专利名称：光纤中受激布里渊散射的抑制方法
技术领域：
本发明涉及受激布里渊散射，属于光电子技术领域。
背景技术：
将光纤用于激光传输属于光纤最基本的应用之一，如果其中传输的能量较大一般都会发生受激布里渊散射，受激布里渊散射发生之后会带来多种不利结果，例如，造成向前传输激光束能量的急剧衰减，或者对光纤本身带来破坏性的作用，但是，在一些情况，又必须要在光纤中传输大能量的窄线宽的激光束，此时受激布里渊的发生就是不可避免的，但是受激布里渊散射发生之后就带来上述的不利结果，为了避免受激布里渊散射的发生，我们之前曾经提出使用磁致旋光介质在激光入射到光纤之前周期性的改变激光束的偏振态， 从而破坏受激布里渊散射发生所需的偏振条件，但是这种方式在某些应用情况下会带来一些问题。例如，这种方法需要在激光束入射到光纤之前就改变激光束的偏振态(参见申请号为201010602555. 5的中国专利申请)，并且周期性的改变，而在有些情况下，由于某些应用的需要，不能高频率的改变光纤中激光束的偏振方向，并且，这种装置还有一个问题就高频率的周期性的改变激光束的偏振方向导致结构复杂，成本增加。另外还存在一种技术，也即是在激光束入射到光纤之前对激光束的带宽进行调制，使得激光束的带宽变得很宽，也能使得受激布里渊散射的发生减弱，但是这种方法所伴随的问题就是破坏了激光束的窄线宽特性，而在一些应用中，所需要可能正是激光束的窄线宽特性，所以这种方法此时也就变得不可用，本发明正是针对该问题而提出的。
发明内容
本发明为解决上述的技术问题而提出了一种光纤中受激布里渊散射的抑制装置和方法，该装置和方法具有结构简单，成本低廉，使用简单的优点，很好的解决现有技术中所存在的问题之一或全部。本发明是基于以下原理而发明的，众所周知，受激布里渊散射光在起初产生时的能量是非常小的，如果受激布里渊散射光强能够维持在起始的光强程度根本不会对传输介质产生影响，并且由此而带来的噪声也是在多数情况下可忽略不计的，但是，由于受激布里渊散射光的传播方向与原来激发受激散射的激光是相反的，则在脉冲激光或连续激光传输的最前端所产生受激布里渊散射光在向后传播过程中，由于前端之后的激光不断地与前端所产生的受激布里渊散射光相互作用，从而对前端所产生的受激布里渊散射光不断放大， 导致受激布里渊散射光在与激光反方向传播的过程中不断变大，所以为了抑制受激布里渊散射的光强，如果能够将上述的后续放大过程抑制住则就能起到很好的效果，本发明就是基于此思想而提出的。我们知道，受激布里渊散射放大的一个必要条件就是要求布里渊散射光和用于放大的激光具有相同的偏振态，如果用于放大的激光与受激布里渊散射光的偏振方向是相互垂直的，则就不能起到任何的放大作用，即使不是相互垂直的，只要不是完全相同的偏振态，也能起到一定的抑制作用，因为其放大作用与两束光之间夹角的余弦成正比，而一束激光往往都具有确定的偏振方向，由激光前端在介质中所产生的受激布里渊散射光具有与原激光相同的偏振方向，所以前端后面的激光就能够对前端所产生的布里渊散射光进行放大，如果能够将激光前端后面的偏振方向进行改变，使得激光束在前后位置上具有不同的偏振方向，优选是相互垂直的，则可以很好的抑制后面的激光对前端所产生的受激布里渊光的放大作用。我们还知道，有一种现象叫法拉第旋光效应，其也被称为磁致旋光，这种旋光现象与自然旋光最大的区别就在于自然旋光反方向传播之后其偏振态旋转角度为0，也即偏振旋转的方向与光的传播方向相关，而磁致旋光则与光的传播方向无关，当传播方向反转之后，其线偏振旋转的角度会加倍，如果将这种旋光性应用到光纤中，那么反向传播的受激布里渊散射光在往后传播的过程中，其偏振方向就会相对后面的激光束产生旋转，也即在布里渊散射光偏振方向和用于放大的激光的偏振方向之间不会再保持在同一个方向上，它们之间会产生一个夹角，由于这个夹角的存在就会导致布里渊放大作用的降低或完全消失。 如果这种旋光效应是在光纤内部发生的，则就能很好的解决上述的问题。
