受激布里渊散射

摘要： 基于液体介质的受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering, SBS)因其具有大能量负载、高能量转换效率、对纳秒脉冲的高效率压缩、相位共轭特性、改善光束质量、高量子转换效率等诸多优点广泛应用于高功率激光系统中。液体SBS相位共轭、脉冲压缩和激光组束等作为重要的研究方向,得到了研究学者的广泛关注和研究。本文介绍了SBS的基本原理和不同SBS增益介质特性,回顾了液体SBS相位共轭镜、脉冲压缩器和激光组束在高功率激光系统中的研究进展并对发展方向进行了展望。

摘要： 提出了一种瞬时多频率微波信号测量方案,采用单个激光源,将待测微波信号调制的光载波作为泵浦光,利用波分复用形成多路结构,同时与分路后的光频梳一一对应送入色散位移光纤,利用受激布里渊散射原理实现频率到空间的映射,通过监测相应通道输出光信号强度的变化,即可判断待测微波信号的频率。在仿真实验中,分别对0~25 GHz范围内的单频信号和多频信号进行了瞬时测频,实验结果显示含有待测微波信号的通道与其他通道相比输出功率有明显增大。该方法可同时测量0.1~25 GHz的单频或多频的微波信号,频率测量分辨率为0.1 GHz,测量误差为±0.05 GHz。此外,分析了调制器偏置电压漂移对实验结果的影响。仿真结果表明,此方案对偏置电压漂移带来的影响有一定的抵抗能力。

摘要： 在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超热相干汤姆逊散射(STS)光谱。通过对STS光谱和背向SBS光谱进行联合分析,揭示了SBS的时空演化过程。

摘要： 基于受激布里渊散射(SBS)效应的微波光子滤波器(MPF)不仅具有低阈值和高增益等优点,而且具有可重构和可调谐的特性,这些特点使得该滤波器引起了业内人士的广泛关注。文章通过对基于SBS的MPF的研究,得到滤波器通带的规律,带宽较大且通带较为平坦。用相位调制器(PM)与SBS效应相结合,通过改变泵浦支路输入光梳的个数和频率间隔,可以改变布里渊增益谱的带宽,从而改变滤波器的通带带宽和形状,即可实现滤波器带宽的可重构性。通过改变泵浦支路输入正弦信号的幅度就可以改变光梳的形状,随之改变布里渊增益谱和滤波器的平坦度。文章使用仿真软件Optisystem与Matlab联合仿真并分析,得到基于SBS效应形成MPF的规律和调谐方法。

摘要： 硫化物玻璃是发展非线性集成光学器件的良好材料,特殊的理化特性使得硫化物玻璃集成光学波导的制备成为研究的难点。对硫化物玻璃波导的制备工艺进行了综述,重点介绍利用硫化物玻璃在熔融状态下流动性好的特点,采用热熔融自回流方法制备硫化物玻璃波导的工艺。该方法避免了对硫化物玻璃薄膜完整性的破坏,以及光刻胶显影液对硫化物玻璃材料的腐蚀作用,可以得到高质量的具有小模场面积的倒脊型硫化物玻璃波导。实验测试表明,采用热熔融自回流方法制备的硫化物玻璃波导具有良好的三阶非线性光学特性和受激布里渊散射特性。最后,展望了采用该方法发展硫化物玻璃非线性集成光学器件及其片上系统的研究方向和前景。

摘要： 通过有限元方法研究了AsS光子晶体光纤在2μm至6μm波段的受激布里渊散射。数值结果表明,当空气占空比小于0.6时,所提出的光子晶体光纤可保持单模工作。布里渊频移主要受泵浦波长和光纤结构的影响,泵浦波长从2μm增加到6μm时,布里渊频移减小了4.16 GHz;而当空气占空比由0.5增加到0.6时,布里渊频移变化量仅为兆赫兹量级。布里渊增益谱的半高全宽取决于声子寿命,泵浦波长为2μm时布里渊增益谱的半高全宽是泵浦波长为6μm时的9倍。在空气填充率为0.5和0.6的情况下,提出的光子晶体光纤的最大布里渊增益分别为2.413×10^(-10)m/W和2.429×10^(-10)m/W。在光纤有效长度相同的条件下,布里渊阈值与泵浦波长正相关,在空气填充率为0.5和0.6的光子晶体光纤中,使用6μm泵浦时的布里渊阈值比使用2μm时分别增大了27.8%和19.6%。这些数值结果对于中红外波段设计和制造基于所提出光纤的光学设备或光学传感器具有重要意义。

