基于光纤中受激散射慢光研究
光纤受激拉曼散射实验系统

GSL型光纤受激拉曼散射实验系统实验讲义长春禹衡时代光电科技有限公司电光调Q 固体脉冲激光器一、 实验目的1、理解电光调Q 的基本原理。
2、学会电光调Q 退压式,加压式的装调方法。
3、掌握调Q 激光的特性参数(动,静脉宽,能量)的测量。
4、理解被动调Q 的基本原理。
5、学会被动调Q 的装调方法。
6、掌握被动调Q 输出激光的参数的测量。
7、理解受激拉曼散射(SRS )的理论与原理;8、了解光纤受激拉曼散射与激光泵浦源的光束参数关系;9、进一步掌握光谱仪的使用;10、掌握光纤受激拉曼散射谱特征。
二、 实验原理1. 调Q 技术原理调Q 技术的发展和应用,是激光发展史上的一个重要突破。
一般的固体脉冲激光器输出的光脉冲,其脉冲持续在几百s μ甚至几ms ,其峰值功率也只有kW 级水平,因此压缩脉宽,增大峰值功率一直是激光技术所需解决的重要课题。
Q 技术就是为适应这种要求而发展起来的。
调Q 基本概念: 用品质因数Q 值来衡量激光器光学谐振腔的质量优劣,是对腔内损耗的一个量度。
调Q 技术中,品质因数Q 定义为腔内贮存的能量与每秒钟损耗的能量之比,可表示为:每秒钟损耗的激光能量腔内贮存的激光能量02πν=Q (1) 式中0ν为激光的中心频率。
如用E 表示腔内贮存的激光能量,γ为光在腔内走一个单程能量的损耗率。
那么光在这一单程中对应的损耗能量为E λ。
用L 表示腔长;n 为折射率;c 为光速。
则光在腔内走一个单程所需要时间为c nL /。
由此,光在腔内每秒钟损耗的能量为c nL E /γ这样,Q 值可表示为γλπγπν002/2nL nL Ec E Q == (2) 式中00/νλc =为真空中激光波长。
可见Q 值与损耗率总是成反比变化的,即损耗大Q 值就低;损耗小Q 值就高。
固体激光器由于存在弛豫振荡现象,产生了功率在阈值附近起伏的尖峰脉冲序列,从而阻碍了激光脉冲峰值功率的提高。
如果我们设法在泵浦开始时使谐振腔内的损耗增大,即提高振荡阈值,振荡不能形成,使激光工作物质上能级的粒子数大量积累。
基于受激布里渊散射的集成微波光子滤波器的研究

基于受激布里渊散射的集成微波光子滤波器的研究现代科学技术的高速发展给人们带来了更加美好的生活,尤其是步入信息时代以后,网络通信以及移动通信给人们之间的交流带来了极大的便利。
对于传统的通信系统,通常是基于电子电路的通信系统,我们称之为电学系统,随着现代通信技术的高速进步以及互联网的发展,信息量呈现爆炸性增长,于是对于通信系统也有了更高的要求。
传统的电学系统由于其特有的电学瓶颈,事实上无法满足现代大容量、高速度、高精确度的信息传输要求,于是微波光子学(Microwave photonics:MWP)应运而生,其是用光学方法来处理电学信号的一门综合学科。
受激布里渊散射(SBS)作为一种非线性光学效应,由于其可以在特定的频率处产生增益峰,因此被广泛应用于光学滤波系统中去,随着现代全光通信的兴起,集成微波系统受到越来越多的重视,研制出能够替代光纤的光学波导就成为了一种趋势,而集成微波光子滤波器作为集成光学器件的一种也受到了越来越多的重视。
本文介绍了微波光子学的发展以及SBS的基本理论,并对基于SBS的集成微波光子滤波器进行了详细的分析与设计。
首先从材料非线性、集成度以及制作工艺上对各种常见的集成波导材料进行分析,这些分析都是建立在SBS的基础之上的,主要看各种材料对SBS增益的加成大小,综合分析最终确定了以硫化砷作为波导的芯层材料,然后结合光场限制、声场限制以及声光耦合效率分析提出了半悬空的波导结构,芯层横截面边长为0.9μm,长度为3.9cm,支撑材料为二氧化硅,支撑物与芯层接触宽度为0.2μm,在此情况下SBS增益为54 dB,3dB线宽为8.2MHz。
然后分析了布拉格光栅的慢光延迟作用对光场能量的增强效果,通过严格计算布拉格光栅的周期以及调制深度使被增强的光波频率恰好落在硫化砷的SBS 增益峰处,此时的光栅周期为344.67nm,调制深度为10<sup>-4</sup>,由此使得SBS进一步增强,同时由于SBS增益与线宽的反比关系使得SBS线宽进一步降低,最终增益达到了58.5dB,3dB线宽为7.8MHz,波导的截面边长为0.9μm,长度为3.9cm,泵浦光功率为248mW,无论从SBS滤波性能、波导集成度还是能量利用率上都有较大的提升。
