| 3.3.2 针孔模式场的衍射波分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 微纳光波导的衍射波分析 |
| 4.1 微纳光波导的传输特性和衍射波分析方法 |
| 4.1.1 基于本征模有限差分方法求解模场和传输特性 |
| 4.1.2 微纳光波导的衍射波分析流程 |
| 4.2 微纳光纤的衍射波分析 |
| 4.2.1 微纳光纤的模场和传输特性 |
| 4.2.2 微纳光纤的衍射波 |
| 4.2.3 微纳光纤的衍射波波前误差 |
| 4.3 纳米线波导的衍射波分析 |
| 4.3.1 纳米线波导的模场和传输特性 |
| 4.3.2 纳米线波导的衍射波 |
| 4.3.3 纳米线波导的衍射波波前误差 |
| 4.3.4 纳米线波导衍射波的优化讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于纳米线波导的衍射元件设计与加工制作 |
| 5.1 基于纳米线波导的衍射元件结构 |
| 5.2 纳米线波导弯曲部分的分析设计 |
| 5.3 纳米线波导的耦合器设计 |
| 5.4 基于纳米线波导的衍射元件的加工与耦合测试 |
| 5.4.1 纳米线波导衍射元件的加工流程 |
| 5.4.2 纳米线波导衍射元件的耦合测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（2）基于共线光外差的微位移测量系统研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 PSD的发展和现状 |
| 1.3 激光外差干涉测量发展和现状 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 第二章 PSD位移测量系统 |
| 2.1 PSD基本工作特性 |
| 2.1.1 PSD的工作原理 |
| 2.1.2 PSD的分类 |
| 2.1.3 PSD的性能指标 |
| 2.2 PSD位移测量系统整体设计 |
| 2.3 器件选型与电路设计 |
| 2.3.1 PSD选型 |
| 2.3.2 运算放大器选型及电路 |
| 2.3.3 AD转换芯片选型及电路 |
| 2.3.4 单片机选型及电路 |
| 2.3.5 液晶显示选型及电路 |
| 2.3.6 DC-DC转换器选型及电路设计 |
| 2.4 系统程序设计 |
| 2.4.1 主流程设计 |
| 2.4.2 A/D采样转换模块 |
| 2.4.3 数据处理及显示模块 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于共线光外差及PSD微位移测量系统的设计 |
| 3.1 基于共线光外差及PSD微位移测量系统的设计方案 |
| 3.2 激光外差干涉的原理 |
| 3.3 激光外差干涉测量方法的改进 |
| 3.4 共线光外差干涉测量系统器件的选型 |
| 3.4.1 激光器选型 |
| 3.4.2 声光调制器选型 |
| 3.4.3 偏振分光棱镜选型 |
| 3.4.4 检偏器的选型 |
| 3.4.5 光电探测器选型 |
| 3.4.6 旋转平台选型 |
| 3.5 改进光路在波片位相延迟测量的应用 |
| 3.5.1 波片 |
| 3.5.2 测量原理 |
| 3.6 古斯-汉欣位移的测量原理 |
| 3.6.1 古斯-汉欣位移 |
| 3.6.2 古斯-汉欣位移下的s光与p光 |
| 3.6.3 实验原理 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 实验结果与误差分析 |
| 4.1 波片位相延迟实验结果与分析 |
| 4.2 PSD微位移测量系统的精度测量 |
| 4.3 古斯-汉欣位移测量 |
| 4.3.1 光功率测试及系统搭建 |
| 4.3.2 s光与p光测量相对距离测量 |
| 4.4 误差分析 |
| 4.4.1 激光外差干涉部分 |
| 4.4.2 PSD器件及其后续处理电路 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（3）基于数字全息显微成像技术的微小型浮游生物监测系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微小型浮游生物监测的背景及研究意义 |
| 1.2 微小型浮游生物监测方法及发展现状 |
| 1.2.1 荧光检测法 |
| 1.2.2 光学显微镜法 |
| 1.2.3 图像分析法 |
| 1.2.4 流式细胞仪成像法 |
| 1.2.5 数字全息显微成像法 |
| 1.3 数字全息显微成像关键技术发展现状 |
| 1.3.1 全息图的拍摄和再现 |
| 1.3.2 再现景深延拓 |
| 1.3.3 自动聚焦和图像融合 |
| 1.3.4 三维重构 |
| 1.3.5 图像识别 |
