2-6光纤的非线性光学效应
光学材料中的光学非线性效应
光学材料中的光学非线性效应光学非线性效应是指光在介质中传播时，与介质发生相互作用而引起的光学现象。
与线性光学现象不同，光学非线性效应具有非线性响应特性，可以产生各种有趣的光学现象和应用。
在光学材料中，光学非线性效应是一个重要的研究领域，具有广泛的应用前景。
一、光学非线性效应的基本原理光学非线性效应的基本原理是介质中电子和光场之间的相互作用。
在光学材料中，当光场的强度足够强时，光场会对材料中的电子产生作用力，使电子发生位移和加速度变化，从而引起介质的折射率和吸收系数的变化。
这种变化与光场的强度呈非线性关系，即光学非线性效应。
二、光学非线性效应的分类光学非线性效应可以分为三类：光学非线性吸收效应、光学非线性折射效应和光学非线性散射效应。
1. 光学非线性吸收效应是指介质对光的吸收系数随光场强度的变化而发生非线性变化。
这种效应常见于强光照射下的材料，例如光纤、半导体等。
光学非线性吸收效应可以用于光学开关、光学存储和光学限幅等应用。
2. 光学非线性折射效应是指介质的折射率随光场强度的变化而发生非线性变化。
这种效应常见于非线性光学晶体和液晶材料中。
光学非线性折射效应可以用于光学调制器、光学隔离器和光学干涉仪等应用。
3. 光学非线性散射效应是指光在介质中传播时，与介质中的非线性效应相互作用而发生散射现象。
这种效应常见于非线性光纤和非线性光学晶体中。
光学非线性散射效应可以用于光学放大器、光学频率转换和光学混频等应用。
三、光学非线性效应的应用光学非线性效应具有广泛的应用前景，尤其在光通信、光信息处理和光储存等领域。
1. 光通信：光学非线性效应可以用于光纤通信系统中的光学开关和光学调制器，实现光信号的调制和开关控制。
这些器件具有高速、大容量和低能耗的特点，可以提高光通信系统的传输性能。
2. 光信息处理：光学非线性效应可以用于光学逻辑门、光学存储器和光学计算器等光学信息处理器件。
这些器件可以实现光信号的逻辑运算、存储和计算，具有快速、并行和高效的特点。
非线性光学效应与光场调控技术
非线性光学效应与光场调控技术光学作为一门重要的科学技术领域，在科技发展中扮演着至关重要的角色。
近年来，随着科学技术的不断进步，非线性光学效应和光场调控技术成为了研究的热点之一。
本文将从非线性光学效应的基本原理、应用领域以及光场调控技术的发展和应用方面进行论述。
首先，我们来了解一下非线性光学效应的基础知识。
非线性光学是指当光场强度足够强时，光场与介质之间会发生非线性相互作用。
这种现象是由于光子与介质中的电子、原子或分子相互作用而产生的。
与线性光学不同，非线性光学效应在光的传输和调制过程中起到了重要的作用。
其次，非线性光学效应在许多领域都有广泛的应用。
例如，在通信领域中，非线性光学效应被用于光纤通信系统中的信号调制和解调，能够大大提高通信传输的效率和速率。
此外，非线性光学效应还在光子学、量子计算等领域中有着重要的应用。
通过对光场的非线性调控，可以实现光信号的转换、调制与分析，为相关技术的发展提供了重要的支持。
光场调控技术是一种通过控制光场的幅度、相位、极化等参数，来实现对光的强度、相位、频率等属性的调节和控制的技术。
随着光学技术的不断发展，光场调控技术也得到了迅速发展。
目前，已经有了许多成熟的光场调控技术，如光学调制、光谱调制等。
光学调制是一种通过改变光场的相位、振幅或频率等参数，实现光信号传递与处理的技术。
其中，最常用的光学调制技术包括电光调制、声光调制和自旋共振调制等。
通过这些技术的应用，可以实现光信号的调制和解调，提高通信系统的传输效率。
