光纤中基于受激布里渊散射的宽带环形慢光延迟技术研究

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受激布里渊散射(SBS)慢光技术是现如今最有前景的慢光技术之一。目前SBS慢光技术存在的主要问题是长慢光延迟量与脉冲波形保真不可兼得,制约了该技术的实际应用。  为解决这一问题,本论文提出了宽带环形慢光延迟技术方案。首先,本论文提出了基于载频抑制的强度调制法,以此方法获得了光谱形态为载频抑制的离散线状谱泵浦光,以实现宽带布里渊放大,达到波形保真的目的。在此基础上,将此调制技术应用于环形慢光延迟技术中,以此泵浦光对信号光脉冲进行环行反复的多次放大,实现波形保真的长慢光延迟。  理论上,由SBS耦合波方程组出发,推导出描述宽带环形慢光方案计算模型。基于模型对宽带环形慢光延迟方案进行理论模拟,研究谱线条数、谱线频率间隔等参数对慢光延迟量以及输出光脉宽的影响规律,为实验工作奠定基础。  实验上,针对脉宽为40ns、10ns、5ns的高斯脉冲分别进行慢光实验。对于40ns的高斯脉冲,获得了95.6ns的无畸变慢光延迟,延迟脉宽比为2.46,输出光脉冲为38.8ns;这是基于SBS慢光针对40ns在没有展宽前提下获得的最大慢光延迟量。针对10ns的高斯脉冲,获得了38.4ns的无畸变慢光延迟,延迟脉宽比为3.69,输出光脉宽为10.4ns。这是基于SBS慢光针对10ns的高斯脉冲在没有明显展宽前提下最大的慢光延迟量。针对5ns的高斯脉冲,由于掺铒光纤放大器对同阶上下边频光谱线放大得不均匀,使得布里渊增益谱出现非对称现象,进而使得脉冲发生展宽。实验中对于5ns的高斯脉冲,可以将脉冲展宽控制在7.8ns之内,慢光延迟量达到11.6ns。
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