4.7 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến 7 0-
4.7.2. Hiệu ứng tỏn xạ Brillouin SBS 72
Tỏn xạ Brilouin đƣợc hiểu nhƣ là sự điều chế ỏnh sỏng của năng lƣợng nhiệt trong vật liệu. Photon ỏnh sỏng vào sợi quang chịu sự tƣơng tỏc khụng tuyến tớnh và tạo ra năng lƣợng rung động trong thủy tinh cũng nhƣ tạo ra ỏnh sỏng tỏn xạ. Độ dịch tần số và cƣờng độ tỏn xạ biến đổi theo hàm của gúc tỏn xạ, với giỏ trị lớn nhất là ngƣợc với hƣớng truyền và nhỏ nhất bằng khụng theo hƣớng truyền. Do đú tỏn xạ Brilouin chủ yếu về hƣớng ngƣợc hƣớng về nguồn và xa bộ thu, vỡ vậy làm giảm cụng suất ỏnh sỏng tại bộ thu. Mức cụng suất mà tại đú tỏn xạ Brillouin trở nờn đỏng kể trong sợi quang đơn mode tuõn theo cụng thức :
' 2 2 3 10 6 , 17 a PB (4.14) Trong đú:
a là bỏn kớnh sợi quang (m).
là bƣớc súng của nguồn phỏt (m). là suy hao của sợi quang (dB/ km). ’ là độ rộng phổ của nguồn (GHz).
Hiệu ứng SBS là hiệu ứng tƣơng tự nhƣ hiệu ứng SRS, tức là cú sự tạo thành của bƣớc súng stoke với bƣớc súng dài hơn bƣớc súng của ỏnh sỏng tới. Điểm khỏc nhau chớnh của hai hiệu ứng này là: hiệu ứng SBS liờn quan đến cỏc photon õm học, cũn hiệu ứng SRS liờn quan đến cỏc photon quang. Chớnh do sự khỏc biệt này mà hai hiệu ứng cú những ảnh hƣởng khỏc nhau đến hệ thống DWDM. Trong hiệu ứng này, một ỏnh sỏng bị tỏn xạ do cỏc photon õm học và làm cho phần ỏnh sỏng bị tỏn xạ này dịch tới bƣớc súng dài hơn (tƣơng đƣơng với độ dịch tần là khoảng 11GHz tại bƣớc súng 1550 nm). Tuy nhiờn chỉ cú phần ỏnh sỏng bị tỏn xạ theo chiều ngƣợc trở lại (tức là ngƣợc chiều với chiều của tớn hiệu) mới cú thể đƣợc truyền đi ở trong sợi quang. Vỡ vậy, trong hệ thống WDM khi tất cả cỏc kờnh đều cựng truyền theo một hƣớng thỡ hiệu ứng SBS khụng gõy xuyờn õm giữa cỏc kờnh.
Trong tất cả cỏc hiệu ứng phi tuyến thỡ ngƣỡng cụng suất để xảy ra hiệu ứng SBS là thấp nhất, chỉ khoảng vài mV. Tuy nhiờn do hiệu ứng SBS giảm tỷ lệ với VB/ VLaser (VB là băng tần khuếch đại Brillouin, VLaser là độ rộng phổ của laser) và băng tần khuếch đại Brillouin là rất hẹp (chỉ khoảng 10 – 100 Mhz) nờn hiệu ứng này cũng khú xảy ra. Chỉ cỏc hệ thống với nguồn phỏt cú độ rộng phổ rất hẹp thỡ mới cú thể bị ảnh hƣởng bởi hiệu ứng SBS. Ngƣời ta tớnh toỏn đƣợc mức cụng suất ngƣỡng đối với hiệu ứng SBS nhƣ sau: 21 eff . B P th eff B kA V V P gL V (4.15)
Trong đú: g: là hệ số khuếch đại Brillouin Aeff: là vựng lừi hiệu dụng
VB: là băng tần khuếch đại Brillouin VP: là độ rộng phổ của tớn hiệu.
Nhƣ vậy, hiệu ứng SBS sẽ ảnh hƣởng đến mức cụng suất của từng kờnh và khoảng cỏch giữa cỏc kờnh trong hệ thống WDM. Hiệu ứng này khụng phụ thuộc vào số kờnh của hệ thống.