此外，光场调控技术还可以应用于光学成像和光学检测等领域。
通过调控光场的相位和幅度，可以实现对被测样品的光学信号的控制和处理，以获得更高的图像质量和更准确的检测结果。
这对于生物医学和材料科学等领域的研究具有重要的意义。
总结起来，非线性光学效应和光场调控技术在光学科学和技术中具有重要的地位和应用价值。
通过研究非线性光学效应的基本原理和应用，以及光场调控技术的发展和应用，可以推动光学科学和技术的进一步发展。
光纤通信系统中的非线性光学效应研究
光纤通信系统中的非线性光学效应研究光纤通信系统作为现代通信技术中最重要的组成部分之一，在高速、远距离的数据传输中发挥着关键作用。
然而，在长距离传输中，光纤中的信号会经历一系列非线性光学效应的影响，从而导致信号失真和传输损耗的增加。
因此，深入研究光纤通信系统中的非线性光学效应，成为了提高通信系统性能和稳定性的关键。
非线性光学效应是指当光信号在介质中传输时，光的电磁场与介质中的光响应之间发生相互作用导致的光信号产生失真的现象。
在光纤通信系统中，主要涉及到的非线性光学效应有自相位调制（SPM）、互相位调制（XPM）、光学色散补偿等。
自相位调制（SPM）是指光信号传输过程中由于介质非线性使得光信号的相位发生调制。
当信号功率较高时，光脉冲的相位会随着光信号的强度变化而发生变化，导致光脉冲的形状发生失真。
这种失真会引起光信号的频偏、脉冲展宽等问题，进而降低系统传输的性能。
互相位调制（XPM）是指当两个或多个光信号同时在光纤中传输时，它们之间会相互作用，从而导致光信号频率发生变化。
这种频率变化会导致不同波长的光信号之间相互干扰，从而降低光纤通信系统的传输质量。
除了自相位调制和互相位调制效应，光纤通信中的非线性光学效应还包括光学色散补偿等。
光学色散是光波在介质中传播过程中由于频率依赖的光学特性而导致的脉冲扩散现象。
在光纤中，色散可以被分为色散补偿、正常色散、反常色散等。
其中，色散补偿是通过在光纤传输过程中引入特定的光纤补偿器件来抵消不同波长光信号之间的色散效应。
这一技术可以有效减少色散对信号传输的影响，提高系统的传输距离。
为了解决光纤通信系统中非线性光学效应带来的问题，并提高系统的传输质量和稳定性，一系列研究和探索工作被开展。
首先，通过合理设计和优化光纤结构，可以降低光纤中非线性效应的发生和影响。
例如，使用非线性光学材料或增加掺杂元素的光纤，可以有效降低自相位调制和互相位调制效应的发生。
其次，采用先进的传输调制技术也是减少非线性光学效应的一种方式。
非线性光学中的非线性效应
非线性光学中的非线性效应非线性光学是光学领域中的一个重要分支，是经典光学和量子光学的交叉学科，有着广泛的应用和研究价值。
非线性光学中最基本的内容是非线性效应，这是因为物质与电磁波的相互作用是非线性的，而非线性效应是这种相互作用中最基本的结果之一。
一、什么是非线性效应一般来说，物质对电磁场的响应是线性的，即物质的极化率与电场强度成正比。
而在强光作用下，物质的响应就会变得非线性，这是因为物质中电子的电荷密度受到电磁场的影响而发生振动，产生了次谐波、三次谐波等高次谐波的频率成分，使得物质的响应不再是线性的。
比较常见的非线性效应有光学相位共轭、和频、差频、倍频等。
其中，和频与差频效应是与光学调制相关的，它们可以用于光学通信、光学传感、光学谱学等方面的应用；倍频效应则广泛应用于绿色激光、蓝光激光等领域。
二、和频效应的应用和频效应是指两束光波相交后产生一个新的频率为两束光波频率之和的光波的过程。
这个新产生的光波具有和原光波不同的颜色和波长，因此称为和频光。
