少模光纤受激布里渊散射效应研究
发布时间：2021-02-07 12:27
由于单模光纤的非线性香农极限,人们尝试寻求很多种方法提高通信容量,模分复用技术作为其中一种,受到广泛关注。但由于多模光纤模式之间严重的色散效应,少模光纤更加容易控制的优势逐渐体现出来。受激布里渊散射（SBS）作为光纤内部的一种非线性效应,应用于多个领域,包括传感器、光存储、光纤激光器等。SBS的相频特性可以用于补偿光纤中另一种非线性效应四波混频（FWM）相位失配,以此提高它的效率。FWM能广泛应用于光放大、模式转换等研究方向。因此基于少模光纤SBS的幅频特性以及相频特性研究具有重要的意义。本文基于少模光纤对于SBS效应进行了详细的理论研究与仿真计算,并利用其相移响应补偿FWM相位失配。具体工作与成果如下:（1）基于单模光纤SBS动力学特性以及波动光学理论,推导了少模光纤不同模式下泵浦光与信号光随时空演化的耦合振幅方程组,并由信号光的耦合振幅方程,演化出信号光的布里渊复数增益因子gc。定义了影响不同光波与声波模式耦合效率的声光耦合系数,依据复数增益因子gc和不同模式的声光耦合系数,得到了布里渊增益谱（BGS）和布里渊相移谱（BPS）的数学模型。...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 研究背景及意义
§1.2.1 受激布里渊散射
§1.2.2 四波混频
§1.3 国内外研究现状
§1.3.1 少模光纤SBS研究现状
§1.3.2 少模光纤模间FWM研究现状
§1.3.3 基于SBS相移的FWM相位匹配研究现状
§1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 光纤及其非线性效应原理
§2.1 光纤基本结构参数及非线性
§2.1.1 光纤基本结构
§2.1.2 两模光纤的基本参数
§2.1.3 光纤非线性效应
§2.2 光纤的模式理论
§2.2.1 光纤传输波动理论
§2.2.2 光纤中的特征方程与模式
§2.3 SBS基本理论
§2.3.1 SBS的物理过程
§2.3.2 布里渊增益谱与相移谱
§2.4 FWM基本理论
§2.4.1 FWM的物理过程
§2.4.2 相位匹配技术
§2.5 本章小结
第三章 构建少模光纤SBS耦合振幅方程组
§3.1 方程组的推导
§3.1.1 声波方程
§3.1.2 光波方程
§3.2 光波及声波模场分布函数
§3.2.1 光波模场分布函数
§3.2.2 声波模场分布函数
§3.3 本章小结
第四章 模式间布里渊增益谱及相移谱
§4.1 布里渊复数增益因子
§4.2 声光耦合系数
§4.3 布里渊增益谱
01 - LP01模式组合"> §4.3.1 LP01 - LP01模式组合
01 - LP11模式组合"> §4.3.2 LP01 - LP11模式组合
11- LP11模式组合"> §4.3.3 LP11- LP11模式组合
§4.4 布里渊相移谱
§4.5 本章小结
第五章 少模光纤模间FWM相位匹配
§5.1 模间FWM
§5.2 相位匹配技术
§5.2.1 相位匹配条件
§5.2.2 相位失配因子
§5.3 布里渊相移补偿
01模式注入"> §5.3.1 布里渊泵浦以LP01模式注入
11模式注入"> §5.3.2 布里渊泵浦以LP11模式注入
§5.4 本章小结
第六章 总结与展望
§6.1 总结
§6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间的主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]少模光纤受激布里渊散射效应理论研究[J]. 王旭,秦祖军,熊显名,张文涛. 激光与光电子学进展. 2019(16)
[2]DWDM混合光学系统中帧间和信道内四波混频效应的抑制（英文）[J]. Naif Alsowaidi,Tawfig Eltaif,Mohd Ridzuan Mokhtar. 中国光学. 2019(01)
[3]基于布里渊光时域分析的动态测量技术研究进展[J]. 尚秋峰,胡雨婷. 激光与光电子学进展. 2018(10)
[4]L.布里渊与布里渊散射[J]. 程光煦. 光散射学报. 2018(03)
[5]Comparative study on reduced impacts of Brillouin pump depletion and nonlinear amplification in coded DBA-BOTDA[J]. 林凯,贾新鸿,马辉亮,徐聪,张旋,敖磊. Chinese Optics Letters. 2018(09)
[6]少模光纤的不同模式布里渊散射特性[J]. 张燕君,高浩雷,付兴虎,田永胜. 物理学报. 2017(02)
[7]受激布里渊相移功率依赖性理论与实验研究[J]. 李永倩,安琪,何玉钧,胡智奇. 光学学报. 2016(09)
[8]麦克斯韦方程组的建立及其作用[J]. 刘觉平. 物理. 2015(12)
[9]多模光纤不同模式布里渊散射参数[J]. 李永倩,赵旭,赵丽娟,马立,李晓娟,安琪. 光子学报. 2015(03)
[10]三维波动方程的解[J]. 张子珍,林海. 山西大同大学学报(自然科学版). 2013(01)
博士论文
[1]矢量受激布里渊散射特性及其应用的理论与实验研究[D]. 安琪.华北电力大学(北京) 2017
[2]基于布里渊散射的可调光纤延迟线研究[D]. 张旨遥.电子科技大学 2010
[3]光纤中受激布里渊散射效应及其应用研究[D]. 赵军发.南开大学 2010
