一、光学材料中横向SBS的稳态分析（论文文献综述）
杨祥鹏[1]（2021）在《磁流体的非线性光学性质研究》文中指出非线性光学是现代光学的一个新兴重要的分支,其研究领域为介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。由于各种超快激光器技术的迅速发展,非线性光学迎来了新的发展机遇。与此同时,脉冲激光技术对非线性光学材料的性能要求也越来越高。目前具有可调节非线性光学性质的新材料非常少,因此对新型可调节非线性光学材料和光学器件研究的开展显得尤为迫切。近年来,人们发现球形介质纳米颗粒的悬浮液可以表现出非常优异的非线性光学性质,因此国内外学者对纳米颗粒悬浮液的非线性光学特性进行了广泛的研究,但是目前对磁流体的非线性光学性质缺乏相关研究,尤其是在皮秒或者飞秒时间尺度下超快激光对磁性纳米粒子悬浮液进行可调谐非线性光学的研究尚为空白。本文重点研究了磁流体在不同时间尺度下超快激光激发的各种非线性光学特征。主要研究内容如下:（1）制备了九种不同浓度水基磁流体,并且对其做了线性光学方面的表征。首先使用三棱镜全反射的方法测量了低浓度磁流体的线性折射率。通过搭建测量磁流体透过率的试验装置,测量了磁流体在可调高功率半导体激光器作用下的线性透过率。研究了斜入射角下磁流体光栅的弯曲衍射现象。（2）系统研究了磁流体在高功率收敛和发散连续高斯激光光束的空间自相位调制效应。通过改变样品位置、浓度、入射激光功率和波长等变量来研究磁流体对激光的空间自相位调制过程。首次发现了不同于磁流体热透镜效应的空间自相位调制现象。提出了一种简单便捷的方法来判定磁流体在连续激光作用下的自散焦特征,即可以通过远场的衍射中心的明条纹来判断。从理论和实验两方面对高斯光束的收敛和发散引起的非线性相移与产生远场衍射环数的关系进行了深入研究。总结了衍射图样随着激光入射功率的变化而变化的规律。通过衍射环个数与入射光强的计算公式算出样品在不同位置的非线性折射率系数和三阶非线性极化率。最后研究了磁流体对于发散和收敛的高斯光束的光限幅现象。（3）利用Z扫描实验平台研究了磁流体分别在皮秒和飞秒时域下的非线性光学性质。计算了两种不同脉冲时域激光激发下样品的非线性吸收系数和非线性折射系数,同时通过电子跃迁理论解释了相关现象。研究了通过改变入射功率来调控磁流体的非线性光学性质,进一步在理论上解释了磁流体非线性特征的调制反转这一现象。研究了磁流体作为饱和吸收体在锁模方面的应用,获得了稳定的输出脉冲。（4）利用Z扫描测试平台,研究了高功率皮秒激光入射条件下磁流体中四氧化三铁纳米颗粒团簇形成的过程。通过从高到低调节激光的入射功率,研究了纳米颗粒团簇形成的条件和稳定持续的时间等重要信息,建立了一个基于光力诱导四氧化三铁纳米颗粒动态迁移和团簇的物理模型。进一步研究了四氧化三铁纳米颗粒胶体悬浮液在激光诱导团簇后非线性光学性质的演化。测定了磁流体的反饱和吸收系数和非线性折射率,并与磁流体干燥后的薄膜样品进行了相关参数的比较。图82幅,表16个,参考文献217篇。
李圆[2]（2018）在《基于布里渊散射的分布式光纤传感技术研究》文中研究说明本文针对布里渊散射分布式光纤传感系统中的受激布里渊散射过程进行了理论研究和数值模拟,并对布里渊散射分布式光纤温度传感系统进行了实验研究。在理论研究和数值模拟方面,根据布里渊散射分布式传感系统建立了其受激布里渊散射过程的物理模型,给出了与之对应的简化光纤耦合波方程组,采用时域有限差分方法给出耦合波方程的离散化表达式;同时详细推导了布里渊频移与温度/应变的非线性关系,并给出具体理论表达式;根据受激布里渊散射耦合波方程的离散化公式和相应的边界条件及初始条件,编写了布里渊散射过程中各光场的数值解的Matlab程序,计算求解出布里渊散射分布式传感系统中光纤中各光波场随时间和空间的变化,并研究改变入射泵浦光波能量对布里渊散射光波波形的影响。考虑温度对布里渊频移的影响,利用近似条件下的稳态耦合波方程,编写相应的布里渊散射增益随温度变化的Matlab程序,计算了布里渊分布式光纤传感系统中的泵浦光强和信号光光强随其在传感光纤中的传输距离的变化,并数值仿真模拟了传感光纤处于不同温度时的布里渊增益谱的空间分布情况。数值计算和模拟结果表明,泵浦光光强沿光纤随着传输距离的增加而逐渐减弱,Stokes散射光光强沿光纤随着传输距离的增加而逐渐加强。在入射泵浦光和Stokes散射光之间的能量转化关系方面,随着入射泵浦光能量的增强,Stokes散射光能量的绝对增加量迅速增加,峰值脉冲宽度变窄。在光纤各性能参数对布里渊频移的影响中,杨氏模量的温度/应变特性对布里渊频移的贡献最大,并由这些性能参数的实验数据确定出布里渊频移随温度/应变变化的关系系数;传感光纤处于不同温度时,给出Stokes散射光的光功率沿光纤随着传输距离的增加和随布里渊频移的增加而变化的分布图。在实验研究方面,搭建了布里渊分布式光纤温度传感系统,进行了布里渊温度传感系数测定实验,给出该系统的布里渊频移与温度的关系。对受热情况不同的光纤进行布里渊频移与温度关系测定实验时,给出按一定方法修正的曲线。在此基础上,开展系统的分布式测温实验,确定了该实验系统的温度分辨率和温度测量精度等性能指标。实验结果表明,系统测温绝对误差值均小于1℃,相对误差在0.3%与1.3%之间,系统的测温精度为0.91℃,温度分辨率为2℃。
倪锐芳[3]（2015）在《熔石英玻璃的SBS效应及界面结构对损伤过程影响研究》文中指出受激布里渊散射是光学材料的一种重要破坏机制。研究受激布里渊散射对光学材料破坏过程的影响,对于ICF物理实验和高能固体激光驱动器两方面的发展,都具有重要的意义。本文基于非线性耦合波理论,通过FORTRAN语言编程数值模拟了熔石英内部受激布里渊散射效应的发展过程及其对熔石英损伤过程的影响。通过研究材料内受激布里渊散射过程中产生应力的分布,分析了其破坏过程及形貌。并进一步讨论了矩形脉冲作用下泵浦光参数（光强、波长）、种子光强和材料参数（长度）等对受激布里渊散射过程的影响。并对高斯脉冲和聚焦高斯脉冲作用下受激布里渊散射过程的发展进行了初步的探索。研究结果表明,材料内由受激布里渊散射过程产生的应力最大可以达到150 MPa,远超出熔石英的抗拉强度50 MPa,对熔石英的破坏过程具有极大的影响。从实验上通过对不同参数和规格样品进行损伤性能测试,研究了样品厚度及样品反射率（种子光强）对光学元件破坏阈值的影响,实验结果与数值模拟结果有较好的一致性,间接的验证了数值模拟结果的正确性。结果表明:样品厚度从30 mm减小到1 mm过程中,样品的损伤阈值呈现提高趋势,从16 J/cm2提高到25 J/cm2,提升55%;镀增透膜后样品的激光负载能力相较于原始样品有所提高,更能承受住高能激光的辐照。相较于原始样品100%概率损伤对应的能量密度17 J/cm2,镀膜后样品的100%概率损伤对应的能量密度为20J/cm2,后表面处承受能量密度更是由16.20 J/cm2提高到20.19J/cm2,提高了约25%。
王静,张小民,李富全,韩伟,李恪宇,冯斌[4]（2011）在《大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究》文中认为研究了高功率固体激光驱动器运行于高通量、长脉冲条件下,大口径三倍频KDP晶体中强紫外光激发的横向受激拉曼散射（TSRS）效应,重点分析了受激拉曼散射（SRS）过程产生的散射光场峰值功率密度、峰值通量与抽运脉冲脉宽、晶体侧边反射率的关系。将晶体侧边反射折算为散射光传输过程的固有损耗,理论研究结果表明任意抽运脉宽、任意晶体侧边反射率条件下散射光峰值光强总满足e指数增长规律,并推导了增长系数G的一般表达式。此外,在任意拉曼增益系数、任意抽运脉宽与晶体边缘反射率条件下,一旦增长系数G高于25,散射光峰值通量将达到约10 J/cm2,逼近晶体损伤通量,由此给出KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据。