| 1.4 论文研究内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 数字全息显微成像基本理论及光路 |
| 2.1 数字全息显微成像理论 |
| 2.2 无透镜结构光路 |
| 2.3 基于马赫-曾德尔干涉仪结构光路 |
| 2.3.1 同轴光路 |
| 2.3.2 离轴光路 |
| 2.3.3 单臂光路 |
| 2.4 对比汇总 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数值重建及再现景深延拓 |
| 3.1 数值重建 |
| 3.1.1 菲涅耳变换重建算法 |
| 3.1.2 卷积重建算法 |
| 3.1.3 角谱重建算法 |
| 3.1.4 数值重建实验结果 |
| 3.2 再现景深延拓 |
| 3.2.1 再现景深与光学参数之间的关系 |
| 3.2.2 再现景深光学实验 |
| 3.2.3 再现景深延拓 |
| 3.3 数值重建遇到的其他问题 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 大景深清晰成像 |
| 4.1 自动聚焦 |
| 4.1.1 常见的几种聚焦准则 |
| 4.1.2 基于面积准则的自动聚焦算法 |
| 4.1.3 各种自动聚焦算法的比较 |
| 4.2 图像融合 |
| 4.2.1 常见的图像融合方法 |
| 4.2.2 基于标记图的改进型小波变换融合方法 |
| 4.3 深度学习在自动聚焦和图像融合中的应用 |
| 4.3.1 深度学习在自动聚焦中的应用 |
| 4.3.2 深度学习在图像融合中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 三维成像 |
| 5.1 扫描电子显微镜重构法 |
| 5.2 位相重构法 |
| 5.3 高度-灰度重构法 |
| 5.4 光学衍射层析重构法 |
| 5.5 灰度层析重构法 |
| 5.5.1 基于同轴光路的改进型灰度层析重构法 |
| 5.5.2 基于离轴光路的改进型灰度层析重构法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 微小型浮游生物的识别 |
| 6.1 再现图像库的建立 |
| 6.2 机器学习方法 |
| 6.2.1 目标特征 |
| 6.2.2 分类器 |
| 6.2.3 实验结果 |
| 6.3 深度学习方法 |
| 6.3.1 深度学习神经网络的构成 |
| 6.3.2 深度学习神经网络的训练 |
| 6.3.3 深度学习神经网络的分类 |
| 6.3.4 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 样机研制及试验 |
| 7.1 光学系统模块 |
| 7.1.1 关键光学参数的设计 |
| 7.1.2 光学元件的选型及其安装支架的设计 |
| 7.1.3 光学系统参数汇总 |
| 7.2 控制电路模块 |
| 7.3 应用分析软件模块 |
| 7.3.1 图像传感器的控制与通讯 |
| 7.3.2 数字全息图的计算与分析 |
| 7.3.3 结果显示 |
| 7.4 样机装调 |
| 7.4.1 激光的聚焦与准直 |
| 7.4.2 物光路与参考光路的干涉 |
| 7.4.3 微流控芯片的成像 |
| 7.4.4 样机装调结果 |
| 7.5 样机试验 |
| 7.5.1 全息图拍摄 |
| 7.5.2 全息图数值重建 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（4）无光学干涉扫频测距方法研究（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 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 第2章 无光学干涉扫频绝对距离测量理论 |
| 2.1 基本测距方法 |
| 2.1.1 干涉法测距 |
| 2.1.2 相位法测距 |
| 2.1.3 激光线性调频测距 |
| 2.1.4 基本测距方法总结 |
| 2.2 无光学干涉扫频测距理论 |
| 2.3 测距理论误差影响因素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 测距实验装置搭建 |
| 3.1 激光光源 |
| 3.1.1 激光器 |
| 3.1.2 光束隔离 |
| 3.1.3 光束模式清洁与稳定 |
| 3.2 双频光产生装置 |
| 3.2.1 光路搭建 |
| 3.2.2 双频光的拍频信号探测 |
| 3.3 测距光路搭建 |
| 3.3.1 双频光模式清洁 |
| 3.3.2 光路结构设计与搭建 |
| 3.3.3 双频光频率扫描 |
| 3.3.4 测距信号探测 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 无光学干涉扫频测距实验结果及分析 |
