光纤通信的新领域

时间：2014-08-14 作者：长霆光电科技（上海）有限公司【原创】

通常在光场较弱的情况下，可以认为光纤的各种特征参量随光场强弱作线性变化，这时光纤对光场来讲是一种线性媒质。但是在很强的光场作用下，光纤对光场就会呈现出另外一种情况，即光纤的各种特征参量会随光场呈非线性变化。
光纤的非线性效应是指在强光场的作用下，光波信号和光纤介质相互作用的一种物理效应。它主要包括两类，一类是由于散射作用而产生的非线性效应，如受激拉曼散射及布里渊散射;另一类是由于光纤的折射指数随光强度变化而引起的非线性效应，如自相位调制、交叉相位调制以及四波混频等。

利用光纤中的非线性效应，可以开拓光纤通信的新领域，另一方面可以利用它实现光孤子通信。

光纤的传输特性，由于光纤材料等的缺陷，瑞利散射属于线性散射，但当输入光功率很强时，任何介质对光的响应都是非线性的，在此过程中，光场把部分能量转移给非线性介质，即在这种非线性散射中，使得光子能量减少。受激拉曼散射(SRS)和布里渊散射(SBS)就属于此类。

受激布里渊散射和受激拉曼散射相比较，物理过程很相似，它们都是在散射过程中通过相互作用，光波与介质发生能量交换，但本质上也存在差异。受激拉曼散射所产生的斯托克斯波属于光频范畴，其波的方向和泵浦光波方向一致。而受激布里渊散射所产生的斯托克斯波在声频范围，就会产生大量的后向传输的斯托克斯波。这些将对系统产生不良影响。

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