光纤中受激布里渊散射可控慢光研究进展

介绍了光纤中基于受激布里渊散射可控慢光研究的进展.首先阐述了基于受激布里渊散射慢光系统中布里渊增益谱带宽展宽方面的实验方法和研究成果,其次对具有高折射率的高非线性光纤以及光子晶体光纤作为慢光介质的研究进行了介绍.     

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。     

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     

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...     

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。     

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。     

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。     

受激布里渊光纤陀螺

介绍了受激布里渊光纤陀螺（B-FOG）的基本工作原理,简述了国内外B—FOG的研究现状、关键技术问题和解决方法,最后对B—FOG未来的发展状况进行了展望。     

基于宽带非相干抽运光源的慢光延迟理论研究

从理论上分析了基于谱分割宽带非相干放大自发辐射(ASE)光源作为抽运信号产生受激布里渊散射(SBS)效应实现慢光延迟的特性。着重考虑了慢光效应对传输系统性能的影响, 对2.5 Gbit/s的非归零(NRZ)和归零(RZ)伪随机码进行了数值分析, 得到了延迟信号眼图、延迟量及Q因子在不同谱分割带宽和功率下的变化趋势。结果表明, 增大抽运功率和减小谱分割带宽有利于增加信号的延迟, 但延迟信号的扰动加大, 因而Q因子减小, 恰当选取抽运功率和谱分割带宽可以在保证延迟量的情况下提高Q因子, 有助于系统性能的优化。与传统实现宽带抽运脉冲方法相比, 使非相干ASE光源通过一个光纤布拉格光栅(FBG)滤波器, 可以很方便地得到吉赫兹带宽的抽运脉冲, 因而大大降低了系统的复杂度及成本, 且延迟量可以和传统方法相比拟。     

相位调制对光纤受激布里渊散射阈值的影响

相位调制是光纤中提高受激布里渊散射阈值、抑制受激布里渊散射效应的有效方法。理论分析了相位调制中调制幅度及调制频率的改变对受激布里渊散射阈值的影响,实验研究了25 MHz调制频率、不同调制幅度以及调制幅度为1.5,不同调制频率下受激布里渊散射阈值的变化情况。结果表明,受激布里渊散射阈值既随相位调制幅度的增大而增大,又随相位调制频率的增大而增大。当相位调制幅度为7.7,相位调制频率为25 MHz时,受激布里渊散射阈值提高约7 dB。当相位调制幅度为1.5,相位调制频率较小为5 MHz时,相位调制对受激布里渊散射阈值的影响不够明显。     

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。     

光纤受激布里渊散射阈值分析与实验研究

受激布里渊散射(SBS)是光纤中一种非常重要的非线性效应,并且其阈值较低,在光纤中极易产生,造成光纤系统中作为信号载体的入射光的能量损耗,并且其后向散射光有可能对光源造成损害,从而限制进入光纤功率及系统的传输距离。从受激布里渊散射的基本原理出发,分析讨论了受激布里渊散射阈值与光源调制频率、光源线宽、光纤长度及损耗系数的关系。设计并搭建了实验系统,实际测量得到了19.5 km的G.653光纤受激布里渊散射阈值,实验结果与理论计算吻合。     

相位调制法抑制高功率窄线宽光纤放大器中的受激布里渊散射

相位调制单频激光产生多波长激光具有操作简单、成本低的特点,可有效抑制窄线宽光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)效应。理论研究了波长数目、波长成分相对强度与调制信号之间的关系,当调制频率较小时(如约100MHz),调制产生的多频激光可以有效提高SBS阈值。实验研究了调制频率为100MHz的相位调制对高功率窄线宽光纤放大器中SBS的抑制效果。在放大器末端熔接16m和26.5m传能光纤的情况下,SBS阈值输出功率分别为相应的未调制时的2.5倍和3.7倍。实验结果表明,利用相位调制可以有效抑制窄线宽光纤放大器中的SBS效应,且抑制效果与系统参数有关,未调制时的SBS阈值越低,效果越好。     

单频大功率光纤放大器中抑制受激布里渊散射的理论分析

对单频大功率光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)抑制问题进行了分析和模拟。建立了双包层光纤放大器的含有受激布里渊散射效应的传输方程组,并考虑了温度差对受激布里渊增益系数的影响。通过数值求解方程组研究了前向、后向和双向抽运方式下,抽运功率、对流系数、光纤长度和斯托克斯频率偏移对受激布里渊散射增益的影响。在抽运功率、对流系数和光纤长度均相同的条件下,后向抽运方式的受激布里渊增益最小;对流系数或光纤长度的减少会降低受激布里渊增益。计算了总抽运功率为1kW,三段抽运方式下的受激布里渊增益,其结果远远大于增益阈值。因此,设计单频大功率光纤放大器宜采用后向抽运方式,尽量减小光纤外表面空气的对流速度以增加温度差,同时应该尽量缩短光纤长度。     

光纤通信中声子损耗对受激布里渊散射的影响

对光纤通信系统中的受激布里渊散射（SBS）以及声子损耗对SBS的影响进行了研究.理论上,通过数值计算得出增大声子损耗能够提高布里渊阈值的结论;实验上,测量了不同长度的光纤在不同输入光功率下的反向Stokes光及输出光,观察了光纤中加入声子阻塞器对SBS阈值的影响,并测量了阻塞器位于光纤中不同位置时的SBS.研究结果表明,在光纤线路中加入声子阻塞器可以提高SBS阈值,而且在光纤的不同位置的阻塞器对SBS影响有所不同,在被测的60 km光纤上起点30 km处插入阻塞器时的布里渊阈值最高.