单模双折射光纤中受激喇曼散射的光谱特性研究

摘
要 :本 文 系统 的研 究 了石英 系高保 偏双折射 光 纤的 受激 喇曼光谱 的特 性 ,给 出了七 级斯
托 克斯谱 和一级 反斯 托 克斯谱 。测试 了各级喇 曼谱 的 闽值 、谱 宽和喇 曼增 益 ,分析 了形 成各
级喇 曼谱 的能量转 移机 制 。 关键词 :双折 射光 纤 :喇 曼散射 ;喇 曼增益 中图分 类号 :T 2 9 文献标 识码 :A N1
j _ M
f )入纤・ a 为 6k 5w
合作用,式中 g 为喇曼增益系数。 当人纤功率大于受激喇曼散射阈值时 , 光纤 中就 有受激 喇曼散 射现象 产生 ,同时 部分能量 由 泵浦光转移到第一级 S ks t e 波上 ,随着人纤功率 o 的增大,第一级 S ks t e 波的能量也增大 ,它大于 o 第二级 S ks t e 阐值时 ,第二级被激发 ,而它的能 o 量是从第一级 S ks t e 波耦合过来的,逐次类推。 o 但是 实验证 明这种 能量转 移过程 是 Soe 级 数越 ts k 高转移越困难 ,而且效率也下降 , 所需时间过程 也越长。正是 由于这种时 间延 迟,使得我们用
级的斯托克斯线比高级 的斯托克斯线 的峰值低 ,
甚 至 出现了缺 级 ( 图 2 ( ) 见 a 、图 3) ,这种 现 象 可 以通 过下面 的模式来 解 释 :
光源为调 Q倍频 Y G激光器 , 出光波长 A 输 为 52 m,脉 宽 为 1n 重 复 频 率 分 别 为 lps 3n 0m O p
图 1 测 量 S S光 谱 及 传 输 模 式 的 实验 装置 R
和 1p。输 出光经 1 倍 显微物镜耦合进光纤, ps 0
出射光 由 B 分光 板 分 为两 束 :一 束光 进 人系 统 s ( 由光谱仪 和 C D探测 仪 及 计算 机 组成 ) C ,另 一 束 光经过透 射 光栅 (0 Lrm) 30 /ห้องสมุดไป่ตู้a ,最后 由摄 像 系 统 给 出光谱 和模式 照片 .试 验 中观测 到七级斯托
高非线性光子晶体光纤中的慢光延迟增强效应

高非线性光子晶体光纤中的慢光延迟增强效应杨四刚1,李进延2,陈伟2,3,陈宏伟1,谢世钟1(1.清华大学电子工程系,北京 100084)(2. 烽火通信, 湖北武汉 430074)(3.华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北武汉430074)摘 要:本文应用国产的小芯径高非线性光子晶体光纤基于受激布里渊散射实现了大延迟的慢光。
通过采用一段普通高非线性光纤作为模式转换器,光子晶体光纤和普通单模光纤得以成功焊接。
由于光子晶体光纤两端尾纤焊接端面的部分反射,在光子晶体光纤中形成一个F-P腔。
实验研究了该光子晶体光纤的布里渊散射增益特性。
采用50米高非线性光子晶体光纤实现了最大半个脉冲的慢光延迟。
实验还发现F-P腔能改变该段光纤的慢光延迟特性,使得慢光延迟的时间随增益的增加呈指数增加。
F-P 腔的存在使慢光延迟得到了大大增强。
关键词:光子晶体光纤,布里渊,慢光,延迟中图分类号:TN913.24 文献标识码:ASlow light delay enhancement in high nonlinearphotonic crystal fiberYANG Sigang1, LI Jinyan2, CHEN Wei2,3, CHEN Hongwei1 and XIE Shizhong1(1. Department of Electronic Engineering,Tsinghua University, Beijing 100084,China)(2. FiberHome Telecommunication Technologies CO.LTD, Wuhan 430074, China)(3. School of Optoelectronics Science & Technology, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, China)Abstract: This paper reports that we realize large delay slow light using our fabricated small core high nonlinear photonic crystal fiber (PCF) based on the stimulated Brillouin scattering. The PCF can be spliced with single mode fiber pigtails via high nonlinear fiber as the mode converters. A Fabry-Perot cavity occurs due to the partial reflective splices in the end of PCF. The Brillouin gain characteristics of the PCF is experimentally investigated. Up to 1/2 pulse width slow-light delay is achieved in only 50-m PCF. The presence of the cavity modifies the slow-light delay characteristics and the delay time grows exponentially with the Brillouin gain. The F-P cavity can enhance the slow-light delay significantly.Key words: photonic crystal fiber, Brillouin, slow light,delay收稿日期: 2007-09-02基金项目:国家973科研项目(2003CB314907)1 引言随着光纤通信技术的飞速发展,全光网以其可以在光域内完成光信号的传输和交换受到人们的日益关注,是光网络的一个重要发展方向。
光纤中受激布里渊散射的性能分析

凡 二 , - rc, x
的光信噪比 ( OSNR ) 和光纤的非线性效应。 了一个斯托克斯光子和声学声子。由于散射
在典型的光纤参数下,其峰值增益8e0' 5xio-"m/w, 全半宽度。 - 50 M v, Hzo
2
光纤中 5 日 闻值的理论估算 5
SBS 作为一种非线性效应, 它在光纤中
I , 别 处Yrn=KPf"I吩a小SR a. , A 分 R RR
统对OSN日的要求。 实际系统中信号光为准连续光, 它具有
一定的带宽, 而且采用的光纤一般为非保偏
0 50 10 0 150 200 2 50 300
一 0 5 3
40 0
45 0
5 50
光 因 在 算 纤, 而 估 SBS闭 时, 式 的时 值 公 中 应取为 se=嵘 [(1+A v刊, 里K为 振 /K v,lA 这 偏 因 1! 子( 5K<2 )。 考 偏 影 时pcn约 当 虑 振 响
于光通信中继站的建设和运行成本较高且有 一定的风险, 因此建设与电力特高压输电相 配套的长跨距无中继光纤通信线路具有非常 重要的现实意义。 无中继光纤通信系统的性能受制于系统 对长跨距的无中继系统,由于传输距离的增 加, 为满足系统要求的OSNR, 必然要求增加 系统的入纤功率。由于光纤较小的芯径, 较 大的入纤功率必然导致较强的非线性效应的 产生, 而受激布里渊散射SBS效应具有最低 的产生闭值。为了抑制SBS 效应的影响, 系
有3 dB 的提升 ( 取K=2 )。采用大信号带宽 的光源或采用内调制方式可以达到提升光纤 5日 阑值的目的, S 但信号传输过程中光纤固 有的色散效应必然会引起系统传输性能的恶
受激喇曼散射及其在光纤通信中的应用研究(光学工程专业优秀论文)

电子科技大学硕士学位论文摘要近年由于新业务的不断出现,通信业务量的显著增长、科技的快速进步,促进了通信网络的快速发展。
发展最为显著的全光通信网、无线网、数据分组网虽然其在传输原理、承担业务、传输数据量上各不一样,但都离不开光纤骨干网。