王静[5]（2011）在《高功率激光驱动器受激拉曼散射控制的关键问题研究》文中研究指明有效控制高功率激光脉冲传输放大过程中各类非线性效应一直是高功率激光驱动器研究的重点内容之一。其中,空气中受激转动拉曼散射（Stimulated Rotational Raman Scattering, SRRS）效应限制了激光脉冲长程传输的强度（峰值功率）或传输距离；大口径KDP晶体中横向受激拉曼散射（Transverse Stimulated Raman Scattering, TSRS）和大口径熔石英元件中横向受激布里渊散射（Transverse Stimulated Brillouin Scattering, TSBS）效应共同限制了三倍频激光脉冲的强度,与自聚焦效应（包括小尺度自聚焦和全光束自聚焦）共同构成驱动器总体输出能力的主要受限因素,通常称为“功率受限条件’研制以聚变点火为主要目标、输出能力高达兆焦耳激光能量的巨型高功率激光驱动器,有效控制各类非线性效应既是确保光束质量和谐波转换效率的基本要求,也是驱动器安全、稳定运行的必要条件。同时,积极探索并研究突破“功率受限”的新技术途径,不但有可能在相同条件下有效提升驱动器输出能力,更将丰富高功率激光科学与技术基础理论,为高功率激光驱动器的持续发展提供必要的技术支撑。为有效提升兆焦耳级高功率激光驱动器总体输出能力、降低研制成本,将驱动器运行通量进行了较大幅度的提升。其中,基频光（1ω）部分由浅度饱和放大区（FL-Fs）提高到深度饱和放大区（FL≧3Fs）,运行通量达到（12-15）J/cm2；三倍频（3ω）运行通量也将提高数倍,达到（6-8）J/cm2；同时驱动器总体规模显着提升,因此高功率激光脉冲传输过程中受激拉曼散射效应（Stimulated Raman Scattering, SRS,包括TSRS与SRRS）的控制难度显着增加。一方面上百束光束的编组,使得1ω脉冲长程传输不可避免,已无法简单地通过在设计上缩短编组站光束管道长度控制空气中SRRS效应。另一方面,在包含谐波转换、谐波分离、光束聚焦、靶面光强控制、测量取样等系列3ω功能元件的终端光学系统中,“3ω短程传输”虽然为有效控制高功率3ω激光脉冲传输的SRRS效应创造了条件,但引入了高通量运行中杂散光、有机挥发物等对3ω元件的循环“污染”难以控制的难题,增加了元件损伤几率,进而限制驱动器总体输出能力。因此,在高功率3ω激光脉冲安全传输的距离内,适度拉开终端光学系统各光学元件的距离,有助于改善3ω元件运行环境,降低循环“污染”的影响,无疑对提升驱动器总体负载能力有利。总之,在兆焦耳级高功率激光驱动器研制中,不能简单沿用“传统”的设计方法,以高功率脉冲传输的强度·距离积（Intensity-Length product, IL）判据定性地判断SRS对驱动器总体性能的影响程度,必须进一步研究其产生与增长规律,为总体设计及运行中SRS效应的主动控制奠定必要的理论基础。本论文立足前人研究基础,重点研究高功率激光脉冲长程传输中SRRS和大口径KDP晶体中TSRS效应产生、增长的机理与规律,为兆焦耳级高功率激光驱动器总体设计中定量控制SRS效应提供必要的理论与实验基础；同时,提出利用“横向运动光永”抑制SRRS增长的研究思路,为突破高功率激光驱动器“功率受限条件”提供了新的研究途径。论文主要研究内容与取得的主要进步点总结如下：1、研究并完善了SRRS物理模型,建立模拟程序,定量研究了高功率激光脉冲SRRS产生与增长规律的时域与空域特性,完成了物理模型和数值程序的实验验证,为兆焦耳级高功率激光驱动器总体设计中定量控制长程传输SRRS效应提供了必需的分析手段和实验依据。建立了SRRS四维数值模型,可跟踪具有任意空域及时域分布的基频或三倍频激光脉冲在线性衍射与SRRS非线性过程共同作用下,自身及产生的斯托克斯（Stokes）光场的时-空演变特性。与国内外实验报道以及近期开展于神光-Ⅲ原型装置的实验结果校核,该数值模型的准确性得到了充分验证。研究结果表明,激光脉冲的近场分布及口径、时域调制及脉宽等都将影响SRRS增长过程。另外,SRRS的增长呈明显的阈值特性,一旦入射激光脉冲能量的1%转换为Stokes,传输距离的微小增加将导致入射脉冲能量迅速损耗、Stokes急剧增长；时域上入射脉冲下降沿提前,脉宽变窄；空域上,Stokes光近场呈现深调制的散斑分布,峰值功率密度迅速增长为入射脉冲强度的数倍。2、根据SRRS产生、增长的机理与规律,提出基于“横向运动光束”抑制SRRS增长的研究思路,基于“光谱角扫描”原理,完成了抑制机理和规律的初步研究,得到了部分有意义的研究成果,初步验证了“横向运动光束”抑制SRRS增长的科学可行性,为高功率激光驱动器有效控制SRRS突破功率受限条件提供了一条有希望的技术途径。以起源于自发辐射噪声的SRS过程中初始Stokes场呈“噪声”特性为突破点,考虑到“噪声”尖峰是SRS增长的主要贡献者,引入光束“横向运动”的概念,使得“噪声”尖峰处SRS效应（光与原子系统相互作用）由“宏观”稳态过程变为“微观”瞬态过程,拉曼增益显着下降。以“光谱角扫描”光束作为“横向运动光束”的一个例子,理论上证明了上述思路抑制SRS效应的可行性。3、开展了高通量运行条件下,大口径KDP晶体内部TSRS效应的理论研究,建立了物理模型和数值模拟程序,完成了关键因素的定量研究,为有效控制TSRS效应奠定必要的理论基础。建立了大口径元件中TSRS效应数值模型,计算了TSRS过程中产生的Stokes光在晶体内分布,与实验观察到的晶体损伤形貌基本吻合,初步证明TSRS效应与晶体高通量运行损伤间的关系；推导了Stokes光强增长的解析解,可直接计算任意光束口径及脉宽,任意晶体口径及边缘反射率条件下Stokes光场峰值强度,明确各参量对Stokes增长的定量影响关系,为TSRS的有效控制提供了必要的分析手段。本论文建立的SRRS与TSRS数值模型与模拟软件,虽已与国内外相关实验结果校核,证明了具有一定的置信度,但仍需开展系列验证实验对其进一步完善。由于实验条件限制,论文仅开展了高功率激光脉冲长程传输SRRS效应的定量实验研究,而对于大口径晶体中TSRS效应,只有定性的实验现象。另外,论文研究的基于“横向运动光束”控制高功率激光脉冲非线性传输效应的技术途径还不成熟,论文虽然基于现阶段发展相对成熟的“光谱角扫描”技术,进行了抑制机理和规律的初步研究,但仍需要从理论与验两方面对该一技术途径进行完善。除此之外,“光谱角扫描”之外其它“横向运动光束”的实现途径,“横向运动光束”线性传输与非线性传输的物理图像及传输过程中光束时-空分布的控制等问题都值得开展更深入的理论研究与实验验证。
朱永祥[6]（2009）在《受激布里渊散射若干问题的探索研究》文中指出受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering:SBS）具有相位共轭、慢光和滤波等效应。其中,相位共轭效应可用来实时地消除光束波前畸变,从而获得高光束质量的输出激光,该效应还可用于相干并束,因而在固体激光工程中有着重要应用价值;SBS所具有的慢光和滤波效应,以及SBS在光存储等方面的应用,使得SBS在光纤通讯等方面具有较大应用前景。本文在SBS基本物理过程、慢光、相位共轭和降低阈值等方面进行了探索和研究,主要的内容和结论如下:（1）指出并证明了SBS斯托克斯光与布里渊声场之间可以发生反斯托克斯散射,该散射过程与斯托克斯散射过程互为逆过程;该过程的存在可预言SBS透射光存在拖尾现象,本文设计并进行了相关的实验,结合前人的实验结果,较好地说明了该散射过程的存在。（2）基于斯托克斯光的反斯托克斯散射导致光程增加,半定量推导了斯托克斯光脉冲因SBS作用产生的时间延迟量,延迟时间正比于泵浦光光强和介质长度,反比于布里渊增益带宽。定性解释了慢光的波形畸变等伴随效应,以及反斯托克斯光的快光现象。