光纖中的布里淵散射

當窄帶光信號（例如，來自單頻激光器的光信號）在光纖放大器中放大或僅通過無源光纖傳播時，經常會遇到受激布里淵散射（SBS）。雖然例如二氧化硅的材料非線性實際上不是很高，但是通常較小的有效模式面積和較長的傳播長度強烈地促進了非線性效應。

圖1顯示了將單色光波注入10 m長的光纖中時發(fā)生的情況。反向傳播的布里淵移動波從具有非常低的光功率的量子漲落開始，但是迅速增長。盡管如此，它仍然遠遠小于1 W的輸入功率。

對于稍微增加的1.8 W泵浦功率，布里淵增益（以分貝為單位）幾乎翻倍，并且布里淵波變得更強。

為了進一步增加泵浦功率，布里淵波的功率將變得與泵浦功率相當。在這種情況下，會發(fā)生大量的泵耗竭。對于高SBS增益，這不會導致穩(wěn)定的情況，而是會導致電源的混沌波動。

如果光纖長數(shù)公里，則毫瓦功率足以引起大量的布里淵散射。然而，然后必須考慮傳播損耗，這是這種光纖長度的實質。同時影響泵浦波和布里淵波。

對于石英光纖，布里淵頻移約為10–20 GHz，布里淵增益的固有帶寬通常為50–100 MHz，這取決于強聲吸收（短聲子壽命約為10的聲子壽命）。 NS）。但是，布里淵增益譜可能會由于各種影響而被“抹去”，例如聲相速度的橫向變化[14、19]或縱向溫度變化。因此，峰值增益可能會大大降低，從而導致更高的SBS閾值。

窄帶連續(xù)波光的光纖布里淵閾值通常對應于90 dB量級的布里淵增益。（在有源光纖中具有附加的激光增益，閾值可能會更低。對于一系列超短脈沖，SBS閾值不是由峰值功率決定的，而是由功率譜密度決定的，如Spotlight文章所述。

SBS對光纖中窄帶光信號的放大和無源傳播引入了最嚴格的功率限制。為了提高布里淵閾值，可以將光的帶寬增加到布里淵增益帶寬之外，減小光纖長度，將布里淵位移略有不同的光纖連接起來，或者（在高功率有源光纖設備中）縱向使用變化的溫度[21]。還嘗試減少引導的光波和聲波的重疊，或引入聲波的顯著傳播損耗。通過基本的放大器設計修改，可以在一定程度上減少SBS問題，例如摻雜濃度，有效模式面積和泵浦傳播方向。

另一方面，布里淵增益可用于操作布里淵光纖激光器 。這種設備通常被制成光纖環(huán)形激光器。由于諧振器損耗低，它們可能具有相對較低的泵浦閾值和非常小的線寬。

布里淵位移的溫度依賴性可用于溫度和壓力感測。