基于受激布里渊散射的光滤波器
2021-11-22刘紫娟张启文田文艳
刘紫娟,张启文,侯 健,田文艳
(1.山西工程职业学院,山西 太原 030009;2.中国移动通信集团山西有限公司太原分公司,山西 太原 030012;3.太原科技大学,山西 太原 030024)
0 引 言
1964年,受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)被首次发现并命名[1]。此后,SBS应用于光纤传感器、光时域分析仪、光纤激光器、放大器、滤波器等领域[2-6]。上述研究都基于SBS低阈值、高增益以及对环境因素较为敏感等诸多特性。但是,光纤双折射率、泵浦光和信号光偏振态(States of Polarization, SOP)对SBS的众多特性有显著影响。然而,多数关于SBS的讨论仅局限于对SOP分布的统计平均,忽略了其实际的演变过程[7-9]。
在2017年,Wang等人[10]对光纤中SBS信号偏振特性进行了研究,并得出了相关的传播方程。基于上述理论,本文结合其高增益的优良特性,根据泵浦光SOP对信号光SOP的牵引与发散作用,提出了一种偏振滤波的思路。
1 原 理
SBS是由泵浦光、信号光以及声频声子相互作用而形成的一种光学非线性效应。泵浦光入射到介质,因电致伸缩效应,对介质的折射率和介电常数产生周期性调制作用,激发出声频声子,从而形成移动的布拉格光栅。入射泵浦光通过声波场后,在某些特定方向产生散射光。当由感应生成的布拉格光栅的光栅常数d与泵浦光频率ωp、布拉格光栅移动速度vg与声频声子传播速度va相匹配时,产生最大斯托克斯光。
当信号光与泵浦光分别从光纤的右端(z=L处)和左端(z=0处)注入,如图1所示。

图1 单模光纤中泵浦光和信号光的传输示意图
图1中T(z)为光纤从z=0到z处的琼斯矩阵;Ep、Es为泵浦光与信号光的偏振态;……