摘要： 为实现高精度大范围多微波频率测量,利用双平行马赫曾德尔调制器(dual parallel Mach-Zehnder modulators, DPMZM)分别对未知信号和扫描信号进行抑制载波单边带调制,并分别作为信号光和泵浦光输入到色散位移单模光纤中,当两者满足一定的频率关系时,信号光会得到放大,通过测量输出光功率值即可估计出待测信号的频率值。该方案利用双阶段受激布里渊散射结构降低了受激布里渊散射增益线宽。另外,通过设置DPMZM的调制参数,即可利用低频段的扫描信号实现高频段的频率测量,降低了方案的实现复杂度。为进一步提高算法精度,利用测量的光功率值建立幅度比较函数,通过计算可得频率测量误差,通过误差修正可提升方案的测频精度。最后,通过实验仿真证实了方案的有效性,测量误差为±3 MHz。

摘要： 提出并验证了一种基于高非线性光纤(HNLF)的布里渊双波长窄线宽光纤激光器,并对其扫频微波信号生成进行了研究。窄线宽光纤激光种子源经高功率掺铒光纤放大器进行功率放大,并使用光纤光栅滤除自发辐射噪声后,作为受激布里渊散射(SBS)的泵浦光;为降低SBS阈值,使用长3.0 m的HNLF作为布里渊增益介质,布里渊激光谐振腔的腔长为6.6 m,对应的纵模间隔约为31 MHz,可以保证在布里渊增益谱范围内实现激光单纵模运行;在HNLF入纤泵浦光功率为1.8 W时,测得布里渊激光的线宽为622.50 Hz,且结合残余泵浦光得到了双波长激光输出,光信噪比>77 dB;对双波长激光进行拍频,在9.4 GHz附近得到微波信号,且利用定制步进电机光纤拉伸机构对HNLF引入应变调制,实现了速率为10 Hz、范围为289.7 MHz的扫频微波信号输出。提出的激光器系统实现方法简单,在光/无线通信、光纤传感、微波光子学等领域具有潜在应用价值。

摘要： 基于受激布里渊散射效应,采用微波光子技术来对光纤的电致伸缩系数进行测量。基于光纤中的受激布里渊散射效应对电致伸缩系数进行理论建模,求解其与受激布里渊增益谱峰值增益与本征线宽之间的物理关系;然后基于包络检波技术来求解峰值增益并确定布里渊频移值;再然后构建相位调制—直接解调的链路,通过微波扫频确定受激布里渊增益谱的峰值本征线宽;最后求解电致伸缩系数值。

摘要： 在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射.它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程.因此,理解受激散射的物理过程并找到抑制其发展的有效方法,是ICF研究中重点关注的问题.介绍了中国激光聚变研究团队为研究受激散射过程而发展的多个理论模型,以及这些模型在实验数据分析中的具体应用.这些理论模型与实验研究一起,为提升受激散射过程的物理理解发挥了重要作用.

摘要： 海洋探测布里渊雷达技术结合了布里渊散射、激光雷达和遥感技术,探测方式新颖,探测范围较广,既可以探测海水的温度、盐度、声速等海况,也可以用于目标识别,判别水下是否有水雷、隐形潜艇等物体,对于进一步了解海洋、发展经济和巩固国防有重大意义.海洋探测布里渊雷达的快速发展迫切需要全面、科学地研究高能激光在水中的传输规律,特别是海水本身属性变化对受激布里渊散射特性的影响.rn 海水温度的改变不仅导致其密度、折射率改变,影响了入射激光的传播,还会造成其电致伸缩系数和粘度的变化,从而直接关系声子寿命的长短,受激布里渊散射增益系数的大小,影响受激布里渊散射特性.本文从理论上分析了海水折射率、声子寿命和受激布里渊散射增益系数随海水温度变化的规律,发现随着海水温度升高,其折射率缓慢下降,受激布里渊散射增益系数和声子寿命显著增大;基于受激布里渊散射的耦合波方程,采用时间隐式有限差分、空间后向差分法,数值计算了海水的瞬态受激布里渊散射建立过程,研究了受激布里渊散射脉冲宽度,脉冲建立时间,能量反射率和阈值与海水的关系.研究发现,海水温度升高过程中,受激布里渊散射脉冲宽度和能量反射率略有减小,而脉冲建立时间几乎不受影响.在此基础上分别分析了海水折射率、声子寿命和受激布里渊散射增益系数对受激布里渊散射脉冲宽度、脉冲建立时间和能量反射率的影响.研究还发现,随着海水温度升高,受激布里渊散射阈值逐渐升高.rn 为了提高探测深度,需要采用一个扩束汇聚系统,保证激光只在聚焦点附近达到受激布里渊散射阈值.为此,本文还研究了不同探测深度对受激布里渊散射脉冲宽的影响.研究发现,随着探测深度增大,受激布里渊散射脉冲宽度迅速下降,脉宽压缩效应显著增加.

