Нелинейные оптические волокна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 3

1. Нелинейные оптические эффекты 5
2. Исследование общих закономерностей влияния изменения параметров травления фотонных кристаллов на их оптические свойства 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 25

Фотонные кристаллы представляют собой структуры с периодической пространственной модуляцией показателя преломления. Особенности взаимодействия электромагнитных волн с такими материалами обуславливают их оптические свойства. Основной практический интерес имеют возникающие в следствие такой модуляции фотонные запрещенные зоны – диапазоны длин волн падающего света, на которых волна не может распространяться по фотонному кристаллу и практически полностью отражается от него. Важно отметить, что для наблюдения оптических эффектов, характерных для периодических структур, необходимо, чтобы период модуляции был сравним по порядку величины с длиной волны падающего излучения. В самом простом случае фотонный кристалл представляет собой периодическую структуру, состоящую из двух слоев с различными показателями преломления. Свойства таких материалов и обсуждаются в данной работе, а также подтверждаются базовые теоретические предположения.

С появлением оптических усилителей нелинейные эффекты в оптических волокнах стали одним из основных факторов, ограничивающих ретрансляционного участка волоконных линий передачи и их пропускную способность.
С ростом емкости ВОСП очевидна тенденция увеличения мощности сигнала. А нелинейные эффекты проявляются, как известно, только при достаточно больших мощностях света. Первоначально, согласно Rec. ITU-T G.622, величина мощности, вводимой в волокно, ограничивалась 17 дБм (на длине волны 1550 нм), а затем она была увеличена до 19 дБм. В настоящее время ряд компаний представили DWDM системы, в которых уровень мощности увеличен до 30 дБм.
При малых мощностях взаимодействие света со средой пропорционально первой степени от мощности света, т.е. представляет собой линейный эффект. Хорошим примером линейного эффекта является поглощение света в волокне: количество поглощенной мощности прямо пропорционально мощности света распространяющейся в волокне. Нелинейные же эффекты пропорциональны более высоким степеням от мощности света, и их вклад быстро увеличивается с ростом мощности.
Оптические волокна обладают двумя специфическими свойствами, которые обуславливают высокую эффективность протекания в них нелинейных процессов. Во-первых, свет сконцентрирован на малой площади вблизи сердцевины волокна. Во-вторых, такая высокая концентрация света сохраняется на всей многокилометровой длине волокна.