光通信技术研究主要集中在光波复用和全光网络,而光放大技术、光交换器件、新型激光器等新技术为其快速发展提供了基础。
但要使光纤传输系统的的速率不断提高,光纤传输器件的结构更加合理,功能更加完善和强大,就必须注意光纤传输系统中的几个丰要因素:光纤损耗、光纤色散、光纤非线性效应。
基于光纤非线性效应的受激喇曼散射在光通信系统中发挥着重要的作用,合理利用能够制作出满意的光器件,不注意对它控制义会对光通信系统产生不利影响。
本文将主要探讨受激喇曼散射对光通信系统的影响。
第一章绪论中首先引出了受激喇曼散射效应,然后介绍了受馓喇曼散射在光纤通信中的应用:光纤喇曼激光器、光纤喇曼放火器、波长转换器。
接着介绍了受激喇曼散射效应导致的系统串扰。
最后介绍了光子自动化设计软件PTDS。
第二章对受激喇曼散射原理进行了详细分析,仔细讨论了两个重要指标:喇曼增益谱和喇曼闽值,并得到了相关公式。
第三章对喇曼放大器进行研究。
建立了喇曼放大器的功率和模场理论模型,探讨了其主要特性,包护增益、带宽、噪声以及大功率泵浦特性。
最后对光纤喇曼放大器在S波段的应用进行了研究,得出一些结果。
第四章内容主要集中在WDM系统中的喇曼串扰。
首先对WDM系统中每个信道的功率理论模型进行了探讨,得到了WDM系统中拙述喇曼串扰的公式,并使用最大受激喇曼散射串扰(MRC)和平均最大受激喇曼散射串扰(AMRC)对其进行量化,然后通过PTDS仿真软件搭建实验平台,对WDM系统中信道频率、入纤功率、光纤长度,光纤有效模场面积、光纤非线性系数、信逆数、信道比特率,以及信道不同波段组合的变化对喇曼串扰的影响进行了研究,得到~些有益结果并进行了分析。
光纤中基于SBS实现慢光的数值研究

Num e i a t y o r c lS ud fSBS S o Li hti ptc l b r l w g n O i a e s Fi
HOU han ln, W ANG S g-i Zho ng- i y
( c o l S ineL nh uU iesyo eh ooy L nh u7 0 5 , hn S h o cec, az o nv ri c n l , az o 3 00 C ia) f o t fT g
光纤 中基 于 S 实现慢光 的数值研 究 B S
侯 尚林 ,王忠义
(兰 州 理 工 大 学 理 学 院 ,兰 州 7 0 5 ) 3 00
摘要 :通过运 用带有预 测一 校正的隐格式有限差分法对基于光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行 了数值求解 。 在 增益 0 1 范围内考察 了布里 渊增益 系数 、增益 带宽以及有效模 面积对 时间延迟 和脉 冲展 宽的影响。结果表 明, ~6
关 键 词 :光 纤 通 信 ; 受 激 布 里 渊 散 射 ; 时 间延 迟 ; 脉 冲 展 宽 因子 ; 增 益 饱 和 中 图 分 类 号 : T 2 .1 N9 91 文 献 标 志 码 :A d 1.9 9 . s. 0 —0 X. 1.2 1 o : 03 6  ̄i n1 35 1 2 00 . 6 i s 0 0 0
较 小的增益 系数和增益带宽 、 大的有效模 面积使得 So e 信 号具有更 犬的饱和增益值 , 较 tk sห้องสมุดไป่ตู้ 相应 的时间延迟也较 大。 在 固定泵浦功率并保证增益参数在 小信号范 围的情况下 ,时间延迟及脉 冲展 宽因子 随着增 益系数 的增加 而增加 , 但随着增益带宽以及有 效模 面积的增加而减少。
用受激布里渊散射在光纤中实现光存储的研究的开题报告

用受激布里渊散射在光纤中实现光存储的研究的开题报告一、选题背景和研究意义随着通信技术的不断发展,光通信已成为信息传输的主要手段之一。
而随着信息量的不断增大和传输速度的不断提高,数据存储和备份也成为了极其重要的任务。
传统的存储介质如硬盘和磁带由于物理限制已不能很好地满足需求。
因此,寻求一种高效快速的新型光存储技术被广泛关注。
受激布里渊散射(SBS)是一种在光纤中非常重要的光学现象,其本质是由于光与光子流在光纤中相互作用而发生的。
SBS已被广泛用于光纤通信中的光泵协议、光纤环形拉曼振荡器等设备中。
