研究方向
分布式光纤传感基础理论研究(点击见详情)

针对分布式光纤传感的核心理论——受激布里渊散射所涉及到的光波和声波耦合过程,发现了一种由声子引起的类光子回波现象,并提出了一种相干光子-声子链式相互作用(coherent photon-phonon chain interactionPPCI)的理论用于解释该现象。如图所示,入射光子激发低频光子和声子,称为斯托克斯散射;入射光子吸收声子,产生高频光子,称为反斯托克斯散射。在强 SBS 效应下或者作用距离较长时,相干斯托克斯散射和相干反斯托克斯散射随着时间的推移交替激发,高频入射高频光子和散射低频光子-激发声子之间交替链式相互作用,从而显示出光声振荡,与入射光子同频的回波被不断激发出来,这就是相干光子-声子链式相互作用。相干PPCI过程中入射光子和受激声子的脉冲响应和固有振荡曲线,光子和声子之间的能量转换显示为阻尼光-声振荡。相邻阶回波的相位差为 π,即相位翻转;而分别以光子和声子作为初始激发源产生的回波是反相位的。相关成果已发表在PHYSICAL REVIEW A 107, 2 023504 (2023),唯一通讯作者。相干反斯托克斯散射过程中入射光会吸收声波场产生高频反斯托克斯光波,因此,研究声波场吸收是有必要的。数据脉冲和写入脉冲通过斯托克斯散射过程,将信息写入到声波场(布里渊动态光栅),但残余的声波场会影响下一次的信息写入。为了消除残余声波场,我们通过在写入脉冲之后,注入一个高能量的擦除脉冲,通过相干反斯托克斯散射,吸收掉残余声波场,实现信息的擦除,效率可高达88.5%相关成果已发表在Optics Letter 47, 13 (2022),第一作者。

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