脉冲光布里渊散射信号的拉曼放大研究

实验研究了前向拉曼泵浦方式下脉冲信号光产生的自发布里渊散射信号和受激布里渊散射(SBS)信号的拉曼放大规律。拉曼泵浦放大自发布里渊散射信号时,随泵浦功率增大会出现SBS现象,对散射信号的放大由拉曼放大和布里渊放大两部分引起,因此增益较大,当拉曼泵浦功率为1 000 mW时Stokes光增益可达54 dB。拉曼泵浦放大SBS信号时,放大过程中只存在拉曼放大。且当泵浦功率增大至600 mW时,会引起多级布里渊散射,致使一级Stokes和泵浦能量会转移到下一级布里渊散射,一级Stokes光增益饱和并下降。     

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。     

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。     

高非线性光纤中受激布里渊散射的抑制和光参量放大

受激布里渊散射 (SBS)的抑制是实现光纤参量放大的重要技术要求 ,已有文献报道多采用对抽运光进行相位调制的方法 ,将光功率分散到多个频率分量上来达到这一目的。提出一种二次调相的方法 ,在已有 2GHz相位调制的商品光源上施加 36 5MHz的二次相位调制 ,将高非线性光纤 (HNLF)的受激布里渊散射阈值由未加任何调制时的 10dBm至少提高到 2 3 5dBm ,达到了参量放大的要求。在此基础上 ,进行了连续波 (CW )抽运的光纤参量放大实验。实验中采用长度为 14 5 0m ,非线性系数γ =11 9W-1km-1,色散斜率S =0 0 15 5ps/(nm2 ·km)的高非线性光纤 ,使用外腔可调谐激光器 (ECL)作为信号光源 ,小信号增益带宽达到 2 6nm(增益 >10dB) ,峰值增益达到2 4dB。同时还观察到了由于非线性拉曼放大作用造成的长波长信号光增益大于短波长信号光增益的不对称性。     

布里渊放大研究的进展

介绍了受激布里渊散射相位共轭光放大的研究现状和存在的问题,并指出其未来发展前景。     

基于外差检测和前向拉曼放大的新型长距离相敏光时域反射仪

基于外差检测与前向拉曼放大相结合的思路,提出了一种能实现长距离传感并同时具备高空间分辨率和高信噪比(SNR)的新型相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)。讨论了如何优化入纤脉冲光和拉曼泵浦光功率,尽可能降低非线性效应对系统的不良影响,并在此基础上讨论了外差检测相比直接检测对系统性能的改善。实验证明,本文提出的Φ-OTDR传感距离可达到103km,为迄今报道的最长距离,空间分辨率为15.7m,SNR为7.89dB,其应用在管道防开挖现场试验中得到较好的验证。     

波长扫描型布里渊光时域反射仪

布里渊光时域反射仪(BOTDR)是一种具有广泛应用前景的分布式光纤传感器。对于特定的入射波长,自发布里渊散射光的布里渊频移与温度和应变成线性关系,通过测量光纤沿线布里渊频移分布可实现温度或应变的分布式传感。布里渊功率谱扫描是BOTDR获取布里渊频移的常用手段,已有光频差扫描与电频扫描两种方式。基于布里渊频移对波长的依赖性,提出一种波长扫描型BOTDR。采用可调谐激光器作为光源,通过扫描入射光波长,来获取布里渊功率谱,该方法兼具光频差扫描与电频扫描的优点。实验证明了该方法的可行性,对23.4km光纤进行测量,实现了5m的空间分辨率与2.2℃的温度测量精度。     

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。     

利用多波长放大抑制窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射效应的研究进展

多波长放大是能够有效抑制窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)效应的一种新方法。对其基本理论进行了详细的介绍,并按照波长间隔的不同将其分为大波长间隔和小波长间隔多波长放大两种类型。综述了这两类多波长放大方法在理论研究和实验研究方面取得的重要成果,分析了它们各自在抑制SBS上的优势,指出大波长间隔多波长放大在提高单频激光输出功率方面具有明显优势,而小波长间隔多波长放大在进一步提升高功率光纤激光相干合成系统功率方面具有巨大的应用价值。     

窄脉冲光泵浦双池受激布里渊散射系统研究

对于窄脉冲激光泵浦双池受激布里渊散射(SBS)系统,其泵浦脉冲宽度和前沿形状以及振放双池系统的参数,都将影响到SBS的脉冲强度与转换效率.实验中采用了两个具有不同前沿的窄脉冲先后相继泵浦双池SBS系统.通过改变SBS放大池和聚焦透镜的焦距,观察到所产生的两个SBS脉冲具有不贩转换效率.利用振荡池产生的SBS调制种子光在放大池中的行波放大对此结果作了分析,由此提供了一种设计双池SBS系统参数的方法.     

