光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)_chapter1

1、光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò) 閆娟娟閆娟娟新主樓新主樓F1014， Tel: 82317220Email: 光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)?基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 纖芯：纖芯：材料為玻璃材料為玻璃(SiO2)，折射率為，折射率為n1，直徑為，直徑為2a 包層：包層：材料為玻璃或塑料，折射率為材料為玻璃或塑料，折射率為n2 (n2 n2（光密（光密光疏媒質(zhì)）光疏媒質(zhì)） 階躍型階躍型(SI，Step index) 梯度型梯度型(漸變型漸變型) (GI，Graded Index)arn

2、arnrn21)(arnnararnrn22112112121)( =1 當(dāng)當(dāng) 10時(shí)，趨近階躍型時(shí)，趨近階躍型當(dāng)當(dāng) =1時(shí)，三角型（色散位移）時(shí)，三角型（色散位移）當(dāng)當(dāng) =2時(shí)，平方律分布時(shí)，平方律分布 -相對(duì)折射率差相對(duì)折射率差光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)n 光纖的光纖的模式模式：指能夠獨(dú)立存在的電磁場(chǎng)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)形式，：指能夠獨(dú)立存在的電磁場(chǎng)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)形式， 許多模式的線性組合構(gòu)成了光波導(dǎo)中總許多模式的線性組合構(gòu)成了光波導(dǎo)中總 的場(chǎng)分布。的場(chǎng)分布。 一個(gè)模式，實(shí)際上是光波導(dǎo)的光場(chǎng)沿橫截面分布的一種一個(gè)模式，實(shí)際上是光波導(dǎo)的光場(chǎng)沿橫截面分布的一種場(chǎng)圖。從幾何光學(xué)角度看，多模光纖的每一個(gè)模

3、式是與光場(chǎng)圖。從幾何光學(xué)角度看，多模光纖的每一個(gè)模式是與光纖軸成一定角度傳輸?shù)墓馐嗦?lián)系的，不同的模式對(duì)應(yīng)不纖軸成一定角度傳輸?shù)墓馐嗦?lián)系的，不同的模式對(duì)應(yīng)不同的角度。同的角度。 光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò) 按照光纖傳輸模式的多少分：按照光纖傳輸模式的多少分： 單模光纖單模光纖 多模光纖多模光纖 按照光纖截面折射率分布分：按照光纖截面折射率分布分： 階躍型光纖階躍型光纖 梯度型光纖梯度型光纖 雙包層（雙包層（W型）型） 三角分布三角分布-色散位移光纖色散位移光纖(DSF G.653), 非零色散位移光纖非零色散位移光纖(NZ-DSF G.655) 光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)

4、ITU-T 標(biāo)準(zhǔn)光纖標(biāo)準(zhǔn)光纖 G.652：普通單模光纖：普通單模光纖(SSMF) G.653：色散位移光纖：色散位移光纖(DSF) G.655：非零色散位移光纖：非零色散位移光纖(NZ-DSF) 產(chǎn)品：康寧產(chǎn)品：康寧LEAF；長(zhǎng)飛：大保實(shí)；長(zhǎng)飛：大保實(shí)特種光纖特種光纖 保偏光纖保偏光纖(PMF) 色散補(bǔ)償光纖色散補(bǔ)償光纖(DCF) 摻鉺光纖摻鉺光纖(EDF)等等光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)損耗損耗：光波損耗是限制無(wú)中繼通信距離的重要因素之一。：光波損耗是限制無(wú)中繼通信距離的重要因素之一。色散色散：不同頻率的光波在光纖中具有不同的傳播速度，色：不同頻率的光波在光纖中具有不同的傳播速度，色

5、 散引起傳輸脈沖展寬，產(chǎn)生碼間干擾，從而限制了散引起傳輸脈沖展寬，產(chǎn)生碼間干擾，從而限制了 通信容量和通信距離。通信容量和通信距離。非線性效應(yīng)：非線性效應(yīng)：由光強(qiáng)引起折射率變化而產(chǎn)生的，也可以引由光強(qiáng)引起折射率變化而產(chǎn)生的，也可以引 起傳輸信號(hào)的畸變，與色散的共同作用是限制高起傳輸信號(hào)的畸變，與色散的共同作用是限制高 速速WDM系統(tǒng)性能的主要因素。系統(tǒng)性能的主要因素。光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的損耗光纖的損耗 定義定義 損耗類型與損耗譜損耗類型與損耗譜inoutPPLkmdB10log10L-光纖長(zhǎng)度，光纖長(zhǎng)度，Pout-出纖光功率，出纖光功率， Pin-入纖光功率入纖光功率 引

