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Influence of transient phonon relaxation on the Brillouin loss spectrum of nanosecond pulses

机译：瞬态声子弛豫对纳秒脉冲布里渊损耗谱的影响

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For pump-probe stimulated Brillouin scattering with a probe pulse of a few nanoseconds duration and with a finite DC level, the acoustic wave relaxation time varies with the pump power and the DC level. For a pump power of 1-6 mW, the acoustic wave relaxation changes from approx9 to 90 ns for polarization-maintaining fiber at a temperature of -40 deg C for a 2 ns pulse width. When the pulse DC ratio of the probe varies from 10 to 20 dB, the acoustic relaxation time changes from 24 to 45 ns for single-mode fiber at 25 deg C. This induces a power-increment spectral feature in the detected AC pump signal in the Brillouin loss spectrum of two temperature or strain sections, where both spectral components appeared at positions far from those related to the natural phonon relaxation time (approx10 ns) equivalent length. The theoretical calculations confirm the prolonged phonon relaxation.
机译：对于具有几纳秒持续时间的探测脉冲和有限的DC电平的泵浦探测的布里渊散射，声波弛豫时间随泵浦功率和DC电平而变化。对于1-6 mW的泵浦功率，对于保偏光纤，在-40摄氏度的温度下，对于2 ns的脉冲宽度，声波弛豫从大约9 ns变为90 ns。当探头的脉冲直流比在10到20 dB之间变化时，对于25℃的单模光纤，声弛豫时间从24 ns变为45 ns。这会在检测到的AC泵浦信号中引起功率增量频谱特征。两个温度或应变部分的布里渊损耗谱，其中两个谱分量都出现在与自然声子弛豫时间（约10 ns）等效长度无关的位置。理论计算证实了声子弛豫的延长。

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