受激热散射与布里渊散射的竞争及其共轭特性

研究了因掺杂硝酸铜而具有不同吸收系数的丙酮液体作为主振荡功率放大(MOPA)系统相位共轭镜时．液体中受激热散射(STS)与受激布里渊散射(SBS)之间的竞争及其相位共轭输出特性。结果显示．随着吸收系数的增加．受激热瑞利散射(STRS)将抑制受激布里渊散射或受激热布里渊散射(STBS)而成为主导过程．且其增益随着吸收系数的增加而增加．能量相对起伏随着吸收系数的增加而降低：由于阈值效应．弱抽运时受激热瑞利散射与受激布里渊散射一样将丢失原始波前中较弱的相位信息：在适当的吸收系数和抽运条件下利用吸收液体中的受激热瑞利散射获得高品质相位共轭是完全可能的。     

受激布里渊散射在微波光子信号中的应用

概述了光纤中受激布里渊散射(SBS)作用于微波光子信号的工作原理,基本持性以及工作方式.从受激布里渊散射增益谱的角度对微波光子信号的选择抒放大、倍频、上变频和信号产生以及从损耗谱的角度对信号载波抑制和信号相移等典型应用和研究进展进行了介绍.总结了在这些应用中受激布里渊散射的优势和缺陷,以及可能的应对方案.     

基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感入侵定位检测系统

建立了基于布里渊时域反射(BOTDR)技术的分布式光纤传感入侵定位检测系统。采用自制的光纤单纵模分布反馈(DFB)激光器,利用边缘滤波(BPF)技术,简化了BOTDR系统中频率解调的方法,实现了对入侵应变事件的快速定位与检测。实验结果表明,当探测范围为10km时,系统的定位空间分辨率达到5m,应变分辨率达到200με,可以满足入侵定位实时检测的需求。     

受激布里渊散射对光纤传输系统特性的影响

受激布里渊散射（ＳＢＳ）是光纤传输系统中一种重要的非线性效应,它限制了光纤中的光功率。文中主要讨论了ＳＢＳ的阈值特性与光源静态线宽及光源调制类型的关系,并通过实验进行了验证。同时,还研究了ＳＢＳ效应对系统误码率特性的影响。所得结果可为系统设计工作中考虑ＳＢＳ的影响提供一定依据     

着色丙酮中受激热散射和纯丙酮中受激布里渊散射的频率响应

受激布里渊散射(SBS)的频移量远大于受激热散射(STS),达到GHz的量级;而STS的频移量很小,一般只有几十M Hz;在以前的实验中,要区分这两种散射需要非常复杂的实验系统,或者高精度、大测量范围的光谱分析仪器,这在一般的实验室条件下是难于满足的。实验研究了掺杂Cu(NO3)2的丙酮溶液中产生的STS与纯丙酮中的SBS的频率响应。结果显示：随着泵浦能量的增加,SBS的线宽随机起伏,而STS的线宽有规律地变化。这可以替代高精度、大测量范围的光谱仪或者复杂系统而成为一种简便的区分STS和SBS的方法。据我们所知,目前文献中尚无相关报道。     

光纤AM——CATV外调制传输系统中受激布里渊散射及其抑制

受激布里渊散射（ＳＢＳ）的抑制是光纤ＡＭ－ＣＡＴＶ外调制传输系统中的关键技术之一。本文对光纤ＡＭ－ＣＡＴＶ（调幅有线电视）外调制传输系统中ＳＢＳ的机理与ＳＢＳ阈值的特点进行了分析,并介绍了激光器高频抖动法和相位调制法两种有效的ＳＢＳ抑制技术。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的发展

介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及趋势,给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理,介绍了基于光纤光时域反射的BOTDR,BOTDA和BOFDA的分布式光纤传感器,以及基于自发布里渊散射能同时测试应变和温度的分布式光纤传感器,并指出了遇到的问题,使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及发展趋势.     

基于相位敏感光时域反射计的长距离入侵探测系统

根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离。该光路结构采用环行器将敏感光纤分为多个部分,并对各部分的后向瑞利散射光分别进行探测,避免了各部分光纤产生的斯托克斯光相互叠加,从而提高了SBS阈值,进而实现了提升系统监测距离的目的。在实验室测试中,使用3个环行器将敏感光纤分为了3个部分并实现了66.92 km的监测距离。通过增加环行器的数量,系统的监测距离可以进一步提高。     

11GHz微波光子信号的单边带布里渊选择放大实验研究

提出一种实现11GHz微波光子信号单边带布里渊选择放大的简单系统,对该系统进行了研究,理论分析了11GHz微波光子信号下边带的光功率变化,通过实验实现了11GHz微波光子信号的单边带选择放大,得到了30dB单边带增益。对实验测得的边带光功率随泵浦波光功率的变化进行了讨论,实验结果和理论计算相吻合。