非线性光纤光学第九章-受激布里渊散射

研究了单色光在损耗介质中激励的受激布里渊散射,运用分布起伏噪声源模型描述了受激布里渊散射的产生过程,通过傅里叶变换,得到了输出斯托克斯光波的功率谱密度。

主要分析了布里渊散射的水下探测，以及一些数值分析和计算，作为学习的一个很不错的例子，

提出了一种利用双池受激布里渊散射(SBS)系统选用混合介质,进而测量SBS介质布里渊线宽的方法.在紧凑双池SBS系统的放大池中放入待测介质,在振荡池中放入布里渊频移可调的混合介质,测出放大池待测介质增益系数随布里渊频移偏离的洛伦兹曲线,该曲线半高处的线宽即为待测介质的布里渊线宽.实验上在Nd:YAG调Q激光系统中,选用CCl4/C6H6混合介质,测量了四氯乙烯(C2Cl4)、六氯丁二烯(C4Cl6)、丙酮(C3H6O)和正己烷(C6H14)等介质的布里渊线宽,其值与理论计算值或其他文献值很接近.

一种使用受激布里渊散射（SBS）在时域中生成平顶波形的方法提出了一种声子寿命短的介质。 理论上，在多个情况下模拟发射脉冲声子寿命不同的媒体。 在实验中，FC-72和HT-270在声子上有显着差异寿命，在实验中被利用。 无论是理论和实验结果表明，当选择声子寿命短的介质，顶部几乎是一个平台，而顶部则是一个高峰，一个平台然后选择声子寿命长的介质。

具有亚纳秒响应时间的受激布里渊散射（SBS）在高功率下发生阈值，使其能够在高功率密度下应用。 当输入光的强度超过SBS时阈值时，通过SBS介质会发生强大的SBS过程，从而导致能量快速从泵传递到斯托克斯（Stokes），从而在输出能量中具有光学限制特性。 本文在Nd：YAG调Q激光系统中对SBS输出能量与输入功率密度之间的相关关系进行了数值模拟和验证。 结果表明，不仅输出能量表现出光学极限特性，而且通过改变介质或焦距也可以控制输出能量的钳制值。

从混合介质的折射率、黏度、密度和声速等物理量随混合比的变化关系入手,推导出了混合介质的布里渊线宽、声子寿命和增益系数等受激布里渊散射(SBS)参数随混合比的变化关系.数值模拟了HT-70/FC-72混合介质的布里渊线宽、声子寿命和增益系数随FC-72体积分数的变化关系,并测定了该混合介质的吸收系数和光学击穿阈值随FC-72体积分数的变化关系.结果表明,HT-70/FC-72混合介质的SBS参数随FC-72体积分数单调变化,不出现极值现象.混合介质的选用不仅增加了SBS介质的种类,而且能够满足SBS系统对不同介质的需求.

多波长放大是能够有效抑制窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)效应的一种新方法。对其基本理论进行了详细的介绍，并按照波长间隔的不同将其分为大波长间隔和小波长间隔多波长放大两种类型。综述了这两类多波长放大方法在理论研究和实验研究方面取得的重要成果，分析了它们各自在抑制SBS上的优势，指出大波长间隔多波长放大在提高单频激光输出功率方面具有明显优势，而小波长间隔多波长放大在进一步提升高功率光纤激光相干合成系统功率方面具有巨大的应用价值。

从麦克斯韦方程和材料密度方程出发，详细推导了受激布里渊增益和损耗同时存在时的矢量模型。推导过程中，从数学表达式上阐述了电致伸缩效应对受激布里渊散射的作用。理论分析发现布里渊增益谱和损耗谱参数(谱宽和频移)并不完全一致。推导出了琼斯空间和斯托克斯空间中的矢量模型，建立了一个较完整的关于受激布里渊散射的基础理论模型，可以为研究基于布里渊散射的偏振效应、偏振牵引和双折射测量提供支持。最后，基于此矢量模型进行仿真分析，得到了平均布里渊增益和双折射大小以及偏振态的关系。