| 4.1 测距实验过程 |
| 4.1.1 光路参数优化 |
| 4.1.2 测距信号放大 |
| 4.1.3 测距信号解调 |
| 4.2 数据采集 |
| 4.3 数据处理及结果分析 |
| 4.3.1 基于傅里叶变换的数据处理 |
| 4.3.2 基于曲线拟合的数据处理 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）连续变量高阶模非经典光场的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压缩态与纠缠态光场 |
| 1.3 高阶模压缩态光场 |
| 1.4 压缩态光场的研究进展 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 激光的模式 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 厄米高斯模(Hermite-Gaussian,HG) |
| 2.3 拉盖尔高斯模(Laguerre-Gauss,LG) |
| 2.4 高阶模式的产生 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基模压缩态光场的产生与测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学参量过程制备压缩态光场 |
| 3.3 锁定技术 |
| 3.3.1 锁腔技术 |
| 3.3.2 锁相技术 |
| 3.4 压缩态光场的探测 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 长时间稳定纠缠源的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纠缠与晶体温度波动的关系 |
| 4.3 实验装置 |
| 4.3.1 温度反馈回路 |
| 4.3.2 误差信号的提取 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.4.1 温度反馈回路的锁定 |
| 4.4.2 本地光与信号光之间相位的锁定 |
| 4.4.3 长时间稳定纠缠的实现 |
| 4.4.4 讨论与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 连续变量高阶模压缩态光场 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光束整形系统 |
| 5.2.1 空间光调制器 |
| 5.2.2 Gerchberg-Saxten(GS)算法 |
| 5.2.3 光束整形系统原理 |
| 5.3 数值模拟分析 |
| 5.4 高阶模压缩态光场的实验研究 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 连续变量高维纠缠 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 NOPA过程中的高维纠缠 |
| 6.3 双频本地光的构造 |
| 6.4 基于光学频率梳的边带纠缠 |
| 6.4.1 实验装置 |
| 6.4.2 实验结果 |
| 6.5 三维量子纠缠的制备 |
| 6.5.1 实验装置 |
| 6.5.2 实验结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 全文总结 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（6）生物显微系统中高分辨相衬元件的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 光刻及薄膜制备技术的概述 |
| 1.3.1 光刻工艺的概述 |
| 1.3.2 薄膜制备技术的概述 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 相衬元件涉及的相关理论 |
| 2.1 相衬基础理论 |
| 2.2 相衬板光学常数的计算 |
| 2.3 薄膜透过率/反射率计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 相衬板结构设计 |
| 3.1 相衬板结构及预期目标 |
| 3.2 材料的研究 |
| 3.2.1 材料的选取 |
| 3.2.2 薄膜材料光学常数的拟合 |
| 3.3 移相膜的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 相衬板的制备 |
| 4.1 工艺流程 |
| 4.2 光刻工艺参数的研究 |
| 4.2.1 基片预处理 |
| 4.2.2 涂布光刻胶 |
| 4.2.3 前烘 |
| 4.2.4 曝光 |
| 4.2.5 显影 |
| 4.2.6 环宽度测量 |
| 4.2.7 剥离工艺对薄膜的影响 |
