використовуються для забезпечення великої довжини регенераційної ділянки, а також у високо-щільних системах з поділом по довжинах хвиль, де використовуються джерела інтенсивного лазерного випромінювання. Найбільш явно проявляються нелінійні ефекти нижчих порядків:
· нелінійне переломлення - явище, при якому показник заломлення залежить від інтенсивності електричного поля Е ;
· вимушене непружне розсіювання - явище, при якому оптична хвиля передає частину своєї енергії нелінійної середовищі в результаті взаємодії з молекулами;
· модуляційна нестійкість - явище модуляції стаціонарного хвильового стану під дією нелінійних і дисперсійних ефектів;
· параметричні процеси - явища, викликані взаємодією оптичних хвиль з електронами зовнішніх оболонок (чотирьох хвильове зміщення ЧВС, генерація гармонік і параметричне підсилення).
Показник заломлення оптичного середовища не тільки залежить від частоти (цей факт розглядається в рамках лінійної теорії), але і від інтенсивності світла I , або квадрата напруженості електричного поля Е :
(4)
де: - лінійна частина, описувана рівнянням Селлмейера і залежна від частоти,
- нелінійна складова показника заломлення, що залежить від електричного поля.
Нелінійна складова n 2 може бути виражена наступним рівнянням:
(5)
де: - коефіцієнт нелінійності показника заломлення, - складова нелінійної діелектричної сприйнятливості 3-го порядку (є компонентою (1111) тензора 4-го порядку.
Залежність n від | Е | 2 призводить до таких нелінійним ефектам, як фазова самомодуляція (ФСМ) і фазова крос-модуляція (ФКМ):
· ФСМ обумовлена ??нелінійним набігом фази, який оптичне поле набуває при поширенні в световоде, причому набіг фази збільшується зі збільшенням довжини поширення z , приводячи до симетричного спектральному уширению коротких імпульсів;
· ФКМ обумовлена ??набігом фази, наведеною електричним полем джерела, що випромінює на інший довжині хвилі; ця хвиля поширюється спільно з вихідної і викликає асиметричне спектральне уширение спільно поширюються імпульсів.
Зміна фази при появі ФСМ викликає паразитную частотну модуляцію (ПЧМ) імпульсу, глибина якої зростає зі зростанням z , що і пояснює уширение спектра імпульсу. Цей спектр має звичайно осциллирующий характер і залежить від форми імпульсу і його початковій паразитної частотної модуляції (ПЧМ), яка спостерігається у багатьох джерел випромінювання. Якщо на ФСМ накладається ДГС, то для волокна з позитивною дисперсією її вплив звичайне і зводиться до розширення спектру і розпливання імпульсу з часом. Якщо ж дисперсія волокна негативна, то її вплив незвичайне - гауссовский імпульс кілька розширюється, потім стабілізується, а спектр імпульсу звужується. Якщо ж імпульс має форму гіперболічного...
