光纤中基于受激布里渊散射的慢光技术研究
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)是指泵浦光与信号光通过声波场进行的一种三波耦合非线性过程.光纤中基于SBS效应的慢光具有功率阈值低、工作波长可调谐、延时可控及与现有的光通信系统兼容等优点;SBS慢光有着许多潜在的应用,如光学可控延迟线、随机存储、数据同步和网络缓存等,这使得光纤中的SBS慢光备受研究者的关注.本文主要对SBS特性及SBS慢光进行研究,具体内容如下:1、介绍了慢光技术的研究背景及进展,实现慢光的几种主要方法及其机理.2、基于Kramers-Kronig关系解释了慢光产生的物理机理,应用三波耦合方程,得到了小信号增益下脉冲的延迟时间及脉冲展宽与增益之间的关系,并解释了脉冲展宽的原因.3、研究了SBS特性的相关理论及进行了相关的实验测试.介绍了SBS特性的一些主要参数;采用单边带调制技术测量了光纤的SBS特性,有效地将布里渊增益谱与布里渊增益系数的测量统一起来.4、对光纤中基于SBS效应的慢光进行了实验研究.基于单边带调制技术,实现了单模光纤SMF及光子晶体光纤PCF中的SBS慢光,得到了信号时间延迟与脉冲宽度,并测得SMF与PCF的延迟效率;实验表明,PCF的延迟效率是SMF延迟效率的4.6倍.最后,综合各方面的因素,尤其是光纤非线性系数及延迟效率,PCF显然更适合作慢光介质.5、讨论了宽带SBS慢光.SBS慢光系统中减小脉冲展宽的方法----增加布里渊增益带宽;基于单边带调制技术,构建双增益泵浦结构,在PCF中实现宽带SBS慢光.
- 作者：
- 刘玉
- 学位授予单位：
- 西北大学
- 专业名称：
- 光学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 忽满利；任立勇
- 中图分类号：
- O437.2
- 关键词：
- 受激布里渊散射；Kramers-Kr(o|¨)nig关系；慢光；单模光纤；光子晶体光纤
- Stimulated Brillouin Scattering；Kramers-Kronig relations；slow light；single-mode fiber；photonic crystal fiber