| 4.3 薄膜工艺的研究 |
| 4.3.1 沉积方法 |
| 4.3.2 真空环境 |
| 4.3.3 沉积速率 |
| 4.3.4 离子源辅助沉积技术 |
| 4.3.5 蒸镀工艺 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 测试分析与工艺修正 |
| 5.1 光谱测试与误差分析 |
| 5.2 位相测试 |
| 5.3 环境测试 |
| 5.4 相衬显微系统测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结及创新点 |
| 6.1.1 主要工作总结 |
| 6.1.2 创新点说明 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）基于压缩态光场的量子增强相位估算（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光场量子化 |
| 1.2.1 产生和湮灭算符 |
| 1.2.2 正交分量算符 |
| 1.2.3 海森堡不确定性原理 |
| 1.3 几种量子态光场 |
| 1.3.1 相干态光场 |
| 1.3.2 压缩态光场 |
| 1.3.3 EPR纠缠态光场 |
| 1.4 量子态的描述 |
| 1.4.1 协方差矩阵 |
| 1.4.2 Wigner函数 |
| 1.5 相位估算及研究进展 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 利用超稳F-P腔实现激光器的频率及噪声特性优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光器输出光场优化的理论分析 |
| 2.2.1 光学腔的滤波作用 |
| 2.2.2 标准Pound-Drever-Hall稳频技术 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 激光器 |
| 2.3.2 超稳Fabry-Perot腔 |
| 2.3.3 级联Pound-Drever-Hall技术 |
| 2.4 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 利用压缩热态实现量子增强相位估算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量子增强相位估算相关理论分析 |
| 3.2.1 Cramér-Rao定理 |
| 3.2.2 量子Cramér-Rao边界计算 |
| 3.2.3 Positive Operator Valued Measures |
| 3.2.4 Cramér-Rao边界计算 |
| 3.2.5 贝叶斯推断 |
| 3.3 利用NOPA腔制备压缩态光场 |
| 3.3.1 压缩态光场的制备 |
| 3.3.2 压缩态光场的压缩度及纯度分析 |
| 3.4 量子增强相位估算实验研究 |
| 3.4.1 基于压缩态光场相位估算的实验方案 |
| 3.4.2 平衡零拍探测 |
| 3.4.3 相位控制系统 |
| 3.4.4 量子层析技术 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（8）级联光纤参量放大器量子特性及应用的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 量子信息技术简介 |
| 1.2 量子光源 |
| 1.2.1 量子光源分类 |
| 1.2.2 量子光源的制备 |
| 1.3 量子光源的频谱 |
| 1.4 量子增强的精密测量 |
| 1.4.1 量子增强的光学精密测量研究进展 |
| 1.4.2 多参数的量子精密测量 |
| 1.5 光纤参量放大器及其在量子技术中的应用 |
| 1.6 本文主要研究内容和创新点 |
| 第2章 参量放大器的量子理论模型 |
| 2.1 光场量子化 |
| 2.2 光学参量放大器理论模型 |
| 2.2.1 量子力学的三大绘景 |
| 2.2.2 光学参量放大器的单模模型 |
| 2.2.3 光学参量放大器的多模模型 |
| 2.3 低增益自发参量过程产生的量子态的量子特性 |
| 2.3.1 量子关联光子对的收集效率 |
| 2.3.2 单通道光子的模式特性 |
| 2.3.3 宣布式单光子态的模式纯度 |
| 2.4 高增益参量过程产生的量子态量子特性 |
| 2.4.1 参量放大器的噪声及关联特性 |
| 2.4.2 正交分量测量的传统方案 |
| 2.5 级联参量放大器理论模型 |
| 2.5.1 级联参量放大器经典理论 |
| 2.5.2 级联参量放大器噪声特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于级联参量放大器的多参数联合测量 |
| 3.1 多参数联合测量经典极限 |
