【摘 要】
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受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)效应具有高增益、窄带宽和低阈值等特点，已在光纤激光器、分布式光纤传感器以及光滤波器等技术中实现了应用。本文深入研究了SBS效应的偏振相关性，并将其应用于布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA)系统偏振衰落的抑制以及偏振态(State of Polarization，SOP)的测量。主要研究内容和成果为：
(1)从SBS效应的物理过程出发，理论
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受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)效应具有高增益、窄带宽和低阈值等特点，已在光纤激光器、分布式光纤传感器以及光滤波器等技术中实现了应用。本文深入研究了SBS效应的偏振相关性，并将其应用于布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA)系统偏振衰落的抑制以及偏振态(State of Polarization，SOP)的测量。主要研究内容和成果为：
(1)从SBS效应的物理过程出发，理论分析了在光纤随机双折射和SBS效应的双重作用下泵浦光功率及SOP、斯托克斯光功率及SOP的演化过程，并给出了斯托克斯光所获增益随泵浦光及斯托克斯光SOP的变化关系。
(2)针对BOTDA系统中的偏振衰落问题，提出了一种基于延时正交泵浦的偏振衰落抑制技术。先利用马赫-泽德结构的装置实现了单一泵浦脉冲到延时正交泵浦脉冲对的转化，再将对应于两脉冲的布里渊增益曲线相加并平均，可抑制偏振衰落导致的布里渊增益曲线波动。研究结果表明：使用该技术后布里渊增益曲线的波动减少约88%，且该技术具有结构简单、稳定性好的特点。
(3)针对信号带内波长相关SOP测量问题，提出了一种基于偏振相关窄带滤波的SOP测量方法。通过扫描激发SBS效应的泵浦光波长，获得分辨率为0.1pm量级的信号光高分辨率光谱，再通过测量对应泵浦光6种特定偏振状态下的信号光谱，反演信号光中各波长成分SOP对应的斯托克斯矢量。研究结果表明：采用该方法可实现40Gb/s非归零-差分正交相移键控(Nonreturn-to-zero Differential Quadrature Phase-shift Keying，NRZ-DQPSK)信号平均误差为0.018的带内波长相关SOP测量。
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