利用受激布里渊散射在光纤中实现慢光延迟线的研究进展

综述了近几年来利用受激布里渊散射(SBS)实现慢光延迟线的研究,着重介绍了SBS慢光延迟线在获得长的延迟时间、宽的带宽和控制畸变方面所取得的新的研究成果,指出了SBS慢光延迟线研究中存在的问题及发展方向.     

光子晶体少模光纤中受激布里渊散射的慢光研究

为进一步提高通信系统的传输容量,采用全矢量有限元法对光子晶体少模光纤进行优化,计算了光子晶体少模光纤中受激布里渊散射(SBS)各模式的光场分布及有效模场面积,模拟了泵浦功率对LP01模和LP11模的慢光延时及展宽因子的影响.结果表明:SBS阈值随光纤有效长度的增加而逐渐减小;相同条件下,LP01模的SBS阀值小于LP1...     

利用受激布里渊散射产生慢光的最近进展

慢光可以用于数据同步、光存储器和信号处理过程等.介绍了一些最新的使光速减慢的方法及实验结果,重点介绍了在光纤中利用受激布里渊散射的原理产生慢光,以及通过增加泵浦光源的线宽达到增加传输带宽的目的.最后讨论了慢光在实际中的应用前景,并展望了慢光发展的研究方向.     

基于偏振控制技术提高光纤受激布里渊散射慢光稳定性研究

基于对光纤中抽运光束和斯托克斯光束的偏振态控制,提出了一种提高受激布里渊散射(SBS)慢光稳定性的实验方案。通过在保偏光纤两端分别熔接保偏光环行器(快轴阻塞)组成一个慢光单元,确保了光纤中抽运光束和斯托克斯光束具有一致的偏振态(沿保偏光纤慢轴)。建立了基于此慢光单元的SBS慢光实验研究系统,对脉宽为38ns的高斯脉冲获得了0.87ns/dB的时间延迟;相对于不加偏振控管的单模石英光纤而言,该慢光单元系统的布里渊增益因子提高了3倍。研究表明:该方案能有效地提高SBS效应和SBS慢光时延的稳定性。     

受激布里渊散射光纤陀螺中受激布里渊散射效应的机理研究

本文从非线性的受激布里渊散射理论出发,研究了受激布里渊散射光纤陀螺（ＳＢＳ－ＦＯＧ）中的受激布里渊散射效应产生机理,得出了阈值光功率与光纤敏感环各参数之间的函数关系,并用针对两种光纤芯折射率分布情况,对于所导出的上述函数关系进行了数值模拟和图形表示,从而为合理选取这种光纤陀螺的参数提供了理论依据。     

单模光纤中受激布里渊散射对纳秒激光脉冲的光限幅特性

采用 2m长 ,10 0 μm纤径单模光纤 ,研究了受激布里渊散射对纳秒激光脉冲的光限幅特性。从耦合波方程出发 ,利用计算机模拟了光纤中瞬态受激布里渊散射过程的光传输特性。理论模拟的能量及光强度的变化规律表明光纤系统对纳秒激光具有很好的光限幅特性。根据理论分析给出所讨论范围内的实验结果 ,实验结果证明此光学系统对纳秒激光脉冲具有光限幅特性及脉宽压缩特性 ,对于输入能量在 10 0～ 4 0 0 μJ变化的纳秒激光脉冲 ,给出输出能量稳定在 6 5～ 85 μJ范围内 ,与理论分析的结论符合得很好     

单模光纤中受激布里渊散射阈值研究

分析和讨论了受激布里渊散射(SBS)阈值计算的Smith模型和Küng模型,研究了更为准确估算光纤中布里渊散射阈值的方法,通过布里渊增益系数与光纤长度的关系,发现对于较短长度光纤,其布里渊增益系数随着光纤长度变化范围较大,仅在长距离光纤时,布里渊增益系数才可以近似为常数。实验测量了25 km单模光纤的受激布里渊散射阈值,推导出用布里渊时域反射仪(BOTDR)测量受激布里渊散射阈值计算公式,最后用布里渊时域反射仪测量了不同长度光纤受激布里渊散射阈值,实验结果与理论分析吻合。     

光纤放大器中受激布里渊散射的抑制

建立了一种考虑受激布里渊散射(SBS)效应和输出光纤影响的光纤放大器模型,该模型能有效描述低频脉冲的放大过程。数值仿真表明,通过优化设计掺杂光纤长度,缩短输出光纤长度,增大输入脉冲峰值功率等操作可以有效抑制光纤放大器中的受激布里渊散射。本文的结果可为单频放大系统的设计提供理论依据。     

