Stimulated Brillouin Scattering Thresholds in Optical Fibers for Lasers Linewidth Broadened with Noise
用于加宽光源的线宽的相位和/或强度调制技术是抑制光纤中的受激布里渊散射（SBS）的公知方法。用于以简单方式实现显著带宽增强的常用技术是使用滤波噪声源进行相位调制。我们将在这里证明，在这种情况下，噪声的随机性质需要包括长度相关的SBS阈值增强校正。这种效应对于大多数高功率光纤放大器所共有的短光纤长度变得特别显著。
2013-01-24 physics.optics
Crosstalk-free multi-wavelength coherent light storage via Brillouin interaction
受激布里渊散射驱动光信号与声学声子之间的相干相互作用，并且这种效应可以用于在声波中存储光信息。当在布里渊过程中同时采用多个光学频率时，会出现一个重要的考虑因素：在这种情况下，由每个光学波长寻址的声学声子可以通过远小于声学声子线宽的频率分离，这可能导致光学模式之间的串扰。在这里，我们将基于布里渊的光存储的概念扩展到多个波长信道。我们的实验和理论表明，在空间扩展的声子的长度上的累积相位失配允许每个光波长通道，以解决一个不同的声子模式，确保可忽略的串扰，即使声子在频率上重叠。此外，我们证明了严格的相位匹配条件，使光声传输的相干性在紧密间隔的多个声频保存。宽带脉冲的这种特定相位失配具有深远的影响，允许在基于布里渊的光存储、多频布里渊传感、多波长布里渊激光器、并行微波处理和量子光子-声子相互作用中进行密集波长复用。
2018-10-05 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering from surface acoustic waves in sub-wavelength photonic microwires
光纤中的布里渊散射是光与声之间的基本相互作用，具有从光学传感器到慢光和快光的重要意义。在通常的光纤中，光既激发又感受剪切和纵向体弹性波，从而产生前向引导声波布里渊散射和后向受激布里渊散射。在一个亚波长直径的光纤，情况发生了巨大的变化，因为我们在这里报告的第一个实验观察受激布里渊散射表面声波。这些瑞利型超声波以3400 m.s $^{\mathrm{-1}}$的比速度在导线表面传播，并以约6 GHz的多普勒频移反向散射光。由于这些声共振对表面缺陷或特征高度敏感，因此表面声波布里渊散射为各种传感应用开辟了新的机会，但也在其他领域，如微波光子学和非线性等离子体。
2014-01-10 physics.optics
Phase-locking in cascaded stimulated Brillouin scattering
级联受激布里渊散射（SBS）是一种复杂的非线性光学过程，其导致产生由声学谐振频率频移的若干光波。这些布里渊频移光波之间的四波混频（FWM）可以产生具有稳定光谱相位的等距光学频率梳，即布里渊频率梳（BFC）。在这里，我们调查的相位锁定的BFC的光谱分量，考虑四波混频相互作用所产生的克尔非线性以及耦合的声场。推导的耦合模方程，包括所有相关的非线性相互作用的第一次，我们研究的各种非线性过程的贡献锁相，并表明，不同的制度，可以得到依赖于长度尺度上的字段振幅变化。
2015-10-26 physics.optics
Brillouin amplification supports $1\times10^{-20}$ accuracy in optical frequency transfer over 1400~km of underground fibre
我们研究了连接布伦瑞克和斯特拉斯堡的1400~km地下光纤环路上的光频率传输。大型自主光纤布里渊放大器（FBA）是中间放大的唯一手段，允许长达数天的相位连续测量。在大约三周的测量周期内，我们发现传输频率的分数偏移的加权平均值为$(1.1\pm0.4)\times10^{-20}$。在最好的情况下，我们发现$6.9\times10^{-21}$的不稳定性和$4.4\times10^{-21}$的分数频率偏移在平均时间约为30~000~s。这些结果代表了一个上限，可实现的不确定性超过1400公里时，使用一个链的远程布里渊放大器，并允许我们调查系统的影响，在$10^{-20}$水平。
2015-04-07 physics.optics
Analysis of Cascaded Brillouin Scattering in Optical Fibres
级联布里渊散射在光子学的许多领域中越来越受到关注（例如，参见[1]和[2]），并且已经由许多小组进行了实验研究。例如，在增益辅助实验中，已经观察到多达800条不同的线[3]，而在无源腔中，最近已经证明了几条布里渊线的锁模[4]。我们表明，虽然每对线通过创建一个声学声子的相互作用，所产生的声场仍然可以写为只有两个波（向前和向后传播波）的总和。这种新的分析结果在一组强耦合的振幅方程的字段，在这里导出的第一次在光纤的上下文中。此外，我们表明，以前的作者误解了声场的性质，导致不正确的耦合方程组。
