环形腔中背向散射特性的理论研究

汪之国; 龙兴武; 王飞; 谭中奇

环形腔中背向散射特性的理论研究

1.
国防科学技术大学光电科学与工程学院光电工程系,湖南长沙 410073

基金项目:

国家自然科学基金（61078017）

详细信息

作者简介:
汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

中图分类号: TN248

Theoretical study on backscattering properties in the ring cavity

1.
Department of Opto-Electronic Engineering,College of Opto-Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China

摘要: 研究了连续激光注入时无源环形腔的背向散射特性。首先，分析了注入光与无源腔频率完全匹配时，正向光和背散光振幅的稳态解，以及充光和快速关断过程中正向光和背散光振幅随时间的演化。其次，推导了无源腔中正向光和背向散射光的峰值半宽。最后，讨论了正向光和背散光随注入光频率扫描速度的变化。发现在环形腔中，总背向散射光强要比单圈背向散射光强大，背向散射光的峰值半宽为正向光的0.64倍。这些发现对背向散射精密测量、扫频法测腔损具有一定的参考作用。
- 背向散射 /
- 环形腔 /
- 峰值半宽
Abstract: In order to reduce the influence of backscattering on the ring laser gyro, backscattering properties in the passive ring cavity was investigated. First, stable solutions of forward and backscattering light intensity and their temporal evolutions for quick turn-on and turn-off of incident light were obtained. Second, full width at half maximum of forward and backscattering light in the ring cavity as a function of incident laser frequency was derived. In the end, variation of forward and backscattering light as a function of incident laser frequency with different frequency scanning speed was discussed. It is found that the whole backscattering intensity is much larger than the single round backscattering intensity and full width at half maximum of backscattering light intensity is 0.64 times of forward light intensity. These findings are of some help to the measurement of backscattering as well as measurement of cavity loss using laser frequency scanning.
- backscatter /
- ring cavity /
- full width at half maximum

[1]	Wang Zhiguo, Long Xingwu, Wang Fei, et al. Mode-loss-induced bias in four-frequency differential laser gyroscopes[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(2): 315-321.(in Chinese)
[2]
[3]	Zhang Pengfei, Wang Yu, Yu Xudong, et al. Effect of temperature characteristic of light path on RLG's bias[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(12): 2393-2397.(in Chinese)
[4]
[5]
[6]	Jiang Yanan. Ring Laser Gyro[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 1985. (in Chinese)
[7]	Aronowitz F. The laser gyro[C]//Ross M (eds.). Laser Applications. New York: Academic, 1971: 113-200.
[8]
[9]
[10]	Xiao Guixia, Ding Jinxin. Lock-in effect in a passive resonator laser gyroscope[J]. Acta Optica Sinca, 1997, 17(11): 1589-1593. (in Chinese)
[11]
[12]	Fan Zhenfang, Luo Hui, Lu Guangfeng, et al. Theoretical research on lock-in error compensation for mechanical dithered ring laser gyro[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(11): 112006.(in Chinese)
[13]	Wang Zhiguo, Long Xingwu, Wang Fei. Zero drift sensitivity in four-frequency differential laser gyros[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(9): 1758-1762. (in Chinese)
[14]
[15]	Sargent M Ⅲ, Scully M O, Lamb W E. Laser Physics[M]. Yang Shunhua, Peng Fang, translated. Beijing: Science Press, 1982.
[16]
[17]
[18]	Frederick Aronowitz. Theory of a traveling wave optical maser[J]. Physical Review, 1965, 139(3A): 635-646.
[19]
[20]	Ding Liangfen. Development of loss measurement system for passive cavity[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 1999. (in Chinese)
[21]	Song Yuan. Research on a loss instrument of out of plane ring resonator[D]. Xi'an: School of Telecommunications Engineering of Xidian University, 2009. (in Chinese)

[1]	盛立文, 葛崇琳, 曹乾涛, 黄琳, 赵众安, 李龙菲, 乔山, 张爱国, 韦育, 金辉, 张志辉, 刘加庆, 白振旭, 刘志明. 宽范围无跳模外腔可调谐半导体激光器 . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230374-1-20230374-7. doi: 10.3788/IRLA20230374
[2]	谭中奇, 纪鈜腾, 毛元昊, 吴耿, 蒋小为, 管世钰, 陈丁博, 全豫川. 光学陀螺背向散射问题综述（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20230181-1-20230181-20. doi: 10.3788/IRLA20230181
[3]	孙长征, 郑焱真, 熊兵, 汪莱, 郝智彪, 王健, 韩彦军, 李洪涛, 罗毅. 基于宽禁带氮化物的微腔光频梳进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20220270-1-20220270-7. doi: 10.3788/IRLA20220270
[4]	陈丹妮, 李亚晖, 刘伟, 刘正一. 基于和频效应和环形光的超分辨红外显微成像方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 804003-0804003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0804003
[5]	胡瑜泽, 聂劲松, 孙可, 王磊. 不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
[6]	樊振方, 卢广锋, 张斌, 汪之国, 罗晖. 环形激光陀螺放电管电学特性研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 605002-0605002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0605002
[7]	马学, 李琦, 鲁建业. 太赫兹高斯光束整形环形光束 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 525002-0525002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0525002
[8]	韩洋, 何俊华, 闫亚东, 吴冰静. 近背向散射测量系统中漫反射板的特性研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917002-0917002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0917002
[9]	王洪浩, 明名, 吕天宇, 邹惠莹. 高陡度保形光学非球面环形子孔径检测方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 417001-0417001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0417001
[10]	郑华, 郑永秋, 安盼龙, 张婷, 卢晓云, 薛晨阳. 光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1122002-1122002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1122002
[11]	姚呈康, 李俊, 李龙. 对称棱镜式环形谐振腔结构优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118002-1118002(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1118002
[12]	雷兵, 曹涧秋, 刘伟, 胡浩军, 冯莹. 耦合强度对公共环形腔耦合式光纤激光器锁相性能的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2448-2455.
[13]	李元栋, 武永福, 胡猛, 孙瑞. 浅析元件参数对外腔半导体激光器输出谱宽影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 94-97.
[14]	葛颜绮, 罗娇林, 张书敏, 唐定远, 沈德元, 赵鹭明. 被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔至峰值功率钳位效应 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3533-3539.
[15]	刘耀英, 薛晨阳, 郑华, 安盼龙, 崔晓文, 卢晓云, 刘俊. 高精度环形谐振腔的结构设计及优化 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3688-3693.
[16]	唐选, 柯伟伟, 王小军. 光纤环形腔光反馈被动相干合成系统分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1421-1427.
[17]	许光明, 王飞, 谢元平. 激光陀螺跳模规律研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 502-505.
[18]	王云祥, 邱琪, 梁旭, 邓珠峰. 窄线宽低噪声可调谐非平面环形激光器 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 595-598.
[19]	方秀丽, 童峥嵘, 曹晔, 杨秀峰. 采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 329-333.
[20]	黄民双, 黄军芬. 布里渊光子晶体光纤环形移频器 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2125-2129.

点击查看大图

计量

文章访问数: 351
HTML全文浏览量: 51
PDF下载量: 164
被引次数: 0

全文HTML

参考文献 (21)

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

环形腔中背向散射特性的理论研究

作者简介:
汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

Theoretical study on backscattering properties in the ring cavity

计量

环形腔中背向散射特性的理论研究

1. 国防科学技术大学光电科学与工程学院光电工程系,湖南长沙 410073

作者简介:
汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

English Abstract

Theoretical study on backscattering properties in the ring cavity

1. Department of Opto-Electronic Engineering,College of Opto-Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China

全文HTML

目录

留言板

环形腔中背向散射特性的理论研究

作者简介: 汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

Theoretical study on backscattering properties in the ring cavity

计量

出版历程

环形腔中背向散射特性的理论研究

1. 国防科学技术大学 光电科学与工程学院 光电工程系,湖南 长沙 410073

作者简介: 汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

English Abstract

Theoretical study on backscattering properties in the ring cavity

1. Department of Opto-Electronic Engineering,College of Opto-Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China

全文HTML

目录

作者简介:
汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com

1. 国防科学技术大学光电科学与工程学院光电工程系,湖南长沙 410073

作者简介:
汪之国（1982- ），男，讲师，博士，主要从事激光和光电子技术方面的研究。Email：maxborn@163.com