光纤中基于长腔布里渊激光振荡的超光速传输研究

摘要

快慢光技术，即光脉冲时域调控，凭借其在全光通信、高灵敏干涉仪、非线性效应增强和微波光子学等领域重要的应用价值，吸引了大量的关注。尤其是基于光纤中受激布里渊散射效应的快慢光技术，具有室温下操控、工作波长可选、与现代光纤通信系统兼容等诸多优点，成为近年来的研究热点。
　　本论文围绕基于长腔布里渊激光振荡的超光速传输进行了深入研究。我们通过增加一个含未泵浦掺饵光纤的饱和吸收体，构造了长腔单频布里渊光纤激光器，成功实现了百米量级的长距离负群速度超光速传输，在实验中还观察到光学双稳态现象以及输出Stokes光的快光传输。
　　我们理论分析了长腔中多纵模运转和调制信号对泵浦光功率谱密度和有效布里渊增益谱的作用情况，指出有效布里渊增益带宽对加快程度的重要影响，并考虑到信号光在环形腔中不止被共振吸收区域加快一次，首次提出基于布里渊激光振荡的信号光相对加快量的计算公式。
　　结合实验我们详细研究了各因素对加快量的具体影响。我们模拟了信号光相对加快量随激光器腔长的变化情况，通过多组对比实验证实多纵模对加快量的限制作用，同时指出在单纵模情况下相对加快量与腔长无关。我们分析了调制信号的影响，模拟和实验结果表明较大的调制频率和调制深度都会降低信号光的相对加快量。我们还比较了不同种类光纤作为布里渊增益介质的效果，使用具有较大布里渊增益系数和较小有效模场面积的光纤能大幅提升信号光的加快量。这些结果有助于进一步优化长距离超光速传输系统并拓展其应用。

目录

第一章 绪论

1.1快慢光的研究背景及应用

1.2快慢光的基本原理

1.3本文的主要内容与安排

参考文献

第二章 快慢光的主要实现方案

2.1快慢光的主要实现方案

2.2光纤中布里渊快慢光

2.3本章小结

参考文献

第三章 布里渊激光振荡产生快慢光的机理分析

3.1引言

3.2受激布里渊散射

3.3布里渊快慢光

3.4相对时间加快量

3.5本章小结

参考文献

第四章 基于长腔布里渊激光振荡的超光速传输

4.1引言

4.2实验装置

4.3超光速传输与双稳态现象

4.4快光效应影响因素分析

4.5本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

5.1本文的主要工作

5.2课题展望

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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