受激布里渊散射英文解释翻译、受激布里渊散射的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 stimulated Brillouin scattering
分词翻译:
受的英语翻译:
accept; bear; endure; recieve; stand; suffer
激的英语翻译:
arouse; dash; fierce; sharp; stimulate; surge; swash; violent
【建】 kinase
布里渊散射的英语翻译:
【化】 Brillouin scattering
专业解析
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS) 是一种重要的非线性光学现象,指当高强度激光在介质(如光纤或晶体)中传播时,光波与介质内自发布里渊散射产生的声波(声子)发生受激相互作用,导致部分入射光能量发生频率下移(斯托克斯频移)并向后散射的过程。
核心机制与特点:
-
声光耦合
强激光的电场通过电致伸缩效应在介质中产生周期性密度变化(声波场),该声波场反过来调制介质的折射率,形成移动的光栅。入射光在此光栅上发生散射,产生频率略低于入射光的后向斯托克斯光。频移量(布里渊频移)由介质声速和激光波长决定,公式为:
$$
Delta u_B = frac{2n v_a}{lambda}
$$
其中 ( n ) 为折射率,( v_a ) 为声速,( lambda ) 为入射光波长。
-
阈值特性
SBS存在功率阈值,当入射光强度超过阈值时,散射光强度呈指数增长。阈值与介质特性(如增益系数、声子寿命)及光束特性(如谱宽、空间分布)相关。
-
方向性与带宽
散射光严格沿入射光反向传播,且具有极窄的增益带宽(通常<100 MHz),对光源线宽敏感。
应用领域:
- 光纤通信:SBS可能限制入纤功率,需通过调制光源展宽谱宽以抑制其影响;同时可用于分布式光纤传感(温度/应变测量)。
- 激光器设计:用作相位共轭镜补偿波前畸变,或产生窄线宽斯托克斯激光。
- 微波光子学:利用SBS实现可调微波光子滤波器及慢光存储。
参考来源:
- 光学原理权威解释:详见 R.W. Boyd, Nonlinear Optics (Elsevier),第9章(声光散射机理)。
- 工程应用综述:IEEE Journal of Lightwave Technology, "SBS in Optical Fibers: Fundamentals and Applications" (2020)。
- 标准定义参考:美国光学学会(OSA)Optics & Photonics Dictionary 词条 "Stimulated Brillouin Scattering"。
网络扩展解释
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)是一种由强光与介质中声波相互作用引起的非线性光学现象。其核心机制和特性可概括如下:
1.基本原理
- 物理机制:SBS源于光波与介质中声学声子的相互作用。当高强度泵浦光在介质(如光纤)中传播时,通过电致伸缩效应(介质密度因光场作用发生周期性变化)产生声波,形成移动的密度光栅。反向散射的斯托克斯光与泵浦光干涉,进一步放大声波振幅,形成正反馈。
- 能量守恒:该过程满足能量和动量守恒,表现为一个泵浦光子湮灭,同时产生一个散射光子(斯托克斯光)和一个声学声子。斯托克斯光频率低于泵浦光,偏移量称为布里渊频移,典型值约为11 GHz(对应波长偏移0.09 nm)。
2.与自发布里渊散射的区别
- 自发散射:普通光传播时因介质微观不均匀性产生微弱后向散射,频移相同但强度低。
- 受激散射:强光条件下(超过临界功率),散射光被显著放大,形成高强度后向传输的斯托克斯波,且具有方向性强、线宽窄等受激发射特性。
3.关键特性
- 后向主导性:在光纤中,SBS主要表现为后向散射,前向散射可忽略。
- 功率限制:SBS会限制光纤传输功率,超过阈值时大部分光功率转化为反向斯托克斯波,导致信号衰减和噪声。
- 可逆性:散射光在一定条件下可再次发生SBS,形成光波再生,这一特性在光信号处理中有应用潜力。
4.应用与影响
- 光纤通信:需控制光功率以避免SBS引起的信号损失;同时利用其频移特性开发分布式光纤传感技术。
- 非线性光学研究:SBS为光与物质相互作用、声子动力学等研究提供了重要模型。
受激布里渊散射揭示了强光与介质声波的非线性耦合规律,其研究对光纤通信系统设计、新型光学器件开发及基础物理研究均有重要意义。需注意的是,实际应用中需权衡其功率限制效应与非线性调控优势。
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