ове значення порогу SBS для лінії протяжністю в 10 км складає 6 ... 10 дБм. Вище цього рівня спостерігається значне збільшення втрат ОВ, що залежать від рівня введеної оптичної потужності. br/>В
Рисунок 1 - Розсіювання Бріллюена
В
Рисунок 2 - Поріг SBS
З'являється акустична хвиля за своєю природою є гіперзвукової, і її частотний спектр може розташовуватися до 10 ... 13 ТГц (1013 Гц). Так, для ? = 1550 нм швидкість акустичної хвилі в кварцовому ОВ становить ? а? 5,8 мм/мкс і Бріллюеновское частотне зміщення fБ? 11 ГГц ( ~ 0,1 нм). Часто, для кращого сприйняття фізики процесу, частотне Бріллюеновское зміщення порівнюють з модуляцією світлового потоку акустичної гіперзвуковий хвилею або ефектом Доплера. Графічне подання Бріллюеновского зміщення наведено на малюнку 3. Вираз для порогової потужності SBS PSBS записується у вигляді:
розсіювання Бріллюен волокно імпульс
(2)
де в - числове значення між 1 і 2, залежне від поляризаційного стану хвилі;? 4,6 * 10-11 м/Вт - SBS підсилювальний коефіцієнт (залежить від типу ОВ);
?? LS - лінійна (спектральна) ширина смуги лазерного джерела;
?? ВW? 20 МГц (на 1550 нм) - SBS смуга взаємодії.
В
Рисунок 3 - Бріллюеновское зміщення
Ефективна довжина ОВ записується в зручному традиційному логарифмічному вигляді:
(3)
З виразу (1) видно, що поріг SBS залежить від спектральної ширини лазерного джерела коливань. Вираз (1) для найгіршого випадку (у = 1) при Lефф = 20 км (типова усереднена величина) та ефективному діаметрі модового плями ОВ в 9,2 мкм може бути записано в зручному логарифмічному вигляді:
(4)
У результаті Бріллюеновского розсіяння крім ефекту зниження корисної потужності виникають і шуми (підвищується відносна інтенсивність шуму - RIN), погіршують характеристики BER (імовірність виникнення помилки). Всяке використання оптичних підсилювачів знижує поріг SBS. Поріг SBS для системи PSBS.N, що складається з N оптичних підсилювачів, визначається простою залежністю:
(5)
Звертаючись до (1) можна бачити, що поріг SBS залежить від довжини ОВ в яскраво вираженій формі (малюнок 4). Це пояснюється не тільки назад-пропорційною залежністю порогу SBS від ефективної довжини ОВ, але й самої її експоненційної залежністю від фізичної довжини ОВ (див. вираз 2). Для випадку передачі імпульсних сигналів важливо відзначити, що чим коротше довжина імпульсу, тим більше енергії необхідно для того, щоб настало Бріллюеновское розсіювання і, таким чином, тим менше ймовірність прояву цього ефекту при високих швидкостях передачі даних (малюнок 5). br/>В
Рисунок 4 - Залежність порогу SBS від параметрів волокна
В
Рисунок 5 - Залежність порогу SBS від тривалості імпульсу
Вимушене раманівське розсіювання (SRS - Stimulated Raman Scattering) або, як ще його називають, вимушене комбінаційне розсіювання (ВКР), - також нелінійний ефект, який подібно бріллюеновскому розсіюванню може використовуватися для перетворення частини енергії з потужної хвилі накачування в слабку сигнальну хвилю. SRS за своїм характером прояву близько до SBS, але викликається іншими фізичними явищами.
Фізична причина явища вимушеного розсіювання Рамана полягає в тому, що під дією світла великої інтенсивності (коли проходить в ньому оптична потужність досягає деякого порогу) можуть бути випадки, коли молекули поглинають частину енергії проходить випромінювання (частина енергії кожного фотона). У результаті, якщо фотон мав частоту f1, то після зіткнення з молекулою і передачі їй частини енергії енергія фотона зменшується. Так як енергія фотона дорівнює E = hf1, де h - постійна Планка, то зменшується множник f1, тобто частота випромінювання. Таким чином, після проходження через таку середу випромінювання матиме дві частоти f1 і f 1 -? f. Друга складова з більш низькою частотою (стоксова компонента) буде помітною тоді, коли енергія вихідного випромінювання досягає згаданого вище порога, тобто коли буде достатньо велика кількість фотонів. За визначенням раманівського розсіювання - нелінійний ефект - спонтанне комбінаційне розсіювання, яке пов'язане з розсіюванням світла на коливаннях поляризованих молекул волокна (оптичні фонони) під дією світла великої інтенсивності.
Одним з важливих відмінних властивостей SRS є великою частотний діапазон взаємодії проходить випромінювання з молекулами і атомами речовини. Для кварцу він досягає десятків терагерц. p align="justify"> Тому можна зробити висновок, що ...
