受激布里渊散射的线宽压缩及时间相干性

张东; 张磊; 史久林; 石锦卫; 弓文平; 刘大禾

doi:10.7498/aps.61.064212

摘要

首先从实验上研究了受激布里渊散射(SBS)的线宽压缩效应. 发现线宽压缩直接受到脉宽压缩的影响. 进而提出了一种通过测量SBS脉宽来测量SBS线宽的新方法. 在此基础上, 详细讨论了SBS的时间相干性, 指出SBS的时间相干性不是固定不变的, 而是随线宽压缩的程度发生变化. 最后指出SBS的脉宽压缩率和时间相干性不能同时达到最佳值.

关键词:

The effect of line width compression of stimulated Brillouin scattering (SBS) is investigated experimentally. It is found that the line width compression is directly related to the compression of pulse duration. A new method of measuring the line width of SBS through measuring the pulse duration is proposed. The temporal coherence of SBS is also investigated. It is revealed that the temporal coherence of SBS varies with the compression ratio of pulse duration. High pulse duration compression and good temporal coherence cannot be obtained simultaneously.

Keywords:

作者及机构信息

1.
南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063;

2.
北京师范大学物理系应用光学北京市重点实验室, 北京 100875

通信作者: 刘大禾, dhliu@bnu.edu.cn

基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号:2009AA09Z101)和国家自然科学基金(批准号:60778049,10904003)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory of Nondestructive Test (Ministry of Education), Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063,China;

2.
Applied Optics Beijing Area Major Laboratory,Department of Physics, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

Corresponding author: Liu Da-He, dhliu@bnu.edu.cn

Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No.2009AA09Z101) and the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos.60778049,10904003).

参考文献

[1]	Boyd R W 2008 Nonlinear Optics (New York:Academic Press)pp436-448
[2]	Damzen M J,Vlad V I,Babin V,Mocofanescu A 2003 StimuStimulated Brillouin Scattering:Fundamentals and Applications (Bristol:IOP Publishing) pp33-36
[3]	Shen Y R 1984 The Principles of Nonlinear Optics (New York:Wiley) pp201-210
[4]	Deng S Y,Guo S F,Lu Q S,Cheng X A 2005 Acta Phys.Sin.54 3164 (in Chinese) [邓少永,郭少锋,陆启生,程湘爱 2005 54 3164]
[5]	Hasi WL J,Lü ZW,HeW M,Li Q,Ba D X 2005 Acta Phys.Sin.54 5654 (in Chinese) [哈斯乌力吉,吕志伟,何伟明,李强,巴德欣 2005 54 5654]
[6]	Hasi W L J,LüZ W,Li Q,Ba D X,Zhang Y,He W M 2006 Acta Phys.Sin.55 5252 (in Chinese) [哈斯乌力吉,吕志伟,李强,巴德欣,张祎,何伟明 2006 \53 5252]
[7]	Gong H P,Lü ZW,Lin D Y,Lü Y L 2006 Acta Phys.Sin.55 2735(in Chinese) [龚华平,吕志伟,林殿阳,吕月兰 2006 \55 2735]
[8]	Yang J,Lü ZW,HeWM,Ruan S C 2007 Acta Phys.Sin.56 4622(in Chinese) [杨珺,吕志伟,何伟明,阮双琛 \2007 56 4622]
[9]	Brignon A,Huignard J P 2004 Phase Conjugate Laser Physics(New York :John Wiley & Sons)
[10]	Sakai J I 1992 Phase Conjugate Optics (New York :McGraw-Hill) pp80-84
[11]	Kong H J,Lee S K,Lee D W,Guo H 2005 Appl.Phys.Lett.86 051111
[12]	Hon D T 1980 Opt.Lett.5 516
[13]	Shin J S,Park S,Kong H J,Yoon J W 2010 Appl.Phys.Lett.96 131116
[14]	Guo Q,Lu Z W,Wang Y L 2010 Appl.Phys.Lett.96 221107
[15]	Okawachi Y,Bigelow M S,Sharping J E,Zhu Z M,Schweinsberg A,Gauthier D J,Boyd R W,Gaeta1 A L 2005 Phys.Rev.Lett.94 153902
[16]	Schneider T,Junker M,Lauterbach K U 2007 Opt.Lett.32 220
[17]	Liu D H,Xu J F,Li R S,Dai R,Gong W P 2002 Opt.Commun.203 335
[18]	Hirschberg J G,Byrne J D,Wouters AW,Boynton G C 1984 Appl.Opt.23 2624
[19]	Schorstein K,Fry E S,Walther T 2009 Appl.Phys.B 97 931
[20]	Xu J F,Ren X B,Gong W P,Dai R,Liu D H 2003 Appl.Opt.42 6704
[21]	Shi J W,Li G X,Gong W P,Bai J H,Huang Y,Liu Y N,Li S J,Liu D H 2007 Appl.Phys.B 86 177
[22]	Wait P C,Newson T P 1995 Opt.Commun.117 142
[23]	Boyd R W,Rzazewski K 1990 Phys.Rev.A 42 5514
[24]	Shi J W,Ouynag M,Gong W P,Li S J,Liu D H 2008 Appl.Phys.B 90 569
[25]	Koski K J,Yarger J L 2005 Appl.Phys.Lett.87 061903
[26]	Fabelinskii I L (Translated by Beyer R T) 1968 Molecular Scattering of Light (New York:Plenum) pp359-362
[27]	Born M,Wolf E 1999 Principles of Optics (Cambridge:Cambridge University Press) pp466-467
[28]	Goodman J W 1985 Statistical Optics (New York:John Wiley & Sons) pp158-163

