基于受激布里渊散射的光滤波器

刘紫娟，张启文，侯 健，田文艳

（1.山西工程职业学院，山西 太原 030009；2.中国移动通信集团山西有限公司太原分公司，山西 太原 030012；3.太原科技大学，山西 太原 030024）

0 引 言

1964年，受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）被首次发现并命名[1]。此后，SBS应用于光纤传感器、光时域分析仪、光纤激光器、放大器、滤波器等领域[2-6]。上述研究都基于SBS低阈值、高增益以及对环境因素较为敏感等诸多特性。但是，光纤双折射率、泵浦光和信号光偏振态（States of Polarization, SOP）对SBS的众多特性有显著影响。然而，多数关于SBS的讨论仅局限于对SOP分布的统计平均，忽略了其实际的演变过程[7-9]。

在2017年，Wang等人[10]对光纤中SBS信号偏振特性进行了研究，并得出了相关的传播方程。基于上述理论，本文结合其高增益的优良特性，根据泵浦光SOP对信号光SOP的牵引与发散作用，提出了一种偏振滤波的思路。

1 原 理

SBS是由泵浦光、信号光以及声频声子相互作用而形成的一种光学非线性效应。泵浦光入射到介质，因电致伸缩效应，对介质的折射率和介电常数产生周期性调制作用，激发出声频声子，从而形成移动的布拉格光栅。入射泵浦光通过声波场后，在某些特定方向产生散射光。当由感应生成的布拉格光栅的光栅常数d与泵浦光频率ωp、布拉格光栅移动速度vg与声频声子传播速度va相匹配时，产生最大斯托克斯光。

当信号光与泵浦光分别从光纤的右端（z=L处）和左端（z=0处）注入，如图1所示。

图1 单模光纤中泵浦光和信号光的传输示意图

图1中T（z）为光纤从z=0到z处的琼斯矩阵；Ep、Es为泵浦光与信号光的偏振态；……