基於受激布里淵散射的長壽命寬頻光存儲器的研究

《基於受激布里淵散射的長壽命寬頻光存儲器的研究》是依託北京化工大學，由丁迎春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於受激布里淵散射的長壽命寬頻光存儲器的研究
• 依託單位：北京化工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：丁迎春

項目摘要

利用受激布里淵散射（SBS）在光纖中存儲光具有簡單易實現、存儲時間連續可調、對光的工作頻率沒有限制、可實現對多個光脈衝進行存儲等優點。但是SBS光存儲器研究中也有很多問題急需解決。最主要的問題是存儲器的頻寬窄、存儲壽命短和所需的讀、寫脈衝的功率大等問題。針對這些問題，申請人作了大量的文獻調研和基礎理論研究工作，提出了一個有創新性的研究方案。讀脈衝和寫脈衝分別用不同的雷射器控制，並使用噪聲源對雷射器進行調製，從而對讀、寫脈衝的布里淵增益和吸收譜進行控制和裁剪，以實現寬頻光存儲和獲得高的讀出效率的目標。本申請還用硫系玻璃光纖取代單模光纖作為非線性介質。因為該光纖具有長的聲子壽命和大的布里淵增益，所以，一方面可以補償可能由於增加存儲器的頻寬而帶來的對存儲壽命的犧牲，實現數據脈衝的存儲時間大範圍可調的方案；另一方面能夠有效的降低讀、寫脈衝的峰值功率到瓦的量級，使SBS光纖存儲器向著實用化邁進一步。

結題摘要

利用受激布里淵散射（SBS）在光纖中存儲光具有簡單易實現、存儲時間連續可調、對光的工作頻率沒有限制、可實現對多個光脈衝進行存儲等優點。本項目對利用受激布里淵散射進行光速控制並實現光存儲進行了深入的理論和實驗研究。在理論上以光和物質作用的耦合波方程為基礎，一方面考慮了讀、寫脈衝被調製時，增益頻寬是讀、寫脈衝譜與布里淵增益線的卷積。另一方面考慮了聲波場對布里淵增益與吸收頻寬的影響，建立了SBS寬頻光存儲過程的理論模型，並對理論模型進行計算機模擬。研究了光存儲過程中非線性光學介質、讀、寫和數據脈衝的強度、時間線型、脈衝寬度、頻率分布等各種因素對存儲時間的可調諧範圍、讀出效率和數據脈衝保真度的影響。在實驗上從快慢光的研究開始，先研究了周期信號的增進和延遲的規律，然後又研究了ns級雷射脈衝增進和延遲的規律，都取得了較好的結果。特別是1ns雷射脈衝在單模光纖中在較低的泵浦功率下被延遲了1.5ns，幾乎無畸變；1ns雷射脈衝在單模光纖中被增進了1ns，也幾乎無畸變。還研究了基於受激布里淵散射的ns級雷射脈衝的調製現象，這在以往的文獻中未見報導。最後在實驗上實現了ns級雷射脈衝的光存儲，但是因為讀、寫和數據脈衝都很窄，同步困難，並且存儲的數據脈衝不是特別穩定。通過本項目的研究，對用受激布里淵散射的方法實現ns級雷射脈衝的快慢光和光存儲的套用提供了實驗依據和理論指導。