基于時間透鏡的模擬信號處理的研究.pdf

1、對于遠程通信、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煨盘柕目焖偬幚砗吞卣髅枋鍪且豁椫陵P(guān)重要的工作。電子信號處理系統(tǒng)通過使用超高密度的集成電路能夠進行復(fù)雜的信號處理。隨著通信速率量或數(shù)據(jù)處理量的急劇增大，對數(shù)字信號處理（DSP）和模數(shù)/數(shù)模（AD/DA）器件的性能要求越來越高。但是由于超快信號的帶寬太大，所要求的信號處理速度太高，這些電路在超快信號處理系統(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已經(jīng)成

2、為了一個新研究熱點。在近幾年中，廣泛開展了很多基于時空對偶性原理的理論和實驗的研究。目前，已經(jīng)完成了很多基于時間透鏡的超快信號處理的研究工作，如波形壓縮、展寬、時頻轉(zhuǎn)換和時域隱身等。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，這包括了超快信號處理的研究意義，和國內(nèi)外對時間透鏡的研究現(xiàn)狀，最后還總結(jié)了本論文的主要工作。
　　其次，對時間透鏡技術(shù)進行理論性的概述，

3、介紹了時空對偶性原理和時間透鏡原理，和其詳細推導(dǎo)過程。對比空間透鏡的不同成像模型，進行時域時間透鏡的推導(dǎo)。包括時域Fraunhofer遠場色散、時頻變換和時域成像。此外，還給出了衡量時間透鏡性能的重要參量。
　　再次，對基于四波混頻的時間透鏡進行了詳細的推導(dǎo)，給出了影響四波混頻時間透鏡的關(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，并進行數(shù)值仿真驗證其正確性。包括時域展寬，時域壓縮，時間反演，F(xiàn)raun

4、hofer時域放大和時域望遠鏡等。
　　然后，提出了一個使用時間透鏡陣列來物理上實現(xiàn)對超快啁啾脈沖進行短時傅里葉變換的方案，這使得我們可以得到脈沖的時頻分布而不使用 FFT算法。在我們的方案中，短時傅立葉變換從被物理上實現(xiàn)。在本方案數(shù)值模型中，分別對受到二階色散、三階色散和自相位調(diào)制的脈沖進行檢測，通過仿真進一步討論時頻分布方案的性能，得到了和短時傅里葉變換基本一致的結(jié)果。最后討論了最優(yōu)化的時域和頻域分辨率的測量，并給出了在同一寬