脉冲光纤放大器中受激布里渊散射对信号线宽、脉冲持续时间和重复率的依赖性研究

"这篇文章探讨了脉冲光纤放大器中受激发布里渊散射（ Stimulated Brillouin Scattering, SBS）阈值与信号线宽、脉冲持续时间和重复率之间的关系。实验结果显示，SBS阈值与谱线宽度和脉冲持续时间高度相关，这决定了在不同情况下，脉冲光纤放大器的功率处理限制可能是平均功率或峰值功率。" 在光纤通信和激光技术领域，受激发布里渊散射是一种重要的非线性光学效应，它会影响光纤中的光功率传输和放大。当高功率光脉冲在光纤中传播时，SBS可能会发生，导致能量损失并限制系统的功率容量。本文通过实验研究了影响SBS阈值的三个关键因素：信号线宽、脉冲持续时间和重复率。 首先，信号线宽是决定SBS阈值的重要参数。较窄的谱线宽度意味着更集中、更纯净的频率成分，这可能导致更高的SBS活动，从而降低放大器的功率处理能力。相反，较宽的谱线可以分散能量，减少SBS效应，允许更大的功率通过。 其次，脉冲持续时间也显著影响SBS的发生。短脉冲具有较高的峰值功率，可能快速触发SBS，而长脉冲虽然平均功率较高，但由于能量分散在更长的时间内，其峰值功率相对较低，可能不会那么快达到SBS阈值。因此，对于特定的光纤系统，优化脉冲持续时间可以有效地管理SBS效应，提高系统的功率处理能力。 此外，重复率也是需要考虑的因素。高重复率会导致连续的脉冲在光纤中快速连续通过，这可能会累积SBS效应，使得系统在达到平均功率阈值之前就受到限制。相反，低重复率会减少脉冲的连续性，可能使系统能够处理更高的平均功率，但每个单独脉冲的峰值功率可能会触发SBS。 根据OCIS代码（140.3538, 060.4370, 040.3280），这篇文章涉及的领域包括光纤非线性效应、激光器技术和光纤放大器设计。通过这些研究，可以为优化脉冲光纤放大器的性能提供理论依据，例如通过调整光源的线宽、脉冲形状和系统的工作模式来有效抑制SBS，从而实现更高功率、更稳定的光纤激光输出。 理解和控制SBS与脉冲特性之间的关系对于提高脉冲光纤放大器的性能至关重要，这对于高功率激光系统、光通信网络和相关应用具有深远影响。文章的研究结果对工程实践和理论研究都提供了宝贵的指导。