Основные разделы


Нелинейные эффекты вынужденного неупругого рассеивания световой волны в волокне

Следует отметить, что взаимодействие при имеет место в очень узкой полосе частот . Но если в световодах имеются неоднородности в виде изгибов, сжатия или растяжения, то спектр SBS может достигнуть 100…500 МГц. Этот эффект используется в бриллюэновской рефлектометрии, предназначенной для обнаружения механических воздействий на оптический кабель.

Явление нелинейного рассеяния возрастает с увеличением входной мощности и длины линии связи. Влияние нелинейных явлений растёт также с увеличением интенсивности света в волокне, которая при заданной мощности обратно пропорциональна площади сердцевины.

Таким образом, при превышении некоторого порога мощности нелинейные процессы приводят к переходу мощности первичных волн в излучение других волн. Рассеяние Бриллюэна в основном направлено в сторону, противоположную распространению электромагнитной энергии (рис. 1).

Отметим, что при малых оптических мощностях (до порога SBS см. рисунок 2) отраженная световая волна увеличивается прямо пропорционально уровню подводимой оптической мощности, то есть подчиняется Бриллюэновскому и Рэлеевскому законам рассеяния, и отличается друг от друга на постоянную величину, определяемую законом рассеяния Бриллюэна-Мандельштама (в основном зависит от эффективной площади ядра ОВ - Аэфф для данного материала). И только после превышения порога SBS наступает лавинный процесс увеличения мощности отраженной волны.

Типовое значение порога SBS для линии протяженностью в 10 км составляет 6…10 дБм. Выше этого уровня наблюдается значительное увеличение потерь ОВ, зависящих от уровня вводимой оптической мощности.

Рисунок 1 - Рассеяние Бриллюэна

Рисунок 2 - Порог SBS

Появляющаяся акустическая волна по своей природе является гиперзвуковой, и ее частотный спектр может располагаться до 10…13 ТГц (1013 Гц). Так, для λ=1550 нм скорость акустической волны в кварцевом ОВ составляет νа≈5,8 мм/мкс и Бриллюэновское частотное смещение fБ≈11 ГГц (~0,1 нм). Часто, для лучшего восприятия физики процесса, частотное Бриллюэновское смещение сравнивают с модуляцией светового потока акустической гиперзвуковой волной или эффектом Доплера. Графическое представление Бриллюэновского смещения приведено на рисунке 3. Выражение для пороговой мощности SBS PSBS записывается в виде:

рассеивание бриллюэн волокно импульс

(2)

где в - числовое значение между 1 и 2, зависящее от поляризационного состояния волны;≈4,6*10-11 м/Вт - SBS усилительный коэффициент (зависит от типа ОВ);

ΔνLS - линейная (спектральная) ширина полосы лазерного источника;

ΔνВW≈20 МГц (на 1550 нм) - SBS полоса взаимодействия.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Прочитайте еще и эти статьи:

Разработка системы управления
Аналитические исследования целого ряда проблем, которые относятся к предмету теории управления, можно обнаружить еще в работах И. Ньютона, Л. Эйлера, Ж. Лагранжа и других известных ученых, а история искусственных регуляторов и авто ...

Проектирование супергетеродинного приёмника
При выполнении курсовой работы необходимо выполнить следующее: рассчитать коэффициенты включения m и n; определить избирательность ВЦ по ЗК; определить ослабление промежуточной частоты; - рассчитать необходимое число каскадов УРЧ ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru