喇曼散射的数值仿真及其应用探索.pdf

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1、第44卷第4期激光与红外Vo1．44，No．42014年4月LASER&INFRAREDApril，2014文章编号：1001—5078(2014)04-0405-05·光电技术与系统·喇曼散射的数值仿真及其应用探索龙青云。，邓华秋，彭志平(1．广东石油化工学院计算机与电子信息学院，广东茂名525000；2．华南理工大学理学院，广东广州510640)摘要：为了研究喇曼散射的全过程及其规律，首先，采用数值仿真的方法，基于对喇曼散射耦合微分方程的量纲重新匹配，演示喇曼散射光谱产生及其演化的过程，给出自发喇曼散射向受激喇曼散射过渡的结果。结果表明：阈值的意义突出，阈值前后的喇曼散射光谱

2、截然不同；抽运光强大于阈值以后，喇曼散射光谱呈现出三个典型规律，即抽运光强和散射光强峰值出现的光纤长度呈反向关系；抽运光强越大，散射光强峰值和抽运光强的比值越大；散射光谱在同级内和不同级间都存在能量红移。然后，在已有研究的基础上，总结喇曼散射的各种实际应用，特别是应用于光纤喇曼放大器的研制。对于喇曼散射的理论和应用研究以及相应的实验工作有一定的参考价值。关键词：光通信；喇曼散射；数值仿真；光纤喇曼放大器中图分类号：0437；TN929．11文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2014．04．12Numericsimulationandappli

3、cationanalysisofRamanscatteringLONGQing．yun，DENGHua．qiu，PENGZhi—ping(1．Computer＆CommunicationDepartment，GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology，Maoming525000，China；2．SchoolofSciences，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：TostudytheprocessandlawofRamanscattering，

4、atfirst，numericsimulationofthecouplingequationsofRamanscatteringisprovided，whichdemonstratesthetransitionofspontaneousRamanscatteringtostimulatedRamanscattering．Thesimulationresultsshowthatthresholdisveryimportant；Ramanscatteringspectrumpresentsthreetypicalpatternswhenpumppowerislargerthanthr

5、eshold，namelythatthepumpingpowerandopticalfiberlengthofscatteringintensitypeakisaninverserelationship；themaximumvalueofspectrumincreasewhenpumppowerislar-ger；Therewidelyexiststheredshiftofenergy，includingthesamegradespectruminsideandbetweendifferentgradespectrums．Then，theapplicationofRamansca

6、tteringisdeeplyanalyzed．TheconclusionsarehelpfultothestudyandexperimentworkofRamanscattering．Keywords：opticalcommunication；Ramanscattering；numericsimulation；fibreRamanamplifier1弓I言射相比，SRS表现出以下几个方面的不同：(1)SRS1928年，印度Raman发现喇曼散射现象，并因具有明显的阈值性；(2)SRS光的方向性极好；(3)此获得1930年的诺贝尔物理学奖。喇曼散射属于SRS光的强度极高；(4)S

7、RS的光脉冲有可能变窄。非弹性散射，散射光的传播方向和频率都发生改变。从量子光学的角度看，喇曼散射是入射光子与材料基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61272382)；2013年的热振动声子相互作用，产生一系列Stokes光子。度茂名市工农业科技计划项目。作者简介：龙青云(1982一)，女，硕士，讲师，主要研究领域为光喇曼散射分为两类：自发喇曼散射和受激喇曼散射纤通信。E—mail：lian149605@163．con(stimulatedRamanscattering，