Gestimuleerde Brillouin-verstrooiing

Gestimuleerde Brillouin-verstrooiing is de parametrische interactie tussen pomplicht, Stokes-golven en akoestische golven. Het kan worden beschouwd als de vernietiging van een pompfoton, waarbij tegelijkertijd een Stokes-foton en een akoestisch fonon worden geproduceerd.

Ts drempelvermogen Pth is gerelateerd aan de verzwakkingscoëfficiënt a van de vezel, de effectieve lengte Leff van de vezel, de Brillouin-versterkingscoëfficiënt gB en het effectieve gebied Aeff van de vezel, en kan ongeveer worden geschreven als:

Als L lang genoeg is, kan Leff ≈ 1/a, en Aeff vervangen worden door πw2, waarbij w de modusveldradius is:

Wanneer de piekversterking gB≈5x10-11m/W is, kan Pth zo laag zijn als 1 mW, vooral bij het laagste verlies van 1550 nm, wat het injectievermogen van het lichtgolfsysteem aanzienlijk zal beperken. De bovenstaande schatting negeert echter het spectrale breedte-effect dat verband houdt met het invallende licht, en het drempelvermogen kan in een typisch systeem oplopen tot 10 mW of hoger.

De versterkingsbandbreedte van gestimuleerde Brillouin-verstrooiing is smal (ongeveer 10 GHz), wat aangeeft dat het SBS-effect beperkt is tot een enkel golflengtekanaal van het WDM-systeem. Het drempelvermogen is gerelateerd aan de lijnbreedte van de lichtbron. Hoe smaller de lijnbreedte van de lichtbron, hoe lager het drempelvermogen.

Meestal hebben we de volgende methoden om de impact van SBS op het systeem te verminderen:

Verminder het ingangsvermogen van de vezel (verminder het relaisinterval);

Vergroot de lijnbreedte van de lichtbron (dispersiebeperking);

Over het algemeen is SBS een schadelijke factor in communicatiesystemen via optische vezels en moet tot een minimum worden beperkt. Omdat het echter het lichtveld kan versterken door de energie van het pompveld met een geschikte golflengte over te dragen naar een lichtveld met een andere golflengte, kan het worden gebruikt om Brillouin-versterkers te maken. Door het smalle versterkingsspectrum is de bandbreedte van de versterker echter ook erg smal.