矢量受激布里淵散射特性及其應(yīng)用的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、受激布里淵散射是光纖中主要的非線性效應(yīng)之一，基于受激布里淵散射能量轉(zhuǎn)移和相位改變的矢量特性，其在光纖傳感和微波光子信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。矢量受激布里淵散射相關(guān)特性對(duì)基于矢量受激布里淵散射的應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，但目前尚無(wú)對(duì)其全面研究的報(bào)道。為了充分、靈活地利用矢量受激布里淵散射特性，有必要對(duì)其進(jìn)行全面的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、爬碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)研究了基于受激布里淵散射的布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)

2、布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng)的偏振特性進(jìn)行理論分析，實(shí)驗(yàn)證明了擾偏器對(duì)系統(tǒng)偏振噪聲的降低和布里淵頻移測(cè)量準(zhǔn)確度的提高;對(duì)布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng)的功率特性進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)分析，得到系統(tǒng)的功率優(yōu)化策略;對(duì)多波長(zhǎng)布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，實(shí)驗(yàn)證明了多波長(zhǎng)光信號(hào)的引入對(duì)系統(tǒng)信噪比和布里淵頻移測(cè)量準(zhǔn)確度的提高;實(shí)驗(yàn)證明了自外差檢測(cè)方案的引入和擾偏器位置的選擇對(duì)系統(tǒng)信噪比的提高和性能的優(yōu)化。
　?、评碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)研究了矢量受激布里淵散射特性。建立

3、了矢量受激布里淵散射數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)并搭建了基于外差泵浦-探測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)矢量受激布里淵散射響應(yīng)譜進(jìn)行了入射光功率、光纖作用長(zhǎng)度和光源譜寬依賴特性的理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)量，得到了矢量受激布里淵散射響應(yīng)譜與入射泵浦光功率、光纖作用長(zhǎng)度和光源譜寬的線性依賴關(guān)系以及探測(cè)光對(duì)矢量受激布里淵散射響應(yīng)譜的影響;分析了光纖中色散和多種非線性效應(yīng)對(duì)矢量受激布里淵散射相移譜的影響;采用基于泵浦-探測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量了雙端入射增益型和損耗型受激布里淵散射

4、閾值，提出了寬功率范圍的基于拐點(diǎn)法的增益型受激布里淵散射閾值定義方法和基于最小值法的損耗型受激布里淵散射閾值定義方法，并研究了探測(cè)光對(duì)雙端入射受激布里淵散射閾值的影響，比較了兩種機(jī)理下雙端入射受激布里淵散射閾值對(duì)矢量受激布里淵散射響應(yīng)譜的影響。矢量受激布里淵散射特性的研究為基于矢量受激布里淵散射的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
　?、翘岢隽艘环N可應(yīng)用于布里淵光纖傳感系統(tǒng)的基于損耗型矢量受激布里淵散射相移譜的溫度或應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，

5、實(shí)現(xiàn)了光纖溫度、應(yīng)變測(cè)量，證明了通過(guò)測(cè)量相移譜獲得的布里淵頻移與通過(guò)測(cè)量幅度譜獲得的布里淵頻移基本一致，且均與溫度、應(yīng)變呈線性關(guān)系;提出了一種可應(yīng)用于布里淵光纖傳感系統(tǒng)的基于雙邊帶矢量受激布里淵散射相移譜的高精度溫度或應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光纖溫度、應(yīng)變測(cè)量，證明了采用該技術(shù)的系統(tǒng)中布里淵頻移與溫度、應(yīng)變具有線性關(guān)系，且其溫度、應(yīng)變測(cè)量精度相對(duì)于單邊帶系統(tǒng)中的測(cè)量精度提高了一倍;提出了一種快速寬范圍溫度或應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，搭建實(shí)