这种效应可以用于光学调制、光学变频、光学振荡等方面的应用。
在光通信领域，和频效应被广泛应用于光纤通信中光波信号的调制与检测。
通过调制光波的强度，可以使其产生和频效应，而和频光则可以用于检测光波信号的强度和频率。
这种技术被称为和频光检测技术，因为其具有高灵敏度、高分辨率、高速度等优点，被广泛应用于光纤通信、光学传感等方面。
此外，和频效应还可以用于光学成像。
通过将待测试物体的反射光与强泵浦光交叉作用，可以产生和频光，从而获得待测试物体的成像信息。
这种技术被称为和频成像技术，因为其具有快速、高分辨率、非侵入性等优点，被广泛应用于生物医学成像、材料表征等方面。
三、差频效应的应用差频效应是指两束光波相交后产生一个新的频率为两束光波频率之差的光波的过程。
这个新产生的光波具有和原光波不同的颜色和波长，因此称为差频光。
这种效应可以用于光学调制、光学变频、光学振荡等方面的应用。
光纤通信中的光学非线性效应研究
光纤通信中的光学非线性效应研究光纤通信已经成为现代通信领域的重要技术，其核心是光学纤维的应用。
在光纤中传输的光信号不仅要经过传输距离较长的光纤，还要经过其他各种光学器件的作用，这就导致了一系列的光学非线性效应。
本文将对光纤通信中的光学非线性效应进行探讨。
光学非线性效应是指在光学器件中，光在介质中传播时呈现的非线性特性。
光纤中的光学非线性效应主要有光自相位调制（SPM）、非线性色散（NL-DS）和光学Kerr效应。
其中，光自相位调制是最为常见的一种效应。
光自相位调制是指光在光纤中传输时，由于介质的非线性特性导致光的相位发生变化。
这种现象是由光强引起的，光强越大，光自相位调制效应越明显。
光自相位调制会导致光脉冲的形状失真，从而降低信号的传输质量。
为了减小这种非线性效应的影响，可以采取一些方法，如增加纤芯的有效面积、优化光纤的材料特性等。
非线性色散是光在介质中传播时，频率组成发生变化的现象。
在光纤通信中，非线性色散主要表现为信号的频率发生畸变，从而影响信号的传输速率。
为了降低非线性色散效应，可以采用光纤的主动抗色散技术，即通过在光纤中引入一定的色散系数，使光在传输过程中经过一系列的反射和折射，从而降低色散效应对信号的影响。
光学Kerr效应是指光在光纤中传播时，光强的增大导致光的折射率发生变化的现象。
这种变化会导致信号在传输过程中发生相位畸变，进而影响信号的质量。
为了减小光学Kerr效应对光信号传输质量的影响，可以采用一些解决方案，如采用非线性光纤等。
光纤通信中的光学非线性效应是一个复杂的问题，需要综合考虑光信号的特性、光纤的材料特性以及整个通信系统的结构等因素。
通过对光学非线性效应的深入研究，可以找到适合的解决方案，提高光纤通信的传输效率和可靠性。
此外，光纤通信中的光学非线性效应也为其他领域的研究提供了新的思路和方法。
例如，在光学计算、光学信号处理等领域都可以借鉴光纤通信中对非线性效应的研究成果。
总之，光纤通信中的光学非线性效应对于光信号的传输质量有着重要的影响。
非线性效应(SBS)
Stokes
Anti-Stokes
Rayleigh
Raman
Brillouin
Brillouin
ω0
Raman ω
光纤中的两种非弹性散射：
Brillouin散射：光子与声学声子（Acoustic Phonon）的能量转换 Raman散射 ：光子与光学声子（Optical Phonon）的能量转换
声子是对固体内部分子或离子在其平衡位置附近量子化振动状 态的形象描述
入射光
E(r,t)
=
E ei(k.r −ωt ) 0
+
c.c.
极化强度变化
ΔP(r, t) = Δε (r, t)E(r, t) = Δ1ε4E04ei(4(k4+q)2.r−(4ω+Ω4)t)4+4c3.c. + Δ1ε4E04ei(4(k4−q)2.r−(4ω−Ω4)t)4+4c3.c.
anti − Stokes
∞ ηω
−∞
⎡ exp ⎢ g B
⎢⎣
ω0
−ω
P0 _ cw Aeff
Leff
⎤
⎥dω
⎥⎦
( ) ( ) PB_cw L
⎡
= ηωs Beff exp⎢gB ΩB
⎢⎣
P0 _ cw Aeff
Leff
⎤ ⎥ ⎥⎦
g B Pcr Leff ≈ 21 Aeff
Pcr
≈
21Aeff g B Leff
布里渊散射的应用
−
∇2E
−
∇[E
⋅ ∇ ln(ε
+
Δε
)]+
μ0
∂
2
(ΔεE)
∂t 2
光纤通信系统中的非线性光学效应的分析与降噪方法
光纤通信系统中的非线性光学效应的分析与降噪方法光纤通信系统已成为现代通信领域中最重要的传输介质之一，其具有宽带、高速、低损耗等优点，在各种通信应用中得到了广泛应用。
然而，随着通信容量的不断增加，光纤通信系统中的非线性光学效应逐渐显现出来，给通信质量和性能带来了严重挑战。
因此，对光纤通信系统中的非线性光学效应进行分析，并提出有效的降噪方法，成为了当前研究的热点之一。
1. 非线性光学效应的分析在光纤通信系统中，非线性光学效应主要包括自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、光泵浦效应（FWM）等。
这些效应主要是由于光在传输过程中与纤芯材料的非线性特性相互作用所产生的。
首先，自相位调制（SPM）是由于光在传输过程中的光强非线性效应引起的。
当信号光功率较高时，光波在光纤中传输过程中将受到自身的相位调制作用，导致相位失真和频率扩展现象，进而产生串扰和失真。
其次，交叉相位调制（XPM）是由于光在光纤中与其他光波相互作用而引起的。
在多波长传输系统中，由于不同波长的光波共同传输在同一根光纤中，它们之间会发生相互作用。
这种相互作用将导致其他通道的光波受到干扰，使信号的质量受到损害。
光泵浦效应（FWM）是由于非线性介质中的光强非线性导致的。
在光纤通信系统中，不同波长的光波会在光纤中同时存在，它们之间可能会发生非线性耦合作用，从而导致信号的干扰和失真。
2. 非线性光学效应的降噪方法为了有效降低光纤通信系统中的非线性光学效应所带来的干扰，研究者们提出了多种降噪方法。
第一，增加系统的带宽。
通过增加系统的带宽，可以提高光纤通信系统的信息传输能力，使光信号在传输过程中的功率密度降低，从而减小非线性光学效应的影响。
这一方法通常采用增加激光的发射带宽或者调制信号的带宽。
第二，采用调制格式和编码技术。
通过采用合适的调制格式和编码技术，可以有效地降低非线性光学效应的影响。
例如，使用相对低复杂度的相干调制格式，如QPSK和16QAM，能够减少非线性效应带来的失真。
《光纤的非线性》课件
随着超快激光技术的发展，超快光纤非线性现象成为新的研究领域，如飞秒脉冲在光纤 中的传输和演化等。
光纤非线性的多物理场耦合研究
光纤中的非线性效应与温度、压力、电磁场等多种物理场存在耦合作用，深入研究这些 耦合作用有助于更好地理解和应用光纤非线性效应。
05
光纤非线性的实验研究
实验设备与环境
光纤非线性在光传感中的应用案例
光纤传感器
光纤的非线性效应可以用于实现光纤传感，通过测量光纤中光的非线性效应来 检测温度、压力、磁场等物理量，提高光纤传感器的灵敏度和精度。
光干涉仪
利用光纤的非线性效应，可以实现光干涉仪的干涉条纹移动和调制，提高光干 涉仪的测量精度和稳定性。
