对光的群速度进行调控,即快慢光现象。由于其有可能在全光通信、光传感、非线性效应增强以及光控相控阵雷达等方面得到应用,因而具有重要的研究意义。而在光纤中控制光的群速度由于具有室温工作、和光通信系统兼容性好等优点,得到了广泛的关注。目前已经有一些方案在光纤中实现了可控快慢光。然而由于其各自的局限性,距离实际应用还有很长的路要走。本文对光纤中的群速度调控现象展开了研究,提出了几种新的快慢光方案。同已有方案相比,这几种方案都在不同方面得到了一定的改进,有望能得到更好的应用。本文提出了基于光纤环增强的布里渊自加快快光,通过环形器将布里渊散射的斯托克斯光反向引入相互作用光纤,得到了更大的信号提前量,也获得了更高的提前量产生效率。实验中当入射光功率增大到16.25 dBm时,我们观测到10 ns的传输提前量。提前量与入射光功率成近似的线性关系,比值约为1.67 ns/dBm。本文首次通过实验观察到有源光纤光栅慢光。在实验中我们发现,改变泵浦功率时,增益系数的虚部对群延迟改变的作用不大。在有源光纤光栅中实现可控快慢光的机制主要是由于泵浦光改变了增益系数的实部导致了信号光的失谐量也随之发生变化,因而对于一束中心波长位于光栅边带附近的信号光来说,当泵浦光强度变化时,其群延迟也会发生较大的改变。实验中我们观察到了最大0.9 ns的群延迟变化。本方案结构非常简单,易于实现。本文首次报道了在掺铒光纤中利用交叉增益调制效应控制光速,实现从超慢光到超快光乃至负群速度的传输。首次观察到通过改变控制光的调制相位控制信号光群延迟的现象。实验中,我们利用一段14 m长400 ppm的掺铒光纤,在20 kHz的调制频率下获得了1.69×106 m/s的超慢光以及3 .3×105 m/s的负群速度。此外,我们还对同向XMG慢光,以及群延迟随调制频率增加而减小的现象进行了实验研究。本方案具有更大的延迟带宽,更短的作用光纤,且控制光和信号光的波长可以设置在掺铒光纤增益带中的任意位置,不需要刻意的控制波长差等优点。本文中,我们首次对有源环形腔快慢光现象从理论上进行了具体的分析。相对于无源环形腔快慢光,本方案的优点主要在于结构更加简单,且可以避开损耗峰,在获得较大群延迟的同时得到信号的增益。