硕士论文
[1]多模光纤高速传输关键技术研究[D]. 刘志飞.北京交通大学 2016
[2]基于量子密钥的光网络交换技术[D]. 贺礼超.北京邮电大学 2015
[3]少模模式复用系统与模式耦合效应的研究[D]. 蔡璐.北京邮电大学 2014
[4]基于高非线性光纤的四波混频效应及其应用研究[D]. 赵亮.华中科技大学 2007
[5]光纤中高相干脉冲激光的受激布里渊散射效应[D]. 李振.国防科学技术大学 2005
本文编号：3022225
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 研究背景及意义
§1.2.1 受激布里渊散射
§1.2.2 四波混频
§1.3 国内外研究现状
§1.3.1 少模光纤SBS研究现状
§1.3.2 少模光纤模间FWM研究现状
§1.3.3 基于SBS相移的FWM相位匹配研究现状
§1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 光纤及其非线性效应原理
§2.1 光纤基本结构参数及非线性
§2.1.1 光纤基本结构
§2.1.2 两模光纤的基本参数
§2.1.3 光纤非线性效应
§2.2 光纤的模式理论
§2.2.1 光纤传输波动理论
§2.2.2 光纤中的特征方程与模式
§2.3 SBS基本理论
§2.3.1 SBS的物理过程
§2.3.2 布里渊增益谱与相移谱
§2.4 FWM基本理论
§2.4.1 FWM的物理过程
§2.4.2 相位匹配技术
§2.5 本章小结
第三章 构建少模光纤SBS耦合振幅方程组
§3.1 方程组的推导
§3.1.1 声波方程
§3.1.2 光波方程
§3.2 光波及声波模场分布函数
§3.2.1 光波模场分布函数
§3.2.2 声波模场分布函数
§3.3 本章小结
第四章 模式间布里渊增益谱及相移谱
§4.1 布里渊复数增益因子
§4.2 声光耦合系数
§4.3 布里渊增益谱
01 - LP01模式组合"> §4.3.1 LP01 - LP01模式组合
01 - LP11模式组合"> §4.3.2 LP01 - LP11模式组合
11- LP11模式组合"> §4.3.3 LP11- LP11模式组合
§4.4 布里渊相移谱
§4.5 本章小结
第五章 少模光纤模间FWM相位匹配
§5.1 模间FWM
§5.2 相位匹配技术
§5.2.1 相位匹配条件
§5.2.2 相位失配因子
§5.3 布里渊相移补偿
01模式注入"> §5.3.1 布里渊泵浦以LP01模式注入
11模式注入"> §5.3.2 布里渊泵浦以LP11模式注入
§5.4 本章小结
第六章 总结与展望
§6.1 总结
§6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间的主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]少模光纤受激布里渊散射效应理论研究[J]. 王旭,秦祖军,熊显名,张文涛. 激光与光电子学进展. 2019(16)
[2]DWDM混合光学系统中帧间和信道内四波混频效应的抑制（英文）[J]. Naif Alsowaidi,Tawfig Eltaif,Mohd Ridzuan Mokhtar. 中国光学. 2019(01)
[3]基于布里渊光时域分析的动态测量技术研究进展[J]. 尚秋峰,胡雨婷. 激光与光电子学进展. 2018(10)
[4]L.布里渊与布里渊散射[J]. 程光煦. 光散射学报. 2018(03)
[5]Comparative study on reduced impacts of Brillouin pump depletion and nonlinear amplification in coded DBA-BOTDA[J]. 林凯,贾新鸿,马辉亮,徐聪,张旋,敖磊. Chinese Optics Letters. 2018(09)
[6]少模光纤的不同模式布里渊散射特性[J]. 张燕君,高浩雷,付兴虎,田永胜. 物理学报. 2017(02)
[7]受激布里渊相移功率依赖性理论与实验研究[J]. 李永倩,安琪,何玉钧,胡智奇. 光学学报. 2016(09)
[8]麦克斯韦方程组的建立及其作用[J]. 刘觉平. 物理. 2015(12)
[9]多模光纤不同模式布里渊散射参数[J]. 李永倩,赵旭,赵丽娟,马立,李晓娟,安琪. 光子学报. 2015(03)
[10]三维波动方程的解[J]. 张子珍,林海. 山西大同大学学报(自然科学版). 2013(01)
博士论文
[1]矢量受激布里渊散射特性及其应用的理论与实验研究[D]. 安琪.华北电力大学(北京) 2017
[2]基于布里渊散射的可调光纤延迟线研究[D]. 张旨遥.电子科技大学 2010
[3]光纤中受激布里渊散射效应及其应用研究[D]. 赵军发.南开大学 2010
硕士论文
[1]多模光纤高速传输关键技术研究[D]. 刘志飞.北京交通大学 2016
[2]基于量子密钥的光网络交换技术[D]. 贺礼超.北京邮电大学 2015
[3]少模模式复用系统与模式耦合效应的研究[D]. 蔡璐.北京邮电大学 2014
[4]基于高非线性光纤的四波混频效应及其应用研究[D]. 赵亮.华中科技大学 2007
[5]光纤中高相干脉冲激光的受激布里渊散射效应[D]. 李振.国防科学技术大学 2005
本文编号：3022225
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3022225.html