（3）通过研究泵浦光和斯托克斯散射光之间的干涉场,说明在SBS过程中,正是两束光的干涉场共振激励了布里渊声场;由干涉场强度交变量的相位,得到了布里渊声场的波前信息。当两束光相位共轭时,布里渊声场的波前与光束波前相同,这说明相位共轭的斯托克斯光可以在整个作用区域获得增益;而非共轭模式只能与泵浦光中的部分横模发生共振,且增益长度受限于泵浦光的横向尺寸,因而相位共轭的模式在SBS散射光中占主导地位,从而定性解释了SBS相位共轭机制。（4）将通过干涉场获得声场波前这一方法,应用于布里渊增强的四波混频,用光波和声波的波前直观地解释了其相位共轭机制,从而说明了模型的合理性。由干涉场模型还说明:可以用特定频率和相位的两束光,在透明介质中通过叠加,获得特定波长和波前的相干声场。（5）提出用增强初始布里渊声场的方法来降低SBS发生阈值,通过理论分析和数值计算,说明了其合理性;并设计4种实验方案来增强初始声场,分别为:a)利用换能器激励声场的方案,b)利用电声晶体作为布里渊介质的方案,c)用微波直接激励声场的方案,d)用双光束激励的方案。（6）将声场增强的方案用作种子光发生器,通过注入种子光来降低SBS放大级的阈值。理论计算表明,该方案可以使SBS阈值降低一个量级。（7）设计了一种布里渊增强的四波混频改进方案:采用两个布里渊介质池,其中一个用来产生相位共轭的后向泵浦光,另一个为四波混频介质;信号光与泵浦光之间的夹角可调,由两种布里渊介质的参数决定。该方案可实现零阈值、高反射率和高保真度的相位共轭镜。（8）研究了固体介质中光学击穿对SBS的影响,指出布里渊介质中的杂质、尤其是金属离子杂质的浓度,是限制SBS最大反射率的关键因素。（9）推导得到了SBS非线性极化率的一种解析表达式,频率与高频光对应的三阶极化率,其虚部正比于密度起伏的虚部,而频率与低频光对应的极化率,其虚部正比于密度起伏虚部的复共轭。
徐德[7]（2008）在《受激布里渊散射的理论模拟与实验研究》文中研究说明利用激光的受激布里渊散射（SBS）进行水下物体的探测不仅可以探测到水下无反射目标物,而且由于系统设备的小型化,允许其在低空飞行器上装载,由此可以实现大范围快速扫描来探测水下物体。另外,该探测系统还具有抗电磁干扰、抗水域声音噪声的能力,这是声纳和传统的激光雷达所不能比拟的。为了探索最佳的泵浦参数,保证既能得到高的能量反射效率和信噪比,又不致发生光学击穿,确保系统的安全工作,需要研究能量反射率随泵浦光变化的规律,以及产生SBS的阈值能量随系统参数的变化情况。这就需要构建SBS的理论模型,对其耦合波方程组进行数值求解。基于此,本论文主要分为两大部分:对SBS的理论研究和数值模拟部分,以及实验研究和对比论证部分。理论研究主要从SBS过程的泵浦场、声子场和斯托克斯场相互作用的耦合波方程组出发,根据实际情况对方程组进行一系列的近似化,分别针对无聚焦泵浦和聚焦泵浦的情况,建立了一维瞬态理论模型。在时间上使用隐式有限差分法,空间上使用后向差分法,对耦合波方程组离散化,进而编写程序进行数值模拟求解,进而对受激布里渊散射的能量反射率和产生SBS的阈值能量的变化规律进行了数值模拟,获得了水中受激布里渊散射的基本规律。在无聚焦泵浦条件下,要想达到SBS的阈值光强,对泵浦光能量要求很高,因此,所得到的主要是自发布里渊散射,而且后向散射光的强度很低。为了提高池中的泵浦功率密度,以便更容易达到SBS的产生阈值,就需要对泵浦光进行聚焦。这也是我们重点研究的情况。在聚焦泵浦条件下,需要对耦合波方程进行变形和改进,使其满足聚焦情况下的光波传输规律。以往学者对该问题的处理,大多是唯象地将光波振幅除以光束横截面积的平方根,而未给出合理的解释。本论文根据光波传播过程中的能量传输规律,推导出了存在聚焦情况下的SBS耦合波方程组,进而给出了进行数值计算的理论模型,使得理论模拟结果与实际更加符合。在实验研究中,设计了精密的实验光路,利用1064nm的Nd:YAG单纵模脉冲激光器经倍频后所得到的532nm的脉冲激光进行了一系列的实验,观察到了高功率激光进入水池后产生的明显的SBS现象。通过改变泵浦光能量和聚焦透镜的焦距等参数,得到了实际中受激布里渊散射的基本规律。将实验结果与数值计算的结果进行对比,发现二者的变化趋势是一致的,对SBS的阈值光强的数值计算也与理论计算的结果相符。在利用激光的SBS进行水下目标探测方面,实验中设计了聚焦光学系统,通过改变组合透镜之间的距离,使得聚焦深度连续可调;试验中还给出了将泵浦光与散射光分离的新颖方案,并利用F-P标准具结合光电接收器（PIN管）接收后用数字示波器显示,大大提高了信噪比。利用该方法可测得来自不同反射面的反射光,根据SBS后向散射光的有无即可判断水下物体的存在与否。另外,通过读取示波器的示数便可计算出物体与参考面的距离。在利用F-P标准具产生的干涉环进行SBS频移量的计算方面,很多学者都是根据条纹之间的距离的比例关系求得,或者用比较繁琐的边缘探测法求得。本文给出了一种更加合理的频移量计算方法,使得计算过程更加简便而又更加精确。
邓少永[8]（2006）在《纵向受激布里渊散射的数值模拟与实验研究》文中指出纵向受激布里渊散射（LSBS）过程中,由相干的泵浦光场产生的相干声波场强度达到固体光学透明介质的拉应力破坏极限时,将会导致介质的光学-力学相干破坏,本文探讨了不同参数对破坏阈值和破坏形貌的影响。对破坏效应的分析通过一维全瞬态数值模拟来完成,针对LSBS分布式噪声发生器、外部种子光注入式放大器和自种子光式放大器三种模型进行讨论。除了研究LSBS声波场的破坏形貌特点外,还讨论了泵浦光参数（波长、脉宽、脉冲长度、能量、所含Stokes成分比例大小）、种子光强、聚焦参数（焦距、焦点位置）、材料参数（非聚焦、聚焦情况下的长度和材料种类）等对LSBS发生阈值和脉宽压缩效应的影响。一维数值分析的结果提供了对LSBS特性的初步认识,并与后面的三维数值结果形成互补。目前,国内研究LSBS特性均局限于使用一维数值模拟结果与实验结果进行对比验证。国外对三维数值模拟的研究非常普遍,但都做了大量近似,为了更完整地研究LSBS的相位共轭等特性,本文推导了目前所见的最完整的LSBS三维声光耦合波方程组,并进行了数值模拟求解。三维数值模拟主要研究LSBS的相位共轭等优越特性。三维数值求解十分复杂,Fortran语言虽然在进行科学运算时速度快、精度高,但串行程序运算过程仍然需要耗费大量机时,因此本文将串行程序改为并行程序,在Linux系统的LAM平台和Windows系统的mpirun平台上进行并行运算。本文所有数值模拟结果均由并行运算给出。本文首次给出了泵浦光和散射光空间分布规律曲线,验证了LSBS的波前反转特性;另外,还设计了精密的光路,针对研究的光场空间特征,将Fresnel衍射积分进行改造;通过Zernike多项式引入激光波前畸变,通过数值求解存在波前畸变情况下的LSBS声光耦合波方程组验证了LSBS校正波前畸变的功能。文中讨论了自发布里渊散射提供噪声源的LSBS发生器特性,并将此模型与目前广泛使用的分布式噪声源LSBS发生器模型进行了对比,分析了二者的优劣及适用情况。LSBS的增益特性与泵浦光带宽有关,数值模拟中一直采用理想的单频泵浦光以符合最大增益近似;而实验中为了得到较高增益以获得散射光能量提取效率也一直提倡采用窄带宽的单纵模激光做LSBS的泵浦光源。因此详细探讨泵浦光带宽对LSBS特性的影响具有现实意义。本文通过电光调制的方法对泵浦光场进行了调制,通过调制幅度与调制频率控制泵浦光带宽,数值模拟了泵浦光带宽对LSBS增益特性、散射光场、声波场分布的影响,同时提出了一个抑制光纤通信中因LSBS引起的不良影响的方法。实验发现,外部注入Stokes种子光与泵浦光联合入射至介质中,构成LSBS放大器的情况下,LSBS相位共轭效应相对较稳定,因此数值模拟中探讨了种子光强对LSBS增益特性、LSBS相位共轭效应和散射光能量提取效率的影响规律。