哈工大董永康团队取得重要突破实现温度不敏感绝热前向受激布里渊散射新机制

    近日，哈尔滨工业大学董永康教授团队在光声非线性效应研究领域斩获重要进展，相关研究成果发表于国际顶级光学期刊《Laser&PhotonicsReviews》。团队首次提出绝热前向受激布里渊散射全新物理机制，成功攻克前向受激布里渊散射谐振频率易受温度扰动的技术难题，为高精度光声器件研发开辟了新路径。

    前向受激布里渊散射（FSBS）是光波导结构中光场与导引声波发生非线性声光耦合的核心物理效应，在集成光子学、光纤精密传感、窄线宽激光器、微波光子滤波器等前沿方向具备重要应用价值。但在实际应用中，FSBS激发的导引声波谐振频率对环境温度变化高度敏感，温度波动会直接改变材料声速并引发频谱偏移，显著降低光声系统的工作稳定性与测量精度。长期以来，行业多采用被动补偿方式缓解该问题，始终未能从物理机理层面实现根本性解决，极大限制了该效应在极端环境、高精度探测等场景的工程化应用。

    针对这一瓶颈问题，董永康团队创新性构建绝热前向受激布里渊散射体系，通过设计铝涂层特种光纤结构，从原理上实现FSBS谐振频率的温度不敏感特性。其核心机理在于，二氧化硅光纤包层与金属铝涂层的声速温度系数呈现相反的变化规律：二氧化硅包层声速随温度升高而增大，铝涂层声速随温度升高而减小。团队经理论计算与结构优化，确定二氧化硅包层半径与铝涂层厚度的最优比值约为2.21，使两种材料的温度响应效应精准抵消，从而保持光纤等效声速恒定，从根源上消除温度对FSBS谐振特性的干扰。

    在实验验证环节，研究团队完成铝涂层光纤的定制化制备，实测结构尺寸与理论设计值误差仅1.37%。在30℃至90℃的温度范围内开展对比测试，结果显示FSBS谐振谱中心频率、谱线线宽均保持高度稳定，无明显漂移，充分验证了绝热机制的有效性。同时，团队通过NaOH腐蚀工艺实现铝层厚度的精准调控，可按需调节FSBS温度响应灵敏度，为不同应用场景提供灵活的参数定制方案。

    该成果首次实现了温度不敏感的绝热前向受激布里渊散射效应，兼具优异热稳定性与可调谐性，可直接应用于绝热光纤激光器、高性能微波光子滤波器、片上集成硅基波导等核心光电子器件。相关研究不仅革新了传统FSBS温度补偿设计思路，更显著提升了光声器件在复杂环境、空间通信、精密测量等领域的适配能力，推动前向受激布里渊散射技术从基础研究向工程应用转化。

    此次哈尔滨工业大学团队的突破性进展，进一步巩固了我国在光声非线性效应与特种光纤器件领域的科研优势，为下一代高稳定、高精度光电子器件的发展提供了重要理论支撑与技术方案。