Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна

Вынужденное рассеяние возникает тогда, когда падающий сигнал рассеива­ется. Это рассеяние может быть как в прямом, так и в обратном направле­ниях, и объясняется действием одного или нескольких механизмов. В каж­дом случае, свет сдвигается в область длинных волн. Например, при длине волны 1550 нм рассеянный свет сдвигается вправо (рассеяние Бриллюэна, в отечественной литературе его называют рассеянием Мандельштама-Бриллюэна) примерно на 11 ГГц.

Среди всех нелинейностей, рассмотренных в этом разделе, вынужденное рассеяние Бриллюэна (SBS) имеет наинизшую пороговую мощность. Было показано, что порог SBS может изменяться в зависимости от типа волокна и даже среди отдельных волокон. Как правило, он имеет порядок 5-10 мВт для узкополосных источников света с внешней модуляцией. Для лазеров с непосредственной модуляцией эта мощность может быть порядка 20-30 мВт. Порог SBS чувствителен к спектральной ширине источника излучения и уровню излучаемой мощности. Однако он не зависит от числа каналов WDM.

SBS ограничивает количество световой энергии, которое может быть пере­дано по волокну. Переданная мощность достигает насыщения и резко нарастает мощность обратного рассеяния. Уровень входной мощности, подаваемой на волокно, при котором это резкое нарастание происходит, определяется как порог SBS и выражается формулой:

, (7.1)

где g — означает коэффициент усиления Бриллюэна, А_eff — эффективная площадь сердечника, K — постоянная, определяемая степенью свободы со­стояния поляризации (в рекомендации G.652, K = 2). Переменные и представляют спектральную ширину полосы Бриллюэна и источника накачки соответственно. L _eff — обозначает эффективную длину, определя­емую как

, (7.2)

где a — коэффициент затухания волокна, a L — длина волокна.