施引文献

[1]	Boyd R W 2008 Nonlinear Optics (New York:Academic Press)pp436-448
[2]	Damzen M J,Vlad V I,Babin V,Mocofanescu A 2003 StimuStimulated Brillouin Scattering:Fundamentals and Applications (Bristol:IOP Publishing) pp33-36
[3]	Shen Y R 1984 The Principles of Nonlinear Optics (New York:Wiley) pp201-210
[4]	Deng S Y,Guo S F,Lu Q S,Cheng X A 2005 Acta Phys.Sin.54 3164 (in Chinese) [邓少永,郭少锋,陆启生,程湘爱 2005 54 3164]
[5]	Hasi WL J,Lü ZW,HeW M,Li Q,Ba D X 2005 Acta Phys.Sin.54 5654 (in Chinese) [哈斯乌力吉,吕志伟,何伟明,李强,巴德欣 2005 54 5654]
[6]	Hasi W L J,LüZ W,Li Q,Ba D X,Zhang Y,He W M 2006 Acta Phys.Sin.55 5252 (in Chinese) [哈斯乌力吉,吕志伟,李强,巴德欣,张祎,何伟明 2006 \53 5252]
[7]	Gong H P,Lü ZW,Lin D Y,Lü Y L 2006 Acta Phys.Sin.55 2735(in Chinese) [龚华平,吕志伟,林殿阳,吕月兰 2006 \55 2735]
[8]	Yang J,Lü ZW,HeWM,Ruan S C 2007 Acta Phys.Sin.56 4622(in Chinese) [杨珺,吕志伟,何伟明,阮双琛 \2007 56 4622]
[9]	Brignon A,Huignard J P 2004 Phase Conjugate Laser Physics(New York :John Wiley & Sons)
[10]	Sakai J I 1992 Phase Conjugate Optics (New York :McGraw-Hill) pp80-84
[11]	Kong H J,Lee S K,Lee D W,Guo H 2005 Appl.Phys.Lett.86 051111
[12]	Hon D T 1980 Opt.Lett.5 516
[13]	Shin J S,Park S,Kong H J,Yoon J W 2010 Appl.Phys.Lett.96 131116
[14]	Guo Q,Lu Z W,Wang Y L 2010 Appl.Phys.Lett.96 221107
[15]	Okawachi Y,Bigelow M S,Sharping J E,Zhu Z M,Schweinsberg A,Gauthier D J,Boyd R W,Gaeta1 A L 2005 Phys.Rev.Lett.94 153902
[16]	Schneider T,Junker M,Lauterbach K U 2007 Opt.Lett.32 220
[17]	Liu D H,Xu J F,Li R S,Dai R,Gong W P 2002 Opt.Commun.203 335
[18]	Hirschberg J G,Byrne J D,Wouters AW,Boynton G C 1984 Appl.Opt.23 2624
[19]	Schorstein K,Fry E S,Walther T 2009 Appl.Phys.B 97 931
[20]	Xu J F,Ren X B,Gong W P,Dai R,Liu D H 2003 Appl.Opt.42 6704
[21]	Shi J W,Li G X,Gong W P,Bai J H,Huang Y,Liu Y N,Li S J,Liu D H 2007 Appl.Phys.B 86 177
[22]	Wait P C,Newson T P 1995 Opt.Commun.117 142
[23]	Boyd R W,Rzazewski K 1990 Phys.Rev.A 42 5514
[24]	Shi J W,Ouynag M,Gong W P,Li S J,Liu D H 2008 Appl.Phys.B 90 569
[25]	Koski K J,Yarger J L 2005 Appl.Phys.Lett.87 061903
[26]	Fabelinskii I L (Translated by Beyer R T) 1968 Molecular Scattering of Light (New York:Plenum) pp359-362
[27]	Born M,Wolf E 1999 Principles of Optics (Cambridge:Cambridge University Press) pp466-467
[28]	Goodman J W 1985 Statistical Optics (New York:John Wiley & Sons) pp158-163