6、起光纖損耗的主要機(jī)理：引起光纖損耗的主要機(jī)理： 光能量的吸收損耗、散射損耗、輻射損耗光能量的吸收損耗、散射損耗、輻射損耗Pin, Pout以以W或或mW為單位為單位光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的損耗光纖的損耗 損耗類型損耗類型:吸收損耗吸收損耗散射損耗散射損耗輻射損耗輻射損耗紅外和紫外吸收損耗紅外和紫外吸收損耗 OH離子吸收損耗離子吸收損耗 金屬離子吸收損耗金屬離子吸收損耗瑞利散射損耗瑞利散射損耗 波導(dǎo)散射損耗波導(dǎo)散射損耗 非線性散射損耗非線性散射損耗光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò) 光纖材料的吸收損耗包括：材料本身所固有的紫外、紅外吸收光纖材料的吸收損耗包括：材料本身所固有的

7、紫外、紅外吸收-本本征吸收損耗征吸收損耗; OH離子、金屬離子等離子、金屬離子等-非非本征吸收損耗本征吸收損耗紫外吸收紫外吸收: 低能級(jí)電子吸收光能量躍遷至高能級(jí)，吸收峰在低能級(jí)電子吸收光能量躍遷至高能級(jí)，吸收峰在0.16 m, 尾巴延伸至光纖通信波段尾巴延伸至光纖通信波段, 在短波長(zhǎng)區(qū)達(dá)在短波長(zhǎng)區(qū)達(dá)1dB/km,長(zhǎng)波長(zhǎng)長(zhǎng)波長(zhǎng) 區(qū)約區(qū)約0.05 dB/km。紅外吸收紅外吸收: Si-O鍵振動(dòng)吸收鍵振動(dòng)吸收,諧振吸收峰在諧振吸收峰在9.1、12.5、21 m，尾巴延，尾巴延 伸至伸至1.51.7 m，造成光纖工作波長(zhǎng)的上限。，造成光纖工作波長(zhǎng)的上限。OH離子吸收：離子吸收：O-H鍵的基本諧振波長(zhǎng)

8、為鍵的基本諧振波長(zhǎng)為2.73 m，與，與Si-O鍵的諧振波鍵的諧振波 長(zhǎng)相互影響，在光纖通信波段內(nèi)產(chǎn)生一系列的吸收長(zhǎng)相互影響，在光纖通信波段內(nèi)產(chǎn)生一系列的吸收 峰，影響較大的是在峰，影響較大的是在1.39、1.24、0.95 m，峰之間的，峰之間的 低損耗區(qū)構(gòu)成了光纖通信的三個(gè)窗口。低損耗區(qū)構(gòu)成了光纖通信的三個(gè)窗口。 減小減小OH離子濃度，降低這些吸收峰離子濃度，降低這些吸收峰-全波光纖（康寧）全波光纖（康寧）金屬離子吸收：金屬離子吸收：金屬雜質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的邊帶吸收峰（金屬雜質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的邊帶吸收峰（0.51.1 m)，目前雜質(zhì)含量低于，目前雜質(zhì)含量低于10-9，其影響已可忽略。，其影

