【摘 要】
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近年来,随着我国信息科技的飞速发展,光纤传感技术在众多领域中得以应用,推动了许多行业的发展,发展前景十分广阔。受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）是光纤中一种重要的非线性效应,在光纤传感器、光纤激光器等方面具有广阔的应用价值。目前针对SBS的研究主要集中在抑制SBS效应以减少其对系统的影响以及利用SBS效应实现分布式光纤传感两个方面。本文基于表征
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近年来,随着我国信息科技的飞速发展,光纤传感技术在众多领域中得以应用,推动了许多行业的发展,发展前景十分广阔。受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）是光纤中一种重要的非线性效应,在光纤传感器、光纤激光器等方面具有广阔的应用价值。目前针对SBS的研究主要集中在抑制SBS效应以减少其对系统的影响以及利用SBS效应实现分布式光纤传感两个方面。本文基于表征光纤材料特性的W-S可加性算法,对不同掺杂材料构成的少模光纤中受激布里渊散射特性以及温度和应变传感特性进行了研究,主要研究内容如下:（1）构建了表征光纤材料特性的W-S可加性模型,并进行了验证。通过对光纤中光学模式和声学模式的场分布的求解,得到了少模光纤中不同光学模式对与所激励声学模式之间的声光有效面积公式和布里渊增益谱表达式。进一步详细推导了光纤中布里渊频移随温度和应变变化的公式。（2）研究了基于受激布里渊散射特性的非热传感应用。通过W-S可加性模型分析La2O3-Al2O3-SiO2（SAL）光纤的布里渊增益谱,探究了SAL光纤参数（半径和掺杂材料的浓度比）对传感特性的影响,并且基于SAL光纤,证实利用掺杂材料特性可实现受激布里渊散射的抑制。最后,提出了一种性能更优的SAL-a光纤,在满足非热传感条件的同时,提升了应变灵敏度。（3）研究了五种不同掺杂材料（GeO2、BaO、P2O5、SrO、La2O3）的M型少模光纤的布里渊散射特性及温度应变同时传感应用。研究结果表明:基于这五种不同掺杂材料的M型少模光纤中的LP01-LP01模式对和LP01-LP11模式对均可以做到温度和应变同时传感。当掺杂材料浓度相同时,掺杂GeO2的M型少模光纤的温度和应变的传感性能最优。
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