受激布里渊散射、受激拉曼散射和克尔效应等非线性光学效应一直以来得到广泛研究。回音壁模式光学微腔具有超高品质因子和极小模式体积，日益成为了非线性光学相关研究的重要平台之一。使用超精密加工技术制备了氟化钙晶体微腔，品质因子Q值达3.6×10⁸。搭建了基于光学微腔的非线性光学的实验平台，在连续波泵浦的条件下激发了氟化钙晶体微腔中的受激布里渊散射、受激拉曼散射和克尔效应。实验中记录了级联布里渊、布里渊耦合四波混频、拉曼辅助克尔、超宽拉曼光频梳等丰富的非线性光学散射效应。结果表明超精密加工得到的氟化钙晶体微腔在非线性光学中有着优异的表现，是研究非线性光学的理想平台。

高功率窄线宽连续光纤激光器在科学研究、工业加工和**功防领域具有广泛的应用价值。在保证激光器输出质量的前提下，不断提升输出功率是高功率激光器不懈追求的关键目标之一。受激布里渊散射效应是制约激光功率提升的关键因素之一，本文针对受激布里渊散射效应展开，重点介绍基于光谱展宽的非线性效应抑制方法的不同方案与效果，综述利用相位调制展宽种子源光谱的发展历程，分析当前存在的问题并展望该技术的发展前景。

基于光纤受激布里渊散射的布里渊光纤激光器以其Hz量级甚至亚Hz量级的超窄线宽特性，自问世以来便吸引了广泛的研究关注。超窄线宽布里渊光纤激光器主要经历三个发展阶段，从最初的基于单模光纤谐振腔的布里渊光纤激光器，到向腔内引入掺铒光纤放大器的布里渊掺铒光纤激光器，再到利用一段普通掺铒光纤同时提供布里渊增益与线性增益的紧凑型布里渊掺铒光纤激光器，激光器的性能不断得到发展，相关理论研究也不断得到丰富。近10年，紧凑型布里渊掺铒光纤激光器的研究取得了一系列的进展，在高精度光纤传感等诸多领域有着十分重要的应用前景。按照三个发展阶段依次梳理和总结了布里渊光纤激光器的研究进展，重点阐述了紧凑型布里渊掺铒光纤激光器的机理、特性和应用，并对其未来发展方向进行展望。

This study analyzes the linewidth narrowing characteristics of free-space-running Brillouin lasers and investigates the approaches to achieve linewidth compression and power enhancement simultaneously. The results show that the Stokes linewidth behavior in a free-space-running Brillouin laser cavity is determined by the phase diffusion of the pump and the technical noise of the system. Experimentally, a Stokes light output with a power of 22.5 W and a linewidth of 3.2 kHz was obtained at a coupling mirror reflectivity of 96%, which is nearly 2.5 times compressed compared with the linewidth of the pump (7.36 kHz). In addition, the theorical analysis shows that at a pump power of 60 W and a coupling mirror reflectivity of 96%, a Stokes output with a linewidth of 1.6 kHz and up to 80% optical conversion efficiency can be achieved by reducing the insertion loss of the intracavity. This study provides a promising technical route to achieve high-power ultra-narrow linewidth special wavelength laser radiations.

如何获得频率高、相位噪声低和稳定性高的微波信号一直都是微波光子学领域的研究热点。基于此，提出一种基于受激布里渊散射（SBS）的可调谐光电振荡器（OEO）。实验中光载波和泵浦光来自同一可调谐激光器，利用泵浦光的SBS对光载波的相位调制边带进行放大，通过改变可调谐激光器的输出波长使布里渊频移量发生变化，从而实现输出微波信号的可调谐。实验结果表明，所设计的OEO可以实现频率范围为10.13~10.65 GHz的信号输出，可调谐范围为520 MHz。结构中仅使用了一个相位调制器，无偏压输入器件的引入，这使得所设计的OEO稳定性较高。在20 min内频率漂移小于1 MHz，功率变化小于1.15 dB。

We propose and experimentally demonstrate a long-range chaotic Brillouin optical correlation domain analysis by employing an optimized time-gated scheme and differential denoising configuration, where the number of effective resolving points largely increases to more than one million. The deterioration of the chaotic Brillouin gain spectrum (BGS) and limitation of sensing range owing to the intrinsic noise structure, resulting from the time delay signature (TDS) and nonzero background of chaotic laser, is theoretically analyzed. The optimized time-gated scheme with a higher extinction ratio is used to eliminate the TDS-induced impact. The signal-to-background ratio of the measured BGS is enhanced by the differential denoising scheme to furthest remove the accumulated nonzero noise floor along the fiber, and the pure chaotic BGS is ulteriorly obtained by the Lorentz fit. Ultimately, distributed strain sensing along a 27.54-km fiber with a 2.69-cm spatial resolution is experimentally demonstrated, and the number of effective resolving points is more than 1,020,000.

布里渊随机光纤激光器（BRFL）是基于受激布里渊散射（SBS）效应和随机分布式反馈谐振腔组成的新型激光器。笔者基于保偏光纤（PMF）中SBS的非线性轴向偏振牵引效应，提出并实现了一种可实现正交偏振嵌位的受激布里渊随机光纤激光器（PMF-BRFL）。首先对PMF-BRFL系统的偏振工作分区进行了理论分析，接着讨论了系统偏振嵌位的动态范围与系统参数之间的关系，最后采用3 km长PMF实现了PMF-BRFL系统。该系统可以实现偏振态稳定正交嵌位的窄带激光输出，实验结果与理论分析结果一致。

针对双锥对撞点火方案实验中的受激布里渊散射过程，发展了一套门控角分辨全口径背向散射诊断系统。设计了光纤阵列，对神光-ⅡU装置打靶伺服反射镜上的散射信号进行收集，利用其时间特性，通过相对测量的方式，获得了角分辨的背向受激布里渊散射能量份额，发现其角分布敏感依赖于激光在球壳表面的辐照模式，为深入研究双锥对撞点火方案中的受激布里渊散射过程提供了可靠的实验结果。

高功率窄线宽光纤激光器在遥感测量、引力波探测、光束合成等领域中应用广泛，但硅基光纤中的受激布里渊散射效应限制了其输出功率。对单频种子源进行相位调制以展宽线宽是常见的抑制受激布里渊散射的方法。然而，单一机理的射频相位调制对受激布里渊散射效应的阈值提升能力有限，已经不能满足近5 kW的激光功率需求。分析了伪随机二进制序列和正弦信号级联的相位调制对光谱展宽和受激布里渊散射效应抑制的影响，搭建了级联相位调制的高功率窄线宽光纤激光器，采用四级功率放大结构，在46 GHz均方根线宽下，实现了4.93 kW激光输出，中心波长为1067.5 nm，斜率效率为78%，光束质量为M²<1.2。

回顾了非线性光学激光合束技术的发展历程，阐述了基于光学相位共轭和基于非线性放大过程的合束思想和基本原理，梳理了重叠耦合、种子注入和布里渊四波混频增强相位锁定激光合束方式的标志性成果，总结了等离子体交叉光束能量转移、金刚石拉曼放大和液体布里渊放大激光合束技术的优势和瓶颈。面向高峰值功率、高平均功率、高重复频率激光输出的实现需求，基于布里渊放大激光合束技术具备系统结构简单、功率负载高且散热效率高的优点，提出了实现单脉冲能量100 J、脉冲宽度10 ns、重复频率10 Hz合束激光输出的可行性方案。