9、響已可忽略。光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的散射損耗光纖的散射損耗瑞利散射損耗瑞利散射損耗光纖在加熱制造過程中的熱騷動(dòng)，造成材料密度光纖在加熱制造過程中的熱騷動(dòng)，造成材料密度不均勻（比光波長(zhǎng)小的尺度上的隨機(jī)變化），不均勻（比光波長(zhǎng)小的尺度上的隨機(jī)變化）， 進(jìn)進(jìn)而造成折射率的不均勻，引起光的散射而造成折射率的不均勻，引起光的散射-瑞利散瑞利散射。大小與射。大小與 4成反比。成反比。波導(dǎo)散射損耗波導(dǎo)散射損耗光纖芯徑沿軸向不均勻（大于光波長(zhǎng)尺度）造成光纖芯徑沿軸向不均勻（大于光波長(zhǎng)尺度）造成導(dǎo)模和輻射模間的能量耦合，使能量從導(dǎo)模轉(zhuǎn)移導(dǎo)模和輻射模間的能量耦合，使能量從導(dǎo)模轉(zhuǎn)移到輻射模，造成波

10、導(dǎo)散射損耗（又稱米氏散射），到輻射模，造成波導(dǎo)散射損耗（又稱米氏散射），目前的光纖制造水平，可將芯徑的變動(dòng)控制到目前的光纖制造水平，可將芯徑的變動(dòng)控制到1%，相應(yīng)的散射損耗，相應(yīng)的散射損耗Ez的解，稱為的解，稱為HEvm模模對(duì)于對(duì)于Hz 0,D0)：紅快藍(lán)慢：紅快藍(lán)慢 負(fù)負(fù)色散區(qū)色散區(qū)( 20)：藍(lán)快紅慢：藍(lán)快紅慢 色散位移：利用模場(chǎng)半徑色散位移：利用模場(chǎng)半徑W與與V的關(guān)系，可導(dǎo)出：的關(guān)系，可導(dǎo)出：作業(yè)作業(yè)：簡(jiǎn)述色散位移光纖的設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)述色散位移光纖的設(shè)計(jì)思想光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò) 在理想的單模光纖中，基模是由兩個(gè)相互垂直的簡(jiǎn)并偏振模組在理想的單模光纖中，基模是由兩個(gè)相互垂直的簡(jiǎn)

11、并偏振模組成。如果由于某種因素使這兩個(gè)偏振模有不同的群速度，出纖后成。如果由于某種因素使這兩個(gè)偏振模有不同的群速度，出纖后兩偏振模的迭加使得信號(hào)脈沖展寬，從而形成偏振模色散。兩偏振模的迭加使得信號(hào)脈沖展寬，從而形成偏振模色散。 偏振模色散偏振模色散(PMD) PMD產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 光纖不同偏振態(tài)的雙折光纖不同偏振態(tài)的雙折射；光纖幾何形狀不規(guī)則射；光纖幾何形狀不規(guī)則或內(nèi)部應(yīng)力不均勻；外界或內(nèi)部應(yīng)力不均勻；外界因素如彎曲、扭曲和擠壓因素如彎曲、扭曲和擠壓或溫度的變化等?；驕囟鹊淖兓?。光纖的色散光纖的色散分類分類 光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范小組的觀點(diǎn)：為保證按照

12、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范小組的觀點(diǎn)：為保證PMD導(dǎo)致導(dǎo)致的系統(tǒng)功率代價(jià)在的系統(tǒng)功率代價(jià)在1dB以下，偏振模色散的平均值必須小以下，偏振模色散的平均值必須小于一比特周期的十分之一于一比特周期的十分之一(10ps for a 10Gb/s system) 。 當(dāng)當(dāng)大于這一規(guī)定值時(shí)，需對(duì)系統(tǒng)偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償！大于這一規(guī)定值時(shí)，需對(duì)系統(tǒng)偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償！我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部對(duì)已鋪設(shè)光纖傳輸線路的測(cè)試結(jié)果我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部對(duì)已鋪設(shè)光纖傳輸線路的測(cè)試結(jié)果表明，線路偏振模色散大于表明，線路偏振模色散大于20ps，不能直接在線路上進(jìn)，不能直接在線路上進(jìn)行行10Gb/s高速信號(hào)的傳輸。高速信號(hào)的傳輸。 polgxgyLLvv