包层抽运掺镱光纤激光器中受激拉曼散射和受激布里渊散射效应

高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质,由于光纤尺寸较小,极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应,其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源,影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究,在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明,在光纤谐振腔中,抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大,尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈,不仅压窄激光信号的线宽,而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。     

基于高非线性光纤中SBS效应的慢光系统

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光延迟量将近15ns,延迟谱与增益谱较好对应。对基于SBS的未来全光通信系统中的高性能光延迟线或全光缓存器具有重要的参考价值。     

Physical mechanism of "slow light" in stimulated Brillouin scattering

We show from analytical analysis of the basic stimulated Brillouin scattering (SBS) equations in the time domain that the SBS amplification process does not amplify an external Stokes pulse and therefore cannot induce group delay of the Stokes pulse as claimed in the literature. Rather, the delayed output Stokes pulse is the pump radiation reflected by the induced acoustic wave, the amplitude of which determines the rate of the amplification process and time delay of the pulse. The latter is predominantly a consequence of the SBS buildup process determined by the inertia of the acoustic wave excitation. Analytical solutions of the SBS equations in the frequency domain show that spectral broadening of the pump radiation leads to only negligible broadening of the SBS spectral bandwidth and so does not provide an effective means to achieve broadband pulse delay.     

Investigation on Brillouin scattering characteristics in photonic crystal fibers

Brillouin scattering characteristics of photonic crystal fibers (PCFs) are investigated theoretically and experimentally in this paper. The results of two kinds of PCFs are compared and discussed, the influences of size of fiber core on the acoustic modes and hence on the Brillouin resonance peaks are explained. Furthermore, the improvement for our research is also presented.     

基于FBG的多级延迟SBS结构的慢光系统研究

设计一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的多级延迟受激布里渊散射(SBS)结构的慢光系统.实验中采用2个FBG和一段15 km标准单模光纤(SSMF),利用光栅不同的反射特性,使信号光和泵浦光可重复通过同一段光纤相互作用,在仅使用一段光纤情况下达到双级时延的效果,并且FBG对信号光同样具有一定的延迟.实验结果表明,在展宽S...     

光纤受激布里渊散射的光信号特性分析

为了研究抽运光的脉冲宽度对布里渊散射光的影响,对光纤传感系统中基于受激布里渊散射的三波耦合方程进行了分析,采用频域分析和一种微扰近似理论推导了散射光的近似表达式,然后通过数值计算分析了散射光随着脉冲宽度的变化规律。结果表明,在宽度接近于20ns(声子寿命)的脉冲下,散射谱出现多波峰结构;当宽度越来越接近于40ns时,主波峰逐渐增大,次波峰逐渐减小;当采用的脉冲宽度远远大于声子寿命时,散射谱只出现一个波峰并且维持一个波峰不变。此研究为传感中选取合适的脉冲宽度提供了参考。     

光纤慢光与全光通信技术

全光通信技术是当前的研究热点,而全光缓存器及高速光开关是全光通信技术的两个必备条件.实现全光缓存就必须减慢光速,因此,文章首先综述了国内外慢光技术的演变历程,然后阐述了光纤慢光技术及其在高速全光通信中的应用研究情况,最后提出了当前光纤慢光研究的难点,以及光纤慢光研究对全光通信技术的战略意义.     

受激布里渊散射的空间光限幅效应的数值研究

采用布里渊噪声起源模型求解受激布里渊散射瞬态耦合波方程,数值模拟了截面光强为高斯分布的光束通过布里渊介质后的光强分布。结果表明,透射光束截面光强呈现出近似平顶的超高斯分布,光强峰值被限制,显示出受激布里渊散射的空间光限幅效应。当改变相互作用长度或者介质增益系数,即可以改变受激布里渊散射的产生阈值,进而改变输出脉冲空间限幅的幅值。     

多模光纤布里渊散射角及频移的分析与计算

为了确定多模光纤布里渊频移的取值范围,进而评价多模光纤布里渊分布式传感系统的性能,从多模光纤的结构出发,根据射线光学理论分析了多模光纤中的布里渊散射过程,提出了确定布里渊散射角取值范围的方法,得到了阶跃型和渐变型多模光纤布里渊散射角的取值范围为两倍的全反射临界角到π,进而得到布里渊频移的变化范围为10.978~11.083 GHz,该结论为多模光纤布里渊分布式传感系统的设计和优化提供了理论依据。     

传输光纤对单频光纤放大器中受激布里渊散射的影响

在全光纤的单频光纤放大器系统中,泵浦耦合器带有的传输光纤将会对放大器的性能产生影响,为了研究其影响的规律,本文从含有SBS的速率方程出发,建立模型,讨论在含有传输光纤的情况下的泵浦方式,传输光纤长度,光纤结构对SBS的影响,所得结论为从实验上研究单频光纤放大器中SBS的变化规律提供理论依据。