光纖中受激布里淵散射效應(yīng)的典型應(yīng)用研究.pdf

1、慢光技術(shù)不但能大大提高通信、雷達(dá)、測(cè)量/測(cè)試等系統(tǒng)的性能，而且可加深人們對(duì)光與物質(zhì)相互作用本質(zhì)的理解，因而對(duì)其研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值?；诠饫w中受激布里淵散射效應(yīng)(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)的慢光技術(shù)具有與現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)兼容、工作波長(zhǎng)任意可調(diào)、延遲量靈活可控和室溫下工作等優(yōu)點(diǎn)，近年來已成為慢光研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　基于受激布里淵散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)慢光的方式有兩種：一種是利用布里淵

2、增益譜內(nèi)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(hào)通常難以獲得大的延遲量，且延遲信號(hào)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(chǔ)信號(hào)，這種方案能獲得大的延遲帶寬積，但存儲(chǔ)時(shí)間受介質(zhì)聲子壽命限制，且控制脈沖峰值功率要求高。針對(duì)兩種SBS慢光技術(shù)存在的問題，本論文圍繞減小信號(hào)失真和增大延遲帶寬積進(jìn)行了詳細(xì)研究，主要研究?jī)?nèi)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(duì)單脈沖的延遲及展寬影響。研究表明：小信號(hào)范圍內(nèi)，當(dāng)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(shí)，脈沖能獲得更大延遲量，但脈沖展寬更大。增益飽和后，當(dāng)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(shí)，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(zhǎng)脈沖的相對(duì)時(shí)間延遲增加到0.433，20ns高斯短脈沖的相對(duì)時(shí)間延遲增加到3.20，同時(shí)可減小高斯長(zhǎng)脈沖的

4、展寬。
　　2、對(duì)于基于聲子波存儲(chǔ)的慢光技術(shù)，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(guān)系，進(jìn)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(duì)恢復(fù)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(jié)果表明：當(dāng)采用相同脈寬的矩形脈沖和高斯脈沖作為控制脈沖時(shí)，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(shí)壓縮其脈寬；超高斯脈沖階數(shù)大于等于2時(shí)，