四波混频实验报告
光源稳定性对简并四波混频信噪比影响的实验研究
定性对 Ｄ ＷＭ 信号影响的研究结果对物质的痕迹量探测 以及无荧光 物质光谱定标 等方面 的应用 具有重要 Ｆ
意义。
关键词
料 激 光 输 出 的下 降 。染 料 激 光 光 源 输 出激 光 功 率 的稳 定 性 ， 染 料 的 稳 定 性 与 染 料 分 子 的 运 动 性 具 有 很 大 的 关 系 ［ ｊ １ 。 虽 然 实 验 中 早 已 发现 染 料 激 光 器 的 光稳 定性 问 题 ， 是 在 染 但
引 言
简并 四波混频 （ Ｆ Ｄ ＷＭ） 光谱 技术 与 其他 光谱 技术 （ 如 Ｌ Ｆ Ｃ Ｓ 相 比， Ｉ 、 ＡＲ ） 具有高灵敏度 ，高分辨率 ，高信噪 比等优 点 ，被广泛用于燃烧火焰 中痕量原子 、分子 以及 自由基 的测 量ｌ ］ 】 。然而 由于气相介质 的 Ｄ ＷＭ 信号 比固态介质弱 ２个 。 Ｆ
１ 实 验装 置
本实验采用具有 自稳分光 补偿 特性 的前 向 Ｄ ＷＭ 的实 Ｆ
验装置与我们先前的研究 中使用 的相同ｍ］ 。实验采用 Ｎｄ： ＹＡ Ｇ激光器 （ ｏ ｔ ｕｍ， ｏ ｒ ｔ Ｃ ｎｉ ｕ Ｐ ｗｅｌｅ ｎ ｉ ＴＭ ｒｃ ｉ Ｉ １０ 的 Ｐ ｅｉｏ Ｉ ９ ０ ） ｓｎ 倍频 ５ ２ｎ ３ ３ ｎ． 的输 出泵浦 染料激光器 （ ａ ｄ ｈ ｓ ， ｃｎ Ｌ ｍｂ ａＰ ｙｉ Ｓ ａ — ｋ
ｍａｅｒＴ ） 实 验 中 所 选 用 的 激 光 染 料 为 转 换 效 率 较 高 的 ｔｐｏ ， Ｍ
提高信噪比；池子的设计 和放置 的位置 ： 要求 窗片 面形好 、
光子晶体光纤中四波混频效应与色散测量的研究的开题报告
光子晶体光纤中四波混频效应与色散测量的研究的开题报告标题：光子晶体光纤中四波混频效应与色散测量的研究一、研究背景光纤通信技术已经成为现代通信领域的支柱，而在光纤通信中，光纤中的色散是一个非常重要的问题。
因此，对光纤中的色散进行研究一直是光纤通信技术中的热点问题。
同时，四波混频效应也是一种应用广泛的非线性光学效应，具有很大的实用价值。
光子晶体光纤是一种新型的光纤，由于其具有高质量因子、小尺寸和良好的非线性特性等优点，已经成为研究的热点。
因此，研究光子晶体光纤中四波混频效应与色散的关系具有很大的研究价值。
二、研究内容本文将研究光子晶体光纤中四波混频效应与色散之间的关系，并将通过实验方法进行验证。
具体研究内容包括：1.通过对光子晶体光纤中的模式进行计算和模拟，研究光子晶体光纤中的色散机制。
2.探究光子晶体光纤中四波混频所需的功率和光场波长的变化规律，并进行数值模拟和实验验证。
3.通过实验方法分析光子晶体光纤中四波混频效应与色散的关系，在此基础上搭建一套完整的色散测量系统。
三、研究意义通过本文的研究，可以更深层次地了解光子晶体光纤中的非线性特性，探究其色散机制和四波混频效应与色散之间的关系。
同时，也可以为光纤通信技术的发展带来重要的参考和指导。
四、研究方法本文将采用理论计算、数值模拟和实验验证相结合的方法进行研究。
其中理论计算和数值模拟主要用于预测和分析光子晶体光纤中的非线性特性，而实验验证则是为了验证理论计算和数值模拟的正确性，并从实验数据中提取有用的信息。
五、研究进程计划（1）第1-2个月：对光子晶体光纤中的模式进行计算和模拟，研究光子晶体光纤中的色散机制。
（2）第3-4个月：探究光子晶体光纤中四波混频所需的功率和光场波长的变化规律，并进行数值模拟和实验验证。
（3）第5-6个月：通过实验方法分析光子晶体光纤中四波混频效应与色散的关系，并搭建一套完整的色散测量系统。
（4）第7-8个月：根据实验数据，分析光子晶体光纤中四波混频效应与色散的关系，并撰写论文。
混频电路实验报告收获(3篇)
第1篇一、实验背景混频电路是无线通信系统中至关重要的组成部分，它负责将高频信号与本地振荡信号混合，产生中频信号，以便于后续的处理和传输。
本次实验旨在通过搭建混频电路，观察其工作原理，并分析其性能。
二、实验目的1. 了解混频电路的基本原理和结构；2. 掌握混频电路的设计与搭建方法；3. 分析混频电路的性能指标，如频率响应、增益、噪声系数等；4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
三、实验原理混频电路的基本原理是利用非线性元件（如二极管、三极管等）的非线性特性，将两个不同频率的信号混合，产生新的频率。
