据中国激光杂志社网，于2024年01月11日报道，反向受激布里渊散射（SBS）现象是一种涉及光波与材料中声波相互作用的非线性光学过程，在基础科学和工程技术中均具有重要应用价值：受激布里渊散可以用于实现低噪声的单频激光器、高灵敏度传感器、微波光子学中的信号处理、光通信中的光隔离、光存储等信号处理技术。

       利用回音壁模式光学谐振腔可以实现低阈值的受激布里渊散射，即布里渊激光。布里渊激光已在多种材料的回音壁腔体平台上得以实现，并被成功用于窄线宽激光、低噪声微波信号和布里渊激光陀螺仪等应用领域，成为近年来布里渊激光器领域的研究热点。但这些研究主要聚焦于如何应用布里渊激光，对于布里渊激光本身增益带宽优化研究的关注极少。

       传统的受激布里渊散射具有很窄的增益带宽，例如，对于氟化物晶体材料该带宽仅有十余兆赫兹，因此该特性对布里渊激光器件的精度提出了很高的要求，而限制了其应用。哈尔滨工业大学（深圳）理学院林国平副教授带领的晶体回音壁腔研究课题组，提出了一种通过利用谐振腔曲面声波相速度的变化形成宽广布里渊增益的方案，首次利用品质因子达十亿的Z切氟化镁（MgF2）回音壁腔实现宽范围的受激布里渊散射，展示了扩展约两个数量级的反向布里渊增益，并实现了布里渊克尔光频梳的产生。相关研究成果发表于Photonics Research 2023年第6期（Guoping Lin, Jingyi Tian, Tang Sun, Qinghai Song, Yanne K. Chembo. Hundredfold increase of stimulated Brillouin-scattering bandwidth in whispering-gallery mode resonators[J]. Photonics Research, 2023, 11(6): 917）。

       由于光波在回音壁腔曲面处传播，与其相互作用的声波因此依耐于该位置与晶体轴的夹角，因此当光波绕行一周时，声波相速度产生了周期变化，理论计算表面，在Z切氟化镁晶体回音壁腔绕行一周所产生的受激布里渊散射增益包络比传统晶体包络展宽了近百倍。图1（b）展示了两个具有丰富光学回音壁模式Z切腔体中的实验测量结果，观测到的宽范围受激布里渊散射频移从11.73 GHz覆盖到14.47 GHz。如图1（c）所示，具有足够数据的布里渊频移反映出理论计算的增益包络。

        该课题组林国平副教授还表示：“通过回音壁谐振腔与晶体材料相结合，可以通过调整晶体晶轴的方向来控制声子在振腔中传播速度的变化方式，从而实现对SBS增益带宽的调控，使其增宽百倍并达到几个GHz的范围，降低对布里渊激光器的精度要求。此外，本研究还展示了利用回音壁谐振腔和氟化镁晶体相结合的方法，在回音壁腔中产生了布里渊克尔光学频率梳，该频率梳的宽带光谱跨越了超过120 nm的范围，并拥有超过400个频率线。”

        该研究提出了一种新的思路和方法，可以实现对SBS增益带宽的高效控制，并不仅限于回音壁谐振腔，还可应用于其他光学器件，如光纤和波导等。这一方法为光学领域提供了一种新的思路和方法，具有广泛的应用前景，并在实验中得到了验证，证明了其在实际应用中的可行性。