本发明包括一种光纤中受激布里渊散射抑制方法，其特征在于线偏振激光器输出的激光束直接耦合进入光纤，所述光纤中掺杂有法拉第顺磁或逆磁物质，并且在所述掺杂光纤上始终设置有沿光纤长度方向分布的磁场。所述顺磁物质为Tb3+、Dy3+或ft·3+。所述逆磁物质为Bi+3，Pb2+或Sb3+。所述磁场是由通电线圈施加的。所述磁场是由永磁体施加的。所述重合布置的磁场和掺杂物质分布在多个区域上，并且该多个区域是间隔分布的。
图1是本发明中受激布里渊散射抑制装置的第一实施例的示意图；图2为本发明中第二实施例示意图。图3为本发明第三实施例的示意图；图4为本发明第四实施例的示意图。
具体实施例方式在图1中，1表示光纤，2表示线圈，其中光纤中掺杂有Tb3+、Dy3+，ft·3+稀土离子或掺杂有Bi+3JbiSb3+离子，在光纤外设置有通电线圈。其中Tb3+、Dy3+，ft·3+均为顺磁物质， 而Bi+3，此2+，Sb3+离子均为逆磁物质。当激光在上述光纤中传播时，由于掺杂离子的法拉第旋光效应，其中反向传输的布里渊散射光将不再具有与后面激光相同的偏振态，并且由于磁场是在激光束的传播过程中始终施加的，那么反向传输的布里渊散射光的偏振方向在反向传输过程中，其偏振方向不断的发生旋转，也即越向后传播的越远，与原激光束的偏振方向相差的越多，能够很好地对受激布里渊散射的发生产生抑制作用。在附图1中，其中I表
4示通电线圈中的电流，1表示其中掺杂有顺磁或逆磁物质光纤的长度。在这种方法中，比较适合于具有短距离长度的光纤中使用。因为无论是进行长距离光纤的掺杂，或者长距离的施加磁场都会导致结构复杂以及成本的急剧增加。使用该方法，其中并不需要高频的周期性的改变光纤中激光束的偏振方向，也不需要改变激光束的线宽。图2中是将通电线圈换为了永磁体3，其中的磁场由永磁体3所产生。图3所示的实施例与图1所示的实施例相似，区别只在于其中在光纤长度上采用了三个间隔分布的通电线圈。图4所示的实施例与图2所示的实施例相似，区别只是在于其中在光纤长度上采用了三个间隔部分的永磁体来产生磁场。上述图3和图4所示的实施例中，可应用到更长长度的光纤中，以提供本方法的应用范围。使用上述的方法可以有效的防止或缓解受激布里渊散射的发生，在某些大功率， 窄线宽并且需要激光束保持原特性的应用中将具有非常好的应用前景。
权利要求
1.一种光纤中受激布里渊散射抑制方法，其特征在于线偏振激光器输出的线偏振激光束直接耦合进入光纤，所述光纤中掺杂有法拉第顺磁或逆磁物质，并且在所述掺杂光纤上始终设置有沿光纤长度方向分布的磁场，所述掺杂物质与磁场是重合布置的。
2.如权利要求1所述的受激布里渊散射抑制方法，其特征在于，所述顺磁物质为Tb3+、 Dy3+ 或 Pr3+。
3.如权利要求1所述的受激布里渊散射抑制方法，所述逆磁物质为Bi+3，Pb2+或Sb3+。
4.如权利要求1所述的受激布里渊散射抑制方法，所述磁场是由通电线圈施加的。
5.如权利要求1所述的受激布里渊散射抑制方法，其中磁场是由永磁体施加的。
6.如权利要求1所述的受激布里渊散射抑制方法，其中所述重合布置的磁场和掺杂物质分布在多个区域上，并且该多个区域是间隔分布的。
全文摘要
一种光纤中受激布里渊散射抑制方法，其特征在于所述光纤中掺杂有法拉第顺磁或逆磁物质，并且在所述掺杂光纤外设置沿光纤长度方向分布的磁场。
文档编号G02F1/355GK102314041SQ20111025914
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者任芝, 李松涛 申请人:华北电力大学(保定)