| 3.2 级联参量放大器的输出特性研究 |
| 3.2.1 量子密集编码方案 |
| 3.2.2 单臂调制的非线性干涉仪实现多参数测量 |
| 3.2.3 基于正交分量联合测量法实现任意分量测量 |
| 3.3 多参数测量的海森堡极限 |
| 3.4 量子增强的多参数测量的简要实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 优化量子资源的位相测量 |
| 4.1 双臂调制的非线性干涉仪 |
| 4.1.1 双臂调制的非线性干涉仪的单端口测量 |
| 4.1.2 双臂调制的非线性干涉仪的联合测量 |
| 4.2 非线性干涉仪用于位相信号测量的实验验证 |
| 4.3 量子资源守恒原则 |
| 4.4 两正交分量测量的精度极限 |
| 4.4.1 双参数估计问题和Holevo Cramér-Rao bound的计算方法 |
| 4.4.2 双模压缩态的测量极限分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高增益参量放大器辅助的连续变量纠缠测量 |
| 5.1 连续变量纠缠态的传统测量法 |
| 5.2 相敏参量放大器作为新型HD用于纠缠测量 |
| 5.2.1 简并相敏放大器测量光场的噪声起伏 |
| 5.2.2 非简并相敏放大器测量光场的不可分离度 |
| 5.2.3 新型平衡零拍探测器的优缺点 |
| 5.3 相敏放大器辅助平衡探测的纠缠测量 |
| 5.3.1 相敏放大器双输出口的联合测量 |
| 5.3.2 相敏放大器单输出口的纠缠测量 |
| 5.3.3 探测损耗对PSA辅助平衡探测装置测量结果的影响 |
| 5.3.4 新型纠缠测量装置的优缺点 |
| 5.4 纠缠测量的多模理论 |
| 5.4.1 脉冲光泵浦参量放大器产生多模EPR纠缠态 |
| 5.4.2 传统测量法测量EPR纠缠态的多模理论 |
| 5.4.3 相敏放大器辅助平衡探测方案的多模理论 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 级联参量放大器调控频谱关联实现纯态光子源 |
| 6.1 基于级联参量放大器实现调控频谱理论 |
| 6.2 基于二级参量放大器的偏振纠缠源 |
| 6.2.1 偏振纠缠源的实验装置 |
| 6.2.2 实验过程和结果 |
| 6.3 基于三级参量放大器的关联光子对源及宣布式单光子源 |
| 6.3.1 三级参量放大器光子对源的特性分析 |
| 6.3.2 关联关联光子对源制备实验 |
| 6.3.3 Hong-Ou-Mandel干涉实验 |
| 6.4 热场强度关联函数修正实验 |
| 6.4.1 独立多时间模式热场干涉理论简介 |
| 6.4.2 四波混频热场强度关联函数修正实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 级联参量放大器实现调控频谱的影响因素分析 |
| 7.1 损耗对级联参量放大器产生光子态影响的理论分析 |
| 7.1.1 低增益级联参量放大器产生的光子态 |
| 7.1.2 级间损耗对光子态影响的理论 |
| 7.1.3 输出场主要参数的变化分析 |
| 7.2 级联参量放大器级间损耗影响的模拟分析 |
| 7.2.1 级间损耗对收集效率的影响 |
| 7.2.2 级间损耗对模式纯度的影响 |
| 7.2.3 级间损耗对宣布式单光子态强度关联函数的影响 |
| 7.3 各系统参数比较 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）微纳结构光场调控及精密位移测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 光场调控简介 |
| 1.2. 光场调控的传统方法 |
| 1.3. 基于微纳结构的光场调控 |
| 1.3.1. 基于表面等离激元的光场调控 |
| 1.3.2. 基于布洛赫波的光场调控 |
| 1.3.3. 基于超表面的光场调控 |
| 1.3.4. 基于结构光场的高精度测量 |
| 1.4. 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 表面光场的生成与调控 |
| 2.1. 基于迈克耳孙干涉仪的结构光场生成 |
| 2.2. 结构光场调控生成的布洛赫波艾里光场 |
| 2.2.1. 自由空间无衍射艾里光束 |
| 2.2.2. 布洛赫波艾里光的生成与表征 |
| 2.3. 表面等离激元复合Tamm等离激元的光场调控 |
| 2.3.1. 阿基米德螺旋线透镜与Tamm等离激元结构 |
| 2.3.2. Tamm等离激元螺旋线复合结构的设计与仿真 |
| 2.4. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 残余光对超表面光场调控的影响 |
| 3.1. 超表面简介 |
| 3.2. 超表面设计 |
