Усилители, использующие вынужденное комбинационное рассеяние (рамановские)
Стимулированное рамановское рассеяние наблюдается при мощностях накачки порядка 1 Вт – это нелинейный эффект, который подобно бриллюэновскому рассеянию может использоваться для преобразования части энергии из мощной волны накачки в слабую сигнальную волну. Однако при рамановском рассеянии частотный сдвиг между волной накачки и сигнальной волной (f1 - f2) больше, а выходной спектральный диапазон шире, чем у ВРМБ усилителей. Это позволяет усиливать сразу много волновых каналов в WDM сигнале. В таких усилителях луч накачки и луч сигнала могут распространяться как в одном направлении, так и быть встречными.
Рисунок 3.56 – Включение лазеров накачки в рамановском ОУ
Усиление сигнала в рамановских усилителях распределено по длине оптического волокна примерно до 20 км и сигнал из-за потерь в оптическом волокне уменьшается не так сильно, как при обычном усилении, что улучшает отношение сигнал/шум.
Рамановские усилители перспективны для применения в волоконно-оптических системах связи в силу их следующих принципиальных преимуществ:
- они могут усиливать на любой длине волны;
- в качестве активной среды рамановских усилителей может использоваться сам волоконный световод;
- спектр усиления этих усилителей зависит от спектра (длины волны) накачки, поэтому, в принципе, подбором источников накачки можно формировать очень широкую (более 100 нм) полосу усиления;
- рамановские усилители имеют низкий уровень шумов.
Рамановские усилители (Raman amplifiers) позволяет увеличивать число каналов в существующих линиях связи без замены уже установленных EDFA. Они могут успешно применяться в подводных линиях средней протяженности без повторителей (длиной около 300 км), где установка усилителей EDFA требует больших затрат.
Таблица 3.3 – Сравнение параметров нелинейных усилителей
Параметры | Усилитель Рамана | Усилитель Бриллюэна |
Коэффициент усиления в отсутствии насыщения | 40 дБ | 40 дБ |
Неравномерность АВХ | низкая | высокая |
Максимальная выходная мощность | 1 Вт | 1 мвт |
Полоса усиливаемых частот | До 40 ТГц (100нм) | 100 МГц |
Коэффициент шума, дБ | 3 дБ | 15 дБ |
Основным недостатком рамановских усилителей является их невысокая эффективность преобразования, что требует использования довольно мощного непрерывного излучения накачки (~1 Вт) для получения типичной для оптических систем связи величины усиления сигнала 30 дБ.
Типичными параметрами рамановских усилителей являются: Мощность насыщения Рн ВКР-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 системах с WDM.
Параметры усилителей Брилюэна: ширина полосы таких усилителей значительно меньше, чем у рамановских усилителей (десятки мегагерц против терагерц), мощность накачки Рнак и мощность насыщения усилителя Рн составляют около 1 мВт.
Перспективным направлением является е разработка и создание гибридных волоконных усилителей, состоящих из различных комбинаций, включающих распределенный рамановский усилитель и эрбиевый волоконный усилитель.
Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 6787;