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控制受激布里渊散射特性的研究

鲁欢欢  
【摘要】: 随着非线性相位共轭技术的发展,受激布里渊散射(SBS)越来越受到人们的关注,应用领域越来越广泛。SBS相位共轭技术是获得相位共轭光的重要手段,与其它非线性相位共轭技术相比,SBS相位共轭具有频移小、结构简单、高保真度和高反射率的特性。此外,SBS反射光能实现脉冲压缩,透射光可实现光限幅,因此利用SBS实现光学相位共轭已成为非线性光学相位共轭领域重要的研究内容。 本论文提出了控制SBS特性的两种方案,即通过改变介质温度和介质之间的混合。大量研究表明介质对SBS性能有很大的影响,性能优良的SBS介质可使SBS特性得到很大的改善,因此研究SBS介质是进一步提高和控制SBS特性的重要环节之一。目前对SBS介质的研究主要集中在发现新介质上,但是新介质的发现不仅需要长时间的调研和实验,而且成本也往往很高。因此,通过优化已有介质来控制SBS性能是一个简单可行的方法。 首先,分析了介质的各种参数对SBS特性的影响,发现运动粘度是一个非常重要的参数。介质的增益系数和声子寿命都与运动粘度有着密切的关系,运动粘度的变化会影响介质的增益系数和声子寿命进而影响SBS特性。 其次,寻找出了温度适用范围较广的全氟聚醚(PFPE)系列介质,具有高沸点低流动点的良好温度特性。PFPE分子中,氟原子代替了氢原子,从而以更强的C-F键代替了C-H键,因此具有低吸收高负载的SBS特性。研究了HT-230、DET和HS-260等介质,并从实验上验证了其优良的SBS特性。 再次,研究了通过改变介质温度控制SBS特性。液体介质具有粘温特性,粘度随温度的变化会导致介质增益系数和声子寿命等SBS参数的变化。从实验上研究了介质的吸收系数、能量反射率随温度的变化情况,找到了SBS特性随温度的变化规律。 最后,研究了通过混合介质控制SBS特性。由于混合介质的SBS参数随混合比不断变化,因此通过选用混合介质可优化介质参数,并在一定范围之内控制其SBS特性。首先数值模拟了SBS参数随介质混合比的变化规律,然后通过实验得到了SBS特性随混合比的变化情况。


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