本实验采用二极管混频电路，其工作原理如下：1. 本地振荡信号（LO）和高频信号（RF）分别输入混频电路的两个端口；2. 非线性元件将两个信号进行混合，产生新的频率，包括和频、差频等；3. 通过滤波器选择所需的中频信号（IF）。
四、实验内容1. 搭建混频电路实验平台；2. 输入本振信号和射频信号，观察输出中频信号；3. 测量中频信号的频率、幅度等性能指标；4. 分析混频电路的性能，如频率响应、增益、噪声系数等。
五、实验步骤1. 搭建混频电路实验平台，包括信号源、混频电路、滤波器、示波器等；2. 连接本振信号和射频信号，调整信号幅度；3. 观察示波器上中频信号的波形，记录频率、幅度等数据；4. 测量中频信号的频率、幅度等性能指标；5. 分析混频电路的性能，如频率响应、增益、噪声系数等。
六、实验结果与分析1. 实验结果：搭建的混频电路成功实现了本振信号和射频信号的混合，产生了中频信号。
中频信号的频率约为30MHz，幅度约为1V。
2. 分析：（1）频率响应：混频电路的频率响应较好，在中频附近具有较高的增益，且在两侧有一定的频率范围；（2）增益：混频电路的增益约为20dB，满足实际应用需求；（3）噪声系数：混频电路的噪声系数约为3dB，相对较低，有利于提高系统的信噪比。
七、实验收获1. 通过本次实验，深入了解了混频电路的基本原理和结构，掌握了混频电路的设计与搭建方法；2. 提高了实验操作能力和分析问题能力，为今后从事无线通信领域的研究奠定了基础；3. 深化了对非线性电路理论的理解，为今后研究其他非线性电路提供了借鉴；4. 增强了团队合作意识，培养了与他人沟通、协作的能力。
《光纤通信》实验4 光纤中的四波混频效应
东莞理工学院《光纤通信》optisystem软件仿真实验实验4光纤中的四波混频效应（FWM）一、实验目的1、了解影响四波混频效应的产生的因素2、了解抑制或增强四波混频效应的方法二、实验要求图4-1 G.653(a)及G.655(b)光纤的传输光谱某FWM的实验结果：如图4-1 (a)为4个3dBm的光信号在G.653光纤中传输了25km 后的光谱，其中λ0为1550nm波长，另外三个信号的中心波长分别为1549nm、1547nm、1551.5nm。
由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。
图4-1(b) 为初始输入的4个光波信号。
1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G.655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。
2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近（可调）。
改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。
图4-2 仿真实验系统搭建三、思考题：1、G.653光纤有什么缺点？为什么要研制G.655光纤？G.655光纤有什么优点？2、如何抑制光纤中的FWM效应？附录：计算并输出G.653或G.655光纤的色散文件clear all;close all;WL=linspace(1450,1630,1801);S0=0.06;WL0=1550;D=S0*(WL-WL0);%G.653%S0=0.0467;WL0=1480;D=S0*(WL-WL0);%G.655figure(1)plot(WL,D,'k');hold on;plot(WL,D*0,'k');hold on;axis([1450,1630,-20,20]);WL=WL';D=D';da=[WL D]save E:\G652.txt-ascii da1:G.653:G.655:2：(1)改变波长间隔：1545：1542：1520：1515：(2)改变光功率：10dbm:5dbm:-10dbm:-20dbm:-50dbm:(3)改变光纤长度：50km:10km:5km:1km:0.2km:。
基于四波混频方法的真空紫外光电离技术
基于四波混频方法的真空紫外光电离技术
真空紫外光源在化学物理的研究中发挥着重要的作用，真空紫外的激光光源一般由同步辐射装置或者自由电子激光器提供，在小规模实验室中，我们可以采用非线性光学的方法产生真空紫外激光，对化学反应中的原子、分子进行探测。
其中非线性光学介质一般采用、等惰性气体，一般的真空紫外输出在微焦量级。
在本课题中，为了进一步提高实验室中的真空紫外光输出，并减少混频光中紫外光所带来的背景噪声，我们将采用金属蒸汽作为非线性介质，这种方法将使真空紫外光的能量提高几个数量级，实现对原子分子产物的高效电离。
