Drukuj ten rozdziałDrukuj ten rozdział

Podręcznik

4. Rodzaje światłowodów

4.3. Zjawiska nieliniowe

   

 

W przypadku wykorzystania światłowodów do transmisji z bardzo dużymi szybkościami binarnymi dużą rolę zaczynają odgrywać zjawiska nieliniowe. Jednym z najważniejszych powodów występowania zjawisk nieliniowych jest zależność współczynnika załamania światła nie tylko od długości fali, ale także od natężenia światła. Do najważniejszych zjawisk nieliniowych towarzyszących transmisji w światłowodach należą: mieszanie czterofalowe, rozpraszanie Ramana i rozpraszanie Brillouina. Nieco uwagi poświęcimy tylko pierwszemu z nich. 
Jeżeli w światłowodzie nadawane są dwie fale o częstotliwościach f1 i f2 to w efekcie mieszania czterofalowego pojawiają się dodatkowe dwie fale o następujących częstotliwościach:

{2f}_1-f_2\ \ \ \ \ \ \ \mathrm{oraz\ }\ \ \ \ \ \ 2f_2-f_1  

W rezultacie zamiast dwóch fal mamy cztery fale. Zwracamy uwagę, że analizując zjawisko czterofalowe posługujemy się częstotliwościami, a nie długościami fal.

Obliczyć częstotliwości fal powstających w wyniku mieszania czterofalowego, jeżeli w światłowodzie przesyłane są fale o częstotliwości f1=150 THz  i  f2=150,1 THz.
 {2f}_1-f_2=149,9\ \ \mathrm{THz} \ \ \ \ \ \ \mathrm{oraz\ }\ \ \ \ \ \ \ 2f_2-f_1=150,2\ \ \mathrm{THz}

Gdyby nadawane był cztery fale o różnych długościach, to w wyniku mieszania czterofalowego powstawałyby dodatkowe 24 fale. Minimalizacja negatywnego wpływu zjawiska mieszania czterofalowego na szybkość transmisji polega na zwiększeniu odległości między kanałami (częstotliwościami) i na nieznacznym zwiększaniu dyspersji chromatycznej, co oczywiście też zmniejsza możliwą do uzyskania szybkość transmisji.