2015-04-16 physics.optics
Superluminal signal conversion in stimulated Brillouin scattering via an optical fiber ring resonator
本文报道了光纤环形腔中受激布里渊散射（SBS）中斯托克斯光和泵浦光的超光速现象。在我们的实验中，当抽运功率从SBS阈值增加到更高功率时，Stokes光在8m单模光纤中先延迟33.79ns，然后以93.34ns的提前量传播。这首次证明了即使在负群速超光速传播中，光相互作用也是由群速决定的。重要的是，这意味着超光速信息交换的可能性，因为结果还表明，不同波长之间的信号转换可以实现在负群速度传播。
2012-10-18 physics.optics
Cascaded forward Brillouin scattering to all Stokes orders
非弹性散射过程，如布里渊散射，往往可以在级联制度的功能，这是可能发生在某些集成的光声器件。我们发展了一个哈密顿形式的级联布里渊散射有效的量子和经典制度。通过将布里渊散射视为单个声学包络和单个光学包络的相互作用，覆盖所有斯托克斯和反斯托克斯阶，我们得到了一个紧凑的模型，非常适合于数值实现，扩展到包括其他光学非线性或短脉冲，以及在量子光学领域的应用。然后，我们从理论上分析了模内前向布里渊散射（FBS）的任意波导和没有光色散。在没有光学色散的情况下，我们找到了一个精确的解析解。利用微扰方法，我们进一步解决了弱色散的情况。我们的工作导致几个关键的结果内模式FBS。对于可忽略的色散，我们表明，级联的模内FBS的结果在一个纯相位调制，并讨论如何这需要具体的实验方法观察光纤为基础的和集成的FBS。此外，我们讨论了如何建立在这两类波导连接到彼此和腔光力学和拉曼散射的更广泛的背景下的描述。最后，我们得出了一个意想不到的惊人的相似之处FBS和波导阵列中的离散衍射现象，这使得FBS在量子光学的未来研究的一个有趣的候选人。
2016-08-25 physics.optics
On-chip optical isolator and nonreciprocal parity-time symmetry induced by stimulated Brillouin scattering
本文利用高Q值微环芯腔中的受激布里渊散射，实现了芯片级可调谐全光隔离器，并首次在耦合微腔中实现非互易宇称-时间对称性，为超紧凑光子器件提供新平台。
2018-06-08 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering revisited: Strong coupling regime and Rabi splitting
光波导中的受激布里渊散射是光与声波之间由电致伸缩和光弹性介导的基本相互作用。在本文中，我们重新审视这种非弹性散射过程的通常理论，以得到一个联合系统，其中声波是强耦合到光波之间的干涉图案。我们特别表明，当光声耦合率与声子阻尼率相当时，系统进入强耦合区，从而避免了色散曲线的交叉和拉比分裂。我们进一步发现，光声拉比分裂原则上可以观察到使用后向受激布里渊散射在亚波长直径的锥形光纤与中等峰值泵浦功率。
2015-09-02 physics.optics
Brillouin scattering in multi-core optical fibers
在波长为1550 nm的入射光作用下，测量了一根长约3 m的7芯石英基多芯光纤（MCF）的两个纤芯（中心纤芯和外纤芯）的布里渊增益谱，研究了布里渊频移（BFS）及其与应变和温度的关系。两个核的BFS为~10.92 GHz，中心核的BFS应变和温度依赖系数分别为484.8 MHz/%和1.08 MHz/K，而外核的BFS应变和温度依赖系数分别为516.9 MHz/%和1.03 MHz/K。所有这些值与二氧化硅单模光纤中的值没有很大的不同，这是预期的，因为芯由相同的材料（二氧化硅）组成。两个纤芯之间应变的BFS依赖性的差异可能源于应变施加到光纤时结构变形的差异，这是MCF的独特特性。最后展望了基于微碳纤维布里渊散射的分布式应变和温度传感的发展前景。
2014-09-27 physics.optics
All-optical pulse compression of broadband microwave signal based on stimulated Brillouin scattering
从理论和实验两方面研究了光纤中受激布里渊散射（SBS）脉冲压缩技术。宽带微波信号被电光调制到注入光纤一端的泵浦光波上。光纤中的声波继承了泵浦光的振幅和相位信息，声波与泵浦光的耦合导致了泵浦光和微波信号的自相关过程。通过对SBS耦合方程的推导表明，泵浦光放大后的短脉冲探测光具有自相关公式的性质。宽带微波信号的全光脉冲压缩是在检测到的探测脉冲与无SBS相减后实现的。进行了概念验证实验。在4.3GHz载波频率下，成功实现了扫频范围为1GHz的线性调频微波信号的脉冲压缩，与理论分析结果吻合较好。
2015-12-25 physics.optics
