Dispersão de Brillouin estimulada

O espalhamento de Brillouin estimulado é a interação paramétrica entre a luz da bomba, as ondas de Stokes e as ondas acústicas. Pode ser considerado como a aniquilação de um fóton de bomba, produzindo um fóton de Stokes e um fônon acústico simultaneamente.

A potência limite Ts Pth está relacionada ao coeficiente de atenuação a da fibra, ao comprimento efetivo Leff da fibra, ao coeficiente de ganho de Brillouin gB e à área efetiva Aeff da fibra, e pode ser escrita aproximadamente como:

Quando L é longo o suficiente, Leff ≈ 1/a, e Aeff pode ser substituído por πw2, onde w é o raio do campo modal:

Quando o ganho de pico gB≈5x10-11m/W, Pth pode ser tão baixo quanto 1mW, especialmente na perda mais baixa de 1550nm, o que limitará bastante a potência de injeção do sistema de ondas luminosas. No entanto, a estimativa acima ignora o efeito da largura espectral relacionado à luz incidente, e a potência limite pode aumentar para 10mW ou mais em um sistema típico.

A largura de banda de ganho do espalhamento Brillouin estimulado é estreita (cerca de 10 GHz), o que indica que o efeito SBS é limitado a um único canal de comprimento de onda do sistema WDM. A potência limite está relacionada à largura da linha da fonte de luz. Quanto mais estreita for a largura da linha da fonte de luz, menor será o limiar de potência.

Normalmente, temos os seguintes métodos para reduzir o impacto do SBS no sistema:

Reduza a potência de entrada da fibra (reduza o intervalo do relé);

Aumentar a largura de linha da fonte de luz (limitação de dispersão);

Em geral, o SBS é um fator prejudicial nos sistemas de comunicação por fibra óptica e deve ser minimizado. No entanto, como pode amplificar o campo de luz transferindo a energia do campo da bomba com um comprimento de onda adequado para um campo de luz de outro comprimento de onda, pode ser usado para fazer amplificadores Brillouin. No entanto, devido ao seu estreito espectro de ganho, a largura de banda do amplificador também é muito estreita.