水中受激布里淵散射和受激拉曼散射特性研究.pdf

1、近來在非線性光學中對受激布里淵散射和受激拉曼散射的研究已成為非常重要的課題。受激布里淵散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)是兩種相類似的受激散射過程。受激拉曼散射作為一種典型的受激散射，和受激布里淵散射共同競爭泵浦激光的能量，競爭的結果與作用介質的參數(shù)、入射激光光譜性質有關。就液體材料而言，在單縱模激光泵浦下，受激布里淵散射因其極大的穩(wěn)態(tài)增益極易在競爭中占據(jù)絕對優(yōu)勢，而受激拉曼散射卻被極大的抑制。然而最近的一些研究表明，隨著激光能量的

2、增強，液體水中的受激布里淵散射雖然占據(jù)主導地位，背向受激拉曼散射卻開始呈指數(shù)上升的勢頭，他們之間不僅存在相互競爭，而且他們之間還存在共生關系。本文研究了水的衰減系數(shù)和有效增益長度對受激布里淵散射及受激拉曼散射之間共生關系的影響。
　　實驗通過打開和關閉激光器上的激光種子開關可獲得線寬寬帶為30GHz，窄帶為90MHz的激光，通過調節(jié)激光器放大和振蕩級之間的延時來改變激光器輸出的能量。實驗選用5種不同衰減系數(shù)的水，四個有效增益長度為

3、0.8米、1.2米、1.6米、2.0米進行測量；在相同的衰減系數(shù)下，分別測量和分析激光在四個有效增益長度的水槽中受激布里淵散射和受激拉曼散射能量信號；在相同的有效增益長度下，分別對不同衰減系數(shù)的水槽進行測量和分析。實驗結果表明，由于脈寬壓縮效應，當入射光能量足夠高并且有效增益長度相對較長時，受激布里淵散射易獲得高能量而形成極高的峰值功率。一旦這種峰值功率超過受激拉曼散射或者二階受激布里淵散射閾值，受激布里淵散射就會作為一個新的激發(fā)源去激

4、發(fā)受激拉曼散射或者二階受激布里淵散射，從而消耗掉部分受激布里淵散射的能量，所以當入射激光能量足夠高時，水的衰減系數(shù)越小，SBS輸出能量越高，同時對受激拉曼散射放大效應就越大；有效增益長度越長，受激布里淵散射發(fā)生的越充分，用于激發(fā)SRS的能量就越多，SBS輸出能量就越低。
　　同時本文從理論和實驗上研究了水中的鹽度與受激布里淵散射閾值的關系。結果表明，隨著入射光能量增加到一定值時，窄帶模式下的衰減系數(shù)曲線開始與寬帶下的衰減系數(shù)曲線分