Stimulerad Brillouin-spridning

Stimulerad Brillouin-spridning är den parametriska interaktionen mellan pumpljus, Stokes-vågor och akustiska vågor. Det kan betraktas som förintelsen av en pumpfoton, som producerar en Stokes-foton och en akustisk fonon samtidigt.

Ts tröskeleffekt Pth är relaterad till fiberns dämpningskoefficient a, fiberns effektiva längd Leff, Brillouin-förstärkningskoefficienten gB och fiberns effektiva area Aeff, och kan ungefärligen skrivas som:

När L är tillräckligt lång kan Leff ≈ 1/a och Aeff ersättas med πw2, där w är modfältets radie:

När toppförstärkningen gB≈5x10-11m/W kan Pth vara så låg som 1mW, speciellt vid den lägsta förlusten på 1550nm, vilket avsevärt kommer att begränsa ljusvågssystemets insprutningseffekt. Ovanstående uppskattning ignorerar emellertid den spektrala breddeffekten relaterad till det infallande ljuset, och tröskeleffekten kan öka till 10mW eller högre i ett typiskt system.

Förstärkningsbandbredden för stimulerad Brillouin-spridning är smal (ca 10GHz), vilket indikerar att SBS-effekten är begränsad till en enda våglängdskanal i WDM-systemet. Tröskeleffekten är relaterad till ljuskällans linjebredd. Ju smalare linjebredd ljuskällan har, desto lägre är tröskeleffekten.

Vanligtvis har vi följande metoder för att minska effekten av SBS på systemet:

Minska fiberinmatningseffekten (minska reläintervallet);

Öka ljuskällans linjebredd (spridningsbegränsning);

Generellt sett är SBS en skadlig faktor i optiska fiberkommunikationssystem och bör minimeras. Men eftersom den kan förstärka ljusfältet genom att överföra energin från pumpfältet med en lämplig våglängd till ett ljusfält med en annan våglängd, kan den användas för att tillverka Brillouin-förstärkare. Men på grund av dess smala förstärkningsspektrum är bandbredden för förstärkaren också mycket smal.