광섬유 브릴루앙 산란-INNO란 무엇입니까?

브릴루앙 산란은 χ에 의해 발생하는 효과입니다. (3) 매체의 비선형성, 특히 포논과 관련된 비선형 부분. 입사 광자는 더 낮은 에너지 산란 광자로 변환될 수 있습니다. (일반적으로 역방향으로 전파) 및 포논. 광학장과 포논의 결합은 전기 변형을 통해 발생합니다.. 포논 장은 낮은 광 출력에서도 자발적으로 나타날 수 있으며 생성된 열을 반사합니다.. 더 높은 광학적 초점을 위해, 라이트 필드가 포논의 수를 크게 증가시키는 자극 효과가 발생할 수 있습니다.. 매체 내 빔의 임계 전력 초과, 자극 브릴루앙 산란은 입사 광선의 전력 대부분을 반사할 수 있습니다.. 이 과정에는 역반사파의 강력한 비선형 광학 이득이 포함됩니다.: 초기에 약하게 역전파되는 파동은 적절한 광 주파수에서 강하게 증폭될 수 있습니다.. 여기, 두 개의 역전파파는 이동하는 굴절률 격자를 생성합니다.; 반사 전력이 높을수록, 굴절률 격자가 강할수록 유효 반사율도 높아집니다..

반사된 광선의 주파수는 입사 광선의 주파수보다 약간 낮습니다.; 주파수 차이 ν 乙는 방출된 포논의 주파수에 해당합니다.. 소위 브릴루앙 주파수 편이는 위상 일치 요구 사항에 의해 설정됩니다.. 순수 역브릴루앙 산란용, 브릴루앙 이동은 굴절률 n으로부터 계산할 수 있습니다., 소리의 속도 v a 및 진공 파장 λ

(섬유의 브릴루앙 산란용, 유효 굴절률을 사용해야 합니다.)

광섬유에서, 브릴루앙 산란은 기본적으로 반대 방향으로만 발생합니다.. 그렇지만, 전방 브릴루앙 산란은 음향 도파관으로 인해 약할 수도 있습니다..

브릴루앙 주파수 이동은 재료 구성과 매체의 온도 및 압력에 따라 어느 정도 달라집니다.. 이 의존성은 다음에 사용됩니다. 광섬유 센서.

들뜬 브릴루앙 산란의 또 다른 중요한 응용은 광학 위상 공액입니다.. 예를 들어, 고출력 Q 스위치 레이저용 위상 공액 거울이 존재합니다., 레이저 크리스탈의 전후 방향에서 발생하는 열수차를 보상할 수 있는 기술입니다..

광섬유의 브릴루앙 산란

자극 브릴루앙 산란 (SBS) 협대역 광 신호가 발생할 때 종종 발생합니다. (예를 들어, 단일 주파수 레이저에서) 광섬유 증폭기에서 증폭되거나 수동 광섬유를 통해서만 전파됩니다.. 물질적 비선형성에도 불구하고, 예를 들어, 실리카는 실제로 그다지 높지 않습니다., 일반적으로 더 작은 유효 모드 영역과 더 긴 전파 길이는 비선형 효과에 크게 기여합니다..

수치 1 단색의 광파가 주입될 때 어떤 일이 일어나는지 보여줍니다. 10 m 장섬유. 역전파하는 브릴리언 편이파는 매우 낮은 광 출력으로 양자 상승으로 시작됩니다., 하지만 빠르게 성장. 그럼에도 불구하고, 아직은 그보다 훨씬 적어요 1 입력 전력의 W.

수치 1: 펌프 파워 (왼쪽에서 오른쪽으로 전파, 빨간색 곡선) 브릴리언 신호 전력을 획득했습니다. (오른쪽에서 왼쪽으로, 주황색 곡선) 에 10 m 장섬유. 펌프 입력 전력은 1 여.

약간 증가된 펌프 출력의 경우 1.8 여, 브릴루앙 이득 (dB 단위) 거의 두 배로 증가하고 브릴루앙 파동은 더욱 강해집니다..

수치 2: 그림과 동일 1, 하지만 1.8 W 펌프 전력.

펌프 출력을 더욱 높이기 위해, 브릴루앙 파동의 힘은 펌프의 힘과 비슷해질 것입니다. 이 경우, 다량의 펌프 고갈이 발생합니다.. 높은 SBS 수익을 위해, 이는 안정된 상황으로 이어지는 것이 아니라 권력의 혼란스러운 변동으로 이어진다..

광섬유의 길이가 수 킬로미터인 경우, 밀리와트 전력은 심각한 브릴루앙 산란을 일으키기에 충분합니다.. 그렇지만, 그런 다음 전파 손실을 고려해야 합니다., 이는 그러한 섬유 길이에 상당합니다.. 펌프파와 브릴루앙파 모두에 영향을 미칩니다..

석영섬유용, 브릴루앙 주파수 편이는 대략 10-20 GHz 및 브릴루앙 이득의 고유 대역폭은 일반적으로 50-100 메가 헤르츠, 강한 흡음력에 따라 (약 의 짧은 포논 수명 10) NS). 그렇지만, 브릴루앙 이득 스펙트럼은 다양한 효과로 인해 "번짐"될 수 있습니다., 음향 위상 속도의 측면 변화와 같은 [14, 19] 또는 경도 온도 변화. 그 결과, 피크 게인이 크게 줄어들 수 있습니다., 더 높은 SBS 임계값으로 이어짐.

협대역 연속파 광에 대한 섬유 브릴루앙 임계값은 일반적으로 다음 정도의 브릴루앙 이득에 해당합니다. 90 데시벨. (활성 광섬유에서 추가 레이저 이득 제공, 기준점은 더 낮을 수도 있습니다.) 일련의 초단 펄스용, SBS 임계값은 피크 전력에 의해 결정되지 않습니다., 하지만 전력 스펙트럼 밀도에 따라, Spotlight 기사에 설명된 대로.

SBS는 광섬유에서 협대역 광 신호의 증폭 및 수동 전파에 대해 가장 엄격한 전력 제한을 도입합니다.. 브릴루앙 역치를 높이려면, 브릴리언 이득 대역폭 이상으로 빛의 대역폭을 늘릴 수 있습니다., 섬유 길이를 줄인다, 브릴루앙 변위가 약간 다른 섬유를 연결합니다., 또는 (고전력 능동형 광섬유 장치) 다양한 온도를 세로로 사용 [21]. 유도광과 음파의 중첩을 줄이기 위한 시도도 이루어졌습니다., 또는 음파의 상당한 전파 손실을 초래하는 경우. 도핑농도 등 SBS 이슈, 기본 증폭기 설계 수정을 통해 유효 모드 영역 및 펌프 전파 방향을 어느 정도 줄일 수 있습니다..

다른 한편으로는, Brillouin 이득은 Brillouin 광섬유 레이저를 작동하는 데 사용할 수 있습니다. . 이러한 장치는 일반적으로 섬유 링 레이저로 만들어집니다.. 낮은 공진기 손실로 인해 상대적으로 낮은 펌핑 임계값과 매우 작은 선폭을 가질 수 있습니다..

브릴루앙 이동의 온도 의존성은 온도 및 압력 감지에 사용될 수 있습니다..