@phdthesis{Wiatrek2013, author = {Wiatrek, Andrzej}, title = {Untersuchung der Eigenschaften der ges{\"a}ttigten stimulierten Brillouin-Streuung und ihrer Anwendungsm{\"o}glichkeiten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-29577}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {Es ist wohl gerade die Einfachheit seiner Erzeugung, welche den nichtlinearen optischen Effekt der stimulierten Brillouin-Streuung so interessant f{\"u}r viele Anwendungen in der optischen Signalverarbeitung, der Fasersensorik, der hochaufl{\"o}senden Spektroskopie und auch der Signalverz{\"o}gerung und -speicherung macht. Die geringe Verst{\"a}rkungsbandbreite kann zur selektiven Filterung oder Abtastung optischer Signale eingesetzt werden, was die Grundlage der optischen Spektroskopie aber auch der Lichtspeicherung ist. Dar{\"u}ber hinaus werden Signale innerhalb dieser Bandbreite nicht nur verst{\"a}rkt, sondern auch abh{\"a}ngig vom Gewinn bzw. der eingestellten Pumpleistung verz{\"o}gert. Diese Eigenschaft ist die Grundlage der sogenannten Slow-Light-Systeme. Damit kann mit einem Brillouin-Verst{\"a}rker ein durchstimmbarer optischer Kurzzeitpuffer realisiert werden. In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe gezielt ges{\"a}ttigter Brillouin-Verst{\"a}rker grundlegende Beschr{\"a}nkungen des Brillouin-basierten Slow-Light und der Brillouin-basierten optischen Filterung aufgehoben, was mit den herk{\"o}mmlichen linearen Ans{\"a}tzen nicht m{\"o}glich ist. Der Vorteil der S{\"a}ttigung des Brillouin-Verst{\"a}rkers ist, dass sie nur zu einer vorhersagbaren Begrenzung des Amplitudenspektrums aber nicht zur Entstehung neuer Signalfrequenzen f{\"u}hrt. Die spektrale Begrenzung des verst{\"a}rkten Signals und ein nichtlinearer Verlauf der Gruppenlaufzeit im spektralen Randbereich des Brillouin-Verst{\"a}rkers f{\"u}hren zu einer zeitlichen Verbreiterung der verz{\"o}gerten Lichtpulse. Diese Verbreiterung ist insofern problematisch, dass sie die Unterscheidbarkeit der verschiedenen Signalpegel f{\"u}r logische Einsen und Nullen signifikant verschlechtert. Mit Hilfe des vorgestellten ges{\"a}ttigten Systems erfolgt eine gezielte R{\"u}ckformung der verz{\"o}gerten Pulse, was erstmalig zu einer verbreiterungsfreien und damit auch verlustarmen Pulsspeicherung f{\"u}hrt. Dar{\"u}ber hinaus kann auf Basis der Nachbildung der ges{\"a}ttigten Filtercharakteristik mit einem linearen Brillouin-Verst{\"a}rker ebenfalls eine verbreiterungsfreie Pulsverz{\"o}gerung nachgewiesen werden. Ein optischer Speicher kann aber auch durch Unterabtastung eines Signalspektrums mit einem Brillouin-basierten Kammfilter realisiert werden. Die maximale Speicherzeit ist dabei durch die nat{\"u}rliche Brillouin Gewinnbandbreite begrenzt. Dieser Wert ist abh{\"a}ngig von der Pump- und Signalleistung, der Umgebungstemperatur, von mechanischem Stress und vom Fasermaterial. Unter Ausnutzung der S{\"a}ttigungseigenschaften des Brillouin-Gewinns l{\"a}sst sich die Gewinnbandbreite durch {\"U}berlagerung einer s{\"a}ttigenden Spektralblende nahezu beliebig verkleinern. In dieser Arbeit wird auf Basis dieser Methode eine Bandbreitenreduktion des Brillouin-Filters um etwa eine Gr{\"o}ßenordnung nachgewiesen, wobei das Potential zur Verringerung um mehrere Gr{\"o}ßenordnungen besteht.}, subject = {Nichtlineare Optik; Brillouin-Streuung; Nichtlineare Optik; Stimulierte Brillouin-Streuung; Slow-Light; Nonlinear optics; Stimulated Brillouin scattering; Slow light}, language = {de} }