![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекция 9. Усилители на основе вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) и рассеяния Мандельштама-Бриллюена (ВРМБ).Стр 1 из 4Следующая ⇒
Вынужденное и спонтанное комбинационное рассеяние (КР) и рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (РМБ). ВКР усилители и их применение. Шум фактор ВКР усилителей. Двухстадийные ВКР усилители. Двойное рэлеевское рассеяние в ВКР усилителях. Влияние шумов накачки на характеристики сигнала в линиях связи с ВКР усилителями. Сверхширокополосные ВКР усилители. Усиление оптических импульсов ВКР усилителями.
Принцип работы ВКР-усилителя В ВКР-усилителях часть излучения накачки в результате когерентного процесса, получившего в отечественной научной литературе название вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР), преобразуется в излучение на частоте сигнальной волны. В зарубежной литературе этот процесс называется вынужденным рамановским рассеянием (stimulated Raman scattering, SRS). Комбинационное рассеяние – результат взаимодействия в нелинейной среде между световым излучением и флуктуациями поляризации среды, вызванными колебаниями заряженных частиц. Такое взаимодействие приводит к обмену энергией между световой волной и средой и к возникновению или усилению рассеянных световых волн. Если интенсивность световой волны невелика, то ее влиянием на колебания среды можно пренебречь. В этом случае рассеяние происходит на хаотических тепловых колебаниях заряженных частиц и данное явление называется спонтанным комбинационным рассеянием света (КРС). В кварцевом волокне тепловые колебания ионов Si и O на частоте Максимум спектра КРС сдвинут на величину примерно ±40 см–1 (~±13 ТГц). При вынужденном комбинационном рассеянии (ВКР) в оптическом волокне падающая электромагнитная волна достаточно большой мощности (волна накачки), взаимодействуя с сигнальной волной, когерентно возбуждает колебательную моду молекулы кварца (SiO2). В процессе распространения по волокну энергия излучения накачки преобразуется в энергию упругих колебаний молекул среды и в энергию сигнальной волны. Сигнальная волна, наоборот, усиливается за счет энергии волны накачки. Определим коэффициент усиления слабого сигнала в процессе ВКР следующим образом:
Поскольку
Коэффициент усиления слабого сигнала в процессе ВКР при монохроматической накачке определяется выражением
gR – коэффициент комбинационного усиления, зависящий от характеристик волокна; Leff = (1/P)[1 – (–PL)] – эффективная длина волокна; P, S – коэф- фициенты затухания волны накачки и сиг- нала соответственно.
Рис. 4. Экспериментально измеренная зависи_
|