Stimulierte Brillouin-Streuung ist die parametrische Wechselwirkung zwischen Pumpenlicht, Stokes-Wellen und akustischen Wellen. Es kann als die Vernichtung eines Pumpphotons betrachtet werden, das gleichzeitig ein Stokes-Photon und ein akustisches Phonon erzeugt.
Ts Schwellenleistung Pth steht in Zusammenhang mit dem Dämpfungskoeffizienten a der Faser, der effektiven Länge Leff der Faser, dem Brillouin Verstärkungskoeffizienten gB und der effektiven Fläche Aeff der Faser und kann ungefähr so geschrieben werden:
Wenn L lang genug ist, können Leff ≈ 1/a und Aeff durch π w2 ersetzt werden, wobei w der Modus Feldradius ist:
Wenn der Spitzengewinn gB≈5x10-11m/W, Pth so niedrig wie 1mW sein kann, besonders beim niedrigsten Verlust von 1550nm, der die Einspritzkraft des Lichtwellensystems stark begrenzen wird. Die obige Schätzung ignoriert jedoch den spektralen Breiteneffekt im Zusammenhang mit dem einfallenden Licht, und die Schwellenleistung kann in einem typischen System auf 10mW oder höher steigen.
Die Verstärkungsbandbreite der stimulierten Brillouin-Streuung ist schmal (ca. 10GHz), was darauf hindeutet, dass der SBS-Effekt auf einen einzelnen Wellenlängenkanal des WDM-Systems beschränkt ist. Die Schwellenleistung hängt von der Linienbreite der Lichtquelle ab. Je schmaler die Linienbreite der Lichtquelle, desto geringer die Schwellenleistung.
In der Regel haben wir folgende Methoden, um die Auswirkungen von SBS auf das System zu reduzieren:
Reduzierung der Fasereingangsleistung (Verringerung des Relaisintervalls);
Breite der Lichtquelle erhöhen (Streuungsbeschränkung);
Im Allgemeinen ist SBS ein schädlicher Faktor in Glasfaserkommunikationssystemen und sollte minimiert werden. Da es jedoch das Lichtfeld verstärken kann, indem es die Energie des Pumpenfeldes mit einer geeigneten Wellenlänge auf ein Lichtfeld einer anderen Wellenlänge überträgt, kann es verwendet werden, um Brillouin-Verstärker herzustellen. Aufgrund seines schmalen Verstärkungsspektrums ist jedoch auch die Bandbreite des Verstärkers sehr schmal.
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