光纤中基于双布里渊增益线的受激布里渊散射快光

为了解决受激布里渊散射快光在高吸收区产生损耗的问题,通过分析普通单模光纤中双线泵浦产生的双布里渊增益线特性及在增益峰间实现脉冲的超光速传输理论,利用有限元法数值模拟了双布里渊增益线处受激布里渊散射引起的快光特性。结果表明,当频率分离因子大于0.596时,可以观察到双增益峰;当频率分离因子在1~5.25范围内时,两个泵浦波产生的双增益峰之间可以明显地产生快光;当频率分离因子为1.75时,在双布里渊增益线之间的最大时间提前可达25 ps。当频率分离因子为2.42时,三阶色散所对应的归一化色散长度为无穷大,三阶色散可以得到完全补偿;当频率分离因子大于2.464时,脉冲展宽因子趋近于1,可以实现无畸变传输,但时间提前量小于13.52 ps。本文的研究结论对于在布里渊增益区实现快光具有一定的理论意义,并对设计基于受激布里渊散射快光器件具有理论指导作用。     

光子晶体光纤的布里渊增益谱特性

研究内全反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)的结构参数对光纤布里渊增益、布里渊峰的个数以及相对峰值强度等布里渊增益谱(BGS)特性的影响。分析全反射型光子晶体光纤中的声光耦合效应,利用有限元分析方法,求解光纤中的光场和声场分布及其对应的BGS,探究空气孔层数、孔间距和孔直径等PCF参数对BGS的影响,获得布里渊增益和声学模式个数随孔间距和孔直径变化的规律。提出一种空气孔直径由内到外逐渐变大的、具有类似渐变折射率分布的新型光子晶体光纤结构。设计峰值强度差为8 dB的双峰BGS的光子晶体光纤,可将其用于基于布里渊拍频谱(BBS)的光纤传感系统中,使传感系统的信噪比提升2.5倍。     

单模光纤中布里渊动态光栅反射谱的特性

基于受激布里渊散射和弹性声学理论,给出了布里渊动态光栅理论模型.基于光纤布拉格光栅理论,采用数值模拟的方法计算了布里渊动态光栅的反射谱,证明了布里渊频移引起的布拉格波长下移等于多普勒频移.计算了泵浦功率为0.1～30 W、脉宽为2～10 ns、单模光纤芯径为8～10μm时的反射率和光谱宽度.当功率增长到30 W、脉宽达...     

基于受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器

提出了一个基于自激发受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器.利用单模光纤中自激发产生的非线性布里渊增益和掺铒光纤的线性增益组成混合增益光纤激光器,从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出.改变双折射光纤环镜滤波器中保偏光纤的长度,可以实现波长间隔可变多波长激光产生,提高了多波长光纤激光器操作的灵活性和实用性.实验实现了波长间隔从0.8nm至0.076nm可变的多波长激光产生,波长数随波长间隔减小而增加,间隔为0.08nm的激光波长数达86.     

基于受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器

提出了一个基于自激发受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器.利用单模光纤中自激发产生的非线性布里渊增益和掺铒光纤的线性增益组成混合增益光纤激光器,从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出.改变双折射光纤环镜滤波器中保偏光纤的长度,可以实现波长间隔可变多波长激光产生,提高了多波长光纤激光器操作的灵活性和实用性.实验实现了波长间隔从0.8 nm至0.076 nm可变的多波长激光产生,波长数随波长间隔减小而增加,间隔为0.08 nm的激光波长数达86.     

液芯光纤喇曼光谱的研究

本文叙述了利用液芯光纤技术获得最佳自发喇曼光谱的方法和条件。用16mW He-Ne激束为泵光浦源,获得了较高强度的溴苯自发喇曼光谱。首次用测量喇曼信号强度的方法,计算出光纤衰损系数α,从而获得了最大喇曼光谱所对应的最佳光纤长度。本文以15OmW Ar离子(488nm)激光器为光源,用Spex1403喇曼系统,得到了丰富的溴苯喇曼光谱,比用普通方法获得的喇曼光谱强度高两个数量级。实验结果与理论计算基本符合。     