三维数值模拟也针对以上提到的各种LSBS发生器、放大器进行了研究,数值模拟中通过改变泵浦光的脉冲长度形成了强瞬态（泵浦光脉冲与声子寿命相比拟）和准稳态（泵浦光脉冲大于声子寿命的5倍）,针对这两种情况探讨了泵浦光参数、聚焦参数、材料参数对LSBS散射光场时空分布、散射光能量提取效率、相位共轭保真度的影响规律。三维数值模拟过程都是采用同一套耦合波方程组,针对推导出的耦合波方程组进行了详细的数值模拟,在数值离散及差分迭代求解过程中未再进行任何近似。为了与数值模拟结果相互印证,本文还进行了实验研究。目前国内普遍使用的LSBS介质是气体和液体,而本文采用了无毒无害、无需封装加压或冷却、便于系统化小型化的熔石英玻璃和K9玻璃。主要探讨了实验参数对Stokes散射光的脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响规律,探讨了如何通过调整实验条件（包括泵浦激光的重复频率、能量、透镜焦距、焦点位置、样品长度、材料种类、镀膜与否）获得较高的后向Stokes散射光能量提取效率。国内首次在K9玻璃和熔石英玻璃中均得到了90%的散射光能量提取效率,认为K9玻璃也可以成为一种新的固体LSBS介质。实验首次就固体光学透明介质中多纵模的LSBS进行了初步研究,认为多纵模情况下,同样可以发生LSBS效应;多纵模容易造成固体光学透明介质的光学击穿破坏,但光学击穿的发生并不一定会阻碍LSBS的继续发生。本文还针对双棒的LSBS散射光能量提取效率进行了实验研究,实验结果表明,单就散射光能量提取效率而言,双棒并不比单棒有优势。
牛燕雄[9]（2005）在《光电系统的强激光破坏及防护技术研究》文中指出随着激光技术在军事领域中应用的日益广泛和深入,使现代战争充斥着激光的威胁。抛开已大量装备部队的激光测距机、激光雷达、激光照射器等不谈,用于攻击光电传感器的各类战术激光武器已大量装备于各军事强国。激光对人眼、光学系统、光电系统的破坏日益受到重视,光电系统的激光破坏及其防护技术已成为光电对抗领域中重要组成部分,并成为该研究领域的焦点。本论文在总装试验技术项目、军队科研项目和解放军军械工程学院重点基金等的资助下,开展了强激光对光学材料、光学元器件、光电探测器件和光电系统的干扰、破坏以及强激光防护技术的研究工作。本文的主要内容和创新点以下:1.系统建立了激光辐照的热力耦合理论模型以激光与物质相互作用和热传导方程为理论基础,首次系统建立了激光辐照的热力耦合理论模型,并对一维非稳态方程、二维非稳态（有限平顶光斑、高斯光斑）方程和三维非稳态温度方程进行理论分析和研究,推导出不同情况下激光辐照材料的温升和热应力方程,并进一步对激光辐照材料的熔融时间和最大熔融深度,气化和烧蚀,冲击波的传播和层裂进行理论研究。2.对激光辐照光学材料的破坏技术进行了研究建立了连续激光辐照工作波段外光学材料的数学模型,首次以波长为10.6μm的CO2激光辐照K9玻璃为例,对基模高斯激光光束辐照材料的温升和热应力场的瞬态分布进行了计算模拟研究,通过曲线拟合确定材料最易损伤的位置,计算出材料的损伤阈值。结果表明:K9玻璃材料的损伤形态为解理破坏,破坏的原因是环向拉伸应力大于材料的抗拉强度,且材料的损伤阈值与辐照时间反向相关,即激光功率密度越高,造成破坏所需的时间越短。建立了连续激光辐照工作波段内光学材料的数学模型,首次对三维热传导方程进行精确求解解析解,得到了三维温度场和热应力场分布,并以波长为1.315μm的氧碘激光辐照熔融石英玻璃为例进行了理论研究。结果表明:当激光的辐照时间为8s时,受激光辐照的入射面与出射面温度均已超过熔融温度,激光造成材料的熔融而穿孔,而此时材料的径向、环向和激光传输方向上的最大热应力均未超过材料的抗拉强度或抗压强度,不足使其产生炸裂或解理。因此,氧碘激光对熔融石英的损伤主要是激光辐照导致材料熔融烧蚀甚至穿孔。研究了连续激光对半导体材料的损伤机理。首次建立了激光辐照圆板型半导体靶材的二维物理模型,求解了热传导和热应力方程,得到了激光辐照引起的温度场和应力场的瞬态分布,分析了辐照时间、光斑半径以及非线性参量对破坏阈值的影响。结果表明:InSb材料的损伤阈值与辐照时间和光斑半径反向相关,且在同一条件下熔融损伤阈值较热应力损伤阈值低,材料的破坏形态为熔融破坏。3.激光对光学器件的破坏技术研究首次对波长为1.06μm的脉冲激光辐照类金刚石（DLC）薄膜的热冲击效应进行了研究。建立理论模型,求解热传导和应力平衡方程,得出了薄膜的温度场和应力场分布。理论分析表明:热应力破坏在脉冲强激光对DLC膜的损伤机理中占主导地位。当辐照能量密度为E0=100mJ·cm-2时,在薄膜表面距光斑中心约40μm区域内的压应力明显超出其断裂强度,将造成膜层的剥离、脱落。理论分析与实验结果基本相符,表明建立热冲击效应模型的正确性。首次对激光破坏四象限探测器进行了理论分析和实验研究。理论分析表明激光对光电探测器的干扰和破坏主要有两方面的原因:一是激光造成半导体材料的“熔化和结晶”,形成漏电通道,等效为一个并联电阻;二是激光造成半导体材料破坏后光敏面面积减小。实验结果表明激光辐照四象限光电探测器中的一个或几个,可造成光电探测器对光斑质心测量的误差。首次建立了激光辐照HgCdTe光电导探测器的非稳态物理模型,得到了温度场分布的数值解,分析瞬态温度场分布随时间变化的关系,讨论了激光辐照对探测器性能参数的影响。理论分析表明:激光对HgCdTe光电导探测器的破坏,主要表现为热效应破坏,且改变材料的禁带宽度、光谱特性和电学特性等重要参数,从而导致探测质量下降,探测器失效,甚至器件的熔蚀。4.光限幅器的优化设计研究以Z扫描技术理论为基础,首先系统研究了介质厚度、介质位置、孔径位置、孔径大小、非线性吸收、非线性折射等因素对光限幅器的影响。5.可溶性碳纳米管光限幅效应研究系统研究了可溶性碳纳米管对波长为1.06μm和0.53μm激光的光限幅效应。实验结果表明:可溶性碳纳米管对波长为1.06μm和波长为0.53μm的激光具有优良的限幅效应。
周萍,郭少锋,陆启生,邓少永[10]（2004）在《横向受激布里渊散射的抑制》文中进行了进一步梳理从非线性光学的耦合波理论出发,结合流体力学的连续性方程,建立了光学元件中窄带泵浦的横向受激布里渊散射的二维理论模型,并在此基础上,利用数值模拟考察泵浦光带宽增加对受激散射过程的影响。研究表明:在一定的条件下,当泵浦光带宽略大于布里渊线宽时,受激散射过程的Stokes增益将显着降低;带宽越大,Stokes增益降低得越多;当带宽大于20GHz时,可以抑制横向受激布里渊散射带来的不良影响。另外,当带宽一定时,调制频率的改变也会影响受激散射过程,可以通过数值模拟确定最佳的调制频率。
二、光学材料中横向SBS的稳态分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光学材料中横向SBS的稳态分析（论文提纲范文）
（1）磁流体的非线性光学性质研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非线性光学性质 |
| 1.2.1 二阶非线性光学效应 |
| 1.2.2 三阶非线性光学效应 |
| 1.3 非线性光学材料 |
| 1.3.1 非线性光学材料分类 |
| 1.3.2 非线性光学材料研究现状 |
| 1.4 磁流体及其应用概述 |
| 1.4.1 磁流体的应用 |
| 1.4.2 磁流体光学方向的研究及应用 |
| 1.5 本论文研究的意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究的意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 磁流体的制备及线性光学特征研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁流体的制备 |
| 2.2.1 磁流体制备方法概述 |
| 2.2.2 水基磁流体的制备 |