Fast-light Enhanced Brillouin Laser Based Active Fiber Optics Sensor for Simultaneous Measurement of Rotation and Acceleration
我们已经开发了一种主动快光光纤传感器（AFLIFOS）的概念设计，它可以同时或单独作为陀螺仪（差模效应）和加速度，应变和其他共模效应的传感器。两个布里渊激光器在相反的方向和分离的频率由几个自由光谱范围用于该传感器。通过将两个辅助腔耦合到光纤主腔，我们产生了两种激光模式的超光速效应。本文建立了AFLIFOS优化设计的详细理论模型，并证明了在优化条件下，当主光纤谐振腔周长的有效变化为0.1nm，对应于半径为1 m的环形谐振腔的旋转速率为0.4度/秒时，两种布里渊激光器的灵敏度增强因子分别为$\sim{187}$和$\sim{-187}$。通过调整参数，如周长和耦合系数，有可能获得更高的增强。
2016-10-24 physics.optics
Highly localized Brillouin scattering response in a photonic integrated circuit
通过受激布里渊散射（SBS）的光波和声波的相互作用最近已经到达片上平台，这开辟了从集成微波光子学和片上窄线宽激光器到基于声子的光学延迟和信号处理方案的新的应用领域。由于SBS是一种随相互作用长度呈指数级变化的效应，因此短长度尺度上的片上实现具有挑战性，需要精心设计具有优化的光声重叠的波导。利用布里渊光相关域分析（BOCDA）原理，实现了800 μm高空间分辨率的SBS光谱的局域测量，并在光子集成电路（PIC）中实现了沿螺旋波导的布里渊光谱的分布式测量。这种方法提供了访问本地光声性能的波导，包括布里渊频移（BFS）和线宽，为进一步开发高品质的光子声子波导SBS应用的基本信息。
2017-07-31 physics.optics
Theoretical study on the stimulated Brillouin scattering in a sub-wavelength anisotropic waveguide: Acousto-optical coupling coefficients and effects of transverse anisotropies
对亚波长各向异性波导中的受激布里渊散射（SBS）进行了理论研究。考虑了波导材料的光学、光弹性和机械各向异性。首先，将SBS中由于光弹效应和运动界面效应引起的声光耦合系数的积分公式推广到光学各向异性波导中。然后，利用推广的公式，对具有强横观各向异性的椭圆纳米线中的SBS进行了数值模拟。在模拟中，弹性场的计算包括机械各向异性。在数值结果中发现了明显的强横向各向异性效应。最值得注意的是，一些弹性模式的SBS增益被发现是非常敏感的波导轴和主材料轴之间的小错位。详细的物理解释这一有趣的现象提供。这种有趣的现象意味着一种有吸引力的方式，更灵敏的SBS增益调谐，而不显着改变声子频率。
2017-09-21 physics.optics
Proposal for Forward Brillouin Inter-Modal Scattering in Non-suspended Lithium Niobate Waveguides at Visible Wavelengths
针对可见光波段非悬浮铌酸锂波导中前向布里渊散射的挑战，提出周期性宽度调制实现准相位匹配，预测1.1毫米内用1毫瓦声功率完成模间光转换，推动集成声光器件发展。
2025-10-09 physics.optics
On-chip Inter-modal Brillouin Scattering
受激布里渊相互作用通过光机械三波相互作用介导光子与声学声子之间的非线性耦合。虽然这些非线性以前在硅光子系统中非常弱，但最近出现的新的光机械波导结构已经将布里渊过程转变为最强和最可定制的片上非线性相互作用之一。基于布里渊耦合的新技术已经形成了放大、滤波和非互易信号处理技术的基础。在本文中，我们证明了强导波布里渊散射光场之间的不同空间模式的硅波导的第一次。这种模间耦合在斯托克斯和反斯托克斯过程之间产生色散对称性破缺，允许单边带放大和允许接近单位功率转换的波动动力学。将这些物理特性与集成的模式复用器相结合，可以实现新颖的器件拓扑结构，并且无需像传统的布里渊过程那样使用光学循环器或窄带光谱滤波来分离泵浦波和信号波。我们展示了3.5 dB的光增益，超过2.3 dB的净放大率，和50%的单边带能量转移两个光学模式之间的纯硅波导，扩展了灵活的片上光源，放大器，非互易器件和信号处理技术的设计空间。
2016-11-11 physics.optics
Optical wave splitting due to transient energy convection between the pump and Stokes waves in stimulated Brillouin scattering
