从受激布里渊散射耦合波导方程出发建立了多模光纤布里渊频移、泵浦波、斯托克斯波和声波场理论模型,分析对比了多模光纤与单模光纤布里渊散射谱的频移、增益、线宽和受激布里渊散射阈值,并进一步分析了光纤长度、衰减系数、数值孔径对多模光纤受激布里渊散射阈值的影响.结果表明,多模光纤多个模式布里渊散射谱叠加造成其总的布里渊散射谱展宽,不再满足洛伦兹分布,其线宽增加至原来数倍、峰值增益和频移降低;渐变折射率多模光纤SBS阈值一般在80 mW以上,远大于单模光纤;纤芯直径相同时,相比于阶跃折射率多模光纤,数值孔径对渐变折射率多模光纤SBS阈值的影响较大,后者更易发生受激布里渊散射效应.理论计算与已报道测量结果的比较验证了理论分析的正确性.文中研究为建立基于多模光纤的布里渊散射分布式传感系统奠定了理论基础.
多模光纤 布里渊散射谱 受激布里渊散射阈值 数值孔径