摘要： 本文提出了在计算多模增益光纤有效受激布里渊增益系数时,以优化的高斯模场面积作为光纤有效截面积的方法。基于光强耦合微分方程,研究了光纤通信中单模光纤稳态受激布里渊散射的效果。结果表明：随着入纤光功率的增加,剩余光功率将达到饱和,而Stokes功率将线性增加，光纤的有效长度随入纤光功率的增加逐渐减小。

摘要： 为探讨受激布里渊散射(SBS)慢光效应的物理机制，本文研究了Stokes光与布里渊声场之间的反Stokes散射，以及它与SBS慢光之问的内在联系。理论上证明了在SBS中除了泵浦光外，Stokes散射光与布里渊声场之间也满足散射条件，可发生反Stokes散射。该散射过程是泵浦光的Stokes散射的逆过程，因此泵浦光和Stokes光在布里渊声场中经历往返式散射。在此物理前提下建立了SBS慢光模型。其中Stokes光经历多次散射而光程变大，从而产生了慢光。模型所给出的Stokes脉冲的慢光延迟量与前人得到的结果吻合。表明SBS中存在Stokes光的反Stokes散射。多次散射导致的光程变大是产生SBS慢光效应的物理根源。

摘要： 提出并实验验证了一种简单有效实现微波光纤系统（RoF）中微波光子信号残余边带调制的方案，该方案基于光纤受激布里渊散射效应，使调制在光载波上的双边带信号中的一个边带放大的同时另一个边带获得衰减，实现残余边带调制。理论分析了该方案的实现原理。实验结果表明：采用该方案可以有效抑制ROF系统中由光纤色散引起的微波功率损耗并大大提高信号调制深度，进而改善获得的微波信号质量。与以往通过滤波等实现残余边带调制的方法相比，该方案更为有效、可调谐性强。

摘要： 本文使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源，分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射（SBS）阈值，从理论上分析了光纤SBS阈值估算公式及影响阈值的因素，理论估算值与实验测量值吻合很好。实验发现的一种G.652D光纤具有高达12mW的SBS阈值，对此进行了分析。

摘要： 本文除了论述光纤激光器在工作波长，短脉冲，高功率高能量方面的研究进展之外，重点介绍高质量单频光纤激光器的研究现状并讨论其未来的发展方向。此外，对单频光纤激光器(连续型，脉冲型)进行功率放大也是此领域的一个研究热点。相比于对带宽较宽的激光的放大，单频光纤激光器在放大过程中会受到受激布里渊散射(SBS)的限制，一般利用大纤芯高掺杂的增益光纤搭建光纤放大器来提高受激布里渊散射的阈值从而尽可能的放大单频激光的功率和能量。未来，单模大纤芯高掺杂增益光纤和其他光纤器件(例如，承受高功率，高能量的隔离器)的研制在全光纤化的高功率高能量单频光纤激光器的发展中会起到巨大的推动作用。

摘要： 基于受激布里渊散射效应的多波长光纤激光器具有波长间隔稳定、线宽极窄等优点。实验表明基于受激布里渊散射效应的双波长光纤激光器可用于相干合成。

摘要： 本文综述了布里渊光纤环形激光器的研究进展并论证了一种布里渊光纤环形激光器的方案,指出了布里渊光纤环形激光器的优点及主要应用.并从非线性的受激布里渊散射理论出发,研究了布里渊光纤激光器中的受激布里渊散射效应产生的机理.