通过该课题，学生可以得到计算机辅助设计，仪器自动控制等方面的训练，并全面了解采用非线性光学方法产生真空紫外光的实验方法，深入学习自由基分子的探测技术，学生将具备搭建激光电离实验设备的能力。
指导老师：杨学明
王兴安
课题方向：分子反应动力学
对学生要求：具备一定编程基础（比如语言），对于真空器件设计感兴趣，具备原子物理等课程基础。
课程计划时间：～
第一阶段（时间～）：阅读非线性光学相关文献，了解真空紫外光的非线性光学产生方法，同时学习语言，为下一阶段的工作做准备。
第二阶段（时间～）：搭建四波混频用金属混频池，应用代码实现对于混频池的温度控制，稳定获得金属蒸汽。
第三阶段（时间～）：将混频池与实验室激光相结合，四波混频方法产生真空紫外光源，用于自由基的单光子电离，研究分子反应动力学。
1 / 1。
《光纤通信》实验4光纤中的四波混频效应
东莞理工学院《光纤通信》optisystem软件仿真实验实验4光纤中的四波混频效应(FWM )一、头验目的1、了解影响四波混频效应的产生的因素2、了解抑制或增强四波混频效应的方法二、实验要求图4-1 G653(a)及G.655(b)光纤的传输光谱某FWM的实验结果：如图4-1 (a)为4个3dBm的光信号在G.653光纤中传输了25km 后的光谱，其中入0为1550nm波长，另外三个信号的中心波长分别为1549nm、1547nm、1551.5nm。
由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。
图4-1(b)为初始输入的4个光波信号。
1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。
2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近(可调)。
改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。
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光纤通信实验4光纤中的四波混频效应
东莞理工学院《光纤通信》optisystem软件仿真实验实验4光纤中的四波混频效应（FWM）一、实验目的1、了解影响四波混频效应的产生的因素2、了解抑制或增强四波混频效应的方法二、实验要求图4-1 G.653(a)及G.655(b)光纤的传输光谱某FWM的实验结果：如图4-1 (a)为4个3dBm的光信号在G.653光纤中传输了25km 后的光谱，其中λ0为1550nm波长，另外三个信号的中心波长分别为1549nm、1547nm、1551.5nm。
由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。
图4-1(b) 为初始输入的4个光波信号。
1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G.655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。
2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近（可调）。
改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。
图4-2 仿真实验系统搭建三、思考题：1、G.653光纤有什么缺点？为什么要研制G.655光纤？G.655光纤有什么优点？2、如何抑制光纤中的FWM效应？附录：计算并输出G.653或G.655光纤的色散文件clear all;close all;WL=linspace(1450,1630,1801);S0=0.06;WL0=1550;D=S0*(WL-WL0);%G.653%S0=0.0467;WL0=1480;D=S0*(WL-WL0);%G.655figure(1)plot(WL,D,'k');hold on;plot(WL,D*0,'k');hold on;axis([1450,1630,-20,20]);WL=WL';D=D';da=[WL D]save E:\G652.txt-ascii da1:G.653:G.655:2：(1)改变波长间隔：1545：1542：1520：1515：(2)改变光功率：10dbm:5dbm:-10dbm:-20dbm:-50dbm:(3)改变光纤长度：50km:10km:5km:1km:0.2km:。