本文从理论上证明了在受激布里渊散射中，光波和声波在介质的不同点上可以同时发生受激Stokes散射及其逆过程，从而导致泵浦波和Stokes波之间的能量流动是瞬态的和交替的。此外，还发现在三波耦合过程中，受激Stokes散射及其逆过程总体上交替占主导地位，但由于声子寿命有限，最终的净能量流必须是从泵浦波到Stokes波。当三种波中的任何一种发生$π$相移时，抽运波和斯托克斯波之间的能量流动方向将转向相反的方向。因此，我们认为，泵浦波和Stokes波之间的瞬态能量对流会导致输出泵浦脉冲和Stokes脉冲的光波分裂，并且由于能量回流可以为Stokes波和声波提供额外的耗散以实现增益-损耗平衡，因此也是产生布里渊孤子的原因。
2017-08-16 physics.optics
Stimulated Brillouin scattering by surface acoustic waves in lithium niobate waveguides
本文通过全各向异性仿真证明LNOI波导在Z切和X切取向下均可支持表面声波驱动的后向受激布里渊散射，光弹效应主导增益，最高达0.43 W⁻¹m⁻¹。
2023-03-07 physics.optics
Noise factor of Brillouin amplifiers
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Yale University（耶鲁大学）
本文研究了布拉格放大器中由声子热机械波动引起的噪声因子，推导出噪声因子与声子热占据数的关系，并扩展了理论框架以考虑更广泛的参数空间。
2026-04-14 physics.optics
Brillouin scattering induced transparency and non-reciprocal light storage
受激布里渊散射（SBS）是光与声波之间的一种非常基本的相互作用基本相互作用，主要由电致伸缩和光弹效应引起，其相互作用强度比其他非线性效应大几个数量级。虽然基于SBS的全光控光技术在光纤和波导中已经得到了广泛的应用，但相干光声相互作用仍然是一个挑战。在这里，我们实验证明了布里渊散射诱导透明（BSIT）的高品质的光学微谐振器。由于回音壁腔中的三重共振，增强了光子-声子相互作用，使光存储到声子中，声子寿命可达10 μ s。另外，由于相位匹配条件的限制，存储的循环声学声子只能与特定方向的光相互作用，导致光的存储和恢复是非互易的。我们的工作为低功耗集成全光开关、光隔离器、光环行器以及量子存储器铺平了道路。
2014-08-12 physics.optics
Theory of Rayleigh-Brillouin optical activity light scattering applicable to chiral liquids
本文将瑞利光学活性理论从稀薄手性气体推广到稠密手性液体，通过引入分子动力学与关联效应，建立了适用于纯液体的瑞利-布里渊光学活性光散射理论。
2024-04-30 cond-mat.soft physics.optics
Systematic design study of all-optical delay line based on Brillouin scattering enhanced cascade coupled ring resonators
提出了一种改善光纤中边耦合间隔谐振腔序列（SCISSOR）与受激布里渊散射（SBS）增益介质相结合的慢光性能的技术。我们使用两种不同的数据保真度指标，包括大开眼界和互信息，评估了SCISSOR-只有和SCISSOR + SBS系统的不同数量的级联谐振器从1到70的设备性能。一个实际的系统设计，证明了通过分析其性能的分数延迟，功率传输，和数据保真度。我们观察到，这两个指标的结果是一致的。基于实际资源和保真度约束下的系统优化，由70个级联谐振器组成的SCISSOR在10 Gbps的信号比特率下提供22 dB衰减的分数延迟8。组合的最佳SCISSOR（具有70个谐振器）+ SBS系统在相同的约束下提供了高达17的改进的分数延迟，单位功率传输。
2010-01-30 physics.optics
Picosecond acoustic dynamics in stimulated Brillouin scattering
最近的实验表明，存储的光脉冲在声学声子的基础上受激布里渊散射提出了一些问题的频谱和时间的能力，这样的协议和常规用于描述它们的理论框架的局限性。在这项工作中，我们考虑的光脉冲的时间宽度相当于声学振荡周期的光子-声子散射的动力学。我们重温了广泛采用的经典形式主义的耦合模式，并证明其故障。我们提出了一个简单的扩展，概括的配方，并找到潜在的可测量的后果，涉及超短脉冲的布里渊实验的动态。
2021-03-09 physics.optics
Compact Brillouin devices through hybrid integration on Silicon
利用受激布里渊散射已经证明了光学和微波信号处理的一系列独特能力。在可大规模制造的集成电路中利用布里渊散射的期望导致了对硅基材料平台的关注。硅基布里渊波导已经取得了显著的进展，但结果受到电信波长处存在的非线性损耗的阻碍。在这里，我们报告了一种新的方法来超越这个问题，通过集成的高布里渊增益材料，As2S3，到硅芯片上。我们制作了一个紧凑的螺旋设备，在硅电路，实现了一个数量级的改善布里渊放大。为了建立这种方法的灵活性，我们制造了一个环形谐振器，其自由光谱范围与布里渊频移精确匹配，从而首次在硅集成电路中演示布里渊激光。将有源光子器件与此处所示的SBS器件相结合，将能够创建具有增强功能的紧凑、可大规模制造的光路。