| 2.2.3 水基磁流体样品表征 |
| 2.3 磁流体线性光学特征 |
| 2.3.1 磁流体的线性折射率 |
| 2.3.2 磁流体的线性透过率与吸收 |
| 2.3.3 斜角入射下的磁流体光栅的弯曲衍射图 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 磁流体空间自相位调制效应的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间自相位(SSPM)调制效应 |
| 3.2.1 光学克尔效应 |
| 3.2.2 自聚焦和自散焦 |
| 3.2.3 光限幅效应 |
| 3.2.4 空间自相位相关理论 |
| 3.2.5 空间自相位研究历史及发展现状 |
| 3.3 实验台搭建以及实验步骤 |
| 3.4 SSPM 效应的实验结果与讨论 |
| 3.4.1 样品位置对SSPM效应的影响 |
| 3.4.2 波长对SSPM效应的影响 |
| 3.4.3 入射功率对SSPM的影响 |
| 3.4.4 非线性折射率与三阶非线极化率的计算 |
| 3.4.5 磁流体对连续激光光限幅现象的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁流体可调非线性光学性质的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三阶非线性原理 |
| 4.2.1 非线性折射理论 |
| 4.2.2 非线性吸收理论 |
| 4.3 Z扫描相关理论以及实验装置 |
| 4.3.1 Z扫描技术简介 |
| 4.3.2 Z扫描数据曲线拟合 |
| 4.3.3 Z扫描数据计算非线性折射率和非线性吸收系数 |
| 4.3.4 试验台搭建 |
| 4.4 磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.1 研究背景 |
| 4.4.2 四氧化三铁纳米颗粒的光学吸收特性 |
| 4.4.3 在皮秒时域下磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.4 飞秒时域下磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.5 磁流体可调谐非线性光学特性研究 |
| 4.5 磁流体作为饱和吸收体的应用研究 |
| 4.5.1 研究背景 |
| 4.5.2 实验原理和实验装置搭建 |
| 4.5.3 结果与讨论 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 磁流体纳米颗粒团簇形成对其非线性光学性质的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光光场下的动力学 |
| 5.3 样品制备及实验装置 |
| 5.4 实验结果及理论分析 |
| 5.4.1 磁性纳米颗粒团簇的形成 |
| 5.4.2 磁性纳米颗粒团簇恢复时间的研究 |
| 5.4.3 纳米颗粒团簇非线性光学性质的研究 |
| 5.4.4 光镊子作用下的纳米团簇观察以及理论解释 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新成果 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于布里渊散射的分布式光纤传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 基于布里渊散射的光时域分布式光纤传感技术 |
| 1.2.1 光纤的布里渊散射 |
| 1.2.2 光纤的布里渊散射谱 |
| 1.2.3 布里渊光时域反射分布式传感技术原理 |
| 1.3 基于受激布里渊散射光时域传感技术实验研究现状 |
| 1.3.1 典型光纤布里渊传感技术 |
| 1.3.2 高精度布里渊光纤传感技术 |
| 1.3.3 全动态布里渊光纤传感技术 |
| 1.4 光纤中受激布里渊散射理论的研究与模拟 |
| 1.4.1 受激布里渊散射的起振模型 |
| 1.4.2 受激布里渊散射耦合波方程及其求解方法 |
| 1.4.3 受激布里渊散射的数值模拟研究 |
| 1.5 课题研究内容和方案 |
| 第二章 布里渊散射分布式光纤传感理论模型 |
| 2.1 基于布里渊散射的光纤传感原理及物理模型 |
| 2.2 光纤中布里渊散射的数学模型建立 |
| 第三章 布里渊频移与温度/应变的非线性关系研究 |
| 3.1 布里渊频移与温度/应变的非线性关系推导 |
| 3.2 布里渊频移关于温度的非线性系数的确定与分析 |
| 3.2.1 布里渊频移随温度变化的关系系数的确定 |
| 3.2.2 温度对布里渊频移的影响分析 |
| 3.3 布里渊频移关于应变的非线性系数的确定与分析 |
| 3.3.1 布里渊频移随应变变化的关系系数的确定 |
| 3.3.2 应变对布里渊频移的影响分析 |
| 第四章 光纤中受激布里渊散射的数值模拟程序 |
| 4.1 光纤中瞬态耦合波数值离散化 |
| 4.2 数值求解方程初始边界条件 |
| 4.3 布里渊散射离散化方程的数值求解程序 |
| 第五章 布里渊散射分布式光纤传感系统中各光场的数值模拟 |
| 5.1 布里渊散射分布式光纤传感系统中的各光场时空分布特性 |
| 5.1.1 光纤SBS过程中各光场的分布特性 |
| 5.1.2 泵浦光能量对SBS输出波形的影响 |
| 5.2 光纤中温度对布里渊频谱图调制模拟 |
| 5.2.1 光纤中稳态数学模型的建立及求解 |
| 5.2.2 光纤温度对布里渊光频移的调制模拟 |
| 第六章 布里渊散射分布式光纤温度传感系统实验研究 |
| 6.1 布里渊散射分布式光纤温度传感系统 |
| 6.2 光纤温度传感系统温度系数测定实验 |
| 6.2.1 系统温度系数测定实验I |
| 6.2.2 系统温度系数测定实验II |
| 6.3 系统测温分辨率与测温精度实验 |
| 6.4 实验结果与分析讨论 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（3）熔石英玻璃的SBS效应及界面结构对损伤过程影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 受激布里渊散射研究现状 |
| 1.3 课题的研究意义与主要研究内容 |
| 2 数值模拟方法 |
| 2.1 布里渊散射的物理图像 |
| 2.2 SBS非线性声光耦合波方程组 |
| 2.2.1 非线性极化理论 |
| 2.2.2 SBS耦合波方程组 |
| 2.3 数值模拟方法 |
| 2.4 受激布里渊散射造成材料破坏依据 |
| 3 受激布里渊散射破坏机理初步研究 |
| 3.1 激光诱导损伤机理 |
| 3.1.1 杂质及缺陷诱导损伤 |
| 3.1.2 雪崩离化及多光子吸收模型 |
| 3.1.3 受激布里渊散射引起的超声破坏 |
| 3.2 SBS过程的空间分布 |
| 3.3 激光参数对SBS过程的影响 |
| 3.3.1 种子光强对SBS影响 |
| 3.3.2 泵浦光强对SBS影响 |
| 3.3.3 激光波长对SBS影响 |
| 3.4 增益长度对SBS影响 |
| 3.5 高斯脉冲作用下SBS过程发展 |
| 3.6 聚焦高斯脉冲作用下SBS过程发展 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 SBS过程对熔石英损伤过程影响 |
| 4.1 激光诱导损伤的表征 |
| 4.1.1 激光诱导损伤测试规则 |
| 4.1.2 激光诱导损伤阈值 |
| 4.2 样品前期处理 |
| 4.3 实验装置及实验条件 |