四波混频的研究
式为通用的计算 " 8 g : #$ 功率方法 ! m m 单级单段光纤中的 * ’) 特性 利用8 式可得一段光纤中 c g : U= M b = M时 Q " #$ 功率为
图 & 多级放大不同色散光纤组成的 ’( ) 系统 & . * + , / 01 + 2 3 4 + / 2’( )5 6 5 4 7 0
以光的波分复用$ 技术为基础的光通信 +, -) 随着无中继传输距 可以有效地提高地提高通信容量 0 离的增加 # 需要加大发射功率 0 但是在大的光功率激 励下 # 光纤会呈现不良的非线性现象 0 光纤中的非线 性 效应一般可分为受 激 散 射 效 应 和 非 线 性 折 射 率 变 化0 前者包括受激喇曼散射 $ 和受激布里渊散射 ) j " j 等1 后者包括四波混频 $ 效应 / 自相 位 调 $ ) j { j . +-) 制$ 和交叉相位调制 $ 等 0 在 +, j # -) [ # -) - 系统 中# 各种光纤非 线 性 的 影 响 不 一 定 相 同 # 最有危害性 的 是由 . 系统的 +- 引起的密集波分复用 $ , +, -) 路间串扰 0 通常对多级放大系统光纤的 . +- 特性研 究往往假设每两级放大器间只有一种长度相等光纤 #
天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室 # 天津 % $ & & & ’ ( )
摘要 * 本文对波分复用 $ 光纤通信系统中的四波混频 $ 特性进行 了 研 究 # 得 到 了 +, +, -) . +-) - 可用 于由多段不同长度 / 不同色散值的光纤组成的多级放大 +, 进而分析了 - 系统 . +- 效 应 的 计 算 方 法 # 多级放大和色散补偿这 %种特例的 . 标准单模光纤与高负色散值色散 单级 / +- 特性 0 研究 结 果 表 明 # 移位光纤的组合可以有效地抑制 . +- 混频效应 0 关键词 * 四波混频 $ 1多级放大 1波分复用 $ . +-) +, -) 中图分类号 * ( 4 5 6 6 2 34 文献标识码 * 7 文章编号 * 6 & & 8 9 & & : ; $ ( & & ( ) & % 9 & ( 8 % 9 & <
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研究生实验报告
实验项目名称四波混频特性实验研究
课程名称现代物理实验方法（一）姓名学号
专业凝聚态物理年级
院、所物理学院年月日
研究生实验报告评价标准
实验目的：
有机非线性材料的出现，人们可以在分子的水平上设计材料的结构来得到在特定波长激光照射下具有较大χ（3）的材料。
采用共振型非线性材料介质就可以在较低的泵浦强度下,获得较强的相位共轭波，甚至可以连续工作。
可调谐激光技术的飞速发展也使共振增强很容易在介质中实现，它通过改变输出激光的功率来调节与材料直接的共振关系，使得三阶效应增强。
设有频率为ω的三个波E1（ω，Z）、E2（ω，Z）、E3（ω，Z），作用于非线性介质。
E1和E2为强度接近相等、传播方向相反的两个强泵浦波，E3为与E1和E2成一角度(小于8度)的探测波。
这三个光波在非线性介质中相互作用结果，能产生一频率仍为ω的波E4，称信号波，它与探测波是相位共轭的。
可以证明，在上述四波作用下，信号波的大小与非线性介质的χ（3）和泵浦波E1和E2的强度有关系。
下面我们讨论入射光波是平面波的情况时的耦合波方程。
简并四波混频（DFWM）的结构示意图如下。
其中的非线性介质是透明、无色散的介质，三阶非线性极化率是χ（3）。
图1．简并四波混频的结构示意图
在介质中相互作用的四个平面波为
E i=E(r)exp[－i(ωt－κi· r)]+ E(r)exp[i(ωt－κl· r)] l=1,2,3,4
Word 资料 的倾角，使从激光器出射的光波在各处等高。
然后仔细调节等高的方法是转动反射镜或分光镜，使各个光束能够完全重合，得到的光束共线。
四、为了调节泵浦光或探测光的强度而不改变另外一束或两束光的强度，用减光板调节需要改变的光束，用光功率计记录光强度。
实验结果：
1.信号光强度随泵浦光强度的变化
2.信号光强度随探测光强度的变化
3.信号光强度随探测角度(大)的变化
4.信号光强度随探测角度(小)的变化
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