Stimulert Brillouin-spredning

Stimulert Brillouin-spredning er den parametriske interaksjonen mellom pumpelys, Stokes-bølger og akustiske bølger. Det kan betraktes som utslettelse av et pumpefoton, som produserer et Stokes-foton og et akustisk fonon samtidig.

Ts terskeleffekt Pth er relatert til dempningskoeffisienten a til fiberen, den effektive lengden Leff til fiberen, Brillouin-forsterkningskoeffisienten gB og det effektive arealet Aeff til fiberen, og kan tilnærmet skrives som:

Når L er lang nok, kan Leff ≈ 1/a, og Aeff erstattes med πw2, der w er modusfeltradius:

Når toppforsterkningen gB≈5x10-11m/W, kan Pth være så lav som 1mW, spesielt ved det laveste tapet på 1550nm, noe som i stor grad vil begrense injeksjonskraften til lysbølgesystemet. Imidlertid ignorerer estimatet ovenfor den spektrale breddeeffekten knyttet til det innfallende lyset, og terskeleffekten kan øke til 10mW eller høyere i et typisk system.

Forsterkningsbåndbredden til stimulert Brillouin-spredning er smal (ca. 10GHz), noe som indikerer at SBS-effekten er begrenset til en enkelt bølgelengdekanal i WDM-systemet. Terskeleffekten er relatert til linjebredden til lyskilden. Jo smalere linjebredde lyskilden har, jo lavere terskeleffekt.

Vanligvis har vi følgende metoder for å redusere effekten av SBS på systemet:

Reduser fiberinngangseffekt (reduser reléintervall);

Øk lyskildens linjebredde (spredningsbegrensning);

Generelt er SBS en skadelig faktor i optiske fiberkommunikasjonssystemer og bør minimeres. Men fordi den kan forsterke lysfeltet ved å overføre energien til pumpefeltet med en passende bølgelengde til et lysfelt med en annen bølgelengde, kan den brukes til å lage Brillouin-forsterkere. Men på grunn av det smale forsterkningsspekteret er båndbredden til forsterkeren også veldig smal.