Sự tán xạ Brillouin được kích thích

Tán xạ Brillouin kích thích là sự tương tác tham số giữa ánh sáng bơm, sóng Stokes và sóng âm. Nó có thể được coi là sự hủy diệt của một photon bơm, tạo ra đồng thời một photon Stokes và một phonon âm thanh.

Công suất ngưỡng Ts Pth liên quan đến hệ số suy giảm a của sợi, chiều dài hiệu dụng Leff của sợi, hệ số khuếch đại Brillouin gB và diện tích hiệu dụng Aeff của sợi và có thể được viết gần đúng là:

Khi L đủ dài, Leff ≈ 1/a và Aeff có thể được thay thế bằng πw2, trong đó w là bán kính trường chế độ:

Khi mức tăng cực đại gB≈5x10-11m/W, Pth có thể thấp tới 1mW, đặc biệt ở mức suy hao thấp nhất 1550nm, điều này sẽ hạn chế rất nhiều công suất phun của hệ thống sóng ánh sáng. Tuy nhiên, ước tính trên bỏ qua hiệu ứng độ rộng phổ liên quan đến ánh sáng tới và công suất ngưỡng có thể tăng lên 10mW hoặc cao hơn trong một hệ thống thông thường.

Băng thông khuếch đại của tán xạ Brillouin được kích thích là hẹp (khoảng 10GHz), điều này cho thấy hiệu ứng SBS bị giới hạn ở một kênh bước sóng duy nhất của hệ thống WDM. Công suất ngưỡng có liên quan đến độ rộng đường của nguồn sáng. Độ rộng đường của nguồn sáng càng hẹp thì công suất ngưỡng càng thấp.

Thông thường chúng ta có các phương pháp sau để giảm thiểu tác động của SBS tới hệ thống:

Giảm công suất đầu vào của sợi quang (giảm khoảng thời gian chuyển tiếp);

Tăng độ rộng đường truyền nguồn sáng (hạn chế phân tán);

Nhìn chung, SBS là nhân tố có hại trong hệ thống thông tin cáp quang và cần được hạn chế tối đa. Tuy nhiên, vì nó có thể khuếch đại trường ánh sáng bằng cách truyền năng lượng của trường bơm có bước sóng phù hợp sang trường ánh sáng có bước sóng khác nên nó có thể được sử dụng để chế tạo bộ khuếch đại Brillouin. Tuy nhiên, do phổ khuếch đại hẹp nên băng thông của bộ khuếch đại cũng rất hẹp.