本研究借鉴SBS的原理,研究在光纤中实现光存储的可行性和实用性,有重要意义。
二、研究内容和方法1.研究内容本研究将探讨利用SBS实现光存储的基础理论和技术方案。
主要研究以下几方面内容:(1)利用SBS在光纤中实现高速的光存储过程;(2)设计并实验验证一种高效可靠的光存储解决方案;(3)研究SBS在光存储中的应用场景以及优缺点。
2.研究方法(1)理论分析:理论分析SBS在光存储中的基本原理,拟定实验方案;(2)光纤光学实验:建立光学实验系统,验证光存储的实现方案。
(3)数据分析:对实验得到的数据进行分析,评估所设计的光存储方案的性能和可行性。
三、论文结构和预期成果本论文将分为以下几个部分:引言、SBS在光存储中的应用、光存储方案设计与实现、光存储实验结果分析、结论和展望。
预期成果包括:1.设计并验证了一种基于SBS的光存储系统的可行性和高效性;2.分析研究SBS在光存储中的应用场景以及优缺点;3.对所设计的光存储方案进行实验验证,并展示了实验数据的分析结果;4.为基于SBS的光存储技术的应用提供一定理论和实践基础。
四、研究安排和预期时间表计划从2021年9月开始进行研究,预计用时十二个月,具体安排如下:1.9月:研究背景及前期调研;2.10-11月:理论分析和光学实验的设计;3.12-2月:数据采集和分析;4.3-4月:论文撰写和修改;5.5月:论文提交和答辩准备。
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毕业论文(设计)题目名称:光纤中受激散射慢光研究题目类别:研究论文学生姓名:孙冲院 (系):物理与光电工程学院专业班级:应物11102班指导教师:郁春潮辅导教师:郁春潮时间:2015年1月至2015年6 月- I-长江大学毕业设计(论文)开题报告题目名称光纤中受激散射慢光研究院(系)物理与光电工程学院专业班级应物11102班学生姓名孙冲指导教师郁春潮辅导教师郁春潮开题报告日期2015年3月17日光纤中受激散射慢光研究1.题目来源结合科研项目2.研究的目的和意义光运动的速度非常快,以至于人类历史上的大多数时间里,它被认为是瞬时传播的,1676年11月22日,丹麦天文学家Roamer向法国科学院提供了历史上第一个光速的观测数据:214.000km/s,尽管比真实值低了30%。
经过300年的努力,1975年第15届国际计量大会认定了真空中光速c=299,792,458m/s,光速测定促进了基础科学的发展。
今年来,光作为一种信息载体,已经广泛服务于人类社会。
在光纤通信系统中,对信号进行处理和存储时,进行光信号和电信号之间的转换是必不可少的。
而光通信系统被这些光电转换装置中电子器件的带宽所限制,根本不可能完成更高速率的数据传输和处理。
除此之外,大量的光-电-光光转换过程使通信系统复杂程度增加,降低了整个系统的可靠性和稳定性。
人们为了既能利用光纤通信的带宽优势,又能解决以上存在的问题,努力探索着如何实现全光通信。
全光通信,就是在整个通信系统中利用光集成器件取代诸多的电子交换设备,传输信号自始至终以光波的形式实现传输、路由、放大和交换等过程。
网络中的电节点都被光节点取代,进而用光纤将网络中各个光节点互相连结起来,从源节点到目的节点之间的所有过程都在光领域内进行。
和电子交换系统相比,光纤受激布里渊散射慢光时间延迟管控技术研究克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈,能够大大提高网络的吞吐量。
全光通信网络的实现依赖于光交换、光路由等关键技术的解决。
光纤中基于受激布里渊散射的可控慢光是慢光走向实际应用的关键,该技术由于成本低、可控性强等特点,是国内外研究的热点,当前研究重点主要集中在提高可控慢光系统的传输带- I-宽,增加脉冲的相对延迟,减小信号脉冲失真以及理想慢光介质的选择等方面。
目前的研究成果还只是停留在实验室阶段,距离实用化还有一定距离。
但是,随着研究的不断深入和成熟,全光通信在不久的将来将变为现实。
科研人员在光纤中基于受激布里渊散射效应获得了慢光。
受激布里渊散射射过程使信号光得到指数放大。
这个放大过程强烈的折射率改变,而且可以通过调节泵强度来达到相对简单的控制慢光的目的。
