受激布里渊散射效应及其在多波长光纤激光器中的应用

发布时间：2025-01-15 19:34

　　受激布里渊散射（Stimulated Brillouin scattering,SBS）在光纤中是一种非常重要的非线性效应。SBS在光纤中产生的阈值较低,所以比较容易产生,对于光纤通信系统而言,它是需要避免的,但是SBS同时又具有很多有益的应用。SBS会令信号光在介质中产生新的波长的光,使得通信过程中产生更多的噪声,并导致信号传输的损耗大大增加。但是,SBS在其他方面具有非常有益的应用,且前景非常广泛,例如,它在光纤传感器、光纤陀螺仪、多波长光纤激光器等方面存在着实际的应用价值。因为SBS所存在的潜在应用价值,所以针对SBS的研究自从它被发现之后就在不断地进行着。现在针对SBS的研究主要集中在两个方面:一方面,研究怎么抑制SBS效应的产生,以减少其对光信号传输系统的危害;另一个方面,集中在如何利用SBS效应产生新波长的光。在本文中,我们主要模拟了光纤中的后向SBS效应,并对基于后向SBS的多波长光纤激光器进行实验方面的研究,主要结果如下:一、利用有限元算法,通过数值方法分别分析了阶跃折射率光纤和光子晶体光纤中的后向SBS效应。对阶跃折射率光纤和光子晶体光纤中光波基模的有效折射率、有效模场...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1阶跃折射率光纤结构示意图

3同时也能够达到隔离杂光，提高光纤整体的机械强度，防潮等作用。一部分光纤还需要拥有更为复杂的结构，来满足在使用中需要达到的不同的需求。随着对光纤功能需求的不断提高，光纤的种类也在随着研究的深入而越来越多样化。图1.1阶跃折射率光纤结构示意图Figure1.1Thestructur....

图1.3首台布里渊掺铒光纤激光器结构

5了1995年，Lecoeuche等人从理论和实验两个方面分别研究了非共振BFL的特性，得出在反共振频率附近BFL的不稳定状态和模式双稳定性[30]。随后，世界上第一台布里渊掺铒光纤激光器（Brillouinerbium-dopedfiberlaser，BEFL）在1996年由C....

图2.1前向布里渊散射示意图

衍射散射泵浦波，由于以声速移动的光栅的多普勒位移，散射光产生了频率下移。同样，在量子力学中，这个散射过程可以看作一个泵浦光子在湮灭的同时产生了一个频率下移的斯托克斯光子和一个声学声子，三者之间满足能量守恒定律和动量守恒定律。我们所说的SBS过程中参与作用的声学声子其实就是光纤中的....

图2.2后向布里渊散射示意图

SBS中的起主要作用的声波主要是纵波，并且在光纤中与泵浦光的传播方向相同，所以要想满足波矢匹配关系，斯托克斯光只能是向后传输的，如图2.2所示。

本文编号：4027755