[科普中国]-受激布里渊散射

布里渊散射起源于激光电场与分子或固体中的声波场的相互作用，也就是光子与声子的相互作用，又称声子散射。强入射激光场在介质中感应出强声波场，并被它散射的一种非线性光效应。与自发布里渊散射不同，受激布里渊散射的产生过程是：在激光的电场作用下，通过电致伸缩效应，使介质发生周期性密度和介电常数的变化，感生声波场，而导致入射光与声波场间发生相干散射过程。

强泵浦激光场射入介质时，光波场的电致伸缩效应开始起作用，使介质内某些状态的声频振动（声子）得到极大增强，增强了的声波场又反过来增强对入射激光的散射作用，声波场、激光波场、激光的散射光波场在介质中同时存在，互相耦合。当入射激光的强度达到阈值后，使介质内声波场与散射光波场的增强作用补偿各自的损耗作用，产生感应声波场与布里渊散射光波场的受激放大或振荡效应，散射光具有发散角小、线宽窄等受激发射的特性，故称为受激布里渊散射（SBS）1。

SBS的阀值光功率为：

其中，gB为布里渊增益系数，Aeff为纤芯面积、Leff为有效作用长度。

（1）选用频谱较宽的Laser；

（2）Bias调制，改变激光的波长；

（3）通过改变EA，使激光器的啁啾改变。

在利用布里渊散射对物体进行探测的过程中，由于布里渊散射的频移与人射光频的比值小于10的负6次方，而且散射光的信号强度很弱。因此,要实现对布里渊散射谱的测量，就需要高功率、窄线宽的激光器和高灵敏度、高精度的探测设备。目前，对布里渊散射谱的测量主要有法布里一拍罗干涉仪探测法、边缘探测法和光拍频探测法等2。