[1]	冯云龙, 侯尚林, 雷景丽, 武刚, 晏祖勇. 声波导单模光纤中后向受激布里渊散射的声模分析. , 2024, 73(5): 054207. doi: 10.7498/aps.73.20231710
[2]	许锦, 郭洋宁, 罗宁宁, 李淑静, 史久林, 何兴道. 水体参数对受激布里渊散射阈值及增益的影响. , 2021, 70(15): 154205. doi: 10.7498/aps.70.20210326
[3]	陶蒙蒙, 陶波, 叶景峰, 沈炎龙, 黄珂, 叶锡生, 赵军. 可调谐掺铥光纤激光器线宽压缩及其超光谱吸收应用. , 2020, 69(3): 034205. doi: 10.7498/aps.69.20191515
[4]	史久林, 许锦, 罗宁宁, 王庆, 张余宝, 张巍巍, 何兴道. 水中受激拉曼散射的能量增强及受激布里渊散射的光学抑制. , 2019, 68(4): 044201. doi: 10.7498/aps.68.20181548
[5]	刘雅坤, 王小林, 粟荣涛, 马鹏飞, 张汉伟, 周朴, 司磊. 相位调制信号对窄线宽光纤放大器线宽特性和受激布里渊散射阈值的影响. , 2017, 66(23): 234203. doi: 10.7498/aps.66.234203
[6]	张磊, 李金增. 水中受激布里渊散射脉冲的反常压缩. , 2014, 63(5): 054202. doi: 10.7498/aps.63.054202
[7]	刘占军, 郝亮, 项江, 郑春阳. 激光聚变中受激布里渊散射的混合模拟研究. , 2012, 61(11): 115202. doi: 10.7498/aps.61.115202
[8]	哈斯乌力吉, 李杏, 郭翔宇, 鲁欢欢, 吕志伟, 林殿阳, 何伟明, 范瑞清. 选用混合介质优化介质和控制受激布里渊散射特性的研究. , 2011, 60(3): 034208. doi: 10.7498/aps.60.034208
[9]	耿西钊, 哈斯乌力吉, 郭翔宇, 李杏, 林殿阳, 何伟明, 范瑞清, 吕志伟. 利用受激布里渊散射能量反射率测量液体介质运动黏度方法的研究. , 2011, 60(5): 054208. doi: 10.7498/aps.60.054208
[10]	哈斯乌力吉, 李杏, 郭翔宇, 鲁欢欢, 吕志伟, 林殿阳, 何伟明, 范瑞清. 受激布里渊散射介质——全氟聚醚的温度特性研究. , 2010, 59(12): 8554-8558. doi: 10.7498/aps.59.8554
[11]	刘娟, 白建辉, 倪恺, 景红梅, 何兴道, 刘大禾. 受激布里渊散射对激光在水中衰减特性的影响. , 2008, 57(1): 260-264. doi: 10.7498/aps.57.260
[12]	郭少锋, 林文雄, 陆启生, 陈燧, 林宗志, 邓少永, 朱永祥. 熔融石英玻璃受激布里渊散射效应实验研究. , 2007, 56(4): 2218-2222. doi: 10.7498/aps.56.2218
[13]	王雨雷, 吕志伟, 何伟明, 张祎. 一种大能量受激布里渊散射相位共轭镜的研究. , 2007, 56(2): 883-888. doi: 10.7498/aps.56.883
[14]	哈斯乌力吉, 吕志伟, 滕云鹏, 刘述杰, 李强, 何伟明. 受激布里渊散射光脉冲波形的研究. , 2007, 56(2): 878-882. doi: 10.7498/aps.56.878
[15]	哈斯乌力吉, 吕志伟, 李强, 巴德欣, 张祎, 何伟明. 受激布里渊散射介质光学击穿的研究. , 2006, 55(10): 5252-5256. doi: 10.7498/aps.55.5252
[16]	林殿阳, 高洪岩, 王双义, 蒋萧村, 吕志伟. 多纵模受激布里渊散射阈值. , 2005, 54(9): 4151-4156. doi: 10.7498/aps.54.4151
[17]	哈斯乌力吉, 吕志伟, 何伟明, 李强, 巴德欣. 光学击穿对受激布里渊散射特性的影响. , 2005, 54(12): 5654-5658. doi: 10.7498/aps.54.5654
[18]	邓少永, 郭少锋, 陆启生, 程湘爱. 抽运光参数对受激布里渊散射的影响. , 2005, 54(7): 3164-3172. doi: 10.7498/aps.54.3164
[19]	郭少锋, 陆启生, 程湘爱, 周萍, 邓少永, 银燕. 反射光中Stokes成分对受激布里渊散射过程的影响. , 2004, 53(6): 1831-1835. doi: 10.7498/aps.53.1831
[20]	吕月兰, 吕志伟, 董永康. 受激布里渊散射介质CCl4中脉冲传输与功率限幅特性. , 2004, 53(7): 2170-2174. doi: 10.7498/aps.53.2170

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