感谢观看
THANKS
02
当光在光纤中传输时，如果光强度足够高，会使光 纤的折射率发生变化，从而产生非线性效应。
03
光纤非线性是光纤通信系统中的重要问题，它会对 信号传输产生影响。
光纤非线性的产生原因
光强度的变化
当光强度足够高时，光纤中的电子受到激发，导 致折射率发生变化，从而产生非线性效应。
光纤结构
光纤的结构也会影响非线性效应的产生，例如光 纤的芯径、折射率等参数。
四波混频
总结词
四波混频是一种光纤非线性现象，它发生在多个不同频率的光波在光纤中传播时相互作用的情况。
详细描述
当多个不同频率的光波在光纤中传播时，它们之间会发生相互作用，导致光波的频率发生变化。这种 频率变化通常表现为产生新的频率分量，即四波混频。这种现象在强光作用下尤为明显，对光纤通信 系统性能产生重要影响。
光纤非线性机制的研究
研究者们通过理论和实验研究，深入了解了光纤 中非线性机制的物理本质，包括非线性折射率、 非线性耦合等。
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非线性效应概述
SBS、SRS及FWM过程所引起的波长信道 、 及 过程所引起的波长信道 的增益或损耗与光信号的强度有关。 的增益或损耗与光信号的强度有关。这些非 线性过程对某些信道提供增益而对另一些信 道则产生功率损耗， 道则产生功率损耗，从而使各个波长间产生 串扰。 串扰。 SPM和XPM都只影响信号的相位，从而使 都只影响信号的相位， 和 都只影响信号的相位 脉冲产生啁啾， 脉冲产生啁啾，这将会加快色散引起的脉冲 展宽，尤其在高速系统中。 展宽，尤其在高速系统中。
2、阈值功率
阈值功率P 与光纤的衰减系数α 光纤有效长度L 阈值功率Pth与光纤的衰减系数α、光纤有效长度Leff、布里 渊增益系数g 和光纤的有效面积A 有关，可近似写为： 渊增益系数gB和光纤的有效面积Aeff有关，可近似写为：
P ≈ 21Aeff / gB Leff th
Pth ≈ 21α (πw ) / g B
光纤中的非线性效应可分为两类: 光纤中的非线性效应可分为两类: 一、受激非弹性散射：光场经过非弹性散射 受激非弹性散射： 将能量传递给介质产生的效应。包括： 将能量传递给介质产生的效应。包括：受激 布里渊散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS) (SBS)和受激喇曼散射 布里渊散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS) 二、非线性折射率：光纤折射率与光强的相 非线性折射率： 关性产生的效应。包括：自相位调制(SPM) (SPM)、 关性产生的效应。包括：自相位调制(SPM)、 互相位调制(XPM)和四波混频(FWM) (XPM)和四波混频 互相位调制(XPM)和四波混频(FWM)
）（1 二、受激布里渊散射（SBS）（1） 受激布里渊散射（SBS）（
1、机理
SBS可描述为泵浦光、 SBS可描述为泵浦光、斯托克斯波和声波之间的参量互作 可描述为泵浦光 可看作是一个泵浦光子的湮灭， 用。可看作是一个泵浦光子的湮灭，同时产生一个斯托克斯 光子和一个声学声子。 光子和一个声学声子。
SRS的阈值功率较高。由于光波系统中的注入功 SRS的阈值功率较高。 的阈值功率较高 率一般低于10mW 因此SRS 10mW， SRS一般对光纤损耗不 率一般低于10mW，因此SRS一般对光纤损耗不 起作用。 起作用。
）（3 三、受激喇曼散射（SRS）（3） 受激喇曼散射（SRS）（
2、特点