大功率单频多芯光纤放大器中抑制受激布里渊散射的分析

针对多芯光纤完善了描述抽运光、信号光和Stokes信号的速率方程组.考虑了温差对受激布里渊散射的影响,利用有限元法求解温度分布方程组,分析了前向和后向抽运方式、对流系数、Stokes初始功率、光纤掺杂粒子密度和光纤长度对受激布里渊散射增益的影响.研究表明：后向抽运方式在抑制受激布里渊散射方面具有明显优势;减小对流系数有助于抑制受激布里渊散射;提高光纤掺杂密度能够加强抑制受激布里渊散射,同时也有助于提高光纤放大器的斜率效率.比较了在相同最佳光纤长度条件下,单芯和19芯光纤放大器的最高工作温度和受激布里渊散射 关键词： 光纤放大器 受激布里渊散射 大功率 有限元法     

液芯光纤中的非线性效应

液芯光纤作为非线性介质不仅具有光纤本身所特有的各种特性,而且还具有液芯介质所决定的各种特性,在非线性光学效应的研究中具有理论和实用意义。我们已观察到几种在普通石英光纤中不曾观察到的非线性效应。本文着重报导在液芯光纤长增益条件下受激喇曼散射及其级联过程的实验结果。     

光纤中基于双宽带抽运的受激布里渊散射增益谱展宽及慢光传输中脉冲失真减小的理论研究

分析了单模光纤中双宽带抽运的受激布里渊散射 （stimulated Brillouin scattering,SBS） 光速减慢效应.模拟了两高斯型宽带抽运光同时作用下的SBS增益谱和损耗谱,提出了一种获得均匀增益谱的方法.由于较强抽运光增益谱的中心频率与较弱抽运光损耗谱的中心频率相重合,通过调节较弱抽运光的功率和谱宽,能够部分地抵消掉较强增益谱的顶部从而构建出平坦的增益谱.研究了该平顶增益情形下信号脉冲畸变的性质.与单宽带抽运下脉冲畸变的对比表明,这种产生平顶增益谱的方法能有效地减小脉冲畸变. 关键词： 慢光 受激布里渊散射（SBS） 单模光纤 脉冲失真     

Brillouin gain spectrum characterization in Ge-doped large-mode-area fibers

The dependence of Brillouin gain spectrum (BGS) characteristics, including the Brillouin frequency shift (BFS) and the BGS bandwidth, on germanium concentration in large-mode-area Ge-doped passive fibers is investigated theoretically and experimentally. The simulation results show that the BFS is inversely proportional to GeO₂ concentration, and the BGS bandwidth initially increases with the augment of GeO₂ concentration, and then decreases. The BGSs of four fibers with core diameters of 10 μm and 20 μm for different GeO₂ concentrations are compared experimentally. Experimental results demonstrate that with the same core diameter, the variations of BFS and BGS bandwidths with GeO₂ concentration accord with the simulation results. Additionally, the BGS characteristics of three large-mode-area passive fibers with diameters of 10 μm, 25 μm, and 30 μm are measured, which confirm that the increasing of the fiber diameters will cause the BGS bandwidth to broaden. We believe that these results can provide valuable references for modulating the high-power narrow-linewidth fiber lasers and Brillouin fiber amplifiers.     

Stimulated Brillouin scattering（SBS） excited with a phase－modulated pump laser

Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＳＢＳ） ｅｘｃｉｔｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｐｈａｓｅ－ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｐｕｍｐ ｌａｓｅｒ￥ＷＥＮＧｕｏｊｕｎ；ＱＩＡＮＬｉｅｊｉａ；ＬＵＪｕｎｘｉａｏ；ＦＡＮＤｉａｎｙｕａｎ；ＤＥＮ...     

