控制受激布里淵散射特性的研究.pdf

1、隨著非線性相位共軛技術(shù)的發(fā)展，受激布里淵散射（SBS）越來越受到人們的關(guān)注，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。SBS相位共軛技術(shù)是獲得相位共軛光的重要手段，與其它非線性相位共軛技術(shù)相比，SBS相位共軛具有頻移小、結(jié)構(gòu)簡單、高保真度和高反射率的特性。此外，SBS反射光能實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮，透射光可實(shí)現(xiàn)光限幅，因此利用SBS實(shí)現(xiàn)光學(xué)相位共軛已成為非線性光學(xué)相位共軛領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容。
　　本論文提出了控制SBS特性的兩種方案，即通過改變介質(zhì)溫度和介質(zhì)之間

2、的混合。大量研究表明介質(zhì)對SBS性能有很大的影響，性能優(yōu)良的SBS介質(zhì)可使SBS特性得到很大的改善，因此研究SBS介質(zhì)是進(jìn)一步提高和控制SBS特性的重要環(huán)節(jié)之一。目前對SBS介質(zhì)的研究主要集中在發(fā)現(xiàn)新介質(zhì)上，但是新介質(zhì)的發(fā)現(xiàn)不僅需要長時間的調(diào)研和實(shí)驗(yàn)，而且成本也往往很高。因此，通過優(yōu)化已有介質(zhì)來控制SBS性能是一個簡單可行的方法。
　　首先，分析了介質(zhì)的各種參數(shù)對SBS特性的影響，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動粘度是一個非常重要的參數(shù)。介質(zhì)的增益系數(shù)和

3、聲子壽命都與運(yùn)動粘度有著密切的關(guān)系，運(yùn)動粘度的變化會影響介質(zhì)的增益系數(shù)和聲子壽命進(jìn)而影響SBS特性。
　　其次，尋找出了溫度適用范圍較廣的全氟聚醚（PFPE）系列介質(zhì)，具有高沸點(diǎn)低流動點(diǎn)的良好溫度特性。PFPE分子中，氟原子代替了氫原子，從而以更強(qiáng)的C-F鍵代替了C-H鍵，因此具有低吸收高負(fù)載的SBS特性。研究了HT-230、DET和HS-260等介質(zhì)，并從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了其優(yōu)良的SBS特性。
　　再次，研究了通過改變介質(zhì)溫度控

4、制SBS特性。液體介質(zhì)具有粘溫特性，粘度隨溫度的變化會導(dǎo)致介質(zhì)增益系數(shù)和聲子壽命等SBS參數(shù)的變化。從實(shí)驗(yàn)上研究了介質(zhì)的吸收系數(shù)、能量反射率隨溫度的變化情況，找到了SBS特性隨溫度的變化規(guī)律。
　　最后，研究了通過混合介質(zhì)控制SBS特性。由于混合介質(zhì)的SBS參數(shù)隨混合比不斷變化，因此通過選用混合介質(zhì)可優(yōu)化介質(zhì)參數(shù)，并在一定范圍之內(nèi)控制其SBS特性。首先數(shù)值模擬了SBS參數(shù)隨介質(zhì)混合比的變化規(guī)律，然后通過實(shí)驗(yàn)得到了SBS特性隨混合比