•增益带宽宽（约125nm），影响其它信道功率 增益带宽宽（ 125nm），影响其它信道功率 ）， •WDM系统中，较高频率的信号成为所有较低频率信 WDM系统中 系统中， 号的泵浦源，频率最高的信道功率消耗最大。 号的泵浦源，频率最高的信道功率消耗最大。
3、特点 •增益带宽窄（约10GHz），这说明SBS效应被 增益带宽窄（ 10GHz），这说明SBS ），这说明SBS效应被 约束在WDM系统的单个波长信道内。 WDM系统的单个波长信道内 约束在WDM系统的单个波长信道内。 •阈值功率与光源线宽有关，光源线宽越窄，阈 阈值功率与光源线宽有关，光源线宽越窄， 值功率越低
2.6 光纤中的非线性光学效应
2.6.1 概述 2.6.2 受激非弹性散射 •受激布里渊散射(SBS) 受激布里渊散射(SBS) •受激喇曼散射(SRS) 受激喇曼散射(SRS) 2.6.3 非线性折射率 •自相位调制(SPM) 自相位调制(SPM) •互相位调制(XPM) 互相位调制(XPM) •四波混频(FWM) 四波混频(FWM)
在光纤中传输中光脉冲，脉冲从前到后频率有变化叫做啁啾。 在光纤中传输中光脉冲，脉冲从前到后频率有变化叫做啁啾。
非线性效应概述
• 所有这些非线性中的任意一种效应引起信号损 附加功率， BER与 伤时，需要获得一些附加功率 以维持BER 伤时，需要获得一些附加功率，以维持BER与 原先无非线性效应时一样。这部分附加功率（ 原先无非线性效应时一样。这部分附加功率（以 分贝为单位）就是相应非线性效应的功率代价 非线性效应的功率代价。 分贝为单位）就是相应非线性效应的功率代价。 •非线性效应与传输距离和纤芯内场强有着密切 的关系，为此引入两个基本参量： 的关系，为此引入两个基本参量：有效长度和有 效面积。 效面积。
P(0)
L eff
1 = P0
∫
L 0
P ( z ) dz
=∫ e
0
L
−αz
dz =
1− e
−αL
α
实际传输距离
L
Leff
L 当L很大时， eff ≈ 1 α 对于损耗为0.2dB/km的光纤,Leff约20km 对于损耗为0.2dB/km的光纤,L 0.2dB/km的光纤 很大时，
2. 有效面积Aeff 有效面积A
一、自相位调制SPM
折射率非线性分量的出现将引起导模传播常数的变 使传播常数增加了一附加项： 化，使传播常数增加了一附加项：
β
线性传输时 的传播常数
'
= β + γP
非线性 系数
光纤中传 输的功率
γ =
2π
λ
n2 A eff
光纤有效 截面积
由模场自己产生的非线性效应而引起的非线性相移 称为自相位调制 自相位调制， 称为自相位调制，信号光强的瞬间变化引起其自身 的相位调制。 的相位调制。
A eff
[∫ ∫ I (r , θ )rdrd θ ] =
r θ r
2Байду номын сангаас
∫ ∫θ
I 2 (r , θ )rdrd θ
模场分布为高斯分布时,A 模场分布为高斯分布时,Aeff=πW2 普通单模光纤的A 普通单模光纤的Aeff≈80µm2 80µ 色散位移光纤的A 55µ 色散位移光纤的Aeff≈55µm2 色散补偿光纤的A 20µ 色散补偿光纤的Aeff≈20µm2
2.6.1 概述
• 在高强电磁场中任何介质对光的效应都会变成非线 光纤也不例外。 性，光纤也不例外。 • 尽管用于光纤的玻璃材料的非线性很弱，但由于纤 尽管用于光纤的玻璃材料的非线性很弱， 芯小，纤芯内场强非常高，且作用距离长， 芯小，纤芯内场强非常高，且作用距离长，使得光 纤中的非线性效应会积累到足够的强度， 纤中的非线性效应会积累到足够的强度，导致对信 号的严重干扰和对系统传输性能的限制。 号的严重干扰和对系统传输性能的限制。 • 反之，可以利用非线性现象产生有用的效应。比如 反之，可以利用非线性现象产生有用的效应。 开发放大器、调制器等新型器件。 开发放大器、调制器等新型器件。 • 导致新的学科分支 非线性光纤光学。 导致新的学科分支—非线性光纤光学 非线性光纤光学。