四磺酸基苯基卟啉荧光增强苯的高阶受激拉曼散射

报道了在液芯光纤内利用四磺酸基苯基卟啉荧光增强苯的高阶受激拉曼散射实验研究. 实验表明:利用荧光效应显著增强苯的高阶受激拉曼谱线的强度;高阶Stokes谱线的阈值明显降低;随着Stokes谱线阶数的增加,Stokes谱线宽度变窄. 用3.55 mJ小能量激光实现了液芯光纤内生物分子荧光增强受激拉曼散射. 此技术对实现宽带受激辐射、种子激光、生物大分子结构研究和生物分子的非生物利用等领域有广阔的应用前景. 关键词： 受激拉曼散射 荧光 液芯光纤     

光纤中的瞬态SBS过程的数值分析与探讨

 通过数值方法得到了光纤中的瞬态SBS过程中耦合波和声场的强度分布图，从而分析了光纤中瞬态SBS的发生过程以及光纤长度、泵浦脉宽等因素对SBS反射率及阈值的影响，据此提出了一种新的光纤相位共轭器。     

液芯光纤方法研究溶剂对分子拉曼光谱强度的影响

液芯光纤可以大幅度提高拉曼光谱强度. 本文用液芯光纤方法测量了CCl4 在CS2 和C6H5Br中不同浓度下459 cm-1,314 cm-1和218 cm-1的拉曼光谱强度,验证了一些溶剂使某些分子拉曼光谱增强的溶剂效应.     

布里渊动态光栅原理及其在光纤传感中的应用

自从2007年布里渊动态光栅被首次提出用于实现光存储以来,该技术得到了国际上的广泛关注和研究.布里渊动态光栅本质上是由相干声波场激发的折射率光栅,一般情况下两束抽运光(频率差等于光纤的布里渊频移)以相同的偏振态从光纤两端注入到光纤中,通过受激布里渊散射效应激发出相干声波场,即形成布里渊动态光栅.光纤布里渊动态光栅因具有全光产生、参数灵活可控的优点,已被广泛研究应用于光纤传感、光纤特性表征、光存储、全光信号处理、微波光子学和高精度光谱分析等.本文分析布里渊动态光栅产生和探测原理,重点探讨在高性能分布式光纤传感上的应用,这些应用包括高灵敏度温度和应变分布式传感、温度和应变同时解调、分布式横向压力传感、分布式静压力(气压或液压)传感、高空间分辨率分布式传感和高精度光谱分析.     

A simple model of suppressing stimulated Brillouin scattering in optical fiber with frequency-modulated laser

A simple model is developed to study the mechanism of stimulated Brillouin scattering（SBS） suppression with frequency-modulated laser in optical fiber. By taking into account the laser frequency distribution along the fiber induced by frequency modulation, the average effective Brillouin gain is calculated to determine the SBS threshold. Experimental results show agreement with the numerical analysis. The application for SBS suppression in interferometric fiber sensing system is also discussed in this paper. The results show that the maximum input power can be increased effectively by frequency modulation method.     

光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统的影响

报道了光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA)的影响. 实验表明,光脉冲编码能够在保证较高空间分辨率的同时减小布里渊频移的不确定性. 实验实现了49.6 km传感距离, 在整段传感光纤上温度分辨率1 ℃,空间分辨率2.5 m. 本文实验测量并分析了系统的信噪比和光功率分布特性. 关键词： 分布式光纤传感 受激拉曼散射 布里渊增益 布里渊光时域分析系统(BOTDA)     

基于双向拉曼放大的布里渊光时域分析系统

报道了一种基于双向拉曼放大的布里渊光时域分析系统(Brillouin optical time domain analyzer,BOTDA).利用双向拉曼抽运对信号光进行拉曼放大以补偿光纤损耗及布里渊抽运波的消耗,从而使光纤后端的测量分辨率得到改善,测量分辨率在整段传感光纤趋于一致,同时避免了调制不稳定性引起的频谱扩展,克服了传统BOTDA存在的信号强度指数下降的弊端,使传感精度得到进一步提高.实验实现了50 km传感距离, 温度分辨率达0.6 ℃,空间分辨率为50 m.实验测量并分析了基于双向拉曼放大的BOTDA信噪比和光功率分布特性. 关键词： 分布式光纤传感 受激拉曼放大 布里渊增益 布里渊光时域分析     

变温条件下受激布里渊散射增益系数的实验测量

从理论及实验上分析了介质温度对受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering, SBS)阈值及增益系数的影响.在理论分析的基础上, 提出了一种通过测量SBS阈值来决定介质SBS增益系数的新方法. 实验及测量结果表明, SBS增益系数会随着介质温度的增加而呈现指数上升的趋势. 关键词： 受激布里渊散射 阈值 增益系数