Như đã nói Ở trên, năng lượng của tín hiệu bị hấp thụ do các dao động phân tử hay các phonon trong môi trường (mà cụ thể ở đây là các phonon quang) làm cho tín hiệu chuyển thành tín hiệu mới có bước sóng dài hơn. Bên cạnh đó các phonon quang cũng tương tác trở lại các photon tạo thành photon mới có bước sóng ngắn hơn (hình 4.5). Vì vậy nên nếu có một tín hiệu ở đầu vào sợi quang được truyền đi ở nhiều bước sóng khác nhau, một phần công suất của các kênh có bước sóng thấp sẽ chuyển sang kênh có bước sóng cao hơn và được gọi là "Raman nghiêng" (hình 4.6).
Hình 4. 6. Hiện tượng Raman nghiêng
Để tìm ngưỡng Raman ta xem xét tới sự tác động qua lại giữa sóng bơm và sóng Stoke. Sự tác động này bị chi phối bởi 2 cặp phương trình sau:
s R s p s s z p p R s p p p s dI g I I I d dI g I I I dz
Trong đó Is, Ip là cường độ sóng Stoke và cường độ sóng bơm.
s, p là tần số sóng Stoke và cường độ sóng bơm
gR là hệ số khuếch đại Raman.
Cặp phương trình trên được xây dựng dựa trên phát biểu (nếu bỏ qua suy hao) trong môi trường truyền dẫn các photon của sóng bơm và sóng Stoke có thể sinh ra hay mất đi trong suốt quá trình nhưng tổng số các photon là không đổi do đó ta có:
s s p p d I I 0 dz (4.3.23a)
Và sự gia tăng của sóng Stoke phụ thuộc vào Ip, IS theo phương trình sau (khi bỏ qua suy hao):
s
R s p
dI
g I I
dz (4.3.23b)
Nói chung gR Phụ thuộc vào thành phần lõi sợi quang và có thể thay đổi đáng kể nếu sử dụng các chất xúc tác để chế tạo sợi. Bằng thực nghiệm có thể đo được gR hình 4.7 biểu diễn gR của silic theo tần số ở bước sóng bơm là p 1 m
1 2 3 4 1
2 3 4
Hình 4 .7. Phổ khuếch đại Ra man của silic ở bước sóng bơm p 1 m
Trên hình ta thấy điểm nổi bật nhất của gì trong sợi silic là nó kéo dài trong phạm vi tần số lớn (cỡ 40THZ) với bề rộng đỉnh gần 13THZ. Nhờ đặc điểm này mà sợi quang có thể hoạt động như một bộ khuếch đại dải rộng.
Một điều cần chú ý là hiệu ứng FWM cũng tác động đến SRS trong các môi trường truyền dẫn. Như đã nói ở trên, trong hiệu ứng SRS tín hiệu tác động vào các phonon quang làm sinh ra tín hiệu mới có bước sóng dài hơn đồng thời các phonon quang cũng tác động trở lại tín hiệu tạo thành tín hiệu có bước sóng ngăn (gọi là sóng ngược Stoke). Vì vậy trong môi trường lúc này có ba bước sóng ánh sáng: sóng bơm ( ), sóng Stoke ( ) và sóng ngược Stoke( ), 3 bước sóng này có khoảng cách đều nhau do đó rất dễ tạo ta thành phần tín hiệu mới có tần số trùng với tần số sóng bơm gây ra nhiễu tín hiệu.