13、polPMDDL EDPMD: :微分群時(shí)延，微分群時(shí)延， 典型值在典型值在0.1到到1.0 之間。之間。ps/km光纖的色散光纖的色散分類分類 光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)E概述概述E光纖的傳輸理論光纖的傳輸理論E光纖的色散光纖的色散E光纖的非線性光纖的非線性E光纖制造及光纜光纖制造及光纜光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)用于光纖的玻璃材料的非線性很弱，但由于纖芯小，纖芯內(nèi)用于光纖的玻璃材料的非線性很弱，但由于纖芯小，纖芯內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)非常高，且作用距離長(zhǎng)，使得光纖中的非線性效應(yīng)會(huì)積累到場(chǎng)強(qiáng)非常高，且作用距離長(zhǎng)，使得光纖中的非線性效應(yīng)會(huì)積累到足夠的強(qiáng)度，導(dǎo)致對(duì)信號(hào)的嚴(yán)重干擾和對(duì)系統(tǒng)傳輸性能

14、的限制。足夠的強(qiáng)度，導(dǎo)致對(duì)信號(hào)的嚴(yán)重干擾和對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的限制。反之，可以利用非線性現(xiàn)象產(chǎn)生有用的效應(yīng)。反之，可以利用非線性現(xiàn)象產(chǎn)生有用的效應(yīng)。光纖中的非線性效應(yīng)可分為兩類光纖中的非線性效應(yīng)可分為兩類:非線性折射率：非線性折射率：光纖折射率與光強(qiáng)的相關(guān)性，產(chǎn)生的效應(yīng)光纖折射率與光強(qiáng)的相關(guān)性，產(chǎn)生的效應(yīng)（克爾效應(yīng)）。包括：自相位調(diào)制（克爾效應(yīng)）。包括：自相位調(diào)制(SPM)、互相位調(diào)制、互相位調(diào)制(XPM)和四波混頻和四波混頻(FWM)受激非彈性散射：受激非彈性散射：光場(chǎng)經(jīng)過非彈性散射將能量傳遞給介質(zhì)光場(chǎng)經(jīng)過非彈性散射將能量傳遞給介質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)。包括：產(chǎn)生的效應(yīng)。包括： 受激布里淵散射受激布里淵散

15、射(SBS)和受激喇曼散射和受激喇曼散射(SRS)光纖的非線性光纖的非線性光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 克爾效應(yīng)克爾效應(yīng) 在電場(chǎng)的作用下，光纖介質(zhì)的極化強(qiáng)度在電場(chǎng)的作用下，光纖介質(zhì)的極化強(qiáng)度p可表示為：可表示為：(1)(2)(3)0:.pEEEEEE 其中，其中，0為真空中的介電常數(shù)，為真空中的介電常數(shù)， (i) 為為i階電極化率，階電極化率， (1)為線性為線性極化率，主要影響介質(zhì)的折射率和衰減。對(duì)于極化率，主要影響介質(zhì)的折射率和衰減。對(duì)于SiO2材料制成的光材料制成的光纖，具有對(duì)稱分子結(jié)構(gòu)，所以纖，具有對(duì)稱分子結(jié)構(gòu)，所以 (2)0（摻雜后的光纖摻雜后的光纖

16、(2)0）。）。光光纖的非線性主要起源于纖的非線性主要起源于 (3) ， (3)與電場(chǎng)相互作用產(chǎn)生非線性折射與電場(chǎng)相互作用產(chǎn)生非線性折射率或克爾系數(shù)率或克爾系數(shù) 。由此引起導(dǎo)模傳播常數(shù)發(fā)生變化。由此引起導(dǎo)模傳播常數(shù)發(fā)生變化。PP為光纖中傳輸?shù)墓β?，為光纖中傳輸?shù)墓β剩?為非線性系數(shù)，為非線性系數(shù)，Aeff光纖有光纖有效截面積效截面積2n2eff/knA光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 自相位調(diào)制自相位調(diào)制（SPM）非線性折射率的存在引入了傳播常數(shù)的非線性分量，導(dǎo)致模場(chǎng)非線性折射率的存在引入了傳播常數(shù)的非線性分量，導(dǎo)致模場(chǎng)相位隨距離線性增加。由模場(chǎng)自身產(chǎn)生的克爾效應(yīng)而