基于受激布里渊散射效应的慢光比以前验证过的慢光技术有很多优点:它可以利用现有的光纤网络器件,这样就可以避免额外的开销。
另外,通过调节泵浦光的频率,慢光作用区域可以在光通信窗口中调节到任意频率。
3.阅读的参考文献及资料名称[1] 郁春潮.基于量子点的超快极化全光开关及慢光特性研究[D].武汉:华中科技大学,2013[2] 王士鹤.单模光纤中受激散射效应导致光速变慢研究[D].西安:中国科学院西安光学精密机械研究所,2008[3] 巨海娟.光纤受激布里渊散射慢光时间延迟管控技术研究[D].西安:中国科学院西安光学精密机械研究所,2013[4] 严伟.半导体多量子阱中光学非线性效应的研究[D].武汉:华中科技大学,2013[5] 王大伟.基于电磁感应透明和相干拉曼增益的量子相位门和光速减慢[D].吉林:吉林大学,2010[6] 陈海燕.激光原理与技术[M].湖北:武汉大学出版社,2011[7] 牛春晖,吕勇.MATLAB仿真辅助”激光原理与应用”课程教学与研究[J]武汉大学学报(理学版)[8] 周世勋.量子理学教程[M].北京:高等教学出版社,2009[9] 李福利.高等激光物理学[M].第二版.北京:高等教学出版社,2006:1-46,475-487[10] 贾学娟.电磁感应透明介质中的慢光操控[D].太原:山西大学,2005[11] 陈伟,李师愈,陆培祥.光纤慢光与全光通信技术[J].光通信研究,2009:39-47[12] 赵勇,赵华炜,张馨元.慢光产生的新机理及其应用[J].光学精密工程,2009:237-245[13] 李曙光,刘晓东,候蓝田.光子晶体光纤的导波模式和色散特性研究[J].物理学报,2009:2811-2817[14] 陈光熙.拉曼布里渊散射原理及其应用[M].北京:科学出版社,2001,35-36[15] 赵军发,杨秀峰,李元.光子晶体光纤中受激布里渊散射慢光研究[J].光学学报,2010:16-17.- I-[16] Chapman S .MATLAB programming for engineers[M].C engage Learning,2007[17] Konrad P K, Chumming S L. Slow-to-fast light using absorption to gain switching in quantum-well semiconductor optical amplifier[J]. Optics express, 2007,15(16):9963-9969[18] Yan W, Wang H. Electromagnetically induced transparency due to inter valence band coherence in a Ga-As quantum well [J]. Optics letters, 2003,28(10):831-833[19] Ma S M, Xu H, Ham B S. Electromagnetically-induced transparency and slow light in Ga-As/Alga-As multiple quantum wells in a transient regime[J]. Optics express,2009,17(17):14902-14908[20] Safavi-Naeini A H, Albireo T P M, Chan J, ET Al. Electromagnetically induced transparency and slow light with optomechanics [J]. Nature,2011,472(7341):69-734.国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向慢光,是指传播速度小于光在真空中的传播速度的光,即c u g 。
人类对慢光的探索是一个漫长的过程。
早期主要研究在固体介质中的慢光,发展到近期,为了将慢光更进一步推向实际化应用,开始掀起了研究光纤介质中的慢光的热潮。
