光纤中布里渊动态光栅的反射特性研究

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在信息化的今天,伴随着社会科技的高速发展,人们对大数据、高速计算、智能物联网等的要求越来越迫切。光纤做为承载光信息传播的理想介质,在现今的信息时代中所扮演的角色越来越举足轻重。近年来,光在光纤中所发生的的一系列物理特性及相关应用,更是成为了人们争相研究的焦点,而光纤中基于受激布里渊散射效应的动态声光栅即为这些非线性效应其中之一。人们利用布里渊动态光栅技术可以实现全光计算、光缓存、分布式传感、高精度温度应变测量等,布里渊动态光栅在我们的工业生产和日常生活中都有着广泛而诱人的应用前景,所以越来越多的学者和机构持续不断地对它进行深入探索和研究。  本文首先以耦合模理论为基础,从光栅理论的角度改进了布里渊动态光栅的理论模型,然后在保偏光纤和普通单模光纤中模拟分析了布里渊动态光栅的反射特性,最后介绍了布里渊动态光栅在传感领域和通信领域的应用。以下是主要工作的概述:  1.概述了保偏光纤和普通单模光纤,并对光纤中布里渊动态光栅的产生过程进行了介绍,重点描述了光纤中布里渊动态光栅稳态时的理论模型,在同时考虑泵浦光、斯托克斯光以及探测光对光纤折射率调制的影响下,从光栅理论的角度改进了布里渊动态光栅的理论模型,结果与相关文献中的理论和实验进行了比较,并能够很好地保持一致,从而证明了本文理论模型的正确性。  2.分别对保偏光纤和单模光纤中布里渊动态光栅的反射特性进行了模拟和分析。结果表明泵浦光、斯托克斯光以及探测光的功率变化都会影响到折射率调制的大小,量级为10-9,并且随着功率的增大,折射率调制也不断变大,进而导致布里渊动态光栅的反射率最大值增加,反射线宽变大,但是和反射率最大值的增加趋势比起来反射线宽的增大趋势较为缓慢。此外,随着布里渊动态光栅长度的提高会导致反射率最大值,但是反射线宽的却变窄,而且反射线宽在光栅长度为0~0.2m时变化剧烈,在光栅长度大于0.5m时变化就不太明显了。  3.对光纤中利用布里渊动态光栅在传感和通信领域的应用进行了总结,如实现了高精度温度和应力的同时测量以及光信号延迟等。
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