2017-02-17 physics.optics
Brillouin Cooling in a Linear Waveguide
由于斯托克斯散射在大多数实际系统中的热力学优势，布里渊散射通常不被认为是可以导致材料冷却的机制。然而，在谐振器上的实验中已经示出，通过反斯托克斯布里渊散射的净声子湮灭可以借助于合适的一组光学和声学状态来实现。另一方面，在线性波导中冷却行进的声子，可能导致操纵单向声子通量的令人兴奋的未来前景，甚至通过声子非互易传输量子信息。在这项工作中，我们提出了一个分析的条件下，低和高群速度的声子布里渊冷却可以实现在线性波导。我们分析了参与前向布里渊散射的光学模式和行进声学模式之间的三波混合相互作用，并揭示了该过程的关键操作机制。我们的计算表明，可测量的冷却可能会发生在一个系统中的声子的空间损失率是相同的顺序作为空间光学损失率。如果这种波导中的布里渊增益达到10 $^{5}$ m $^{-1}$ W $^{-1}$的量级，则可以用几mW的适度泵浦功率观察到声子模式的明显冷却。
2016-10-17 physics.optics
Guided acoustic and optical waves in silicon-on-insulator for Brillouin scattering and optomechanics
我们数值研究硅波导二氧化硅显示，它是可能的，同时引导光和声波在技术上重要的绝缘体上硅（SOI）材料系统。薄波导或翅片在千兆赫频率下表现出几何软化的机械模式，其相速度低于玻璃中的瑞利速度，从而消除了声辐射损失。我们提出了在玻璃上的缝隙波导，其具有电信光频率和强辐射压力，分别导致后向和前向布里渊散射的布里渊增益在500和50，000 1/（Wm）的量级。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stimulated Brillouin scattering in chiral photonic crystal fiber
受激布里渊散射（SBS）在传感、微波光子学和信号处理等领域有着广泛的应用。本文首次报道了手性光子晶体光纤中受激布里渊散射的实验研究。结果，圆偏振泵浦光被干净地反向散射成具有正交圆偏振态的斯托克斯信号，这是角动量守恒所要求的。相比之下，无扭曲PCF产生的斯托克斯信号具有不可预测的偏振态，由于其对外部扰动的高灵敏度。利用手征光子晶体光纤实现了圆偏振连续布里渊激光器。这些结果为新一代稳定的圆偏振SBS系统在量子操纵、光镊、光陀螺和光纤传感器等方面的应用铺平了道路。
2021-11-09 physics.optics
Formal selection rules for Brillouin scattering in integrated waveguides and structured fibers
本文推导了结构波导中受激布里渊散射（SBS）的形式选择规则。使用群论的方法，我们展示了波导对称性如何决定的光学和声学模式相互作用的前向和后向SBS。我们提出了一个一般的框架来确定这种相互作用，并给出了重要的例子SBS波导与矩形，三角形和六边形对称。说明了光学模简并度的重要作用。这些选择规则对于基于SBS的器件设计和充分理解结构波导中SBS的物理特性是重要的。
2014-12-12 physics.optics
Frequency conversion of vortex states by chiral forward Brillouin scattering in twisted photonic crystal fibre
本文利用扭曲光子晶体光纤中的手性前向受激布里渊散射激发手性弯曲声子，实现了不同波长下后向传播圆偏振涡旋模式间的频率转换，为经典与量子领域的涡旋态操控提供了新途径。
2024-01-17 physics.optics
Brillouin Lasing with a CaF_2 Whispering Gallery Mode Resonator
首次研究了泵浦光和斯托克斯光与超高Q值CaF_2谐振腔回音壁模共振时的受激布里渊散射。该谐振器用1064 nm的光泵浦，并且具有3.5微瓦的布里渊激光阈值。潜在的应用包括光产生微波和敏感陀螺仪。
2008-05-07 physics.optics
Strong optical coupling through superfluid Brillouin lasing
布里渊散射的应用范围从信号处理、传感和显微镜到量子信息和基础科学。这些应用大多依赖于光与声子之间的电致伸缩相互作用。在这里，我们表明，在液体中，光致表面变形可以提供一种替代和更强的相互作用。这使得超低阈值布里渊激光和强声子介导的光学耦合的演示第一次。这种形式的强耦合是布里渊可重构光开关和电路、光子量子接口以及产生合成电磁场的关键能力。虽然适用于液体相当普遍，我们的演示使用超流氦。配置为布里渊陀螺仪，这提供了前所未有的精度测量超流体循环的前景，并探索量子流体动力学的丰富物理，从量子涡量到量子湍流。
2019-07-16 physics.optics quant-ph
