增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性

李永倩; 安琪; 李晓娟; 张立欣

doi:10.3788/IRLA201746.0106001

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增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性

李永倩, 安琪, 李晓娟, 张立欣

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李永倩, 安琪, 李晓娟, 张立欣. 增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106001-0106001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

引用本文:

李永倩, 安琪, 李晓娟, 张立欣. 增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106001-0106001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

Li Yongqian, An Qi, Li Xiaojuan, Zhang Lixin. Wide power range characteristics of phase shift spectrum of stimulated Brillouin gain[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 106001-0106001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

Citation:

Li Yongqian, An Qi, Li Xiaojuan, Zhang Lixin. Wide power range characteristics of phase shift spectrum of stimulated Brillouin gain[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 106001-0106001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

1.
华北电力大学电子与通信工程系,河北保定 071003

基金项目:

国家自然科学基金（61377088）;河北省自然科学基金（F2014502098）;中央高校基本科研业务费专项资金（2015XS114）

详细信息

作者简介:
李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyongqian1958@163.com

中图分类号: TN25

Wide power range characteristics of phase shift spectrum of stimulated Brillouin gain

1.
Department of Electronic and Communication Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,China

摘要: 相移谱的功率依赖特性对矢量布里渊光时域分析系统的优化设计具有重要意义。对增益型受激布里渊散射（SBS）相移谱进行了建模分析；搭建了外差pump-Stokes系统，在5~90 mW泵浦光功率和5 W~9 mW斯托克斯光功率范围内测量了400 m标准单模光纤的增益型SBS相移谱；分析了Stokes光功率影响增益型SBS相移的机理。结果表明：当固定Stokes光功率时，增益型SBS相移范围与泵浦光功率成良好线性关系；因泵浦耗尽作用的影响，导致当Stokes光功率由5 W上升至8 mW时，增益型SBS相移范围的泵浦光功率灵敏度由1.448（）/mW下降至1.156（）/mW。根据理论和实验结果，对增益型VBOTDA系统进行了优化设计分析，为其在长距离和高精度传感领域的发展奠定了基础。
- 受激布里渊散射 /
- 相移谱 /
- 外差检测 /
- 矢量布里渊光时域分析
Abstract: The power dependence of phase shift spectrum is very important for the optimization design of vector Brillouin optical time domain analysis (VBOTDA) system. The phase shift spectrum of stimulated Brillouin scattering (SBS) gain was analyzed by mathematical modeling; the phase shift spectrum of SBS gain in 400 m long standard single-mode fiber was measured in a pump wave power range of 5-90 mW and a Stokes wave power range of 5 W-9 mW by a heterodyne pump-Stokes system; the mechanism of Stokes wave power dependence of SBS gain phase shift was analyzed. The results indicated that the phase shift range of SBS gain had a good linear relationship with pump wave power for a fixed Stokes wave power; the pump power sensitivity of phase shift range of SBS gain decreased from 1.448 ()/mW to 1.156 ()/mW with the increase of Stokes power from 5 W to 8 mW due to pump depletion. According to the theoretical and experimental results, the optimization design of VBOTDA system based on SBS gain was discussed, which provides a basis for the development of SBS gain based VBOTDA system in the field of long distance and high precision sensing.
- stimulated Brillouin scattering /
- phase shift spectrum /
- heterodyne detection /
- vector Brillouin optical time domain analysis

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增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0106001

1. 华北电力大学电子与通信工程系,河北保定 071003

作者简介:
李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyongqian1958@163.com

收稿日期: 2016-05-10
修回日期: 2016-06-20
刊出日期: 2017-01-25

基金项目:

国家自然科学基金（61377088）;河北省自然科学基金（F2014502098）;中央高校基本科研业务费专项资金（2015XS114）

中图分类号: TN25

关键词:

摘要: 相移谱的功率依赖特性对矢量布里渊光时域分析系统的优化设计具有重要意义。对增益型受激布里渊散射（SBS）相移谱进行了建模分析；搭建了外差pump-Stokes系统，在5~90 mW泵浦光功率和5 W~9 mW斯托克斯光功率范围内测量了400 m标准单模光纤的增益型SBS相移谱；分析了Stokes光功率影响增益型SBS相移的机理。结果表明：当固定Stokes光功率时，增益型SBS相移范围与泵浦光功率成良好线性关系；因泵浦耗尽作用的影响，导致当Stokes光功率由5 W上升至8 mW时，增益型SBS相移范围的泵浦光功率灵敏度由1.448（）/mW下降至1.156（）/mW。根据理论和实验结果，对增益型VBOTDA系统进行了优化设计分析，为其在长距离和高精度传感领域的发展奠定了基础。