光纤中基于激布里渊散射增益区快慢光的研究

摘要

随着现代通信技术、因特网技术和现代多媒体技术的发展，人们对信息传输速度的要求越来越高。但是目前的光通信网络中存在很多光-电、电-光转换过程使得传输速度低，不能满足人们对传输速度的要求。因此，全光网络势在必行。实现全光网络的关键就是研制出性能优越的全光缓存器，近年来，飞速发展的快慢光技术提供了新的选择。实现快慢光的技术有很多，其中在光纤中利用受激布里渊散射增益区实现快慢光与其它技术相比有许多优势，如：结构简单、波长选择灵活、与现存的通信系统兼容等，因此该技术已成为目前研究的热点。本论文选取在光纤中基于受激布里渊散射增益区实现快慢光的课题进行研究。主要研究内容如下：
　　 1、对光纤中在受激布里渊散射增益区的快慢光进行理论研究给出了光速的基本概念和光速调控的基本原理，介绍了光纤中受激布里渊散射的基本物理过程，给出描述光纤中受激布里渊散射过程的三波耦合方程，用有限差分法解三波耦合方程，在理论上计算了光纤中基于受激布里渊散射增益区的快慢光现象。得到延迟时间和展宽因子随泵浦光功率的变化关系，布里渊增益与泵浦光功率的关系；研究了不同信号光功率下、不同的光纤长度下和不同脉冲宽度下布里渊增益与泵浦光功率的关系；计算得出在不同泵浦光功率下延迟时间随信号光功率的变化关系。
　　 以上计算结果对实验上有较大的指导作用。
　　 2、实验上测量了光纤中基于受激布里渊散射增益区的快慢光搭建了在光纤中基于受激布里渊散射增益区的快慢光的实验光路，通过布里渊单模光纤环形腔激光器制备信号光，光源发出的光经两次放大后作为延迟部分的泵浦光。在实验中测量了延迟时间和布里渊增益随泵浦光功率的变化，又测量了展宽因子随泵浦光功率的变化关系。最后测量了在不同信号光功率下延迟时间随泵浦光功率的变化和在不同泵浦光功率下延迟时间随信号光功率的变化。在光纤长度为950m，信号光功率为1.33μW，脉冲宽度为153ns情况下，在泵浦光功率为67mW时获得最大的延迟时间为23ns，在泵浦光功率为148mW时获得延迟时间为-19ns。所得的实验结果与理论计算的结果在趋势上相同的。