由于光的速度非常高,一开始人们认为光在空气中是瞬时传播的,到1865年有人提出“光是一种电磁波”的论断,再到1975年国际计量大会上确定了光在真空中的速度为299792458 m/s ,一直到近些年来通过采取一定的方法,试图控制光在介质中的传播速度,人类对光的探索从未停止过。
1990年,哈佛大学的Harris 等人提出一种使光速减慢但是几乎不被吸收的方法,即电磁感应透明(Electromagnetically Induced Transparency: EIT )技术。
1992年,Harris 等人又根据电磁感应透明技术,估算得出光的传播速度在铅蒸汽中较真空中降低了两个数量级[。
基于电磁感应透明技术,1999年,Kash 等人在360 nK 的铷蒸汽中得到了90 m/s 的超慢光。
同一年,L. V. Han 等用激光制冷到450nK 的超低温度下,在Na 原子蒸汽中得到了17 m/s 的光速,并在Nature 上发表文章报道了他们的结果。
随后,在此技术下,Bunker 等人又得到了8 m/s 的超慢光速。
2000年,Lin 等人用铌酸锂晶体做慢光实验,得到了与真空中光速比值为1:7.5的光速,这为后来在室温下的固体介质中研究慢光拉开了序幕。
2001年,O. Tchaikovsky 等验证了利用EIT 技术对多普勒展宽型介质进行相干驱动,实现了将光速调制为零甚至为负值的结果,该研究成果发表在Phys. Rev. Lott.上。
2002年,Turpin 等人将Pr:YSO 晶体置于5 K 低温环境中,进行了基于EIT 技术的慢光实验研究,将光速减慢到了45 m/s。
同年,Patna等又在拉细的光纤中基于电磁诱导透明技术得到了44 m/s的低光速。
2003年,基于相干布居数振荡(Coherent Population Oscillation: CPO),Rochester大学的研究小组研究了室温下紫翠玉和红宝石晶体中的光谱烧孔现象,实现了慢光,使光速最低降到了57.5 m/s,自此引发了快慢光研究的高潮。
国内哈尔滨工业大学的掌蕴东和范宝华等也在红宝石晶体中观测到了慢光。
对慢光的研究发展到近期,人们为了达到该技术与通信系统兼容的目的,开始将慢光研究转移到基于非线性效应的光纤介质中来,并取得了一些可喜的研究成果。
2004年,Lucy 小组的Song等人利用受激布里渊散射(SBS)首次在普通单模光纤中实现了慢光,通过对布里渊增益的控制,可以将脉宽100 NS的光脉冲在11.8 km 光纤中延时30 NS以上,这开创了在光纤中实现慢光的新纪元.受激布里渊散射(SBS)可以经典的描述为在介质中同时注入相同的传输的两束光,一束是强的连续泵浦光,一束是弱的信号脉冲光.由于电致伸缩效应,引起纤芯的密度起伏同时产生了与泵浦光同方向运动的折射率光栅或声波场,该声波场的频率等于泵浦光与信号光之间的频率间隔.于此同时,运动的折射率光栅对泵浦光产生强的后向散射,使得泵浦光光子经历向下频移后产生于信号光频率相同的斯托克斯光光子,同时释放出一个声子,分别使得信号光脉冲和声波场得到了干涉增强.受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散(SRS)虽然都是光与物质所产生的非线性效应,都会产生频率下移的斯托克斯光,但是却有很大的不同.例如:在单模光纤中,SBS只产生后向的斯托克斯光波"而SRS前向后向都能产生.SBS的斯托克斯频移只有约10GHz远远小于SRS.对于连续泵浦光或者脉冲宽度较宽(>l微秒)的脉冲来说SBS的闭值仅约为1,远远小于SRS.以及当泵浦脉冲宽度小于10ns时,SBS几乎不会发生.主攻方向有受激拉曼散射,受激布里渊散射,以及单模中SBS的理论基础及小信号增益下的SBS慢光.5.主要研究内容慢光顾名思义就是光速减慢.光在介质中的传播速度与介质的色散(折射率)有关,而色散又与光波的频率有关.对于单色波来说,整个光波以同样的速度:传播.这也- I-是光波等相面的传播速度,称为相速度.而对于非单色光,由傅里叶分析可知,非单色光可以看成是诸多不同频率的单色光的叠加.由于介质的色散效应,每个频率成分的单色光的传输速度都不相同,整个光波的速度(也等同于光波能量的传播速度度)用群速度来表示,群速度定义为: ])(/[dw dn n c v g ωω+=第二项与介质的色散度有关。