| 3.3. 超表面对光场的偏振调控 |
| 3.3.1. 超表面生成的光场形式 |
| 3.3.2. 超表面的仿真设计与分析 |
| 3.3.3. 超表面的实验制备 |
| 3.3.4. 超表面调制光场的实验结果与分析 |
| 3.4. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于结构光场与金属双狭缝天线耦合的精密位移测量 |
| 4.1. 单狭缝天线的磁偶极子模型 |
| 4.2. 双狭缝天线的磁偶极子模型 |
| 4.3. 基于金属双狭缝结构非对称激发SPPs的精密位移测量 |
| 4.3.1. 金属双狭缝天线的制备 |
| 4.3.2. 位移测量实验与结果分析 |
| 4.4. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1. 总结 |
| 5.2. 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 本论文的研究得到以下项目的资助 |
（10）零位光干涉中短相干光源移相关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 移相干涉术研究进展 |
| 1.2.1 时间移相法 |
| 1.2.2 空间移相法 |
| 1.3 国内外移相干涉仪发展 |
| 1.3.1 国外干涉仪发展现状 |
| 1.3.2 国内干涉仪发展现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 移相干涉原理及方法 |
| 2.1 移相干涉术的测量原理 |
| 2.2 波长移相干涉术 |
| 2.2.1 波长激光器移相原理 |
| 2.2.2 波长激光器调谐原理 |
| 2.3 基于短相干光源的PZT移相原理分析 |
| 2.3.1 短相干光源部分相干理论 |
| 2.3.2 短相干光源移相系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 短相干光源及关键元件分析 |
| 3.1 半导体短相干光源研究 |
| 3.1.1 半导体激光器的纵模特性 |
| 3.1.2 半导体激光器的标定 |
| 3.2 短相干光源系统关键器件分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 短相干干涉光程一致性控制研究 |
| 4.1 短相干光源对比度优化 |
| 4.1.1 短相干光源系统光强配比 |
| 4.1.2 短相干干涉图拉伸 |
| 4.2 短相干光源模块光程匹配 |
| 4.3 短相干光源移相控制 |
| 4.4 短相干光源PZT移相误差分析 |
| 4.4.1 一维傅里叶变换的移相量标定 |
| 4.4.2 误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 短相干光源斐索干涉仪 |
| 5.1 600mm口径斐索干涉系统的搭建 |
| 5.2 大口径波长移相干涉仪实验 |
| 5.2.1 波长移相干涉测量实验装置 |
| 5.2.2 波长移相干涉测量实验 |
| 5.2.3 波长移相干涉测量实验结果及重复性实验 |
| 5.3 短相干光源PZT移相干涉仪实验 |
| 5.3.1 PZT移相干涉测量实验装置 |
| 5.3.2 光源PZT移相干涉测量实验 |
| 5.3.3 光源PZT移相干涉测量实验结果及重复性实验 |
| 5.4 短相干干涉仪测量方砖面形 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、光谱位相干涉仪参数的优化选取（论文参考文献）
- [1]点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究[D]. 王晨. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于共线光外差的微位移测量系统研究与应用[D]. 周森. 中北大学, 2021(09)
- [3]基于数字全息显微成像技术的微小型浮游生物监测系统研究[D]. 汤明. 浙江大学, 2021(01)
- [4]无光学干涉扫频测距方法研究[D]. 邹峰. 湖北工业大学, 2020(04)
- [5]连续变量高阶模非经典光场的实验研究[D]. 马龙. 山西大学, 2020(08)
- [6]生物显微系统中高分辨相衬元件的研制[D]. 曹洪玉. 长春理工大学, 2020(01)
- [7]基于压缩态光场的量子增强相位估算[D]. 蔚娟. 山西大学, 2020(12)
- [8]级联光纤参量放大器量子特性及应用的理论与实验研究[D]. 李嘉敏. 天津大学, 2020(01)
- [9]微纳结构光场调控及精密位移测量研究[D]. 臧天阳. 中国科学技术大学, 2020
- [10]零位光干涉中短相干光源移相关键技术研究[D]. 李奥波. 南京理工大学, 2019(01)