受激拉曼散射.ppt

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1、受激拉曼散射小组成员：姜波、吴立波、王苗一、受激拉曼散射(SRS)简介受激拉曼散射现像是1962年伍德伯里（Woodburry）和恩戈（Ng）偶然发现的。他们在研究以硝基苯作Q开关红宝石激光器的克尔盒时，探测到从克尔盒发射出的强红外辐射信号，波长是767.0nm。按照红宝石的能级及其与谐振腔的耦合来看，该装置输出的激光光谱只存在694.3nm谱线。然而，用分光仪测量波长时，发现若无克尔盒时，确实只存在694.3nm谱线，—旦在腔中加上硝基苯克尔盒，则除了694.3nm外，还有767.0nm谱线。经反复研究，红宝石材料的确不存在767

2、.0nm谱线。后来证实它是硝基苯所特有的，是由强红宝石激光引起的一条拉曼散射斯托克斯谱线。当激光功率密度增加到超过1MW/cm^2时，767.0nm谱线的强度显著增加，其输出发散角很小，具有和激光同样好的方向性，而且，谱线宽度变窄，说明此时的767.0nm辐射已经是受激辐射。受激拉曼散射（StimulatedRamanScattering，SRS）属于第一类非线性效应与非弹性散射过程有关。如果一个能量为hv1的光子入射到振动频率为vm的分子上，分子能从光子中吸收一部分能量。在相互作用过程中发生了散射，产生了一个频率较低的（v2），能

3、量为hv2的光子。这个二次光子成为斯托克斯光子。因为注入光纤的信号光是相互作用的能量源，故称为泵浦源。这一过程产生的散射光波长比入射光波长要长。若该波长位置有任何信号，SRS光将对它放大，泵浦信号的功率将下降，下图给出了这一现像。结果，SRS通过将短波长信道的能量搬移到临近较长波长的信道中，可以严重地影响多信道光通信系统的性能。这是一种可以发生在两个方向上的宽带效应。二、受激拉曼散射原理三、光纤中拉曼散射的应用1.光纤拉曼激光器光纤中SRS现象的一个重要应用就是导致了光纤拉曼激光器的出现-67一76],这样的激光器可在很宽的频率范围

4、内(约10THz)调谐“右图是光纤拉曼激光器示意图,一段单模光纤放在由部图1.4可调谐拉曼激光器示意图分反射的Ml和MZ镜构成的法布里一角罗(F一P)腔内,此腔对光纤内SRS产生的斯托克斯光提供波长选择反馈.腔内的棱镜使激光器波长可调谐,因为它使不同斯托克斯波长空间色散,通过调节镜MZ可以选择波长"激光器的闲值对应于往返的拉曼脉冲,以平衡腔内损耗的泵浦功率,腔内损耗主要是镜子的传输损耗和光纤两端的藕合损耗,其中光纤使用保偏光纤。2.光纤拉曼放大器如果信号与一个强泵浦波同时在光纤中传输,并且其频率差位于泵浦波的拉曼增益谱带宽之内,则此

5、弱信号可被该光纤放大l,,一901“由于这种放大的物理机制是SRS,所以称之为拉曼光纤放大器(FRA)”早在1976年,就有人开始制造光纤拉曼激光器,因为它在光纤通信中有很大的应用潜力“在20世纪80年代得到进一步发展”实验装置除了不用腔镜以外,与拉曼激光器相类似“为了使光纤放大器性能最佳,泵浦和信号光束的频率差应对应拉曼增益谱的峰值处”。谢谢大家！