Stymulowane rozpraszanie Brillouina

Stymulowane rozpraszanie Brillouina to parametryczna interakcja pomiędzy światłem pompy, falami Stokesa i falami akustycznymi. Można to uznać za anihilację fotonu pompującego, w wyniku której powstaje jednocześnie foton Stokesa i fonon akustyczny.

Moc progowa Ts Pth jest powiązana ze współczynnikiem tłumienia a światłowodu, efektywną długością Leff światłowodu, współczynnikiem wzmocnienia Brillouina gB i efektywną powierzchnią Aeff światłowodu i można ją w przybliżeniu zapisać jako:

Gdy L jest wystarczająco długie, Leff ≈ 1/a i Aeff można zastąpić przez πw2, gdzie w jest promieniem pola modowego:

Gdy wzmocnienie szczytowe gB≈5x10-11m/W, Pth może wynosić zaledwie 1mW, szczególnie przy najniższej stracie 1550nm, co znacznie ograniczy moc wtrysku systemu fal świetlnych. Jednakże powyższe oszacowanie ignoruje efekt szerokości widma związany z padającym światłem, a moc progowa może wzrosnąć do 10 mW lub więcej w typowym systemie.

Pasmo wzmocnienia wymuszonego rozpraszania Brillouina jest wąskie (około 10 GHz), co wskazuje, że efekt SBS jest ograniczony do kanału o jednej długości fali systemu WDM. Moc progowa jest powiązana z szerokością linii źródła światła. Im węższa szerokość linii źródła światła, tym niższa moc progowa.

Zwykle mamy następujące metody zmniejszenia wpływu SBS na system:

Zmniejsz moc wejściową światłowodu (skróć interwał przekaźnika);

Zwiększenie szerokości linii źródła światła (ograniczenie dyspersji);

Ogólnie rzecz biorąc, SBS jest szkodliwym czynnikiem w systemach komunikacji światłowodowej i należy go minimalizować. Ponieważ jednak może wzmacniać pole świetlne, przenosząc energię pola pompy o odpowiedniej długości fali do pola świetlnego o innej długości fali, można go wykorzystać do budowy wzmacniaczy Brillouina. Jednakże, ze względu na wąskie spektrum wzmocnienia, szerokość pasma wzmacniacza jest również bardzo wąska.