摘要： 把光纤置于谐振腔内，利用光纤中的布里渊增益就构成光纤布里渊激光器。布里渊环形激光器由于具有线宽窄、频率稳定、增益方向敏感等优点成为国内外研究的热点。介绍了该种激光器产生的基础——受激布里渊散射理论，对布里渊环形激光器的研究进展情况进行了综述，介绍了各种布里渊环形腔结构的特点，最后探讨了该类激光器发展过程中存在的技术问题及其发展前景。

摘要： 分析了利用光纤中的受激布里渊散射（SBS）相位共轭效应进行激光腔内调Q，产生ns量级脉冲激光的原理，并对利用该效应产生的激光脉冲波形和脉冲形成过程进行了数值模拟，得到的脉冲波形与SBS相位共轭反射率随时间变化曲线基本一致，表明利用光纤中的SBS相位共轭作用调Q具有可行性。据此，对采用单模光纤（SMF）作为SBS池的掺Er3+调Q光纤激光器进行实验研究，当单模光纤长度为1.5m时，在45mW的抽运光功 率下得到脉宽约2.6ns，脉冲周期58.23ns，平均功率7.35mW的激光脉冲。进一步的研究表明：激光器中相位共轭镜的形成与SBS介质长度有关，SBS介质过长，斯托克斯线之间无固定的相位关系，不能形成相干叠加，SBS相位共轭腔不能形成；SBS介质过短，腔内正交偏振模光子寿命的改变使脉冲出现双峰现象。脉冲形成后其属性只与SBS动态属性有关。

摘要： 本发明为受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器，包括：泵浦源、光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片、脉宽可调的SBS脉宽压缩系统，所述激光器还包括第一反射镜和SRS产生放大系统，单纵模激光器作为泵浦源发出泵浦光，依次经过光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片后进入SBS脉宽压缩系统；泵浦光在SBS脉宽压缩系统被压缩成百皮秒激光，压缩后的百皮秒激光被第一偏振片和第一反射镜反射后进入SRS产生放大系统中进行进一步的压缩放大。通过SBS脉宽压缩技术与SRS脉宽压缩技术组合压缩的技术方案，克服了SBS脉宽压缩技术的压缩极限制约，达到比调Q技术更窄脉宽，比锁模技术更高能量的激光脉宽输出。

摘要： 一种基于瑞利散射和受激布里渊散射的超窄线宽光纤激光器，其创新在于：所述超窄线宽光纤激光器由光源、第一三端口环行器、布里渊散射光纤、偏振控制器、第二三端口环行器、瑞丽散射光纤和布拉格光纤光栅组成；本发明的有益技术效果是：提出了一种结构简单的超窄线宽光纤激光器，可以对布里渊散射光的线宽起到双重压缩效果，从而获得超窄线宽的布里渊散射光输出。

摘要： 本发明公开了一种能同时测量受激布里渊散射和受激拉曼散射的装置和方法。该装置包括一个种子注入式激光器(1)，激光器(1)发出的波长为532nm的脉冲激光经过二分之一波片(2)射入偏振耦合镜(3)时，分成两路脉冲激光，第一路激光被偏振耦合镜(3)反射后由功率计(4)接收；另一路脉冲激光经过四分之一波片(5)之后进入装有水的水槽(6)，激光传输至532nm全反镜(7)时，激光中532nm部分的光被反射至功率计(8)，剩下含有受激拉曼散射部分的光直接通过532nm全反镜(7)，经过滤光片(9)后的激光就只剩下受激拉曼散射，由功率计计(10)接收。再根据已有的公式(1)，代入不同的I′

摘要： 本申请涉及一种基于双光频梳及受激布里渊散射的高精度多微波频率测量方法，通过利用相同的激光器产生两路相干光频梳，作为光载波输入到两个双平行马赫曾德尔调制器中，并分别对待测微波信号和扫描信号进行抑制载波单边带调制。两路调制后的光信号分别作为信号光和泵浦光输入到受激布里渊散射效应结构中，再通过光解复用器分解出各个光梳齿，通过测量各信道输出光信号的功率值即可估计出待测信号的频率值。为进一步提高算法精度，利用测量得到的光功率值建立幅度比较函数计算频率测量误差，对频率测量值进行误差修正即可实现频率精测量。采用本方法，能够实现多个微波信号的高精度频率测量，在通信、雷达和电磁频谱感知等方面具有广泛应用价值。

