小芯径光子晶体光纤中基于前向受激布里渊散射的超光速传输特性

理论研究了小芯径光子晶体光纤中基于前向受激布里渊散射的快光.利用前向受激布里渊散射三波耦合方程,通过傅里叶变换,计算小芯径光子晶体光纤中的群折射率和增益系数.用有限元法模拟了声场和光场的分布、信号光时间提前量和展宽因子.小芯径光子晶体光纤中光场与声场可以有效地重叠在纤芯中,增强了它们之间的非线性相互作用,导致强的受激布里渊散射和大的时间提前量.随着信号光传输距离的增加,时间提前量成非线性增长,与此同时,信号光被压缩.随着初始脉冲的增大,脉冲展宽因子逐渐趋于平稳.当传输距离为70 m,初始脉冲宽度为200 ns,泵浦功率为600 mW,计算出时间提前量为21.76 ns和脉冲展宽因子为0.77.

前向受激布里渊散射光纤传感研究进展

前向受激布里渊散射(F-SBS)是光纤中重要的三阶非线性效应,是进行外界物质识别和分析研究光纤物理特性的有力手段,成为近年研究的热点。本文通过对光纤中前向受激布里渊散射研究进展的调研和分析,整合了F-SBS的主要理论和传感原理,回顾了基于相位解调和能量转移探测的F-SBS测量手段,并重点介绍了本地光相位追溯技术、光力时域反射技术和光力时域分析技术等分布式传感技术。随着F-SBS传感器的逐渐实用化,对于F-SBS的高精度、高空间分辨力分布式测量的需求愈发显著,这将是未来光纤中前向受激布里渊散射的主要研究方向。

非线性效应对前向受激布里渊散射分布式传感的影响

以光力时域分析传感器为例,实验研究了非线性效应对前向受激布里渊散射分布式传感的影响,并给出了优化过程.前向受激布里渊散射的产生由于增益系数低,需要较高的脉冲功率(W级)进行激发,由于读取脉冲光与散射光同向传输特性,高功率脉冲将诱发前向受激布里渊散射传感系统中各种非线性效应.借鉴前人激活-读取分离技术,可有效避免激活脉冲非线性效应的影响,然而读取脉冲非线性效应对传感性能仍存在直接影响.基于此,本文研究了不同读取脉冲功率条件下,非线性效应对前向受激布里渊散射传感性能的影响及其物理机理;具体展示了~4.7 km标准单模光纤中,一、二阶散射边带随读取脉冲功率的演化过程,最终找到了优化区间,得到较为完美的本地增益谱,并且延长了传感距离.