| 4.4 样品厚度对熔石英损伤过程影响 |
| 4.5 样品反射率对熔石英损伤过程影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及科研成果 |
（4）大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 理论模型 |
| 3 大口径KDP晶体TSRS的风险判据 |
| 3.1 晶体侧边全透射时TSRS的风险判据 |
| 3.2 考虑晶体侧边反射率时不同脉宽抽运下TSRS的风险判据 |
| 4 结 论 |
（5）高功率激光驱动器受激拉曼散射控制的关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率激光驱动惯性约束聚变概述 |
| 1.2 高功率激光驱动器总体输出能力的功率受限条件 |
| 1.2.1 高功率基频激光脉冲长程空气传输SRRS效应 |
| 1.2.2 高功率三倍频激光脉冲长程空气传输SRRS效应 |
| 1.2.3 大口径KDP晶体中TSRS效应 |
| 1.3 高功率驱动器受激拉曼散射效应研究现状 |
| 1.3.1 空气中受激转动拉曼散射效应 |
| 1.3.2 大口径KDP晶体中横向受激拉曼散射效应 |
| 1.4 论文内容安排 |
| 第二章 受激拉曼散射基本特性 |
| 2.1 SRS物理图像 |
| 2.1.1 自发拉曼散射 |
| 2.1.2 受激拉曼散射 |
| 2.2 SRS数值模型 |
| 2.3 SRS时-空演变特性简述 |
| 2.4 瞬态SRS与稳态SRS |
| 2.4.1 稳态SRS |
| 2.4.2 瞬态SRS |
| 2.5 窄带泵浦SRS与宽带泵浦SRS |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高功率激光脉冲长程传输受激转动拉曼散射 |
| 3.1 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS效应物理图像 |
| 3.2 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS效应数值研究 |
| 3.2.1 数值模型 |
| 3.2.2 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS效应基本特征 |
| 3.2.3 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS阈值影响因素 |
| 3.3 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS效应实验研究 |
| 3.3.1 实验装置及参数 |
| 3.3.2 实验结果及分析 |
| 3.3.3 兆焦耳高功率激光驱动器中SRRS效应 |
| 3.4 高功率激光脉冲长程空气传输SRRS抑制方法研究 |
| 3.4.1 减小泵浦脉冲强度 |
| 3.4.2 减短泵浦脉冲传输距离 |
| 3.4.3 减小介质稳态拉曼增益系数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于"横向运动光束"控制光散射效应的初步研究 |
| 4.1 问题的提出 |
| 4.2 破解SRRS效应"微观"增长机制 |
| 4.2.1 "近场滤波" |
| 4.2.2 "退相干法" |
| 4.2.3 "横向运动光束" |
| 4.3 "横向运动光束"有效抑制SRRS效应初步验证 |
| 4.4 "横向运动光束"对SRRS效应抑制机制初步研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 大口径KDP晶体横向受激拉曼散射 |
| 5.1 大口径KDP晶体TSRS物理图像 |
| 5.2 大口径KDP晶体TSRS效应增长规律 |
| 5.2.1 数值模型 |
| 5.2.2 散射光增长规律 |
| 5.2.3 散射光分布 |
| 5.3 大口径KDP晶体侧边处理对TSRS有效效应控制的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 论文总结 |
| 6.1 论文基本结论 |
| 6.2 论文的不足之处与今后研究重点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）受激布里渊散射若干问题的探索研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外SBS 研究的现状 |
| 1.2.2 国内SBS 研究的现状 |
| 1.2.3 目前SBS 研究中存在的不足 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 SBS 的基本物理过程 |
| 2.1 SBS 的经典理论 |
| 2.1.1 SBS 基本物理过程的经典描述 |
| 2.1.2 SBS 耦合波方程组 |
| 2.2 光波干涉场共振激励布里渊声场 |
| 2.2.1 泵浦光与散射光的干涉场 |
| 2.2.2 讨论 |
| 2.2.3 小结 |
| 2.3 斯托克斯光的反斯托克斯散射 |
| 2.3.1 理论证明 |
| 2.3.2 存在SBS 二次散射的实验验证 |
| 2.3.3 讨论：耦合波方程与二次散射的关系 |
| 2.3.4 小结 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 SBS 与声光效应之间的对比 |
| 2.4.2 SBS 与SRS 之间的对比 |
| 2.4.3 动量守恒和能量守恒的等价条件 |
| 2.4.4 小结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SBS 慢光机制 |
| 3.1 SBS 的慢光理论 |
| 3.1.1 慢光和快光的一般理论 |
| 3.1.2 SBS 慢光的机制 |
| 3.2 光程增大与SBS 慢光效应 |
| 3.2.1 SBS 慢光的基本物理图像 |
| 3.2.2 基于光程变大的SBS 慢光模型 |
| 3.2.3 讨论：慢光的伴随效应及快光 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于声场波前的SBS 相位共轭 |
| 4.1 SBS 相位共轭机制的经典理论 |
| 4.2 基于声场波前的SBS 相位共轭机制 |
| 4.2.1 两束光相位共轭时的声场波前及散射 |
| 4.2.2 两束光非相位共轭时的声场波前及散射 |
| 4.2.3 基于声场波前的SBS 共轭机制 |
| 4.2.4 二次散射对相位共轭的影响 |
| 4.2.5 讨论 |
| 4.2.6 小结 |
| 4.3 干涉场模型应用于布里渊增强的四波混频 |
| 4.3.1 BEFWM 的干涉场模型 |
| 4.3.2 对一般FWM 的借鉴意义 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 干涉场模型的意义 |
| 4.4.2 声光作用过程中两个自动满足的匹配条件 |
| 4.4.3 干涉场模型对工程实践的指导意义与潜在应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 降低SBS 阈值和提高效率的研究 |
| 5.1 影响SBS 阈值和最大效率的因素 |
| 5.1.1 影响SBS 阈值的因素 |
| 5.1.2 影响最大散射效率的因素 |
| 5.1.3 小结 |
| 5.2 增强初始声场以降低SBS 阈值 |
| 5.2.1 理论 |
| 5.2.2 增强初始布里渊声场的实验方案设计 |