非线性效应随光纤中光强的增大而增大。对于一个给定的光纤， 非线性效应随光纤中光强的增大而增大。对于一个给定的光纤， 光强反比于光纤纤芯的横截面积。 光强反比于光纤纤芯的横截面积。由于光功率在光纤纤芯内不 是均匀分布的，为简单起见，采用有效面积A 表示。 是均匀分布的，为简单起见，采用有效面积Aeff表示。
）（2 三、受激喇曼散射（SRS）（2） 受激喇曼散射（SRS）（
1、功率阈值
gR--喇曼增益 --喇曼增益
P ≈ 16Aeff / gR Leff th
Pth ≈ 16α (πw ) / g R
2
Leff = 20km Aeff = 50µm2 , gR ≈ 7×10−11cm/W, P ≈ 560 , mW th
）（3 二、受激布里渊散射（SBS）（3） 受激布里渊散射（SBS）（
4、减小SBS对系统影响的主要措施 减小SBS SBS对系统影响的主要措施 •减低入纤功率（减小中继间隔） 减低入纤功率（减小中继间隔） •增加光源线宽（色散限制） 增加光源线宽（色散限制） 5、一般情况下，SBS在光纤通信系统中是一种有 一般情况下，SBS在光纤通信系统中是一种有 害的因素，应注意减小。 害的因素，应注意减小。但由于它能通过将具有合 适波长的泵浦场的能量传递给另一波长的光场， 适波长的泵浦场的能量传递给另一波长的光场，使 该光场得到放大，所以能用于制造布里渊放大器 布里渊放大器。 该光场得到放大，所以能用于制造布里渊放大器。 但由于其增益谱宽窄，放大器的带宽也很窄。 但由于其增益谱宽窄，放大器的带宽也很窄。
）（1 三、受激喇曼散射（SRS）（1） 受激喇曼散射（SRS）（
SRS： SRS：入射光波的一个光子被一个分子散射成为 另一个低频光子， 另一个低频光子，同时分子完成振动态之间的跃 迁。 SRS是非线性光纤光学中一个很重要的非线性过 SRS是非线性光纤光学中一个很重要的非线性过 它可使光纤成为宽带喇曼放大器和可调谐喇 程，它可使光纤成为宽带喇曼放大器和可调谐喇 曼激光器， 曼激光器，也可使某信道中的能量转移到相邻信 道中，从而严重影响多信道光通信系统的性能。 道中，从而严重影响多信道光通信系统的性能。
Aeff
2.6.2 受激非弹性散射
一、概述 •受激非弹性散射：散射光频率下移，光场把部 受激非弹性散射：散射光频率下移， 分能量传递给介质。 分能量传递给介质。 •一个高能量光子（通常称为泵浦）被散射成一 一个高能量光子（通常称为泵浦） 个低能量的光子（斯托克斯光）， ），同时产生能量 个低能量的光子（斯托克斯光），同时产生能量 为两光子能量差的另一个能量子 •SBS参与的能量子为声学声子，只有后向散射 SBS参与的能量子为声学声子 参与的能量子为声学声子， •SRS参与的能量子为光学声子，以前向散射为 SRS参与的能量子为光学声子 参与的能量子为光学声子， 主，但也有后向散射
2.6.3 非线性折射率
在较高入射光功率下，纤芯折射率应表示为： 在较高入射光功率下，纤芯折射率应表示为：
n (ω , E
光场幅度 的有效值 或均方根
2
) = n (ω ) + n 2 E
2
线性折 射率
非线性折射率 Kerr系数 或Kerr系数
折射率的非线性影响一般很小。但光纤中大部分 折射率的非线性影响一般很小。 非线性效应都起源于非线性折射率。 非线性效应都起源于非线性折射率。