17、引起的非線相位隨距離線性增加。由模場(chǎng)自身產(chǎn)生的克爾效應(yīng)而引起的非線性相移稱為自相位調(diào)制（性相移稱為自相位調(diào)制（SPM）。考慮光纖衰減時(shí)有：）。考慮光纖衰減時(shí)有：inin00()exp()LLNLeffdzPz dzP LLeff為考慮光纖衰減時(shí)的有效傳播長(zhǎng)度為考慮光纖衰減時(shí)的有效傳播長(zhǎng)度為光纖的衰減系數(shù)為光纖的衰減系數(shù), 以以N(奈培奈培)/km為單位為單位1 exp() /effLL SPM會(huì)導(dǎo)致光脈沖的頻譜展寬或頻率啁啾，影響系統(tǒng)性能。但會(huì)導(dǎo)致光脈沖的頻譜展寬或頻率啁啾，影響系統(tǒng)性能。但在光纖的負(fù)色散區(qū)，在光纖的負(fù)色散區(qū)，SPM與色散相互作用能支持超短光孤子脈沖與色散相互作用能支持超短光孤

18、子脈沖傳播，實(shí)現(xiàn)光孤子通信。傳播，實(shí)現(xiàn)光孤子通信。1(/km)()dPNP dz inexp()P zPzJ 作業(yè)：作業(yè)：推導(dǎo)以推導(dǎo)以N( (奈奈培培)/km和和dB/km為單位為單位的衰減系數(shù)之間的關(guān)系的衰減系數(shù)之間的關(guān)系光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 交叉相位調(diào)制交叉相位調(diào)制（XPM）當(dāng)使用不同載波的兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)在光纖中同時(shí)傳播時(shí)，當(dāng)使用不同載波的兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)在光纖中同時(shí)傳播時(shí)，折射率與光強(qiáng)的相關(guān)性會(huì)導(dǎo)致交叉相位調(diào)制（折射率與光強(qiáng)的相關(guān)性會(huì)導(dǎo)致交叉相位調(diào)制（XPM），也就是一），也就是一個(gè)特定信道光信號(hào)產(chǎn)生的非線性相移不僅取決于其自身的場(chǎng)強(qiáng)或個(gè)特定

19、信道光信號(hào)產(chǎn)生的非線性相移不僅取決于其自身的場(chǎng)強(qiáng)或功率，也取決于其它信道信號(hào)的功率，第功率，也取決于其它信道信號(hào)的功率，第j信道的相移可寫為：信道的相移可寫為：(2)NjNLeffjiijLPP其中，其中，N為信道數(shù)，為信道數(shù)，Pi為信道功率。為信道功率。XPM所導(dǎo)致的非線性相移與所有信道的總功率有關(guān)，并根據(jù)相所導(dǎo)致的非線性相移與所有信道的總功率有關(guān)，并根據(jù)相鄰信道比特圖形而變化。在各信道功率相等且所有信道同時(shí)承載鄰信道比特圖形而變化。在各信道功率相等且所有信道同時(shí)承載比特比特“1”時(shí)產(chǎn)生的影響最壞。時(shí)產(chǎn)生的影響最壞。光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 四波混頻四波混

20、頻（FWM） FWM是當(dāng)多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)在光纖中共同傳輸時(shí)，由于是當(dāng)多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)在光纖中共同傳輸時(shí)，由于 (3)的作用，的作用，產(chǎn)生新的頻率成分的非線性效應(yīng)。這些新生的頻率分量能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生新的頻率成分的非線性效應(yīng)。這些新生的頻率分量能對(duì)系統(tǒng)性能造成影響的主要是：性能造成影響的主要是：ijkijkn對(duì)于等間隔的對(duì)于等間隔的WDM系統(tǒng)，由系統(tǒng)，由FWM產(chǎn)生的頻率分量將與信號(hào)產(chǎn)生的頻率分量將與信號(hào)頻率重疊，形成信道之間的串?dāng)_頻率重疊，形成信道之間的串?dāng)_(同頻串?dāng)_同頻串?dāng)_)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。性能。在在n信道的信道的WDM系統(tǒng)中，可能的組合有系統(tǒng)中，可能的組合有2/12nn種種(, )i

