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利用光纤中的受激布里渊散射实现慢光以其效率高、灵活性好和易于调控的特点以及巨大的潜在应用价值,成为光纤中慢光研究的热点。本论文结合这一研究热点,采用畸变管理学的方法对单增益、双增益和增益补偿等SBS慢光结构的延迟时间和畸变进行了研究,并提出了双增益补偿SBS慢光结构。主要内容包括:
1:单增益及双增益SBS慢光研究
对单增益SBS慢光和双增益SBS慢光结构进行了数值模拟和研究,探讨了延迟时间、相对延迟时间、振幅畸变、相位畸变随增益、增益谱宽、入射脉冲频率带宽及不同频率间隔时的变化规律,得出增益谱宽无需优化,最佳增益是最大增益,振幅畸变为起限制作用的畸变,双增益结构中某一增益频率间隔下畸变取得最小值等结论,并得到畸变管理下的延迟时间。
2:单增益补偿结构SBS慢光研究
推导了单增益补偿SBS慢光结构的基本理论及其变换函数,探讨了单增益补偿结构中延迟时间、相对延迟时间和畸变随增益、入射脉冲频率频率带宽、增益比、谱宽比等参量的变化规律,讨论了各参数的优化。在畸变管理下补偿结构能够实现零增益并增加相对延迟时间;在入射脉冲频率频率带宽Δb≈0.1γ时,可以达到0.92的最佳相对延迟时间,且能够实现零增益;Δb≈0.18γ时,最佳相对延迟时间约为0.52,能实现零增益。如果泵浦光2的增益限制在2.5以内,在Δb≈0.14γ时最佳相对延迟时间约为0.68。
3:双增益补偿SBS慢光研究
提出了双增益补偿SBS慢光结构,推导了此结构的变换函数并据此计算延迟时间及畸变,探讨了延迟时间、相对延迟时间及畸变随增益、入射脉冲频率带宽,增益比、谱宽比及频率间隔等参量的变化规律,并讨论了各参量的优化,在畸变管理下,入射脉冲频率带宽Δb≈0.4γ时,最佳相对延迟时间约为4.9,能够实现零增益;Δb≈0.7γ时,最佳相对延迟时间约为1.1,也能够实现零增益;畸变限制下的相对延迟时间没有理论上的限制。当g2和总增益都限制在2.5以内时,畸变管理下的最大相对延迟时间约为1.4,此时Δb≈0.67γ。
4:单增益双补偿SBS慢光研究
介绍了单增益双补偿结构的变换函数,探讨了单增益双补偿结构中延迟时间、相对延迟时间及畸变随增益、入射脉冲频率带宽,增益比及频率间隔等参量的变化规律,讨论了各参量的优化。在畸变管理下,入射脉冲频率带宽Δb≈0.2γ时,最佳延迟时间约为0.51;能够实现零增益;通过研究指出频率间隔的优化能够提高畸变管理下的相对延迟时间,并通过优化补偿频率间隔能够将最佳延迟时间提高到0.62。在g2以及总增益小于2.5以及畸变小于0.05的畸变管理下,Δb≈0.13γ时,取得最佳相对延迟时间约为0.79。