Optical coprocessor based on spontaneous Brillouin scattering
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics（理论与应用电动力学研究所）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动技术研究院）
基于布里渊散射的光学协处理器通过环形谐振器与波导耦合实现矩阵-向量乘法，利用热声子激发反斯托克斯模式进行并行计算。
2025-12-17 physics.optics quant-ph
Brillouin Scattering Self-Cancellation
光和声子之间的相互作用在亚波长限制中被强烈地修改，并且已经导致了在诸如纳米尺度光波导和腔的光子结构中的布里渊散射的演示和控制。除了小的光学模式体积，两个物理机制同时发挥作用：由应变引起的折射率扰动（称为光弹性）引起的体积效应，以及由机械振动引起的光学边界偏移引起的表面效应。因此，适当的材料和结构工程允许单独控制每个贡献。在本文中，我们实验证明了完美的取消布里渊散射工程硅纳米线正好相反的光弹性和移动边界的影响。这一演示提供了明确的实验证据，表明这两种机制之间的相互作用是一个有前途的工具，以精确控制光子-声子相互作用，增强或抑制它。
2016-01-20 physics.optics
Cross-polarized stimulated Brillouin scattering empowered photonics
本文提出在铌酸锂中集成交叉偏振受激布里渊散射与Kerr和二次非线性，实现窄线宽可调激光器、高效模式转换器及布里渊-二次激光器与频率梳，显著提升光子器件性能。
2024-05-24 physics.optics
Single-laser stimulated Brillouin scattering microscopy
State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光学工程學院极端光子与仪器国家重点实验室）；ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（浙江大学紫金港全球科创中心）；Laboratory of Infrared Material and Devices, Advanced Technology Research Institute, Ningbo University（宁波大学先进技术研究研究院红外材料与器件实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
研究针对受激布里渊散射显微镜频域实现的局限，提出用射频定义的单激光电光调制方法，由同一光载波产生泵浦光和探测光，通过电光边带设置频率差，实现高精度布里渊成像，为其提供新的概念和技术基础。
2026-07-09 physics.optics
On-chip electro-optically tunable narrow linewidth Brillouin microlasers implemented in thin film lithium niobate
East China Normal University（华东师范大学）；South China University of Technology（华南理工大学）；Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanxi University（山西大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
本研究在薄膜锂铌酸盐在绝缘体微盘中实现了电光可调窄线宽布里渊微激光器，通过交叉极化SBS排列实现了高效光声学耦合和低阈值功率输出。
2025-11-26 physics.optics
Numerical Simulation of Noise in Pulsed Brillouin Scattering
提出了一种模拟受激布里渊散射（SBS）中噪声的数值方法。该模型适用于动态的情况下，如光脉冲，并考虑到热噪声和相位噪声从输入激光器。利用该模型，我们计算了脉冲自发和受激布里渊情况下的光功率和声功率的统计特性，并研究了增益和脉冲宽度对噪声水平的影响。我们发现，热噪声对光场的统计特性起着重要的作用，当激光相干时间与光脉冲时间尺度接近时，激光相位噪声对SBS相互作用有影响。该算法适用于任意的波导几何形状和材料特性，从而提供了一种通用的方法来执行基于噪声的SBS数值模拟，这在信号处理，传感，微波光子学和光声存储器中是重要的。
2021-06-23 physics.optics
Spontaneous Brillouin Scattering in a Few-Mode Optical Fiber
Department of Natural Sciences, International Christian University（国际基督教大学自然学部）
