用于水分子相干拉曼散射成像的光纤光源研究

水是生物体中含量最多的一种物质，了解生物体内水的分布对于理解水的生理功能来说至关重要。相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)作为一种非侵入的成像技术，能够对生物体内的水分子进行实时且免标记的成像。因此，设计并搭建了用于水的CARS被动同步光纤激光器系统，该被动同步系统由掺铒和掺镱锁模光纤激光器构成，通过将主脉冲注入到从激光器腔内引入非对易相移，进而实现无源同步，同步失配距离达到347μm。结合功率放大技术、倍频技术和脉冲压缩技术，双路输出平均功率分别为146 mW和2 W，脉冲宽度分别为146.0 fs和9.1 ps。使用所搭建的同步光源在3156 cm^-1处对新鲜小鼠耳朵组织进行CARS成像，成像效果良好。该同步光纤光源有望推动CARS技术在快速、实时、高效病理学检测领域的应用。     

单模光纤中超快受激拉曼散射的反斯托克斯波

由光纤中光的基本传输方程出发 ,利用慢变振幅近似 ,给出了包含反斯托克斯波的光纤超快受激拉曼散射的耦合波方程。以此为基础讨论连续、超快受激拉曼散射中泵浦波、斯托克斯和反斯托克斯波的耦合 ,分析了单模光纤相位匹配和群速匹配对光纤超快受激拉曼散射反斯托克斯波产生的影响     

光纤中受激拉曼散射连续谱研究

我们在实验中研究了自相位调制效应和受激四光子混频效应对受激拉曼散射光谱的影响。在较强的泵浦光和适当的入射条件下,得到九阶受激拉曼散射的级联 Stokes 连续平滑谱带,带宽3500cm~(-1),其强度可与530nm 泵浦光强相比拟。     

孤子效应分布式光纤传感器的理论分析

针对目前分布式光纤传感器的优缺点，提出利用孤子效应的拉曼散射分布式光纤传感器系统构想。研究了高阶孤子对分布式光纤传感器的作用，对系统的性能参数进行分析，并在现有器件水平上分析了实现的可能性和存在的难点。     

单模石英光纤受激拉曼散射温度特性研究

研究了在不同温度下单模石英光纤的受激拉曼散射光谱,从实验和理论上分析了温度对拉曼散射光谱特性的影响,在脉冲调Q倍频YAG激光的泵浦作用下,获得了石英光纤一级斯托克斯光的拉曼频移、带宽及光强随温度的变化规律。实验表明随着温度的升高,拉曼频移逐渐增大,在一定的温度范围内拉曼频移和温度成线性关系。在相同的泵浦功率作用下,当温度较低时,拉曼光谱的级次较低, 低温对高阶斯托克斯光有抑制作用; 温度越低其阈值越高;而拉曼光谱的谱线宽度随温度的变化不是线性的,存在一个谱线宽度极大值点。理论和实验表明温度对光纤受激拉曼散射的光谱特性有直接的影响。     

近海微塑料含量的相干反斯托克斯拉曼光谱成像研究

由于塑料工业的发展,微塑料成为一种主要的环境污染物.它在自然界中不易降解,对人类的生存环境及健康都存在不可忽视的潜在危险.因此,环境中微塑料的检测和分析,成为了近年来研究的热点问题.目前人们大多数采用浮选法、密度分离法、离心法等方法提取微塑料,然后放在显微镜下进行目视观察,并结合拉曼光谱分析、傅里叶红外光谱分析、高光谱...     

双金属锥形光纤表面增强拉曼散射探针拉曼增强特性

为了提高金属纳米粒子在光纤表面的富集密度,同时提高光纤表面增强拉曼散射(SERS)复合结构拉曼增强特性的稳定性,提出一种双金属(金和银)锥形光纤SERS探针结构。首先,采用化学还原法制备出形貌均一的金银纳米粒子;然后,采用光诱导的方法实现双金属在锥形光纤上的富集。制备的光纤SERS探针表现出良好的实验效果：对罗丹明6G(R6G)检测到的最低浓度低至10^-10 mol/L;增强因子为2.07×10⁸;相较于单金属银光纤SERS探针,双金属样品的稳定性提高了7倍(96 h后)。     

拉曼增益系数可分离光纤中的受激拉曼散射

给出了拉曼增益系数分离光纤的定义,在考虑了N个单色光之间的两两受激拉曼散射,得到了这种光纤中单向传输的N个不同的单色光之间的受激拉曼散射（SRS）稳态耦合波方程的解析解。它适用于各单色光功率任意大小、光频率分布不均匀时的一般情况。这一结果可应用于光纤通信系统、拉曼光纤放大器和拉曼光纤激光器的设计与分析。最后把解析解与数值解进行了比较,两者取得了很好的一致。     

