光纤布里渊散射光子放大器与光纤喇曼散射光子放大器.PDF

第37 卷 增刊 光 子 学 报 Vol.37 Sup.2 2008 年12 月 ACTA PHOTONICA SINICA December 2008 光纤布里渊散射光子放大器与光纤喇曼散射光子 放大器∗ 龚华平，张在宣，金永兴 （中国计量学院光电子技术研究所, 杭州 310018 ） 摘 要：研究了背向喇曼泵浦的50 Km普通单模光纤中的布里渊散射和瑞利散射的放大效应. 信号 光源是波长可调的外腔半导体激光器（ECL ），波长1 550 nm，线宽10 MHz. 喇曼泵浦光是功率可 调的1 455 nm激光. 实验中观察到瑞利散射峰的强度被光纤喇曼放大器明显放大，Stokes布里渊散射 峰的强度同时被光纤喇曼放大器和布里渊放大器放大. Stokes布里渊散射峰的总增益是喇曼放大器 的增益与布里渊放大器的增益之和G G ⋅G . 对于50 Km的G652单模光纤，背向泵浦的喇曼放大 A R B 方式下得到的Stokes布里渊散射峰的总增益是46.5 dB ，其中喇曼放大器的增益为25.5 dB ，因此，布 里渊放大器的增益为21 dB. 关键词：受激布里渊散射; 瑞利散射; 光纤喇曼放大器; 光纤布里渊放大器 中图分类号：TN253 文献标识码：A [3] 成是光波与超声波之间的非线性作用 . 在量子力学 1 0 引言 的图象中，是入射光子湮灭，产生一个声子和一个低 分布式光纤传感器根据其作用机理分为三类，也 频的光子（Stokes ）. 在此作用过程中，保持能量守 就是利用光纤中的三种散射机理，分别是瑞利散射， 恒与动量守恒条件 布里渊散射和喇曼散射. 与瑞利散射不同的是，在布 Ω ω −ω (1) B P S 里渊散射和喇曼散射中入射光子和散射光子存在频 kA kp −ks (2) 率差. 最近，利用布里渊散射光的强度和频移与温度 式中ω ,ω 分别是泵浦光和Stokes 散射光的角频率； p s 和应力的关系发展的分布式光纤传感技术成为研究 k , k 分别是泵浦光和 Stokes 散射光的波矢；Ω ,k p s B A 的热点. 分布式测量温度和应力的机制就是自发布 分别是超声波的频率和波矢. 于是可以得到 里渊散射和受激布里渊散射. 布里渊光时域反射 Ω v | k |≈