该研究通过异频检测在 few-Mode 光纤中观测并定量分析了自发布里渊散射，揭示了前向和后向散射机制及其物理特性，为量子应用和光机械学提供了新视角。
2026-01-10 physics.optics quant-ph
Triple-resonant Brillouin light scattering in magneto-optical cavities
磁光回音壁模式谐振器调谐到三重共振点，证明了增强的布里渊光散射的光子与磁振子。当输入和输出光学模式都与回音壁谐振器的光学模式谐振时，发生这种情况，其中分离由铁磁谐振（FMR）频率给出。特定光学模式的识别和激发使我们能够清楚地了解模式匹配条件。由于波矢匹配的选择规则导致固有的单边带激励。在相干光-微波转换中，对单边带的强抑制是实现一对一频率映射的关键。
2016-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Brillouin Cooling
分析了如何利用布里渊散射来冷却光机械器件，并提出了布里渊冷却的量子力学理论。我们的分析表明，显着的冷却比，可以得到与标准的实验参数。通过增加光学反斯托克斯共振的耗散，可以进一步提高冷却效率。
2011-08-17 physics.optics
Acoustic confinement and Stimulated Brillouin Scattering in integrated optical waveguides
我们研究了声模限制对由嵌入固体基底的导芯组成的光波导中受激布里渊散射的影响。我们发现，SBS可以出现由于耦合到声学模式在三个不同的制度。首先，声学模式可以通过全内反射来引导;在这种情况下，SBS增益直接取决于芯中声学模式的限制程度，这又由声学V参数确定。第二，声学模式可能是泄漏的，但是仍然可能具有足够长的寿命以对SBS增益具有很大的影响;在这种情况下，声学模式的寿命不仅取决于芯和包层之间的声学特性的对比度，而且还高度取决于波导尺寸。最后，SBS可能会发生由于耦合到自由模式，即使在没有声学限制的情况下也存在，我们发现，耦合到这些非限制模式的累积效应导致显着的SBS增益。我们展示了芯层和包层的不同声学特性如何导致这些不同的制度，并讨论了使用不同材料系统的SBS实验的可行性。
2013-08-02 physics.optics
Brillouin Scattering in Hybrid Optophononic Bragg Micropillar Resonators at 300 GHz
我们介绍了一个单片布里渊发生器的基础上，半导体微柱腔嵌入一个高频纳米声谐振器工作在数百GHz的范围。两个嵌套谐振器的概念允许独立设计的双频布里渊频谱和光学器件。我们开发了一种光学自由空间技术来表征自发布里渊散射在这个单片器件，并提出了一种测量协议，最大限度地提高布里渊产生效率的存在下，光致热效应。本文所研究的布里渊发生器结构紧凑，功能多样，可以很容易地集成到光纤和片上结构中。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mitigating stimulated Brillouin scattering in multimode fibers with focused output via wavefront shaping
该研究跳出单模光纤范式，通过对入射高多模光纤的相干光进行波前整形，将受激布里渊散射功率阈值提升一个数量级并控制输出光束轮廓，为高功率光纤系统的功率 scaling 提供了新路径。
2023-05-04 physics.optics
Electro-optically tunable second-harmonic generation in lithium niobate metasurfaces boosted by Brillouin zone folding induced bound states in the continuum
本文通过在铌酸锂超表面中策略性调整空气孔位置诱导布里渊区折叠连续域束缚态，实现了高品质因子下的电光可调二次谐波产生，在15 V电压下调制深度超过0.99。
2025-04-25 physics.optics
Raising the stimulated Brillouin scattering threshold power by longitudinal compression gradient in a fiber amplifier
本文提出利用纵向压缩应变梯度提高光纤中受激布里渊散射阈值功率的新方法，推导了背向散射斯托克斯波功率谱密度解析表达式，并通过实验验证无源光纤阈值提高约3倍、放大光纤提高约2倍。
2023-07-03 physics.optics
Noise and Pulse Dynamics in Backward Stimulated Brillouin Scattering
从理论和数值计算两方面研究了后向受激布里渊散射（SBS）中热噪声对脉冲的影响。使用随机微积分和数值方法相结合，我们推导出一个理论模型，可用于定量预测噪声测量。我们研究了光脉冲的结构，包括泵浦光和斯托克斯光的输入功率、脉冲宽度和相互作用时间，对输出斯托克斯光噪声的影响。我们研究了光损耗和波导长度对噪声的影响，我们发现，对于波导特性和脉冲参数的特定组合，信噪比可以显著提高或降低。