拉曼对光散射的实验研究

介绍了拉曼的生平和对物理学的主要贡献，回顾了他从观察海水的蓝色人手，继而发现气体、液体对光的散射规律，一直到发现物质的散射光不仅包含原来的波长，而且还包括与原入射光不同的其他波长的散射的研究过程，并讨论了他的成功对我们的启示．     

单模圆光纤中受激拉曼散射光谱偏振特性的研究

研究了单模圆石英光纤在不同偏振光泵浦条件下,受激拉曼散射(SRS)各级斯托克斯光的拉曼阈值和频移特性,同时测试了光纤输出端的泵浦光和斯托克斯光的偏振状态.分析了偏振光在单模圆光纤中传输时偏振状态的变化.     

组合光纤中受激拉曼散射和四波混频研究

在抽运光和耦合条件不变的情况下,研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF,从20 m处开始产生以LP₀₁模传输的SRS第一级Stokes光;紧接着在30 m处产生了FWM,SRS受到FWM抑制,传输模式逐渐转化为LP₁₁模;经过80 m处熔接点后,由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉,光波模式恢复为LP₀₁模,FWM受到抑制。该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。     

基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正

结合基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理及温度解调过程,研究和分析了温度测量产生误差的主要原因.采用拟合修正的方法来解决斯托克斯光和反斯托克斯光传输损耗差异以及光纤弯曲、应力等附加损耗对系统的影响;采集光纤起始端同一位置3个不同温度的信号值求解非线性方程组,实现了对探测器暗电流引起的测量误差的修正.实验结果表明:经过修正的传感器在900m位置的温度测量误差平均值从8.0℃降到0.37℃,整条光纤的温度测量误差平均值≤±0.6℃.     

有机液芯光纤拉曼谱测量的研究

我们选用CCl4和CS2混合溶液作为芯液制作了有机液芯光纤,采用后向泵浦的方式测量了光纤的拉曼光谱.实验中发现,随着溶质浓度和光纤长度的变化,拉曼谱强度也随之变化,并存在溶质最佳浓度和最佳光纤长度,这与理论分析值相符,并发现随着溶质浓度的降低,拉曼光谱线宽变窄.     

样品吸收对光纤共振拉曼光谱强度的影响

在液芯光纤内产生共振拉曼效应，拉曼光谱强度可以提高１０＾９倍，样品吸收峰及浓度都影响拉曼光谱强度。样品浓度决定光纤的最佳长度。     

Optimal Design of a Distributed Optical Fiber Temperature Sensor system Based on Raman Back-scattering

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｐｅｏｐｌｅｆｏｃｕｓｔｈｅｉｒａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｙｓｔｅｍｓｂｅｃａｕｓｅｏｆａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｅａｓｅｔｏｉｎｓｔａｌａｎｄｍａｉｎｔａｉｎ,ｉｍｍｕｎｉｔｙｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ (ＥＭＩ) ,ｓａｆｅｔｙｉｎｈａｚａｒｄｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ.Ｔｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓ…     

高功率纳秒光脉冲在单模光纤中的受激喇曼散射及抑制研究

利用包含喇曼增益、抽运消耗、自相位调制、交叉相位调制和群速度色散效应的耦合非线性薛定谔方程组,对千瓦级高功率纳秒脉冲在单模光纤中的传输特性进行了模拟计算.分析了输入脉冲和斯托克斯脉冲的演化过程,研究了大模面积光纤对受激喇曼散射的抑制作用.研究结果表明,采用模面积为530 μm~2的光子晶体光纤作为惯性约束聚变脉冲整形系统的传输介质,能有效抑制受激拉曼散射,不但信号衰减较小,而且中心凹陷程度较低.     

All-Fiber Optical Signal Inversion Using Stimulated Raman Scattering

We propose a method for all-optical signal inversion by means of stimulated Raman scattering (SRS). The idea is based on the transference of energy from the logic state #x201C;1#x201D; to the second stokes and making the logic state #x201C;0#x201D; into logic state #x201C;1#x201D; by receiving energy from the pump through SRS. According to the numerical simulation, a continuous wave pump source of LOW at 1453 nm and a few hundred meters of highly nonlinear fiber are required to invert an input signal at 1555 nm. The optical signal is inverted with high on-off contrast ratio.