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SCIE
SCOPUS
Study on the asymptotic behavior of the interplay of stimulated Brillouin scattering and Brillouin-enhanced four-wave mixing in standard single-mode fibers
저자
Park Kyoungyoon (Seoul National University, Samsung Electronics) ; Harish Achar V. (University of Southampton, Karnataka University Dharwad) ; Nilsson Johan (University of Southampton) ; Jeong Yoonchan (Seoul National University)
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학술지명
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2022
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English
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KCI등재,SCI,SCIE,SCOPUS
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학술저널
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37-52(16쪽)
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We theoretically study stimulated Brillouin scattering (SBS) in a standard single-mode fiber (SMF), taking Brillouinenhanced four-wave-mixing (BEFWM) effects into account. In particular, we investigate the case when there is non-negligible back-reflection of the forward-pump field at the rear fiber end although such reflection is typically weak and undesired.
We first justify that BEFWM can be treated as a steady-state process under an undepleted pump approximation as long as the nominal SBS gain remains as low as 40 dB unless the pump, Stokes, anti-Stokes fields interact under near-perfect phase-matching condition, which hardly happens in normal circumstances with a standard SMF. Under the steady-state and undepleted-pump condition, we find analytical solutions to the Stokes and anti-Stokes fields generated by the forward and backward-pump fields, and also derive their asymptotic formulae in both infinitesimal and infinite limits in terms of the phase-mismatch parameter of |ΔkL| , assuming that both seeding Stokes and anti-Stokes fields arise from white background noise components. When |ΔkL| ≪ 1 , the acoustic fields driven by SBS and BEFWM tend to interfere destructively, and thus, SBS and BEFWM are anti-resonant to each other, thereby eventually resulting in both Stokes and anti-Stokes scatterings minimized at Δk = 0 . When |ΔkL| ≫ 1 , all the asymptotic curves for the amplification ratios and extra gain factor obey the inverse square law with respect to |ΔkL| , irrespective of the level of the back-reflection at the rear fiber. In particular, when |ΔkL| is in the intermediate range where the FWM gain remains relatively large, SBS and BEFWM can be cooperative via the phase-pulling effect by the FWM gain, thereby leading to quasi-resonant growths of both Stokes and anti-Stokes fields.
However, the extra gain by BEFWM reduces significantly if the level of the back-reflection remains below one percent, irrespective of the value of |ΔkL|. Since the interplay between SBS and BEFWM is inherently phase-dependent whilst it can still happen with white noise seeding with random phases, the related mechanism can further be exploited for all-optical switching functionality. We expect our theoretical modeling and formulation will be useful for designing and analyzing a variety of fiber systems that incorporate high-power narrow-linewidth light undergoing non-negligible back-reflection under various conditions.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
---|---|---|---|
2023 | 평가예정 | 해외DB학술지평가 신청대상 (해외등재 학술지 평가) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (해외등재 학술지 평가) | KCI등재 |
2011-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2009-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2007-01-01 | 평가 | SCI 등재 (등재유지) | KCI등재 |
2005-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2002-07-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
2000-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.47 | 0.15 | 0.31 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.26 | 0.2 | 0.26 | 0.03 |
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