基于時(shí)間透鏡的模擬信號(hào)處理的研究.pdf

1、對(duì)于遠(yuǎn)程通信、生物、量子信息科學(xué)、原子分子物理等領(lǐng)域來說，能夠?qū)Τ煨盘?hào)的快速處理和特征描述是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。電子信號(hào)處理系統(tǒng)通過使用超高密度的集成電路能夠進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)處理。隨著通信速率量或數(shù)據(jù)處理量的急劇增大，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）和模數(shù)/數(shù)模（AD/DA）器件的性能要求越來越高。但是由于超快信號(hào)的帶寬太大，所要求的信號(hào)處理速度太高，這些電路在超快信號(hào)處理系統(tǒng)中將受到限制而失去優(yōu)勢。為解決這些問題，使用模擬方式來處理信號(hào)已經(jīng)成

2、為了一個(gè)新研究熱點(diǎn)。在近幾年中，廣泛開展了很多基于時(shí)空對(duì)偶性原理的理論和實(shí)驗(yàn)的研究。目前，已經(jīng)完成了很多基于時(shí)間透鏡的超快信號(hào)處理的研究工作，如波形壓縮、展寬、時(shí)頻轉(zhuǎn)換和時(shí)域隱身等。基于這樣的背景，開展研究工作。本論文的內(nèi)容如下：
　　首先，對(duì)課題研究背景及意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了基本介紹，這包括了超快信號(hào)處理的研究意義，和國內(nèi)外對(duì)時(shí)間透鏡的研究現(xiàn)狀，最后還總結(jié)了本論文的主要工作。
　　其次，對(duì)時(shí)間透鏡技術(shù)進(jìn)行理論性的概述，

3、介紹了時(shí)空對(duì)偶性原理和時(shí)間透鏡原理，和其詳細(xì)推導(dǎo)過程。對(duì)比空間透鏡的不同成像模型，進(jìn)行時(shí)域時(shí)間透鏡的推導(dǎo)。包括時(shí)域Fraunhofer遠(yuǎn)場色散、時(shí)頻變換和時(shí)域成像。此外，還給出了衡量時(shí)間透鏡性能的重要參量。
　　再次，對(duì)基于四波混頻的時(shí)間透鏡進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)，給出了影響四波混頻時(shí)間透鏡的關(guān)鍵參數(shù)，并討論了在不同模型下輸入色散、輸出色散和泵浦色散之間的相互關(guān)系，并進(jìn)行數(shù)值仿真驗(yàn)證其正確性。包括時(shí)域展寬，時(shí)域壓縮，時(shí)間反演，F(xiàn)raun

4、hofer時(shí)域放大和時(shí)域望遠(yuǎn)鏡等。
　　然后，提出了一個(gè)使用時(shí)間透鏡陣列來物理上實(shí)現(xiàn)對(duì)超快啁啾脈沖進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的方案，這使得我們可以得到脈沖的時(shí)頻分布而不使用 FFT算法。在我們的方案中，短時(shí)傅立葉變換從被物理上實(shí)現(xiàn)。在本方案數(shù)值模型中，分別對(duì)受到二階色散、三階色散和自相位調(diào)制的脈沖進(jìn)行檢測，通過仿真進(jìn)一步討論時(shí)頻分布方案的性能，得到了和短時(shí)傅里葉變換基本一致的結(jié)果。最后討論了最優(yōu)化的時(shí)域和頻域分辨率的測量，并給出了在同一寬