基于前向受激布里渊散射效应的声光相互作用的研究

受激布里渊散射效应在实现高分辨率、高灵敏度的应力与温度传感、可变光学延迟线、微波光子学和全光信号处理等领域有着广泛的应用。目前前向受激布里渊散射效应主要在光子晶体光纤中实现，这需要较长的声光相互作用距离以及较大的注入功率。为了实现片上的前向受激布里渊散射效应，就需要对波导进行设计以增强光场和声场之间的相互作用，减小波导长度，降低泵浦功率。武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室孙军强教授带领博士生张芮闻等人利用混合声光波导，实现了片上的前向受激布里渊散射。通过理论仿真他们分析了不同结构的混合波导中的声光相互作用过程，优化波导设计以增强前向布里渊效应。实验中测得的布里渊频移达到了2.425 GHz，相应的Q值为1100。该混合声光波导由两种材料构成，可以实现对光场和声场的独立控制，具有良好的调谐性。这种结构可以广泛应用在全光信号过程中。2016年6月13日，该研究成果「Analysis of acousto-optic interaction based on forward stimulated Brillouin scattering in hybrid phononic-photonic waveguides」发表在OSA旗下期刊Optics Express(Vol.24, no.12, PP.13051-13059, 2016)杂志。该项研究得到国家自然科学基金(61377074)的资助。

图 (a) 多纵模激光注入波导前测得的拍频信号;(b) 多纵模激光注入波导后测得的拍频信号(没有泵浦光);(c) 多纵模激光注入波导后测得的拍频信号(有泵浦光);(d) 泵浦光和Stokes光的拍频信号。

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