數字研究激勵布裡淵散射門檻值與泵浦強度波動的依賴關系
前言：在過去的幾十年中，受激布裡淵散射（SBS）因其廣泛的應用而受到關注，如SBS相位共轭鏡的相位失真補償，脈沖壓縮，光束組合與整理，布裡淵放大，頻率梳，光信号處理等。
SBS是一種三階非線性光學效應，嚴格依賴于布裡淵增益（即G = gIL，其中g是布裡淵媒體的增益系數，I是泵浦強度，L是布裡淵媒體的長度）。
布裡淵增益應超過某些特定值才能産生SBS，這就是所謂的SBS門檻值，在影響SBS特性的各種參數中，SBS門檻值非常重要，近年來已經進行了許多關于該參數的研究。
據報道，受激布裡淵散射（SBS）是窄線寬雷射系統功率擴充的主要障礙，因為在非線性效應中它幾乎具有最低的門檻值之一。
在高功率單頻雷射器中，抑制SBS起着重要作用，在光纖雷射放大器和雷射等離子體研究中有幾項關于SBS抑制的研究。
提高SBS門檻值的一種非常流行的方法是通過相位調制擴充泵浦光譜，但是，在使用相位調制技術時，脈沖波形的頂部會出現頻率調制到幅度調制（FM到AM）的效應。
FM到AM效應使原始平滑的雷射脈沖添加了正弦強度調制，當這些類型的雷射脈沖用作SBS研究的泵浦時，門檻值可能會有所不同。
幾乎沒有找到任何研究涉及SBS門檻值與泵浦脈沖的時間強度調制之間的依賴關系，這使得這個領域基本上未被開發，對泵浦脈沖的時間正弦強度調制對SBS門檻值的影響進行了數值研究。
基于描述SBS過程的經典三波耦合方程，可以計算出随着時間強度調制指數和調制頻率的變化而得出的SBS門檻值。
泵浦脈沖從布裡淵媒體的一端注入，沿媒體縱軸的其他局部泵浦強度為零，開始時沒有激發斯托克斯光，其振幅設為零，聲波ρ 是一個均值為零的複高斯随機分布函數。
利用上述提出的數值模型和主要參數，可以研究具有正弦調制泵浦脈沖的SBS門檻值，為了描述泵浦脈沖的時間調制，考慮了失真準則和調制頻率。
在不同失真準則下（且固定平均泵浦強度為320 MW/cm²）泵浦和相應斯托克斯光的波形，可以清楚地看出，斯托克斯脈沖的強度随着α因子的變化而變化。
α的值越高，反射斯托克斯光的強度越低，這表明泵浦脈沖的時間強度調制在一定程度上抑制了SBS的産生。
當強度調制因子低于30%左右時，SBS門檻值基本保持穩定，幾乎沒有增加，當α因子高于30%時，門檻值值會呈指數增加。
泵浦脈沖可以看作是五個單獨的短脈沖和一個脈沖寬度為5 ns的長基底的堆疊，每個子脈沖的脈沖寬度約為1 ns，其相關的SBS門檻值高于5 ns的基底。
子脈沖的百分比與α線性增加，總能量反射率下降，SBS門檻值随着α的增加而增加，正弦調制泵浦脈沖的調制頻率可以用具有固定脈沖寬度5 ns的調制峰數來描述。
對于固定的泵浦平均強度（320 MW/cm²）和脈沖寬度，使用3、5、7、9和11個調制峰數計算泵浦和斯托克斯光的波形。
随着調制峰數的增加，斯托克斯脈沖的持續時間縮短，而斯托克斯脈沖的峰值強度基本保持不變，也就是說，反射能量随着泵浦脈沖調制頻率的增加而減少，能量保持不變。
調制頻率越高，SBS門檻值越高，當調制峰數在15以下時，SBS門檻值随着調制峰數的增加而增加，而在調制峰數較大時保持穩定。
正弦調制泵浦脈沖可以被看作是幾個子脈沖的疊加，每個子脈沖都獨立地激發SBS，而門檻值由總反射率确定。
随着調制峰數的增加，每個峰的脈沖持續時間減少，瞬态效應變得顯著，當泵浦脈沖寬度縮短至布裡淵媒體的聲子壽命時，SBS門檻值會相應增加。
當調制峰數大于15時，子脈沖持續時間小于三倍聲子壽命，并且其變化範圍變窄，進而導緻SBS門檻值的平滑變化。
由FM到AM效應引起的正弦調制雷射脈沖在高功率雷射系統中很常見，當這種雷射脈沖用作泵浦源時，需要詳細研究SBS門檻值與時間調制之間的關系。
結語：根據數值計算的結果可知，激勵布裡淵散射門檻值與泵浦強度波動的依賴關系為，當失真準則低于30%時，SBS門檻值幾乎保持穩定，影響微乎其微。
當α因子大于30%時，門檻值值将呈指數增加。，SBS門檻值随子脈沖持續時間的縮短而增加，但當子脈沖持續時間低于聲子壽命的三倍時，SBS門檻值趨于保持不變。