| 5.2.3 讨论 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 种子光注入以降低SBS 阈值 |
| 5.3.1 目前的种子光产生方式 |
| 5.3.2 新型种子光发生器的设计 |
| 5.3.3 讨论和小结 |
| 5.4 一种改进的BEFWM 方案 |
| 5.4.1 目前的BEFWM 方案 |
| 5.4.2 改进的BEFWM 方案 |
| 5.4.3 讨论与小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录A SBS 非线性极化率与声场复振幅的关系 |
| 附录B 一种间接验证存在二次散射的实验方案 |
（7）受激布里渊散射的理论模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 课题的研究动态 |
| 1.2.1 布里渊散射水下目标探测的研究概况 |
| 1.2.2 受激布里渊散射理论模型的研究概况 |
| 1.3 本论文研究的主要内容 |
| 1.4 论文的创新点 |
| 第二章 受激布里渊散射的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 受激布里渊散射的一般描述 |
| 2.3 受激布里渊散射的耦合波理论 |
| 2.3.1 受激布里渊散射的非线性极化理论 |
| 2.3.2 受激布里渊散射耦合波方程组的推导 |
| 2.4 受激布里渊散射的基本特性 |
| 2.4.1 受激布里渊散射的阈值特性 |
| 2.4.2 后向受激布里渊散射光的相位共轭特性 |
| 2.4.3 受激布里渊散射光的脉冲压缩特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 受激布里渊散射的数值计算模型 |
| 3.1 受激布里渊散射数值模型的研究概况 |
| 3.1.1 受激布里渊散射噪声起振模型 |
| 3.1.2 对耦合波方程组求解的差分格式 |
| 3.1.3 对耦合波方程组的近似处理方法 |
| 3.1.4 数值模拟中的对受激布里渊散射状态的划分 |
| 3.2 本论文所采用的处理方法 |
| 3.3 受激布里渊散射数值计算模型的建立 |
| 3.3.1 非聚焦泵浦条件下的受激布里渊散射数值模型 |
| 3.3.2 聚焦泵浦条件下的受激布里渊散射数值模型 |
| 3.3.3 边值条件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 受激布里渊散射特性的数值模拟 |
| 4.1 非聚焦泵浦条件下单池受激布里渊散射的数值模拟 |
| 4.1.1 泵浦能量对受激布里渊散射的影响 |
| 4.1.2 池长对受激布里渊散射能量反射率的影响 |
| 4.2 聚焦泵浦条件下单池受激布里渊散射的数值模拟 |
| 4.2.1 泵浦能量对能量反射率的影响 |
| 4.2.2 聚焦深度对能量反射率和波形的影响 |
| 4.2.3 焦距对受激布里渊散射阈值能量的影响 |
| 4.2.4 池长对能量反射率的影响 |
| 4.3 池中功率密度对能量反射率的影响 |
| 4.4 受激布里渊散射光场的横向分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 受激布里渊散射的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非聚焦泵浦条件下的布里渊散射实验研究 |
| 5.3 聚焦泵浦条件下受激布里渊散射的实验研究 |
| 5.3.1 单透镜聚焦条件下受激布里渊散射的实验研究 |
| 5.3.2 组合透镜聚焦条件下受激布里渊散射的实验研究 |
| 5.4 实验结果与理论模拟结果的比较 |
| 5.4.1 非聚焦泵浦情况下的自发布里渊散射 |
| 5.4.2 聚焦泵浦条件下的受激布里渊散射 |
| 5.4.3 由F-P干涉图计算受激布里渊散射后向散射光的频移量 |
| 5.5 本实验系统与他人工作的比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（8）纵向受激布里渊散射的数值模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 概述 |
| 1.1 纵向受激布里渊散射的研究背景 |
| 1.2 纵向受激布里渊散射的发展和研究现状 |
| 1.2.1 国外对LSBS 的研究现状 |
| 1.2.2 国内对LSBS 的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容和方法 |
| 第二章 LSBS 的经典耦合波理论 |
| 2.1 SBS 的经典声光耦合方程组 |
| 2.1.1 SBS 的非线性极化理论 |
| 2.1.2 基于电致伸缩效应的SBS 光波场方程 |
| 2.1.3 基于N-S 方程组的SBS 声波场方程 |
| 2.2 三维瞬态LSBS 声光耦合波方程组 |
| 2.3 LSBS 耦合波方程组的数值求解方法 |
| 2.3.1 LSBS 模型的发展和研究现状 |
| 2.3.2 LSBS 数值模拟的发展和研究现状 |
| 2.3.3 本文求解的三维LSBS 声光耦合波方程组先进性分析 |
| 第三章 LSBS 特性的初步认识及破坏机理的研究 |
| 3.1 LSBS 的光学－力学相干破坏理论 |
| 3.1.1 强激光的破坏机理模型 |
| 3.1.2 LSBS 破坏机理的理论发展 |
| 3.1.3 LSBS 声波场造成的力学破坏判据 |
| 3.2 LSBS 的后向Stokes 散射光特性 |
| 3.3 相互作用长度对LSBS 破坏规律的影响 |
| 3.3.1 矩形脉冲的LSBS |
| 3.3.2 高斯脉冲的LSBS |
| 3.4 材料种类对LSBS 破坏机理等特性的影响 |
| 3.4.1 聚焦高斯光束LSBS 系统的光路分析 |
| 3.4.2 高斯脉冲的频谱分析 |
| 3.4.3 材料种类对LSBS 破坏形貌等特性影响的数值分析 |
| 3.5 泵浦光参数对LSBS 破坏形貌等特性的影响 |
| 3.6 聚焦参数对LSBS 破坏机理等特性的影响 |
| 3.7 聚焦情况下相互作用长度对LSBS 特性的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 LSBS 三维数值模型构建与特性分析 |
| 4.1 高斯光束的三维LSBS 理论模型 |
| 4.2 三维LSBS 的数值求解分析 |
| 4.3 三维LSBS 数值模拟的并行运算 |
| 4.3.1 并行计算平台 |
| 4.3.2 并行算法处理 |
| 4.3.3 并行计算结果与串行计算结果比较 |
| 4.4 Stokes 散射光的波前反转特性 |
| 4.5 Fresnel 衍射场的三维LSBS 理论模型 |
| 4.5.1 LSBS 相位共轭效应校正激光波前畸变原理 |
| 4.5.2 LSBS 校正波前畸变原理的验证方案 |
| 4.5.3 Fresnel 衍射场分布的计算方法 |
| 4.5.4 Fresnel 衍射法验证LSBS 波前畸变校正功能 |
| 4.5.5 LSBS 校正波前畸变原理的数值模拟 |
| 第五章 系统参数对LSBS 特性影响的三维数值分析 |
| 5.1 LSBS 特性参数的定义 |
| 5.2 自发布里渊散射式LSBS 发生器的研究 |
| 5.2.1 理论模型构建 |
| 5.2.2 数值模拟分析 |
| 5.3 泵浦光带宽对LSBS 的抑制作用 |
| 5.3.1 物理模型构建 |
| 5.3.2 数值模拟分析 |
| 5.4 外部种子光注入强度对LSBS 特性的影响 |
| 5.5 聚焦参数对LSBS 特性的影响 |
| 5.5.1 焦距对LSBS 特性的影响 |
| 5.5.2 焦点位置对LSBS 特性的影响 |
| 5.6 泵浦光参数对LSBS 特性的影响 |
| 5.6.1 泵浦光束腰半径对LSBS 特性的影响 |
| 5.6.2 泵浦光能量对LSBS 特性的影响 |
| 5.6.3 泵浦光脉冲长度与脉宽对LSBS 特性的影响 |
| 5.6.4 泵浦光波长对LSBS 特性的影响 |
| 5.6.5 结论 |
| 5.7 材料参数对LSBS 特性的影响 |
| 5.7.1 材料种类对LSBS 特性的影响 |
| 5.7.2 声子寿命对LSBS 特性的影响 |
| 5.7.3 聚焦情况下介质长度对LSBS 特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 熔石英与K9 玻璃中LSBS 特性的实验研究 |
| 6.1 实验原理 |
| 6.2 材料参数对LSBS 特性的影响 |
| 6.3 泵浦光脉宽对LSBS 散射光能量提取效率的影响 |
| 6.4 重复频率对LSBS 散射光能量提取效率的影响 |
| 6.5 聚焦参数对LSBS 特性的影响 |
| 6.5.1 泵浦脉冲重复频率5Hz 时聚焦参数的影响 |
| 6.5.2 泵浦脉冲重复频率1Hz 时聚焦参数的影响 |
| 6.5.3 本节小结 |
| 6.6 多纵模激光的LSBS |
| 6.7 本章小结 |
| 全文总结 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
（9）光电系统的强激光破坏及防护技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光武器及光电系统的干扰和破坏 |
| 1.1.1 激光武器系统 |
| 1.1.2 光电系统的干扰和破坏 |
| 1.2 激光防护技术 |
| 1.2.1 激光防护装置的性能参数 |
| 1.2.2 基于线性光学原理的激光防护技术 |
| 1.2.3 基于非线性光学原理的激光防护技术－激光限幅器 |
| 1.2.4 基于其它原理的激光防护技术 |
| 1.3 激光破坏及其防护技术的研究进展 |
| 1.3.1 激光破坏技术的研究进展 |
| 1.3.2 激光防护技术的研究进展 |
| 1.4 本文主要研究的内容 |
| 第二章 激光与材料的相互作用 |
| 2.1 激光的反射和吸收 |
| 2.1.1 半导体和电介质材料 |
| 2.1.2 金属材料 |
| 2.2 材料的温升 |
| 2.2.1 一维非稳态温度场方程 |
| 2.2.2 二维非稳态温度场方程 |
| 2.2.3 三维非稳态温度场方程 |
| 2.3 材料的熔融 |
| 2.4 材料的热应力 |
| 2.4.1 二维热应力分布 |
| 2.4.2 三维热应力分布 |
| 2.5 材料的气化和烧蚀 |
| 2.6 冲击波的传播与层裂 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 激光对光学材料的破坏研究 |
| 3.1 光学材料概述 |
| 3.1.1 光学材料的基本性能 |
| 3.1.2 常用的光学材料 |
| 3.2 激光对光学材料的破坏 |
| 3.2.1 光学材料的破坏机理 |
| 3.2.2 光学材料的激光破坏阈值 |
| 3.3 激光对光学玻璃的破坏 |
| 3.3.1 工作波段外激光对光学材料的破坏 |
| 3.3.2 工作波段内激光对光学材料的破坏 |
| 3.4 激光对半导体材料的破坏 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光对光学器件和光电器件的破坏研究 |
| 4.1 激光对光学薄膜的破坏研究 |
| 4.1.1 光学薄膜的性质及其种类 |
| 4.1.2 激光对光学薄膜的损伤机理 |
| 4.1.3 光学薄膜的驻波场和温度场 |
| 4.1.4 激光对类金刚石（DLC）薄膜破坏的理论和实验研究 |
| 4.1.5 激光对高反射薄膜的破坏理论研究 |
| 4.1.6 影响光学薄膜损伤阈值的研究 |
| 4.2 激光对光学透镜的破坏研究 |
| 4.2.1 激光对单透镜破坏的理论研究 |
| 4.2.2 激光对胶合透镜破坏的实验研究 |
| 4.3 激光对光电探测器的破坏 |
| 4.3.1 光电探测器破坏的模型 |
| 4.3.2 光电探测器损伤阈值的确定 |
| 4.3.3 激光对光电探测器破坏的实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Z 扫描技术及光限幅优化设计研究 |
| 5.1 Z 扫描技术 |
| 5.1.1 Z 扫描技术及其分类 |
| 5.1.2 闭孔Z 扫描理论 |
| 5.1.3 开孔Z 扫描理论 |
| 5.1.4 “厚”介质的Z 扫描理论 |
| 5.2 光限幅优化设计研究 |
| 5.2.1 介质厚度对光限幅效应的影响 |
| 5.2.2 介质位置对光限幅的影响 |
| 5.2.3 光阑对限幅效率的影响 |
| 5.2.4 透镜焦距对光限幅的影响 |
| 5.3 非线性吸收与非线性折射的相互作用 |
| 5.3.1 非线性折射对非线性吸收的影响 |
| 5.3.2 非线性吸收对非线性折射的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 碳纳米管光限幅效应研究 |
| 6.1 碳纳米管的发现和发展 |
| 6.2 碳纳米管的结构和制备 |
| 6.2.1 碳纳米管的结构 |
| 6.2.2 碳纳米管的制备 |
| 6.3 碳纳米管的应用 |
| 6.4 碳纳米管在光限幅中的应用 |
| 6.5 可溶性碳纳米管的光限幅效应实验研究 |
| 6.5.1 实验材料 |
| 6.5.2 光限幅机理的探讨 |
| 6.5.3 可溶性碳纳米管光限幅特性的实验研究 |
| 6.6 碳纳米管在光限幅器中的应用形式 |
| 6.6.1 悬浮液的实现形式 |
| 6.6.2 膜的实现形式 |
| 6.6.3 溶液的实现形式 |
| 6.6.4 前景展望 |
| 6.7 本章小结 |
| 全文总结和工作展望 |
| 一、全文总结 |
| 二、工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、光学材料中横向SBS的稳态分析（论文参考文献）
- [1]磁流体的非线性光学性质研究[D]. 杨祥鹏. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]基于布里渊散射的分布式光纤传感技术研究[D]. 李圆. 北京石油化工学院, 2018(01)
- [3]熔石英玻璃的SBS效应及界面结构对损伤过程影响研究[D]. 倪锐芳. 西南科技大学, 2015(03)
- [4]大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究[J]. 王静,张小民,李富全,韩伟,李恪宇,冯斌. 中国激光, 2011(05)
- [5]高功率激光驱动器受激拉曼散射控制的关键问题研究[D]. 王静. 中国工程物理研究院, 2011(04)
- [6]受激布里渊散射若干问题的探索研究[D]. 朱永祥. 国防科学技术大学, 2009(04)
- [7]受激布里渊散射的理论模拟与实验研究[D]. 徐德. 浙江大学, 2008(09)
- [8]纵向受激布里渊散射的数值模拟与实验研究[D]. 邓少永. 国防科学技术大学, 2006(05)
- [9]光电系统的强激光破坏及防护技术研究[D]. 牛燕雄. 天津大学, 2005(02)
- [10]横向受激布里渊散射的抑制[J]. 周萍,郭少锋,陆启生,邓少永. 强激光与粒子束, 2004(07)