Главное


Оптические усилители, использующие нелинейные явления

В оптических системах, использующих волоконно-оптический кабель, для усиления сигналов можно использовать нелинейные явления в оптическом волокне, такие, как ВКР или эффект Рамана, ВРМБ и параметрическое усиление [15].

Оптический световод, как и любой диэлектрик, демонстрирует нелинейное поведение в сильном электромагнитном поле. Такие поля образуются даже при использовании относительно маломощных источников излучения за счет большой плотности мощности, реализуемой в силу малого поперечного сечения одномодового кабеля (порядка 5*10-11 м2).

Ситуация усугубляется в системах с оптическими усилителями, используемых для обеспечения большой длины регенерационного участка, а также в высоко-плотных системах с разделением по длинам волн, где используются источники интенсивного лазерного излучения. Наиболее явно проявляются нелинейные эффекты низших порядков:

· нелинейное преломление

- явление, при котором показатель преломления зависит от интенсивности электрического поляЕ

;

· вынужденное неупругое рассеяние

- явление, при котором оптическая волна передает часть своей энергии нелинейной среде в результате взаимодействия с молекулами;

· модуляционная неустойчивость

- явление модуляции стационарного волнового состояния под действием нелинейных и дисперсионных эффектов;

· параметрические процессы

- явления, вызванные взаимодействием оптических волн с электронами внешних оболочек (четырехволновое смешение ЧВС, генерация гармоник и параметрическое усиление).

Показатель преломления оптической среды не только зависит от частоты (этот факт рассматривается в рамках линейной теории), но и от интенсивности света I

, или квадрата напряженности электрического поляЕ

:

(4)

где:- линейная часть, описываемая уравнением Селлмейера и зависящая от частоты,

- нелинейная составляющая показателя преломления, зависящая от электрического поля.

Нелинейная составляющая n2

может быть выражена следующим уравнением:

(5)

где: - коэффициент нелинейности показателя преломления, - составляющая нелинейной диэлектрической восприимчивости 3-го порядка (является компонентой (1111) тензора 4-го порядка.

Зависимость n

от|Е|2

приводит к таким нелинейным эффектам, как фазовая самомодуляция (ФСМ) и фазовая кросс-модуляция (ФКМ):

· ФСМ обусловлена нелинейным набегом фазы, который оптическое поле приобретает при распространении в световоде, причем набег фазы увеличивается с увеличением длины распространения z

, приводя к симметричному спектральному уширению коротких импульсов;

· ФКМ обусловлена набегом фазы, наведенным электрическим полем источника, излучающего на другой длине волны; эта волна распространяется совместно с исходной и вызывает асимметричное спектральное уширение совместно распространяющихся импульсов.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другие статьи по теме

Исследование щелевой антенной решетки
микроэлектроника антенный программа В диапазон СВЧ микроэлектроника начала внедряться в последнюю очередь, примерно в середине 60-х годов прошлого века. В первую очередь это связано с тр ...

Построение кодера на основе многочлена
Помехоустойчивое кодирование состоит в целенаправленном введении избыточности для того, чтобы появилась возможность обнаруживать и/или исправлять ошибки, возникающие при передаче по кана ...

Аппаратная реализация модулярного сумматора и умножителя на базе ПЛИС
В настоящее время невозможно представить себе сложную автоматическую систему без того, чтобы ее центральную часть не составляли вычислительные машины, выполняющие функц ...

www.techspirit.ru © 2021