布里渊动态光栅(Brillouin dynamic grating,BDG)因具有动态生成、参数可控、读写分离等特点,在分布式光纤传感、高精度光谱分析、全光信号处理等方面具有广泛应用。目前布里渊动态光栅主要包括两类,一类是依据光纤介质不同,分别有单模光纤BDG、保偏光纤BDG、少模光纤BDG以及光子晶体光纤BDG。另一类,通过改变光源特性来产生相应的布里渊动态光栅,诸如引入啁啾量,产生啁啾BDG;对光源进行相位调制,产生相移BDG;或者采用混沌光源,产生混沌BDG等。在此基础上,本文提出了一种新型的随机布里渊动态光栅,该随机BDG类似于随机光纤布拉格光栅可提供随机反馈,在随机光纤激光器、随机多参数传感器、超声波传感器等方面具有重要的应用前景。本文通过五波耦合方程搭建数值仿真模型,分别利用随机脉冲光和混沌光两种光源产生了随机布里渊动态光栅。具体研究工作开展如下:(1)基于上述模型,利用随机脉冲光产生了随机布里渊动态光栅,并对其相关特性进行分析研究。数值仿真中采用8 m保偏光纤,产生的光栅平均维持时间为40 ns。通过对其研究发现:随机脉冲光宽度与随机BDG反射谱宽度、光栅长度均成反比,对光栅强度无影响;随机脉冲光功率对随机BDG反射谱宽度无影响;光纤长度仅会影响随机BDG产生位置,但其随机状态不变。(2)利用混沌光产生随机布里渊动态光栅,并对其相关特性进行分析研究。数值仿真中采用2 m保偏光纤,产生的光栅平均维持时间为60 ns。通过对其研究发现:利用混沌光产生的随机BDG声波场维持时间更长,光栅强度和长度均会增加。混沌光相干长度和维持时间增加,光栅长度增加、强度增大;混沌光功率增大,光栅强度呈非线性增加、长度不变;光纤长度仅会影响随机BDG产生位置,但对其随机状态并无影响。另外,简要分析了随机布里渊动态光栅在随机光纤激光器方面的应用优势及拟开展的实验方案。