摘要： 本发明提供了一种基于光学啁啾链的受激布里渊散射微波频率测量装置及方法，该装置包括：第一激光器、耦合器、脉冲光调制光路、探测光调制光路、SBS作用介质和探测器；所述第一激光器输出的光束经过所述耦合器分为第一光束和第二光束；所述第一光束经过所述脉冲光调制光路形成携带待测频率的微波信号的泵浦脉冲光；所述第二光束经过所述探测光调制光路产生光学啁啾链调制的探测光；所述泵浦脉冲光和所述探测光分别从所述SBS作用介质的两端注入，在所述SBS作用介质中发生SBS作用；所述探测器对时域信号采集测量其中心频率，结合所述SBS作用介质的布里渊频移值，确定所述待测频率的微波信号的频率值。实现高精度单发信号瞬时频率测量。

摘要： 本发明提供了受激布里渊散射光电振荡环路和高速毫米波跳频通信方法，通过幅度变化的电信号驱动直调激光器产生啁啾效应，实现直调激光器输出光波长的跳变，用该光波长作为光电振荡环路中的泵浦光，基于受激布里渊散射效应和光电环路谐振效应得到两路光波长，再经过光外差得到频率跳变的毫米波，实现了产生超高速毫米波跳频信号的功能。本发明可应用于对带宽和频率跳变速度有较高要求的毫米波跳频通信系统中。本发明原理简洁，方案简单高效，具有较强的应用价值。

摘要： 本申请涉及一种基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量方法。所述方法包括：利用双平行马赫曾德尔调制器分别对待测微波信号和扫描信号进行抑制载波单边带调制，并分别作为信号光和泵浦光输入到双阶段受激布里渊散射效应结构中，当两者满足一定的频率关系时，信号光会得到放大，通过测量输出光功率值即可估计出待测微波信号的频率值，同时为进一步提高算法精度，利用测量的光功率值建立幅度比较函数计算频率测量误差，通过误差修正可提高测频精度。本方法将电域和光域结合起来实现微波信号频率测量，能够实现多个微波信号的高精度频率测量，在通信、雷达、电磁频谱感知等方面具有广阔应用前景。

摘要： 本发明提供一种抑制受激布里渊散射的单模光纤，涉及光纤领域；单模光纤包括：纤芯，由第一种材料的玻璃棒堆积而成；第一种材料具有第一折射率n1和第一声音传播速率v1；内包层，包括第一内包层结构、第二内包层结构和第三内包层结构；第一内包层结构由第二种材料的玻璃管堆积而成；第三内包层结构设置在第一内包层结构的外侧，由第二种材料制成；第二内包层结构贯穿第一内包层结构，由通道单元连续排列而成；通道单元为第二种材料的玻璃棒或第二种材料与第三种材料构成的同心玻璃棒；第二种材料具有第二折射率n2和第二声音传播速率v2；第三种材料具有第三折射率n3；其中，n1≤n2，n2＞n3，1≤v1/v2≤1.1；本发明能够有效地抑制受激布里渊散射。

摘要： 本实用新型为受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器，包括：泵浦源、光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片、脉宽可调的SBS脉宽压缩系统，所述激光器还包括第一反射镜和SRS产生放大系统，单纵模激光器作为泵浦源发出泵浦光，依次经过光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片后进入SBS脉宽压缩系统；泵浦光在SBS脉宽压缩系统被压缩成百皮秒激光，压缩后的百皮秒激光被第一偏振片和第一反射镜反射后进入SRS产生放大系统中进行进一步的压缩放大。通过SBS脉宽压缩技术与SRS脉宽压缩技术组合压缩的技术方案，克服了SBS脉宽压缩技术的压缩极限制约，达到比调Q技术更窄脉宽，比锁模技术更高能量的激光脉宽输出。

摘要： 本实用新型属于光纤激光领域，具体涉及一种抑制受激布里渊散射效应的窄线宽光纤激光产生装置。所述激光产生装置包括，超荧光源滤波的窄线宽激光种子源，用于输出宽谱的非相干光，利用窄线宽光纤光栅进行滤波，得到窄线宽激光；光纤预放大器，用于将激光功率放大至合适的量级；无源光谱展宽模块，用于将激光展宽至合适的光谱宽度。高功率放大模块，用于将窄线宽激光放大至所需的功率。本实用新型提升了光纤激光放大器受激布里渊散射阈值的效果，其次还具有全光纤化、结构简单、成本低的优势。