Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Оптические усилители, использующие нелинейные явления

Физическая суть явления такова. Фонон, рождаемый в схеме процесса, возбуждает акустические волны, распространяющиеся в том же направлении, но со значительно меньшей скоростью 5 км/с за счет эффекта электрострикции (основная волна распространяется в ОМ ОВ с фазовой скоростью порядка 204000 км/с). Они создают пространственные колебания плотности в волокне (сгустки и разрежения), приводя к локальному изменению показателя преломления - эффекту фотоупругости. Фотон, также рождаемый в схеме этого процесса, формирует стоксовую волну, которая распространяется в обратном направлении и называется волной обратного рассеяния. Ее интенсивность тем выше, чем больше эффект фотоупругости, а он, в свою очередь, тем больше, чем выше уровень накачки. При некотором его уровне, называемом пороговым уровнем ВРБМ, начинает резко увеличивается интенсивность волны обратного рассеяния, что ухудшает эффективность передачи основного сигнала. При дальнейшем увеличении подаваемого в ОВ сигнала интенсивность основного сигнала перестает расти и даже начинает падать.

Итак, очевидно, что ВРБМ приводит к двум эффектам:

· установлению верхней границы оптической мощности, эффективно используемой системой (увеличение длины перекрытия, например, за счет увеличения мощности источника сигнала оказывается ограниченным величиной порогового уровня ВРБМ)

· ухудшению качества основного сигнала за счет взаимодействия основной волны с волной обратного рассеяния, а также с волной двойного обратного рассеяния, возникающей за счет отражения волны обратного рассеяния.

Пороговый уровень ВРБМ зависит от ряда факторов:

· ширины линии лазерного источника (чем она шире, тем пороговый уровень выше)

· эффективной площади поперечного сечения ОВ (чем он больше, тем лучше)

· длины ОВ (при длине до 10 км проблем с ВРБМ не возникает)

· технологии модуляции сигнала (лазерный источник с прямой модуляцией имеет ширину порядка 1 ГГц, а с внешней модуляцией - 1МГц).

Явление ВКР можно использовать для усиления оптического сигнала, если он распространяется вместе с интенсивной волной накачки и его длина волны лежит в полосе комбинационного усиления. Эти усилители также называют комбинационными или рамановскими усилителями. Для случая, когда интенсивность сигнала Icменьше интенсивности накачки Iнак

, усиление определяется следующим выражением:

(6)

где - мощность накачки; и - эффективные длина и площадь поперечного сечения ОВ, а - эквивалентная крутизна усиления оптического усилителя (обычно порядка 10-13 м/Вт).

Типичными параметрами являются мощность накачки 1 Вт, коэффициент усиления порядка 30 дБм (1000 раз). Мощность насыщения РнВКР-усилителей значительно больше, чем ППОУ (1Вт против 1 мВт), причем накачка может быть как попутная, так и встречная. В качестве накачки используются лазеры с длиной волны 1060 нм (для усиления сигналов 1300 нм) и 1320 нм (для усиления сигналов с длиной волны 1550 нм). Этот тип усилителей достаточно широкополосен (5-10 ТТц) и годится для усиления сигналов в схемах с WDM и усиления коротких импульсов (пикосекундного диапазона). Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другие статьи по теме:

Механизмы фотоаппарата В современном мире фотография является средством информирования людей о событиях в мире, средством научных исследований, видом искусства. Изобретение фотографии относится к 1839году. Че ...

Цифровизация участка первичной сети связи Развитие науки и техники способствовало развитию телекоммуникационных сетей как всего мира, так и Украины. Передача мультимедийного трафика на первичной сети связи Украины осуществляется ...

Генератор гармонических колебаний RC-типа с мощным выходным каскадом Значительный прогресс в развитии многих областей науки и техники обусловлен развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не испо ...