2020-11-16 physics.optics
A Theoretical Framework for Electromechanically Reinforced Brillouin Scattering in Integrated Photonic Waveguides
本文建立非中心对称材料波导中压电耦合下的布里渊散射理论，证明叉指换能器注入声波可机电增强 SBS，并在砷化镓纳米线中实现数量级提升的斯托克斯放大。
2023-04-23 physics.optics
Interplay of cascaded Raman- and Brillouin-like scattering in nanostructured optical waveguides
我们制定了一个通用的概念，工程光学模式和机械共振在一对光学耦合光导膜实现级联光散射到多个斯托克斯和反斯托克斯订单。利用施加在腹板上的光压力及其诱导的弯曲振动，具有非零截止频率的平坦声子色散曲线，我们展示了如何实现多个连续光学边带之间的精确相位匹配。我们预测连续波产生的频率梳的基本和高阶光学模式介导的向后和向前传播的声子，伴随着周期性逆转的机械和光学模式之间的能量流，而不使用任何类型的腔。这些结果揭示了新的可能性，通过同时拉曼样模内和布里渊样模间散射过程的剪裁光-声相互作用。
2017-12-11 physics.app-ph physics.optics
Stimulated Forward Brillouin Scattering in Subwavelength Silicon Membranes
National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会）
本研究针对硅纳米光子波导中光机模式强交叠与紧限制的难题，提出结合两种周期晶格的双晶格策略，实现了超高布里渊增益，为片上光机相互作用调控提供了新途径。
2025-07-23 physics.optics
Stimulated Brillouin Scattering in InGaP-on-Insulator Waveguides
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Adelaide University（阿德莱德大学）；The University of Sydney（悉尼大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）
本文提出 InGaP-on-Insulator 集成平台，实现高增益（588 W⁻¹m⁻¹）和创纪录窄线宽（5.2 MHz）的受激布里渊散射，为可扩展布里渊光子学奠定基础。
2026-09-09 physics.optics
Distributed analysis of nonlinear wave mixing in fiber due to forward Brillouin scattering and Kerr effects
前向受激布里渊散射（F-SBS）是一种三阶非线性光学机制，它在两个共同传播的光场和一个共同介质中的导声模之间耦合。受激布里渊散射引起光纤中的非线性波混频，并与克尔效应引起的四波混频叠加。在这项工作中，我们报告的分布映射的非线性波混合过程涉及这两种机制沿标准单模光纤，在分析，模拟和实验。测量是基于一个多音，光时域反射仪设置，这是高度频率选择性。结果表明，F-SBS导致的非线性波混频过程比单纯的克尔效应驱动的混频过程更为复杂。动力学强烈依赖于光场分量之间的精确频率失谐。当失谐量选择在F-SBS共振附近时，过程变得不对称。功率从较高频率的输入泵浦波耦合到较低频率的输入泵浦波，并且斯托克斯波边带的放大比反斯托克斯波边带的放大更明显。结果适用于一类新的分布式光纤传感器，基于F-SBS。
2018-11-15 physics.optics
Observation of Spontaneous Brillouin Cooling
虽然辐射压力冷却是众所周知的，但是来自声音的光的布里渊光的散射被认为是仅声光放大的过程。有人建议，在多共振布里渊系统中，当声子经历比光更低的阻尼时，冷却是可能的。然而，这种机制在传统的布里渊系统中是不可访问的，因为后向散射强制执行与高机械阻尼相关联的高声学频率。最近，在微腔中的前向布里渊散射已经允许进入低频声学模式，其中机械耗散低于光学耗散，根据冷却的要求。在这里，我们实验证明通过这样的前向布里渊过程中的微谐振器冷却。我们显示两个制度的布里渊过程的操作：声放大是传统的，但也是第一次，布里渊冷却制度。冷却由光泵和散射光介导，其跳动和电致伸缩地衰减机械模式的布朗运动。
2011-10-05 physics.optics quant-ph
Brillouin Optomechanics
介绍了布里渊光学力学的概念，它是一种由光对晶体施加的电致伸缩力和声波对光的光弹光的散射所介导的声子-光子相互作用过程。我们首先提供了一个审查的现象，并继续与第一个实验中使用的受激布里渊光学机械致动的微型器件，和自发布里渊冷却证明。
2013-09-11 physics.optics