21、jkijkki jE 相位匹配條件相位匹配條件光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 受激非彈性散射受激非彈性散射 一個(gè)高能量光子被散射成一個(gè)低能量的光子（斯托克斯光），一個(gè)高能量光子被散射成一個(gè)低能量的光子（斯托克斯光）， 同時(shí)產(chǎn)生能量為兩光子能量差的另一個(gè)能量子同時(shí)產(chǎn)生能量為兩光子能量差的另一個(gè)能量子 受激布里淵散射受激布里淵散射（SBS）參與的能量子為聲學(xué)聲子，只有后向參與的能量子為聲學(xué)聲子，只有后向散射散射 受激拉曼散射受激拉曼散射（SRS）參與的能量子為光學(xué)聲子，以前向散射參與的能量子為光學(xué)聲子，以前向散射為主，但也有后向散射為主，但也有后向散射 閾值功率：在光

22、纖輸出端有一半功率被損失到斯托克斯光時(shí)的閾值功率：在光纖輸出端有一半功率被損失到斯托克斯光時(shí)的入射功率入射功率 散射光一般會(huì)對(duì)信號(hào)光產(chǎn)生串?dāng)_。散射光一般會(huì)對(duì)信號(hào)光產(chǎn)生串?dāng)_。 選擇合適波長(zhǎng)的泵浦，可以將其能量傳遞給信號(hào)光，使選擇合適波長(zhǎng)的泵浦，可以將其能量傳遞給信號(hào)光，使信號(hào)光得到放大，制成布里淵放大器或拉曼放大器。信號(hào)光得到放大，制成布里淵放大器或拉曼放大器。光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 SBS的特點(diǎn)的特點(diǎn) 增益帶寬窄（約增益帶寬窄（約20MHz），只影響本信道功率），只影響本信道功率 閾值功率與光源線寬有關(guān)，光源線寬越窄，功率閾值越低閾值功率與光源線寬有關(guān)，光

23、源線寬越窄，功率閾值越低布里淵放大器的增益帶寬很窄，放大帶寬也很窄，主要布里淵放大器的增益帶寬很窄，放大帶寬也很窄，主要用于多信道系統(tǒng)選擇信道，提高接收機(jī)靈敏度。用于多信道系統(tǒng)選擇信道，提高接收機(jī)靈敏度。 SBS產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理：在在外加光場(chǎng)的作用下，光纖介質(zhì)的外加光場(chǎng)的作用下，光纖介質(zhì)的密度因電致收縮效應(yīng)而發(fā)生變化，導(dǎo)致光波散射，并在密度因電致收縮效應(yīng)而發(fā)生變化，導(dǎo)致光波散射，并在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生頻率為入射光與散射光頻率差的聲學(xué)聲子。介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生頻率為入射光與散射光頻率差的聲學(xué)聲子。光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖通信與光纖網(wǎng)絡(luò)光纖的非線性光纖的非線性 SRS產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理：入射光進(jìn)入光纖介質(zhì)后，光子被介質(zhì)

24、吸入射光進(jìn)入光纖介質(zhì)后，光子被介質(zhì)吸收，介質(zhì)分子由基能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)，高能級(jí)不穩(wěn)定，在躍收，介質(zhì)分子由基能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)，高能級(jí)不穩(wěn)定，在躍遷到較低能級(jí)的亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的過程中，發(fā)射散射光子，在馳遷到較低能級(jí)的亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的過程中，發(fā)射散射光子，在馳豫到基態(tài)過程中產(chǎn)生光學(xué)聲子豫到基態(tài)過程中產(chǎn)生光學(xué)聲子。SRS的特點(diǎn)的特點(diǎn)增益帶寬寬（約增益帶寬寬（約40THz），影響其它信），影響其它信道功率道功率在在WDM系統(tǒng)中，較高頻率的信號(hào)成為系統(tǒng)中，較高頻率的信號(hào)成為所有較低頻率信號(hào)的泵浦源，頻率最高所有較低頻率信號(hào)的泵浦源，頻率最高的信道功率消耗最大的信道功率消耗最大應(yīng)用：應(yīng)用：利用利用SRS可制成拉曼激光器和拉曼放大器，放大器的增益帶可制成拉曼激光器和拉曼放大器，放大器的增益帶寬寬，泵浦光與信號(hào)光可