1 河北工业大学 能源与环境工程学院，天津 300401
2 河北省热科学与能源清洁利用技术重点实验室，天津 300401
3 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
4 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
5 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150009
受激布里渊散射相位共轭镜（SBS-PCM）因能实时补偿静态和动态波前畸变、提高光束质量，在激光领域受到广泛关注，但仍存在高功率泵浦下引发损伤和输出光束质量下降的问题。液体增益介质具有高增益、高抗损伤阈值和尺寸拓展性强的特点，目前是高能高功率激光领域最广泛应用的SBS介质，但随着注入功率的提升，热效应引发的液体介质热对流会导致反射Stokes光中出现波前畸变，降低了其光束质量补偿效果。文中发展了高功率泵浦下介质池内热对流的数值模型，定量分析了热对流强度随相互作用时间的变化规律，着重探讨了泵浦光重复频率对热对流强度分布的影响，并结合热对流强度解释了光斑畸变程度。研究结果表明：泵浦光注入初期，热对流强度在达到极值后小幅下降最后趋于稳定；泵浦光重复频率是影响热对流强度的重要因素，热对流强度与重复频率呈正相关；随着热对流强度的增强，光斑偏移程度逐渐增大。文中从液体介质流动性角度分析了泵浦光重复频率与介质热对流的关系，对完善光热效应模型提供了新的研究方向。
受激布里渊散射 相位共轭镜 热对流 热效应 二次流 stimulated Brillouin scattering (SBS) phase conjugate mirror thermal convection thermal effect secondary flow 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230415
南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子学院, 南京 210046
为探究IQ不平衡产生机理, 结合偏振复用(PDM)、16进制正交幅度调制(QAM)、相位共轭孪生波(PCTW)、正交频分复用(OFDM)、波分复用(WDM)等技术, 采用OptiSystem软件搭建了PCTW-OFDM-WDM系统, 分析了概率整形、串扰、统计相关噪声引起IQ不平衡的机理。理论分析和仿真结果表明: IQ不平衡是由多种因素造成的, 只有过大的IQ不平衡才会对系统性能产生较为明显的影响; 几何整形方案对系统IQ不平衡和性能改善的作用有限; 在时隙和子载波PCTW模式下, 适当地改变共轭分量的分布位置可有效改善IQ不平衡, 并获得比相邻结构更好的传输性能表现。
相位共轭孪生波 正交频分复用 IQ不平衡 非线性效应 星座整形 phase conjugate twin waves orthogonal frequency division multiplexing IQ imbalance nonlinear effect constellation shaping
1 School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Key Laboratory of Hunan Province On Information Photonics and Freespace Optical Communications, School of Information Science and Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China
Frontiers of Optoelectronics
2022, 15(3): s12200
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学 西安市计算成像重点实验室，陕西 西安 710071
3 西安电子科技大学 前沿交叉研究院，陕西 西安 710071
散射是光学成像中普遍存在的现象，成像路径中存在的烟雾、水体、生物组织等散射介质导致光束发生随机散射效应，使得像面处目标信息以杂乱无章的散斑形式存在，如何应对散射介质对成像的限制是当前光学成像领域的研究热点。全息技术能够记录和重建物体全部信息，是获取和解译光场信息的有力工具之一。近年来，传统全息以及相关全息理论被推广应用至散射成像领域，取得了一系列突破性成果，文中主要介绍与归纳了散射成像领域中应用全息技术的理论原理、发展历史及最新进展，并展望其发展前景。
散射成像 计算成像 相位共轭全息 合成波长全息 相关全息 scattering imaging computational imaging phase conjugate holography synthetic wavelength holography correlation holography 红外与激光工程
2022, 51(8): 20220307
1 中北大学 信息与通信工程学院，太原
2 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津
3 河北工业大学先进激光技术研究中心，天津
基于液体介质的受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering, SBS)因其具有大能量负载、高能量转换效率、对纳秒脉冲的高效率压缩、相位共轭特性、改善光束质量、高量子转换效率等诸多优点广泛应用于高功率激光系统中。液体SBS相位共轭、脉冲压缩和激光组束等作为重要的研究方向，得到了研究学者的广泛关注和研究。本文介绍了SBS的基本原理和不同SBS增益介质特性，回顾了液体SBS相位共轭镜、脉冲压缩器和激光组束在高功率激光系统中的研究进展并对发展方向进行了展望。
