光纖中基于受激布里淵散射的慢光傳輸研究.pdf

1、自從2004年D. J. Gauthier提出光纖中基于受激布里淵散射（Stimulated Brillouin scattering, SBS）的慢光和快光思想以來，SBS慢光就一直是慢光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是由于SBS固有的特性，使得 SBS慢光存在有限的慢光延時(shí)和較窄的慢光帶寬這兩個(gè)限制。針對這兩個(gè)問題，本論文提出了一些創(chuàng)新的解決方案，并進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，從 SBS耦合波方程出發(fā)，對光纖中基于SBS的慢光和快光

2、進(jìn)行了理論研究。分別研究了SBS慢光的穩(wěn)態(tài)小信號解析解、穩(wěn)態(tài)數(shù)值解和瞬態(tài)數(shù)值解。對于穩(wěn)態(tài)小信號情形，SBS慢光延時(shí)有解析表達(dá)式，它與布里淵增益成正比，與布里淵增益帶寬成反比；然而進(jìn)入增益飽和區(qū)后，由于泵浦抽空效應(yīng)，使得延時(shí)開始減小甚至出現(xiàn)負(fù)值。對于Stokes脈寬小于聲子壽命的瞬態(tài)情形，由于聲波場遲滯產(chǎn)生的新脈沖引入了一個(gè)附加延時(shí)，并且會(huì)導(dǎo)致脈沖的嚴(yán)重展寬和畸變。
　　其次，為了拓展有限的SBS慢光延時(shí)，提出了使用布里淵光纖環(huán)形放

3、大器進(jìn)行多次布里淵放大，從而增加可調(diào)延時(shí)的思想，并在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)上我們獲得了脈寬為40ns的探測脈沖在布里淵光纖環(huán)形放大器中得到八圈的布里淵放大，共獲得215ns的可調(diào)延時(shí)，相對延時(shí)為5.4。
　　最后，為了提高SBS慢光帶寬，提出多增益譜疊加來獲得寬帶布里淵增益譜的方法，并且提出了采用多頻調(diào)相技術(shù)獲得多條等幅光譜線的方法。首先我們在理論和實(shí)驗(yàn)上分別獲得了三條、五條、七條、九條和十一條等幅光譜線的光譜；然后，利用獲得的具