光纖中受激布里淵散射效應的典型應用研究.pdf

1、慢光技術不但能大大提高通信、雷達、測量/測試等系統(tǒng)的性能，而且可加深人們對光與物質相互作用本質的理解，因而對其研究具有重要的理論意義和應用價值。基于光纖中受激布里淵散射效應(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)的慢光技術具有與現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)兼容、工作波長任意可調、延遲量靈活可控和室溫下工作等優(yōu)點，近年來已成為慢光研究領域的熱點。
　　基于受激布里淵散射效應實現(xiàn)慢光的方式有兩種：一種是利用布里淵

2、增益譜內群折射率的增大而減慢光的傳播速度，這種方法受限于增益譜帶寬和高階色散的影響，延遲信號通常難以獲得大的延遲量，且延遲信號存在較大失真；另一種基于布里淵散射產(chǎn)生的聲波來存儲信號，這種方案能獲得大的延遲帶寬積，但存儲時間受介質聲子壽命限制，且控制脈沖峰值功率要求高。針對兩種SBS慢光技術存在的問題，本論文圍繞減小信號失真和增大延遲帶寬積進行了詳細研究，主要研究內容如下：
　　1、全面分析了泵浦光形狀、泵浦光功率、有效模面積、布里

3、淵增益系數(shù)和增益帶寬等參數(shù)對單脈沖的延遲及展寬影響。研究表明：小信號范圍內，當泵浦功率和有效模面積較大以及布里淵增益系數(shù)和增益帶寬較小時，脈沖能獲得更大延遲量，但脈沖展寬更大。增益飽和后，當泵浦功率、布里淵增益系數(shù)和增益帶寬較大，有效模面積較小時，脈沖延遲量和展寬隨增益的增大減小更快；具有緩慢變化上升沿的泵浦光，可使120ns高斯長脈沖的相對時間延遲增加到0.433，20ns高斯短脈沖的相對時間延遲增加到3.20，同時可減小高斯長脈沖的

4、展寬。
　　2、對于基于聲子波存儲的慢光技術，首先討論了高斯脈沖和矩形脈沖經(jīng)過緩存后的脈沖失真、讀出效率和輸出信噪比與控制脈沖的關系，進而研究了超高斯脈沖的邊沿陡峭程度及控制脈沖的啁啾系數(shù)對恢復數(shù)據(jù)脈沖脈寬及讀出效率的影響，最后分析了As2Se3光纖中超高斯脈沖的緩存效果。結果表明：當采用相同脈寬的矩形脈沖和高斯脈沖作為控制脈沖時，因矩形脈沖頻譜較寬可提高數(shù)據(jù)脈沖的讀出效率和輸出信噪比，同時壓縮其脈寬；超高斯脈沖階數(shù)大于等于2時，