Stimuleret Brillouin-spredning

Stimuleret Brillouin-spredning er den parametriske interaktion mellem pumpelys, Stokes-bølger og akustiske bølger. Det kan betragtes som udslettelse af en pumpefoton, der producerer en Stokes-foton og en akustisk fonon samtidigt.

Ts tærskeleffekt Pth er relateret til fiberens dæmpningskoefficient a, fiberens effektive længde Leff, Brillouin forstærkningskoefficienten gB og fiberens effektive areal Aeff og kan tilnærmelsesvis skrives som:

Når L er lang nok, kan Leff ≈ 1/a, og Aeff erstattes af πw2, hvor w er tilstandsfeltets radius:

Når peak gain gB≈5x10-11m/W, kan Pth være så lav som 1mW, især ved det laveste tab på 1550nm, hvilket i høj grad vil begrænse lysbølgesystemets injektionskraft. Ovenstående estimering ignorerer imidlertid den spektrale breddeeffekt relateret til det indfaldende lys, og tærskeleffekten kan stige til 10mW eller højere i et typisk system.

Forstærkningsbåndbredden for stimuleret Brillouin-spredning er smal (ca. 10GHz), hvilket indikerer, at SBS-effekten er begrænset til en enkelt bølgelængdekanal i WDM-systemet. Tærskeleffekten er relateret til lyskildens linjebredde. Jo smallere lyskildens linjebredde er, jo lavere tærskeleffekt.

Normalt har vi følgende metoder til at reducere virkningen af ​​SBS på systemet:

Reducer fiberindgangseffekt (reducer relæintervallet);

Forøg lyskildens linjebredde (spredningsbegrænsning);

Generelt er SBS en skadelig faktor i optiske fiberkommunikationssystemer og bør minimeres. Men fordi den kan forstærke lysfeltet ved at overføre energien fra pumpefeltet med en passende bølgelængde til et lysfelt med en anden bølgelængde, kan den bruges til at lave Brillouin-forstærkere. Men på grund af dets smalle forstærkningsspektrum er forstærkerens båndbredde også meget smal.