受激布里渊散射 高功率激光 相位共轭镜 脉冲压缩 激光组束 stimulated Brillouin scattering (SBS) high-power lasers phase conjugate mirrors pulse compression beam combination
利用双模行波模型，数值研究了半导体环形激光器（SRL）在相位共轭交叉光反馈下的非线性动力学特性。研究发现，当两个模式的相位变化不同步时，SRL表现出低频反相振荡，其振荡周期随着反馈时间的增大逐渐增加。而对于相位变化同步的情况，通过改变注入强度，SRL可输出单周期态、多周期态和混沌态。利用自相关函数识别了产生的混沌信号的时延特征（TDS）并利用功率谱技术计算了相应的带宽，发现TDS随着反馈强度的增加先逐渐减小再增大，而带宽随着反馈强度的增加呈近似线性增加。这说明通过恰当调节反馈强度，混沌信号的TDS可以被较好地抑制，该信号可应用于安全保密通信和随机数产生中。
非线性光学 半导体环形激光器 相位共轭 混沌 时延特征 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1919001
南京邮电大学 电子与光学工程学院，南京 210046
为抑制光传输系统的非线性效应，提出了一种改进的高阶调制格式与非线性分离技术相结合的32信道正交脉冲整形双相位共轭孪生波(QPS dual-PCTW)非线性抑制方案。利用Optisystem和Matlab联合仿真，分别搭建了16阶正交幅度调制(16QAM)和64QAM下有无QPS dual-PCTW方案的32信道非线性分离模型，通过仿真分析不同条件下的系统误码率来研究该方案对非线性效应的抑制效果。仿真结果表明：无论是否使用QPS dual-PCTW方案，四波混频(FWM)效应都对系统性能有较大程度的影响；当使用QPS dual-PCTW方案时，影响系统性能的主导因素为码间干扰。
双相位共轭孪生波 正交脉冲整形 非线性效应 四波混频噪声 正交幅度调制 dual-phase conjugate twin waves quadrature pulse shaping nonlinear effect four-wave mixing noise quadrature amplitude modulation
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心，北京 100094
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)是一种光学三阶非线性效应，其反射光具有相位共轭特性，在振幅、相位、偏振方面与入射光呈现时间反演关系，并保持与入射光相同的波前。在主振荡功率放大（Master Oscillator Power-Amplifier, MOPA）结构的纳秒激光器中，激光放大器中的热效应及光路中大量的光学元件使传输光束存在严重的波前畸变，在恶化光束质量的同时也限制了功率进一步提升的可能性。在此类激光器中使用基于受激布里渊散射的相位共轭镜(Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror, SBS-PCM)，使光束往返通过引入严重波前畸变的激光放大器能够实时补偿畸变，从而优化激光器的输出光束质量，并有利于功率的进一步提升，进而促进纳秒激光器向着兼顾高功率和高光束质量的方向发展，因此在高功率纳秒激光器中得到广泛应用。文中首先从理论方面简要介绍了SBS-PCM的基本原理及其相位共轭特性，其次对比了不同SBS-PCM介质的特点及适用范围，概述了国内外机构对SBS-PCM的研究进展及高功率纳秒激光器中SBS-PCM的典型应用情况及发展历程，并最终对SBS-PCM发展趋势进行了展望。
激光器 受激布里渊散射 相位共轭镜 高功率激光 lasers stimulated Brillouin scattering phase conjugate mirror high power laser 红外与激光工程
2021, 50(5): 20211024
Department of Medical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA)
红外与激光工程
2019, 48(7): 0702001
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
采用受激布里渊散射(SBS)现象的自泵浦相位共轭镜（PCM）特性在改善激光相位分布进而提高光斑能量集中度方面具有重大应用价值。基于后向SBS散射光的相位共轭特性, 数值模拟了不同畸变程度和不同取样孔径对SBS-PCM校正效果的影响, 并搭建SBS-PCM波前畸变补偿实验系统, 对不同影响因素的补偿效果进行验证。仿真及实验研究结果表明: 在弱畸变情况下光斑经系统补偿后相对强畸变情况分布更均匀规整, 光斑能量集中度更高; 在强畸变情况下大取样孔径显示出优势, 校正效果更佳。仿真和实验结果均表明, SBS-PCM有较强波前畸变校正能力。
激光通信 波前校正 受激布里渊散射 相位共轭镜 laser communication wavefront correction stimulated Brillouin scattering phase conjugate mirror 红外与激光工程
2018, 47(11): 1122001
